(57)【要約】【課題】【解決手段】小型の薬剤送り出しポンプは、形状記憶Ｎｉ−Ｔｉ合金を利用する。流れ制限器が設けられ、また、ポンプは再充填可能である。
2009516792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤の吐出に使用される注入装置であって、
ａ）室及び出口を有するハウジングと、
ｂ）ハウジングと作用可能に接続されて、室を薬剤貯蔵副室及び推進剤副室に分割する、形状記憶合金材料で作られた隔膜と、
ｃ）適した推進剤を受け入れる形態とされた前記推進剤副室と、
ｄ）適した薬剤を受け入れる形態とされ、ハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する前記薬剤貯載副室と、を備える注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の注入装置であって、
ａ）より大きい容積効率となるように中心線上を伸びるように構成された前記隔膜と、
ｂ）ハウジングと作用可能に接続され且つ薬剤貯蔵副室と流体的に連通したセプタムと、を更に備える注入装置。
【請求項３】
前記隔膜がＮｉ−Ｔｉ合金により製造される請求項２に記載の注入装置。
【請求項４】
請求項２に記載の注入装置であって、薬剤貯蔵副室の出口と流体的に連通した第一の端部及びハウジングの出口と流体的に連通した第二の端部を有する流れ制限器を更に備え、前記流れ制限器が微細加工した流れ抵抗器であり、前記微細加工した流れ抵抗器が、
ａ）平面状の頂面を有する第一の基板部材と、
ｂ）平面状の底面を有する第二の基板部材であって、第二の基板部材の底面は第一の基板部材の頂面に配置されてチップ組立体を形成する前記第二の基板部材と、
ｃ）機械加工された通路を有する頂面及び底面の一方と、
ｄ）薬剤貯蔵副室の出口と流体的に連通した入口と、ハウジングの出口と流体的に連通した出口とを有するチップ組立体と、を備える注入装置。
【請求項５】
前記第一及び第二の基板がガラス基板である請求項４に記載の注入装置。
【請求項６】
前記通路が約１ｍｌ／月の流量となる寸法とされる請求項４に記載の注入装置。
【請求項７】
前記ポンプが定量ポンプである請求項４に記載の注入装置。
【請求項８】
請求項１に記載の注入装置であって、薬剤リザーバが完全に分与されたとき、薬剤リザーバの満杯時の少なくとも９０％を分与する注入装置。
【請求項９】
前記Ｎｉ−Ｔｉ合金が超弾性的である請求項３に記載の注入装置。
【請求項１０】
前記Ｎｉ−Ｔｉ合金が超変形可能である請求項３に記載の注入装置。
【請求項１１】
前記注入装置が植え込み型である請求項１に記載の注入装置。
【請求項１２】
薬剤の吐出に使用される注入装置であって、
ａ）室及び出口を有するハウジングと、
ｂ）ハウジングと作用可能に接続されて、室を薬剤貯蔵副室と推進剤副室とに分割する、形状記憶合金でつくられる隔膜と、
ｃ）適した推進剤を受け入れる形態とされた推進剤副室と、
ｄ）適した薬剤を受け入れる形態とされて、ハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する薬剤貯蔵副室と、
ｅ）薬剤貯蔵副室の出口と流体的に連通した第一の端部と、ハウジングの出口と流体的に連通した第二の端部とを有する流れ制限器と、を備え、
前記流れ制限器が微細加工した流れ抵抗器であり、該流れ抵抗器が、
ｉ）平面状の頂面を有する第一のガラス部材と、
ｉｉ）平面状の底面を有する第二のガラス部材であって、第二のガラス部材の底面が第一のガラス部材の頂面に配置されてチップ組立体を形成する第二のガラス部材と、
ｉｉｉ）機械加工された通路を有する前記頂面及び底面の一方と、
ｉｖ）薬剤貯蔵副室の出口と流体的に連通した入口、及びハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する前記チップ組立体と、を備える注入装置。
【請求項１３】
前記形状記憶合金がＮｉ−Ｔｉ合金である請求項１２に記載の注入装置。
【請求項１４】
前記注入装置が植込み型である請求項１３に記載の注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[1]本発明は、薬剤を吐出する小型（miniature）の注入装置又はポンプ、より詳細には、超弾性的（superelastic）又は超変形可能（superdeformable）の何れかである形状記憶合金を有するリザーバを利用するポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
[2]定量薬剤送り出しポンプは、典型的に、薬剤を約２４８．２１１ｋＰａ（約３６ｐ．ｓ．ｉ．）の一定の圧力に維持するため２相の推進剤を有する金属ベローズリザーバを利用している。薬剤は、所望の流量を発生させるよう較正されたガラス毛管のような、流れ制限器を通ってリザーバから流れ出る。定量（fixed rate）ポンプは、典型的に、８０ｃｃ乃至１００ｃｃの寸法である。リザーバは、チタンのような、適した材料で作られた金属ベローズを利用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、かかる金属ベローズは、典型的に、余り弾性的でなく、また、リザーバは、アコーディオン状のリーブを受容するため比較的大きい寸法でなければならない。かかる構造は、小型のポンプとする設計を妨げることになり且つ高価である。本発明は、先行技術のポンプに伴う問題点の解決に取り組むものであり、また、薬剤を吐出する定量又は可変量の何れかの小型寸法のポンプで利用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[3]１つの実施の形態において、本発明は、薬剤を吐出するときに使用される注入装置である。注入装置は、１つの室を有するハウジングを含む。ハウジングは出口を有する。隔膜は、ポンプハウジングと作用可能に接続され、隔膜は、室を薬剤貯蔵副室と、推進剤副室とに分割し、隔膜は、より大きい容積効率となるように中心線上を伸びる形態とされている。推進剤副室は、適した推進剤を受け入れるような形態とされている。薬剤副室は、適した薬剤を受け入れるような形態とされており、薬剤貯蔵室は、ハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する。
【０００５】
[4]別の実施の形態において、本発明は、薬剤を吐出するときに使用される注入装置である。注入装置は、室を有するハウジングを含み、ハウジングは出口を有する。隔膜は、ハウジングと作用可能に接続され、隔膜は、室を薬剤貯蔵副室と推進剤副室とに分割し、隔膜は形状記憶合金材料で作られる。推進剤室は、適した推進剤を受け入れる形態とされ、また、薬剤貯載副室は、適した薬剤を受け入れる形態とされ、薬剤貯蔵副室は、ハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する。
【０００６】
[5]別の実施の形態において、本発明は、薬剤を吐出するときに使用される注入装置である。注入装置は、室を有するハウジングを含み、ハウジングは出口を有する。隔膜は、ハウジングと作用可能に接続され、隔膜は、室を薬剤貯蔵副室と推進剤副室とに分割する。隔膜は、形状記憶合金で作られる。推進剤副室は、適した推進剤を受け入れる形態とされている。薬剤貯蔵副室は、適した薬剤を受け入れる形態とされ、薬剤貯蔵副室は、ハウジングの出口と流体的に連通した出口を有する。流れ制限器（flow restrictor）は、薬剤貯蔵副室の出口と流体的に連通した第一の端部と、ハウジングの出口と流体的に連通した第二の端部とを有する。流れ制限器は、微細加工した流れ制限器であり、流れ制限器は、平面状の頂面を有する第一のガラス部材を含む。第二のガラス部材は、平面状の底面を有し、第二のガラス部材の底面は、第一のガラス部材の頂面上に配置されてチップ組立体を形成する。頂面及及び底面の一方には、通路が機械加工されている。チップ組立体は、薬剤貯蔵副室と流体的に連通した入口と、ハウジングの出口と流体的に連通した出口とを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
[37]幾つかの図面の全体を通じて同様の部品を同様の参照番号で表示する図面を参照すると、全体として、薬剤を吐出する小型ポンプが参照番号１００で開示される。ポンプ１００及び以下に説明するその他の実施の形態のポンプは、植え込み型として説明することができるが、ポンプは、パッチポンプのような、植え込み型でないポンプとして使用することも可能であることが理解される。次に、図１ａ乃至図１ｃ、図２及び図３を参照すると、ポンプ１００は、頂部半体１０１ａと、底部半体１０１ｂとを有する適したハウジング１０１を含む。内壁１０２は、ハウジングと作用可能に接続されており且つ、ハウジング１０１の内部を上側キャビティ１０３と、下側キャビティ１０４とに分割する。
【０００８】
ドーム形の隔膜１０５がハウジング１０１及び内壁１０２と作用可能に接続され且つ、下側キャビティ１０４を薬剤貯蔵副室１０６と、推進剤副室１０７とに分割する。推進剤副室１０７は、当該技術において周知であるように、２相推進剤のような任意の適した推進剤で充填することができる。隔膜１０５は、超弾性又は超変形可能なＮｉ−Ｔｉ合金である、ニチノール（ＮＩＴＩＮＯＬ）のような形状記憶合金で作られる。超弾性金属材料は、薄い膜が大きい歪みに遭遇しても破断しない一方により、多数回のサイクルで変位することを許容する。該超弾性金属材料は、超弾性的であることにより、典型的な金属と比較して、大きい弾性的変形又は歪みを受けることができる。薄い円形の隔膜１０５は、薬剤貯蔵副室１０６が満杯から空に変化するとき、膜が動くのを許容するドーム形をしている。隔膜１０５の形成される主要な曲げ応力は、小さく且つ、薬剤貯蔵副室１０６内の薬剤に対し顕著な圧力変化を与えない。
【０００９】
隔膜１０５は、Ｎｉ−Ｔｉ合金、すなわちニチノール（ＮＩＴＩＮＯＬ）のような超弾性型式の材料で製造することができる。ニチノールの特定の組成は、必要とされる特徴に依存して変更可能であるが、ニチノールは、約５５％Ｎｉ及び４５％Ｔｉであり、又は、別の見方をすれば、Ｎｉ及びＴｉは、各々、約５０原子率である。この材料をそのオーステナイト相又はマルテンサイト相の何れかで使用すれば、有用な結果が得られる。ニチノール材料は、薬剤リザーバが満杯から空に変化する間、隔膜１０５が曲がることによって発生される大きい歪みに抵抗し得る設計とすることができる。オーステナイト相材料は、荷重除去後（満杯から空へのサイクル）、永久的な変形及び永久的な歪みを伴わずに曲がりに対応する超弾性的性質を提供する。マルテンサイト相材料は、超変形可能な性質、すなわち破断せずに、大きい歪み及び変形を受ける能力を提供し且つ、薬剤貯蔵副室１０６内に保持された薬剤に加わる圧力変化を少なくする、その相対的な柔軟性による有利な効果を更に提供する。
【００１０】
チタン又はタンタルのようなその他の材料は、優れた生物適合性及び薬剤適合性を有しており、また、疲労特性が亀裂を生じさせる前に、大きい歪み状態に十分に対応することができる。超弾性材料を使用することが好ましいが、特定の状況下において、チタン又はタンタルを使用してもよい。チタン及びタンタルは、超弾性材料の場合に利用可能である、多数回のサイクルに耐えることはできない。しかし、かかる場合、チタン又はタンタルでつくられた隔膜は、要求されるサイクル数がより少ない用途で依然として適用可能である。更に、チタン又はタンタル製の隔膜１０５は、薬剤の特定の組成と一層良く適合可能である。
【００１１】
[38］内壁１０２は、その内部に隔壁１０８が配置される入口部分１０２ａを有している。ハウジング１０１は、隔壁１０８を通して薬剤貯蔵副室１０６にアクセスすることを許容する開口部１０１ｃを有している。入口部分１０２ａは、薬剤貯蔵副室１０６内への流体的連通を可能にするボア１０２ｂを有している。チタンフィルタ１０９のような適した型式のフィルタが副室１０６の出口１０６ａに近接する位置に配置されている。このフィルタは、薬剤が副室１０６から出て且つ流れ制限器１１０に入るとき、薬剤をフィルタリングする。図面に示した流れ制限器１１０は、入口１１０ａ及び出口１１０ｂを有する丸形の毛管である。入口１１０ａ及び出口１１０ｂは、当該技術において周知の手段により、また、各々、以下に説明する手段によって流体的連通状態に置くことができる。出口１１０ｂは、薬剤がポンプ１００から出るときに通るボア１１１ａを有するポンプ出口１１１と流体的に連通している。
【００１２】
[39]図１ａ乃至図１ｃ、図２及び図３に示したように、ポンプ１００は、約９ｍｍの高さ、約２７ｍｍの直径、及び約４立方ｃｍ（ｃｃ）の全体寸法を有する。ポンプは、約１ｍｌの薬剤貯蔵副室１０６を有している。ポンプ１００は約３０ｃｃのように大きくし、これに相応して副室１０６を１０ｍｌにすることができるが、しかし、これは依然として、小型のポンプであることが認識される。
【００１３】
[40]次に、図４及び図５を参照すると、ポンプ２００の第二の実施の形態が示されている。ポンプ２００は、ポンプ１００と同様であるが、異なる流れ制限器（flow restrictor）を使用する。従って、流れ制限器２１０のみについて詳細に説明するが、隔膜２０５のようなその他の構成要素は同様であることが認識される。流れ制限器２１０は、第一の被覆層２１０ａを含む。第二の層２１０ｂは、一定の流れ絞り通路と、可変型又は可調節型の通路とを含み、最終的に、入口２１０ｃは、全てこの層２１０ｂ内に保持される。かかる流れ制限器２１０用の材料は、パイレックス（登録商標）（ｐｙｒｅｘ）又は流動化ガラス（flowd glass）又はチタンとすることができる。これらの層は、平坦なドーナツ形状をしている。
【００１４】
[41]図６ａ及び図６ｂには、ポンプ３００の別の実施の形態が示されている。ポンプ３００は、流れ制限器３１０をより詳細に説明するために示されている。図面は、隔膜及びその他の構成要素の一部分のようなポンプ３００の構成要素部品の幾つかは図示しない。しかし、当該技術の当業者には、かかるポンプの製造方法が理解されよう。ポンプ３００は、上述したように、入口部分３０２ａ及び外側リング３０２ｂを有する内壁３０２を含む。流れ制限器３１０は、外側リング３０２ｂに複数の溝３１２を形成することにより形成される。溝は、連続的なら旋により形成される。内壁３０２及びハウジング３０１用の材料は、チタンのような適した材料で作られたものとすることができる。溝の適した寸法は、約５０μｍの幅、１５μｍの深さ及び１００μｍのピッチであろう。しかし、所望の流量に依存して、溝に対してその他の適した寸法を利用することができることが理解される。２つの部分、すなわちハウジング３０１及び外側リング３０２ｂは、以下に更により詳細に説明するように、熱収縮のような手段によって適宜に接続することができる。
【００１５】
[42]次に、図７乃至図１１を参照すると、ポンプ１１００の別の実施の形態が示されている。ポンプ１１００は、ポンプ２００と同様であるが、異なる流れ制限器を使用する。従って、流れ制限器１１１０についてのみ詳細に説明するが、隔膜（図示せず）のようなその他の構成要素は同様であることが認識される。ポンプ１１００も図７においてあまり詳細にではなく示されており、流れ制限器１１１０の一部分は図８乃至図１１により詳細に示されている。流れ制限器１１１０は、入口１１１２ａを有する第一の層１１１２を含む。第一の層の頂部には、第二の層１１１３があり、該第二の層の上にはら旋状流路１１１３ａがある。第三の層１１１４が頂部に配置され、また、流路１１１４ｂと共に、複数の出口１１１４ａを有する。第三の層は、特定の出口１１１４ａが使用されるように、回転させることができる。このことは、流路１１１４ｂの長さを変化させ、このため、異なる流量を生じさせる。かかる流れ制限器１１１０用の材料は、パイレックス（登録商標）又は流動ガラス又はチタンとすることができる。層１１１２乃至１１１４に対する可能な寸法は、外径２５ｍｍ、内径６ｍｍ及び厚さ約１．５ｍｍである。
【００１６】
[43]次に、図１２ａ、図１２ｂ、図１３及び図１４を参照すると、ポンプ４００の別の実施の形態が示されている。この場合にも、ポンプ４００は、適した流れ制限器を説明すべく図示されており、従って、隔膜１０５と同様の隔膜のような、ポンプ内の多数の部品は図示されていない。内壁４０２は、複数の溝４０２ｂが形成された頂面４０２ａを有している。内壁４０２及びハウジング４０１は、チタンのような、適した材料で形成される一方、シリコーンシール４１２が頂面４０２ａとハウジング４０１との間に配置されている。溝４０２ｂは、この場合にも、連続的なら旋状であり、また、３０μｍの幅及び１５μｍの深さのような適した寸法を有することができる。化学的エッチングは、溝を形成する１つの適した方法である。図１３及び図１４に示したように、シリコーンシール４１２は内壁４０２上に配置され、また、熱及び（又は）圧力が加えられて、シリコーンシール４１２を部分的に溝４０２ｂ内に押し込む。加えられた力に依存して、溝４０２ｂ内へのシリコーンシール４１２の変位量は変化し、これにより、流れ制限器４１０の流れ特性を変化させる。
【００１７】
[44]上述したポンプ内の流れ制限器は、約１ミリリットル（ｍｌ）／月の流量を提供することを予定する。このため、極めて小さい通路又は流路であることが望まれる。これを実現するため、上述した設計のものが利用されている。適した流れ制限器内で利用できる色々な設計のより詳細な説明は、図１５乃至図４７に示されており、また、以下に説明する。
【００１８】
[45]全体として、溝は材料層上に配置され、次に、別の層で覆い、溝を閉鎖し且つ、必要とされる通路を提供する。通路は、必要な長さを実現し得るよううに任意の数のパターン形状とすることができる。同様に、１つ以上の通路層を最終的なチップ組立体により組み合わせることができる。この一般的な着想は、溝の技術、接着及び較正を組み合わせることによって完成されることができる。
【００１９】
[46]溝は、フォトリソグラフィ及び化学的エッチング、深反応イオンエッチング（ＤＲＩＦ）、イオンエッチング、リソグラフィ、電気めっき、射出成形法（ＬＩＧＡ）のような湿式エッチング法を使用することによりエッチングすることができる。溝は、イオン結合、拡散結合のような方法を使用することにより１つの層をエッチングした層の頂部に結合し、またはエラストマー層をエッチングした通路の頂部に圧縮することにより、閉鎖することができる。装置の全体的な流れの精度に寄与すべく使用することが望まれる正確な制限作用を決定するため、通路の寸法及び長さが使用される。正確な制限作用を実現するため、溝の寸法を正確な寸法となるように制御しなければならならず、又は、長さを多数の方法の１つによって較正することができる。これらの方法は、１ｕｍの変動以下となるように高精密にエッチングし、較正が全く不要であるようにするステップを含む。較正した長さを提供すべく栓止めした穴の適した数又は位置を選ぶことにより、栓止めされるであろう長さの端部付近に多数の出口が設けられる。通路のループ又は選んだ領域をブロックする通路を含めるステップ含む。または、結合中、通路の深さを変化させ又は覆うエラストマー層の圧縮量を変化させる。
【００２０】
[47]図１５乃至４３を参照すると、これら着想の多数が示されている。図１５には、内壁の外径部に形成された溝が示されている。図１６は、外壁における平坦なら旋を示す図である。図１７には、内壁上の円錐形のら旋が示される。図１８には、内壁における部分的に平坦な溝が開示されている。図１９には、マイクロレーザ焼結を利用する部品内の構造が開示されている。図２０は、溝に対する中心対称が存在しない一例である。図２１には、チタンシートが複数の溝を有する構造とされ、次に、折り重ねられて円錐形の形状となるようにした図が示されている。図２２は、図２及び図３で先に示したように、ガラス毛管の図である。この場合、ガラス毛管の内径は、約４０μｍであり、外径は１００μｍである。管は、適正に較正し得るよう適した長さに切断することになろう。
【００２１】
[48]図２３には、溝が平坦なシートで形成され、次に、ら旋状に折り重ねられるチタンシートが示されている。[49]図２４乃至図２８は、溝を閉じ又は密封する色々な技術の図である。図２４には、締まり嵌めを実現するため示差熱を使用して締まり嵌め状態に溝及び覆う部品が組み立てられる図が示されている。図２５は拡散接合を示す図である。拡散接合は周知であり、熱及び圧力を使用する。図２６は、図１３及び図１４に関して示したように、圧縮したシリコーンの図である。図２７には、強い圧縮状態が示され、また、図２８には、中程度の圧縮状態が示されている。
【００２２】
[50]図２９乃至図３６には、色々な溝の製造技術が示されている。図２９には、放電加工機（ＥＤＭ）技術が示されている。図３０は、フォトリソグラフィ又は化学的エッチングの図である。図３１には、深反応性イオンエッチングが示され、図３２には、水ジェット誘導レーザ技術が示されている。図３３には、リソグラフィ電気めっき射出成形法（ＬＩＧＡ）が示され、また、図３４には、マイクロレーザ焼結法が示されている。図３５には、ガラス毛管が示され、最後に、図３６には、薄いチタン層をガラス基板上にエッチングする状態が示されている。
【００２３】
[51]図３７乃至図４３は、流れ制限器の較正方法を示す図である。図３７には、ガラス毛管を所望の長さに切断する状態が示されている。図３８には、多数の出口を有する毛管と、正確な長さとなるように適正な出口を選ぶステップと、その他の出口を栓止めするステップとが示されている。図３９には、流量を変化させるべく溝の断面を変化させる状態が示されている（破線で図示）。図４０は、一定長さの毛管と、較正又は調節のため、微細加工した部分とを有する組み合わせシステムの図である。図４１には、断面の長さを局所的に変化させる状態が示されている。図４２には、ゴム栓を有する正確な出口を選ぶステップと、その他を取り外すステップとが示されている。図４３は、ｘで標識された通路を閉鎖することにより通路の長さを短くし、これにより長さを変化させるステップが示されている。
【００２４】
［52］流れ制限器を流路の入口部分及び出口部分と接続する手段を有することが必要である。コネクタは、図４４乃至図４７に示したように、Ｏリング又はその他のガスケットと共に拡散接合し又は圧縮し、溶接し又はねじ止めすることができる。［53］図４４乃至図４７は、流路の異なる接続部の図である。流れ制限器の溝を薬剤を保持する副室とポンプの出口との双方と接続する必要がある。図４４には、貫通するボア７０１を有する接続部７００が示されている。装着部はＯリング７０２で密封されている。図４５には、装着部８００を溶接し、これによりシールを形成する状態が示されている。図４６には、インサート９００を拡散接合する状態が示されている。図４７は、流れ制限器に近似する部分にねじ止めされたねじ付き装着部１０００の図である。密封のためＯリング１００１が利用される。［54］図４８及び図４９は、図４８に示したようにレーザ溶接され又は図４９に示したように圧力嵌めされる一体型のチタンフィルタの図である。
【００２５】
［55］次に、図５０乃至図５７を参照すると、ポンプ５００の別の実施の形態が示されている。ポンプ５００は、試作品として使用することができるポンプを示す。従って、試作品の設計にとって有益であるが、必ずしも製造設計に組み込むことを必要としない構造の特定の部分が示されている。ポンプ５００は適したハウジング５０１を含む。ハウジングは、頂部半体５０１ａと、底部半体５０１ｂと、内壁又は隔壁５０２とを含む。内壁５０２は、ハウジングと作用可能に接続され且つハウジング５０１の内部を上側キャビティ５０３と、下側キャビティ５０４とに分割する。隔膜５０５は、ハウジング及び内壁５０２と作用可能に接続され、また、隔膜５０５は、下側キャビティ５０４を薬剤貯蔵副室５０６と、推進剤室５０７とに分割する。この場合にも、隔膜５０５は、ニチノールのような超弾性材料である。図５１に図示しないが、隔膜５０５は、図２及び図３に示した隔膜１０５と同一の形状とすることができる。推進剤室５０７は、当該技術で周知であるように、二相推進剤のような適した推進剤を充填することができる。推進剤通路５４０が底部半体５０１ｂに形成され且つ推進剤室５０７と流体的に連通している。充填された後、気体ピン５４１を推進剤通路５４０内に挿入して推進剤を推進剤副室５０７内に保持することができる。
【００２６】
［56］内壁５０２は、その内部に中隔５０８が配置される入口部分５０２ａを有している。中隔リング５４２を利用することができ、また、中隔５０８をその内部に配置することができる。ハウジング５０１は、中隔５０８を通じて薬剤貯蔵副室５０６へのアクセスを許容する開口部５０１ｃを有する。入口部分５０２ａは、薬剤貯蔵副室５０６内への流体的連通状態を提供するボア５０２ｂを有する。チタンフィルタ５０９のような適した型式のフィルタが副室５０６の出口５０６ａに近接する位置に配置される。このフィルタは、薬剤が副室５０６から出て且つ流れ制限器５１０に入るとき、薬剤をフィルタリングする。ポンプ５００について上述した構成要素は、当該技術で周知であり、溶接を含むことができる手段によって組み立てることができる。
【００２７】
［57］流れ制限器５１０は、図５２により明確に示され、その構成要素の一部は図５３乃至図５７に示されている。流れ制限器５１０は、第一の基板５１１と、第二の基板５１２とを含むチップ組立体である。チップ組立体という語は、マイクロチップを形成する場合と同様の態様に形成されるときに使用される。基板５１１、５１２は、ガラス又はシリコーンであることが好ましい。基板５１１は全体として四角形であり、また、第一の平面状面５１１ａと、第二の平面状面５１１ｂとを有する。第二の基板５１２は、第一の平面状面５１２ａと、第二の平面状面５１２ｂとを有する。平面状面５１１ａ、５１２ａは、互いに近接する位置に配置される。基板５１１は、第一の面５１１ａから第二の面５１１ｂまで伸びる第一の開口部５１１ｃを有する。同様に、第二の開口部５１１ｄはまた、面５１１ａから面５１１ｂまで伸びている。連続的な通路５１２ｃが面５１２ａに微細加工される。通路５１２ｃの経路は図５３に最も良く示されており、通路５１２ｃの形状は図５５に最も良く示されている。通路５１２ｃは、０．０２ｍｍ±２００ｎｍの幅、０．００５ｍｍ±５０ｎｍの高さである。
【００２８】
通路５１２ｃは隣接する通路から約０．１ｍｍだけ隔てられている。通路の寸法及び長さを変化させることにより、貫通して流れる薬剤の量を変更することができる。通路５１２ｃは薬剤に対する流路を提供する。穴５１１ｃ、５１１ｄは粉体ブラストする。通路５１２ｃは微細加工により形成される。かかる微細加工過程は、マイクロ流体業界と同様、半導体業界で一般的なものである。開口部５１１ｃは、薬剤貯蔵室５０６の出口に近接し、また、開口部５１１ｄはカテーテルの出口５３０に近接する。カテーテル５３１は、出口５３０と作用可能に接続され、該出口５３０と流体的に連通している。２つのガスケット５１３、５１４が基板５１１、５１２の回りに配置されている。ガスケット５１３は、開口部５１１ｃ、５１１ｄの上方に位置する２つの開口部５１３ａ、５１３ｂを有する。ガスケット５１４は、同様の穴を有するものとして示されている。しかし、穴は必ずしも必要ではなく、ガスケット５１３、５１４は同一であり、追加的な部分を有する必要がないことを示すためだけのものである。しかし、穴は必ずしもガスケット５１４に形成する必要はないことが理解される。
【００２９】
シム５１５がガスケット５１４の頂部に配置される。流れ制限器は、ねじ５１９を受け入れるようねじを有するボス５２０内に固定されたねじ５１９により互いに圧縮される。上記に説明したように、図５０には、試作品の設計にとって有用な１つの実施の形態が示されている。製造モデルの場合、ねじ５１９は省略してよく、流れ制限器は、圧縮嵌めされて且つ簡単に内壁５０２に配置されるように形成することができる。
【００３０】
［58］隔膜１０５、２０５、５０５は全て、図面に示したように、隔膜が下方に位置する満杯の位置から空の位置まで動く。このことは、より大きい薬剤貯蔵副室を提供することになる。次に、薬剤が分与されると、隔膜は「中心線上を動く」。すなわち、中心は、隔膜の全体と共に、隔膜が頂部半体１０１ａ、２０１ａ、５０１ａの下方部分に近接する迄、上方に動く。このことは、薬剤貯蔵副室内の薬剤の少なくとも９０％を分与することができるから、良好な容積効率を実現することになる。
【００３１】
[59]本発明は、その小さい寸法のため、体内の多数の位置で使用することもできる。ポンプは、耳の後方の頭蓋又は胸部領域を含む体内のほぼ任意の位置に配置することができる。ポンプは、所望の送り出し箇所に近接して植え込むことを予定する。
【００３２】
[60]上記の設計上の着想に加えて、利用可能であるその他の着想は、より小径の管を利用することにより、メドトロニックインク（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ）が販売するイソメド（ＩＳＯＭＥＤ）（登録商標名）ポンプにおいて使用されるものと同様のガラス管を含む。また、マイクロねじ溝をシリンダ表面に切り込み、次に、熱加圧のような締まり嵌め部として装着された同様の平滑な面によって閉鎖してもよい。圧縮されたエラストマーが機械加工したチタン通路を覆うようにしてもよい。金属射出成形法を使用することもできる。水ジェット誘導レーザ切削法でチタン又はその他の金属に溝を形成することも可能である。チタン又はその他の金属に溝を精密機械加工し、チタン又はその他の金属に溝を化学的エッチングし又はマイクロレーザ焼結法を含めることができる。
【００３３】
［61］本発明は、植え込み型薬剤送り出しシステムで使用されるポンプ機構である。ポンプは、室を薬剤貯蔵副室と、推進剤副室とに分割するポンプ隔膜を有する。推進剤副室は、適した推進剤を受け入れ得るような形態とされている。隔膜は、超弾性金属材料で製造される。かかる材料の一例は、超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金であるニチノール（ＮＩＴＩＮＯＬ）である。１つの好ましい実施の形態において、隔膜は、隔膜が中心線上を伸びることを許容し、また、最小応力において比較的大きい偏向を有する形態を備える。かかる形態の一例はドーム形である。注入装置は、定量又は可変量ポンプの何れかとすることができることが理解される。ポンプの全体寸法は３０ｃｃ以下であり、また、約４ｃｃの寸法であることが好ましい。より小型の４ｃｃ寸法のポンプは、約１ｍｌの薬剤貯蔵副室を有することになろう。
【００３４】
［62］注入装置は再充填可能であり、また、薬剤貯蔵副室と流体的に連通した充填ポートを含むことが好ましい。セプタムが充填ポート内に配置されている。更に、フィルタが薬剤貯蔵副室と流れ制限器との間に配置される一方、該流れ制限器は出口と流体的に連通している。中隔は、シリコーン中隔とし、フィルタはチタンフィルタとすることができる。［63］注入装置機構は、薬剤貯蔵副室と出口との間に配置された適した流れ制限器を含むことができる。流れ制限器の例は、微細加工したガラス又はシリコーンチップ組立体又はガラス毛管、ハウジングの回りのマイクロねじ、溝の上の複数の多数出口ディスク又はシリコーンシーリングを含む。この場合にも、上述したポンプ及び装置は、非植え込み型ポンプとして使用することもできる。［64］このように、薬剤送り出し用の小型ポンプの実施の形態を開示した。［65］当該技術の当業者には、本発明が開示された以外の実施の形態において実施可能であることが理解されよう。開示された実施の形態は、説明の目的のために掲げたものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】本発明に従ったポンプの第一の実施の形態を示す斜視図である。
【図１ｂ】ポンプの側面図である。
【図１ｃ】ポンプの頂面図である。
【図２】図１ｃに示したポンプのほぼ線２−２に沿った断面図である。
【図３】図２の一部分の拡大図である。
【図４】本発明に従ったポンプの別の実施の形態を示す断面図である。
【図５】図４の一部分の拡大図である。
【図６】図６ａは、一部分を切欠いた、本発明に従ったポンプの別の実施の形態を示す斜視図である。図６ｂは、図６ａに示したポンプの一部分の拡大図である。
【図７】本発明に従ったポンプの別の実施の形態を示す一部分を切欠いた、斜視図である。
【図８】図７に示した、流れ制限器の第一の層を示す頂面図である。
【図９】図７に示した、流れ制限器の第二の層を示す頂面図である。
【図１０】図７に示した、流れ制限器の第三の層を示す頂面図である。
【図１１】組み立てた状態にある、図８乃至図１０に示した層の拡大側面図である。
【図１２】図１２ａは、本発明に従ったポンプの別の実施の形態を示す、一部分を切欠いた、斜視図である。図１２ｂは、図１２ａに示したポンプの一部分を示す拡大図である。
【図１３】図１２ｂを示した流れ制限器を製造する過程を示す図である。
【図１４】図１２ｂを示した流れ制限器を製造する過程を示す別の図である。
【図１５】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図１６】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図１７】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図１８】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図１９】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図２０】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図２１】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図２２】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図２３】図６に示したポンプのような、本発明に従ったポンプ用の流れ制限器を製造する溝の配置の実施の形態を示す図である。
【図２４】本発明と共に使用される流れ制限器を閉じ且つ密封する溝の技術を示す実施の形態の図である。
【図２５】本発明と共に使用される流れ制限器を閉じ且つ密封する溝の技術を示す実施の形態の図である。
【図２６】本発明と共に使用される流れ制限器を閉じ且つ密封する溝の技術を示す実施の形態の図である。
【図２７】本発明と共に使用される流れ制限器を閉じ且つ密封する溝の技術を示す実施の形態の図である。
【図２８】本発明と共に使用される流れ制限器を閉じ且つ密封する溝の技術を示す実施の形態の図である。
【図２９】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３０】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３１】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３２】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３３】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３４】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３５】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３６】本発明と共に使用される流れ制限器を製造するため溝を形成する実施の形態を示す図である。
【図３７】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図３８】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図３９】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図４０】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図４１】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図４２】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図４３】較正のため異なる設計を利用する流れ制限器を示す図である。
【図４４】流れ制限器を流路の入口部分及び出口部分と接続する色々な接続部の実施の形態を示す図である。
【図４５】流れ制限器を流路の入口部分及び出口部分と接続する色々な接続部の実施の形態を示す図である。
【図４６】流れ制限器を流路の入口部分及び出口部分と接続する色々な接続部の実施の形態を示す図である。
【図４７】流れ制限器を流路の入口部分及び出口部分と接続する色々な接続部の実施の形態を示す図である。
【図４８】本発明のポンプと共に使用される一体型フィルタの実施の形態を示す図である。
【図４９】本発明のポンプと共に使用される一体型フィルタの別の実施の形態を示す図である。
【図５０】本発明の別の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図５１】図５０に示した実施の形態の断面図である。
【図５２】図５１に示した部分の拡大断面図である。
【図５３】図５０に示したチップ組立体の頂面図である。
【図５４】図５３のほぼ線５４−５４に沿った断面図である。
【図５５】図５４にＸで標識した一部分の拡大断面図である。
【図５６】図５０に示したガスケットの頂面図である。
【図５７】図５６のほぼ線５７−５７に沿った断面図である。
【図１Ａ】
2009516792.tif 000003
【図１Ｂ】
2009516792.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2009516792.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009516792.tif 000013
【図１０】
2009516792.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2009516792.tif 000031
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2009516792.tif 000034
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【国際調査報告】
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