(57)【要約】本発明は、ポンプ手段及び薬物を収容するようになっているリザーバを備えている薬品送達装置に関する。ポンプ手段は、薬物をリザーバから出口構造へと輸送するようになっており、この出口構造は、関連する皮下注射針に操作可能に接続されるようになっている。ポンプ手段は、１回以上のポンプ工程中、設定された用量の薬物を送達するようになっており、前記１回以上のポンプ工程の工程体積は可変である。本発明はさらに、工程体積を、薬物の設定された用量に調節する方法にも関する。
2009522032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬物を送達するための薬品送達装置であって、
−  ポンプ手段、及び
−  薬物を収容するようになっている圧潰可能なリザーバであって、前記ポンプ手段が、当該圧潰可能なリザーバから出口構造へと薬物を輸送するようになっており、前記出口構造が、関連する皮下注射針に操作可能に接続されるようになっている、リザーバを備えており、
前記ポンプ手段が、１回以上のポンプ工程中に、薬物の設定された用量を送達するようになっており、前記１回以上のポンプ工程の工程体積が可変である、装置。
【請求項２】
前記ポンプ手段及び前記圧潰可能なリザーバが、互いに堅固に配置されている、請求項１に記載の薬品送達装置。
【請求項３】
前記ポンプ手段及び前記圧潰可能なリザーバが、少なくとも部分的に閉じられたシェルに配置されている、請求項１又は２に記載の薬品送達装置。
【請求項４】
前記圧潰可能なリザーバが、実質的に剛性の部分及び圧潰可能な部分を備えており、該圧潰可能な部分は、前記圧潰可能なリザーバの体積が変化する際、前記実質的に剛性の部分の少なくとも一部内へと圧潰するようになっている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項５】
前記圧潰可能なリザーバの前記圧潰可能な部分の内表面の一部が、シート状材料を備えている、請求項４に記載の薬品送達装置。
【請求項６】
ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程が、前記薬品送達装置のユーザによって少なくとも部分的に作動される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項７】
ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程が、ばね機構によって少なくとも部分的に作動される、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項８】
ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程が、電気機械的アクチュエータによって少なくとも部分的に作動される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項９】
前記電気機械的アクチュエータが、マイクロプロセッサを含む電子制御回路によって制御されるようになっている、請求項８に記載の薬品送達装置。
【請求項１０】
用量計算手段をさらに含む、請求項１ないし９のいずれ１項に記載の薬品送達装置。
【請求項１１】
内容量終了表示手段をさらに備えている、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項１２】
前記薬品送達装置のユーザを補助するための手段をさらに備えており、薬品の適正な用量が決定される、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項１３】
電力供給手段、例えばバッテリをさらに備えている、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項１４】
皮下注射針をさらに備えている、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の薬品送達装置。
【請求項１５】
薬品送達装置から薬物の設定された用量を送達する方法であって、
−  前記薬品送達装置から吐出される薬物の用量を設定するステップと、
−  前記薬品送達装置のポンプ手段を操作することによって、圧潰可能なリザーバから前記設定された用量の薬物を、１回以上のポンプ工程を使用して吐出し、該１回以上のポンプ工程と関連する１つ又は複数の工程体積が、吐出される薬物の用量に応じて設定されるステップとを含む、方法。
【請求項１６】
前記設定された用量の薬物を吐出するのに、最大１０回のポンプ工程が利用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記設定された用量の薬物が、単一のポンプ工程のみを利用して吐出される、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記設定された用量の薬物が、第１の工程体積を有する第１のポンプ工程を利用して吐出され、該第１のポンプ工程の後に、第２の工程体積を有する第２のポンプ工程が続き、前記第１の工程体積が、前記第２の工程体積とは異なる、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１９】
薬品送達装置のための、薬物を収容するリザーバであって、
実質的に剛性の部分及び圧潰可能な部分を備えており、前記剛性の部分及び前記圧潰可能な部分の両方が、薬物と接触するようになっており、前記圧潰可能な部分は、前記リザーバから薬物を吐出する際、前記実質的に剛性の部分の少なくとも一部内へと圧潰するようになっている、リザーバ。
【請求項２０】
前記リザーバの前記圧潰可能な部分が、少なくとも部分的にシート状材料によって形成されている、請求項１９に記載のリザーバ。
【請求項２１】
前記シート状材料が、熱可塑性材料を含む、請求項２０に記載のリザーバ。
【請求項２２】
前記熱可塑性材料が、多層のシート構造の一部を形成している、請求項２１に記載のリザーバ。
【請求項２３】
前記シート状材料が、１つ以上のバリア層をさらに備えている、請求項２１又は２２に記載のリザーバ。
【請求項２４】
前記シート状材料の厚みが１ｍｍより小さく、例えば０．８ｍｍより小さく、例えば０．５ｍｍより小さく、例えば０．３ｍｍより小さい、請求項２０ないし２３のいずれか１項に記載のリザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の薬物を圧潰可能なリザーバから人体へと送達する薬品送達装置に関する。この薬品送達装置は、変位行程体積を調節することができる変位ポンプを利用する。本発明はさらに、薬物を収容するための圧潰可能なリザーバにも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薬品送達装置は、米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に開示されている。この米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書による薬品送達装置では、液体薬物は、一端がピストンで閉鎖されているガラス製カートリッジ内に保存されている。このようなガラスカートリッジ内には、通常３ｍｌの液体薬物が保存されている。さらに、この米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書の薬品送達装置はピストンロッドを備えており、このピストンロッドは、ピストンとして作用し、薬品送達装置の遠位端部に取り付けられている導管を通してガラスカートリッジの全内容物を押し出すのに十分な長さを有している。米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に開示されているように、ピストンロッドは、薬品送達装置の全長を短くするために折り曲げることができるが、この折り曲げによって送達装置の幅が追加的に大きくなる。
【０００３】
この米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に開示されている送達装置は、当分野で公知の最も改善された薬品送達装置の１つであるが、この装置は、多数の重大な欠点を有する。
【０００４】
米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に開示されているものに類似の種類の従来の薬品送達装置の主な欠点は、薬物の正確な投与のための唯一の実行可能な手法が、ピストンの制御された機械的変位によるものであるということである。投与ピストンが大きな領域を有するので、前記変位は極めてよく制御されていなくてはならず、それというのは、理想的なピストン位置からのわずかな逸脱でさえも、薬物の過剰の又は不足の投与をもたらし得るからである。従来の薬品送達装置の別の欠点は、カートリッジから薬物を吐出するためのピストンロッドの長さが、薬物を収容するカートリッジの長さに少なくとも適合していなくてはならないということである。よって、ピストンロッドの長さは、薬品送達装置の全長を本質的に決定付ける。
【０００５】
上述の種類の薬品送達装置の別の面倒な問題は、ピストンを変位させるのに比較的大きな力が必要であるということである。よって、機械的な作動システムに高い機械的な要求が課せられる。
【０００６】
ピストンロッドを長くする必要性及び機械的な作動システムに課せられる機械的な要求が高いことによって、米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に記載のものに類似の送達装置は、嵩高になる傾向がある。
【０００７】
より小さく且つより扱いやすい投与システムは、文献に開示されている。コンパクトで且つ持ち運び可能なシステムの良い例は、国際出願公開第０３／０９９３５８号パンフレットに記載されている。この国際出願公開第０３／０９９３５８号パンフレットに開示の装置は小さいものではあるが、予備充填される使い捨ての自動式注射器である。この国際出願公開第０３／０９９３５８号パンフレットに開示のシステムの重大な制限の１つは、このシステムが、最新の治療法で必要とされることが多い用量設定のフレキシビリティを欠いていることである。例えば、薬物が糖尿病の処置のために必要である場合、広い範囲にわたる用量が必要とされる。特に、患者に送達すべき正確な用量は、特に最近の炭水化物の摂取量及び最近の運動量に依存する。よって、糖尿病のような疾患の効果的な処置では、装置が、所定範囲にわたる用量を送達することができることが要求される。
極めて多数の種々の投与システムが、文献に記載されている。特に、上記のシステムの多くは小さく、使用に便利であり、また一方別のシステムは正確であり、糖尿病のような複雑な疾患の処置のために必要なフレキシビリティを提供する。しかし、現時点では、小さくて正確で、同時に簡素で使いやすい投与システムが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、米国特許出願公開第２００２／００７１５４号明細書に記載の発展した装置の利点を有しながら、国際出願公開第０３／０９９３５８号パンフレットによって例示されている簡単な装置のサイズ及び有用性を有する投与システムのための新規の手法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の課題は、設定された用量を投与できる送達装置であって、当分野の現在の水準のものに比べてより小さく軽量のものを提供することである。
本発明のさらに別の課題は、あらゆる市販の装置と比較して、用量の正確性のより高い薬物のための送達手段を提供することである。
本発明のさらに別の課題は、ガラス製カートリッジからの投与に基づく従来の装置に比べて潜在的により正確な送達装置を製作する方法を提供することである。
【００１０】
上述の及びその他の課題は、フレキシブルな投与システムで通常使用されるガラス製カートリッジを、圧潰可能なリザーバに置き換えることによって解決される。この圧潰可能なリザーバは、このリザーバの内部と周囲との間の圧力差が極めて小さいという点で特別である。このリザーバは、変位ポンプと組み合わせることができ、この変位工程体積は、ユーザのニーズに応じて調節することができる。
【００１１】
圧潰可能なリザーバ及び調整可能な変位体積を有する変位ポンプに基づく、極めて正確で且つ軽量の投与システムを得ることができる。圧潰可能なリザーバの最も重要な利点は、ここでは、その圧力の中立性にある、つまり、リザーバの内部の圧力が、リザーバの外部の圧力とほぼ同じになっているということである。圧潰不能なガラスカートリッジをベースにした通常のリザーバに対しての別の重要な利点は、軽量で、コンパクトであり製造コストが低いことである。上記の圧力の中立性を利用することによって、薬物の極めて正確な用量を送達する調節可能な変位体積を有する変位ポンプを利用することができる。
【００１２】
変位ポンプが、信頼性の高い方式で標準のガラス製カートリッジに適用された場合、ピストンとガラス製容器との間の不規則な摩擦に打ち勝つために、ピストンに力をかけなくてはならない。これは、カートリッジが永久的に加圧されることを意味し、それというのは、ピストンとガラス製容器との間の摩擦が極めて変化し易いものであるからである。しかし、ポンプの故障によって薬物の過剰投与が起こり得るので、加圧されたカートリッジは許容することはできない。
【００１３】
従来のピストンロッド及び駆動機構を回避することによって、薬品送達装置の設計において大きな簡素化を達成することができる。
【００１４】
薬品送達装置が、電気機械的手段によって操作される場合には、所与の用量を送達するために必要な工程の数をランダムに選択することができ、システムの複雑さを必要としない。
【００１５】
薬品送達装置が、手動式に又は簡単なばねによって作動する機構によって操作される場合、薬物の全用量が測定され且つ単一の工程サイクルで送達されるならば、装置の操作は極めて簡単となる。装置の機械的な設計が、単一工程の薬物しか送達できないようになっている場合には、機械的又は電気的な機能不良のために複数の用量が送達されることがないので、装置の安全性をさらに著しく向上させることができる。
【００１６】
圧潰可能なリザーバの一部を例えばシート状材料から製作することによって、リザーバの外部の圧力がリザーバの内圧を超えた場合に、リザーバを簡単に圧潰可能であるものにすることができる。以下詳細に説明するように、「圧潰可能な」という用語は、外表面が圧潰可能であるリザーバに限定されることはない。この定義は、剛性の外部シェルを有しているが、シート状材料からなる圧潰可能な内側の膜を有しているリザーバにも適用される。
【００１７】
簡単で、安価で且つ堅固な薬品送達装置が所望される場合、ポンプ手段の直接的な作動が最良の選択となり得る。直接的な作動は、通常、第三世界の装置又は重要な救命薬剤を含む装置のための好ましい選択肢となる場合がある。ポンプユニットの直接的な作動は、さらに、ポンプユニットの機械的な作動が故障に至った場合の選択肢となり得る。
【００１８】
よって、第１の態様では、本発明は、薬物を送達するための薬品送達装置であって、
−  ポンプ手段、及び
−  薬物を収容するようになっている圧潰可能なリザーバであって、前記ポンプ手段が、前記薬物を前記圧潰可能なリザーバから出口構造へと輸送するようになっており、前記出口構造が、関連する皮下注射針に操作可能に接続されるようになっている、リザーバを備えており、
前記ポンプ手段が、１回以上のポンプ工程中、薬物の設定された用量を送達するようになっており、前記１回以上のポンプ工程の工程体積が可変である、装置に関する。
【００１９】
本発明では、「圧潰可能な」という用語を広義に解釈されたい。つまり、圧潰可能は、可撓性のシート状材料を含むリザーバであって、リザーバの体積変化に伴いその形状を変化させるものを包含する。さらに、圧潰可能なという用語は、リザーバの体積変化を可能にするあらゆる構成をも包含する。このような体積変化は、リザーバ内部の圧力がリザーバ外部の圧力とほぼ同レベルに維持されるのであれば、リザーバの可動の壁部分によって得ることができる。
【００２０】
本発明においては、「皮下注射針」を広義に、つまり、注射針、輸液セット、微小針アレイ、又は機械的に皮膚を貫通し、それにより物質の輸液を可能にするのに適した他の手段を含むと解釈されたい。
【００２１】
圧潰可能なリザーバの内部と周囲との間の約０．１バールの圧力差は、許容できる。しかし、本発明の利点は、圧潰可能なリザーバ内の内圧が、圧潰可能なリザーバ内の薬物の量とは無関係に本質的に同じレベルに保たれることである。
【００２２】
圧潰可能なリザーバに収容されている薬物は、原則として、いかなる種類の薬物、例えば１つ以上のペプチド、１つ以上のタンパク質又はそれらの組合せであってよい。そして、これらのペプチド又はタンパク質は、インシュリン、インシュリンアナログ、ＧＬＰ若しくはＧＬＰアナログ、又はこれらの１つ以上を含む混合物を含んでいてよい。
【００２３】
ポンプ手段及び圧潰可能なリザーバは、互いに相対的に堅固に配置されていてよい。リザーバとポンプ手段との間でのこのような堅固な配置は、リザーバの少なくとも一部をポンプ手段の一部に直接的に取り付けることによって構築することができる。ポンプ手段及び圧潰可能なリザーバは、少なくとも部分的に閉じられたシェル又はハウジング内に配置されていて良い。吐出される用量の設定を可能にする開口部が設けられていてよい。
【００２４】
圧潰可能なリザーバは、実質的に剛性の部分及び圧潰可能な部分を備えていてよく、圧潰可能な部分は、圧潰可能なリザーバの体積が変化する際、実質的に剛性の部分の少なくとも一部内へと潰れるようになっている。圧潰可能なリザーバの圧潰可能な部分の内面の一部は、シート状材料を備えていてよい。このようなシート状材料の要求される特性のより詳細な説明を、以下に記載する。
【００２５】
圧潰可能なリザーバ内に収容される薬物は、変位ポンプ手段を利用するリザーバから吸い出すことができる。ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程は、薬品送達装置のユーザによって少なくとも部分的に作動させることができる。つまり、薬品送達装置のユーザによって加えられる力が少なくとも部分的に利用されて、工程体積から薬物が吐出される。別態様では又は追加的に、ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程は、ばね機構によって少なくとも部分的に作動させることができる。このばね機構は、ねじりばね、線形ばね又はそれらの組合せを含んでいてよい。最後に、ポンプサイクルの変位工程及び／又は回復工程は、マイクロプロセッサを含む電子制御回路によって制御される電気機械的アクチュエータによって少なくとも部分的に作動させることができる。
【００２６】
本発明による薬品送達装置は、用量計算手段をさらに備えており、この手段によって、薬物送達装置のユーザが、吐出される薬物の用量を設定することが可能となる。薬品送達装置は、内容量の終了を表示する手段をさらに備えており、この手段は、薬品送達装置のユーザに、圧潰可能なリザーバが空になった又は間もなく空になること、このため針を交換しなくてはならないことを伝達するものである。
【００２７】
薬品送達装置は、この薬品送達装置のユーザが、薬品の適正な用量を決定するのを補助する手段をさらに備えている。この補助手段は、薬品送達装置に固定されるようになっているモジュールの部分を少なくとも部分的に形成していてよい。制御ユニットもさらに設けられていてよい。制御ユニットは、薬品送達装置及び／又はそれに固定されたモジュールと通信するようになっていてよい。
【００２８】
薬品送達装置は、この薬品送達装置上に、薬品送達装置に固定されるようになっているモジュール上に、あるいは例えば薬品送達装置と通信する制御ユニットの一部として配置されている、少なくとも１つのディスプレイ部材をさらに備えていてよい。
【００２９】
薬品送達装置、薬品送達装置に固定されるようになっているモジュール、又は制御ユニットは、薬品送達装置、取り付け済みのモジュール又は制御ユニット内に配置されている少なくとも１つのマイクロコントローラをさらに備えていてよい。マイクロコントローラによって、送達される用量を制御する電気機械的手段へ用量の情報を提供することを簡単にすることができる。
【００３０】
本発明による薬品送達装置に電力供給するために、装置は、電力供給手段、例えばバッテリを備えていてよい。最後に、薬品送達装置は、皮下注射針を装備していてよい。
【００３１】
第２の態様では、本発明は、薬品送達装置から薬物の設定された用量を送達する方法であって、
−  前記薬品送達装置から吐出される薬物の用量を設定し、
−  薬品送達装置のポンプ手段を操作することによって、前記薬物の設定された用量を、１回以上のポンプ工程を利用して吐出するように圧潰可能なリザーバから吐出し、前記１回以上のポンプ工程に関連する１つ以上の工程体積が、吐出される薬物の用量に応じて設定される、方法に関する。
【００３２】
よって、本発明によれば、工程体積は、吐出される薬物の用量に応じて設定される。これは、工程体積が、単一のポンプ工程で又は潜在的に異なる工程体積を有する一連のポンプ工程で、設定された用量を吐出するように設定されていてよいことを意味する。つまり、最高１０、８、６、４又は２回のポンプ工程が、薬物の設定された用量を吐出するのに利用されてよい。前出の単一のポンプ工程を適用して全用量を吐出することもできる。
【００３３】
同様に、薬物の設定された用量は、第１の工程体積を有する第１のポンプ工程を利用して吐出することができ、この第１のポンプ工程の後、第２の工程体積を有する第２のポンプ工程が続き、ここで、第１の工程体積は、第２の工程体積とは異なっている。第１及び第２の工程体積は等しくてもよく、適用されるポンプ工程の数は２以外であってよい。
【００３４】
第３の態様では、本発明は、薬品送達装置のため及び薬物を収容するためのリザーバに関し、このリザーバは、実質的に剛性の部分及び圧潰可能な部分を備えており、剛性の部分の少なくとも一部及び圧潰可能な部分の少なくとも一部は、リザーバに収容される薬物と接触するようになっており、圧潰可能な部分は、リザーバから薬物を吐出する際、実質的に剛性の部分の少なくとも一部内に潰れるようになっている。
【００３５】
前出の「圧潰可能な」という用語は広義に解釈されたい。つまり、圧潰可能は、可撓性のシート状材料を含むリザーバであって、リザーバの体積変化に伴いその形状を変化させるものを包含する。さらに、圧潰可能なという用語は、リザーバの体積変化を可能にするあらゆる構成をも包含する。このような体積変化は、リザーバ内部の圧力がリザーバ外部の圧力とほぼ同レベルに維持されるのであれば、リザーバの可動の壁部分によって得ることができる。
【００３６】
シート状材料は、多層シート構造の一部を形成し得る熱可塑性材料を含むシートを含んでいてよい。このシート状材料は、１つ以上のバリア層をさらに備えていてよい。シート状材料の厚みは、１ｍｍより小さく、例えば０．８ｍｍより小さく、例えば０．５ｍｍより小さく、例えば０．３ｍｍより小さくてよい。
【００３７】
本発明の詳細な説明
以下、本発明を、添付の図面を参照しながら更に詳細に説明する。
本発明は、様々な変更及び変化形が可能であるが、ここでは特定の実施形態を例として図面に示し、詳細に説明する。しかし、本発明は、開示の特定の形態に限定されることは意図されていないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の請求項によって規定される本発明の思想及び範囲内の全ての変更形、同等形及び変化形を包含するものである。
【００３８】
最も一般的な態様において、本発明は、調節可能なポンプ行程体積（ポンピング時の１ストロークの体積）を有するいくつかの種類の変位ポンプを備えている薬品送達装置に関する。この構成によって、薬品送達装置は、調節された１つ以上のポンプ行程を適用させることによって、薬物の任意の予め設定された用量を吐出することができる。送達される用量は、ポンプ行程の数のみではなく選択された行程体積にも依存するので、正確性の極めて高い用量を、１回又は複数回のポンプ行程を利用して得ることができる。
【００３９】
よって、ポンプ構造の行程体積が、吐出される薬物の設定された用量に一致するように調節可能であるので、本発明による薬品送達装置の利点は、送達される用量がポンプ行程の数に比例しないことである。
【００４０】
以下に、本発明によって製作された例示的な薬品送達装置の機能を、図１及び２を参照して説明する。薬品送達装置の中心にあるのは、圧潰可能なリザーバ７である。この圧潰可能なリザーバは、多数の様々な形式で製作されていてよいが、全て、リザーバの内面の少なくとも一部が圧潰可能であり、リザーバの内部と周囲との間の圧力差がわずかしかないという共通点を有する。よって、圧潰可能とは、リザーバが、圧潰可能である若しくは可撓性のある内壁構造を有することによって、その体積を変化させる性能があり、これにより、リザーバの内部と周囲との間のわずかな圧力差を保ちながらリザーバの体積を変化させることができることを意味する。
【００４１】
図１に、薬品送達装置の一実施形態を示す。より明確となるように、ポンプ機構の詳細な機能を図２に示す。図１及び２の参照番号は、同じ構成要素を指している。
【００４２】
薬品送達装置の全般的な機能は、ピストン２を引き戻すことによって、薬品を圧潰可能なリザーバ７（図１にのみ図示）からシリンダ１へと引き出すことである。ピストンの引き戻しを調節することができるので、シリンダ１へ送られる測定される薬剤の体積は、調節可能である。測定された薬品をシリンダ１へと送達するために、ピストン２は、元の位置に戻される。この機能性は、図示の装置では、図２の一番下から始まる以下のステップに従って得られる。
位置Ａ：装置の中立位置。シリンダ１及びピストンによって取り囲まれた体積が最小である。
位置Ａ−Ｂ：摺動部３を運動させることによって、圧潰可能なリザーバ７からシリンダ１へと薬品を引き出すように装置が準備される。摺動部３の運動によって、吸引ばね４及び投与ばね５が付勢される。
位置Ｂ−Ｃ：摺動部３が図２の右の位置に来た時、ピストン２は解放され、吸引ばね４の動作によって引き戻される。すると、薬物は、シリンダ１及びピストン２によって規定された体積内に吸い込まれる。図２の投与ばね５＋６が、図１のねじりばね５及び歯付き投与ホイール６と同じ機能、つまり薬物送達時に摺動部３を付勢する機能を有していることに留意されたい。
位置Ｃ−Ａ：シリンダ１及びピストン２によって規定された体積内に薬品が測定された後、薬品送達装置は、測定された容量を送達することのできる状態になっている。ピストンが中立位置に戻るように投与ばね５＋６が解放され、これにより、シリンダから薬品を押し出されることによって、測定された用量が送達される。
【００４３】
最も簡単な形態では、リザーバは、折られて溶接され、それにより閉じられたバック（図３）を形成しているシート状材料から製作されている。この種の圧潰可能なリザーバ２０２を利用する場合、通常、何らかの連結ユニット２０３をリザーバに装着することが必要である。簡単なリザーバのためのシート状材料は、広範な材料から選択することができるが、好ましい材料は、熱可塑性材料の少なくとも１つの層を含む熱可塑性物質又は積層体である。このシート状材料は、図３に示すリザーバの製造に利用される場合、多数の様々な要求を満たさなければならない。最も重要なのは、リザーバが、優れた遮蔽特性を有し、リザーバ内に保存されている薬品と適合性を有していなくてはならないことである。さらに、材料が加工可能、つまり、シート状材料の好ましい接合プロセスとして溶接が選択される場合には、材料は溶接可能でなくてはならない。さらに、材料は、加工、輸送及び使用時に曝されるであろう機械的荷重に耐えることができなければならない。前記シート状材料に課せられることが多い最後の要求は、材料が、重度に劣化することなく殺菌可能であることである。
【００４４】
シート状材料に対し多くの対立する要求があるので、シート状材料は、異なる特性を有する２つ以上の層から製作された積層構造であってもよい。シート状材料は、要求される機械的特性を有する多数の熱可塑性の層の積層体から大部分が製作されていることが多い。１つ以上のバリア層が、熱可塑性層の間に挟まれている。無機バリア層の中でも、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＡｌｘＯｙＮｚ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＮｘといった無機材料が好ましい。バリア層は非化学量論的な物質である場合が多いので、ｘ、ｙ、ｚという数は、特定の化学量論的組成を指すのではなく、数の範囲を指している。有機バリア層の中でも、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリパリレン、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）が好ましい材料である。特に、ＰＰ、ＰＶＣ、ＣＯＣ及びＰＣＴＦＥは、高い機械的強度を有する。よって、これらの材料を、積層体又は単一層のシートとして使用することができる。
【００４５】
シートの厚みは、シート状材料の堅さ及びバリア特性に大きく依存する。本発明の好ましい実施形態では、シート状材料の平均厚みは１ｍｍより小さい。本発明のより好ましい実施形態では、シート状材料の平均厚みは、０．３ｍｍより小さい。
【００４６】
シート状材料の特性に依存して、接合のための多数の異なる手法を利用することができ、これには、接着結合、溶接及び機械的接合が含まれる。中でも、溶接、好ましくはレーザ溶接、ＲＦ溶接又は熱溶接が好ましい。
【００４７】
連結ユニット（図３の２０３）がリザーバに装着される場合、この連結ユニットは、リザーバの材料と適合性のある材料から製作されていなくてはならない。この連結ユニットは、可撓性のゴムセプタムであってもよいし剛性の連結ユニットであってもよい。
【００４８】
図３に示すような完全に圧潰可能なリザーバの使用は、ポンプユニットが圧潰可能なリザーバと完全には一体化されていない場合の簡素な応用に対して有利となり得る。しかし、最適化されたシステムでは、リザーバを投与ポンプと完全に一体化することが極めて有利となり得る。その例を、図４ａ及び４ｂに示す。
【００４９】
図４ａに、射出成形された機構３０１ａの一部を示す。射出成形された部材では、ポンプ３０３の一部及び圧潰可能なリザーバ３０２の一部が一体化されている。この実施形態によれば、圧潰可能なリザーバは、剛性の部分３０１ａ及びｂを圧潰可能な部分（図４ｂの３０４）に接合することによって得られる。使用時には、リザーバ３０４の圧潰可能な部分が、剛性の対応部材３０１内へと圧潰される。つまり、リザーバは、リザーバの一部が剛性であっても、完全に圧潰可能なリザーバ（図３）と同様のポンプ特性を有することになる。
【００５０】
図５に、図４に示す射出成形部分をベースとする装置の断面図を示す。より明確となるように、薬剤の吐出に直接的に関連する部分のみが包含されている。
【００５１】
本発明のこの実施形態では、圧潰可能なリザーバ４０１及びポンプユニット４０５、４０６に接続されている閉じられたチャネル又は導管４０２が設けられている。また、ポンプユニットから、ポンプユニット４０５、４０６を出口４０４に接続する追加的な導管４０３が延びている。
【００５２】
使用時には、シリンダ４０６内でピストン４０５を引き戻し、これにより、薬品を圧潰可能なリザーバ４０１からシリンダ４０６内に引き込むことによって、装置は注入の準備ができた状態となる。この状態で、装置は、ピストン４０５を引くことによってシリンダ４０６内へと移送された体積に等しい薬品の量を送達する準備ができている。続いて、皮下注射針が、出口４０４に装着され、針が挿入される。その後、ピストンを元の位置に押し戻し、これにより、シリンダに保存されていた薬品が、針へと続く出口４０４へと押し出される。
【００５３】
いくつかの実施形態では、出口４０４には、リザーバ４０１からシリンダ４０６へと薬品を輸送する際に導管４０３を閉鎖するための穿通可能なセプタムが設けられている。この穿通可能なセプタムは、患者への到達手段が出口に設けられると流体連通を構築するようになっている。別形態で又は追加的に、シリンダ４０６から薬品を吐出する際には流体連通を提供し、リザーバ４０１からシリンダ４０６へと薬品を輸送する際には導管４０３を通る流体流を終端させるようにバルブ構造を配置することができる。また、バルブ手段は、リザーバ４０１からシリンダ４０６への一方向の流体流を制御するようになっていてよい。
【００５４】
薬品を収容するリザーバと一体化された投与シリンダを有する装置の最も重要な利点の１つは、薬品の濃度及びピストン面積を同時に変化させることができることである。つまり、薬剤の効能が変化し、それに応じてピストンの面積を変化させる場合、薬剤が変化していてもピストンの行程長さは不変に維持される。これは、装置が手動式のピストンを有している場合には、ユーザにとって極めて重要な快適さの要因であり、それというのは、使用パターンのいかなる変化も通常、不確実さ及び不快さに関わるからである。
【００５５】
簡単な装置又は極めて頑丈な装置が必要とされる場合には、ポンプユニットは、簡単なシリンジに類似の完全に手動で操作される機構に変形させることができる。図６に、そのような簡単な装置を示す。ポンプユニット５０５が圧潰可能なリザーバ５０１の剛性の部分に完全に組み込まれていることに留意されたい。簡単ではあるが、図６に示す装置は、ピストンロッドの変位によって、シリンダ内に残された用量がいかにユーザに視覚的に伝達されるかを示す。上記特徴は、ピストンロッドの変位をユーザに直接見えるようにするか又はリザーバ内に残っている内容量をユーザに伝達することのできる表示手段を装置に設けることによって、より発展させた装置に備えさせることができる。上記簡単な装置の、より自動式の装置と比較したさらに別の望ましい特徴は、投与する際にユーザが注射ボタンを動かす長さと実際に投与される用量との間に比例関係があることをユーザが知っていることである。
【００５６】
わずかな変更によって、図６に図示の簡単で頑丈な装置を、極めて発展させたモータ駆動式の装置に変更することができる。これを図７に示す。投与ユニットでの最も重要な違いは、簡単なピストンが、ピストン６０５の歯状ロッド形成部分によって置き換えられていて、歯付きホイールによってピストン６０５を駆動できることである。モータ６０２は、小さい直径を有するピストンに作用するのみであることに留意されたい。よって、制限された正確性しか有しないモータユニットを利用しても、正確な用量を得ることができる。このようなユニットを実現しようとするならば、さらにバッテリ、制御ユニット及び場合によっては歯付き駆動ホイールに直接取り付けられるカウンタが必要となるであろう。
【００５７】
この実施形態によって製作された装置は、簡単な装置に見られるような設定された用量の直接的な視覚表示又は吐出された用量の直接的な視覚表示を備えていてよく、また備えていなくてもよい。しかし、前記の情報を、グラフィックディスプレイに示すことができる。
【００５８】
特定の群に対して利益をもたらし得る１つの特徴は、薬品の特定の一定量を供給するように装置を予めプログラミングすることができることである。このような特徴は、純粋に機械的な装置において実施することができるが、モータ駆動される装置において用量一定という特徴を付与することは特に簡単である。
【００５９】
圧潰可能なリザーバを充填するために、異なる手法が利用され得る。図１、４、５、６及び７に示す種類の予め組み立てられた半剛性のリザーバを使用する場合、１つの変化可能な充填手法を図８ａ及び８ｂに示す。図８ａに示すように、シリンダ７０６内に上述のピストンを配置させる前に、可撓性のプランジャ７０７をシリンダ７０６内に挿入する。プランジャ７０７の挿入後、リザーバは、図示の矢印Ｐに平行な充填針を挿入することによって充填することができる。充填前に針を通じてリザーバ７０１を空にすることによって、リザーバを、確実に薬品で完全に充填することができる。
【００６０】
充填が完全に終了した後、プランジャ７０７は、図８ｂに示す位置に対応する端部ストッパに押し付けられ、これにより、リザーバが密封される。その後、充填された装置を使用する際、プランジャ７０７は、図８ｂに示す位置に留まる。
【００６１】
プランジャ７０７を適切に設計することによって、プランジャ７０７を保存時のバリアとして作用させることができる。後から、薬物をリザーバから引き出さなくてはならない場合、プランジャ７０７の最も右端部にある円筒形リップ部分７０８が、シリンダから圧潰可能なリザーバに向かう負圧勾配がある場合に圧潰できるように、プランジャが設計されている。つまり、リザーバからシリンダへ薬品を引き出す際、プランジャは単一通路弁のように働く。プランジャ７０７には、シリンダ７０６の右側に挿入される摺動可能なピストン（図示せず）を受容する凹部分が設けられている。
【００６２】
図８ａ及び８ｂに示す上述の実施形態では、装置には、シリンダ７０６から装置の出口への薬物の輸送を簡易化するための導管手段（図示せず）が設けられている。このような導管手段は、シリンダ７０６の壁区分に流体導管（図示せず）を配置することによって設けることができ、これにより、十分な圧力が摺動可能なピストンにかけられるとプランジャは迂回される。このような導管の第１の端部は、プランジャ７０７が最も左の位置にある時（図８ｂのように）には、ポンプチャンバ、つまりシリンダ７０６及びプランジャ７０７によって規定されるポンプチャンバの左側で開いているように構成されている。上記導管の第２の端部は、シリンダ７０６の左側でシリンダ７０６に対して開いており、プランジャ７０７のリップ区分７０９と重なるように構成されている。リップ区分７０９は、ポンプチャンバ内の流体圧力が特定の閾値を超えない時にはバリアとして働く。ポンプチャンバ内部の流体圧力がその閾値を超えた場合には、プランジャ７０７のリップ区分７０９は圧潰されるようになっており、これにより、プランジャ７０７を横切っての流体連通が得られる。
【００６３】
薬剤と接触する全ての部材に共通するのは、これらの部材が、薬品と適合性を有していなくてはならないということである。薬品と接触する材料は、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）から選択することができる。さらに、密封のための材料も必要とされている。特に、ＰＰ、ＥＰＤＭ、ＳＥＢＳ又はこれらの混合物に基づく熱可塑性エラストマー並びに液体シリコンゴム（ＬＳＲ）が好ましい。しかし、材料の選択がこれらに制限されることはない。
【００６４】
圧潰可能なリザーバの利点を例示するために完全に統合されたリザーバを使用しているが、製造及び輸送中を除く使用の際には、圧潰可能なリザーバが投与ユニットの一体化部分となっているにすぎないシステムを実施することも可能である。本発明のこの実施形態は、薬品の有効期限が短い場合、同じ機械的装置を使用して異なる種類の薬品を送達する場合、又はポンプユニットが再使用可能である場合に、特に有利である。
【００６５】
本発明による薬品送達装置によって、原則的に、治療用タンパク質及び／又はペプチドの任意の組合せを含むあらゆる流体、溶液又は懸濁液の注入が簡単になる。好ましい態様では、注入される薬品は、糖尿病の治療に特に適するインシュリン、インシュリンアナログ、ＧＬＰ又はＧＬＰアナログを含む。同様に好ましい態様では、注入される薬品は、ヒト成長ホルモン又はヒト成長ホルモンアナログを含む。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による投与装置の機構の主たる作用部分の可能な構成の例を示す。
【図２】図１に示すものに類似の機構においてアクチュエータばねが付勢され、緩和される順序を詳細に示す。
【図３】溶接されたシート状材料から製作された最も簡単で可能な圧潰可能なリザーバを示す。
【図４】ａ〜ｂに圧潰可能なリザーバが、投与装置の構造的な部材としていかに具備され得るかを示す。
【図５】チャネルが、圧潰可能なリザーバ、ポンプユニット及び投与ユニットの出口の間でいかに実現され得るかの例を示す。
【図６】本発明による、考え得る最も簡単な装置を示す。
【図７】発展したモータ駆動の装置が、本発明によりいかに実現され得るかを示す。
【図８】ａ〜ｂに充填後、薬品リザーバを密封するために可撓性の部分がいかに使用され得るかを例示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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