(57)【要約】医療用ジェット式注射ユニット２０のための皮膚保持装置１０は、ノズル２１の１つ又は複数の注入開口１１を囲む領域で且つこの注入開口１１に接近して接着剤１２が設けられている接触面を備えており、これにより、注射のために選択された領域で、ノズル２１と対象の皮膚３０との間で良好な接触が確実に得られる。その結果、注入力を劇的に減少させることができる。２段階のジェット式注射の場合には、注入点に接近した皮膚保持装置が、エネルギー消費の大きい、注射領域にある皮膚３０の弾性的な拡張を著しく低減するので、第１の注入力を減少させることができ、更に、ノズル２１の注入開口が、第１の注射段階で形成された皮膚３０内の注入チャネルに対して高度に位置固定されることによって、第２の注入力を減少させることができる。よって、注射の高度な安全性が得られて、ウェットショットの危険が低減し、一方で、皮膚の持上げ及び低い注入力によって、下層の組織を損傷する危険が低減する。
2009519798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用ジェット式注射ユニット（２０）のための皮膚保持装置（１０）であって、接着剤（１２）が設けられている接触面を備えており、該接着剤（１２）が、注射前に対象の皮膚（３０）に接触させて塗布されるものであり、該接触面に、少なくとも１つの注入開口部（１１）が更に設けられているものにおいて、
前記接着剤（１２）が、前記注入開口（１１）の近傍で当該注入開口（１１）の周りを実質的に囲んでおり、皮膚が、前記注入開口（１１）に接近した前記接触面に当て付けられて確実に保持され、ジェット束（２５）が前記皮膚（３０）を穿通するために必要なエネルギーが制限され、ジェット束（２５）の、注入時間にわたる前記注入点上での正確な固定が確実に行われることを特徴とする、皮膚保持装置（１０）。
【請求項２】
前記接着剤（１２）が、３ｍｍより小さい、好ましくは２ｍｍより小さい、好ましくは１．１ｍｍより小さい、好ましくは０．８ｍｍより小さい、好ましくは０．６ｍｍより小さい直径（１３）で、前記注入開口（１１）の周りを実質的に囲んでいることを特徴とする、請求項１に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項３】
前記注入開口（１１）の近傍にある前記接触面全体に、接着剤（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項４】
前記接触面全体に、接着剤（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項５】
前記接触面が凸形状を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項６】
接触面を備えている前記保持装置（１０）が、前記ジェット式注射ユニット（２０）の一体化された部分となっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項７】
前記ジェット式注射ノズル（２１）及び前記接触面が、一体化されて製造されており、これにより、前記接触面が、ノズル（２１）の一部となっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項８】
前記ジェット式注射ノズル（２１）及び前記接触面が、成形ポリマー材料から又はポリマー及びエラストマー材料のブレンドから製造されていることを特徴とする、請求項７に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項９】
前記接触面が、前記注入開口（１１）の周囲に位置しており、前記保持装置（１０）が、前記対象の前記皮膚（３０）表面に当て付けられて配置されるようになっている初期の構成を有し、当該保持装置（１０）が、前記皮膚保持装置（１０）が前記皮膚（３０）に押し付けられた時に第２の構成へと可動になっており、これにより、前記接触面と接触する領域で前記皮膚（３０）が延伸され、前記注入開口（１１）が前記皮膚に押し当てられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１０】
前記接触面が、円錐形の幾何学構造を有し、前記皮膚（３０）を、前記注入開口（１１）から半径方向外方向に向かって均一に延伸させ、更に、一旦、前記皮膚保持装置（１０）を前記皮膚（３０）に接触させると、前記対象によって何も力が加えられることなく、前記対象から離れる方向への前記皮膚を持上げることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１１】
前記接着剤（１２）が、異なる材料特性を有する異なる材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１２】
前記異なる接着剤材料が、幾何学的に制限されたゾーン内の前記接触面上に配置されており、その場合、各材料特性が互いに補い合っていることを特徴とする、請求項１１に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１３】
前記注入開口部（１１）が、シール部材により覆われ且つ密閉されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１４】
前記シール部材がプラグであって、該プラグが、前記注入開口の内面に向かう半径方向外方向にかけられた圧力又は軸線方向に前記プラグから前記注入開口部に向かう圧力によって、前記注入開口部を密閉するものであることを特徴とする、請求項１３に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１５】
前記プラグへの前記半径方向の圧力が、前記皮膚保持装置（１０）に固定された可撓性の又は堅いカバー部材によって加えられることを特徴とする、請求項１４に記載の皮膚保持装置（１０）。
【請求項１６】
ジェット式注射ユニット（２０）を作動させる方法であって、
（ａ）ノズル（２１）、並びに注入開口（１１）の周りを実質的に囲む接着剤（１２）が設けられている請求項１〜１５のいずれか１項に記載の皮膚保持手段（１０）を備えているジェット式注射ユニット（２０）を提供するステップと、
（ｂ）前記皮膚保持装置（１０）を、皮膚（３０）部分に当て付け、これにより、前記皮膚（３０）部分を、所定量の液体を送達するための所望の皮膚（３０）位置の周囲に接着及び固定するステップと、
（ｃ）前記保持装置（１０）を介して前記皮膚（３０）に加えられていた当て付け力を解除し、その代わりに、ユーザによって加えられた力、又は前記保持装置（１０）の柔軟性の作用若しくは前記皮膚保持装置（１０）の凸形状及び前記接着剤（１２）による持上げ作用によって供給された力によって、前記注入点の近傍で前記皮膚（３０）を持ち上げるステップと、
（ｄ）前記ジェット式注射ユニット（２０）を、前記ノズル（２１）を通して、よって前記皮膚（３０）部分を通して、所定量の液体を吐出するためのインパルスを発生するように作動させる（２４）ステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
（ｅ）２段階の注射であって、第１の注射段階が短時間の高圧段階であり、第２の注射段階が１００ミリ秒を超える、好ましくは１秒を超える、好ましくは６秒を超える時間の低圧段階である２段階の注射を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象の皮膚表面に当て付けて載置させるようになっているノズル装置であって、皮膚を保持し且つ延伸させるための手段を提供するものに関する。このノズル装置は、有利には、薬剤送達装置で、送達装置と皮膚表面との間の相互作用を改善するために使用することができる。例えば、このノズル装置は、インパルス発生ジェット式注射ユニットとの組合せで使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
注射による液体薬剤の皮下及び筋肉内送達は、医療の分野で知られている。インシュリンのように、個人に注射によって頻繁に投与しなくてはならない医薬品もあるので、注射は簡単に行われることが望ましい。
【０００３】
多くの患者は、針注射を、針による痛み又は恐怖のために嫌っている。更に、血液感染性の病原体、例えばＨＩＶ及び肝炎は、偶発的な針刺しによって医療従事者に感染し得る。また、使用済みの針の廃棄も、ますます憂慮すべきである。この廃棄は、医療従事者以外の人々にも問題をもたらす。例えば子供は、ゴミの中から使用済みの針を見つけ、感染の危険に晒されることがある。同様に、廃棄された針は、廃棄物処理業従事者も危険にさらす。
【０００４】
針注射に関連した恐れ及び危険を最小限にするための努力において、いくつかの種類の無針ジェット式注射器が開発されている。このような装置は、高速流体ジェットを使用して皮膚を穿通し、患者の組織内に医薬品を送達させるものである。これを達成するために、液体の医薬品に力がかけられる。ジェット式注射器は通常、一方の端部に小さなオリフィスを有するチャンバ内に移送された流体の薬剤を収容する。高速の液体ジェットは、コイルばね又は圧縮ガスエネルギー源を使用して加速される駆動手段、例えばラムによって得ることができる。ラムは、プランジャに衝撃を与え、続いてプランジャは、チャンバ内で高圧のインパルスを形成する。この圧力インパルスは、液体医薬品を、オリフィスを通して高速で吐出して、皮膚を貫通させる。エネルギー源はプランジャに力を付与し続け、プランジャは、薬剤を、皮膚の開口部を通して迅速に推進させ、シリンジはほんの一瞬で空になる。駆動手段は、ラム機構を利用する場合、つまり最初に高圧で薬剤を一気に穿通させ、続いてより低い圧力で薬剤の残量を後続送達する場合に、２段階の注入を提供するようになっていてもよい。
【０００５】
注射時、ノズルは、皮膚に対して同じ箇所に固定されていなくてはならない。そうでなければ、ジェットは、不完全な注射、いわゆるウェットショット（ｗｅｔ ｓｈｏｔ）を起こし得、その場合、皮膚を通して用量が送達されないか又はわずかな用量しか送達されず、インシュリン注射であれば、所望の血糖グルコース制御が危うくなる。不十分な固定により、注射の際にノズルが皮膚上を横方向に動いてしまった場合に、皮膚を傷つけてしまうという結果も生じ得る。
【０００６】
これらの問題に対処するために、米国特許第５９１１７０３号明細書及び第６４０６４５６号明細書はそれぞれ、注射ノズルの先端に向かって皮膚を引っ張るための一体化された吸引室を備えている注射器を開示している。開示されているように、吸入室は、皮膚領域及びその下の組織を圧縮する必要なく、皮膚の領域と注射器先端との間を密閉するように機能する。更に、吸引室の使用により、注射の際に注射器先端の皮膚に対する運動によって生じる裂傷を防止することができる。国際公開第０３／０００３２０号パンフレットは、ノズルが切頂円錐の構造を有し、皮膚内に埋め込まれて液圧シールを形成することによって、ノズル開口部と皮膚との間が確実に密閉されるジェット式注射装置を開示している。国際公開第０５／０５８３９３号パンフレットでは、ノズル装置であって、このノズル装置に当て付けて皮膚を保持するための接着剤を備えているものが記載されており、接着剤は、装置における特定の領域に制限されており、この装置は、複数の皮膚延伸部材又は凹形状の皮膚延伸部材を有していてよい。米国特許第６５３７２４２号明細書に記載のカニューレを備えている装置も、凹形状の皮膚延伸部材を備えており、この部材には、皮膚と接触して摩擦を増大させる部材を形成する接着剤が設けられていてよい。米国特許第６１４９６２５号明細書には、注射補助部材であって、この注射補助部材を皮膚の所望の箇所に保持するための、注射領域の周りに設けられている接着剤を有するものが開示されており、この接着剤は、約５ｍｍの直径で注射領域の周りを囲んでいる。国際公開第９８／１３０８７号明細書は、接着材料で片側が覆われているパッチを備えている無針注射装備品を開示しており、このパッチは、注射する前に対象の皮膚上に載置され、注射はこのパッチ材料を通して行われ、その際、パッチ材料は、注入液の流れによって貫通される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑みて、本発明の目的の１つは、ジェット吐出装置と組み合わせて用いることができ且つ安全で信頼性の高い薬剤のジェット式注射の提供を補助するノズル装置を提供することである。また、本発明の主たる目的は、不完全な注射の頻度を減らすと同時に、ジェット束（ｊｅｔ ｂｅａｍ）が皮膚を穿通するのに必要なエネルギーの量を制限することを可能にするノズル装置を提供することである。更に、本発明の１つの目的は、筋肉内注射の危険を低減するノズル装置を提供することである。ノズル装置は、サイズが小さく、使用が簡単で、且つコスト効率よく製造されるものでなくてはならない。
【０００８】
別の態様では、更なる目的は、従来のペン型注射器に機能及び構成が類似したジェット式注射装置を提供することであって、患者がジェット式注射装置を快適に使用し、これにより、専門家でないユーザ、例えばインシュリンを必要とする糖尿病患者が、このようなジェット式注射装置を簡単に使用できるようにすることである。
【０００９】
本発明の開示においては、上記の目的の１つ以上に対処する、又は以下の開示から若しくは例示的な実施形態の説明から明らかな目的に対処する実施形態及び態様を説明する。
【００１０】
第１の態様では、ジェット式注射ユニットであって、対象の皮膚表面に当て付けるようになっている出口ノズルを有するノズル部分と、注射前に皮膚と接触させて塗布される接着剤が設けられている接触面を有する皮膚保持装置とを備えているものが提供される。接着剤は、接触面の一部又は全体を覆い、ここで最も重要なのは、出口ノズル開口の周りを極めて狭い間隔を置いて囲んでいることである。使用される接着剤は、様々な材料特性を有していてよく、湿った表面（汗で覆われた皮膚）での接着に良く適しているものもあれば、高温又は低温の表面によく適しているものもあってよい。任意に、接触面は、様々なセグメントの形態で、異なる材料特性を有する接着剤で覆われていてよい。この手法では、各接着セグメントが１つの状況に適した材料特性を有しているので、接触面が全体として、複数の状況の範囲に適合する。接着セグメントは、異なる幾何学ゾーン、例えば同心円状リング、点及び放射状ゾーンに配置されていてよいが、ここに列記されたものが全てではない。これらの接着セグメントは、異なる皮膚保持力を有していてよく、これにより、物理的な寸法、天候、皮膚の位置等の相違が補償される。装置は、出口ノズルを通して所定量の薬剤を吐出するためのインパルス発生手段を更に備えていてよく、このインパルス発生手段は、ノズル部分を対象の皮膚に当て付けて配置した時、出口ノズルを通して液体薬剤を吐出し、皮膚を通して対象へと注入する力を生成するようになっている。装置は、通常、ノズルと関連する可変体積インパルスチャンバと、その上にチャンバを空にするように作用するインパルス発生手段とを備えている。インパルスチャンバは、例えば、使用前に予充填されるか若しくはノズルを介して充填されるか、又は薬剤がデバイス内のリザーバからインパルスチャンバへ移送されてもよい。別態様では、リザーバが、インパルスチャンバとして機能することができ、リザーバに加えられるインパルスにより、リザーバ内に収容されている薬剤の一部のみが吐出される。
【００１１】
ジェット式注射ユニットのジェット束が対象の皮膚を貫通するには、特定の歪みレベルが必要である。最初にジェット束を皮膚表面に衝突させると、穿通の前に弾性的拡張が起こる。ジェット束の周りを囲む接着剤被覆された接触面の内径を狭めることによって、弾性的拡張を最小限にすることができる。これは予想される作用ではあったが、研究によって、接着剤被覆された接触面の内径を特定の制限領域に置いた場合に、上記のように狭くした注射ゾーンでの歪み率が半径方向で著しく且つ驚く程に増加することが分かった。皮膚は、臨界の歪み値に達した時に貫通し、この値は、歪み率に反映されている。より詳細には、以下に議論するように、内径を約３ｍｍ未満に減少させると、歪み率は、その減少に対する線形的な変化よりも著しく大きく上昇し、内径を約０．８ｍｍ未満に減少させると歪み率は劇的に上昇し、これにより、所与の穿通速度及び圧力に対応して、皮膚により早期にクラックが形成される。この歪み率の上昇は極めて顕著であり、これは、従来技術に対して二重の利点をもたらす。つまり、これまで知られていなかった安全で信頼性の高いジェット式注射が、より小さな注入力で確実に得られる。このために、これまでは、ウェットショットの危険を低減するために、望ましくない高い注入力を提供する必要があった。これによって、筋肉内注射によって生じる損傷の危険及び薬物動態の変化の危険が増大し、結果として、インシュリンの血漿中濃度が予測不能となっていた。しかし、本発明を実施することによって、ウェットショットの危険が顕著に低減し、しかも、それは、より小さい注入力によって達成される。接着剤によって得られる保持作用は、歪み率を増大させる上記の目的を果たすのみならず、その作用によって、注射時間を通じて、最初に皮膚に設けられた開口部上にジェット束が確実に位置するようになり、第２の段階では送達圧力がより低い２段階の注射を利用する場合に特に有利である。更に、ノズルと皮膚との間での適切な接触を確実にする接着剤を設けることによって、ユーザーがノズルを注射箇所で皮膚に過度に強く押し当てることも回避でき、これにより、皮下層を通って筋肉組織内へ注射される可能性も小さくなる。本発明の更に別の利点は、ノズルオリフィスが注入開口部に対して安定で且つ安全に固定されることによって、第２の低圧注射段階の所要時間を、注射の安全性を損なうことなく引き延ばすことができることである。好ましくは、第２の注射段階は、１００ミリ秒より長いことが望ましく、１秒より長く又は６秒より長くてもよい。これにより、医薬品は、皮下層にゆっくりと進入し、組織損傷を低減することができる。
【００１２】
本発明の更なる態様では、皮膚保持装置はまた、注入点の近傍で皮膚を延伸させるようになっている。皮膚延伸手段は、出口ノズルの周囲に配置されていて、対象の皮膚表面に当て付けられるようになっている初期の第１の構成を有しており、更に当該皮膚延伸手段は第２の構成に可動である。皮膚延伸手段は、対象の皮膚に当て付けられるように配置された後、第２の構成へ運動させると、皮膚は出口ノズルに対して延伸する。皮膚に係合しこれを延伸させることによって、注射中にノズルが皮膚に対して移動してしまう可能性が低減する。更に、皮膚を延伸することによって、注入（例えば、２段階注入の第１の段階の際に、初期形成されたチャネルを通しての注入）の際、注入チャネルを開いた状態での維持が助成され、その後、延伸作用が解除されるとチャネルは「閉鎖」する。
【００１３】
皮膚延伸の作動前、作動の際及び作動後に皮膚に係合するノズル部分並びに延伸手段の位置に応じて、皮膚を様々な形式で延伸させることができる。例えば、ノズル部分は早期の段階で皮膚に係合し、皮膚延伸手段の第１の構成と第２の構成との間での運動によって、皮膚延伸手段が出口ノズルの近傍に移動し、これにより、ノズル部分の「周りで上方に」皮膚を延伸する。皮膚延伸手段の第１の構成と第２の構成との間での運動後にノズル部分が皮膚に係合する場合、ノズルは、半径方向に延伸された皮膚表面と係合する。実際、例えば、皮膚は、出口ノズルに対して半径方向及び上方向の両方向に延伸させることができるように、多数の組合せが可能である。
【００１４】
例示的な実施形態では、皮膚延伸手段は、皮膚が周辺で出口ノズルから離れるように延伸するよう（つまり太鼓の皮のように）配置される。延伸は、出口ノズルの周りを連続して取り囲む可撓性の皮膚延伸手段によって行うこともできる。
【００１５】
皮膚延伸手段が第２の構成を有するよう規定される場合、この第２の構成は、必ずしも明確に規定されているという意味ではなく、つまり、第２の構成及びそれに関連する延伸の度合いは、ユーザによってノズル装置がどのように使用されるのかに依存していてよい。例えば、皮膚延伸手段は、所与の力で皮膚に当て付けられた時、特定の角度に屈折し、これにより皮膚を延伸する。また一方、皮膚延伸手段は、より大きな力が加えられるとより大きな角度で屈折し、その結果、より大きな延伸の度合いが得られる。
【００１６】
しかし、例えば、皮膚延伸手段が明確に規定された停止位置を有するか又は皮膚延伸手段が第１及び第２の構成に対応する双安定性を有する場合には、第２の構成を明確に規定することもできる。
【００１７】
これに対応する１つの例示的な実施形態では、皮膚延伸手段が、周辺で出口ノズルを取り囲み且つほぼ遠位方向を向く（つまり皮膚に対向する）面を有する双安定部材を備えており、この双安定部材は、第１の構成に対応する遠位で凹形を有する構成と、第２の構成に対応する遠位で凸形の構成とを有する。皮膚に係合させるために、接着手段が遠位面の周辺部分に対応するように配置され、これにより、皮膚接触手段の第１及び第２の構成間での運動によって、皮膚延伸手段が、出口ノズルに対して近位方向に移動し、これにより、皮膚が延伸される。
【００１８】
ノズル及び皮膚延伸手段は、単一の構成をなし、ジェット式吐出装置に選択的に取り付けられるようになっていてよく、これにより、吐出装置と出口ノズルとの間での流体連通が提供される。通常、ノズル部分は、その中に形成され且つ遠位の開口で終端しているジェット出口ノズルを備えており、この出口ノズルは、開口部が皮膚表面に当て付けられて配置され、液体が所与の圧力でノズルを通して送られると、液体の皮膚穿通ジェットを生成するようになっている。ここで、単一の開口部（又はノズル）について説明をしているが、本発明のノズルは、所望の任意数の追加の開口部を備えていてよい。更に、ノズルは、ユーザの皮膚の表面層を穿通し、これにより、薬剤のジェット流が表面から皮下空間までの皮膚に開口を形成することを助成するようになっている尖った中空針を備えていてよい。このような針は、比較的短く、例えば１ｍｍ以下である。ノズル及び皮膚延伸手段は、ジェット式吐出システムの構成部材、例えば注射される薬剤の用量を収容するカートリッジと共に又はインパルスチャンバと組み合わせて一体的に形成することができる。開口部を通じて薬剤の所定量を吐出するインパルス発生手段は、任意の所望の手法で、例えば米国特許第５９１１７０３号及び第５８３６９１１号明細書又は米国特許出願公開第２００３／００５０５９２号及び第２００２／００５５７０７号明細書に示されているジェット式注射装置に対応させて構成されていてよい。
【００１９】
別態様では、ノズル部分及び皮膚延伸手段は、互いに着脱可能に連結されるようになっていてよい。相応する更なる態様では、本発明は、注射ノズルに取り付けられるようになっている注射補助部を提供し、そのような補助部は、上記開示に対応しており、ノズル部分が該ノズル部分と係合する手段に置き換えられているという点のみが異なる。
【００２０】
本発明は更に、上述したジェット式吐出装置であって、駆動アセンブリを更に備えており、該駆動アセンブリが、薬剤の一部がインパルス発生アセンブリによって吐出された時に、このインパルス発生アセンブリに対して、低減された力で、インパルスチャンバの体積を減少させるものを提供する。この装置は、吐出される薬剤の用量を選択可能に設定するための用量漸増ユニットを備えていてよい。選択された用量は、装置内に設けられているリザーバからインパルスチャンバへと移送することができる。
【００２１】
別の実施形態では、本発明は、吐出される薬剤の用量を選択可能に設定し且つリザーバからインパルスチャンバへと薬剤の所定量を移送する用量設定装置と、インパルス発生アセンブリ及び駆動アセンブリを作動させるアクチュエータと、作動可能な解除部とを更に備えている、上述した種類のジェット式吐出装置であって、解除部の作動によって、インパルス発生アセンブリが、設定された用量の一部をインパルスチャンバから高圧で出口ノズルを通して吐出し、その後、続いて、駆動アセンブリによって、設定された用量の残量がインパルスチャンバから出口ノズルを通して吐出されるものを提供する。
【００２２】
本発明は、対象の皮膚を通して薬剤の所定量を導入する方法であって、（ａ）ノズルを備えているジェット式吐出装置（例えば上述の種類の装置）を提供するステップと、（ｂ）対象の、所定量の薬剤を送達するための所望の皮膚位置の周囲の皮膚部分を延伸させるステップと、（ｃ）所望の皮膚位置にノズルを当て付けて配置するステップと、（ｄ）ユーザによって加えられる力又は皮膚保持装置の柔軟な作用によって供給される力によって、注入点の近傍で皮膚を持ち上げるステップと、（ｅ）ジェット式吐出装置を作動させて、ノズルを通して且つそれにより前記延伸された皮膚部分を通して薬剤の所定量を吐出させるためのインパルスを発生させるステップを含む。皮膚延伸手段（例えば上述の種類の手段）は、ノズルと関連していてよく、これにより、ノズルが所望の皮膚部分に当て付けられた時、皮膚部分が延伸される。
【００２３】
ここで使用される限り、「薬剤」という用語は、高圧下で制御下でノズルを通過することのできる薬剤を含有する、流動性の任意の薬品又は製剤、例えば液体、溶液、ゲル又は微細な懸濁液を包含することを意味する。代表的な薬剤は、ペプチド、プロテイン及びホルモン等の医薬品、生物学的誘導剤若しくは活性剤、ホルモン及び遺伝子ベースの薬剤、栄養調剤並びに固体状態（懸濁された）又は液体状態の他の物質を含む。例示的な実施形態の説明では、インシュリンの使用に関して述べる。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明を、図面を参照しながら更に説明する。
全図面を通して、同様の構造は、概して同様の参照番号によって特定されている。
以下において、「遠位の」「近位の」及び「半径方向の」といった用語又はこれらに類似の相対的表現を用いる場合、これらの用語又は表現は、添付の図面を言及しているにすぎず、必ずしも実際の使用状況を言及するものではない。ここに示す図面は概略的な表示であり、よって、様々な構造の構成並びにその相対寸法は、例示のみを目的としている。
【００２５】
図１に、ジェット式注射ユニット２０及びそれに結合している皮膚保持装置１０の側面図を示す。前記ユニットの下部分は断面図で表示しており、これによって、ピストン２３がハウジング内で摺動可能に配置され、それによりノズル導管２１を通る開口部と流体連通する可変体積インパルスチャンバ２２が規定されていることが示される。図示の実施形態では、インパルスチャンバは、ピストン２３の近位方向への移動によるノズル導管を通しての吸引によって、液体の薬剤で充填されるようになっているが、このインパルスチャンバユニット２２には、ハウジング又はピストン２３において開口部が設けられていてよく、それを介して吸引によって又は外部圧力によって薬剤を導入することができ、その場合、ノズル開口部２１は閉鎖可能となっているのが望ましい。皮膚保持装置１０は、注射ユニット２０を、接触面に設けられた接着手段１２によって対象の皮膚３０に結合させる。接着剤は、保持装置１０の注入開口部１１の周りを囲んでおり、開口部１１は、注射ボタン２４を作動させると、液体薬剤の注入のためにノズル２１と密に連通する。
【００２６】
図２に、注射の直前に皮膚３０と接触しそれを保持している時の皮膚保持装置１０をより詳細に示す。皮膚保持装置１０は、供給された時には好ましくは、接着剤１２を覆う保護用の剥離可能なフィルム（図示せず）を有している。注射の準備をする際、ユーザは保護フィルムを剥がし、次に、注射ユニット２０を保持することによって、保持装置１０を皮膚３０に注射したい場所で押し付ける。更に、保持装置は、注入開口部（図示せず）を密閉するプラグを備えていてよく、これにより、収容されている液体の完全性が保証され且つ蒸発が抑えられる。プラグは、様々な様式で取り付けられていてよい。つまり、接触面を保護する硬いカバーの内部に取り付けられていてもよいし、フレキシブルなカバーによって注入開口部に押し付けられていてもよく、また、部分的に進入させることによって注入開口部を覆うか又はそれを密閉する様々な形状を有し、注入開口部の内壁に押し付けられていてよいが、ここに挙げたものが全てではない。保持装置の接触面は、平坦であるか又は曲面をなす、様々な形状を有していてよい。平坦な面は製造上の利点をもたらし、一方、曲面をなす形状は、有利な性能上の効果をもたらし得る。図２の実施形態では、保持装置１０は、遠位で凸形状を有する。ユーザは、接着剤１２によって覆われた接触面の全体上で、保持装置１０と皮膚３０との間の接着剤１２を介した良好な接触を確実に得るのに十分な力を、保持装置１０に加えるのが望ましい。これを行うと、皮膚３０の延伸が、注入点から半径方向に離れる方向に行われ、このプロセスは図７及び図８で見ることができる。これが行われると、図９に示すように、ユーザは、注射ユニット２０を介して、保持装置１０に対して、押し付け力を緩めることができ、あるいは引張り力さえも加えることができ、これにより、注入領域にある皮膚３０がその下の組織から離れる方向に引っ張られ、それにより、筋肉組織内への注射の危険を減少させる効果が得られる。これは、接着層１２によって達成され、また、この接着層１２によって、皮膚３０の延伸及びノズル１１の注入点上での正確な位置が注入時間中にわたって確実に維持される。図７及び図８に、双安定性の保持装置１０を備えている特定の実施形態を更に示す。つまり、保持装置１０が、対象の皮膚３０表面に対して当て付けられて配置された第１の構成（図７）を有しており、該第１の構成は、第２の構成（図８）へと運動可能であり、第２の構成では、保持装置１０は、「フリップ・フロップ」方式で、ノズル２１の注入開口部を皮膚３０に押し付け、その際、接触面と接触している領域の皮膚３０を、注入点の周りの皮膚３０を持ち上げることによって延伸させる。
【００２７】
注入ゾーンにおけるノズル２１と保持装置１０との間の緊密な相互作用は、接触ゾーンにおいてノズル２１の輪郭を面取りすることによって得られ、これは、図２で接近して見ることができる。これにより、接着剤１２が、注入点の極めて近くで皮膚３０を確実に保持することを可能にし、よって、保持内径１３を極めて小さくすることができるという重要な利点をもたらす。本発明の別の実施形態（図示せず）では、同じ結果が、ノズル２１の、皮膚３０と接触する面を、保持装置１０の面と同一平面とすることによって得ることができる。つまり、接着剤１２をその両方の面に塗布することができ、これにより、ノズル２１面が、保持装置１０接触面の一体化された部分となる。ここで、接着剤によって覆われた接触面の内径１３は、ノズル２１のオリフィスの実直径以下である。上記効果は、ノズル２１の面が保持装置１０接触面と同一平面でなくとも、ノズル２１面が、接着剤１２によって狭い直径で覆われていれば得ることがきる。図１０〜１３に示す更に別の実施形態では、ノズル２１面を、保持装置１０接触面と一体化された部分とすることは、ノズル２１及び保持装置１０を一部材で、例えば成形ポリマー又はポリマー及びエラストマー材料のブレンドとして製造することによって得られる。これによって、製造コストが低く、デバイスが単純なものとなるという利点が得られる。図７及び８に示すように、皮膚保持装置１０が可撓性及び／又は双安定性にできないという欠点があるが、ユーザによって初期に十分な力が与えられている場合には、非可撓性で凸形の接触面であっても、力を緩めた後の皮膚３０の延伸、接着、皮膚３０の持上げを達成することができる。図１０及び図１１に、一体化された保持装置及びノズルに堅い保護カバー２６が装着されている概念を示し、これは、ねじ、差込み式結合又は図示のようなクランプ（緊締）等の任意の公知技術によって達成される。オリフィスに進入するか又は単にオリフィスの端部に押し付けられているプラグ２８によって、ノズルの閉鎖及び完全性が確実に得られ、これにより、液体の蒸発が抑えられる。図１０では、接触面の縁部に設けられている畝部によって、接着層とカバーの内面との間に距離が保証され、図１１では、このことが、カバー材料の堅さ及びプラグ２８によって提供される接着剤１２との距離によってのみ保証される。更に、材料特性に応じて、カバーを接着層に接触させることも可能となる。カバーは、アルミニウム又は公知の適切な材料等の金属によって、ノズル自体の材料と同じ成形材料で形成することができる。わずかに相違のある図１２及び図１３の概念では、カバー材料２７は可撓性であり、これにより、ノズルとの結合を、ノズルの縁部／接触面の縁部にわたって可撓性のカバーの縁部を延伸させることによって保証することができ、図１２及び１３と同様に、プラグ２８が設けられ、ノズルの内容の完全性が保証される。図１３では、カバー材料の可撓性は、カバーを装置に固定するためだけではなく、オリフィスに向かうプラグに下方向の力を加えるためにも利用されている。更に、図１２及び１３では、「耳片」２９が設けられており、これにより、カバーを取り外す際の安全な取手が確実に得られる。図１０〜１３に示す概念は全てではなく、プラグと併用して若しくは併用せずに装置に接着させる剥離可能なカバー、又は接着材料なしのカバー付きの装置を使用するといった更なる変形態様が利用でき、その場合、接着剤は、注入の直前に皮膚及び装置の接触面に被着される両面接着剤付フィルムであってよく、注入ジェット束が接着フィルム及び皮膚を穿通する。
【００２８】
図３、４及び５に、注入ゾーンにおけるジェット式注射の過程を示す。図３に、注入の初期を示し、ここでは、ジェット束２５が皮膚３０の表面に到達し、皮膚３０、ノズル２１面及び保持装置１０の間に存在する空洞を満たし、圧力を形成する。この圧力により、穿通前に皮膚３０の弾性的な拡張が生じる。図３Ｃでは、位置４０で最大の歪み率を示す。保持内径１３（保持装置１０の接着剤で被覆された領域の内径）が、ジェット束２５の衝撃によって皮膚の延伸（歪み）レベルに及ぼす作用は、図４及び図５で見ることができる。これらの図面は、２つの異なる保持の態様を示す。ジェット束２５の穿通速度及び圧力は、両態様で同じであるが、保持内径１３は図４では１ｍｍ、図５では０．６ｍｍである。図示のように、保持内径１３が小さい方の態様では、歪み率４０が顕著に大きくなっており、つまり、皮膚３０の穿通に早い段階で達する。保持内径１３が小さくなると、穿通前にエネルギーを吸収する皮膚３０の弾性的な拡張も小さくなる。穿通前のエネルギー吸収が減少すると、それに伴ってジェット束２５に加えられるエネルギー（圧力）も小さくすることができ、それと同時に、穿通の安全性が維持されるか又は向上する。注射の安全性を向上させながら、加えられる圧力及び組織損傷の危険は減少する。
【００２９】
保持内径１３と歪み率４０との間のこの相対的な関係は予測することができ、研究によれば、特定の径１３のレベルに達した時に（歪み率の）驚くべき上昇が起こる。図６に、特定の小さな径１３レベルに達するまでは、保持径１３の減少によって歪み率がゆっくりと上昇し、その特定の径レベル１３に達した時、保持径１３の減少により歪み率が劇的に上昇することを示す。図６に示す任意の穿通速度及び圧力においては、保持径１３が約０．８ｍｍを下回った時に歪み率が劇的に上昇するが、この上昇が起こる領域は、ジェット束２５の穿通速度及び圧力が異なる場合に変動する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ジェット式注射ユニット及び皮膚保持装置の側面図を示すが、ユニット及び皮膚保持装置の下部分は断面図になっている。
【図２】皮膚保持装置及びジェット式注射ユニットの下部分の断面図を示す。
【図３ａ】注射ゾーンでの注射の初期段階の３つの過程のうちの１つを示す。
【図３ｂ】注射ゾーンでの注射の初期段階の３つの過程のうちの１つを示す。
【図３ｃ】注射ゾーンでの注射の初期段階の３つの過程のうちの１つを示す。
【図４】注射の初期段階での注射ゾーンの接近した斜視図を示す。
【図５】注射の初期段階での注射ゾーンの接近した斜視図であり、保持内径がより小さいものを示す。
【図６】歪み率と保持内径との間の関係を示すグラフである。
【図７】第１の構成にある、ジェット式注射ユニットの下部分及び皮膚保持装置の断面図を示す。
【図８】第２の構成にある、ジェット式注射ユニットの下部分及び皮膚保持装置の断面図を示す。
【図９】注射時に使用されている皮膚保持装置を備えているジェット式注射装置を示す。
【図１０】保護カバー及びプラグを備えている、皮膚保持装置と一体化されているジェット式注射装置を示す。
【図１１】保護カバー及びプラグを備えている、皮膚保持装置と一体化されているジェット式注射装置を示す。
【図１２】保護カバー及びプラグを備えている、皮膚保持装置と一体化されているジェット式注射装置を示す。
【図１３】保護カバー及びプラグを備えている、皮膚保持装置と一体化されているジェット式注射装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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