(57)【要約】  本発明は医療装置、特に薬剤を自己注射するためまたは医療従事者が薬剤を投薬するための薬剤送達装置に関する。１つの実施形態において、薬剤送達装置は、ガス圧源を利用して、針を展開し、針を介して所要量の薬剤を送達し、処分のために針を格納する。ガス圧源からの流体流路は、ガス圧を針へ及び薬剤へ伝えて、上記のステップを遂行する。１つの実施形態において、針への加圧ガスの流れ及び針への薬剤の流れを開閉するために弁が配置され、その結果、使用者の注射準備が整ったら針を展開して針を介して薬剤を送達するように弁は作動可能である。また、投薬が完了したとき針を格納するように弁は作動可能である。
2013521987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤貯蔵器と、
圧力ハウジングと、
針に結合されたピストンを備えるピストン組立体であって、前記ピストンが格納位置から展開位置へ移動可能なピストン組立体と、
前記薬剤貯蔵器と前記針との間及び前記圧力ハウジングと前記ピストン組立体との間に流通可能に結合された弁と、を備える薬剤注射のための薬剤送達装置であって、
前記弁は、前記圧力ハウジングが第一流体流路を介して前記ピストン組立体に流通可能に結合される第一位置から、前記圧力ハウジングが第二流体流路を介して前記ピストン組立体に流通可能に結合される第二位置へ移動可能である、薬剤注射のための薬剤送達装置。
【請求項２】
前記第一流体流路が前記ピストンの第一の側に流通可能に結合され、かつ前記第二流体流路が前記第一の側とは反対側の前記ピストンの第二の側に流通可能に結合される、請求項１に記載の薬剤送達装置。
【請求項３】
前記ピストンの前記第一の側が下向き面を備え、かつ前記ピストンの第二の側が上向き面を備える、請求項２に記載の薬剤送達装置。
【請求項４】
前記ピストンが前記上向き面及び下向き面を有するプレートを備え、かつ前記プレートが、前記ピストンを前記格納位置から前記展開位置へ移動するためにピストンハウジング内でスライド可能である、請求項３に記載の薬剤送達装置。
【請求項５】
前記圧力ハウジングから前記薬剤貯蔵器までの第三流体流路をさらに備える、請求項１に記載の薬剤送達装置。
【請求項６】
前記薬剤貯蔵器から前記針までの薬剤流路をさらに備える、請求項５に記載の薬剤送達装置。
【請求項７】
前記弁は、該弁が前記第一位置にあるとき前記薬剤流路を封鎖する位置にあるシールと、該弁が前記第二位置にあるとき前記薬剤流路と整列する位置にある通路とを備える、請求項６に記載の薬剤送達装置。
【請求項８】
前記ピストン組立体を第一通気口に流通可能に結合する第一通気路と、前記ピストン組立体を第二通気口に流通可能に結合する第二通気路とをさらに備える、請求項６に記載の薬剤送達装置。
【請求項９】
前記弁は第一陥凹部と第二陥凹部とを備えており、前記第一陥凹部は、前記弁の前記第一位置のとき前記第一通気路と整列し且つ前記弁の前記第二位置のとき前記第二流路と整列し、前記第二陥凹部は、前記弁の前記第一位置のとき前記第一流路と整列し且つ前記弁の前記第二位置のとき前記第二通気路と整列する、請求項８に記載の薬剤送達装置。
【請求項１０】
前記弁は、該弁の前記第二位置のとき前記第一通気路を封鎖する位置にある第二シールと、該弁の前記第一位置のとき前記第二流路を封鎖する位置にありかつ前記弁の前記第二位置のとき前記第一流路を封鎖する位置にある第三シールと、前記弁の前記第一位置のとき前記第二通気路を封鎖する位置にある第四シールとをさらに備える、請求項９に記載の薬剤送達装置。
【請求項１１】
薬剤注射のための薬剤送達装置であって、
薬剤貯蔵器と、
ガス圧源を収容する圧力ハウジングと、
針に結合されたピストンを備えるピストン組立体であって、前記ピストンが格納位置から展開位置へ移動可能である、ピストン組立体と、
前記圧力ハウジングから前記ピストン組立体までの第一流路と、
前記圧力ハウジングと前記ピストン組立体との間に流通可能に結合された弁であって、該弁が前記第一流路を通過する前記ガス圧の流れを阻止する第一位置から、該弁が前記流れを許容して前記ピストン組立体を前記格納位置から前記展開位置へ移動する第二位置へ移動可能である弁と、を備える薬剤注射のための薬剤送達装置。
【請求項１２】
前記薬剤貯蔵器から前記針までの薬剤流路をさらに備える薬剤送達装置であって、前記弁は、該弁の前記第一位置のとき前記薬剤流路を封鎖するシールを備え、かつ前記弁は、該弁の前記第二位置のとき前記薬剤流路と整列する通路を備える、請求項１１に記載の薬剤送達装置。
【請求項１３】
前記圧力ハウジングから前記ピストン組立体までの第二流路をさらに備える薬剤送達装置であって、前記第一位置において、前記弁が前記第二流路を通過する前記ガス圧の流れを許容して前記ピストン組立体を前記格納位置へ移動させ、前記第二位置において、前記弁が前記第二流路を通過する前記流れを阻止する、請求項１１に記載の薬剤送達装置。
【請求項１４】
前記第一流路が前記ピストン組立体の上向き面に流通可能に結合され、かつ前記第二流路が前記ピストン組立体の下向き面に流通可能に結合される、請求項１３に記載の薬剤送達装置。
【請求項１５】
前記圧力ハウジングから前記薬剤貯蔵器までの第三圧力流路をさらに備える、請求項１３に記載の薬剤送達装置。
【請求項１６】
前記圧力ハウジングから前記ガス圧を放出するために前記圧力ハウジングに取り付けられた起動ボタンをさらに備える、請求項１１に記載の薬剤送達装置。
【請求項１７】
薬剤貯蔵器と、
ガス圧源と、
針に結合されたピストンを備えるピストン組立体と、を備える薬剤注射のための薬剤送達装置であって、
前記針が前記薬剤貯蔵器に流通可能に結合され、かつ
前記ピストンが、前記ガス圧源からの流体の流れによって、前記針が該薬剤送達装置内に収容される格納位置から、前記針が該薬剤送達装置から延びる展開位置へ移動可能であり、かつ前記ガス圧源からの流体の流れによって前記展開位置から前記格納位置へ移動可能である、薬剤注射のための薬剤送達装置。
【請求項１８】
前記ガス圧源と前記ピストン組立体との間に流通可能に結合された弁をさらに備える薬剤送達装置であって、前記弁は、該弁が前記ガス圧源からの前記流体の流れを前記ピストンの第一の側へ流通可能に接続して、前記ピストンを前記格納位置へ移動する第一位置から、該弁が前記ガス圧源からの前記流体の流れを前記ピストンの反対側の第二の側に流通可能に接続して前記ピストンを前記格納位置から前記展開位置へ移動する第二位置へ移動可能であり、且つ前記ピストンを前記展開位置から前記格納位置へ移動するために前記第一位置へ復帰可能である、請求項１７に記載の薬剤送達装置。
【請求項１９】
前記弁が、前記ガス圧源からの前記流体の流れを許容するため及び阻止するために複数の通路及び複数のシールを有するスプール弁を備える、請求項１８に記載の薬剤送達装置。
【請求項２０】
薬剤を注射するための方法であって、
薬剤送達装置を用意するステップであって、
薬剤を収容する薬剤貯蔵器と、
ガス圧源を収容する圧力ハウジングと、
針に結合されたピストンを備えるピストン組立体であって、前記ピストンは、前記針が該薬剤送達装置内に収容される格納位置から前記針が該薬剤送達装置から延びる展開位置へ移動可能である、ピストン組立体と、を備える薬剤送達装置を用意するステップと、
前記ガス圧源から前記ピストン組立体へ流体を流通させることにより前記針を展開するステップと、
前記ガス圧源から前記薬剤貯蔵器へ前記流体を流通させることにより前記針へ前記薬剤を送達するステップと、
前記ガス圧源から前記ピストン組立体へ前記流体を流通させることにより前記針を格納するステップと、を含む薬剤を注射するための方法。
【請求項２１】
前記針を展開するステップが、前記ガス圧源から前記ピストンの上向き面へ前記流体を流通させるステップを含み、かつ、前記針を格納するステップが、前記ガス圧源から前記ピストンの反対側の下向き面へ前記流体を流通させるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置、特に薬剤自己注射のための薬剤送達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な状況において、患者が診察室または専門的医療環境から離れて薬剤を自己投薬することが望ましく、また医学的に必要でさえある。このような薬剤は、皮下または筋肉内注射によって投薬される液体または還元可能な液体薬の形をとることができる。患者が医療専門家の補助なしに自己注射できるようにするために、様々な医療装置が開発されてきた。
【０００３】
注射装置の実施例が、米国特許第５６１６１３２号明細書において示されている。この特許は、加圧ガスがハウジングの中へ放出されたとき移動する針を有する携帯式薬剤注射装置を開示する。使用者は、装置を下方に押圧してガスを放出する。ガスは隔膜を下方に押して針を隔壁と一緒に運ぶ。ガス圧は、プランジャーも下方に移動して薬物が針を通過するようにする。ガスが流出した後、隔膜はその通常の位置へ戻り針を後退させる。
【０００４】
多くの薬物送達装置は、蓄積されたエネルギーを利用して、針を患者の体内に挿入して薬剤を送達する。このエネルギーは、材料の弾力性、圧縮ばね、磁石、電池、加圧ガスまたは化学反応の形で蓄積できる。ラチェット、レバー、及び蝶番など他の機械的構成要素と一緒に、これらの構成要素の組合せを利用できる。これら様々な可動部及びエネルギー源は、患者が使用するためには複雑である可能性がある。従って、単純に使用できて、専門家の医療的補助無しに患者が安全に針を注入し、所要量の薬剤を送達し、使用済み針を処分できるようにする薬剤送達装置に対する必要性が依然として存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５６１６１３２号明細書
【特許文献２】米国特許第６５４４２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５７００２４５号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、医療装置、特に薬剤自己注射のためまたは医療従事者が投薬するための薬剤送達装置に関する。１つの実施形態において、薬剤送達装置は、ガス圧源を利用して、針を展開し、針を介して所要量の薬剤を送達し、処分のために針を格納する。ガス圧源からの流体流路は、ガス圧を針へ及び薬剤へ伝達して上記ステップを遂行する。別の実施形態において、針への加圧ガスの流れ及び針への薬剤の流れを開閉するために弁が配置され、その結果、使用者の注射準備が整ったら針を展開して針を介して薬剤を送達するように弁は作動可能である。また、投薬が完了したとき針を格納するように弁は作動可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による薬剤送達装置の上方斜視図である。
【図２】カバーを取り除いた、図１の装置の正面斜視図である。
【図３】図２の切断面３-３に沿って見た図１の装置の裏面斜視図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態によるピストンと針の組立体の分解斜視図である。
【図４Ｂ】格納位置における、図４Ａのピストンと針の組立体の断面図である。
【図４Ｃ】展開位置における、図４Ａのピストンと針の組立体の断面図である。
【図５】本発明の実施形態による弁の分解図である。
【図６】格納位置における本発明の実施形態による薬剤送達装置の平面図であり、図を明確にするためにカバーが取り除かれ、弁は断面図で示される。
【図７】展開位置における図６の薬剤送達装置の平面図である。
【図８】本発明の別の実施形態による薬剤送達装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、医療装置、特に薬剤の自己注射のためまたは医療従事者が投薬するための薬剤送達装置に関する。１つの実施形態において、薬剤送達装置はガス圧源を利用して、針を展開し、針を介して所要量の薬剤を送達し、処分のために針を格納する。ガス圧源からの流体流路は、上記のステップを遂行するためにガス圧を針へ及び薬剤へ伝達する。１つの実施形態において、針への加圧ガスの流れ及び針への薬剤の流れを開閉するために弁が配置され、その結果、使用者の注射準備が整ったら針を展開して針を介して薬剤を送達するように弁は作動可能である。また、投薬が完了したとき針を格納するように弁は作動可能である。
【０００９】
薬剤送達装置１０の１つの実施形態を図１に示す。装置は、基部１４の上にスライド可能に嵌合するカバー１２を含む。装置の様々な能動的構成要素が基部に取り付けられて、カバーの下に囲繞される。図示する実施形態において、カバー１２は、３つの開口１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを含む。最初の２つの開口１６ａ及び１６ｂは、弁１８を操作するためのアクセス窓であり、これについては下でさらに詳細に説明する。第三の開口１６ｃは、起動ボタン２０がカバー１２を貫通して患者の使用のために上方に延びることを可能にする。
【００１０】
カバー１２を取り除いた装置１０を図２に示す。基部１４には、弁１８、薬剤貯蔵器２４、ピストン組立体２６、及び圧力ハウジング２８のような動力セルを含む薬物送達装置の主要構成要素が取り付けられる。薬剤貯蔵器２４は、液体薬または固体薬の溶液または懸濁液などの液体薬剤を含む。ピストン組立体２６は、ピストンハウジング３２を覆って上下にスライドするピストン３０を含む。ピストン３０は、針３４（図３に図示する）に接続される。ピストン３０は、針を展開しまた格納するために上下に移動する。圧力ハウジング２８は、ガス圧源（下にさらに詳細に説明する）を含み、ガス圧は、針を展開し薬剤を送達するために、装置１０を通過して流れる。弁１８は、ピストン組立体２６へのガス圧及び薬剤の流れを制御する。
【００１１】
装置１０は、ガス圧及び薬剤の流れを含めて、装置内における流体の流れのために数本の流路を有する。これらの流路をここで紹介して下に詳細に説明する。第一圧力流路４０は、圧力ハウジング２８から薬剤貯蔵器２４まで延びて、液体薬剤に圧力を加えて、薬剤が針まで流れるようにする。薬剤流路４４は、薬剤が針を通過して使用者の皮膚の中へ流れるように、薬剤貯蔵器２４から弁１８を通過して針まで延びる。第二の圧力流路１５０（図６参照）は、圧力ハウジング２８からピストン３０の下向き面まで延びる。この経路からのガス圧は、ピストン３０を、針を装置１０内へ格納する格納位置へ持ち上げる。第三の圧力流路１５２（図７参照）は、圧力ハウジング２８からピストン３０の上向き面まで延びる。この経路からのガス圧は、ピストンを展開位置へ押し下げ、装置１０から延びる針は使用者の皮膚の中へ挿入される。弁１８は、第二流路の開放及び第三流路の閉鎖（ピストンを上昇させるために）と第三流路の開放及び第二流路の閉鎖（ピストンを下降させるために）を交互に行うように移動する。第二流路あるいは第三流路が閉鎖されると、対応する通気路が開いて、ピストンの反対側を排気する。これは、使用者が弁を操作したとき、ガス圧によるピストンの上下移動を可能にする。
【００１２】
この紹介により、装置１０の固有の構成要素がここで説明される。図２に示すように、圧力ハウジングは流出口３８を含む。圧力ハウジングからのガス圧は、流出口３８を通過して、装置の様々な構成要素へ流れる。薬剤貯蔵器２４は、このガス圧を受け入れるための注入口３６を含む。第一圧力流路４０は、圧力ハウジング２８の流出口３８を薬剤貯蔵器２４の注入口３６に接続する。流路４０は、圧力ハウジング２８を薬剤貯蔵器２４に流通可能に結合する。すなわち、圧力ハウジング２８と薬剤貯蔵器２４との間に流体流通の経路が存在する。図示する実施形態において、第一圧力流路４０は、一端が圧力ハウジング２８の流出口３８に接続されかつ反対端が薬剤貯蔵器２４の注入口３６に接続されたチューブまたは導管４２を含む。使用者が起動ボタン２０を押して、圧力ハウジング２４の中にガス圧を確立すると（これについては、下でさらに詳細に説明する）、ガス圧は、第一圧力流路４０に沿ってチューブ４２を通過して、注入口３６を通過して、薬剤貯蔵器２４の中へ流れる。ここで、ガスは、液体薬剤に圧力を加えて、薬剤が針３４へ流れるようにする。
【００１３】
第一圧力流路４０の中のガス圧は、薬剤貯蔵器２４の中の薬剤を押して、薬剤が薬剤貯蔵器２４から流出口４６を通過して、さらに薬剤流路４４を通過して針３４（図３参照）へ流れるようにする。薬剤流路４４は、弁１８を介して薬剤貯蔵器２４を針３４に流通可能に結合する。薬剤流路４４は、弁１８の第一の側の注入口４８ａの中へ入り弁１８の反対側の流出口４８ｂから出る。この注入口４８ａと流出口４８ｂとの間で弁を通過する薬剤の流れを許容または阻止するために弁自体が移動される。流路４４はチューブまたは導管を含み、前記チューブまたは導管は、薬剤流出口４６から弁の注入口４８ａまで延びる第一チューブ部分５０ａと、弁流出口４８ｂから針３４まで延びる第二チューブ部分５０ｂとに分割される。
【００１４】
ここで図３を参照すると、薬剤貯蔵器２４は、ねじ５４などの締結具によって基部１４に取り付けられた蓋５２を含む。蓋５２及び基部１４の各々は、対応する凹部５６ａ、５６ｂをそれぞれ含み、前記凹部５６ａ、５６ｂは、蓋５２が取り付けられたとき相互に対面する。凹部は空洞５８を形成し、ここに液体薬剤が貯蔵される。薬剤は直かに空洞５８内に貯蔵されるか、または空洞５８内で密封バッグに入れることができる。いずれの場合にも、薬剤貯蔵器２４は、空洞５８をアーチ状に横切りかつ凹部５６ａの形状に合致する柔軟な薄膜６０を含むことができる。圧力ハウジング２８からのガス圧が第一圧力流路４０を通過して薬剤貯蔵器２４へ流れると、ガス圧はこの薄膜６０を押圧して、前記薄膜６０は下方に曲がり、空洞５８の中の薬剤を押圧する。薄膜６０は、薬剤が空洞５８から流れるとき、図３において点線で示されるように、薄膜６０が空洞５８の底部における凹部５６ｂに沿う薄膜の鏡像形状に達するまで下方に曲がり続ける。この位置において、薄膜６０は、凹部５６ｂに合致するので、薬剤は全く（またはわずかの量しか）容器２４の中に残らない。薄膜６０は柔軟な多層ポリマーフィルムから製造されてよい。
【００１５】
薬剤が空洞５８から流れるとき、出口流路６２を通過して流出口４６へ流れる。出口流路６２は、基部１４の隆起部分において凹部５６ｂを流出口４６に接続する通路として形成される。上述したように、薬剤は、流出口から薬剤流路４４（図２に示す）に沿って、チューブ部分５０ａを通過し、弁１８を通過し、チューブ部分５０ｂを通過して、針３４へ流れる。
【００１６】
さらに図３を参照すると、薬剤貯蔵器２４は、充填ポートまたは隔壁６４を含み、ここから、液体薬剤を針注入によって空洞５８の中へ挿入できる。空洞５８を薬剤で事前充填できるか、または薬剤を充填ポート６４から空洞へ挿入できる。また、充填ポート６４は、空洞５８の中に貯蔵された固体薬物と合わせて溶液または懸濁液を生成するために、空洞５８の中へ希釈剤を注入するように使用することもできる。充填ポート６４は、基部１４の隆起部分に形成され、凹部５６ｂにそして空洞５８の中に流通可能に結合される。
【００１７】
次に圧力ハウジング２８について検討すると、図３に示すように、圧力ハウジング２８は、蓋６６によって閉じ込められた反応室６４を含む。起動ボタン２０は、蓋６６から上方に延びる。反応室６４は、ガス圧力源６８を含む。図示する実施形態において、ガス圧源６８は、２つの化学成分７０、７２を含み、前記２つの成分が反応すると、副産物としてガスが生成される。１つの実施形態において、第一成分７０は炭酸カルシウムであり、第二成分７２はクエン酸である。この２つの成分が相互に接触すると、化学反応を生じて、二酸化炭素を発生する。この二酸化炭素の発生は反応室６４内にガス圧を確立する。
【００１８】
２つの反応物質７０、７２は、反応室６４内において蓋６６及び起動ボタン２０の下で相互に分離して貯蔵される。使用者が装置を操作する準備が整う前、反応物質は分離されたままであり、ガス圧は発生しない。ガス圧は発生または解放されていないので、圧力ハウジング２８から薬剤貯蔵器２４までの第一圧力流路４０（図２参照）、及び圧力ハウジング２８からピストン組立体２６までの第二圧力流路１５０及び第三圧力流路１５２（図６〜７）は、加圧されない。
【００１９】
装置を操作してガス圧を解放するためには、使用者は、起動ボタン２０を押す。起動ボタン２０は、壊れやすい接続体７４を介して蓋６６に接続されている。起動ボタン２０が押されると、接続体７４は破壊されて、ボタン２０は、反応室６４の中へ下方へ移動する。ボタン２０の下端２０ａは、第一反応物質７０と接触してシールを破壊するか、そうでなければ第一反応物質７０を移動させて第二反応物質７２と接触させて、化学反応及びガス圧の発生を開始させる。反応物質が炭酸カルシウムとクエン酸である場合、起動ボタン２０が炭酸カルシウムをクエン酸７２の液体容器の中まで押し下げるように、炭酸カルシウムをクエン酸７２の上方に第一反応物質７０として貯蔵できる。炭酸カルシウム７０は、錠剤、粉末または錠剤及び粉末の組合せの形で用意できる。これらの反応物質を、他の方法により圧力ハウジング２８内に詰めて貯蔵できる。例えば、クエン酸を炭酸カルシウムの上方に貯蔵して、ボタン２０がシールを破壊して、クエン酸が下へ向ってクエン酸の上に流れるようにできる。
【００２０】
１つの実施形態において、反応物質７０、７２によって発生するガス圧は、長時間にわたり薬剤の流れを駆動し、大量の皮下注射薬を送達するのに充分である。装置によって使用者の皮膚の中へ送達される薬剤の量は状況次第で１ｍＬから３００ｍＬまで変化する可能性がある。１つの実施形態において、薬剤の体積は約１０ｍＬである。ガス圧源は、急激な圧力の噴出を送り、針を注入して、投薬を完了するまで注射時間中に薬剤が針を通過して流れることを引き起こす。１つの実施形態において、ガス圧源によって送られる圧力は、起動時で約１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）であり、投薬完了時には約８３ｋＰａ（１２ｐｓｉ）まで低下する。送達時間は、数秒から１０分まで変動する可能性がある。１つの実施形態において、約１６５ｋＰａ(２４ｐｓｉ)の圧力が圧力源の起動から５秒以内に発生して、その結果生じる薬剤の流量は、１.２７ｃｍ（１／２インチ）の長さの２７ゲージの針を通過するとき約０.５ｍＬ／秒である。装置は、０.５ｍＬ／秒〜０.５ｍＬ／分の流量で薬剤を送達するように設計できる。
【００２１】
ガス圧は反応室６４内で確立して、反応室６４を圧力流出口３８に流通可能に結合する流出経路７６を通過して流れる。ここから、ガスは、第一圧力流路４０（図２参照）を通過し、第二圧力流路１５０あるいは第三圧力流路１５２（図６〜７参照）を通過して流れて、ピストンを展開または上昇し、液体薬剤が針へ流れるようにする（下にさらに詳細に説明する）。経路７６は、反応室６４を圧力逃し弁７８へも流通可能に結合する。この圧力逃し弁７８は、過剰圧力の場合に反応室内のガスを逃す安全機構である。
【００２２】
上述したように、圧力ハウジング２８は、ガス圧源６８を含み、ガス圧源は、使用者によって起動されて、ガスは第一圧力流路４０を通過して薬剤貯蔵器へ、また第二または第三流路１５０を通過してピストン組立体２６へ流される。ピストン組立体２６について、ここで図４Ａ〜４Ｃを参照して説明する。ピストン組立体２６は、ピストンハウジング３２を覆って移動可能なピストン３０を含む。ピストン３０は、針３４に取り付けられたハブ８０を含む。ハブ８０は、ピストン３０と一緒に移動するように、ピストン３０に強固に取り付けられている。ハブ８０は、薬剤流路４４（図２参照）に接続された流体注入口８２も含み、薬剤が薬剤流路４４から注入口８２を通過して針３４へ流れることを可能にする。針３４自体は、尖った遠位端及び使用者へ薬剤が流れるように針を通過する内腔を有する中空の針である。針の遠位端は斜めにすることができる。
【００２３】
ピストンハウジング３２は、円筒形であり、内面３２ａを有する中空内部チェンバー８４を含む。チェンバー８４は、下端において装置１０の基部１４によって閉鎖され、上端において蓋８６によって閉鎖される（図４Ｂ〜Ｃ参照）。蓋８６とピストンハウジング３２は、対応する翼状部または延長部８８ａ、８８ｂ（それぞれ）を含み、前記翼状部または延長部は、蓋８６がピストンハウジング３２の上に配置されたとき整列する。ねじまたはその他の締結具は、翼状部８８ａを貫通して翼状部８８ｂの中まで通って、蓋８６をピストンハウジング３２に取り付ける。蓋８６は、ピストン３０が通過するための中央開口９０を含み、ピストンの上下移動を可能にする。最後に、蓋８６は、図４Ｂ〜４Ｃに示すように、蓋がハウジングに取り付けられたとき、ピストンハウジング３２の内面３２ａに接触するＯリングまたはその他のシール９４を含む。蓋８６が翼状部８８ａ、８８ｂを介してピストンハウジング３２に取り付けられたとき、Ｏリング９４は内部チェンバー８４の頂部に気密シールを生み出す。このシールは、下にさらに詳細に説明するようにこの内部チェンバー８４へ送られてピストンを上下に移動させるガス圧を封じ込める。
【００２４】
ピストン３０は、外側シェル９６と、ポスト１０２と、プレート１０４とを含む。プレート１０４は、頂部の上向き面１０５と、底部の下向き面１０７とを有する。シェル９６は円筒形であり、ピストンハウジング３２を覆って通過する形状及びサイズを有する。シェル９６は、翼状部８８ａ、８８ｂと整列して係合する切欠き９８を含む。切欠き９８に翼状部８８ａ、８８ｂが係合することは、シェル９６がピストンハウジングに沿って垂直に移動することを可能にし、シェル９６がピストンハウジング３２の周りを回転するのを防止する。また、シェル９６は、ハウジング３２の基部の注入口９１（下に説明）と整列し、且つ蓋８６の注入口９２と整列する別個の切欠き１００も含み、その結果シェル９６がこれらの注入口を覆って下方に移動できる（例えば、図２参照）。
【００２５】
ポスト１０２は、シェル９６をプレート１０４に接続する。ポスト１０２は、プレート１０４から蓋８６の開口９０を貫通して延び、例えばポスト１０２をシェル９６の下面に接着することにより、またはポスト１０２をねじなど締結具によってシェル９６に固定することにより、シェル９６にしっかりと取付けられる。シェル９６、ポスト１０２、及びプレート１０４は一緒に移動して、ピストンハウジング３２を覆って上下にスライドし、ポスト１０２は蓋８６の開口９０を貫通してスライドする。プレート１０４は、チェンバー８４の内部において基部３２の内面３２ａに対してシールするＯリングまたはその他のシール１０８を含む。このＯリング１０８は、ハウジング３２内に気密シールを生成して、下にさらに説明するように圧力ハウジングからのガス圧を封じ込める。
【００２６】
ピストン３０は、図４Ｂ及び４Ｃに示すように、２つの位置の間を移動する。ピストン３０の移動は、２つの別個の注入口を通過する、チェンバー８４内への空気の流れによって生み出される。第一注入口９１は、蓋８６の下方でかつプレート１０４の下方のハウジング３２の底部に位置する。第二注入口は、蓋８６の頂部に位置して、蓋８６を貫通してプレート１０４の上面１０５より上方のチェンバー８４内へ通じる通路９２ａに接続される。このようにして、下側注入口９１は、プレート１０４の下面１０７より下方のチェンバー８４へ通じ、上側注入口９２は、プレート１０４の上面１０５より上方のチェンバー８４へ通じる。
【００２７】
下側注入口９１は、第二圧力流路１５０をプレート１０４より下方のチェンバー８４に流通可能に結合するので、この流路を通過して流れるガス圧はチェンバー８４へ進入して、プレート１０４の底部の下向き面１０７を押して、図４Ｂに示すようにピストン３０を格納位置へ持ち上げる。上側注入口９２は、第三圧力流路１５２をプレート１０４より上方のチェンバー８４に流通可能に結合するので、この流路を通過して流れるガス圧はチェンバー８４へ進入して、プレート１０４の頂部の上向き面１０５を押して、図４Ｃに示すようにピストンを展開位置へ押し下げる。
【００２８】
図４Ｂの格納位置において、針３４は、基部１４より上方かつカバー１２内側の装置１０内に収容される。プレート１０４は、蓋８６まで引き上げられる。プレート１０４より下方のチェンバー８４内の空気圧は、ピストン３０を格納位置に保持する。この空気圧は、プレート１０４上のＯリング１０８によってシールされる。
【００２９】
図４Ｃの展開位置において、針３４は、基部１４の開口１１０を貫通し、装置１０から使用者の皮膚の中へ延びる。プレート１０４より上方のチェンバー８４内の空気圧は、ピストン３０をこの展開位置に保持する。この空気圧は、蓋８６のＯリング９４とプレート１０４のＯリング１０８との間にシールされる。ピストンプレート１０４はハウジング３２の底部近くにあるが、下側注入口９１の上方にあるので、Ｏリングシール１０８は、注入口９１より上方に留まって注入口９１を通過するガス漏出を防止する。シェル９６は蓋８６の上に乗り、ピストン３０のそれ以上の下向き行程を防止する。シェル９６の高さは、針３４の行程を決定するので、使用者の皮膚の中への針の貫通深さを決定する。１つの実施形態において、注入深さは６〜９ｍｍであり、基部１４上方のその格納位置から基部１４を貫通して所望の注入深さまで針を移動するために、ピストンの高さはこの深さより多少大きい。皮下注射の適切な深さに関する付加的情報は、米国特許第６５４４２３８号の図面及び説明に見出すことができる。
【００３０】
図４Ｂ及び４Ｃに図示するように、下側注入口９１と上側注入口９２の間の交互の空気圧はピストン３０を上下に移動させる。１つの注入口が加圧されると、他方の注入口は排気されるので、ピストン３０は、チェンバー８４の中を移動できる。ガス圧経路１５０、１５２及び通気路１５４、１５６が、図６〜７に関連してさらに詳細に説明される。
【００３１】
ピストン３０を上下させるためのピストン組立体２６へのガス圧の流れは、図５に示される弁８によって制御される。弁１８は、針の挿入及び針を通過する薬剤の送達を制御するために、薬剤貯蔵器から針までの薬剤流路を遮断し、かつ圧力ハウジング２８からピストン組立体２６までの第二及び第三圧力流路を遮断する。図示する実施形態において、弁１８は、弁ハウジング１１４内を往復するスプール１１２を有するスプール弁である。弁ハウジング１１４は、中央通路１１６を含み、これを貫通してスプール１１２が延びる。
【００３２】
スプール１１２及びハウジング１１４は、ピストン組立体２６へのガス圧及び薬剤の流れを許容または阻止するように配置された開口、シール及び溝を含む。スプール１１２は、弁を通過する様々な流路を開閉するために、ハウジング１１４内で２つの異なる位置（開始位置及び停止位置）の間を前後に移動する。通路１１６内で一方の方向または他方の方向にスプールをスライドさせることによって、スプール１１２の溝及びシールは、ハウジング１１４の開口と整列して、ピストン組立体２６への流路を開閉する。
【００３３】
図５の実施形態において、ハウジング１１４の開口は、薬剤の流れのための２つの開口並びにガス圧の流れのための３つの開口及び２つの通気口を含む。薬剤の流れのための２つの開口は、図２を参照して上に説明した注入口４８ａ及び流出口４８ｂである。注入口４８ａ及び流出口４８ｂは、弁ハウジング１１４を貫通して通路１１６へ至る。薬剤は、薬剤貯蔵器２４からチューブ５０ａを通過して弁ハウジングの注入口４８ａ内へ流れる。スプール１１２は、その後、さらなる薬剤の流れを許容または阻止する。薬剤流路４４は、ハウジング１１４の反対側の流出口４８ｂを通過し、チューブ５０ｂを通過して針３４まで続く。
【００３４】
また、弁ハウジング１１４は、圧力ハウジング２８からのガス圧の流れを定めるための３つの開口１２０、１２２及び１２４を含む。これらの開口は、ハウジング１１４を貫通して通路１１６へ至る。開口は、第一及び第二圧力流路１５０及び１５２に流通可能に結合される。ハウジング１１４のこれらの開口１２０〜１２４から反対の側に、２つの通気口１２６、１２８が設置される（図２参照）。通気口は、ハウジング１１４を貫通して通路１１６に至る。これらの開口１２０、１２２、１２４と通気口１２６、１２８は互いに、スプール１１２の移動によって交互に開閉される。
【００３５】
スプール１１２は、２つの対向する端部を含み、第一端部は開始ボタン１３０を形成し、反対側の第二端部は停止ボタン１３２を形成する。使用者は、弁１８を操作するために、スプールのこれらの対向する端部を押す。スプールの長さに沿って、４つの離間したＯリング１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄがある。Ｏリング１３４ｄと停止ボタン１３２との間には、より広い液体シール１４０がある。Ｏリング１３４ａと１３４ｂとの間及びＯリング１３４ｂと１３４ｃとの間には、（それぞれ）ガス圧の流路を形成する陥凹部１３６、１３８がある。液体シール１４０とＯリング１３４ｄとの間には、溝１４２が含まれる。
【００３６】
スプール１１２及びハウジング１１４におけるこれらの特徴部が、弁１８の操作と開始位置及び停止位置において弁を通過する液体及びガスの流れとを示す図６〜７の断面図に示される。図６は、停止位置にある弁１８を示し、スプール１１２の停止ボタン１３２はハウジング１１４に接触し、開始ボタン１３０はハウジングから突出して、押される準備が整っている。この停止位置において、弁１８は、薬剤流路４４を通過して針へ至る流体の流れを防止する。また、弁１８は、ピストン３０の底部へ至る第二圧力流路１５０を開放し、ピストン３０の頂部へ至る第三圧力流路１５４を閉鎖する。さらに、弁１８は、ピストン頂部から通気口１２６までの上側通気路１５４を開放し、またピストン底部から通気口１２８までの下側通気路１５６を閉鎖する。これらの流路の各々について、下に詳細に説明する。図６及び７において、第一圧力流路４０（圧力ハウジング２８からチューブ４２を通過して薬剤貯蔵器２４に至る）は、明瞭にするために省略されている（図２に図示される）。
【００３７】
図６を参照すると、弁１８が停止位置にあるとき、液体シール１４０は、弁ハウジング１１４の注入口４８ａと流出口４８ｂとの間の薬剤流路４４を封鎖する。この実施形態において、チューブに沿った摩擦を克服して、針への液体薬剤の円滑な流れを可能にするために、薬剤流路４４は、様々なガス圧流路より断面積が大きい。その結果、液体シール１４０は、液体流路４４を完全にシールするためにＯリング１３４ａ〜ｄより広い。使用者による装置の使用前、弁が停止位置にあるとき、液体薬は、薬剤貯蔵器からチューブ５０ａを通過して注入口４８ａまで流れることができる。しかし、図示するように弁が停止位置にあると、液体シール１４０は、それ以上の薬剤の流れを妨げる。薬剤は、このシール１４０の周りを流れず、針３４へ通じるチューブ５０ｂへ達しない。弁１８は、このように、薬剤が針へ時期尚早に送達されるのを防止する。
【００３８】
さらに図６を参照すると、停止位置において、弁１８は、第二圧力流路１５０を開放する。この流路１５０は、圧力ハウジング２８をピストン組立体２６に流通可能に結合する。具体的には、流路１５０は、一端において圧力ハウジングの流出口３８に、反対端においてハウジング３２の下側注入口９１に接続している。この下側注入口９１を通過するガスの流れは、プレート１０４より下方のチェンバー８４へ進入して、プレート１０４の下向き面を押圧し、それによって、プレート及びピストンを格納位置へ持ち上げる。流路１５０は、圧力ハウジング２８の流出口３８から弁ハウジング１１４の開口１２２２までの第一チューブ１４４と、弁ハウジング１１４の開口１２０から注入口９１までの第二チューブ１４６とを含む。流路１５０は、第一チューブ１４４を通過し、ハウジング１１４の開口１２２を通過し、スプール１１２の陥凹部１３８を通過し、ハウジング１１４の開口１２０を通過し、第二チューブ１４６を通過して注入口９１へ至る。
【００３９】
停止位置において、スプール１１２の陥凹部１３８は、第二圧力流路１５０を開放するために、ハウジング１１４の２つの開口１２０、１２２と整列する。２本のチューブ１４４及び１４６は、スプール１１２のこの陥凹部１３８によって接続される。陥凹部１３８の両側のＯリング１３４ｂ及び１３４ｃは、ガスを第一チューブ１４４から第二チューブ１４６へ強制的に流す。Ｏリング１３４ｂ及び１３４ｃは、ガスが弁１８から漏出して他の経路を通過して流出するのを防止する。従って、この位置において、圧力は、ピストンを持ち上げるために、圧力ハウジング２８からプレート１０４より下方の注入口９１へ経路が定められる。図６において、この圧力流路１５０を通過する流れが点線矢印で示される。
【００４０】
さらに図６を参照すると、停止位置において、弁１８は、上側通気路１５４を開放する。この通気路１５４は、上側注入口９２（プレート１０４より上方）を通気口１２６に流通可能に結合する。この通気路１５４は、第二圧力流路１５０からのプレート１０４より下方に加えられる圧力によってプレート１０４が上方に移動するとき、プレート１０４より上方の空気の排出を可能にする。上側通気通路１５４は、上側注入口９２を弁ハウジング１１４の開口１２４に接続する第三チューブ１４８を含む。第三チューブから、通気路１５４は、陥凹部１３６を通過して通気口１２６へ至る。通気口１２６は、カバー１２の下で（図１参照）周囲空気に通じる。
【００４１】
弁の停止位置において、陥凹部１３６は、開口１２４及び通気口１２６と整列して、上側通気路１５４を開放する。開口１２４及び通気口１２６は、スプール１１２のこの陥凹部１３６によって接続される。陥凹部１３６の両側のＯリング１３４ａ及び１３４ｂは、この経路の空気をチューブ１４８から通気口１２６へ強制的に流す。これらのＯリングは、弁１８から空気が漏出して別の経路を通過して流出するのを防止する。従って、この位置において、プレート１０４より上方のチェンバー８４内の空気は、上側通気路１５４を通過して通気口１２６から外へ流れる。図６において、この経路が実線矢印で示される。
【００４２】
このように、図６の停止位置にあるとき、弁１８は、薬剤流路４４を（シール１４０を介して）閉鎖し、第二圧力流路１５０を（陥凹部１３８を介して）開放し、かつ上側通気路１５４を（陥凹部１３６を介して）開放する。その結果、薬剤が針へ流れることが妨げられ、ピストン３０は格納位置へ持ち上げられる。
【００４３】
図７は、開始位置にある弁１８を示す。スプール１１２は、開始ボタン１３０がハウジング１１４に接触するまで、開始ボタン１３０から停止ボタン１３２へ向う方向（図７の方向において下向き）に移動した。停止ボタン１３２は、ハウジング１１４の反対端から延びて、装置の作動を停止するために押される準備が整っている。この位置において、スプール１１２は、薬剤流路４４を開放し、第二圧力流路１５０を閉鎖し、上側通気路１５４を閉鎖し、第三圧力流路１５２を開放し、及び下側通気路１５６を開放する。これらの流路各々が下で詳細に説明される。
【００４４】
図７に示すように、開始位置において、液体シール１４０とＯリング１３４ｄとの間のスプール１１２の溝１４２は、弁ハウジング１１４の注入口４８ａと流出口４８ｂとの間の薬剤流路４４と整列する。この整列は薬剤流路４４を開放する、というのも液体シール１４０は、もはや注入口４８ａと流出口４８ｂとの間の流れを阻止しないからである。圧力ハウジング２８からの圧力が発生すると、圧力は、第一圧力流路４０（図２参照）を通過して薬剤貯蔵器２４へ流れ込み、柔軟な薄膜６０を押して、液体薬剤を流出口４６からチューブ５０ａへ押し込む。弁１８が開始位置にあるとき、液体薬剤は、チューブ５０ａから注入口４８ａを通過し、溝１４２を通過し、流出口４８ｂを通過し、チューブ５０ｂを通過して、針３４へ流れる。
【００４５】
さらに、弁１８が開始位置へ動かされると、（図６に示される）第二圧力流路１５０は閉鎖される。Ｏリング１３４ｂは、弁ハウジング１１４の開口１２２と開口１２０との間に位置するので、チューブ１４４からチューブ１４６への空気の流れを阻止する。このＯリング１３４ｂは、圧力ハウジング２８からのガス圧が弁１８を通過してチューブ１４６へさらに下側注入口９１へ流れるのを防止することによって、流路１５０を遮断する。図６の停止位置において２本のチューブ及び２つの開口を接続した陥凹部１３８は、もはやこれらの開口と整列しない。その結果圧力ハウジング２８から下側注入口９１までの第二圧力流路１５０は閉鎖される。
【００４６】
さらに、図７において、上側通気路１５４は閉鎖される。Ｏリング１３４ａは開口１２４と通気口１２６との間に位置する。このＯリング１３４ａは、チューブ１４８から通気口１２６への空気の流れを阻止し、それによって、（図６に示される）上側通気路１５４を閉鎖する。弁の停止位置において開口１２４と通気口１２６を接続する陥凹部１３６は、もはや通気口１２６と整列しないので、空気はチューブ１４６から通気口１２６へ流れることができない。
【００４７】
図７の弁１８は、付加的な２つの流路を開放する。スプール１１２が図６の停止位置から図７の開始位置へ移動すると、陥凹部１３６は、チューブ１４４及び１４８と整列し、それによって、第三圧力流路１５２を開放する。第三圧力流路は、圧力ハウジング２８をピストン組立体２６の上側注入口９２に流通可能に結合する。具体的には、第三圧力流路１５２を流れるガス圧は、圧力ハウジング２８の流出口３８からチューブ１４４を通過してハウジング１１４の開口１２２内へ入り、陥凹部１３６を通過して、ハウジング１１４の開口１２４から出て、チューブ１４８を通過して上側注入口９２へ流れる。図７において、この流路が点線矢印で示される。ガス圧は、圧力ハウジング２８からピストン組立体２６までこの経路を通り、注入口９２及び通路９２ａを通過してピストンプレート１０４の上向き面１０５より上方のチェンバー８４へ進入する。ガスはピストンプレート１０４の上向き面１０５を押し下げて、ピストン３０を下へ移動させて（図４Ｃに示される）展開位置にする。陥凹部１３６の両側のＯリング１３４ａ、１３４ｂは、ガス圧の流れをチューブ１４４からチューブ１４８へ拘束して、ガスが弁１８から漏出して別の経路を通過して流出するのを防止する。
【００４８】
同時に、弁１８は、ピストンプレート１０４より下方のチェンバーを排気するために、下側通気路１５６を開放する。下側通気路１５６は、下側注入口９１を通気口１２８に流通可能に結合する。具体的には、下側通気路１５６は、下側注入口９１から、チューブ１４６を通過し、ハウジング１１４の開口１２０内へ入り、陥凹部１３８を通過して通気口１２８から出て行く。図７において、この経路１５６は実線矢印で示される。Ｏリング１３４ｂ及び１３４ｃは、空気がこの経路を通過するように拘束し、また弁１８を通過する空気の漏出を防止するために、陥凹部１３８の両側にシールを提供する。
【００４９】
図６〜７に示すように、陥凹部１３６及び１３８は、様々な流路を接続するために開口１２０、１２２、１２４と通気口１２６、１２８との間に跨るサイズに作られている。具体的には、陥凹部１３６は、通気口１２６と開口１２４との間、及び開口１２４と開口１２２との間に跨るサイズに作られる。陥凹部１３８は、開口１２２と開口１２０との間及び開口１２０と通気口１２８との間に跨るサイズに作られる。
【００５０】
図６及び７の両方を参照すると、装置１０の完全な作動が明らかである。図６において、起動前には、薬剤流路４４は、針への薬剤の流れを妨げるために、弁１８の液体シール１４０によって遮断される。下側注入口９１への第二圧力流路は開放され、その結果、流路内の空気圧がピストン３０を持ち上げてピストンを格納位置に保持して、針３４は装置１０内部に安全に格納される。上側通気路１５４は開放されて、ピストンプレート１０４より上方の空気の排気を可能にするので、ピストンが上方に格納位置へ動くのを妨げるように空気がピストンの上方で閉じ込められることがない。圧力ハウジング２８から上側注入口９２までの第三圧力流路１５２は閉鎖されるので、ピストンを下方に移動させるように圧力がピストンプレート１０４の上面１０５へ流れることはない。下側通気路１５６も閉鎖されるので、ピストンプレート１０４より下方の空気圧が排気されず、ピストン３０を下へスライドさせる。
【００５１】
この状態において、ピストン３０及び取り付けられた針３４は、上昇位置に格納され、液体薬剤はシールされる。装置１０は、輸送され、貯蔵され、使用準備が整うまで使用者によって保持され得る。装置は様々な向きで貯蔵でき、広い液体シール１４０は、装置の使用準備が整う前に液体が針へ流れるのを防止する。輸送時にピストン３０が不注意で押し下げられた場合、ピストンプレート１０４より下方のチェンバー８４内の空気は、ピストンを格納位置に保持するためにピストンに圧力を返す。ピストンプレート１０４下のチェンバー８４内の空気はシールされる（一端においてシール１０８によって、他方の端で圧力ハウジングによって）ので、空気はピストンから漏出せず、ピストンを下方にスライドさせない。この空気を利用できる通気路はないので、空気は、輸送及び貯蔵時にピストン３０を上昇位置に保持するクッションとして作用する。
【００５２】
使用者が装置１０を使用して薬剤を注射する準備が整ったら、使用者は、基部１４の下面に沿った接着層を露出させるために、最初に基部１４の下面からカバーシートまたはライナー１１（図１参照）を外す。使用者は、この接着面を所望の注射位置にある皮膚に押し当てる。基部１４の孔１１０は、針が伸びて皮膚のどこに挿入するかを正確に示す。使用者は、この孔１１０を皮膚の所望の注射ポイントに整列させることができる。
【００５３】
使用者は、その後、起動ボタン２０を押して、装置内にガス圧を発生させる。上述したように、ボタン２０は、圧力ハウジング２８の中へ下方に移動して、２つの化学反応物質７０、７２の相互の接触を引き起こし、それによって、ガス圧を発生する化学反応を開始させる。この時点で、弁１８は、図６に示す「停止」に留まっている。その結果、圧力ハウジング２８内にガス圧が確立する一方で、薬剤流路４４は閉鎖されたままであり、第三圧力流路１５２は閉鎖されたままである。圧力ハウジングからのガス圧は、第一圧力流路４０を通過して薬剤貯蔵器２４の中へ流れ、薬剤を薬剤流路４４に沿ってシール１４０まで押す。シール１４０において、薬剤のそれ以上の流れは妨げられる。また、圧力ハウジング２８からの圧力は、開放された第二圧力流路１５０を通過して下側注入口９１まで流れ、ピストンプレート１０４より下方のチェンバー８４の中へ流れる。この圧力は、さらに、ピストンを上昇した格納位置に保持する。
【００５４】
注射の準備が整ったら、使用者は、スプール１１２の開始ボタン１３０を押す。使用者がボタンを押して、弁のスプール１１２をスライドできるように、スプールの開始ボタン及び停止ボタンは、カバー１２の窓１６ａ及び１６ｂからアクセスできる。使用者が開始ボタン１３０を押すと、スプール１１２は弁ハウジング１１４内で図７に示す開始位置まで移動する。上述したように、このスプール１１２の移動は、薬剤流路４４（溝１４２を通過する）を開放し、上側注入口９２に通じる第三圧力流路１５２を開放して、下側通気路１５６を開放する。また、この移動は、第二圧力流路１５０を閉鎖し、上側通気路１５４を閉鎖する。その結果、圧力ハウジングからのガス圧は、第三流路１５２を通過してチェンバー８の中へ流れ、チェンバーにおいてプレート１０４の上面１０５を押圧する。ピストンプレート１０４より下方のチェンバー８４内の空気は、下側通気路１５６を通過して大気へ排気される。ピストンプレート１０４の上面１０５に加えられる圧力及びピストンプレート１０４の下面の開放された通気路によって、ピストンプレート１０４はチェンバー８４を下方に展開位置（図４Ｃ参照）まで移動させられる。針３４はピストンと一緒に移動して、開口１１０を貫通して使用者の皮膚の中へ延びる。同時に、第一圧力流路４０を通過して流れるガス圧は、薬剤貯蔵器内の柔軟な薄膜６０を押して、薬剤は流路４４を通過して針３４へ及び使用者へ流れる。
【００５５】
このようにして、使用者が開始ボタンを押すと、針は自動的に使用者の体内に入り、薬剤は自動的に針を通過して皮下注射のために使用者へ流れる。ガス圧は、薬剤が薬剤流路４４を流れるより速く第三圧力流路１５２を流れるので、針３４は薬剤が針に達する前に挿入され、その結果薬剤を無駄にしない。
【００５６】
薬剤が完全に送達されたら、またはそれより早く使用者が望む場合、使用者は、停止ボタン１３２を押す。停止ボタン１３２の動きは、スプール１１２を図６に示される停止位置へ戻す。この動きは、弁ハウジング１１４の注入口４８ａと流出口４８ｂとの間にシール１４０を動かして、薬剤流路４４を閉鎖して、まだ完全に送達されていない場合、それ以上の薬剤の流れを阻止する。第三圧力流路１５２及び下側通気路１５６は閉鎖され、第二圧力流路１５０及び上側通気路１５４が開放される。その結果、ピストンプレート１０４より上方のガス圧が排気され、ガス圧はピストンプレート１０４より下方の注入口９１を通過して流れ、それによってピストン３０を持ち上げる。従って、停止ボタン１３２が押されると、針３４は自動的に装置１０の中へ後退する。ピストンプレート１０４より下方の加圧されたチェンバー８４は、安全な処分のために針を装置１０内に保持する。１つの実施形態において、装置１０は使い捨て装置であり、薬剤が送達され、装置内に針が安全に格納された後に廃棄される。
【００５７】
上述した装置１０の作動サイクルにおいて、装置は、針の前進及び後退のためにピストン３０の対向する側に対する圧力経路及び通気路を交番させる。すなわち、弁１８の１つの位置において、ピストン３０の第一の側（上向き面１０５）は排気され、反対側（下向き面１０７）は、加圧される。弁が第二位置へ移動されると、圧力通路及び通気路は逆転して、ピストンの第一の側が加圧され、反対側が排気される。弁を通過する圧力経路と通気路を交番させることによって、ピストン及び針は交互に前進及び後退させられる。
【００５８】
薬剤送達装置１０’の１つの実施形態を図８に示す。装置１０’は、上述したのと同様に作動する。装置は、カバー１２と、起動ボタン２０と、開始ボタン１３０及び停止ボタン１３２とを含む。使用者は、起動ボタン２０を押して、化学反応を起動するかまたはその他の方法で装置の圧力ハウジング内にガス圧を放出する。使用者は、弁を開始位置に移動して、針を展開し、針への薬剤の流れを可能にするために、開始ボタン１３０を押す。使用者は、弁を停止位置へ移動し、針を格納して、それ以上の薬剤の流れを妨げるために、停止ボタン１３２を押す。使用者が携帯でき、持ち運びに便利であるように、装置１０’は、カバー１２内部にコンパクトにまとめられている。カバー１２から延びる３つのボタン２０、１３０、１３２は、操作が容易で、使用のための指示は明瞭である。従って、患者は、複雑な指示や準備無しに安全にかつ容易に投薬でき、かつ注射後に針を安全に処分できる。使用者は、医療従事者の補助なしで所望の位置に投薬できる。
【００５９】
１つの実施形態において、装置１０’は、高さ約２.５４ｃｍ（１インチ）、長さ６.９８ｃｍ（２.７５インチ）及び幅６.７３ｃｍ（２.６５インチ）である。
【００６０】
本発明は、代表的実施形態に関して説明しこれを図解するが、これに限定されることなく、変更及び修正を加えることができ、変更及び修正は、特許請求の範囲に示すように本発明の意図する全範囲内に属することが分かるはずである。例えば、薬剤貯蔵器の組立てのため及びピストンハウジング３２への蓋８６の取付けのためにねじ５４が示されるが、機械的締結具及び／または接着剤、またはプラスチック部品の超音波溶着またはその他の締結方法を含めて、他のタイプの締結具を使用できる。薬剤貯蔵器２４は、合わせて取り付けられた２つの別個の部品としてではなく１つの連続的ピースとして一体的にすることができる。さらに、基部１４は、充填口６４または薬剤貯蔵器またはピストン組立体２６の底部など様々な構成要素の一部として使用できるが、代替の実施形態において、これらの特徴部を基部１４とは別に用意し、基部に取り付けることができる。
【００６１】
上では、ガス圧源を、クエン酸と炭酸カルシウムの反応による二酸化炭素副産物として説明するが、他のガス圧源を使用できる。例えば、ガス圧は、例えば酢酸と炭酸ナトリウムまたはマグネシウム、または他の酸性溶液とアルカリ性炭酸金属など、他の酸と炭酸金属など他の化学反応物質から発生され得る。酸、炭酸塩及び他の反応物質の追加の例は、米国特許第５７００２４５号明細書から明らかであり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。ガス圧は予圧ガスキャニスタの中に収容されることができ、前記キャニスタは圧力を解放するために起動ボタンによって孔を開けられる。
【００６２】
上記の弁１８はスプール弁であるが、他の実施形態において、弁は、ネジ式弁、回転弁またはその他の弁など他の構造を有する。
【００６３】
薬剤流路４４の一部を成すチューブ５０ａ、５０ｂは、薬剤の粘度及び分量に応じて所要断面積を有する流路を提供するように、供給される特定の薬剤に応じて選択できる。チューブ類の長さ及び内径は、皮膚への所要送達速度を与えるためにチューブを通過する薬剤の流量を変えるように選択できる。同様に、針３４は、薬剤及び注射の深さ、分量及び速度に基づいて選択できる。
【００６４】
本明細書に示されていなくても、付加的特徴を装置１０に含めることができる。例えば、ピンなど付加的安全機構を利用して、使用前、輸送時に針を格納位置に保持できる。使用者は、使用前に装置からピンを外して、針を解放できる。処分するために使用済み針を格納位置に保持するために、使用後ラッチなど他の安全機構を起動できる。別の選択肢は、針が身体から外されたとき針を被覆するばね荷重式のシースである。薬剤が容器から完全に放出され注射が完了したことが使用者に分かるように、薬剤貯蔵器２４を調べる窓をカバー１２に設置できる。注射が完了したことを示す他の表示、例えば薬剤貯蔵器が空になったときクリック音を与える外輪（paddle wheel）を設置できる。または、注射の完了のために位置センサによって起動される触覚的指示器を設置できる。
【００６５】
上述のいくつかの特徴部は他の実施形態において省略できる。例えば、薬剤が柔軟な密封バッグに入れて容器２４に挿入される場合、柔軟な薄膜６０を省略できる。第一圧力流路４０からのガス圧は薄膜６０を押すのではなく、直接バッグを押圧して、薬剤を流れさせる。
【００６６】
これらは、本発明の主旨から逸脱することなく提供できる別の多くのデザイン及び変更例のいくつかの例に過ぎない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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