(57)【要約】患者の皮内に物質を供給する供給デバイス（１０）は、皮膚の表面に接触するためのハウジング（１２）と、そのハウジングに受容される処分可能なカートリッジ（１４）とを具えている。カートリッジは、患者に供給される物質を収納する内部リザーバと、複数の微小な皮膚貫入部材（８０）と、リザーバおよび微小な皮膚貫入部材間に延在する流路（７６）とを具えている。ハウジングは中央開口をもつ底壁およびカバー部材（３２）を具える。カートリッジがハウジング内に位置づけられると、微小な皮膚貫入部材が底壁の中央開口を通って延び、患者の皮膚の表面に位置づけられる。カバー（３２）がカートリッジ（１４）の上で閉じられると、物質がカートリッジから微小な皮膚貫入部材を通り、患者の皮膚内へと、または皮膚を通して供給される。
2005521526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに取り外し可能に受容され、患者に供給される物質を収納するのに適合した内部リザーバを画成するカートリッジと、
前記患者の皮膚を貫くのに十分な長さを有し、前記リザーバと流体連通するよう配置されて前記患者に物質を供給するための少なくとも１つの皮膚貫入部材と、
を具えた皮内供給デバイス。
【請求項２】
前記皮膚貫入部材が前記カートリッジに結合され、前記皮膚貫入部材は、ベースと、外側端と、前記ベースおよび前記外側端の間で延在する通路と、を有し、前記ベースが前記リザーバと流体連通するのに適合している、請求項１の供給デバイス。
【請求項３】
前記ハウジングは、上縁と、底縁と、前記カートリッジに受容するよう寸法づけられた内部チャンバと、を有し、前記ハウジングがさらに、前記デバイスを前記患者の皮膚に結合させるための結合部材を含んでいる請求項１の供給デバイス。
【請求項４】
前記ハウジングの前記結合部材が前記患者の皮膚に結合するストラップである請求項３の供給デバイス。
【請求項５】
前記カートリッジに供給圧力を加えるよう操作可能で、前記リザーバから前記皮膚貫入部材を通って物質が患者に供給されるようにするための供給部材をさらに具えた請求項１の供給デバイス。
【請求項６】
前記カートリッジが前記供給部材によって押し潰し可能である請求項５の供給デバイス。
【請求項７】
前記供給部材が前記ハウジングに軸支されて開放位置と閉塞位置との間で回動可能であり、前記閉塞位置にあるときに前記供給部材が前記カートリッジに接触して前記カートリッジに前記供給圧力を加えるようにした請求項６の供給デバイス。
【請求項８】
前記供給部材は、前記カートリッジと接触して前記カートリッジに前記供給圧力を加えるばね部材を具えている請求項７の供給デバイス。
【請求項９】
前記供給部材は前記ハウジングに軸支されたカバーをさらに具え、前記ばね部材は前記カバーに固定された第１端と第２の自由端とを有している請求項８の供給デバイス。
【請求項１０】
前記ばねの前記自由端は、前記ばねが弛緩位置にあるときに前記カバーを通して視認可能で、前記ばね部材が応力を生じるときには前記カバーを通して視認できないインジケータを含んでいる請求項９の供給デバイス。
【請求項１１】
前記カバーは、前記ばねが弛緩位置にあるときに前記カバーを通して前記インジケータを視認するための窓を含んでいる請求項１０の供給デバイス。
【請求項１２】
前記カートリッジから前記物質が供給されたことを示すためのインジケータをさらに具えた請求項１の供給デバイス。
【請求項１３】
前記カートリッジのための供給部材を形成するカバー部材をさらに具え、該カバー部材が前記ハウジングに回動可能に接続されて開放位置および閉塞位置間で回動可能であり、前記カバー部材は、前記閉塞位置にあるときに前記ハウジングに前記カートリッジを受容して前記カートリッジに供給圧力を加えるようにした請求項１の供給デバイス。
【請求項１４】
前記リザーバの壁を貫通して前記リザーバから前記皮膚貫入部材への流体の流れを許容する貫通部材をさらに具えた請求項１３の供給デバイス。
【請求項１５】
前記カバー部材は、前記閉塞位置にあるときに、前記貫通部材を作動させて前記リザーバの前記壁を貫通するよう向きが定められたカム面を含んでいる請求項１４の供給デバイス。
【請求項１６】
前記カートリッジは、前記貫通部材によって貫通が行われたときに前記リザーバの壁と前記皮膚貫入部材との間で流体の通路を形成する請求項１３の供給デバイス。
【請求項１７】
前記皮膚貫入部材が約５０ミクロンないし約５０００ミクロンの長さを有している請求項１の供給デバイス。
【請求項１８】
前記皮膚貫入部材は配列された複数の皮膚貫入部材の１つであり、その各々が前記リザーバと流体連通するよう適合している請求項１の供給デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質を患者の皮内に供給する方法およびデバイスに関する。また、本発明は患者に皮内供給するための単位用量の物質を収納する分離可能なカートリッジを有するマイクロ針式供給デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
カニューレを用いて皮膚または筋肉を深く貫く皮下注入デバイスは、薬剤その他の物質を患者に供給するのに有効である。しかし、通常、カニューレによって痛みが生じるので、痛みがより少ない供給方法の開発が進められてきた。最近では、マイクロ針を採用した多くの皮内供給デバイスが設計されている。マイクロ針は薬物や薬剤が患者に供給される深さまで皮膚を貫入し、かつその部位では患者に痛みや不快感をもたらさないようにされている。
【０００３】
皮膚は数層からなり、上部の複合層は上皮層を構成している。皮膚の最外層、すなわち角質層は周知の障壁性を有し、微粒子や種々の物質が体内に侵入したり、体液が体外に出ていくことを防止している。角質層は約１０〜３０ミクロンの厚さを有する緻密な角質化した細胞残留物（compacted keratinized cell remnant）の複雑な構造物であり、耐水性薄膜を形成し、種々の物質の侵入から人体を防ぐと共に、種々の化合物が体外に出ていくことを防ぐ。
【０００４】
角質層の有する自然の不透過性は、殆どの薬剤その他の物質を皮膚を通じて投与することを妨げる。皮膚の透過性を高め、種々の薬物を拡散させて皮膚を通じて体に利用させるための種々の方法やデバイスが提案されている。代表的なものとしては、皮膚の透過性か、皮膚を通じて薬品を導くのに使用される力やエネルギーを増大させて、皮膚を通じて薬物を供給し易くしている。
【０００５】
皮膚を通じた種々の物質の供給は、角質層を通じて微細な孔や切り口を形成することによっても行われる。角質層を貫いて角質層の中または下の皮膚に薬物を供給することによって、多くの薬物を効率的に投与することができる。同様にして、角質層に形成した孔や切り口を通していくつかの物質を引き抜くことも可能である。角質層に孔を空けるデバイスは、一般的に、表皮を完全に貫通することなく角質層を貫くように選ばれた長さを有するミクロンサイズの複数の針や刃を具えている。これらのデバイスの例は、Godshallらによる特許文献１、Leeらによる特許文献２および特許文献３に開示されている。
【０００６】
上例のいくつかにおいて、ミクロンサイズの針や刃は、デバイスの孔やチャンネルを通じて物質を拡散させることによって、体に物質を供給することが可能である。これらの従来デバイスの多くは、患者への物質の制御された供給を行うことはできない。
【０００７】
物質の皮内投与のためのこれらの従来方法およびデバイスは、立派な成果を挙げているとは言えない。したがって、産業界においては体に種々の薬物その他の物質を投与するための改良されたデバイスに対する要望がなおも続いている。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，８７９，３２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２５０，０２３号明細書
【特許文献３】国際公開９７／４８４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、患者の皮膚を通じて流体物質を皮内供給するためのデバイスに関する。特に、本発明は薬物やワクチン等の流体物質を収容する分離可能なカートリッジを有し、皮膚の角質層の下に、物質が体に吸収され、利用される深さまで供給するためのデバイスに関する。
【００１０】
本発明の供給デバイスは、皮膚の表面に係合するハウジングと、該ハウジング内に受容されて物質を患者に供給する供給カートリッジとを具える。ハウジングにはリストストラップなどの結合部材が設けられ、患者の皮膚に対するハウジングの係合を保持する。
【００１１】
カートリッジには患者に供給すべき物質を収納する内部リザーバが形成され、患者の皮内に物質を供給するための少なくとも１つの皮膚貫入部材が設けられる。流体のチャネルがリザーバと皮膚貫入部材との間に延在する。好適実施形態においては、複数の皮膚貫入部材が列状に設けられる。例示する実施形態においては、皮膚貫入部材は中空のマイクロ針の配列である。カートリッジは流体のチャネルにダイアフラムまたはシールを具え、カートリッジのリザーバ内に物質を収納する。カートリッジはシールを貫通するための貫通部材を具え、流体物質がリザーバから流路を通って皮膚貫入部材を流れ、患者に供給できるようにしている。ハウジングはヒンジ付きのカバー部材を具え、該カバー部材は、カバー部材が閉じられたときに貫通部材に接触して作動させるよう位置づけられたカムを有する。カバー部材にはばね部材が設けられ、カバー部材が閉じられたときにカートリッジひいては流体物質に圧力を作用する。流体に加わる圧力によって、患者に皮内供給を行うべく流路および針を通る流体の流れが生じる。インジケータ窓をカバー部材に設け、カートリッジが空になり供給が完了したことが表示されるようにしてもよい。
【００１２】
よって、本発明の主たる目的は、物質を収容する分離可能かつ処分容易なカートリッジと、患者に物質を供給するための少なくとも１つの皮膚貫入部材とを有する皮内供給デバイスを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、患者に実質的な苦痛を与えることなく、皮膚に貫入して単位用量の物質を供給するためのデバイスを提供することにある。
【００１４】
本発明のもう一つの目的は、患者の皮膚を通して物質を供給するための十分な深さに皮膚の角質層を貫く、複数のマイクロチューブ、針、マイクロ針、刃またはランセットを有するデバイスを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、少なくとも１つの皮膚貫入部材を有するとともに、皮膚貫入部材を介して患者に供給するべき流体物質を収納する押し潰し可能な（collapsible）チャンバをもつカートリッジを含む供給デバイスを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、皮内供給デバイスとともに用いられるカートリッジであって、押し潰し可能であることでカートリッジ内の流体物質に供給圧力を作用し、患者に物質を皮内供給できるようにしたカートリッジを提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、患者に物質を供給するデバイスであって、カートリッジと協働するばね形態の供給部材と、患者に物質を供給する少なくとも１つの皮膚貫入部材にカートリッジ内のリザーバを接続する内部供給チャネルと、を有するデバイスを提供することにある。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、物質をリザーバから皮膚貫入部材に供給し、さらに患者に供給するべく内側に変形可能な少なくとも１つの可撓性ないし弾性壁をもつカートリッジを有した供給デバイスを提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、流体出口をもつ内部チャンバ、ダイアフラム、および該ダイアフラムを貫通して物質を患者に供給するための貫通部材を有するカートリッジを具えた皮内供給デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のこれらのおよびその他の目的は、カートリッジに受容される寸法をもつ内部空洞を有するハウジングを具えた皮内供給デバイスを提供することによって、実質的に達成される。カートリッジは、少なくとも１つの皮膚貫入部材と、カートリッジ内のリザーバおよび皮膚貫入部材間の流体連通を提供するチャネルと、を具える。
【００２１】
本発明の目的と利点は、ハウジングと、該ハウジングに取り外し可能に受容されるカートリッジとを具える皮内供給デバイスを提供することによって、さらに達成される。カートリッジは、患者に供給すべき流体物質を収納する内部リザーバを有する。デバイスは患者の皮膚の表面に十分に貫入する長さをもつ少なくとも１つの皮膚貫入部材を具える。皮膚貫入部材をカートリッジに流体連通するよう配置することで、カートリッジ内の物質が患者に供給されるようにすることができる。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、ハウジングを具え、該ハウジングを患者の皮膚の表面に取り付けるための結合部材を前記ハウジングが有している皮内供給デバイスを提供することによって達成される。カートリッジはハウジング内に取り外し可能に受容される。カートリッジは、患者に供給すべき流体物質を収納する内部リザーバを有する。カートリッジは少なくとも１つの可撓壁を有する。供給部材がカートリッジに対し内側に可撓壁を変形させることで、カートリッジから物質が供給される。少なくとも１つの皮膚貫入部材がカートリッジに流体連通することで、カートリッジから患者に物質が供給される。
【００２３】
本発明の目的、利点およびその他の顕著な特色は、以下に述べる発明の好適実施形態を開示した説明と添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、流体物質を患者の皮内または皮膚を通して供給するための皮内用デバイスに関する。特に本発明は、患者の皮膚の角質層の下または内部の、物質が体に吸収されて利用されるに十分な深さに物質を投与するための皮内供給デバイスに関する。
【００２５】
本明細書において、「貫入（penetrate)」と云う用語は、皮膚の層に完全にこれを通過することなく入り込むことを意味する。「貫通（pierce）」と言う用語は、穿孔すべきエレメントまたは層を完全に通過することを意味する。
【００２６】
本発明の一実施形態におけるデバイスは、患者特に人の患者に薬剤等の種々の物質を投与する際に使用するのに適している。ここで使われている用語で、薬剤（pharmaceutical agent)とは、体膜および体表面、特に皮膚を通じて供給可能な生物学的活性を有する物質を含んだものである。薬剤の例としては、抗生物質、抗ウィルス剤、鎮痛剤、麻酔剤、食欲抑制剤、抗関節炎剤、抗うつ剤、抗ヒスタミン剤、抗炎症剤、抗腫瘍剤、ＤＮＡワクチンを含むワクチン等が挙げられる。患者の皮内に供給可能な他の物質には、蛋白質、ペプチドおよびそれらのフラグメント等が挙げることができる。蛋白質およびペプチドは、自然のもの、合成されたもの、あるいは組み換えにより生成されたものとすることができる。
【００２７】
図１〜図１５は患者の皮膚を通して物質を供給するための本発明の好適実施形態を示している。本発明のデバイスは、所望の貫入深さが得られるように患者の真皮の選択された層に貫入するよう構成されている。所望の貫入深さは、供給すべき物質および体の所要の吸収速度により決定される。供給すべき物質は薬剤であり、デバイスにはマイクロ皮膚貫入部材が設けられ、その各々は、角質層の直下の真皮層を実質的に貫くことなく角質層に孔をあける長さを有している。角質層の直下に物質を供給することで、患者に痛みや不快感を実質的にもたらすことなく、物質が吸収され体に利用されるようにすることができる。好ましくは、皮膚貫入部材は患者が痛みをほとんどもしくは全く感じることのない深さに皮膚に貫入する長さを有する。
【００２８】
図１〜図３に示すように、本発明の供給デバイスは参照番号１０で包括的に示されている。供給デバイス１０は患者の皮内に物質を供給するためのカートリッジ１４およびハウジング１０を含んでいる。本発明の好適実施形態においては、デバイス１０は小型のデバイスであって、物質の供給を行う間、皮膚の表面に取り付けておくのに適している。一般には、デバイス１０は患者の手首または腕への取り付けを行うのに適切な寸法を有し得る。
【００２９】
ハウジング１２は、概ね楕円形のベース１６を含んでいる。あるいは、所望に応じ円形、正方形または矩形であってもよい。ベース１６が中央開口２０を形成した底壁１８を具える。側壁２２が底壁１８に結合し、底壁１８の周縁のまわりで上方へ延在して、内部空洞の下側部分を形成する。図３に示すように、側壁２２はカートリッジ１４を収容するためのノッチ部２４を含んでおり、これについては後に詳述する。
【００３０】
図示の実施形態において、ベース１６は患者の皮膚にデバイス１０を結合するための結合部材を含んでいる。本実施形態において、結合部材はストラップ２６であり、ベース１６の対向端２８に付いている。ストラップ２６を十分にしなやかなものとすることで、デバイス１０を患者に取り付けるための皮膚の表面に適合させる。ストラップ２６は好ましくはその外側端にフックおよびループファスナーなどの結合部材３０を含んでおり、外側端同士を結合させることで、デバイスを患者の手首に固定することができる。他の実施形態としては、ストラップ２６がバックル、スナップ、接着その他のファスナを含むものでもよく、デバイス１０を患者の皮膚の所望の位置に取り付け可能なものであればよい。
【００３１】
ハウジング１２はまた、ヒンジ３４によってベース１６に結合するカバー３２を含んでおり、カバー３２は開放位置と閉塞位置との間で回動可能となっている。図示の実施形態においては、ヒンジ３４はベース１６の一端２８に位置づけられている。ヒンジ３４をベース１６およびカバー３２に一体に形成して、一体蝶番（living hinge）をなすようにしてもよい。あるいは、ヒンジ３４はヒンジピンにより互いに結合する円筒部分で形成されたものであってもよい。他の実施形態として、所望に応じカバー３２をベース１６の側縁に沿って軸支することも可能である。カバー３２はまた、スナップ、締まり嵌め（interference fit）または摩擦嵌めこみ（friction fit）によってベース１６に結合するものでもよい。
【００３２】
カバー３２がベース１６と相補的な形状および寸法を有することで、ベース１６の開放上面および側壁２２に結合する。好ましくは、カバー３２は閉塞位置にカバー３２をラッチするための結合タブ３６を外側端３８に有している。好ましくは、ベース１６の側壁２２は、カバー３２の結合タブ３６と協働する結合タブ４０を有する。一般に、結合タブ３６および４０はカバー３２を閉塞位置に保持するための締り嵌めをなす相補形のリップを含んでいる。
【００３３】
カバー３２は上側部４２および底側部４４を含み、底側部４４がベース１６に対し内向きに面する。図１に示すように、カバー３２は透明または半透明の材料で形成された窓４６を含んでいる。図示の実施形態においては、窓４６はヒンジ３４に隣接する位置に設けられている。
【００３４】
カバー３２は、閉じられたときに、カートリッジ内の流体物質の供給が生じるよう機能する。カバー３２はカートリッジ１４に圧力を作用するばね４８を含んでいる。好ましくは、ばね４８は板ばね部材であり、カートリッジ１４ひいてはカートリッジ壁を介しカートリッジ内の物質を加圧可能な弧状を有している。ばね４８の第１端５０には、ばね４８に対し長手方向に延びるほぼまっすぐなタブ５２が設けられている。ばね４８は第２端５４に第２のタブ５６を有し、これは第１のタブ５２とほぼ同一平面に位置づけられている。図３に示すように、ばね４８の第１タブ５２はカバー３２の底面４４に固定されている。ばね４８の底面４４上での向きを定めることにより、その通常の弛緩状態にあるときには、窓４６から視認可能に第２タブ５６が位置するようになっている。ばね４８が底面４４に向けて撓むことで応力を生じるとき、第２タブ５６は底面４４に沿って自由に摺動する。他の実施形態として、カバー底面４４にコイルばねを設けてカートリッジ１４に下向きの圧力を作用するようにしてもよい。
【００３５】
少なくとも１つ、図３に示すように一般には２つのカム部材５８がカバー３２の底面４４に設けられている。各カム部材５８は、底面４４から外向きに延在する傾斜カム面６６を有している。図３に示すように、カム部材５８はカートリッジ１４と係合するためヒンジ３４の隣接位置に設けられている。これについては後に詳述する。
【００３６】
カバー３２およびベース１６はカートリッジ１４を受容する寸法の内部空洞６２を画成する。図４および図５に示すように、カートリッジ１４はベース１６によって画成される空洞６２の下側位置に配置され、カバー３２が閉塞位置に回動することでカートリッジ１４を空洞６２に封入できるようになっている。
【００３７】
図６〜図７に示すように、カートリッジ１４は空洞６２に嵌合する形状および寸法を有している。図示の実施形態においては、カートリッジ１４はハウジング１２の形状に対応した概ね楕円形状を有している。カートリッジ１４は、上壁６６、底壁６８および側壁７０を有する本体６４を含んでいる。側壁７０は上壁６６および底壁６８間で概ね垂直な方向に延在し、内部リザーバ７２を形成する。好適実施形態のリザーバ７２は、患者に供給すべき単位用量の物質を収納するよう寸法づけられている。好ましくは、側壁７０は上壁６６および底壁６８間で流体封止シールをなして、患者に供給すべき物質を収納するためのリザーバ７２を形成する。あるいは、上壁および底壁を周縁部で互いに接合させることでカートリッジ１４が作成されていてもよい。
【００３８】
カートリッジ１４はまた、底壁６８から離隔した低部外壁７４を具えることで流路７６を画成する。好ましくは、外壁７４が側壁７８によって底壁６８に接続されることで、外壁７４と底壁６８との間隔が形成される。好ましくは、外壁７４および側壁７８がベース１６の中央開口２０に嵌入するよう形状および寸法が定められることで、カートリッジ１４がハウジング１２に組み込まれたときには外壁７４がベース１６の底壁１８と概ね同一平面となるような姿勢をとる。外壁７４の周囲が底壁６８の周囲内に位置することで、カートリッジがハウジング１２に組み込まれて底壁７４および側壁７８が開口２０に受容されたときには、底壁６８の外側部分がベース１６の底壁１８と係合して支持されることになる。
【００３９】
外壁７４は１以上の皮膚貫入部材８０を支持する。いくつかの実施形態では、皮膚貫入部材は実質的に等間隔を置く行および列をもつアレイ状に配置される。皮膚貫入部材８０の実際の長さおよび間隔は、供給される物質と患者における供給部位とに基づいて定めることができる。一般には、皮膚貫入部材８０は外壁７４から突出する針である。皮膚貫入部材８０は、選択された時間にわたって患者の皮膚を通る実効量の物質を供給するよう設計されたアレイ状に配置される。一般には、針は１ｃｍ２〜１０ｃｍ２、好ましくは２〜５ｃｍ２の面積に配列される。
【００４０】
図１０に示すように、皮膚貫入部材８０は中空針であり、その各々が軸方向通路８２と、患者の皮膚を貫く傾斜した形状の外側端８４とを有している。皮膚貫入部材８０が外壁７４の開口８６に取り付けられ、軸方向通路８２が流路７６と流体連通する。皮膚貫入部材８０は適切な接着または開口８６への嵌入により外壁７４に固定可能である。図１１に示す他の実施形態のように、微小な皮膚貫入部材８８が外壁７４と一体のピースとして形成されていてもよい。図１１に示す実施形態においては、皮膚貫入部材８８の各々は、傾斜した形状の外側端９０と、外側端９０および外壁７４間に延在して流路７６と流体連通する軸方向通路９２とを有している。
【００４１】
図７に示すように、本体６４の側壁７０はシール部材９６によって閉塞された出口開口９４を含んでいる。好ましくは、シール部材９６は容易に貫通可能なプラスチック材で作成され、側壁７０に組み合わされて開口９４上に流体封止シールを形成する。貫通アセンブリ９８がシール９６および流路７６に隣接して側壁７８に取り付けられている。図示の実施形態においては、貫通アセンブリ９８は、軸方向通路１０２を持つ略円筒形状の中空スリーブ１００を具えている。スリーブ１００はシール９６から外方に外側端１０４まで延在している。リブ１０６がスリーブ１００の外面から外方に延在し、ハウジング１２内でのカートリッジ１４の向きを定めている。スリーブ１００の軸方向通路１０２には、針形状の貫通部材１１０を有する往復プランジャ１０８が取り付けられている。プランジャ１０８は、図７に示す外側の第１位置から図８に示す内側の位置まで移動可能である。貫通部材１１０は、プランジャ１０８がスリーブ１００内で外側の位置にあるときには、その先端１１２がシール部材９６から離れているような長さを有している。プランジャ１０８はスリーブ１００を通って内方に推進可能であり、これによって貫通部材１１０の先端１１２がシール部材９６を貫くことで、リザーバ７２と流路７６とが流体連通するようになっている。
【００４２】
好適実施形態においては、底壁６８および側壁７０が実質的に剛の材料で形成されることで、カートリッジ１４の形状および構造的完全性（structural integrity）を維持している。カートリッジ１４の上壁６６は可撓性材料で形成され、上壁６６が内側に押圧されることで、リザーバ７２の内容物が流路７６および皮膚貫入部材８０を通して供給可能である。好ましくは、上壁６６は可撓性プラスチック材で作成され、側壁７０にシールされることで流体密閉状態が形成される。
【００４３】
図示の実施形態においては、上壁６６は凸型の外面１１４と凹型の内面１１６とを持つ略ドーム形状を有している。他の実施形態として、上壁６６が通常位置では略平坦で、側壁７０の上縁と同一平面に位置づけられるものであってもよい。図７〜図９に示すように、貫通アセンブリ９８は、貫通部材１１０がシール９８を貫く（図８に示される）ように作動可能である。そして上壁６６が機械的加圧により押下されることで、空洞７２内の物質が貫通部材１１０により形成される開口を通り流路７６へと供給可能である。上壁６６への機械的加圧によってリザーバ７２内の流体に供給圧力が加わることで、流体がチャネル７６を通り、さらに皮膚貫入部材８０を通って、患者の皮膚内へと、または皮膚を通じて押し出される。
【００４４】
図６に示した実施形態では、カートリッジ１４は側壁７０に配置されるタブ１１８を含み、これによってカートリッジ１４を取り扱い、操作することができる。タブ１１８は、ユーザが皮膚貫入部材８０に触れることなくカートリッジ１４を取り扱うべく把持できる寸法とされることが好ましい。デバイス１０は、カートリッジ１４をハウジング１２内に位置づけ、タブ１１８を側壁２２のノッチ２４に受容させ、皮膚貫入部材８０をベース１６の底壁１８の開口を通って延在させることで組み立てられる。ハウジング１２内のカートリッジ１４の向きを定めることで、貫通アセンブリ９８がヒンジ近傍に位置し、図１２および図１３に示すようにカム部材５８によって作動可能となる。そしてカバー３２をヒンジ３４のまわりに回動させて閉塞位置とすることで、カム部材５８が貫通アセンブリ９８のプランジャ１０８に係合する。図１３および図１４に示すように、カム部材５８の傾斜カム面がプランジャ１０８に係合し、貫通部材１１０がシール９６を貫くまでプランジャ１０８を内側に移動させる。デバイス１０を所望目標領域の患者の皮膚１２０に位置づければ、カバー３２が閉塞位置に回動する前に皮膚貫入部材８０が皮膚１２０の表面を貫く。
【００４５】
カバー３２が図１４に示す閉塞位置に回動すると、ばね部材４８がカートリッジ１４の本体６４の上壁６６に係合する。カバー３２を閉塞位置に保持するべく互いに結合する結合タブ３６および４０によってカバー３２が閉塞位置にラッチされると、ばね４８が撓み、応力を生じて上壁６６ひいてはリザーバ７２内の流体を加圧する。図１４に示すように、本体６４のリザーバ７２ははじめ患者に供給すべき流体で満たされており、上壁６６は本体６４から外側に膨らんでいる。上壁６６に接触しているばね４８ははじめは平坦となっており、ばね４８の第２淡４および第２タブ５６は、カバー３２に関し半径方向外方にヒンジ３４に向けて、ばね４８の固定端から遠れた位置に摺動している。供給過程のこのポイントでは、図１４に示すように、第２タブ５６は窓４６より外側に位置し、窓４６を通して視認することはできない。第２タブ５６は、窓４６から視認可能なカラー指標その他の適切な表示部を含んでいてもよい。
【００４６】
ばね４８がほぼ一定かつ均一な圧力を上壁６６に加えることにより、リザーバ７２内の流体に供給圧力が提供される。好ましくは、ばね４８がカートリッジ１４を下向きに加圧して一定速度および圧力で内容物が供給されるようになし、微小な皮膚貫入部材のそれぞれの周りの漏洩を最小限にしながら、流体が皮膚を通じて供給できるようにする。リザーバ７２内の流体が流路７６および皮膚貫入部材８０を通して患者の皮膚内に供給されてゆくにつれ、上壁６６はリザーバ７２の内方に変形してゆく。図１５に示すように、ばね４８が最終的に復原すると、第２タブ５６が摺動して窓４６の下の位置に戻る。第２タブ５６が窓４６から視認可能となることによって、物質がリザーバ７２から供給されたことが示され、オペレータは供給ステップが完了したことを知ることになる。供給ステップが終了すると、カバー３２を開放し、カートリッジ１４を取り出して処分することができる。使用済みのカートリッジを新しいカートリッジに交換し、上記プロセスを繰り返すことで物質を患者に供給することができる。
【００４７】
一般に、カートリッジ１４は１回だけ使用される処分可能な部材として構成され、製造される。統一的に一体形成されたユニットとして作成されるものとしてのカートリッジ１４を例示した。他の実施形態として、カートリッジ１４は様々な成形エレメントから作成されたものであってもよく、それらエレメントを適切な方法で組み立て、結合させることでカートリッジ１４を形成することができる。
【００４８】
また、ハウジング１２は一般には適切なプラスチック材料で作成される。一実施形態においては、ベース１６およびカバー３２が別体のエレメントとして作成され、ヒンジ３４によってそれらを結合させるものとした。他の実施形態として、ベース１６およびカバー３２を、ヒンジ３４を構成する可撓性部分によって互いに結合する一体のユニットとすることもできる。ハウジング１２およびカートリッジ１４は、一般に非反応性のプラスチック材料で作られる。適当なプラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミン、ポリカーボネートおよびそれらの共重合物が挙げられる。
【００４９】
皮膚貫入部材３６は皮膚を所望の深さに貫くのに適した長さを有する。皮膚貫入部材の長さと太さは、投与される物質とデバイスが適用される目標の場所および皮膚の厚さとに基づいて選ばれる。本発明の一実施形態では、皮膚貫入部材はマイクロ針、マイクロチューブ、中実または中空針、ランセットその他とすることができる。好適実施形態では、皮膚貫入部材８０はステンレス鋼の中空針またはカニューレである。針は概して約２４ゲージないし５０ゲージであり、約３０ゲージないし約３６ゲージの針であることが好ましく、約３４ゲージとするのがより好ましい。小さい針ほど、大きい針よりも皮膚の表面を貫くことが容易であるので、概して好適である。針は外壁７４に取り付けられ、約５０ミクロンないし約５０００ミクロンの実効長さを有している。一実施形態では、針はベースに固定され、約５００ミクロンないし約３０００ミクロンの実効長さを備える。他の実施形態として、針が約１０００ミクロンから約２０００ミクロンの範囲の実効長さを有するものとすることもできる。一般には、針は約５００ミクロンないし約１０００ミクロンの実効長さを有する。
【００５０】
図１１の実施形態においては、皮膚貫入部材は外壁と一体に形成され、間隔を置いた行および列の配列として構成されているが、ただ１つの、または２、３の皮膚貫入部材を有するものでもよい。針の配列は、個々の針を形成すべく機械加工あるいはエッチングされるシリコンウエハから製造されるものでもよい。他の実施形態として、針の配列はステンレス鋼、タングステン鋼、および、ニッケル、モリブデン、クローム、コバルトおよびチタンの合金で作られてもよい。さらに他の実施形態として、針の配列はセラミック材料、ガラス、高分子およびその他の非反応性材料で作られてもよい。針が外壁と一体に形成される実施形態においては、針は概して約５０ミクロンないし約１０００ミクロンの実効長さと、約５０ミクロンないし約１００ミクロンの直径とを有する。
【００５１】
微小な皮膚貫入部材の配列は一般に行および列状に構成されるが、皮膚貫入部材が他の適切なパターンに配置されてもよい。皮膚貫入部材が配列全体を通じて互いに干渉することなく、実質的に均一の深さに皮膚を貫くことができるように、皮膚貫入部材を十分に離しておくことが好ましい。好適実施形態においては、皮膚貫入部材は実質的に均一の深さに皮膚を貫き、皮膚の選択された深さに物質を供給して、物質が供給される際に漏洩が生じる恐れを低減している。配列における皮膚貫入部材の数は、皮膚貫入部材の寸法、供給される物質、および貫入の深さに従って変更可能である。約３ないし１００本の微小皮膚貫入部材で配列を形成することもできるし、ただ１本の、または２本の皮膚貫入部材が用いられるものでもよい。一般には、配列は約５ないし２０本の皮膚貫入部材を含む。
【００５２】
本発明を説明するために種々の実施形態を選んだが、当業者であれば特許請求の範囲に規定された発明の範囲から逸脱することなく、種々の付加や修正を行うことが可能なことを認識すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る供給デバイスの上面図である。
【図２】図１のデバイスの底面図である。
【図３】図１のデバイスの分解斜視図であり、カバーが開放位置にある状態を示している。
【図４】図１のハウジングおよびカートリッジの分解側面図であり、カートリッジの下に延在する皮膚貫入部材が示されている。
【図５】組み立てたハウジングおよびカートリッジの側面図であり、カートリッジの下に延在する皮膚貫入部材が示されている。
【図６】図１の実施形態のカートリッジの拡大上面図である。
【図７】カートリッジの側断面図であり、内部リザーバ、可撓性のある上壁、チャネル、シールおよび貫通部材を示すとともに、患者に供給すべき物質が満たされたリザーバが示されている
【図８】図７のカートリッジの側断面図であり、貫通部材がシールに孔をあけた状態を示している。
【図９】図７のカートリッジの側断面図であり、カートリッジが物質を供給する動作を示している。
【図１０】好適実施形態の針の配列を示す部分側面図である。
【図１１】他の実施形態の針の配列を示す部分側面図である。
【図１２】デバイスの分解側断面図であり、ハウジングおよびカートリッジを示している。
【図１３】図１２の供給デバイスの側断面図であり、カバー開放によってカートリッジがハウジングに受容された状態を示している。
【図１４】図１３のデバイスの側断面図であり、カバーが閉塞位置にあり、カム部材が貫通部材を作動させ、ばねがカートリッジに供給圧力を加える状態を示している。
【図１５】図１３のデバイスの側断面図であり、ばねがカートリッジから物質を供給させている状態を示している。
【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１０】
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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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【国際調査報告】
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