(57)【要約】  カートリッジからの予期せぬ薬物放出を防ぐために、１つ又は２つ以上の逆止弁を備える薬物注入装置が開示される。この装置は、流体状薬物のカートリッジを受容可能なチャンバと、カートリッジと薬物注入装置外の周囲気圧との圧力差によって薬物が予期せず放出されないようにする１つ又は２つ以上の新規の逆止弁とを備える。
2013537843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に１つ又は２つ以上のチャンバを有し、カートリッジを受容するように構成されるハウジングと、
前記カートリッジからの流体流出を最小限に抑えるように構成される逆止弁であって、バネ要素を受け取り、前記バネ要素と一直線に並ぶ筒穴形状を有するカートリッジ筒を含む、逆止弁と、
流体経路を画定するための基材であって、前記基材と前記カートリッジ筒穴との間にディスクバネを保持するように前記筒を係合するための、基材と、
前記基材上にオーバーモールドされた一方向フラップ弁と、
前記基材上に、又は前記基材の一部としてオーバーモールドされた逆止弁の弁座と、を備える、医薬品注入装置。
【請求項２】
前記逆止弁が、ポペットと、少なくとも１つのバネアームと、を備えるディスクバネを含む、請求項１に記載の医薬品注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許出願第６１／３８６，１６３号（２０１０年９月２４日出願）に関し、その出願内容の全てが本明細書に参考として組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、広くは薬物送達装置に関し、より具体的には、携帯用薬物注入装置内の圧力差を検出し、圧力変化及びサイフォン現象による薬物の予期せぬ放出を防ぐシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
薬物の自動注入は、より信頼性が高くてより正確な治療を患者に提供することができるので、各種薬物治療用の薬物送達装置の使用はますます一般的になってきている。
【０００４】
糖尿病は、この疾患に苦しむ人々の行動の自由及びライフスタイルを顕著に妨げる可能性があるので、重大な健康上の懸念である。通常、より重篤な形態であるＩ型（インスリン依存型）糖尿病の治療は、１日複数回注射と呼ばれる１日に１回又は２回以上のインスリン注射が必要である。血中のブドウ糖又は糖を制御し、それにより、そのまま放っておくとケトン症を引き起こす可能性がある高血糖を防止するにはインスリンが必要である。加えて、インスリン療法の不適切な投与により、昏睡状態及び死亡の原因となり得る低血糖発作を引き起こす可能性がある。糖尿病患者の高血糖は、心臓疾患、アテローム性動脈硬化症、失明、脳卒中、高血圧、及び腎不全など、糖尿病の長期にわたるいくつかの影響と関連付けられてきた。
【０００５】
Ｉ型糖尿病の合併症を防ぐ又は少なくとも最小限にするための手段として、血糖を頻繁にモニタリングすることの有用性が確立されている。ＩＩ型（非インスリン依存型）糖尿病の患者もまた、食習慣及び運動といったようなことで自分の状態を制御するうえで、血糖モニタリングの恩恵を受けることができる。したがって、血糖値の注意深いモニタリング、及び正確かつ好都合にインスリンを体内にタイミング良く注入する能力は、糖尿病のケア及び治療の重要な要素である。
【０００６】
この疾患が患者のライフスタイルに課す制限を軽減するやり方で、より効果的に糖尿病を制御するために、血糖（ＢＧ）モニタリングを円滑にする様々な装置が導入されてきた。通常、このような装置、又は計器は、患者が、迅速に、かつ最低限の身体的な不快感で、後で計器により分析される血液又は間質液のサンプルを得られるようにする。ほとんどの場合、計器は、患者のＢＧ読取値を示すディスプレー画面を有している。その後、患者は適切な量、又はボーラス投与量のインスリンを自分に投薬することができる。多くの糖尿病患者にとって、これは、毎日複数回のインスリン注射を受けなければならない結果となる。多くの場合、これらの注射は自己投与される。
【０００７】
異常なＢＧ値が有し得る患者を衰弱させる効果、即ち、高血糖が原因で、糖尿病の特定症状を体験している患者は、インスリンのボーラス投与量を安全かつ正確に自己投与することができる状態にない場合がある。更に、血糖値を制御するために１日に複数回インスリン注射を用いなければならないことは、人々が特定の活動を行う能力に支障をきたす又は能力を妨げる場合があるので、活動的なライフスタイルを送る人々はこれを不便で負担であると感じる。他の糖尿病患者にとって、１日に複数回の注射は、単に、ＢＧ値を制御する最も有効な手段ではない場合がある。したがって、患者にとっての正確さ及び利便性の両方を更に改善するために、インスリン注入ポンプが開発されている。
【０００８】
インスリンポンプは一般的には、患者の体の、衣類の上又は下のいずれかに装着する装置である。ポンプは患者の体に装着されるため、小さくて目立たない装置が望まれる。一部の装置は防水性であり、シャワー、入浴、又は注入装置が濡れる（moister）可能性がある種々活動、例えば水泳などの最中に、薬物注入装置を取り外す必要性によって、日常生活が妨げられることを少なくする。このような装置では、脱気孔は典型的には、その機能が損なわれていること（すなわち、脱気孔開口部の意図的な又は予期せぬ閉塞）を検証する自己診断検査手段を持たない受動装置であるため、装置内のガス抜きシステムが正確に機能していることを検証する構造及び方法を有することが望ましい。更に、不安定又は予期せぬ薬物送達の原因となり得る装置内の圧力差異常を、ユーザーに警告できることが望ましい。最終的には、装置内及び装置周囲の急激な圧力変化による不安定又は予期せぬ薬物送達に対する懸念から、薬物注入装置の使用を控える必要がなく、患者が望み得る飛行機での旅行及びスポーツ、例えば登山、スカイダイビングなどに伴う問題を回避するために、薬物注入装置が、装置が位置する高度を検出する手段を組み込むことが望ましい。
【０００９】
更に、薬物含有リザーバ外の圧力がリザーバ内の圧力未満に下がると、圧力差及びサイフォン現象に起因する意図せぬ薬物放出が起こり得ることは、当該技術分野における長年の課題であるため、携帯用注入ポンプがこれらの現象を防ぐ手段を有することが望ましい。この問題は、不慮であり（accidential）、かつ有害である可能性がある薬物の過剰投与を避けるために、飛行機での旅行中に携帯用インスリンポンプを停止させ、取り外さなくてはならないインスリン依存性糖尿病患者において、特に顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の新規特徴は、特に添付の「特許請求の範囲」に記載される。本発明の特徴及び利点は、次の、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を記載する以下の「発明を実施するための形態」、並びに添付の図面を参照することによって、より理解されるであろう。
【図１】本発明による薬物注入装置の代表的な実施形態の断面図。
【図２】本発明による薬物注入装置の別の代表的な実施形態の分解組立図。
【図３】本発明による薬物注入装置の別の代表的な実施形態の斜視図及び部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
代表的な実施形態では、本発明は、携帯用薬物注入ポンプの薬物リザーバを収容する区分と、外部環境（大気）との間の圧力差に起因する、携帯用薬物注入装置からの不慮の又は予期せぬ薬物放出を回避する構造及び方法を目的とする。
【００１２】
一部の携帯用注入ポンプは、防水性があるように設計されている。これは、持続的薬物注入（すなわち、糖尿病の人々におけるインスリン注入）の恩恵を受ける活動的なライフスタイルを持つ人々にとって魅力的な特徴である。このような装置は、水の侵入を防ぐために、密閉容器／ハウジングを備えて設計しなくてはならない。外部環境と薬物リザーバを収容する密閉区分との間の圧力差発生を避けるため、多くの防水性ポンプには、空気を通過させるが流体は通過させない（圧力差の特定の限度内で）疎水性脱気孔が組み込まれる。
【００１３】
多くの携帯用薬物注入ポンプのリザーバは、標準的な注射器と設計が類似している。したがって、リザーバは典型的には、２つの主要構成要素である、注入ラインセットを取り付けるための遠位端に組み込まれたコネクターを有する注射筒と、エラストマー封止部を有する可動式プランジャとからなる。プランジャは、筒の開放近位端内に挿入され、閉鎖された容積を形成する。薬物を送達するために、機械的に駆動されるピストンが前方へ進むと、順にカートリッジプランジャが前方へ進んでカートリッジの内部容積が減少し、それによって流体を排出する。カートリッジが充填され、続いてポンプ内に取り付けられると、プランジャを引き抜く必要がないため、典型的にはピストン（耐久装置の一部）は、カートリッジプランジャと機械的に連結していない。
【００１４】
ポンプピストンがカートリッジプランジャと連結していないため、リザーバを収容するチャンバと外部環境（注入部位の場所）との間に正の圧力差が生じた場合、予期せぬ薬物送達のリスクがある。正の圧力差により、薬物リザーバの内部容積の断面積に正比例する合力が、プランジャに付与されるだろう。合力がカートリッジプランジャの維持力を超える場合、プランジャを前方へ進ませ、それによって薬物が送達される。
【００１５】
一実施形態では、開示される発明は、リザーバを含むチャンバが周囲環境より高圧になるときに、ポンプの薬物リザーバからの流体放出の抑止機構を有する携帯用薬物注入ポンプである。最も一般的には、この現象は飛行機などの気圧が低い場所に装置が移動する状況で起こり、例えば、リザーバが周囲より高圧にあるといった圧力差によって、リザーバから薬物の予期せぬ流出が起こることにより、薬物がリザーバから強制的に排出される。
【００１６】
代表的な実施形態では、本発明は、逆止弁を有する薬物リザーバを含む。典型的には、リザーバは、携帯用薬物注入ポンプで用いる注射器様の剛性カートリッジである。この新規設計の利点は、気圧差、つまり圧力ヘッド差（すなわち、サイフォン現象）に起因する予期せぬ薬物送達を防げることである。逆止弁は、流体排出経路であり、開放してリザーバから薬物を流出させるのに最低正圧差（クラッキング圧）を必要とする。逆止弁の構成要素の形状は、クラッキング圧を決定し、使用される装置の機能要件に合致するよう調整することができる。
【００１７】
典型的には装置は、チャンバを含むハウジングを含むであろう。チャンバは、一定量の流体を含有するカートリッジを受容するように構成されている。流体は、典型的には薬物処方物であるが、生理食塩水又はその他物質を含む場合もあり得る。チャンバと挿入されたカートリッジとの間の境界面が、逆止弁の好ましい位置である。逆止弁は、ディスク状の金属製バネ要素で構成されてよい。ディスク状に切り分けられた形状により、バネ状アームと、ポペット弁として機能する中央表面がもたらされる。弁座は、エラストマーで構成されてよい。説明される逆止弁は好ましい実施形態であるが、逆止弁の主な要素は、同じ機能の結果をもたらす多くの形状で構成されてよい。例えば、エラストマー弁座は、代わりに剛性材料で構成され得、エラストマーディスクは、金属製バネ要素の中央部に機械的に接続されても、金属製バネ要素上にオーバーモールドされてもよい。
【００１８】
逆止弁は、主要穴の底面でカートリッジ筒に取り付けられ、リザーバの内部容積を画定する。機械的締まりばめ、超音波溶接、接着剤、又は使い捨て医療用装置で典型的に用いられる他の標準的取り付け方法を介して、逆止弁を取り付けることができる。
【００１９】
逆止弁は、（５）つの構成要素から構成され得る。
【００２０】
１）基材：基材は、剛性ポリマー製の射出成形された構成要素であろう。剛性ポリマー基材は、逆止弁の弁座を支持して方向づけ、周辺の一方向弁を支持するであろう。また剛性ポリマー基材は、両バルブの流体経路も画定するであろう。また剛性ポリマー基材は、逆止弁アセンブリを薬物リザーバのカートリッジ筒に取り付けるための、エネルギー誘導形状も組み込んでよい。
【００２１】
２）逆止弁の弁座：剛性ポリマー基材上にオーバーモールドされるか、剛性ポリマー基材に取り付けられ得るエラストマー構造。適合するエラストマー構造は、逆止弁として機能し、バネ要素ディスクと共に作動する。
【００２２】
３）バネ要素ディスク：バネ要素ディスクは、バネ状アーム及び中央部ポペット表面を形成するよう切り分けられた形状を有する、円形の薄い金属製構成要素である。バネ要素ディスクを、バッチ供給又は持続的供給プロセスでフォトエッチングし、最小コストで精密形状をもたらすことができる。
【００２３】
４）一方向弁フラップ：剛性ポリマー基材上にオーバーモールドされるか、剛性ポリマー基材に取り付けられ得るエラストマー構造。適合するエラストマー構造は、カートリッジ筒の接合面と共に一方向弁として機能するであろう。
【００２４】
５）カートリッジ筒：カートリッジ筒穴の底部には、バネ要素ディスク、及びその次に（オーバーモールドされた、又は取り付けられた逆止弁の弁座及び一方向弁フラップと共に）オーバーモールドされた基材を受け取り、一直線に並ぶ形状が組み込まれる。その後、基材をカートリッジ筒に取り付け（例えば、超音波溶接）、基材とカートリッジ筒との間にバネ要素ディスクを閉じ込めることができる。また、カートリッジ筒は、穴の底部にも一方向弁の弁座として働く形状を組み込むであろう。組み立てられると、逆止弁と一方向弁の両方の機能が確立される。
【００２５】
本発明の実施形態は、エンドユーザーが、注射器が充填されるのと同じ方法でカートリッジに薬物を充填できるようにする。これは、逆止弁の支持構造に組み込まれる第２の一方向弁によって達成される。注射器様カートリッジのプランジャが引き抜かれると、リザーバ容積内に陰圧が生じる。これが一方向弁を開かせ、バイアル瓶からリザーバへ薬物を移動させる。プランジャが前方へ進むと、一方向弁が閉じ、プランジャに加えられた力に比例する正圧が生じる。リザーバ内の正内圧が逆止弁のクラッキング圧を超えると、逆止弁が開き、薬物が投与される。典型的には、カートリッジリザーバから目に見える空気が全て除去されて、所望量が移されるまで、この引き抜き及び前進運動を充填中に数回繰り返す。
【００２６】
開示される逆止弁アセンブリは、カートリッジリザーバ内への取り付けに限定されない。薬物リザーバと注入部位との間の流体経路中のいずれの場所にも逆止弁アセンブリを取り付けることができる。逆止弁アセンブリが存在可能な他の場所は、注入ラインの近位コネクター、注入ラインの遠位端、又はその間のいずれかの場所である。また、逆止弁アセンブリは、カートリッジリザーバと注入ラインとの間に位置し得る独立したアダプター内に組み込んでもよい。
【００２７】
図に示される特定の特徴を参照すると、図１は、本発明の実施形態を示す。薬物送達装置１００は、薬物リザーバ１１１と、その構成要素部品中に示される逆止弁とを備える。逆止弁は、基材１５０及びディスクバネ１３０に支えられる弁本体１３５を含んでよい。例えば超音波溶接で作製された溶接継手１５１を介して、基材をルアー１２１に固定することができる。溶接継手１５１は、その他様々な製造方法によって、基材１５０をルアーに固定することができる。
【００２８】
薬物送達中、リザーバ１１１内の圧力が上がると、リザーバからディスクバネ１３０のポペット１３１に対して流体が付勢される。クラッキング圧としても知られる十分な圧力が用いられた場合、ディスクバネ１３０のバネ状アーム１３２がポペット１３１を動かして、流体がリザーバ１１１から出口チャネル１６１を通過できるようにし、続いて、ルアー１２１の外部流体経路１２０、１２０’を経て装置１００から送達される。
【００２９】
リザーバ１１１から流体を排出する付勢圧がないとき、バネ状アーム１３２がもたらす付勢、及び可動式封止部１６３の作製に適合する材料によって作製される封止部によって、ポペット１３１は弁座１６２に支えられる。弁本体１３５は、溶接のためのエネルギーを伝達する点としての接触面１５２と、適合する材料から構成され得る可動式出口封止構造１６０とを備えてよい。また、弁本体１３５の周囲を入口フラップ弁１６４で構成し、入口チャネル１５３を介する意図せぬ流体の侵入を防ぐために、可動式入口封止部１６５を形成してもよい。
【００３０】
ディスクバネ１３０はルアー１２１内に配置され、リザーバの中へ又は外への気体又は流体の漏れから守るのに適合する、又は同様の材料で好ましくは作られる、固定式封止部構造１４０上で支えられるように構成されてよい。固定式封止部構造は固定式封止隆起部１４２を備え、固定式封止部構造１４０をルアー１２１に結合、溶接、溶着、ないしは別の方法で取り付けるのに都合のよい部位を提供してよい。更に、固定式封止部構造１４０は突出部（protusion）又は他の好適な表面を備え、ディスクバネ支持部１４１を形成してよい。
【００３１】
図２は、本発明の逆止弁の実施形態を示す。固定式封止部構造１４０及び固定式封止隆起部１４２を有するカートリッジ筒１１０が示される。ディスクバネ１３０は、ディスクバネ支持部（図示せず）上に配置されるように構成され、バネアーム１３２によってディスクバネ１３０に可動式に取り付けられるポペット１３１を備える。１つ若しくは２つ以上のバネ状アーム１３２又は同等構造を用いて、ディスクバネ１３０の方へ及びそこから離れる方へポペット１３１を付勢して動けるようにしてよい。
【００３２】
例示的には、ポペット１３１を接触させるための弁座１６２を有する適合する可動式封止構造１６０は、カートリッジ筒１１０と嵌合するように構成されている。可動式封止構造１６０は、一方の面に、製造中に溶接部位を提供し得る１つ又は２つ以上の接触面１５２を有し、他方の面に、入口チャネル１５３が形成される剛性基材１５０を備えてよい。出口チャネル１６１も可動式封止構造１６０内に形成され得る。また、可動式封止構造１６０の周囲に、弁１３５の可動式封止構造とカートリッジ筒１１０との間を確実に均一に接触させるため、入口弁フラップ１６４を備えてもよい。
【００３３】
図３は、中央部に形成され、弁座１６２を通る出口チャネル１６１を有する基材１５０が示される、本発明の弁１３５の実施形態を更に示す。入口チャネル１５３も基材１５０に形成される。基材１５０の一方の表面は、ディスクバネ支持部１４１と、溶接継手１５１とを備えてよい。
【００３４】
本明細書に図示及び記載された構造を等価構造で置き換えることができること、及び本発明の記載された実施形態は唯一の構造ではなく、当該実施形態を使用して特許請求の範囲に記載されている発明を実施できることが認識されよう。更に、上記全ての構造は機能を有し、このような構造はその機能を実行するための手段として見なされ得ることを理解すべきである。以上、本発明の実施形態を本明細書に図示し説明したが、こうした実施形態はあくまで例として与えられたものであることは当業者には明らかであろう。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更、及び置換が想到されるであろう。
【００３５】
本発明を実施するうえで本明細書で述べた本発明の実施形態には、様々な代替例が用いられうる点は理解されるべきである。以下の特許請求の範囲は発明の範囲を規定することを目的としたものであり、特許請求の範囲に含まれる方法及び構造並びにそれらの均等物をこれによって網羅することを目的としたものである。
【００３６】
〔実施の態様〕
（１）  内部に１つ又は２つ以上のチャンバを有し、カートリッジを受容するように構成されるハウジングと、
前記カートリッジからの流体流出を最小限に抑えるように構成される逆止弁であって、バネ要素を受け取り、前記バネ要素と一直線に並ぶ筒穴形状を有するカートリッジ筒を含む、逆止弁と、
流体経路を画定するための基材であって、前記基材と前記カートリッジ筒穴との間にディスクバネを保持するように前記筒を係合するための、基材と、
前記基材上にオーバーモールドされた一方向フラップ弁と、
前記基材上に、又は前記基材の一部としてオーバーモールドされた逆止弁の弁座と、を備える、医薬品注入装置。
（２）  前記逆止弁が、ポペットと、少なくとも１つのバネアームと、を備えるディスクバネを含む、実施態様１に記載の医薬品注入装置。
【図１】
2013537843.tif 000003
【図２】
2013537843.tif 000004
【図３】
2013537843.tif 000005
【国際調査報告】
2013537843.tif 000006