(57)【要約】  本発明は加圧ガス源と、アクチュエーターと、ドライバーと、そしてデイスペンサーとを具備する空圧式インジェクター（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を提供する。該インジェクターの該デイスペンサーは、望まれる量の選ばれた薬物を含むためのリザーバーと、該選ばれた薬物の、皮下への、筋肉内への、又は関節内への、送達に好適な、皮下用ニードルの様な、ニードルと、を備える。該アクチュエーターは該加圧ガス源から該ドライバーへの加圧ガスの伝送を作動させ、該加圧ガスが該ドライバーへ送達されると、該ドライバーは少なくとも注入力を発揮する。該注入力は該デイスペンサーのニードルを通して選ばれた薬物を望ましい時間内に追い出すのに充分な大きさである。有利なことに、本発明のインジェクターの設計は極度に柔軟性があり、該インジェクターが、薬物の皮下への、筋肉内への、又は関節内への注入の注射を要求する事実上どんな人の又は獣医の背景に於いても広範囲の薬物を送達するよう設計されることを可能にする。
2005514082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性のある薬物の注入用デバイスであり、該薬物を注入するために好適なニードルを有する該デバイスに於いて、該ニードルのゲージは約２１ゲージ以上であり、そして該デバイスは該ニードルを通して該粘性のある薬物を、該薬物の注入を引き起こすのに充分な力で、駆動するよう構成されていることを特徴とする該デバイス。
【請求項２】
更に、加圧ガス源と、アクチュエーターと、ドライバーと、そしてデイスペンサーとを具備しており、該加圧ガス源と、該ドライバーと、そして該デイスペンサーとは、該アクチュエーターをトリガー時該ニードルを通して該粘性のある薬物を注入するよう構成されることを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項３】
該粘性のある薬物が約０．５Ｐａ・ｓ（約５ポイズ）より大きい粘度を有することを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項４】
該粘性のある薬物が約１Ｐａ・ｓ（約１０ポイズ）より大きい粘度を有することを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項５】
該粘性のある薬物が約５Ｐａ・ｓ（約５０ポイズ）より大きい粘度を有することを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項６】
該粘性のある薬物が約１０Ｐａ・ｓ（約１００ポイズ）より大きい粘度を有することを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項７】
該ドライバーが該デイスペンサーに対し少なくとも第１力と第２力を発揮するよう構成された多段式ピストンを備えることを特徴とする請求項２の該デバイス。
【請求項８】
該ドライバーが該デイスペンサーに対し第１力と第２力を発揮するよう構成された多段式ピストンを備え、該第２力が該第１力より大きいことを特徴とする請求項２の該デバイス。
【請求項９】
該多段式ピストンが、該第１力が約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）以下であるようそして該第２力が該粘性のある薬物を該ニードルを通して注入するのに充分であるよう、構成されることを特徴とする請求項８の該デバイス。
【請求項１０】
該ニードルのゲージが約２７ゲージから約３１ゲージまでに及ぶことを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項１１】
該デバイスが約０．５ｃｃまでの該粘性のある薬物を該ニードルを通して約１０秒内に注入するよう構成されることを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項１２】
該デバイスが約０．５ｃｃまでの該粘性のある薬物を該ニードルを通して約５秒内に注入するよう構成されることを特徴とする請求項１の該デバイス。
【請求項１３】
該デイスペンサーがリザーバーと該ニードルとを備えており、そして該加圧ガス源と、多段式ピストンと、そしてデイスペンサーとが約０．５ｃｃまでの該粘性のある薬物を該ニードルを通して約１０秒内に注入するよう構成されることを特徴とする請求項２の該デバイス。
【請求項１４】
該加圧ガス源と、多段式ピストンと、そしてデイスペンサーとが約０．５ｃｃまでの該粘性のある薬物を該ニードルを通して約５秒内に追い出すよう構成されることを特徴とする請求項１３の該デバイス。
【請求項１５】
粘性のある薬物を注入する方法に於いて、該方法が
粘性のある薬物を提供する過程と、
該粘性のある薬物を注入するためにニードルを提供する過程とを具備しており、該ニードルは約２１ゲージ以上であるニードルゲージを有しており、そして該方法は又
該ニードルを通して該粘性のある薬物を注入する過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項１６】
該粘性のある薬物を提供する過程が、約０．５Ｐａ・ｓ（約５ポイズ）以上の粘度を示す薬物を提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１７】
該粘性のある薬物を提供する過程が約１Ｐａ・ｓ（約１０ポイズ）以上の粘度を示す薬物を提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１８】
該粘性のある薬物を提供する過程が約５Ｐａ・ｓ（約５０ポイズ）以上の粘度を示す薬物を提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１９】
該粘性のある薬物を提供する過程が約１０Ｐａ・ｓ（約１００ポイズ）以上の粘度を示す薬物を提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２０】
該ニードルを提供する過程が約２７ゲージ以上のニードルゲージを有するニードルを提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２１】
該ニードルを提供する過程が約３１ゲージに等しいニードルゲージを有するニードルを提供する過程を備えることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２２】
薬物の注入用デバイスに於いて、該デバイスが、
トリガー部と、
該薬物を有するリザーバーと、該薬物の注入用ニードルと、を備えるデイスペンサーと、そして
多段式ピストンを備えるドライバーとを具備しており、該薬物の注入用デバイスは、該トリガー部の作動時、該多段式ピストンが該デイスペンサーに対し少なくとも第１力と第２力を発揮するよう構成されることを特徴とする該デバイス。
【請求項２３】
更に、加圧ガス源を具備しており、該デバイスは、該トリガー部の作動が該加圧ガス源からの加圧ガスを該多段式ピストンに対し作用させるよう、構成されていることを特徴とする請求項２２の該デバイス。
【請求項２４】
該デバイスの該多段式ピストンが第２力より小さい第１力を発揮するよう構成されていることを特徴とする請求項２２の該デバイス。
【請求項２５】
該デバイスの該多段式ピストンは該第１力が該第２力の発揮の前に発揮されるよう構成されていることを特徴とする請求項２４の該デバイス。
【請求項２６】
該多段式ピストンの各段は異なる表面積により特徴付けられることを特徴とする請求項２２の該デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薬物（ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔｓ）を人又は動物対象（ｈｕｍａｎ  ａｎｄ  ａｎｉｍａｌ  ｓｕｂｊｅｃｔｓ）に注入（ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ）するためのデバイスに関する。特に、本発明は薬物を動物又は人対象に送達（ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ）出来るインジェクターと、薬物を動物又は人対象に送達するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願（ＲＥＬＡＴＥＤ  ＣＡＳＥ）
本出願は２００１年１１月９日出願の米国特許仮出願第６０／３３７，７５３号の米国特許法第１１９条による特典を請求する通常出願（ｎｏｎ−ｐｒｏｖｉｓｉｏｎａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）である。
【０００３】
自動インジェクター（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ）｛以下”オートインジェクター（ａｕｔｏｉｎｊｅｃｔｏｒｓ）”と呼ぶ｝は医療及び獣医産業で公知であり、動物又は人対象への望ましい用量の薬物の自動注入を可能（ｅｎａｂｌｅ  ｔｈｅ  ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）にする。オートインジェクターは一般に２つの送達機構、すなわちニードル（ｎｅｅｄｌｅ）を使って薬物を送達するもの｛以下”ニードル式（ｎｅｅｄｌｅｄ）”オートインジェクター｝及びニードル使わないもの｛以下”ニードルレス（ｎｅｅｄｌｅｌｅｓｓ）”オートインジェクター｝、の１つに依って設計される。それらの設計がどんなであっても、オートインジェクターは簡単な皮下注射器（ｈｙｐｏｄｅｒｍｉｃ  ｓｙｒｉｎｇｅｓ）に対し幾つかの利点を示すと考えられる。例えば、オートインジェクターは要求に応じて望ましい用量の薬物を自動的に、信頼性を有して送達するよう設計されるので、それらは薬物の速く、便利で、そして精密な送達を実現する。特にオートインジェクターは治療物質（ｔｈｒａｐｅｕｔｉｃ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ）を自己投与（ｓｅｌｆ−ａｄｍｉｎｉｓｔｅｒ）せねばならない人対象による使用に好適である。更に、オートインジェクターがニードル式注入機構を組み入れる場合、それらは、送達サイクル（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｃｙｃｌｅ）の前、途中そして後にニードルが視認から隠されるよう設計され、それにより対象の組織内へ視認可能にニードルを貫入させる動作に付随する何等かの心配を減じるか又は取り除く。種々の注入デバイスが特許文献１，２，３，４，５，６、７そして８で開示されている。
【０００４】
しかしながら、それらが提供する利点にも拘わらず、従来技術のオートインジェクターは一般に粘性のある薬物（ｖｉｓｃｏｕｓ  ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔｓ）の送達用には設計されてない。ニードルレスオートインジェクターにより送達される薬物は注入をもたらすために非常に高い速度［例えば、約２４３．８４ｍ／ｓ｛８００フイート／秒（エフピーエス）｝から約３６５．７６ｍ／ｓ（１，２００エフピーエス）］に加速されるのが典型的なので、ニードルレスオートインジェクターは粘性のある薬物又はどの寸法かで２，３マイクロメートルより大きい粒子を組み込む薬物の送達には良く適合していない。更に、ニードル式注入機構を含むオートインジェクターは一般に、インスリン（ｉｎｓｕｌｉｎ）又はエピネフリン（ｅｐｉｎｅｐｈｒｉｎｅ）の溶液の様な、非常に低粘度を有する水溶液を送達するよう設計されており、従ってニードル式注入機構を介して粘性のある薬物を送達しようと求める時現れる性能ハードル（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｈｕｒｄｌｅｓ）に取り組まないのが典型的である。
【０００５】
適当な長さの時間内に適当なゲージのニードルを通して粘性のある薬物を駆動するのに充分な大きさの注入力（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）を発生させることは、ニードル式注入デバイスを介して粘性のある薬物を送達するために克服されねばならない１つの性能ハードルである。対象の安全と快適さ（ｓａｆｅｔｙ  ａｎｄ  ｃｏｍｆｏｒｔ）を保証するために、ニードル式注入デバイスで使用されるニードルのゲージ（ｇａｕｇｅ）は約２１ゲージ（２１  ｇａｕｇｅ）から約３１ゲージ（３１  ｇａｕｇｅ）に及ぶのが典型的である。それでも、皮下（ｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓ）、筋肉内（ｉｎｔｒａｍｕｓｃｕｌａｒ）、又は関節内（ｉｎｔｒａ−ａｒｔｉｃｕｌａｒ）注入を介した送達用に設計された多数の現存する及び出現しつつある薬物は１Ｐａ・ｓ｛１０ポイズ（１０  Ｐｏｉｓｅ）｝、１０Ｐａ・ｓ（１００ポイズ）、１００Ｐａ・ｓ（１０００ポイズ）そして１０００Ｐａ・ｓ（１０，０００ポイズ）迄もそしてその上に及ぶ粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｉｅｓ）を示す。ハーゲンポアズイユの法則（Ｈａｇｅｎ−Ｐｏｉｓｅｕｌｌｅ  Ｌａｗ）、すなわち”Ｆ”が必要な注入力（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）を表し、”Ｑ”が注入される材料の流量（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）を表し、”μ”が注入される材料の粘度を表し、”Ｌ”が使用されるニードルの長さを表し、”Ｒ”が注入されるべき材料を含むリザーバーの内径を表し、そして”ｒ”が使用されるニードルの内径を表す時、Ｆ＝８ＱμＬ（Ｒ２／ｒ４）であることを参照することにより容易に評価される様に、適当なゲージのニードルを通してのこの様な薬物の注入は約４５．４ｋｇ（１００ポンド）に近い又はそれを超える注入力を要する。例えば、該ハーゲンポアズイユの法則は、４．５ｍｍの内径を有するシリンジ（ｓｙｒｉｎｇｅ）と約０．３０５ｍｍ（０．０１２インチ）の内径を有する約１２．７ｍｍ（０．５インチ）ニードル（２４ゲージニードル）を介して、２０Ｐａ・ｓ（２００ポイズ）の粘度を有する０．５ｃｃの薬物を１０秒内に送達するために、約４５．４ｋｇ（約１００ポンド）の注入力を要することを示している。しかしながら、現在入手可能なニードル式オートインジェクターで提供される注入機構は一般にこの様に高い注入力を発生するよう設計されてない。
【０００６】
対象の不快さは粘性のある薬物を送達出来るニードル式オートインジェクターの設計に対する第２のハードルである。例えば、適当なゲージのニードルを介して粘性のある薬物を送達するのに適当な力を突然印加することは、特にもしこの様な力の印加が気付き得る反動又は衝撃力の伝達（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ  ｒｅｃｏｉｌ  ｏｒ  ｉｍｐａｃｔ  ｆｏｒｃｅｓ）を引き起こすならば、該対象を驚かせる。かくして、粘性のある薬物を送達出来るインジェクターは、突然の、ことによると心痛（ｄｉｓｔｒｅｓｓｉｎｇ）のノイズを起こしたり、或いは可成りの反動又は衝撃力（ｒｅｃｏｉｌ  ｏｒ  ｉｍｐａｃｔ  ｆｏｒｃｅｓ）を該対象に伝達したり、せずに動作するドライバー（ｄｒｉｖｅｒ）を組み入れることが理想である。加えて、望ましいゲージのニードルを通して粘性のある薬物を駆動するのに要する同じ力でニードルを該対象内に駆動することは該対象に不必要な身体的不快さを引き起こす。例えば、該ニードルのゲージが約２１から３１ゲージに及ぶ場合、約０．４５４から約３．１７８ｋｇ（約１から７ポンド）に及ぶ挿入力（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）が最も快適であると信じられる。幾つかの研究は該ニードルが必要な最低量の力で挿入された時人体の対象は最低量の痛みを経験するとなお示唆している。従って、意図する対象の不快さを最小化するか又は減じるために、粘性のある薬物を注入出来るインジェクターは控えめに操作（ｏｐｅｒａｔｅ  ｕｎｏｂｔｒｕｓｉｖｅｌｙ）すべきであるのみならず、望ましい時は、該インジェクターは対象の不快さを最小化するよう誂えられた挿入力でニードルを挿入出来るべきである。理想的には、この様なインジェクターは、１つの駆動機構を用いて適当な長さの時間内に望ましいゲージのニードルを通して粘性のある薬物を送達するのに充分な挿入力と注入力と両者を発生するのがよい。
【特許文献１】米国特許第３、７９７、４８９号明細書
【特許文献２】米国特許第５、１７６、６４５号明細書
【特許文献３】米国特許第５、５２７、２８７号明細書
【特許文献４】米国特許第５、３００、０３０号明細書
【特許文献５】米国特許第６、２７０、４７９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００１０００５７８１号明細書
【特許文献７】国際公開第９４／１３３４２号パンフレット
【特許文献８】国際公開第９５／３１２３５号パンフレット
【特許文献９】米国特許第６、０４７、８６５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５、８４５、８１１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、広範囲の粘性を示す薬物を人又は動物対象（ｈｕｍａｎ  ｏｒ  ａｎｉｍａｌ  ｓｕｂｊｅｃｔｓ）に送達するため使われるニードル式インジェクター（ｎｅｅｄｌｅｄ  ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を提供する。本発明の文脈では、用語”粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）”はハーケレオメーター（Ｈａａｋｅ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ）を用いて１．０秒−１剪断速度で、かつ２５℃で測定された時（ａｓ  ｍｅａｓｕｒｅｄ  ａｔ  ａ  １．０  ｓｅｃ−１  ｓｈｅａｒ  ｒａｔｅ  ａｎｄ  ２５℃）材料の剪断力に対する抵抗量（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を呼び、用語”粘性のある（ｖｉｓｃｏｕｓ）”はハーケレオメーターを用いて１．０秒−１剪断速度で、かつ２５℃で測定された時約０．１Ｐａ・ｓ（１ポイズ）以上の粘度を有する薬物を規定するため使われ、そして用語”薬物（ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ）”は人又は動物の何れかの対象に注入により投薬される何等かの有益な薬剤を規定するため使われる。例えば、本発明のインジェクターを用いて送達される薬物は、何等かの生理学的又は薬理学的な活性物質（ａｃｔｉｖｅ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）、又は人又は動物対象の治療又はケア（ｃａｒｅ）で価値ある何等かの他の物質を含有する、液体、懸濁液（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ）、ゲル、溶液、スラリーそしてペーストを含む。
【０００８】
その実施例の各々では、本発明のインジェクターは、適当なゲージのニードルを通して選ばれた長さの時間内に粘性のある薬物を送達するに充分な大きさの注入力を発生するよう設計される。望ましい場合、本発明のインジェクターは、対象の不快さを最小化するよう誂えられた挿入力で該対象の組織内へ該インジェクターのニードルを駆動するよう設計される。有利なことは、本発明の該インジェクターの動作は簡単、静粛であり、気付かれる反動又は衝撃力（ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ  ｒｅｃｏｉｌ  ｏｒ  ｉｍｐａｃｔ  ｆｏｒｃｅｓ  ）の伝達（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に帰着しない。加えて、該インジェクターの設計は極度に柔軟で、該インジェクターが、薬物の皮下への、筋肉内への、又は関節内への注入を要求する事実上どんな背景で使われることも許容する。従って、本発明のインジェクターは広範囲の薬物、例え粘性のある薬物でも送達するよう設計されているのみならず、本発明のインジェクターは控えめに作動し、それにより該対象により経験される何等かの懸念を最小化するよう役立つ。
【０００９】
本発明は又薬物を注入する方法を含む。その実施例の各々では、本発明の方法は、望ましい薬物を提供する過程、望ましいゲージのニードルを提供する過程、該ニードルを対象の組織内に挿入する過程、該薬物を、該ニードルを通してそして該対象の組織内へ駆動するに充分な注入力を発生する過程を含む。本発明の方法で提供される該薬物はどんな粘度を示してもよいが、本発明の方法は好ましくは粘性のある薬物（ｖｉｓｃｏｕｓ  ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ）を提供する過程を含むのがよい。本発明の方法で提供され、使用されるニードルのゲージと長さは、例えば、送達される薬物、提案される対象、そして該注入が皮下か、筋肉内か、又は関節内か、に依る。それにも拘わらず、該ニードルのゲージと長さは好ましくは対象の不快さを最小化するよう選ばれるのがよい。更に、本発明の方法で発生する注入力は該提供される薬物の望ましい用量を適当な長さの時間内に送達するに充分でなければならない。好ましくは、本発明の方法で発生される注入力は選ばれた薬物の望ましい用量を、１０秒、そして更により好ましくは、５秒内で送達するのに充分である。しかしながら、本発明の方法で発生される注入力の精確な大きさは選ばれた薬物、選ばれたニードルの長さとゲージそして望まれる送達時間（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｔｉｍｅ）、の様な種々の要因に依る。
【００１０】
本発明の方法は更に該注入力より少ない挿入力を提供する過程を含む。該挿入力は、該ニードルが対象の組織内に挿入される時対象の不快さを最小化するよう誂えられてもよい。例えば、意図された対象が人で、提供される該ニードルのゲージが２１ゲージと３１ゲージの間に及ぶ場合、約０．４５４ｋｇと約３．１７８ｋｇ（約１ポンドと７ポンド）の間の挿入力が好ましく、約０．４５４ｋｇと１．８１６ｋｇ（約１ポンドと４ポンド）の間の注入力が更により好ましい。しかしながら、本発明の方法が挿入力を提供する過程を有する場合、該挿入力の大きさは予想される対象、該薬物を送達するため使用されるニードルのゲージ、そしてその注入が皮下か、筋肉内か、或いは関節内かどうかの様な、幾つかの要因に依って変わるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のインジェクター１０は加圧ガス源５０，アクチュエーター１００，ドライバー１５０、そしてデイスペンサー２００を具備する。該インジェクター１０の該デイスペンサー２００は、選ばれた薬物２２０の望まれる量を含むためのリザーバー２１０と、該選ばれた薬物２２０の皮下への、筋肉内への、又は関節内への送達用に好適な、皮下用ニードルの様な、ニードル２５０と、を備える。該アクチュエーター１００は該加圧ガス源５０から該ドライバー１５０への加圧ガスの伝送（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を作動（ａｃｔｕａｔｅｓ）させ、そして加圧ガスが該ドライバー１５０へ送達されると、該ドライバー１５０は少なくとも注入力（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）を発揮（ｅｘｅｒｔｓ）する。該注入力は該デイスペンサー２００のニードル２５０を通して望まれる長さの時間内に該薬物２２０を追い出す（ｅｘｐｅｌ）に充分な大きさである。有利なことは、本発明のインジェクター１０の設計は極度に柔軟であり、薬物の皮下への、筋肉内への、又は関節内への注入を要求する、事実上どんな人の又は獣医の背景でも、広範囲の薬物を送達するよう該インジェクター１０が設計されることを可能にする。本発明の例示的インジェクター１０が図１に図解される。
【００１２】
本発明のインジェクター１０の加圧ガス源５０として加圧ガスのどんな適当な源が使用されてもよいが、該加圧ガス源５０は加圧ガスのマイクロシリンダー（ｍｉｃｒｏｃｙｌｉｎｄｅｒ）５２を有することが現在は好ましい。マイクロシリンダーは経済的で、コンパクトであり、そして種々の量のガスを高圧で貯蔵出来る。例えば、商業的に入手可能なマイクロシリンダーは、約１．３８ＭＰａ［約２００ポンド／平方インチ｛”ピーエスアイ（ｐｓｉ）”｝］から約２０．７ＭＰａ（約３０００ピーエスアイ）以上の間に及ぶ圧力で、二酸化炭素、ヘリウム、水素、酸素、窒素、又は空気の様な、適当なガスの約１ｇから約３０ｇで信頼性を有し低廉に充たされることが可能である。更に、この様な能力を有するマイクロシリンダーは極度にコンパクトであることが可能で、約２５．４ｍｍ（１インチ）以下の長さと１２．７ｍｍ（２分の１インチ）以下の直径を有する。従って、加圧ガスのマイクロシリンダー５２は、非常に携帯性があり使用が容易なインジェクターの製作を可能にする加圧ガスの強力で、経済的な源を提供する。
【００１３】
マイクロシリンダーが本発明のインジェクターと関連して利用される場合、現在２つの一般的なマイクロシリンダーの設計が好ましい。第１の一般的設計５４｛以後”シールされたマイクロシリンダー（ｓｅａｌｅｄ  ｍｉｃｒｏｃｙｌｉｎｄｅｒ）”と呼ばれる｝は図２に図解され、シリンダーボデイ５６とシール５８を有するマイクロシリンダーにより例示される。この様なマイクロシリンダーはニュージャージイ州、サウスプレインフイールドのレランドリミッテッド社（Ｌｅｌａｎｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄ，  Ｉｎｃ．，  ｏｆ  Ｓｏｕｔｈ  Ｐｌａｉｎｆｉｅｌｄ，  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能である。シールされたマイクロシリンダー内に保持された加圧ガスをレリースするために、該シール５９は傷付けられ（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅｄ）ねばならない｛例えば、破られる（ｂｒｏｋｅｎ）、穿孔される（ｐｉｅｒｃｅｄ）、又は他の仕方で貫入される（ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ  ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ）｝。第２の一般的マイクロシリンダー設計６０｛以後”切り離しマイクロシリンダー（ｂｒｅａｋ−ａｗａｙ  ｍｉｃｒｏｃｙｌｉｎｄｒｓ）”と呼ばれる｝は図３で示され、シリンダーボデイ５６から離れるよう延びる長いネック６２を有するマイクロシリンダーにより例示され、該長いネック６２は予め決められた力を印加すると切り離されるよう設計されている。この様なマイクロシリンダーは特許文献９及び１０で説明されており、英国、ロンドンの、ビーオーシーリミッテッド（ＢＯＣ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  ｏｆ  Ｌｏｎｄｏｎ，  Ｕ．Ｋ．）により製造されている。容易に評価される様に、切り離しマイクロシリンダー内に貯蔵される加圧ガスは該マイクロシリンダーの該長いネックが破られると、レリースされる。ここで図解され、論じられる実施例の各々はシールされたマイクロシリンダーか切り離しマイクロシリンダーか何れかを利用するが、本発明のインジェクター１０はどんな適当な設計のマイクロシリンダー５２を利用するよう設計されてもよい。
【００１４】
マイクロシリンダー５２が本発明のインジェクター１０の加圧ガス源５０として使用される場合、該マイクロシリンダー５２は好ましくはキャップ６４内に配置されるのがよい。キャップ６４は該マイクロシリンダー５２の寸法を有効に増加させ、それにより該マイクロシリンダー５２がインジェクター１０のボデイ１２に設置されない時該マイクロシリンダーの操作（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）を容易にする。規定された場合、キャップ６４は望ましい形状のマイクロシリンダー５２を受けるよう構成され、何等かの適当な手段を介してキャップ６４内に該マイクロシリンダー５２を保持するよう設計されてもよい。例えば、図１，図４から図１０，そして図２５と図２６に図解されたキャップ６４は、その中に配置された該マイクロシリンダー５２が該キャップ６４の内壁６６と該マイクロシリンダー５２のインターフエースにより創られた摩擦嵌合（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｆｉｔ）により該キャップ６４内に保持されるよう寸法決めされ、形作られる。図１、図４から図１０、そして図２５と図２６に図解されたキャップ６４はシールされたマイクロシリンダー又は切り離しマイクロシリンダーを受け、保持するよう設計されるが、本発明のインジェクター１０で使用されるキャップ６４はどんな適当な設計のマイクロシリンダー５２を受け、保持するよう設計されてもよい。
【００１５】
キャップ６４は又本発明のインジェクター１０のボデイ１２への該マイクロシリンダー５２の設置を容易化する。例えば、該キャップ６４は、該キャップ６４の該インジェクター１０のボデイ１２への確実な設置を提供する何等かの接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）又は接着過程（ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を使って該キャップ６４の該インジェクター１０のボデイ１２への設置を可能にするよう構成されてもよい。代わりに、該キャップ６４は、該インジェクター１０のボデイ１２上に備えられた締結機構（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）の第２部分に対し相補的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）である締結機構の第１部分を有してもよい。例えば、該キャップ６４は該インジェクター１０のボデイ１２上に形成された第２のねじ範囲（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ａｒｅａ）と両立する第１ねじ範囲を備えてもよい。代わりに、該キャップ６４は該インジェクター１０のボデイ１２上に備えられたスナップ嵌合コネクター（ｓｎａｐ  ｆｉｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）の第２部分に対し相補的なスナップ嵌合コネクターの第１部分を有してもよい。該インジェクター１０への該マイクロシリンダー５２の設置を容易化するために該キャップ６４及び該インジェクター１０のボデイ１２内に組み込まれてもよい締結機構の更に進んだ例は、トグル組立体（ｔｏｇｇｌｅ  ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）及び雄／雌コネクター（ｍａｌｅ／ｆｅｍａｌｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ）である。しかしながら、該キャップ６４は該キャップ６４を該インジェクター１０のボデイ１２へ確実に締結出来るどんな締結機構を組み込んでもよいことは理解されるべきである。
【００１６】
本発明の該インジェクター１０からの加圧ガスの望まれない逃げ（ｕｎｗａｎｔｅｄ  ｅｓｃａｐｅ）を最小化するため、該キャップ６４又はマイクロシリンダー５２が該インジェクター１０のボデイ１２とインターフエースする場所に１つ以上のシーリング部材（ｓｅａｌｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒｓ）１８が備えられてもよい。この様なシーリング部材１８は加圧ガスの逃げを減じるか、除くことの出来るＯリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）か又は何等かの他の適当なシーリングデバイスを含んでもよい。図１に図解される該インジェクター１０は、該マイクロシリンダー５２が該インジェクターのボデイ１２に設置された時、該マイクロシリンダー５２のシール５８が傷付けられる前に該インジェクター１０のボデイ１２と該マイクロシリンダー５２との間にシールが形成されるように、位置付けられたシーリング部材１８を有する。図５及び図６は該キャップ６４と該インジェクター１０のボデイ１２との間に位置付けられたシーリング部材１８を有する本発明のインジェクター１０を図解する。該シーリング部材１８は該キャップ６４内に形成された座（ｓｅａｔ）７０内に位置付けられ、該インジェクター１０からの加圧ガスの逃げを減じるか、除くシールを創る。本発明のインジェクターの図解を提供する種々の図が、該マイクロシリンダー５２，キャップ６４，そして該インジェクター１０のボデイ１２の間の特定位置のシーリング部材１８を図解するが、シーリング部材１８の配置は図解された厳格な位置に限定されるわけではない。
【００１７】
本発明の該インジェクター１０の該アクチュエーター１００は該加圧ガス源５０から該インジェクター１０のドライバー１５０への加圧ガスの流れを作動させることが出来る何等かの適当な機構を含んでもよい。例えば、本発明の該インジェクター１０が加圧ガスのマイクロシリンダー５２を有する場合、該アクチュエーター１００は、作動時（ｕｐｏｎ  ａｃｔｕａｔｉｏｎ）、該マイクロシリンダー５２を傷付け｛例えば、該シール５８を穿孔（ｐｉｅｒｃｅｓ）、破壊、又は貫入するか又は該マイクロシリンダー５２の該長いネック６２を切り離す｝そして加圧ガスが該インジェクター１０のドライバー１５０へ逃げることを可能にする、穿孔機構（ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、プランジャー、又は他の力転送機構（ｆｏｒｃｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を有するか、又はトリガー（ｔｒｉｇｇｅｒ）してもよい。代わりに、該インジェクター１０の設計が該アクチュエーター１００が該加圧ガス源５０に傷付けることを要しない場合、該アクチュエーター１００は該加圧ガス源５０から該ドライバー１５０への加圧ガスの流れを作動させるために弁を有してもよい。該インジェクター１０の事故による賦活（ａｃｃｉｄｅｎｔａｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）、又は”発射（ｆｉｒｉｎｇ）”を防止するため、該アクチュエーター１００は又、該インジェクター１０の使用のために慎重な操作（ｄｅｌｉｂｒａｔｅ  ａｃｔ）が実行されるまで該アクチュエーター１００のトリガー動作（ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ）を防止するため役立つ安全機構にリンクされるか又はそれにより保護されてもよい。
【００１８】
図１は、ユーザーに、該加圧ガス源５０から、第１流体通路（ｆｉｒｓｔ  ｆｌｕｉｄ  ｐａｔｈ）１６を通り、該インジェクター１０のドライバー１５０までの加圧ガスの流れを作動させることを可能にする、弁組立体（ｖａｌｖｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０２を有するアクチュエーター１００を備える、本発明のインジェクター１０を図解する。該弁組立体１０２は、弁座１０４，弁ボデイ１０６，ボタン（ｂｕｔｔｏｎ）１０８，そして偏倚要素（ｂｉａｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）１１０を有するが、該偏倚要素はばね、ゴムバンパー（ｒｕｂｂｅｒ  ｂｕｍｐｅｒ）、ポリマーバンパー（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｂｕｍｐｅｒ）、又は何等かの他の適当な弾性部材（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  ｍｅｍｅｒ）を含む。該偏倚要素１１０は該弁座１０４内に置かれ、弁ボデイ１０６を常閉位置（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｃｌｏｓｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に保持するよう該弁ボデイ１０６に対し作用する。該閉位置では、該弁ボデイ１０６は第１流体通路１６を妨げ、該ドライバー１５０へのガス流れを防止する。しかしながら、該ボタン１０８に充分な圧力が発揮されると、該弁ボデイ１０４は開位置へと該偏倚部材１１０に対し動かされる（図１に示す）。該弁ボデイ１０６が開位置に置かれると、該弁ボデイ１０６内に形成されたくぼみ（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）１１２は第２流体通路１１４を形成し、該通路は該第１流体通路１１６から該ドライバー１５０へ加圧ガスが流れることを可能にする。又該弁ボデイ１０６は１つ以上のＯリングの様な１つ以上のシーリング部材１８を有してもよい。該シーリング部材１８は、特に該弁ボデイ１０６が開状態に置かれた時、該弁組立体１０２からの加圧ガスの何等かの逃げを最小化するよう働く。
【００１９】
本発明のインジェクター１０が弁組立体１０２を有するアクチュエーター１００を備える図１を参照することにより評価され得る様に、該インジェクター１０は該加圧ガス源５０が該インジェクター１０に設置された時該源を傷付けるよう設計された機構を備えている。図１に図解された機構は中空の穿孔ピン（ｈｏｌｌｏｗ  ｐｉｅｒｃｅ  ｐｉｎ）１４を有するが、該ピンは第１流体通路１６を規定し、そして該マイクロシリンダー５２を有するキャップ６４が該インジェクター１０のボデイ１２内にねじ込まれた時該マイクロシリンダー５２のシール５８に貫入する。該システムからの加圧ガスの望まれない逃げを最小化するために、Ｏリングの様な、シーリング部材１８が、該マイクロシリンダー５２と該インジェクター１０のボデイ１２との間（図１に示す）又は該キャップ６４と該インジェクター１０のボデイ１２との間に位置付けられてもよい。該マイクロシリンダー５２が該インジェクター１０に取り付けられた時、該中空の穿孔ピン１４が該マイクロシリンダー５２のシール５８を完全に破る前に該シーリング部材１８が該マイクロシリンダー５２と該インジェクター１０のボデイ１２との間のシールを形成する。一旦、該マイクロシリンダー５２が該インジェクター１０に取り付けられ、該マイクロシリンダー５２のシール５８が傷付けられると、該マイクロシリンダー５２から該ドライバー１５０への加圧ガスの流れは該アクチュエーター１００の弁組立体１０２の作動（ａｃｔｕａｔｉｏｎ）により簡単に作動させられる（ａｃｔｕａｔｅｄ）。
【００２０】
該弁組立体の代わりに、該アクチュエーター１００は、図４に示す様に、簡単に穿孔用組立体（ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を有してもよい。図４に示す加圧ガス源５０と該インジェクター１０のドライバー１５０との間の加圧ガス流れはマイクロシリンダー５２を有するキャップ６４を該インジェクター１０のボデイ１２に設置することに依って簡単に作動させられる。該マイクロシリンダー５２を有するキャップ６４が該インジェクター１０に設置されると、中空の穿孔ピン１４が該マイクロシリンダー５２のシール５８を傷付け、加圧ガスは該マイクロシリンダー５２から該第１流体通路１６を通って該ドライバー１５０へ送達される。
【００２１】
切り離しマイクロシリンダー５２が本発明のインジェクター１０の加圧ガス源５０として使われる場合、該インジェクター１０のアクチュエーター１００は、図６に示す様に、プランジャー組立体を有してもよい。該プランジャー組立体１２４は該インジェクターのボデイ内に組み込まれるか（示されてない）、又は該プランジャー組立体１２４が該マイクロシリンダー５２を有するキャップ６４内に組み込まれてもよい（図６に示す）。それが提供される所に関係なく、該プランジャー組立体１２４はプランジャー１２８が中に配置される通路１２６を有する。該プランジャー組立体１２４は更に１つ以上のシーリング部材１８を有し、該部材は該プランジャー１２８と該通路１２６の間のシールを形成し、該インジェクター１０使用中の該プランジャー組立体を通しての加圧ガスの望ましくない逃げを最小化する。該プランジャー１２８は該通路１２６内を前後に動かされてもよく、簡単に摩擦嵌合又は何等かの他の適当な手段により該アクチュエータープランジャー機構（ａｃｔｕａｔｏｒ  ｐｌｕｎｇｅｒ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）１２４の通路１２６内に保持されてもよい。それがインジェクター１０のボデイに含まれても或いはマイクロシリンダー５２を有するキャップ６４内に含まれても、該プランジャー組立体１２４は、充分な力を用いた該プランジャー１２８の押し下げ（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）が該マイクロシリンダー５２の長いネック６２を切り離すように位置付けられる。図６に図解された該プランジャー組立体１２４のプランジャー１２８は該キャップ６４内に含まれる該マイクロシリンダー５２の縦軸線に概ね直角に位置付けられるが、図７及び図８に示す様に、この様な構成は必要ではない。
【００２２】
図６に図解された該インジェクターは安全機構を有し、該機構は該インジェクター１０の事故による賦活を最小化するよう役立つ。該安全機構２０は第１部分２２，第２部分２４、そしてばね２６を有する。該第１部分２２は形状が概ね円筒状で、ポート３１内で終了する停止部３２とスロット３０を有する。該安全機構２０の第２部分２４も又形状は概ね円筒状である。その遠位の端部３４で、該第２部分２４は該デイスペンサー２００の調整可能な先端部２３０の通過を可能にする様な寸法のリップ（ｌｉｐ）３６を有するが、該リップは又機械的停止部として役立ち、該第２部分２４の遠位の端部３４を通る該インジェクター１０のボデイ１２の通過を防止する。該ばね２６は該インジェクター１０のボデイ１２内に形成された座３８内に位置付けられ、該ばね２６が該座内に位置付けられた後、該安全機構２０の第１及び第２部分２２，２４は何等かの適当な手段により一緒に締結される。例えば、該第１及び第２部分２２，２４は一緒に、接合、溶接、糊付け、ねじ結合、又はスナップ嵌合されてもよい。該ばね２６は該安全機構を”安全な（ｓａｆｅ）”位置に偏倚させるために該第１部分２２の遠位の端部４０に対して作用する。該安全な位置では、該第１部分２２の上に含まれる停止部３２は該インジェクター１０に含まれる該アクチュエーター１００の作動を防止する。
【００２３】
該安全機構は、図６に図解される安全位置の外へ動かされるが、それは該停止部３２が最早該アクチュエーター１００と干渉しないように該第１及び第２部分２２，２４を該ばね２６に対して摺動させることに依る。これは、該インジェクター１０を対象の組織に対し概ね直角に位置付け、該安全機構２０のばね２６により発揮される偏倚力に優るに充分な下方への力を印加することにより達成される。図７に示す例では、該第１及び第２部分２２，２４がばね２６に対し摺動されると該プランジャー１２８のネック１２９は該スロット３０を通って進む。しかしながら、好ましくは該スロット３０は、加圧ガスが該マイクロシリンダー５２からレリースされる時該プランジャー１２８のボデイ１３０が通路１２６から追い出されるのを防止する寸法であるのがよい。
【００２４】
本発明のドライバー１５０は一段式ドライバー（ｓｉｎｇｌｅ  ｓｔａｇｅ  ｄｒｉｖｅｒ）１５２か又は多段式ドライバー（ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ  ｄｒｉｖｅｒ）１５４として設計されてもよい。図４と図２４は１段式ドライバー１５２を有する本発明のインジェクター１０を図解するが、図１，図５，図６，図９、図１０、そして図２３は多段式ドライバー１５４を有する本発明のインジェクター１０を図解する。
【００２５】
本発明のドライバー１５０が１段式ドライバー１５２である場合、該１段式ドライバー１５２は少なくとも１つの室１６０を有する空圧シリンダー１５８内に配置された１段式ピストン１５６を有する。該１段式ドライバー１５２内に配置された該１段式ピストン１５６は注入ステージ（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｓｔａｇｅ）１６２と、該注入ステージ１６２と該空圧シリンダー１５８の室１６０の壁１６４との間のシールを形成する、Ｏリング又はカップシール（図４では示されてない）の様な、シーリング部材を有してもよい。該１段式ピストン１５６はオプションでプランジャー１６６を有し、該プランジャーは該注入ステージ１６２から外へ離れるように延び、そして該１段式ピストン１５６が該空圧シリンダー１５８内のそのストロークを通して駆動される時該デイスペンサー２００に対し作用するよう位置付けられる。
【００２６】
加圧ガスが１段式ドライバー１５２の空圧シリンダー１５８に入ると、該加圧ガスは該注入ステージ１６２に対し作用し、注入力で該１段式ピストン１５８がそのストロークを通るよう駆動する。該１段式ピストン１５６により発揮される注入力の大きさは該注入ステージ１６２の表面積と、該空圧シリンダー１５８の室１６０内に創られる圧力の積に等しい（力＝圧力×面積）。従って、与えられた圧力又は圧力プロフアイルが該空圧シリンダー１５８の室１６０内に作られる場合、該１段式ピストン１５６により発揮される注入力の大きさは、該注入ステージ１６２の表面積を増加又は減少することにより、望まれる様に、調整されてもよい。該１段式ピストン１５４の該注入ステージ１６２は、該１段式ピストン１５６が、選ばれた薬物の望ましい用量を望ましい長さの時間内に送達するに充分な注入力を発揮することを保証する様な寸法である。
【００２７】
本発明のインジェクター１０に含まれる多段式ドライバー１５４は、少なくとも２つの室１６７，１６８を有する空圧シリンダー１５８と、少なくとも挿入ステージ１７２と注入ステージ１６２とを有する多段式ピストン１７０と、を備える。多段式ピストン１７０の該挿入ステージ１７２は第１表面積により特徴付けられ、Ｏリングの様な、第１シーリング部材１７４を有する。代わりに、該第１シーリング部材１７４は該第１室１６７の壁１７８内に創られた座１７６内に提供されてもよい。該多段式ピストン１７０の注入ステージ１６２は第２表面積により特徴付けられ、該表面積は該挿入ステージ１７２の該第１表面積より大きい。該注入ステージ１６２はＯリング又はカップの様な第２シーリング部材１８０を有し、該部材は、該多段式ピストン１７０がそのストロークを通して駆動される時、第２室１６８の壁１８２と該注入ステージとの間のシールを創る。該多段式ピストン１７０は又、該注入ステージ１６２から外へ離れるよう延び、該インジェクター１０のデイスペンサー２００に対し作用するよう位置付けられるプランジャー１６６であってもよい。該空圧シリンダー１５８と該多段式ピストン１７０は、該空圧シリンダー１５８に入る加圧ガスが該挿入ステージ１７２と注入ステージ１６２とに対しシーケンシャルに作用し、それにより該多段式ピストン１７０に少なくとも挿入力と注入力をシーケンシャルに発揮させるように、設計される。
【００２８】
本発明のインジェクター内に含まれる多段式ドライバー１５４に入る加圧ガスは各ステージに対しシーケンシャルに作用する。例えば、図１，図５、図６，図９，図１０，図２３に図解される多段式ドライバー１５４に入る加圧ガスは第１に該挿入ステージ１７２に対し、そして第２に該多段式ピストン１７０の注入ステージ１６２に対し、作用する。加圧ガスが挿入ステージ１７２に対し作用する時、該多段式ピストン１７０は挿入力を発揮する。該挿入力の大きさは該空圧シリンダー１５８の第１室１６７内に作られる圧力と該挿入ステージ１７２の表面積の積に等しい（力＝圧力×面積）。従って、与えられた圧力又は圧力プロフアイルが該第１室１６７内に作られる場合、該多段式ピストン１７０により発揮される挿入力は、該挿入ステージ１７２の表面積を増加又は減少することにより望む様に簡単に増加又は減少する。有利なことは、多段式ピストン１７０の該挿入ステージ１７２は該多段式ピストン１７０が対象の不快さを最小化する挿入力を発揮する様な寸法としてもよいことである。
【００２９】
一旦該多段式ピストン１７０の挿入ステージ１７２が予め決められたストロークを通して駆動されると、加圧ガスは該空圧シリンダー１５８の第２室１６８に入り、注入ステージ１６２に対し作用し、該多段式ピストン１７０に注入力を発揮させる。該多段式ピストン１７０により発揮される注入力は該第２室１６８内に発生する圧力と該注入ステージ１６２の表面積の積に等しい。従って、与えられた圧力又は圧力プロフアイルが該第２室１６８内に作られた場合、該多段式ピストン１７０により発揮される注入力の大きさは、該注入ステージ１６２の表面積を増加するか又は減少することにより、望まれるように、増加又は減少させられてもよい。再び、該注入ステージ１６２は、選ばれた薬物の望まれる用量を望まれる長さの時間内に送達するのに充分な注入力の発生を保証する様な寸法とされる。
【００３０】
本発明のインジェクターのドライバー内に望まれる圧力又は圧力プロフアイルを達成することは幾つかの設計変数の１つ以上を変えることにより達成されてもよい。例えば、もし本発明のインジェクターが圧力調整器（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）又は制限器（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）を有しないならば、ドライバー内に作られる圧力は、該加圧ガス源内に含まれる加圧ガスの圧力及び容積と、該空圧シリンダーの容積と、そして該空圧シリンダー内に含まれるピストンのストロークと、に左右されるであろう。もし該インジェクターが制限器を有するなら、該ドライバー内に発生する圧力は、該加圧ガス源内に含まれる加圧ガスの圧力及び容積と、該制限器により許されるガスの最大流量（ｍａｘｉｍｕｍ  ｒａｔｅ  ｏｆ  ｇａｓ  ｆｌｏｗ）と、そして一旦適当な注入力が発生された時該薬物が該デイスペンサーから流れる流量と、で左右されるであろう。最後に、本発明のインジェクターが圧力調整器を有する場合、該ドライバー内に発生される圧力は、該空圧シリンダーの容積、該ピストンのストローク、又は薬物が該デイスペンサーから流れる流量、から独立に制御され得る。従って、本発明の該インジェクターのドライバー内に望ましい圧力、圧力のシリーズ、又は圧力プロフアイルを創るために、幾つかの部品のどんな１つでも調整される又は追加されることが可能である。
【００３１】
図１，図２，図５，図６、図２３，そして図２４は、制限器か又は圧力調整器か何れかを有しない、本発明のインジェクター１０を図解する。この様なインジェクター１０のドライバー１５０の空圧シリンダー１５８内に発生される圧力は、理想気体の法則（Ｉｄｅａｌ  Ｇａｓ  Ｌａｗ）、Ｐ１Ｖ１＝Ｐ２Ｖ２を使って精確に予測、調整出来る。もし加圧ガス源５０の容積及び圧力がそれぞれＰ１及びＶ１であると取られ、そして該空圧シリンダー１５８の容積がＶ２であると取られるなら、該空圧シリンダー１５８内に発生される圧力（Ｐ２）はＰ１とＶ１の積をＶ２で割ったものに等しい。従って、該空圧シリンダー１５８内に発生する圧力は該加圧ガス源５０内に含まれるガスの容積と圧力に直接比例し、該空圧シリンダー１５８の容積に反比例する。この関係を使って、制限器と圧力調整器の両者を欠くインジェクター１０の空圧シリンダー１５８内に発生する圧力は簡単に、該加圧ガス源５０内に含まれるガスの圧力を修正することにより、又は該加圧ガス源５０か又は該空圧シリンダー１５８か何れかの容積を修正することにより、望まれる大きさに調整され得る。
【００３２】
容易に評価され得る様に、本発明のインジェクター１０が制限器か又は圧力調整器か何れかを含まない場合、該空圧シリンダー１５８の１つ以上の室１６０，１６７、１６８内に作られる圧力は該ピストン１５６，１７０がそのストロークを通して動くと少なくとも僅かに減少するであろう。これは、空圧シリンダー１５８内に発生する圧力（Ｐ２）は該加圧ガスにより充たされた容積（Ｖ２）に反比例し、そして該ピストン１５８，１７０がそのストロークを通して動くと、加圧ガスにより充たされた容積（Ｖ２）が必ず増加するからである。しかしながら、該空圧シリンダー１５８の１つ以上の室１６０，１６７，１６８内で該圧力（Ｐ２）が減少する程度は、該加圧ガス源５０内に含まれるガスの圧力（Ｐ１）及び容積（Ｖ１）を変えることにより、又は該ピストン１５６，１７０が該空圧シリンダー１５８を通して駆動される時容積（Ｖ２）内の変化を増加又は減少させるピストン１５６，１７０のストロークを増加又は減少させることにより、少なくとも部分的に制御され得る。例えば、与えられた容積の空圧シリンダー１５８について、圧力の降下は、該加圧ガス源５０により送達されるガスの容積又は圧力が増加すると減衰するであろう。逆に、与えられた容積の空圧シリンダー１５８内の圧力の降下は該加圧ガス源５０により送達されるガスの圧力又は容積が減少すると強化されるであろう。従って、例え本発明の該インジェクター１０が制限器又は圧力調整器を有しない場合でも、該インジェクター１０のドライバー１５０により作られる挿入又は注入力の範囲は、該空圧シリンダー１５８の容積、ピストン１５６，１７０の各ステージ１６２，１７２の寸法、そして該加圧ガス源５２内に蓄えられた加圧ガスの容積と圧力を制御することにより制御されてもよい。
【００３３】
もし該ドライバー１５０内に作られる圧力のより大きな制御が望まれるなら、本発明の該インジェクター１０は制限器３００又は圧力調整器４００を備えてもよい。図９は制限器３００を有する本発明のインジェクター１０を図解する、一方図１０は圧力調整器４００を有する、本発明のインジェクター１０を図解する。本発明のインジェクター１０に制限器３００又は圧力調整器４００を備えることにより、ドライバー１５０の空圧シリンダー１５８内に実質的に一定のガス圧力が作られ得て、それにより実質的に一定の挿入又は注入力を作る。
【００３４】
図９を参照することにより評価される様に、制限器３００が本発明のインジェクター１０に含まれる場合、該制限器３００は、ガス流れを目標の最大流量に制限するために望ましい寸法のオリフイス３０４を有するプレート３０２を備えるのみでよい。この様な制限器３００により可能となる流量は、該プレート３０２に含まれる該オリフイス３０４の寸法を増加又は減少することにより容易に増加又は減少する。代わりに、該インジェクター１０はユーザーが与えられた範囲内の望ましいガス流量を選択出来るようにする調整可能な制限器（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）（示されてない）を有してもよい。例えば、調整可能な制限器は流体通路（ｆｌｕｉｄ  ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）内に望まれるように進められる又は引き込められるねじ機構（ｓｃｒｅｗ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を有してもよい。該ねじ機構が該流体通路内で進められると、該流体通路は収縮し、比較的より小さい最大ガス流れを可能にする。しかしながら、該ねじ機構が引き込められると、該流体通路は拡げられ、比較的より大きい最大ガス流れを可能にする。図９に示す該制限器３００は該インジェクター１０のアクチュエーター１００と加圧ガス源５０の間に位置付けられるが、本発明のインジェクター１０に含まれる制限器３００は該アクチュエーター１００と該ドライバー１５０の空圧シリンダー１５８との間の様な、何等かの他の適当な位置に位置付けられることも可能である。
【００３５】
該制限器３００により可能となる最大ガス流れを調整することにより、本発明のインジェクター１０は実質的に一定の注入力を提供するよう設計されてもよい。制限器３００の使用を通して実質的に一定の注入力を達成するために、一旦注入力がドライバー１５０の該空圧シリンダー１５８内に創られると、該制限器３００により許される最大ガス流量は薬物２２０が該デイスペンサー２００から追い出される流量（ｒａｔｅ）に釣り合う（ｍａｔｃｈ）よう同調（ｔｕｎｅｄ）させられる。もし該制限器３００により許される最大ガス流量が該薬物２２０が該デイスペンサー２００から追い出される流量に釣り合うよう同調させられるならば、該薬物２２０が対象内に送達される時該空圧シリンダー１５８内の圧力は実質的に一定に留まる。従って、本発明のインジェクター１０はインジェクター１０に適当に同調した制限器３００を簡単に備えることにより実施的に一定の注入力を発揮するよう設計され得る。
【００３６】
図１０ａから図１３は例示的圧力調整器４００を図解するが、該圧力調整器は、一定の挿入及び注入力が、該ドライバー１５０内に含まれる空圧シリンダー１５８の容積、該ピストン１７０のストローク、又は薬物２２０が該デイスペンサー２００から追い出される流量、から独立に作られることを可能にする。これらの図に図解される該圧力調整器４００はベース４０２と、該ベース４０２から延び出す円筒形突出部（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）４０４と、を有する。該円筒形突出部４０４は第１シーリング要素４０８用第１座４０６と、第２シーリング要素４１２用第２座４１０と、そして第１流体通路４１４とを有する。該第１流体通路４１４は該加圧ガス源５０から該アクチュエーター１００への加圧ガスの流れを実現する。該ベース４０２は第３シーリング要素４１８用第３座４１６を有し、第１ばね要素４２０，第２ばね要素４２２，そしてスペーサーリング４２４用のプラットフオームとして役立つ。該第１及び第２ばね要素４２０，４２２は該ベース４０２の上で、該円筒形突出部４０４の周りに位置付けられ、該スペーサーリング４２４は該第１，第２ばね要素４２０，４２２の上に位置付けられる。該圧力調整器内に含まれる該シーリング部材４０８，４１２，４１８はガスケット、又はＯリングの様な、何等かの適当なシーリング要素を含んでもよい。本発明のインジェクターで有用な圧力調整器４００を創るためにどんな適当な構造が使用されてもよいが、図１０ａから図１３に図解される該圧力調整器４００は該ドライバー１５０内の圧力を予め決められたレベルに又はそのレベルより下に保持することが出来るコンパクトなデバイスを提供する。
【００３７】
使用時、加圧ガスは、該加圧ガス源５０から、該圧力調整器４００の第１流体通路４１４を通り、該ドライバー１５０へ進む。それが該ドライバー１５０へ流れ、蓄積すると、該加圧ガスは該圧力調整器４００のベース４０２に対し圧力を発揮する。該ベース４０２に対し作用する該圧力は該ベース４０２に該第１及び第２ばね要素４２０，４２２に対する力を発揮させ、該システム内圧力が予め決められたしきい値に近づくと該ベース４０２により発揮された該力は該第１及び第２ばね要素４２０，４２２を圧縮し始める。これは該第１シール４０８をアパーチャ４２６へより近付くよう押し、それにより該アパーチャ４２６を通る該加圧ガス源からの加圧ガスの流れを制限する。もし該ベース４０２に作用する該圧力が該予め決められたしきい値に到達するか又はそれを超えるなら、該ベース４０２により発揮される該力は該第１及び第２ばね要素４２０，４２２に打ち勝って、該圧力調整器４００の第１シール４０８は該アパーチャ４２８をシールし、該加圧ガス源５０からのガス流れを終了させる。該圧力が該予め決められたしきい値の下に減少すると、該ベース４０２により発揮される該力は減少し、該第１及び第２ばね要素４２０，４２２は該第１シール４０８を該アパーチャ４２６から離れるよう引き、加圧ガスが該加圧ガス源５０から再び流れることを可能にする。
【００３８】
図１０ａから図１３に示す圧力調整器４００の該しきい値圧力はどんな望ましい値にも容易にセットされる。該圧力調整器４００により許される最大圧力は、該ベース４０２の表面積と該第１及び第２ばね要素４２０、４２２により発揮される組み合わせ偏倚力（ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｂｉａｓ  ｆｏｒｃｅ）とにより決定される。例えば、該ドライバー内の圧力を約０．６９０ＭＰａ（約１００ピーエスアイ）以下に保持するよう設計された圧力調整器は約１２．７ｍｍ（約０．５インチ）の直径を有するベース４０２と約９．０８ｋｇ（２０ポンド）の組み合わせ最大ばね力を発揮する第１及び第２ばね要素４２０，４２２を提供することにより設計されてもよい。該ドライバー１５０内の圧力が約０．６９０ＭＰａ（約１００ピーエスアイ）に達するか又はそれを超えると、該第１及び第２ばね要素４２０，４２２に対しベース４０２により発揮される力は約９．０８ｋｇ（２０ポンド）に達するか又はそれを超え（力＝圧力×面積）、第１シール４０８に該アパーチャ４２６をシールさせ、該ドライバー１５０内へのガス流れを終了させる。該ベースの表面積か、又は該第１及び第２ばね要素４２０，４２２により発揮される組み合わせ偏倚力か、何れかを増加又は減少させることにより、圧力調整器４００はドライバー１５０内で事実上どんな望まれる最大圧力も保持するよう設計されてもよい。
【００３９】
図１０ｂで見られる様に、本発明のインジェクター１０は圧力調整器４００だけ又は制限器３００だけを含むことに限定されない。もし望むなら又は必要なら、本発明のインジェクター１０は圧力調整器４００と制限器３００の両者を含んでもよい。更に、図１０ａと図１０ｂを参照して評価される様に、本発明の該インジェクター１０が圧力調整器４００を備える場合、該圧力調整器４００はハウジング４３０内に含まれてもよい。この様なハウジング４３０は該インジェクター１０のボデイ１２内に受けられるよう設計され、該ハウジング４３０は何等かの適当な手段を使い該ボデイ１２に設置されてもよい。例えば、該ハウジング４３０は該インジェクター１０のボデイ１２に備えられた第２ねじ範囲（ｓｅｃｏｎｄ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ａｒｅａ）に対し相補的な第１ねじ範囲（ｆｉｒｓｔ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ａｒｅａ）を有してもよい。代わりに、該ハウジング４３０は何等かの適当な接着材又は接合方法を使って該ボデイ１２に設置されてもよい。該圧力調整器４００は該インジェクター１０のボデイ１２と別のハウジング４３０内に提供される必要はないが、該圧力調整器用のハウジング４３０を提供することは該ボデイ１２の製造を容易にし、圧力調整器４００を本発明のインジェクター１０内に含めることを簡単化する。
【００４０】
該圧力調整器４００用のハウジング４３０の使用が圧力調整器４００を本発明の該インジェクター１０内に含めることを簡単化するのと丁度同じ様に、本発明のインジェクター１０に多数ピースボデイ（ｍｕｌｔｉ−ｐｉｅｃｅ  ｂｏｄｙ）１２を備えることは該インジェクター１０の製作を容易にする。例えば、図５及び図６に図解されるインジェクター１０のボデイ１２は近位の部分（ｐｒｏｘｉｍａｌ  ｐｏｒｔｉｏｎ）４０と遠位の部分（ｄｉｓｔａｌ  ｐｏｒｔｉｏｎ）４２で作られる。該近位及び遠位部分４０，４２は、例えば、ねじ機構（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、適当な接着剤、接合、又は溶接過程、或いは確実な取り付けを提供する何等かの他の公知の手段により、インターフエース４４で結合される（ｊｏｉｎｅｄ）。該インジェクター１０からの加圧ガスの好ましくない逃げ（ｕｎｗａｎｔｅｄ  ｅｓｃａｐｅ）を減じる、又は除くために、Ｏリングの様な、シーリング部材１８が該近位及び遠位部分、４０，４２のインターフエース４４に提供されてもよい。該近位部分４０と該遠位部分４２の両者が、該インジェクター１０の組立と適当な機能とを実現する種々の特徴を伴って設計され、そして該近位と遠位の部分４０，４２を異なる部片（ｐｉｅｃｅｓ）として製造することにより、各部分の種々の特徴の設計と創作が容易化される。例えば、もし図５と図６で図解されるインジェクターのボデイ１２の近位と遠位の部分４０，４２がワンピース（ｏｎｅ−ｐｉｅｃｅ）のボデイに統合されるならば、該第１シーリング部材１７４用の座１７６の創作は比較的難しく、ことによると、誂えのツーリング（ｃｕｓｔｏｍ  ｔｏｏｌｉｎｇ）を要し、本発明のインジェクター１０を作るコストを増加させそうである。しかしながら、図５及び図６で図解されるインジェクター１０の近位の部分４０は該遠位の部分４２から分離して製造されるので、第１シーリング部材１７４用の該座１７６は、該近位の部分４０と該遠位の部分４２が該インジェクター１０のボデイ１２を形成するため結合される前に、該近位の部分４０内に容易にそして廉価に創られる。従って、それが必要なのではないが、本発明の該インジェクター１０のボデイ１２は該インジェクター１０の製造及び組立を容易化するために多数部品で製造されてもよい。
【００４１】
既に論じた部品で真実である様に、本発明のインジェクター１０のデイスペンサー２００の設計には柔軟性がある。該インジェクター１０のデイスペンサー２００は、望まれる粘性のある薬物２２０を含むのに好適な、シリンジ２１１の様な、リザーバー２１０と、該望ましい薬物２２０を対象に送達するのに好適なゲージのニードル２５０と，そして該ニードル２５０を通して該リザーバー２１０から該薬物を駆動するピストン２７０と、を含むのみでよい。ここで図解されるインジェクター１０は、それらのインジェクター１０のドライバー１５０に含まれる１段式又は多段式ピストン１５６，１７０から分離したピストン２７０を有するデイスペンサー２００を備えるが、該デイスペンサー２００の該ピストン２７０は又該ドライバー１５０に含まれるピストン１５６，１７０のプランジャー１６６内に一体化されてもよい。
【００４２】
該デイスペンサー２００内に含まれる該ニードル２５０のゲージは一般に実用的なだけ小さく選ばれる。該ニードル２５０を通して与えられた薬物２２０を送達するに要する力と時間は該ニードル２５０の直径が減少するにつれて一般に増加するが、対象の快適さは一般に該ニードル２５０の直径が減少するにつれて増加する。結果として、意図された対象が人である場合は特に、該デイスペンサーに含まれるニードル２５０のゲージは好ましくは２１ゲージから３１ゲージに及ぶのがよい。更により好ましくは、該デイスペンサーに含まれるニードル２５０は２４ゲージから３１ゲージの間に及ぶゲージを有するのがよく、そして最も好ましくは、該ニードル２５０は２７ゲージから３１ゲージの範囲内に入るのがよい。より小さいゲージのニードルが一般により大きいゲージのニードルより好まれるが、ゲージでの差が対象の快適さを可成りには変えない場合、与えられた薬物を送達するために必要な注入力と注入時間を減少させるためにより大きいゲージのニードルが選ばれてもよい。更に、２１ゲージから３１ゲージのニードルが現在好まれるが、望まれるか又は必要な場合、本発明のインジェクターはその現在好まれた範囲の外のゲージを有するニードルを備えることが出来る。
【００４３】
可能な程度まで、リザーバー２１０の内径ＤＲはニードル２５０のゲージを近似するよう選ばれるべきである。これは、該リザーバー２１０の該内径ＤＲが該ニードル２５０の内径ＤＮから離れて増大すると粘性のある薬物を該リザーバー２１０から該ニードル２５０を通して駆動するに要する注入力が指数関数的に増大するからである。勿論、該リザーバー２１０の内径ＤＲを該ニードル２５０の内径に近似させる利益は、該デイスペンサー２００の望ましい寸法及び送達される薬物２２０の容積の様な他の設計要因に対しバランスが取られる。
【００４４】
又はデイスペンサー２００は偏倚機構２８０を有し、それによりドライバー１５０から該デイスペンサー２００へ挿入又は注入力が伝送されるまで該デイスペンサー２００のニードル２５０とリザーバー２１０は引き込められた位置に保持される。該インジェクター１０のドライバー１５０が１段式ピストン１５６を有する場合、該偏倚機構２８０は、注入力が該デイスペンサーのピストン２７０に対し発揮されるまで該リザーバー２１０とニードル２５０を引き込められた位置に保持する。しかしながら、該インジェクター１０の該ドライバー１５０が多段式ピストン１７０を有する場合、該偏倚機構２８０は、挿入力が該デイスペンサーのピストン２７０に対し発揮されるまで該ニードル２５０とリザーバー２１０を引き込められた位置に保持する。更に、該インジェクター１０が多段式ドライバー１５４を有するか、１段式ドライバー１５２を有するかに拘わらず、該インジェクター１０内で創られる圧力が注入サイクル後放散されると、該偏倚機構２８０は自動的に該リザーバー２１０とニードル２５０を該デイスペンサー２００内に引き込める。
【００４５】
該偏倚機構２８０は該リザーバー２１０とニードル２５０を引き込められた位置に偏倚させるために好適などんなデバイスを有してもよい。例えば、該偏倚機構２８０は該リザーバー２１０とニードル２５０を該デイスペンサー２００内に支持するコイルばね２８２を有してもよい。代わりに、該偏倚機構２８０は固体の又は発泡材のゴム又はポリマーのバンパー（ｓｏｌｉｄ  ｏｒ  ｆｏａｍｅｄ  ｒｕｂｂｅｒ  ｏｒ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｂｕｍｐｅｒ）、又は流体の充たされた、弾性のあるブラダー（ｆｌｕｉｄ  ｆｉｌｌｅｄ，  ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  ｂｌａｄｄｅｒ）の様な、何等かの他の適当な偏倚部材（ｂｉａｓｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）を有してもよい。該偏倚機構２８０を圧縮するに要するばねレート又は力（ｓｐｒｉｎｇ  ｒａｔｅ  ｏｒ  ｆｏｒｃｅ）は、この様なばねレート又は力が該リザーバー２１０とニードル２５０を引き込められた位置に偏倚するのに少なくとも充分であるならば、望ましい様に、変えられてもよい。
【００４６】
本発明のインジェクター１０が１段式ドライバー１５２と偏倚機構２８０を有する場合、該１段式ドライバー１５２により発揮される注入力と該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力とは望まれる大きさの有効挿入力（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）を提供するよう調整されてもよい。該有効挿入力は該ニードル２５０が該デイスペンサーのケーシング２１９から延びる力であり、本発明のインジェクター１０が１段式ドライバー１５０と偏倚機構２８０を有する場合、該有効挿入力は、該１段式ドライバー１５２により発生される注入力から該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力を引いたものに等しい。該１段式ドライバー１５２により発揮される注入力か又は該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力か何れかを調整することにより、望ましい有効挿入力が達成されてもよい。例えば、約４．５４ｋｇ（１０ポンド）の注入力を要する場合、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）の有効挿入力が、約４．０８６ｋｇ（約９ポンド）から約１．３６２ｋｇ（約３ポンド）の偏倚力を発揮する偏倚機構２８０を提供することにより達成されてもよい。例えより高い注入力を必要としても、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）の有効挿入力が、より高い偏倚力を発揮出来る偏倚機構２８０を提供することにより達成されてもよい。従って、例え本発明のインジェクター１０が１段式ドライバー１５２を有する場合でも、該インジェクター１０は対象の不快さを最小化するよう誂えられた有効挿入力を提供するよう設計され、一方同時に、選ばれた薬物を望ましい長さの時間内に送達するのに充分な注入力を発生する。
【００４７】
又多段式ドライバー１５４と偏倚機構２８０を有するインジェクター１０の有効挿入力も望ましいように調整されてもよい。本発明のインジェクター１０が多段式ドライバー１５４と偏倚機構２８０を有する場合、該有効挿入力は該多段式ドライバー１５４により発揮される挿入力から該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力を引き算したものに等しい。その結果、多段式ドライバー１５４と偏倚機構２８０を有するインジェクター１０により提供される有効挿入力は、該多段式ドライバー１５４に発揮される挿入力か、又は該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力か何れかを変えることにより容易に調整される。例えば、該偏倚機構２８０が約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）の偏倚力を発揮し、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）の有効挿入力が望まれる場合、該インジェクター１０の該加圧ガス源５０と多段式ドライバー１５４とは約０．９０８ｋｇ（約２ポンド）から約３．６３２ｋｇ（８ポンド）の挿入力を発揮するよう設計されてもよい。代わりに、もし該加圧ガス源５０と該インジェクター１０の多段式ドライバー１５４が約２．２７ｋｇ（約５ポンド）の挿入力を発揮するよう設計されそして約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約１．８１６ｋｇ（約４ポンド）の有効挿入力が望まれる場合、該インジェクター１０のデイスペンサー２００は約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約１．８１６ｋｇ（４ポンド）の偏倚力を発揮する偏倚機構２８０を備えてもよい。かくして、本発明のインジェクター１０が偏倚機構２８０と多段式ドライバー１５４の両者を有する場合、該インジェクター１０により提供される有効挿入力は対象の不快さを最小化するために、望ましいように、誂えられ得る。
【００４８】
約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）の範囲が多段式及び１段式ドライバー１５２，１５４を有する本発明のインジェクター１０に関連して特に論じられるのは、２１ゲージから３１ゲージまでに及ぶゲージを有するニードルが使用される場合、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（７ポンド）の間の有効挿入力が対象の不快さを最小化するからである。しかしながら、本発明のインジェクター１０は約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）から約３．１７８ｋｇ（約７ポンド）までに及ぶ有効挿入力を提供するそれらの設計に限定されない。本発明の該インジェクター１０の設計は非常に柔軟であり、本発明のインジェクター１０は事実上どんな望まれる力を用いてでも該デイスペンサー２００内に含まれるニードル２５０を挿入するよう設計されてよい。
【００４９】
図１４から図１５は本発明のインジェクター１０内でデイスペンサー２００として使用されてもよい第１シリンジカートリッジ（ｆｉｒｓｔ  ｓｙｒｉｎｇｅ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）２０４を図解する（図１，図９，そして図１０参照）。図１４で見られ得る様に、該デイスペンサー２００はスリーブ２０２とシリンジカートリッジ２０４とを有する。該スリーブ２０２はインジェクター１０のボデイ１２に取り付けられ、該シリンジカートリッジ２０４を受けそして保持するよう設計される。該スリーブ２０２を該インジェクター１０のボデイ１２に取り付けるためにどんな適当な取り付け機構が使用されてもよい。例えば、該スリーブ２０２は、接合過程、溶接過程により、又は恒久取り付け用のどんな他の適当な手段により該インジェクター１０のボデイ１２に恒久的に取り付けられてもよい。代わりに、該スリーブ２０２は、例えば、ねじ機構（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、スナップ嵌合結合（ｓｎａｐ−ｆｉｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、雄／雌結合機構（ｍａｌｅ／ｆｅｍａｌｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）、又は非恒久的取り付け（ｎｏｎ−ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）を提供するどんな他の適当な機構を用いて該インジェクター１０のボデイ１２に取り外し可能に取り付けられてもよい。該スリーブ２０２は該シリンジカートリッジ２０４の取り外し可能な取り付けを実現し、該シリンジカートリッジ２０４が取り外される時空圧シリンダー１５８を保護するのに役立つ。
【００５０】
図１４はスリーブ２０２と，シリンジカートリッジ２０４と，そして該スリーブ２０２内の該シリンジカートリッジ２０４のレリース可能な設置を実現する部品との組立分解図を提供する。図１４で見られ得る様に、該スリーブ２０２はスペーサーリング２０６とロック用リング（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｒｉｎｇ）２０８を有する。一旦該スリーブが該インジェクター１０のボデイ１２内に設置されると、該ロック用リング２０８と該スペーサーリング２０６は、峰部（ｒｉｄｇｅ）又は何等かの他の適当な構造又はデバイスの様な、保持用部材（ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）２１２により該スリーブ２０２内に保持される。該シリンジカートリッジ２０４は、該シリンジカートリッジ２０４の近位の端部２１８に含まれるシール２１６が該インジェクター１０のボデイ１２に隣接するまで、該スリーブ２０２を通るよう進められる。一旦該シリンジカートリッジ２０４が完全に進むと、それは、該シリンジカートリッジ２０４のケーシング２１９上に含まれるロック用部材２２３を該ロック用リング２０８内に含まれる偏倚されたロック用タブ（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｔａｂｓ）２２２に契合させる第１トルクを印加することにより位置的にロックされる。使用後、該シリンジカートリッジ２０４は、該偏倚されたロック用タブ２２２を該シリンジカートリッジ２０４のロック用部材２２３から外す（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｓ）第２トルクを印加することにより該インジェクター１０から取り外される。しかしながら、該インジェクター１０の第１実施例の該デイスペンサー２００がスリーブ２０２を有する必要はなく、該シリンジカートリッジ２０４は、特に該インジェクター１０が１回使用のために（ｆｏｒ  ａ  ｓｉｎｇｌｅ  ｕｓｅ）設計されている場合は、該インジェクター１０に恒久的に取り付けられてもよい。
【００５１】
図１５は該シリンジカートリッジ２０４の断面図を提供する。図１５を参照することにより見られ得る様に、該シリンジカートリッジ２０４のケーシング２１９は偏倚機構２８０と、ピストン２７０及び、薬物２２０がそれを通して送達される、皮下用ニードル（ｈｙｐｏｄｅｒｍｉｃ  ｎｅｅｄｌｅ）の様な、ニードル２５０を有するシリンジ２１１と、を収容する。該偏倚機構２８０は該ケーシング２１９内で該シリンジ２１１を支持し、該リザーバー２１０とニードル２５０を引き込められた位置に偏倚させる。該偏倚機構２８０は好ましくは該シリンジ２１１とニードル２５０がそれを通して配置され得るコイルばね２８２を含むのがよい。
【００５２】
図１４から図１５で示される該シリンジカートリッジ２０４は又調整可能な先端部（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  ｔｉｐ）２３０を有するが、該先端部は該調整可能な先端部２３０が該ケーシング２１９の遠位の端部２２１に対して進む、又は引き込むことを可能にする何等かの仕方で該ケーシング２１９の遠位の端部２２１と契合している。例えば、該調整可能な先端部２３０は第１ねじ範囲を有し、該ケーシング２１９の遠位の端部２２１は該第１ねじ範囲に対し相補的な第２ねじ範囲を有し、該調整可能な先端部２３０が該ケーシング２１９の該遠位の端部２２１に沿って進ませられる又は引き込められることを可能にしてもよい。しかしながら、該調整可能な先端部２３０は、該調整可能な先端部２３０が該ケーシング２１９の該遠位の端部２２１に沿って進ませられる又は引き込められることを可能にする、スナップ嵌合機構又はラチェット嵌合機構（ｒａｔｃｈｅｔ  ｆｉｔ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）の様な、何等かの他の適当な機構により設置されてもよい。該シリンジカートリッジ２０４は調整可能な先端部２３０を含む必要はないが、該シリンジカートリッジに調整可能な先端部２３０を備えることは該ニードル２５０が挿入される深さの簡単な調整を実現する。
【００５３】
図１６から図２２は本発明のインジェクター１０で使用されてもよいコラプシブルシリンジカートリッジ（ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ  ｓｙｒｉｎｇｅ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）２４０を図解する。該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０はコラプシブル部分２９０と固定部分２９２を有するケーシング２１９を備える。シリンジ２１１はリザーバー２１０として役立つ。該シリンジ２１１は望まれるゲージのニードル２５０で終了しピストン２７０を有する。該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０は更にコイルばね２８２を有する偏倚機構２８０を備えるが、該ばねは該シリンジ２１１とニードル２５０を該ケーシング２１９内の常時の引き込まれた位置に保持する。有利なことは、該ケーシング２１９の該コラプシブル部分２９０がドライバー１５０内でのより短いピストン１５６，１７０の使用を可能にして、それによりより短いインジェクター１０の製作を実現することである。
【００５４】
図５，図６，及び図１６から図２２で見ることが出来る様に、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０のケーシング２１９はインジェクター１０のボデイ１２内に該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０を設置することを可能にするよう設計される。該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０の該ケーシング２１９はインジェクター１０のボデイ１２内に提供される相補的設置範囲２４２内に嵌合する様な形状と寸法を有するのみならず、該ケーシング２１９は、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０が本発明のインジェクター１０にそれに依って設置される適当な機構を提供する。例えば、図５，図６、及び図１６から図２２で示す様に、該ケーシング２１９は該インジェクター１０のボデイ１２内に形成される第２ねじ範囲に対し相補的な第１ねじ範囲を有してもよい。代わりに、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０のケーシング２１９は該インジェクター１０のボデイ１２内に形成された１つ以上の凹部（ｒｅｃｅｓｓｅｓ）（示されてない）に対し相補的な１つ以上のロック用タブ２４６（図２０から図２２に示す）を有してもよい。図５，図６、及び図１６から図２２は２つの特定の設置機構を有するコラプシブルシリンジカートリッジ２４０を示すが、本発明のインジェクター１０と共に有用なコラプシブルシリンジカートリッジ２４０はどんな他の適当な設置機構を組み入れてもよい。
【００５５】
該ケーシング２１９のコラプシブル部分２９０はそれが該ケーシング２１９の固定部分２９２の中に又はそれから外へ変位させられ得る様な寸法を有する。該コラプシブル部分２９０が該固定部分２９２から全くは変位させられないことを保証することを助けるために、該コラプシブル部分２９０の遠位の端部２９３は第１リップ（ｆｉｒｓｔ  ｌｉｐ）２９４を備え、該固定部分２９２の近位の端部２９５は第２リップ（ｓｅｃｏｎｄ  ｌｉｐ）２９６を備えてもよい。該コラプシブル部分２９０が該固定部分２９２から延びると、該第１リップ２９４は第２リップ２９６と契合し、該第２リップは該固定部分２９２からの該コラプシブル部分２９０の更に進んだ延びを禁ずる。又該コラプシブル部分２９０は偏倚機構２８０として役立つコイルばね２８２を受ける様な形状と寸法とを有する。該コイルばね２８２は、該シリンジ２１１とニードル２５０の引き込められた位置に対応する常時の延びた位置（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に該コラプシブル部分２９０を保持する。
【００５６】
該コラプシブル部分２９０の近位の端部２９７はシリンジカートリッジ２４０内への該シリンジ２１２の位置付けを認める寸法のオリフイス２９８を有する。しかしながら、該オリフイス２９８は又、該シリンジ２１１が該オリフイス２９８を通るよう位置付けられる時該シリンジ２１１の近位の端部２１３を捕らえる寸法にもなっている。かくして、該シリンジ２１１内に含まれるピストン２７０に注入又は挿入力が印加され、該シリンジ２１１が該コイルばね２８２に対して変位させられた時、該コラプシブル部分２９０は該シリンジ２１１と共に該ケーシング２１９の固定部分２９２内に変位させられる（図１９に示す）。重要なことは、該コラプシブル部分２９０がケーシング２１９の固定部分２９０内に変位させられるので、ドライバー１５０内に含まれる多段式又は１段式ピストン１５６，１７０のプランジャー１６６は、該シリンジ２１１から薬物２２０の望まれる用量を追い出すのに充分な長さのみを有すればよいことである。対照的に、シリンジカートリッジが図１４及び図１５に示すシリンジカートリッジ２０４の様にコラプシブル部分２９０を有しない場合、ピストン１５６，１７０のプランジャー１６６は該シリンジカートリッジ２０４内で該シリンジ２１１を変位させ、薬物２２０の望まれる用量を追い出す、両者を行うに充分な程長くなければならない。
【００５７】
もし望むならば、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０は、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０がインジェクター１０に設置される前の該シリンジ２１１の事故による圧縮を最小化するのに役立つロック用機構を備えてもよい。例えば、図２０から図２２に示す様に、該コラプシブル部分は、該コラプシブル部分２９０の外面から離れるように延びる１つ以上の耳部（ｅａｒｓ）２７２を有してもよい。該コラプシブル部分２９０がロックされた位置にある時該１つ以上の耳部２７２は該ケーシング２１９の固定部分２９２の近位の端部２９５を通過出来ず、それにより該コラプシブル部分２９０が該固定部分２９２内で変位させられることを防止する。ロック解除位置（ｕｎｌｏｃｋｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）では、該１つ以上の耳部２７２は該ケーシング２１９の固定部分２９２の近位の端部２９５内に提供された１つ以上の対応する通路２７６と整合する。該１つ以上の対応する通路２７６は該１つ以上の耳部２７２が該ケーシング２１９の固定部分２９２の該近位の端部２９５を通過することを可能にして、それにより該コラプシブル部分２９０が該固定部分２９２内で変位させられることを可能にする。好ましくは、該インジェクター１０のボデイ１２と該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０は、該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０の該インジェクター１０への設置が該１つ以上の耳部２７２を該１つ以上の対応する通路２７６と整合させるように設計され、一方該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０を該インジェクター１０から取り除くことは該１つ以上の耳部を１つ以上の対応する通路２７６と誤整合（ｍｉｓａｌｉｇｎｓ）させるのがよい。
【００５８】
もし望ましいなら、又該コラプシブルシリンジカートリッジ２４０は調整可能な先端部を有し、該先端部は、該調整可能な先端部２３０が該ケーシング２１９の遠位の端部２２１に対し進むか又は引き込むことを可能にする何等かの仕方で該ケーシング２１９の該遠位の端部２２１と契合するのがよい。又、該調整可能な先端部２３０は、該ケーシング２１９の遠位の端部２２１に提供された第２ねじ範囲に対し相補的な第１ねじ範囲を有してもよい。しかしながら、調整可能な先端部２３０は、該調整可能な先端部が該ケーシング２１９の遠位の端部２２１に沿って進められる又は引き込められることを可能にする、スナップ嵌合機構又はラチェット嵌合機構の様な、何等かの他の適当な機構により設置されてもよい。
【００５９】
又本発明のインジェクター１０は該空圧シリンダー１５８内に展開されたガス圧力を放散するために圧力除去機構（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒｅｌｉｅｆ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を有してもよい。例えば、本発明のインジェクター１０は、一旦該ピストン１７０が該空圧シリンダー１５８内で予め決められた位置に到達すると、加圧ガスの放出（ｖｅｎｔｉｎｇ）を可能にするよう設計されてもよい。図５に示す様に、該ドライバー１５０の空圧シリンダー１５８は放出室（ｖｅｎｔ  ｃｈａｍｂｅｒ）５００内で終了してもよい。該放出室５００は該ピストン１７０と該空圧シリンダー１５８の間に創られるシールが該ピストン１７０が予め決められたストロークの終わりに到達すると破られる様な寸法になっている。一旦該ピストン１７０と該空圧シリンダー１５８の間のシールが破れると、加圧ガスは該空圧シリンダー１５８から該放出室５００内へ逃げる。図５に示すインジェクターは、該放出室５００内へ移動する加圧ガスが、該デイスペンサー２００のケーシング２１９の周りに又はそれを通って流れることにより該インジェクター１０を逃れるよう自由になるよう設計されている。しかしながら、もし望むなら、該放出室５００は、該放出室５００から、該インジェクター１０のボデイ１２を通り、該ボデイ１２の外面１３まで延びる流体通路（示されてない）を追加的に有してもよい。この様な流体通路は、該加圧ガスのもっと急激な放出（ｖｅｎｔｉｎｇ）が望まれる場合、又は該インジェクター１０の設計が該放出室５００内へ流れる加圧ガスが該デイスペンサー２００の周りに又はそれを通って逃げることを可能にしない場合、望ましいか又は必要である。
【００６０】
図６は本発明のインジェクター１０のアクチュエーター１００として役立つプランジャー組立体１２４内に組み込まれてもよいなおもう１つの圧力除去機構を図解する。この様な圧力除去機構はプランジャー組立体１２４のプランジャー１２８のボデイ１３０内に形成された流体通路５１０を有する。該流体通路５１０は該プランジャー１２８の側部内に形成されたベント５１２を有する。該ベント５１２が該プランジャー組立体１２４のシーリング部材１８の内部側に配置された時、該インジェクター１０内にシールされた環境が保持される。しかしながら、もし該プランジャー１２８が、該ベント５１２が該シーリング部材の外側上に配置されるように変位させられるなら、該インジェクター１０の内部と外部の間の流体連通が可能となる。該プランジャー１２８が押し下げられ、該マイクロシリンダー５２が傷付けられると、該マイクロシリンダー５２から逃げる加圧ガスは該流体通路５１０に入り、該プランジャー１２８に対し作用し、該ベント５１２が該シーリング部材１８の外側上に位置付けられるよう該プランジャー１２８を変位させるに充分な変位力を創る。しかしながら、該プランジャー１２８が該加圧ガスから生じる該変位力以上の力で押し下げられる限り、該プランジャー１２８は変位されず、該インジェクター１０の内部と外部環境の間の流体連通は防止される。しかしながら、送達サイクルの終わりに於ける様に、一旦該プランジャー１２８がレリースされると、該プランジャー１２８は、該ベント５１２が該シーリング要素１８の外側上に位置付けられるように変位させられ、該インジェクター１０内に含まれる加圧ガスは該プランジャー１２８を通って該インジェクター１０を出るであろう。
【００６１】
該インジェクター１０が安全機構２０を有する場合、該安全機構２０は図６に示す圧力除去機構の適当な動作を保証することを助けるよう設計されてもよい。例えば、図６に示す様に、該安全機構２０の第１部分２２に含まれるスロット３０の幅は該プランジャー１２８のボデイ１３０の幅より小さい。かくして、該安全機構２０が安全位置から動くと、プランジャー１２８は、該プランジャー１２８内に形成されたベント５１２がシーリング部材１８の外側上に位置付けられる程には変位させられ得ない。しかしながら、該安全機構２０が該安全位置内に戻るよう動くと、該スロット３０は、該プランジャー１２８のボデイ１３０が、該オリフイス５１２が該シーリング部材１８の外側上に位置付けられるよう変位されさせる寸法を有するポート３１内へ開く。更に、該安全機構２０の停止部３２はリップ３３を有し、該リップは該プランジャー１２８が該プランジャー機構１２４の通路１２６から完全に追い出されることを防止する。かくして、本発明のインジェクター１０は、該インジェクター１０を事故により発射させる可能性を最小化するのみならず、又加圧ガスが該インジェクター１０から適当に放出されることを保証する放出機構と協調して作動する安全機構２０を有する。
【００６２】
重要なことは、本発明のインジェクター１０のドライバー１５０とデイスペンサー２００は別々のデバイスである必要はないことである。図２３と図２４に示す様に、該デイスペンサー２００はインジェクター１０の構造を簡単化するため該ドライバーを組み込んでもよい。この様な場合、該デイスペンサー２００の、シリンジ２１１の様なリザーバー２１０は該ドライバーの空圧シリンダーの少なくとも１部分として役立ち、該デイスペンサー２００のピストン２７０は、該リザーバー２１０内に含まれる薬物２２０に対し直接作用する１段式ピストン１５６又は多段式ピストン１７０として設計されてもよい。それが該インジェクター１０の寸法を減じ、該インジェクター１０を製造するため使われる材料の量を減少するので、該デイスペンサー２００内に該ドライバーを組み込むことはより経済的で携帯しやすいデバイスを提供する。しかしながら、該ドライバーとデイスペンサー２００が一体化される場合、該ピストン１５６，１７０の断面直径は該リザーバー２１０の最大内径に制限される。図２３と図２４に図解されるインジェクター１０は圧力調整器又は制限器を有しないが、もし望ましいならば、一体化されたドライバーとデイスペンサー２００を有するインジェクター１０は、既に説明されたそれらの様に、圧力調整器又は制限器を備えてもよい。
【００６３】
加えて、本発明のインジェクターは１回使用（ｓｉｎｇｌｅ  ｕｓｅ）向け又は多数回使用（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｕｓｅｓ）向けに設計されてもよい。該インジェクターが１回使用向けに設計される場合、該インジェクターの部品の各々は１回使用の後処分（ｄｉｓｐｏｓｅｄ）されるよう設計され、１つのハウジング（ｓｉｎｇｌｅ  ｈｏｕｓｉｎｇ）内に恒久的に集積化（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｌｙ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）されてもよい。しかしながら、本発明のインジェクターが多数回使用インジェクターとして設計される場合、該インジェクターの部品の少なくとも１つは繰り返し使用向けに設計される。本発明の多数回使用インジェクターのアクチュエーターとドライバーが個別デバイスとして設計されるか否かに無関係に、本発明の多数回使用インジェクターの加圧ガス源とデイスペンサーの両者はモジュラー部品（ｍｏｄｕｌａｒ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）として設計されるのが好ましい。この様な設計は該インジェクターのアクチュエーター又はドライバーへのそしてそれらからの該加圧ガス源と該デイスペンサーの容易な取り付けと取り外しとを実現する。
【００６４】
本発明の該インジェクターが望ましいのは、該インジェクターの設計が、柔軟性があり、本発明のインジェクターが広範囲の粘度を示す薬物を送達するよう設計されることを可能にするからである。特に、本発明のインジェクターは粘性のある薬物の送達用に良く適しており、０．１Ｐａ・ｓ（１ポイズ）以上、１Ｐａ・ｓ（１０ポイズ）以上、２Ｐａ・ｓ（２０ポイズ）以上、５Ｐａ・ｓ（５０ポイズ）以上、或いは１０Ｐａ・ｓ（１００ポイズ）以上の粘度さえ有する粘性のある薬物を送達するよう設計されてもよい。一般に、本発明のインジェクターは約２．２７ｋｇ（約５ポンド）から約９．０８ｋｇ（約２００ポンド）までに及ぶ注入力を発揮するよう構成されるであろう。しかしながら、本発明のインジェクターの設計は約２．２７ｋｇ（約５ポンド）と約９．０８ｋｇ（２００ポンド）の間の範囲に入る注入力を提供するインジェクターに限定されない。本発明のインジェクターは、選ばれた薬物の望ましい用量を望まれる長さの時間内に送達することを保証するよう誂えられたどんな望ましい注入力を発揮するよう構成されてもよい。
【００６５】
選ばれた薬物の望まれる用量を予め決められた長さの時間内に送達するに必要な注入力を決定するためにハーゲンポアズイユの法則が使われてもよい。例えば、４．５ｍｍの内径を有するシリンジと約０．３０６ｍｍ（０．０１２インチ）の内径を有する（２４ゲージニードル）約１２．７ｍｍ（０．５インチ）のニードルとを経由して２０Ｐａ・ｓ（２００ポイズ）の粘度を有する薬物の０．５ｃｃを１０秒内に送達するために、該ハーゲンポアズイユの法則は約４５．４ｋｇ（約１００ポンド）の注入力を要することを示す。この様な力の決定は選ばれたシリンジとニードルを通して送達されるべきどんな選ばれた薬物のどんな用量についても企てられる。容易に評価される様に、例え該薬物の粘度が一定に留まる時でも、該ハーゲンポアズイユの法則で表される変数の１つ以上を調整することは異なる所要注入力に帰着するであろう。従って、例え送達されるべき薬物の流動学的特性（ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）が同じに留まる場合でも、例えば、所望送達時間、使用されるべきニードルの長さとゲージ、そして該ニードルを通して追い出される薬物を含むため使われるシリンジ又は他のリザーバーの直径に依り、より大きい又はより小さい注入力が必要とされる。
【００６６】
一旦望まれる注入力が決定されると、本発明のインジェクターの種々の部品が望まれる力、力（複数）、又は力プロフアイルを発生するよう適合される。前記説明から評価出来る様に、本発明のインジェクターの加圧ガス源とドライバーが望まれる力、力（複数）、又は力プロフアイルを達成するため構成され得る。例えば、本発明のインジェクターに、約８．８９ｍｍ×約３８．１ｍｍ（０．３５インチ×１．５インチ）の内部の大きさがあり１２．０７ＭＰａ（１、７５０ピーエスアイ）で蓄えられたガスを含む商業的に入手可能なマイクロシリンダーを備えることにより、約１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）の内径と約６３．５ｍｍ（２．５インチ）の内部長さを有する空圧シリンダー内で１．３６ＭＰａ（１９７ピーエスアイ）の圧力が達成出来る。該空圧シリンダーの内径が約１９．０５（０．７５インチ）に等しい時、該ドライバー内に含まれる１段式又は多段式ピストンの注入ステージも又約１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）の大きさがあり、約３９．５ｋｇ（８７ポンド）の注入力の発生に帰着する。加えて、もし１．３６ＭＰａ（１９７ピーエスアイ）の圧力が空圧シリンダー内で作られるなら、該ドライバーに、直径で約５．０８ｍｍ（０．２０インチ）の大きさがある挿入ステージを有する多段式ピストンを備えることは約２．７２４ｋｇ（６ポンド）の挿入力の発生に帰着するであろう。もし実質的に一定の挿入又は注入力が必要とされるか又は望まれるならば、本発明のインジェクターは、ここで既に説明されたそれらの様な、圧力調整器又は制限器を含むよう構成されてもよい。本発明のインジェクターは好ましくは、約２．２７ｋｇ（約５ポンド）と約５４．４８ｋｇ（約１２０ポンド）の間に及ぶ注入力を発生するよう、そして、望まれる場合、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）と約３．１７８ｋｇ（７ポンド）の間に及ぶ挿入力又は有効挿入力を提供するよう、構成されるのがよいが、本発明のインジェクターはこの様な構成に限定されず、それらの現在の好まれる範囲外の望まれる注入又は挿入力を提供するよう設計されてもよい。
【００６７】
加えて、本発明のインジェクターが望ましいのは、該インジェクターの駆動機構（ｄｒｉｖｅ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）が比較的簡単で、可成りの衝撃又は反動力の伝達無しに、比較的静かに動作するからである。本発明のインジェクターが多段式ドライバーを有する場合、本発明のインジェクターは１つの駆動機構を使って挿入及び注入力を発生出来る。更に、本発明のインジェクターの該加圧ガス源とドライバーの仕様（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）と構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、遙かに高い粘性のある薬物の送達効率を最大化する注入力を提供しながら、対象の不快さを最小化する挿入力を提供するよう容易に調整される。例え本発明のインジェクターが１段式ドライバー有する場合でも、本発明のインジェクターは、対象の不快さを最小化するよう誂えられた有効挿入力を提供しながら、選ばれた薬物の望ましい用量を送達するのに好適な注入力を発生するよう設計されてもよい。本発明のインジェクターで使用される空圧駆動機構（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ｄｒｉｖｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）の簡単さのために、該インジェクター内の運動部分は限られており比較的控えめに動作し、本発明のインジェクターが過剰なノイズを発生したり、可成りの衝撃又は反動力を伝達すること無しに機能することを可能にする。
【００６８】
本発明のインジェクターの部品はどんな適当な材料と公知の製造過程を使って製造されてもよい。例えば、該デイスペンサー、該ドライバー、該アクチュエーター、そして加圧ガス源内に含まれる場合の該キャップ、を作るために、公知の金属、金属合金、配合物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）、又は天然か又は合成のゴム又はポリマー材料が使われてもよい。更に、適当なガラス材料が該デイスペンサーの１つ以上の部品の製作に使われてもよい。この様な材料は望まれる形状と寸法の部品を作るために、モールド、機械加工、鋳造、されるか、又は他の適当な製造過程を通して形成されてもよい。本発明のインジェクターの種々の部品（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）及び副部品（ｓｕｂｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の１つ以上を作るため使われてもよい特定の材料は、例えば、アルミニウムとアルミニウム合金、３０４又は３１６ステンレス鋼の様なステンレス鋼、ガラス強化ナイロン、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ）｛エルシーピー（ＬＣＰ）｝、ピーイーイーケー（ＰＥＥＫ）ポリマー、そしてデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）ポリマーを含む。本発明のインジェクターの該デイスペンサーのリザーバー及びケーシングの製作で特に有用なのは３０４ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼、エルシーピー、そしてピーイーイーケーポリマーである。しかしながら、当業者により評価される様に、本発明のインジェクターは、本発明に依り設計されたインジェクターの予想される動作応力（ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｔｒｅｓｓ）に耐えられるインジェクターを提供するどんな材料と製造過程を使って製作されてもよい。
【００６９】
又本発明は粘性のある薬物を注入する方法を含む。その実施例の各々で、本発明の方法は、薬物を提供する過程と、望ましいゲージのニードルを提供する過程と、該ニードルを対象の組織内に挿入する過程と、そして該ニードルを通し、該対象の該組織内へ、該粘性のある薬物を駆動するに充分な注入力を発生する過程とを具備する。好ましくは、本発明の方法で提供される該薬物は粘性のある薬物｛すなわち、０．１Ｐａ・ｓ（１ポイズ）より大きい粘度を有する薬物｝であるのがよい。更により好ましくは、本発明の方法が１Ｐａ・ｓ（１０ポイズ）以上の、２Ｐａ・ｓ（２０ポイズ）以上の、５Ｐａ・ｓ（５０ポイズ）以上の、又は１０Ｐａ・ｓ（１００ポイズ）以上の粘度を有する薬物を提供する過程を含むのがよい。本発明の方法で提供される該薬物が好ましくは粘性のある薬物であるのがよいが、本発明の方法はその様に制限はされず、０．１Ｐａ・ｓ（１ポイズ）の下の粘度を示す薬物を提供する過程を含んでもよい。
【００７０】
対象の快適さは一般に、ニードルのゲージが減少する（すなわち、該ニードルの内径が減少する）につれて増大するので、本発明の方法で提供されるニードルは２１ゲージと３１ゲージの間に及ぶゲージを有するのが好ましい。更により好ましくは、本発明の方法で提供されるニードルのゲージは２４ゲージと３１ゲージの間に及ぶのがよく、最も好ましくは、本発明の方法で提供されるニードルのゲージは２７ゲージと３１ゲージの間に及ぶのがよい。しかしながら、この様なニードルゲージ範囲（ｎｅｅｄｌｅ  ｇａｕｇｅ  ｒａｎｇｅｓ）は簡単に現在好まれている範囲である。本発明の方法で使用されるニードルのゲージは、例えば、注入される薬物の粘度、対象の性質（ｎａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｕｂｊｅｃｔ）、該注入が行われる対象の組織、発生する注入力、そして注入用の望ましい時間、により変わるであろう。従って、本発明の方法で使用されるニードルのゲージと長さは望まれる応用と共に変わってもよい。
【００７１】
更に、本発明の方法で発生される注入力は提供される薬物の望ましい用量を適当な長さの時間内に送達するのに充分である。好ましくは、該注入力は該提供される薬物の望ましい用量を１０秒内に送達するのに充分であるのがよい。更により好ましくは、本発明の方法で発生される該注入力は該提供される薬物の望ましい用量を５秒内に送達するのに充分であるのがよい。提供される薬物の望ましい用量を現在好ましい時間内に送達することを達成するために、本発明の方法で発生される注入力は一般に約２．２７ｋｇと約９０．８ｋｇ（約５ポンドと２００ポンド）の間に及ぶであろう。しかしながら、本発明の方法の他の側面の各々について真実である様に、本発明の方法で発生される注入力の大きさは可変であり、例えば、提供されるデイスペンサー、提供される薬物そして送達されるべき薬物の用量に左右される。本発明の方法で発生される注入力は該提供される薬物の望まれる用量を適当な長さの時間内に送達するのに充分な大きさであればよい。かくして、応用により、本発明の方法で発生される注入力は約２．２７ｋｇ（５ポンド）より低くても、或いは約９０．８ｋｇ（２００ポンド）より高くてもよい。更に、本発明の方法は、提供される薬物の望まれる用量を現在好ましい長さの時間内に送達するのに充分な注入力の発生に限定されない。
【００７２】
もう１つの実施例では、本発明の方法は更に、該注入力より小さくそしてニードルが対象の組織内に挿入される時該対象の不快さを最小化するよう誂えられた、挿入力又は有効挿入力を提供する過程を含む。例えば、意図された対象が人であり、提供されるニードルのゲージが２１ゲージと３１ゲージの間に及ぶ場合、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）と約３．１７８ｋｇ（７ポンド）の間の挿入力が現在好ましく、約０．４５４ｋｇ（約１ポンド）と約１．８１６ｋｇ（４ポンド）の間の注入力が更により好ましい。しかしながら、本発明の方法で発生される挿入力の大きさは、予想される対象、該対象の組織内に挿入されるべきニードルのゲージ、そして望まれる注入道（ｄｅｓｉｒｅｄ  ａｖｅｎｕｅ  ｏｆ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）（例えば、皮下へ、筋肉内へ、又は関節内へ）の様な、幾つかの要因に依り変わってもよい。更に、本発明の方法が挿入力を提供する過程を含む場合、該注入力と該挿入力の両者は１つの駆動機構を使って発生されるのが好ましい。
【００７３】
その実施例の各々では、本発明の方法は更に本発明のインジェクターを提供する過程を有する。例えば、図２６から図２９が本発明のインジェクターを用いて行われる本発明の方法の１実施例を図解する。図２６は対象の組織６００に対して置かれるニードル２５０と薬物とを提供するインジェクターを図解する。図２７に示す様に、アクチュエーター１００の作動はマイクロシリンダー５２からドライバー１５０への加圧されたガスをもたらし、そして加圧されたガスが該多段式ピストン１７０の挿入ステージ１７２に対し作用すると、挿入力が発生され、それは該シリンジ２１１とニードル２５０を、偏倚機構２８０に対し、そして該対象の組織６００内へと、駆動する。一旦該挿入ステージ１７２と該空圧シリンダー１５８の第１室１６７の壁１７４との間に形成されたシールが破られると、加圧ガスは該多段式ピストン１７０の注入ステージ１６２に対し作用し、注入力を提供する。該注入力は該挿入力より大きく、該シリンジ２１１のプランジャー２７０へ伝達される。該多段式ピストン１７０が該空圧シリンダー１５８の第２室１６８を通るよう該注入力で駆動されると、該プランジャー２７０は薬物２２０の望まれる用量を該シリンジ２１１から該対象の組織６００内へ駆動する（図２８に示す）。好ましくは、一旦薬物２２０の望まれた量が送達されると、該多段式ピストン１５４の前進進行（ｆｏｒｗａｒｄ  ｐｒｏｇｒｅｓｓ）は終了し、該空圧シリンダー１５２内の圧力は放散（ｄｅｓｓｉｐａｔｅｓ）するのがよい。該空圧シリンダー１５２内の圧力が放散すると、該多段式ピストン１７０によりプランジャー２７０へ伝達される力も又放散し、該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力を打ち負かすことは出来なくなる。該多段式ピストンにより発揮される力が該偏倚機構２８０により発揮される偏倚力以上では最早なくなると、該シリンジ２１１とニードル２５０は該偏倚機構２８０により該デイスペンサー２００のケーシング２１９内へ自動的に引き込められる（図２９に示す）。
【００７４】
図２６から図２９に図解される本発明の方法の実施例は、しかしながら、単に例示的で、本発明の方法の範囲を制限するものではない。特に、本発明の方法は図２６から図２９に図解されたインジェクターを提供することに限定されない。本発明のどんなインジェクターも本発明の方法の１つ以上の実施例を実行するために使用されてもよい。
【実施例１】
【００７５】
図２５は、本発明のインジェクターにより発揮される力が、該インジェクターのドライバーの空圧シリンダー内に発生される圧力を変えることにより、或いは該ドライバー内に含まれるピストンの表面積を変えることにより簡単に調整されてもよいことを図解するグラフ図を提供する。該グラフ図を参照することにより評価され得る様に、与えられた圧力が発生された場合、該ピストンにより発揮される力は、該ピストンの直径が増加するにつれ増加し、該ピストンの直径が減少するにつれ減少する。加えて、与えられた直径のピストンが提供される場合、該ピストンにより発揮される力は、該空圧シリンダー内の圧力が増加するにつれ、増加し、該空圧シリンダー内の圧力が減少するにつれ、減少する。従って、図２５にグラフ化（ｇｒａｐｈｅｄ）された情報は、本発明のインジェクターのドライバーにより発揮される力、力（複数）、力プロフアイルは、簡単に、該ドライバーの空圧シリンダー内に発生される圧力を変えることにより、或いは該空圧ピストン内に提供される多段式又は１段式ピストン内に含まれる挿入又は注入ステージの表面積を変えることにより、１つ以上の望まれる応用に適合するよう誂えられてもよいことを図解している。
【実施例２】
【００７６】
本発明のインジェクターが、選ばれた粘度の材料を種々のゲージを有するニードルを通して送達するため要する注入時間（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｔｉｍｅ）を決定するため試験された。該試験で使用されたインジェクターは、１２．０６６ＭＰａ（１、７５０ピーエスアイ）の窒素０．２ｇで充たされた商業的に入手可能な１２ｇのシールされたマイクロシリンダーを含む加圧ガス源を利用した。該インジェクターのアクチュエーターは穿孔機構を含み、シールされたマイクロシリンダーを含むキャップを、該マイクロシリンダーの該シールが該穿孔機構により傷つけられるように該インジェクターのボデイ上にねじ込むことが該インジェクターを作動させた。該インジェクターは直径が約０．０３８１ｍｍ（０．００１５インチ）の大きさのオリフイスを有するプレートで形成された制限器を備え、該制限器は該アクチュエーターの該穿孔機構と該インジェクターのドライバーの間に位置付けられた。該インジェクターのドライバーは第１及び第２室を有する空圧シリンダーを備え、そして挿入ステージと注入ステージとを有する多段式ピストンを備える、多段式ドライバーであった。該空圧シリンダーは長さが約６３．５ｍｍ（２．５０インチ）で、約１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）の最大内径を有した。該多段式ピストンの挿入ステージは直径が約５．０８ｍｍ（０．２インチ）の大きさで、該多段式ピストンの注入ステージは直径が約１９．０５ｍｍ（０．７５インチ）の大きさであった。該インジェクターの作動時、該多段式ドライバーは約２．７２４ｋｇ（約６ポンド）の挿入力と約３８．１３６ｋｇ（約８４ポンド）の注入力を発生した。
【００７７】
各試験で、インジェクターは図１４と図１５に図解するスリーブとシリンジカートリッジとを有するデイスペンサーを備えられた。各試験で該シリンジカートリッジのシリンジは、約１００Ｐａ・ｓ（約１０００ポイズ）の静的粘度と、ハーケレオメーターを使用して１．０秒−１剪断速度で、かつ２５℃で測定して約２０Ｐａ・ｓ（約２００ポイズ）の動的粘度と、を有する非ニュートン型配合物の０．５ｃｃで予め充たされた。しかしながら、第１試験に提供されたシリンジカートリッジは約１２．７ｍｍ（０．５インチ）の２４ゲージニードルを有し、一方第２試験に提供されたシリンジカートリッジは約１２．７ｍｍ（０．５インチ）の２７ゲージニードルを有した。各試験の前、該配合物約４１℃と４３℃の間まで加熱された。
【００７８】
該試験の結果は表１で提供される。表１から解釈出来る様に、該ニードルのゲージは選ばれた配合物を送達するに要する時間に直接影響し、他は全て同じである。しかしながら、各試験で、該選ばれた配合物の望まれた量が１０秒内に良く送達された。更に、各試験で、該インジェクターは非常に少しのノイズしか発生せず、気付かれる衝撃又は反動力は伝達しなかった。
【００７９】
表１は、例示的材料の望まれる用量を送達するために本発明のインジェクターが必要とする注入時間を決定するために行われた２つの試験の結果を表す。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】多段式ドライバーと、弁機構を有するアクチュエーターと、を備える本発明のインジェクターを図解する。
【図２】シールされたマイクロシリンダーを図解する。
【図３】切り離し（ｂｒｅａｋ−ａｗａｙ）シリンダーを図解する。
【図４】１段式ドライバーと、穿孔機構を有するアクチュエーターと、を備える本発明のインジェクターを図解する。
【図５】多段式ドライバーと、プランジャー機構を有するアクチュエーターと、を備える本発明のインジェクターを図解する。
【図６】多段式ドライバーと、プランジャー機構を有するアクチュエーターと、を備える本発明のインジェクターを図解する。
【図７−８】本発明のインジェクターで使用されるキャップを図解しており、該キャップはプランジャー機構を組み込んでいる。
【図９】制限器を組み込んだ本発明のインジェクターを図解する。
【図１０ａ】圧力調整器を組み込んだ本発明のインジェクターを図解する。
【図１０ｂ】圧力調整器と制限器を組み込んだ本発明のインジェクターを図解する。
【図１１】図１０ａと１０ｂで図解されたインジェクターで提供される圧力調整器を図解する。
【図１２】図１０ａと１０ｂで図解されたインジェクターで提供される圧力調整器を図解する。
【図１３】図１０ａと１０ｂで図解されたインジェクターで提供される圧力調整器を図解する。
【図１４】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいシリンジカートリッジを図解する。
【図１５】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいシリンジカートリッジを図解する。
【図１６】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図１７】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図１８】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図１９】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図２０】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図２１】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図２２】本発明のインジェクター用デイスペンサーとして使用してもよいコラプシブルシリンジカートリッジを図解する。
【図２３】多段式ピストンを有する一体化されたドライバーとデイスペンサーとを備える本発明のインジェクターを図解する。
【図２４】１段式ピストンを有する一体化されたドライバーとデイスペンサーとを備える本発明のインジェクターを図解する。
【図２５】本発明のインジェクターにより発揮される力が、該ドライバーの空圧シリンダー内に発生する圧力を増加又は減少させることにより、或いは該ドライバー内に含まれるピストンの表面積の増加又は減少させることにより、増加又は減少することを図解するグラフ図を提供する。
【図２６】本発明の方法の１実施例を図解する。
【図２７】本発明の方法の１実施例を図解する。
【図２８】本発明の方法の１実施例を図解する。
【図２９】本発明の方法の１実施例を図解する。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【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】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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