(57)【要約】  注射装置に対して高い背圧抵抗を生み出す高密度の組織を有する領域に流体を注入するための方法および装置が開示される。この高い背圧抵抗には、１次リザーバ（１）の断面積より小さい断面積を有する２次リザーバ（２）を使用することによって実現される機械的利点によって打ち勝つ。例示的な注射装置のリザーバハウジングは、１次リザーバ（１）、２次リザーバ（２）、逆止弁（３）、隔壁貫通カニューレ（４）、移動リミット（５ａ）および（５ｂ）、ペン針連結部分（６）、摺動シール案内リブ（２７）、摺動シール（８）、ペン針組立体（９）、針ストッパ（１０）、および患者用の針（１１）を備えることができる。
2008535636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を目標組織層に注入するための注射機構であって、
第１の軸を有する、注射前に流体を格納するための１次リザーバと、
第２の軸を有する、注入される流体の量を保持するための２次リザーバとを備え、前記２次リザーバは、前記１次リザーバと同軸かつ直列に配置され、前記前記１次リザーバの断面積よりも小さい断面積を有することを特徴とする注射機構。
【請求項２】
摺動シール、針組立体、針ストッパを備える針連結部分を備え、前記摺動シールは前記注入される流体が注入中に通過する針隔壁を含み、さらに
前記流体を前記目標組織層に注入するために者の皮膚を貫通するための、前記摺動シールの前記針隔壁を横切る患者用の針を備えることを特徴とする請求項１に記載の注射機構。
【請求項３】
前記患者用の針は、約０．５ｍｍから約５ｍｍの露出長さを有することを特徴とする請求項２に記載の注射機構。
【請求項４】
前記患者用の針は、約０．５ｍｍから約３．５ｍｍの露出長さを有することを特徴とする請求項２に記載の注射機構。
【請求項５】
前記患者用の針は、約１．５ｍｍから約３．０ｍｍの露出長さを有することを特徴とする請求項２に記載の注射機構。
【請求項６】
前記患者用の針は、皮内または浅い皮下組織空間に流体を送達することを特徴とする請求項２に記載の注射機構。
【請求項７】
流体が前記２次リザーバから前記１次リザーバすなわち薬剤カートリッジに戻る漏れを防止するために、前記１次リザーバと前記２次リザーバの間に配置された逆止弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の注射機構。
【請求項８】
前記流体は、治療薬、ワクチンまたは診断薬のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の注射機構。
【請求項９】
前記１次リザーバは、１回分の用量の薬剤を投与するための薬剤カートリッジを受けるように適合されることを特徴とする請求項１に記載の注射機構。
【請求項１０】
注射を打つのに備えて、前記１回分の用量の薬剤を前記２次リザーバに移すために分注手段が使用されることを特徴とする請求項９に記載の注射機構。
【請求項１１】
前記２次リザーバが流体で充填され、それによって前記摺動シールが前記２次リザーバの近位方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の注射機構。
【請求項１２】
前記患者用の針は、針ストッパで止まるまで前記患者の皮膚を貫通し、前記針ストッパは、前記患者用の針よりも大きい面積を有することを特徴とする請求項２に記載の注射機構。
【請求項１３】
前記１次リザーバに圧力を加えることによって注射が施され、それによって前記２次リザーバの前記流体が前記針隔壁および患者用の針の中を通って流れて、前記皮内組織内に注入されることを特徴とする請求項１２に記載の注射機構。
【請求項１４】
流体を患者の皮内組織層内に注入する方法であって、
第１の断面積を有する１次リザーバから前記第１の断面積より小さい第２の断面積を有する２次リザーバに流体を移すステップと、
前記流体が前記２次リザーバから前記１次リザーバに流れて戻るのを防止するステップと、
前記２次リザーバ内の前記流体を加圧して、患者の前記皮内組織層に押し込むステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記加圧ステップの前に、前記２次リザーバと流体連通する針で、前記患者の皮膚を貫通するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記移動ステップは、前記２次リザーバへ移す前記１次リザーバ内の流体量をセットするために、投与ノブを回すステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記防止ステップは、逆止弁を使用するステップを含み、前記逆止弁は、流体が前記１次リザーバから前記２次リザーバへ流れるのを許可し、前記２次リザーバから前記１次リザーバに戻る流れはほぼ阻止することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記貫通ステップは、前記針が前記皮膚に貫通する深さを制限するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記針が前記皮膚に貫通する深さは、針ストッパで制限されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
液剤を患者に注射する方法であって、
液剤を第１のリザーバ内に供給するステップと、前記第１のリザーバを縮めて、前記液剤を第２のリザーバ内に移すステップと、
前記第２のリザーバを縮めて、前記液剤を目標空間に送達するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記第１のリザーバを縮めるステップによって、前記液剤が前記第１のリザーバより小さい断面積を有する２次リザーバに移ることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記２次リザーバから押し出される前記液剤の圧力は、前記第１のリザーバから前記第２のリザーバに移されるときの液剤の圧力より大きいことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
薬剤を患者の皮膚の皮内組織に送達するための装置であって、
遠位端および近位端を有し、１次リザーバと２次リザーバを流体連通式に画定するリザーバハウジングと、
前記リザーバハウジングの遠位端に取り付けられたペン針組立体と、
前記２次リザーバと流体連通するように前記ペン針組立体にしっかり取り付けられ、該ペン針組立体から遠位方向に延びる針と、
皮膚と係合する表面を有する針ストッパとを備え、前記針ストッパは、前記針の事前選択された部分が前記皮膚と係合する表面から遠位方向に延びるように、前記ペン針組立体に対して事前選択された位置に配設され、
前記リザーバハウジングは、上側スリーブと摺動式に係合され、第１の位置から第２の位置に移動可能な下側スリーブを備え、
前記下側スリーブが前記第１の位置にあるときに前記２次リザーバは第１の容積を有し、前記下側スリーブが前記第２の位置にあるときに前記２次リザーバは第２の容積を有し、前記第２の容積は前記第１の容積より小さいことを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記ペン針組立体は、前記リザーバハウジングに選択的に直接取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ペン針組立体は、前記リザーバハウジングに固定式に取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記針ストッパは、前記ペン針組立体または前記リザーバハウジングと一体式に形成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
薬剤を患者の皮膚の皮内組織に送達するための装置であって、
遠位端および近位端を有し、１次リザーバと２次リザーバを流体連通式に画定するリザーバハウジングと、
前記リザーバハウジングの遠位端に取り付けられたペン針組立体と、
前記２次リザーバと流体連通するように前記ペン針組立体にしっかり取り付けられ、そのペン針組立体から遠位方向に延びる針と、
皮膚と係合する表面を有する針ストッパとを備え、前記針ストッパは、前記針の事前選択された部分が前記皮膚と係合する表面から遠位方向に延びるように、前記ペン針組立体に対して事前選択された位置に配設され、
前記リザーバハウジングは、上側スリーブと摺動式に係合され、第１の位置から第２の位置に移動可能な下側スリーブを備え、さらに
前記下側ハウジングと動作可能に係合され、少なくとも部分的に前記２次リザーバ内で摺動運動するように配設された摺動シールを備えることを特徴とする装置。
【請求項２８】
前記ペン針組立体は、前記リザーバハウジングに選択的に直接取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ペン針組立体は、前記リザーバハウジングに固定式に取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記針ストッパは、前記ペン針組立体または前記リザーバハウジングと一体式に形成されることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、注射装置を使用する薬剤の送達に関する。具体的には、本発明の一実装形態は、機械的利点をもたらすために２次予備送達リザーバをマイクロニードル薬剤送達装置に組み込んだ注射装置および方法に関する。本出願の主題は、２００２年９月１１日に出願した特許文献１の主題に関連し、その開示全体を参照によりここに援用する。本出願の主題はまた、Ｌｏｖｅｌｌ他の「Injector Device With Force Lock-Out And Injection Rate Limiting Mechanisms」という名称の特許文献２の主題に関連し、その開示全体を参照によりここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ある特定の状況では、薬剤をヒトの組織に直接注入することが望ましい。一般に、筋肉組織層、皮下組織層、および皮内組織層などの組織領域に薬剤を注入するには、注射器が使用される。これらの組織層はそれぞれ、目標組織層への流体の注入に必要な流体圧力の大きさに影響を及ぼす、固有の特徴を有する。こういった組織層のそれぞれに流体を注入するときは、使用者は、個々の組織層に伴う様々な大きさの背圧に打ち勝つのに十分な力を注射装置に加えなければならない。一般的に、医師および糖尿病患者などの自己注射を行う者は、流体を皮下層に注入するのに必要な力に慣れている。皮下／筋肉組織層への注入を行うと、組織の特徴、針の長さおよび針の直径すなわち番手のために、患者すなわち自己注射を行う者に不快感が引き起こされる。皮内組織層への送達の実現には、より短くより小さい番手の針を用いることが望ましい。
【０００３】
針の長さを短くし、針の直径を小さくすると、注射装置の流体力学が変化することに留意されたい。さらに、針の長さを短くすると、皮内層など異なる組織層に流体が注入されるので、注射装置と目標組織層の間の流体力学も変化する。筋肉内、皮下、皮内の各組織層の組織密度にはばらつきがあるので、各タイプの組織層に流体を注入できる容易さは様々に変動する。組織密度にばらつきがあると、流体を注入するときに、組織からその流体に対して加わる背圧が変化する。例えば、皮内組織層にかかわる背圧は、皮下組織層にかかわる背圧よりも大きい。
【０００４】
現在、薬剤を皮下投与するためのペン型注射システムがいくつか市販されている。こういったペン型注射システムでは一般に、５ｍｍから１２．７ｍｍの長さを有する２９から３１番手の針を使用する。このシステムは、患者の皮下組織層に素早く都合のよい形でインシュリンなどの薬剤カートリッジの内容物を送達するために使用される。薬剤カートリッジは一般的に、標準の容積／サイズのものである（一定の断面積を含む）。送達圧力は、使用者が加える作動力とカートリッジの断面積の商である。カートリッジの断面積が固定されているので、送達圧力を大きくするには、使用者による作動力を大きくする必要がある。
【０００５】
皮下薬物投与の場合に通常経験される使用者の痛みおよび感覚を軽減する、「マイクロニードル」ペンシステムが開発されている。かかる「マイクロニードル」薬剤送達システムは、一般に３０から３４番手以下のより小さい直径を有する、３ｍｍ以下のより短い針を備えることができる。このような針の長さと番手サイズの組合せは、深い皮内または浅い皮下組織層などの一定の選択された組織だけにより正確に目標物質を送達することができる、鋭くさらに短い先端幾何形状を形成するには望ましく、それによって制御された流体送達が可能になる。皮下投与に使用される現在の典型的なペン型注射システムは、とりわけマイクロニードルを使用して皮膚の皮内層へ流体を注入する際の背圧が高いために、皮内層への投与に自己注射を行う一般の人が使用するには最適ではないと思われる。
【０００６】
より高い背圧を考慮した目標組織層への有効な薬剤送達を実現するには、注入深さ精度と注入速度という２つの要素を制御することが望ましい。これは、皮内注射に関しては、背圧が他と比べて高いので特に関心があるであるが、同様の解析を筋肉内または皮下の組織層に注入する場合にも適用することができる。注射中は、皮内組織層の幅の狭い深さ範囲内に薬剤を送達することをまず確実なものにし、維持するべきである。深さ精度が達成されたら、薬剤の他の組織層への漏れ、または皮膚の中を戻って出てくる漏れを最小限にする、またはなくすように注入速度を制御するべきである。皮内薬剤送達およびマイクロニードルの追加の詳細については、特許文献３（２００２年１２月１７日発行）、特許文献４（２００３年５月２７日発行）、特許文献５（２００２年９月１１日出願）、特許文献６（２００４年１月３０日出願）、および特許文献７（２００４年８月２０日出願）にすでに記載されている。これらの特許および出願は本願特許出願人に譲渡されている。かかる特許および出願のそれぞれの内容全体を参照によりここに援用する。
【０００７】
皮膚の皮内組織層は、皮下組織領域よりもかなり高密度である。個々の患者の皮内組織層の密度はある程度、そのコラーゲン組成（患者の年齢の影響を受ける）と患者の体における注射部位の位置の関数である。この皮内組織層の高まった密度によって、皮下組織領域に注入するときに生じる抵抗よりも、注射装置の背圧抵抗が大きくなる可能性がある。従来のペン型システムで皮内組織層に注入する場合、この高まった背圧抵抗に打ち勝つには、使用者すなわち患者は、注射装置アクチュエータにより大きな作動力（かなりのものになる可能性がある）を加える、あるいは何らかの動力付きの注射装置を使用する必要があるはずである。こういった用途では、注射装置を、皮内注射部位からのより大きな背圧と、使用者すなわち患者が加える追加の力に耐えるように設計しなければならない。さらに、注射装置を作動させるのに必要な作動力が大きくなることによって、流体圧力が高まるため、所望の組織深さを超えたところに流体が「噴出」する可能性がある。
【０００８】
従来のペン型注射システムでは、ペン機構（すなわち主ねじ）とカートリッジ後端のストッパの「軸方向のコンプライアンス」をもたらして平衡を保ち、引き抜き時の針先端からの「垂れ落ち」を最小限にするために、使用者が、注射完了後約１０秒間、針を皮膚に載置したままにする必要がある場合がある。より高い背圧の結果生じる、追加の軸方向のコンプライアンスをいずれも吸収するには、かかる時間を大きくする必要があり得る。
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願第１０／２３８，９５８号
【特許文献２】米国特許出願第１１／１０２，８８２号
【特許文献３】米国特許第６，４９４，８６５号
【特許文献４】米国特許第６，５６９，１４３号
【特許文献５】米国特許出願第１０／２３８，９２５号
【特許文献６】ＰＣＴ出願第２００４／０２７８３号
【特許文献７】米国特許出願第１０／９１６，６４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、使用者すなわち患者が、皮下組織領域に薬剤を注入するのに必要な力と同様の力を加えながらも、皮内組織層に、制御された流量で治療薬、ワクチン、および診断薬などの化合物を注入するのを可能にするための、システムおよび方法を提供する必要がある。
【００１１】
本発明の一態様の目的は、薬剤を皮下組織領域に注入するのに必要な力と同等の大きさの力で、薬剤を皮内組織層に注入できる注射装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の態様の目的は、薬剤を皮内空間に注入するための機械的利点を作り出す２次リザーバを有する注射装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の態様の目的は、皮膚表面に戻ってそこから出てくる漏れを低減またはなくすことによって、皮内組織の高密度層への正確な用量の薬剤送達の保証を実現することである。
【００１４】
本発明の他の態様の目的は、皮内または真皮付近の組織層への流体送達の場合に直面する背圧抵抗に打ち勝つのに必要な高い圧力を形成することができ、この目標組織層への流体送達に特有の加圧に耐えることができ、流体を送達するために使用者が簡単に作動させることができる、流体送達機構を有する注射装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の態様の別の目的は、使用者にその他の組織領域への注入と同様の大きさの力で装置を作動させることによって、より制御された注入流量での薬剤の送達を可能にするための、皮内層への許容可能な注入流体圧力を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実装形態によると、１次リザーバに対して小さくした断面積を有する２次リザーバから機械的利点が引き出される装置を使用する、薬剤を皮膚の皮内層に注入するための注入機構および方法が提供される。
【００１７】
本発明の実施形態で使用される２次リザーバは、使用者に必要な作動力を低減するのに望ましい機械的利点を提供することによって、標準のペン型注射器装置、または１次リザーバすなわちカートリッジを有する任意の装置の性能を増強し改良を加える手段を提供する。かかる利点は特に、より高い密度の組織層に注入する場合に望ましいが、その他の組織空間またはその他の腫瘤に注入するときにも役立ち得る。本発明の実施形態によって実現されるより高い注入圧力によって、使用者すなわち患者は、それほど高密度ではない組織層に注入する場合に一般に見られる力を加えながら、高密度組織層に注射を行うことが可能になる。さらに、２次リザーバを介して生成されたより高い注入力は、より高密度の組織層で生成されたより高い背圧に打ち勝つように作用することができる。これらの改良によって、使用者および患者が目標組織層へ一貫した好都合な送達を行うことが可能になる。
【００１８】
本明細書に記載の２次リザーバを備える装置のもう１つの特性は、ペンタイプの注射装置の場合に通常見られる送達システムのコンプライアンスの低減である。下記に詳細に説明するように、薬剤は、背圧がない状態で薬剤カートリッジから２次リザーバに流れ、それによって送達システム内にコンプライアンスを生じさせる可能性のある内部力が低減される。
【００１９】
さらに、２次リザーバの容積は、１次リザーバすなわち薬剤カートリッジより小さくなるように設計することができる。かかる設計は、単一の注入ストロークで与えることができる最大投与量を制限するはずである。したがって、これは、薬剤の過剰投与を防止するのに役立つ、追加の保護策を提供する。
【００２０】
他の目的および利点と、好ましい実施形態の構造および機能は、以下の説明、図面および実施例を検討することによって明らかになるであろう。
【００２１】
本発明のこれら／その他の目的、利点および新規な特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読むことによって、より容易に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面全体にわたって、同じ機能、要素および構造を表すのに、同じ参照文字が使用されていることを理解されたい。
【００２３】
例示的なペン型注射器１００などのペン型注射装置は、図１に示されているように、一般に投与ノブ／ボタン２４、外スリーブ１３、およびキャップ２１を備える。投与ノブ／ボタン２４によって、使用者は注入する１回分の用量の薬剤をセットすることができる。外スリーブ１３は、薬剤を注入するときに使用者が把持する。キャップ２１は、シャツのポケット、バッグまたはその他の適当な位置にペン型注射装置１００をしっかりと保持するために使用者が使用する。
【００２４】
図２は、図１に示されているペン型注射装置の例の分解図である。投与ノブ／ボタン２４は２つの用途を有し、注入する１回分の用量の薬剤をセットするためと、主ねじ７およびストッパ１５によって、リザーバハウジング２０を介して本発明品に取り付けられた薬剤カートリッジ１２から投与する薬剤を注入するために使用される。標準のペン型注射装置では、投与機構および送達機構はすべて、外スリーブ１３内にあり、従来技術の精通者なら理解されるのでここではこれより詳細には説明しない。薬剤カートリッジ１２は一般に、１／４回転固定機能などの周知の取り付け手段で標準のペン型注射器ハウジングに取り付けられている。薬剤カートリッジ１２内でプランジャすなわちストッパ１５が遠位方向へ移動すると、薬剤がリザーバハウジング２０内に押し込まれる。薬剤カートリッジ１２は隔壁１６によって封止されており、隔壁１６には、リザーバハウジング２０内に配置された隔壁貫通針カニューレ４（図示せず）が突き刺さる。リザーバハウジング２０は、薬剤カートリッジ１２にねじ込まれるのが好ましいが、他の取り付け手段が使用されてもよい。患者用の針１１は、針ストッパ１０によって部分的に覆われ、針ストッパ１０は、ペン針組立体９にスナップ嵌めされるのが好ましい。前スリーブ１２０は、ペン針組立体９の上に配置される。使用者すなわちペン型注射装置１００を扱う人を保護するために、外側シールド６９がペン針組立体９に取り付けられ、針ストッパ１０を覆う。内側シールド５９が、外側シールド６９内で患者用の針１１を覆う。内側シールド５９は、針ストッパ１０に固定して、締まり嵌めまたはスナップ嵌めなどの任意の適当な手段で患者用の針１１を覆うことができる。外側シールド６９および内側シールド５９は、使用前に取り外される。キャップ２１は、使用者がペン型注射装置１００をしっかりと担持できるように、外スリーブ１３に対してぴったり嵌まる。
【００２５】
図３は、キャップ２１、外側シールド６９および内側シールド５９が取り外された状態の、ペン型注射装置１００の斜視図である。図３には、患者用の針１１、針ストッパ１０、ペン針組立体９、前スリーブ１２０、リザーバハウジング２０、薬剤カートリッジ１２、外スリーブ１３および投与ノブ／ボタン２４と、完全に縮められた、分注前状態にある２次リザーバ２（図示せず）との配置が示されている。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態によるペン型注射装置１００の遠位端の断面図である。ペン型注射装置１００の遠位端は、リザーバハウジング２０、ペン針組立体９、患者用の針１１、および針ストッパ１０を備える。リザーバハウジング２０は、１次リザーバ１および２次リザーバ２を備える。中間壁１４０が、１次リザーバ１と２次リザーバ２の間に配設される。下記に詳細に説明するように、１次リザーバ１は、薬剤カートリッジ（図示せず）またはその他の薬剤供給容器を受けるように適合されている。本出願全体にわたって、薬剤供給容器は、それが薬剤カートリッジであるにせよ、その他のものであるにせよ、特に断りのない限り１次リザーバ１と呼ばれる。用途によっては、薬剤を別個の薬剤カートリッジを使用せずに１次リザーバ１内に維持することが望ましいことが理解されよう。１次リザーバ１は（薬剤カートリッジで形成されるか、ハウジングだけで形成されるかにかかわらず）、１日または１週間などの指定の期間にわたって投与するための複数回分の薬剤量を保有することが好ましい。図示されているように、内部の組み込みねじ１７が、薬剤カートリッジと係合するように１次リザーバ１内に設けられる（図示せず）。
【００２７】
図４に示されているように、２次リザーバ２は、１次リザーバ１に直接連結される。１次リザーバ１と２次リザーバ２は、管材、チャネル材などの他の手段で流体連結してもよいことが理解されよう。隔壁貫通カニューレ４は、薬剤カートリッジの隔壁１６を突き刺すように設けられ、逆止弁３が、流体が２次リザーバ２から戻って薬剤カートリッジ１２に入るのを防止する。ペン針組立体９は、ペン針組立体９のねじに合致するリザーバハウジング２０のねじにねじ込まれるのが好ましい。このペン針組立体９は、スナップ嵌めなどの他の適当な取り付け手段でリザーバハウジング２０に連結してもよい。ペン針組立体９はさらに、患者用の針１１を備えていることが好ましい。患者用の針１１は、接着剤、エポキシ樹脂またはその他の適当な手段でペン針組立体９に取り付けられるのが好ましい。針ストッパ１０が、ペン針組立体９に取り付けたときに、患者用の針１１が通過する領域を有するのが好ましい。針ストッパ１０は、スナップ嵌め、ねじ山、またはその他の適当な手段でペン針組立体９に取り付けることができる。あるいは、針ストッパ１０をペン針組立体９と一体式に形成してもよい。リザーバハウジング２０、前スリーブ１２０、ペン針組立体９、針ストッパ１０および患者用の針１１を備える本発明の一実施形態が案内リブ２７を透かして示され、２次リザーバ２が分注済みで、逆止弁３がほぼ開いている状態になっている。
【００２８】
図５に示されている、リザーバハウジング２０のもう１つの特長は、１次リザーバ１の断面ＢＢの断面積が２次リザーバ２の断面ＡＡの断面積よりも大きいことである。１次リザーバと２次リザーバの間の断面積が異なる利点については、下記に詳細に説明する。
【００２９】
次に、図５を参照してリザーバハウジング２０についての詳細な説明を行う。リザーバハウジング２０は、上側スリーブ１３０とペン針連結部分６を備える。上側スリーブ１３０とペン針連結部分６は、互いに摺動可能なように連結される。上側スリーブ１３０は、１次リザーバ１、隔壁貫通カニューレ４、中間壁１４０、内部ねじ山１７、逆止弁３、２次リザーバ壁１１０および移動リミット５ａを備える。ペン連結部分６は、ペン連結部分６の上側外部壁を形成する前スリーブ１２０、ねじ山１７ａ、中心チャネル９０、移動リミット５ｂ、およびペン連結部分６の土台に取り付けられた摺動シール８を備える。上側スリーブ１３０の２次リザーバ壁１１０は、ペン連結部分６の前スリーブ１２０と摺動シール８の間に摺動可能なように嵌合する。上側スリーブとペン連結部分の移動リミット５ａ、５ｂは、この構成部品が摺動してばらばらになるのを防止する。２次リザーバ２の容積は、上側スリーブ１３０とペン連結部分６の移動リミット５ａ、５ｂが互いに接触したときに完全な充填状態に拡大し、移動リミット５ａ、５ｂがそこから動いて離れると縮小する。２次リザーバ壁１１０と案内リブ２７（図示せず）を備える上側スリーブ１３０およびペン針連結部分６が示され、２次リザーバ２が分注済みで、逆止弁３がほぼ開いた状態になっている。
【００３０】
図６を参照すると、薬剤カートリッジ１２は一般に一方の端が隔壁１６で封止され、もう一方の端がストッパ１５で封止されたガラス管である。隔壁１６は、隔壁貫通カニューレ４で突き刺すことが可能であるが、薬剤カートリッジ１２に対して動かない。プランジャすなわちストッパ１５は、流体密封を維持しながら薬剤カートリッジ１２内で軸方向に移動可能である。注射装置１００はさらに、投与ノブ／ボタン２４などの投与量セット機構と、主ねじすなわちロッド７（図示せず）およびプランジャ１５を有する外スリーブ１３（図１に図示）とを備える。組み立てられると、リザーバハウジング２０は、外スリーブ１３に対して摺動式に配設される。
【００３１】
逆止弁３が、１次リザーバ１と２次リザーバ２の間の薬剤の流れを制御するために、中間壁１４０に配設される。逆止弁３は、１次リザーバから２次リザーバ２への薬剤の流れは許可するが、２次リザーバ２から１次リザーバ１へ戻る流れは阻止する。注射装置１００は、逆止弁３が必要ないように設計してもよいことに留意されたい。具体的には、注射装置１００は、組織空間からの背圧が、投与量セット機構および注射装置１００のその他の構成部品から与えられる内部抵抗に打ち勝つほどにはならないようなものでよい。その結果、背圧によって薬剤が１次リザーバ１に押し戻されることはない。
【００３２】
隔壁貫通カニューレ４は、中間壁１４０に取り付けられ、逆止弁３に近接して配設される。隔壁貫通カニューレ４は、薬剤カートリッジ１２が１次リザーバ１に挿入されると、カニューレ４が薬剤カートリッジ１２の端部を貫通し、薬剤カートリッジ１２から、隔壁貫通カニューレ４、逆止弁３を通って、２次リザーバ２に入る流路を開くように配置される。
【００３３】
ハウジング２０の遠位端は、前スリーブ１２０内に摺動式に配設される。フランジが、軸方向の移動リミット５ａを形成するように、ハウジング２０の遠位端に一体形成されるのが好ましい。前スリーブ１２０の近位端にもまた、ペン針連結部分６の軸方向の移動リミット５ｂを形成するように、フランジが形成される。移動リミット５ａと５ｂは、ハウジング２０と前スリーブ１２０の軸方向の相対的な移動を制限するように交わることによって協働する。下記に説明するように、この移動リミット５ａと５ｂの間の協働作用によって、１回のストロークで送達される薬剤の量が制御される。
【００３４】
前スリーブ１２０は、その遠位端にペン針連結部分６と、移動リミット５ｂおよび摺動シール８を備える。移動リミット５ｂは、前スリーブ１２０の外部壁に対して９０度のフランジであることが好ましい。摺動シール８は、ペン針連結部分６に固定式に取り付けられる。患者用の針１１の遠位端を受け入れる、中心チャネル９０が、摺動シール８を貫いて延びる。摺動シール８の近位端が、リザーバハウジング２０の２次リザーバ２内に摺動式に配設される一方、この２次リザーバ２の、移動リミット５ａを備える外部壁が、前スリーブ１２０の外壁と摺動シール８の間に嵌合する。
【００３５】
注射の準備が整うと、ペン針組立体９が、ねじ込みまたは当技術分野で周知のその他の技術などによってペン針連結部分６に取り付けられる。ペン針組立体９は、患者用の針１１および針ストッパ１０を備える。患者用の針１１は、取り付けられると、中心チャネル９０を介して摺動シール８より上にある２次リザーバ２と流体連通する。針ストッパ１０は、組織への挿入に使用可能な患者用の針１１の露出長さを制御し、それによって送達の深さを制御するように、ペン針組立体９に取り付けることができる。
【００３６】
注射機構１００（患者用の針１１および隔壁貫通カニューレ４を除く）を備える部品は、射出成型プロセスによるプラスチックでできているのが好ましいが、またはその他の適当な材料およびプロセスであってもよい。患者用の針１１および隔壁貫通カニューレ４は、ステンレス鋼などの外科手術品質の金属で形成することができる。１次リザーバ１および２次リザーバ２は一体成型部品で画成されることが好ましいが、別々の部品を形成してから連結して、適切な構造を作り出してもよいことが理解されよう。隔壁貫通カニューレ４および逆止弁３は、スナップ嵌め、締まり嵌め、接着、溶接、またはその他のかかる固定方法ないし手段でハウジングの定位置に固定することができる。
【００３７】
所定量の薬剤を含む薬剤カートリッジ１２がまず、ペン型注射装置の従来技術で周知／理解されている形でペン型注射装置１００に取り付けられる。操作の際は、図６に示すように、薬剤カートリッジ１２の遠位端にあるねじ１７に１次リザーバ１が取り付けられるはずである。薬剤カートリッジ１２の遠位端のねじは、１次リザーバ１を備えるハウジング２０の内部でねじ１７と係合することができる。その他のハウジング２０に対する薬剤カートリッジ１２の係合手段を使用してもよい。薬剤カートリッジ１２が１次リザーバ１内に挿入されると、隔壁貫通カニューレ４が、薬剤カートリッジ１２の隔壁１６を貫通して、薬剤カートリッジ１２の内部から隔壁貫通カニューレ４、逆止弁３を通って２次リザーバ２までの流路を作り出す。リザーバハウジング２０、前スリーブ１２０、２次リザーバ壁１１０、摺動シール８、ペン針組立体９、針ストッパ１０および患者用の針１１を備える本発明の一実施形態が示され、２次リザーバ２が完全に縮められた分注前になっている。
【００３８】
次いで、使用者が、送達する薬剤の量を選択する。これは、投与量セット機構のノブすなわちダイアル２４を回す、またはペン型注射装置について従来用いられている、主ねじ７およびストッパ１５のストロークを制限するその他の方法によって実現される。次いで、使用者は、ペン針組立体９の方にダイアル／投与ノブ２４を進める。ダイアル／投与ノブ２４の相対移動によって、主ねじ７およびストッパ１５はペン針組立体９の方に動く。ストッパ１５は、主ねじ７に当接しており、薬剤カートリッジ１２で充填された１次リザーバ１の中を通って、１次リザーバ１を選択した量に効果的に縮める。この「装填ストローク」によって、薬剤が１次リザーバ１から２次リザーバ２に送られる。装填ストローク中、注射前の漏れを阻止するためにこの装置を逆さまにする（ペン針が上方を向くように）ことが望ましい場合もある。背圧が存在しないので、薬剤を２次リザーバ２に送るのに必要なのは、比較的小さな力である。ここで、この状態の注射装置１００が図７に示されている。リザーバハウジング２０、前スリーブ１２０、２次リザーバ壁１１０、摺動シール８、ペン針組立体９、針ストッパ１０および患者用の針１１を備える本発明の一実施形態が示され、２次リザーバ２が分注済みで、逆止弁３がほぼ開いた状態になっている。
【００３９】
図８に示されているように、注射装置は次に、２次リザーバが部分的に閉じた状態で、針が組織内に完全に載置されるように患者の皮膚に接して配置され、薬剤が、皮内空間またはその他の指定の組織空間に送達されるのが示されている。患者用の針１１は、皮膚内に針ストッパ１０まで挿入される。用途によっては、針ストッパ１０は、針の露出長さが０．２ｍｍから５．０ｍｍになるように設計され、患者用の針１１の排出口が、皮膚の皮内層から浅い皮下層の範囲内に配設される。患者用の針１１の長さおよび番手は、具体的な用途に応じて様々な組織層（または複数の組織層）にアクセスするように変更できることが理解されよう。
【００４０】
針ストッパ１０が皮膚に接して載置されると、注射装置の外スリーブ１３を把持することによって（図１に示されている外スリーブ１３を参照）、下向きの力が注射装置に加わる。外スリーブ１３に加えられた力は、薬剤カートリッジ１２を介して変換される。薬剤カートリッジ１２は続いて、ハウジング２０をペン針連結部分６の方に動かす。この動きによって、２次リザーバ２内で摺動シール８の中間壁１４０の方への軸方向の動きが引き起こされ、したがって２次リザーバ２の容積が縮められ、逆止弁３が１次リザーバ１と２次リザーバ２の間の経路を封止する。２次リザーバ２の容積を縮めるプロセスの際に、ペン型注射装置１００が２次リザーバ２の薬剤を加圧し、それによって患者用の針１１を介して患者の組織内に薬剤が送られる。本発明の緒実施形態によってもたらされる機械的利点の効果を完全に変換／実現するよう助けるために、２次リザーバ壁１１０の外側に配置された案内リブ２７と軸方向の移動リミット５ａおよび５ｂにより、前スリーブ１２０と摺動シール８と２次リザーバ２の間で同軸動作を行うための配置が設けられる。リザーバハウジング２０、前スリーブ１２０、２次リザーバ壁１１０、摺動シール８、ペン針組立体９、針ストッパ１０、患者用の針１１および案内リブ２７（図示せず）を備える本発明の一実施形態が示され、逆止弁３が１次リザーバ１を封止し、目標組織空間に薬剤を排出するために２次リザーバ２が縮められている。
【００４１】
図８に示されているように、１次リザーバ１および２次リザーバ２はそれぞれ、一定の送達特性を実現するように設計された断面積を有する。具体的には、用途によっては、作動力を大きくすることなく、２次リザーバ２内で容易に、より大きな流体圧力を生成できるようになることが望ましい。かかる場合には、２次リザーバ２の断面積（図５に示されている断面ＡＡに沿った面積）は、１次リザーバの断面積（図５に示されている断面ＢＢに沿った面積）よりも小さくなる。２次リザーバ２の断面ＡＡと摺動シール８の断面ＢＢで示されている断面積は比較的小さいので、皮内組織空間内であっても送達に必要な増大流体圧力を実現するのに最低限の作動力しか必要にならない。
【００４２】
図９には、注射後の状態にある、本発明の一実施形態による注射装置１００が示されている。薬剤は、２次リザーバ２の容積の縮みにより、２次リザーバ２から完全に排出されており、軸方向の移動リミット５ａ、５ｂは、それぞれの内部、外部にある移動リミットの端部のところにある。この移動制限は、摺動シール８が、逆止弁３がある場合はその閉じた逆止弁に当たって、２次リザーバ２の最遠位端に配置されることに対応する。ここで、注射装置１００を皮膚から取り除くことができる。
【００４３】
軸方向の移動リミット５ａは、ペン針連結部分６の上端と一体の、軸方向の移動リミット５ｂによって停止する。軸方向の移動リミット５ｂもまた、リザーバ２の容積がさらに増すのを防止するように軸方向の移動リミット５ａと交わる、９０度の角度を有するフランジであることが好ましい。この軸方向の移動リミット５ａおよび５ｂの設計は例示に過ぎず、これらの設計例の代わりに、同様の結果を実現するその他の構造を置き換えてもよい。例えば、軸方向の移動リミット５ａと５ｂの間に、その中間位置に２次リザーバ２を維持するように、摩擦部品またはばね装填機構を用いることができる。
【００４４】
ペン針連結部分６は、その内側面に摺動シール案内を成型しておくことができる（図示せず）。シール案内は、案内リブ２７と協働して摺動シール８の配置を維持する働きをする。本発明のこの実施形態は、本発明特有の誘導装置および設計要件によって決定づけることができる対合封止構造を表している。針ストッパ１０および患者用の針１１は、ペン針組立体９に取り外し可能な形で連結される。ペン針組立体９については、下記に、図１０に関してより詳細に説明する。
【００４５】
注射の深さは主として、針ストッパ１０と患者用の針１１をペン針組立体９に取り付けるときに、針ストッパ１０から突出させておく患者用の針１１の長さによって決まる。ペン針組立体９に不可欠な、典型的な針ストッパ１０および患者用の針１１が、図１０に参考のために示されている。この針ストッパ１０の直径および幾何形状は、皮内薬剤投与に必要な特有の注入力／注入圧力比に影響を与える可能性がある。というのは、注射部位において針ストッパ１０に対抗する力が過大になると、使用者に不快感がもたらされ、皮内組織層がさらに局所的に圧迫されることにより、皮内組織層内部の抵抗のために組織の背圧がさらに上昇する可能性があるからである。ペン針組立体９は、注射装置、具体的にはペン型注射装置１００への取り付けを容易にするために、ねじ山の付いた内部を備えることができる。さらに、ペン針組立体９を取り外すことによって、安全衛生上配慮した使用済みの針の廃棄も可能になり得る。他の実施形態では、針ストッパ１０および患者用の針１１を、ねじ山の付いた、またはその他の適当な連結手段でペン針組立体９に取り付けてもよく、この２つをペン針組立体９全体の代わりに廃棄することができる。摺動シール案内リブ２７は、２次リザーバ壁１１０の外部に配置され、摺動シール８および２次リザーバ壁１１０が前スリーブ１２０内部で動くと、リザーバハウジング２０と前スリーブ１２０の位置合わせを維持する働きをする。追加の実施形態は、単一の廃棄可能なユニットとして、ペン針組立体９、ペン針連結部分６および上側スリーブ１３０（図１０参照）を含んでもよい。
【００４６】
注射装置１００の好ましい一実施形態が、図１１に示されているペンタイプの注射器装置である。図１１に示されているペン型注射装置１００は、皮内組織空間に薬剤を送達する準備ができた、ほぼ開いた分配済み状態にある。図１１では、２次リザーバ２で受けた量のうちの一部分の薬剤が、投与ノブ／ボタン２４を使用して計量され、薬剤カートリッジ１２から隔壁貫通カニューレ４および逆止弁３を通って２次リザーバ２内に移されている。薬剤の移動は、遠位壁に対する摺動シール８の位置と、任意選択の逆止弁３の位置と、２次リザーバ２を満たしている薬剤によってはっきり分かる。薬剤が２次リザーバ２を満たすとき、取り付けられたペン針組立体９（ペン針連結部分６と針ストッパ１０および患者用の針１１を含む）と共に、摺動シール８が移動し逆止弁３が開く。
【００４７】
上記の注射機構と連結して使用するのに望ましいペンタイプの注射装置の例が図１２に示され、逆止弁がほぼ開いた状態の、投与ノブ／ボタン２４を使用して１回分の用量の薬剤が分注され２次リザーバ２に移された後の、患者に注射を施す準備ができた、分注済みの位置になっている。ペンタイプの注射装置１００が示され、針ストッパ１０が皮膚１９に対して押し付けられ、患者用の針１１（図示せず）が皮膚１９を皮内組織層まで貫通している。皮膚１９が、加えられた力により、針ストッパの下および周りで湾曲しているということが分かる。ペンタイプの注射装置１００が薬剤を皮内層内に送達する準備ができると、外スリーブ１３を把持したときに注射装置１００に加わる下向きの力が、薬剤カートリッジ１２へ変換される。この力は、１次リザーバ１、２次リザーバ２、逆止弁３、隔壁貫通カニューレ４、および軸方向の移動リミット５ａを備えるリザーバハウジング２０へ変換される。薬剤カートリッジは、１次リザーバ１内の一体式の内部ねじ１７を介して、リザーバハウジング２０に固定されている。次に、外スリーブ１３を介して加わる力が皮膚から針ストッパ１０を介して逆に変換されて、ペン針連結部分６に対する上側スリーブ１３０の動きを促進するように作用する。この力が加わることによって、２次リザーバ２内で摺動シール８が動き、逆止弁３が閉じ、これによって、２次リザーバ壁１１０内部に含まれる薬剤が２次リザーバ２から円滑に放出されて、薬剤が摺動シール８の中心チャネル９０から患者用の針１１（図示せず）を通って、目標組織層内に送達されるのが好ましい。
【００４８】
注射装置を使用する好ましい方法が、図１３に示されている。ステップＳ６００では、薬剤が、１次リザーバ１に保持された薬剤カートリッジ１２から、２次リザーバ２内に移される。薬剤を移すには、使用者が、投与ノブ／ボタン２４を使用して薬剤の所望測定用量を計量し、それによって直ぐに、または投与ノブ／ボタン２４を引き続き押し下げることによって、２次リザーバが所望の用量に充填されるのが好ましい。逆止弁３は、必要な際に薬剤が２次リザーバ２から１次リザーバ１内に還流するのを防止する。ここで２次リザーバ２が充填されると、注射装置１００を患者の皮膚に挿入する準備ができる。患者用の針１１で皮膚１９を貫通し、その患者用の針１１を針ストッパ１０まで挿入し、患者の皮膚１９の皮内層内に入れる（Ｓ６１０）。次いで使用者が比較的小さい力を加えて（薬剤を皮下組織空間に注入するのに必要な力とほぼ同じ大きさ）薬剤を２次リザーバ２から押し出すと、２次リザーバ２の断面積を小さくすることによってもたらされた機械的利点により、薬剤がより高い圧力で皮膚１９の皮内層内に注入される（Ｓ６２０）。１回分の用量の薬剤が投与されたら、使用者は患者用の針１１および注射装置１００をその皮膚１９から取り除く（Ｓ６３０）。
【００４９】
２次リザーバ２の満タン量の薬剤が分注されたときの視覚的および／または可聴式のインジケータを、ペン型注射装置１００に組み込んでもよい。インジケータは、過剰で不要な力を加えたことからくる注射部位での不快感を最小限にしながら、ペン型注射装置１００したがって皮膚１９の表面に十分な作動力が加えられ、それによって注射投与量を送達完了した時期について警告を、使用者すなわち患者に出す働きをすることができる。インジケータは、皮内層への薬剤の完全な投与／吸収を可能にするのに十分な時間が経過した時期の判定に役に立つ道具として、使用者および患者を助けることもできる。可聴インジケータは、信号を生成するのに、注射ペン装置１００の２つの可動部品同士の摩擦を利用してもよい。
【００５０】
本発明の一実施形態が１次リザーバ１も２次リザーバ２も備えるリザーバハウジングに組み込まれていることを示した。しかし、本発明のその他の実施形態は、ペン型注射装置に一体になっていても、患者用の針組立体に一体になっていても、薬剤リザーバおよびカートリッジに一体になっていても、あるいは既存のペン型注射装置または上記の任意のその他の構成部品に追加された別個のモジュールであってもよい。本発明の緒実施形態は、例えば粘性など、投与する薬剤特有の特徴、皮内など、投与される身体空間特有の特徴、および／または年齢など、最終的な使用者すなわち患者特有の特徴について、最終的な使用者に合わせて本発明の各態様を調整できるように設計してもよい。さらに、１次リザーバ１、２次リザーバ２および摺動シール８の形状およびサイズはそれぞれ、独立して、あるいは本発明の特定の用途で必要な注射圧力で決定づけられる組合せで変化してもよい。さらに、注入するための流体と接触する２次リザーバ２および摺動シール８の表面は、異なった形状をしていてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、２次リザーバ２は、皮内ペン型注射装置の恒久的な一体部品サブシステムを備えても、使用後その都度廃棄される廃棄可能な皮内ペン針の一体部品または機能を備えても、薬剤が完全に放出された後に廃棄される１次薬剤リザーバまたはカートリッジの一体部品またはサブシステムを備えても、より高い注入圧力が必要な場合にペンまたは注射器の注射システムに追加できる別個の構成部品またはサブシステムを備えてもよい。
【００５２】
２次リザーバ２のサイズまたは有効容積は、その断面積および／または長さを変更することによって変えることができる。さらに、２次リザーバ２は、中空の円筒ばね形などの従来にない形状を有してもよい。本発明の代替実施形態は、廃棄可能な（使い捨て）装置として適している場合がある一方、製造プロセスや設計の頑健性、コスト事情などの要因により、再使用可能な装置として他の実施形態の方が適している場合もある。
【００５３】
さらに、注入の間の触感応答をカスタマイズするために、機械的利点を減ずる必要があるときは、２次リザーバ２が、図５に示されている断面ＢＢに沿った１次リザーバ１の断面積よりも大きい、断面ＡＡに沿った断面積を有する可能性があることが想像される。かかる場合は、ペン針連結部分６および摺動シール８は、断面積ＢＢよりも大きい断面積ＡＡのものになるはずである。
【００５４】
逆止弁３を含む２次リザーバ２を使用することによって、薬剤カートリッジ１２、プランジャ１５、主ねじ７、隔壁１６、または従来技術の注射装置の典型であるこれらの構成部品のすべてを組み合わせたもののコンプライアンスにより、針が患者から取り外されたときの「垂れ落ち」または「滴り」の影響も小さくなる。２次リザーバ２を逆止弁３と共に使用すると、流体を患者すなわち使用者に注入するときに、薬剤カートリッジ１２またはその他の薬剤計量分配装置が２次リザーバ２で流体の背圧を受けるのが防止される。したがって、プランジャすなわちストッパ１５、主ねじ７または隔壁１６は、逆止弁３があるために流体の注入に伴う圧力を受けず、したがって加圧された後にそれらの元の形状に戻る必要はなく、それによってペン型注射装置内の送達機構のコンプライアンスの大きさが制限される。
【００５５】
断面積を小さくした、または大きくした２次リザーバ２は、標準のペン型注射装置またはその他のタイプの送達ないし注射装置に組み込むことができるが、注射を施すために力を加える必要がある最終目的はいずれも、薬剤送達や、薬剤またはその他のタイプの液体を計量分配するためにチャンバまたはリザーバまたはカートリッジを用いる医療装置での使用に制限されない。さらに、本発明の実施形態は、薬剤またはその他の流体を、皮内組織層だけでなくその他の領域への注入に使用することもできる。例えば、本発明の実施形態を、自己注射を行うのに十分な力を出すことができない人による、少なくとも皮下空間への自己注射を可能にするために使用することができる。
【００５６】
皮内組織層への薬剤などの流体の注入に伴う高い背圧に打ち勝つには、より大きな流体圧力を作り出すために、より大きなアクチュエータ力を流体に加えなければならない。等式１は、注射器すなわちペンの使用者が加える力と、より大きな流体圧力を作り出すための、リザーバすなわち薬剤カートリッジを通り抜けるプランジャの面積との関係を記述している。皮内ペン型注射装置の実施形態と関連付けられたように、例えば、使用者すなわち患者が加える作動力が同じ大きさでは、直径が小さい方の流体リザーバとそれに関連するプランジャすなわちストッパは、直径が大きい方の流体リザーバおよびそのプランジャよりも、送達流体圧力を高くし易い。
【００５７】
等式１：圧力＝（使用者が加える作動力）／（プランジャの面積）
下記の表１には、以下の例による、本発明の実施形態に従って断面積を小さくした２次リザーバの効果が示されている。５パーセンタイルの女性（総女性人口の５パーセントの身体的な神経筋の特徴を示す女性）は、１ポンド（４５３．６ｇｗ）の力でしか親指で押すことができない。したがって、測って０．１１３４平方インチ（７３．１６ｍｍ2）にした断面積のプランジャを備える標準のペン型注射装置を使用すると、約９ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（約０．０６２ＭＰａ）で流体を注入することができる。この低い圧力は一般に、商業的に実現可能な薬剤送達装置では、高密度の皮内組織層に妥当な流量で注入するには不十分なはずである。この圧力で約３０単位のインシュリンを注入するには、約１〜１／２分かかるはずだと推定される。しかし、測って０．１１３４平方インチ（７３．１６ｍｍ2）にした断面積のプランジャを備える２次リザーバを組み込んだペン型注射装置を使用している、同じ５パーセンタイルの女性は、約３１ｐｓｉ（約０．２１４ＭＰａ）で流体を注入することができるはずである。この、同じ大きさの作動力から生成された流体圧力のうち高い方は、より商業的に実現可能なはずの妥当な薬剤送達流量で、高密度の皮内組織層への注入にいっそう適しているはずである。したがって、同じ使用者であれば、小さくした２次リザーバの断面積に力を加えることによって機械的利点が向上することにより、３０秒以内に約３０単位を注入することができる。一般的に、プランジャの表面積が小さくなるにつれて、同じ大きさの作動力を加える最終的な使用者に対して、高められた注射圧力が可能になるように、追加の機械的利点が使用可能になるはずである。
【００５８】
【表１】
2008535636.tif 000003
【００５９】
上記の表１に示されているように、作動力を加える２次リザーバの摺動シール８などの断面積が小さいほど、流体に大きな注射送達圧力が生成される。本明細書全体にわたって、図５の断面ＡＡで示されるように、断面積とは、注入時に流体に圧力を加えるのに使用される面積のことである。この力は、プランジャ、摺動シール８などの注射装置内部の機構、またはその他いくつかの適当な作動手段から加えることができる。
【００６０】
この、断面積を小さくした２次リザーバ２を使用した結果生じた追加の機械的利点によって、皮内組織層への注射が可能になるだけでなく、神経損傷／神経疾患を伴う関節炎や糖尿病の高齢者など、皮下注射を行うのさえ十分な力を作り出すことができない使用者が、流体をその他の空間に注入するための利点ももたらされる。
【００６１】
皮内組織層への許容可能な注射圧力の実現に加えて、本発明の実施形態は、より制御された注入流量での薬剤の送達に貢献することができる。加えられた注入圧力が皮内層の、または受ける側の組織の薬剤受け入れ能力を超えると、送達された薬剤が「噴出」して所望の組織の深さを通り越す可能性がある。薬剤の送達は、特定の深さに、さらには、薬剤送達の深さ精度を達成するのに役立つもう１つの手段である、一段と制御された注入流量で、行われることが望ましい場合がある。それによって、薬剤が「噴出」して皮膚を通って戻り出る、あるいは所望の組織の深さ（一般に皮内層）より下に送達されるのが防止される。２次リザーバ２をペン型注射装置１００の注入機構部分と一列すなわち直列に組み込むことによって、注入プロセス全体にわたって、作動力を使い慣れたレベルに維持することにより、より制御された薬剤注入流量の実現への貢献に役立つはずである。各図に示されているように、１次リザーバ１と２次リザーバ２は、同軸に配置される。
【００６２】
断面積を小さくした２次リザーバ２の機械的利点を利用すると、使用者は、目標組織層によって生成された背圧に打ち勝つために必要な、より大きな作動力を加える必要がなくなり、使い慣れた均等な作動力を加えて薬剤を注入することに集中することができる。使用者および患者によって加えられる注入力が変動しても、患者の皮内組織から加わる背圧が変動しても、２次リザーバ２特定の直径すなわち断面積／長さ（既知の容積）、プランジャすなわち摺動シール８の直径、プランジャすなわち摺動シール８断面積、薬剤の特徴（粘度、密度など）、および患者用の針１１の番手などの、いくつかの既知の要素もまた、より制御された送達流量の実現への貢献に役立つ。背圧に起因する抵抗が存在すること、かつ注射中に機械的利点を減ずることによって、使用者は、薬剤の注入時の身体的な触感のフィードバックを得ながらも、視覚的に薬剤の注入に留意することができる。２次リザーバ２は、送達される薬剤のタイプ、所望の送達深さ、患者の人口統計および身体部位の位置に応じた皮内組織空間の相対的な組織密度、噴出減少を防止するのに役立つ針の番手および有効長さに合わせて調整することができる。
【００６３】
皮内組織層への注入について主として説明したが、本発明の実施形態は、その他のタイプの器官、組織、ヒトおよびヒト以外、または体液移植などの腫瘤への注入に使用することもできる。
【００６４】
ペンタイプの注射器および１次／２次リザーバについて、例示的実施形態を説明したが、当業者であれば本発明の範囲を逸脱することなく代替実施形態を想像することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態によるペン型注射装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるペン型注射装置の構成部品の分解図である。
【図３】本発明の実施形態による図１のキャップを取り外したペン型注射装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態による注入機構リザーバハウジングの断面図である。
【図５】図４に示されている注入機構リザーバハウジングの１次および２次リザーバの断面図である。
【図６】本発明の実施形態による、最初の分注前／装填前状態の注射装置の図である。
【図７】本発明の実施形態による分注済み／装填済み状態の注射装置の図である。
【図８】本発明の実施形態による皮膚を目標組織層まで貫通する注射装置の図である。
【図９】本発明の実施形態による、皮膚を完全に貫通し、そこに配置された注射後状態の注射装置の図である。
【図１０】本発明の実施形態による針ストッパおよびペン針／リザーバ組立体の例の図である。
【図１１】本発明の実施形態による空の２次リザーバの断面が示されたペン型注射装置の例の図である。
【図１２】本発明の実施形態による、針ストッパが皮膚に押し付けられ、患者用の針が皮膚の組織層内に貫通している装置の全体図である。
【図１３】本発明の実施形態による注射投与に伴うステップを示したフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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