(57)【要約】  治療流体を患者の体内に供給するための皮膚付着可能なデバイスが開示される。このデバイスは、監視用装置と、分注装置と、治療流体を患者の体内に供給するための、また患者の体内の身体アナライトを監視するための先端とを含む。分注装置は、治療流体を患者の身体に連続的に供給することができ、監視用装置は、患者の身体アナライトを連続的に監視することができる。
2011504129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療流体を患者の体内に供給するための皮膚付着可能なデバイスにおいて、
監視用装置と、
分注装置と、
前記治療流体を前記患者の体内に供給するため、及び前記患者の体内の身体アナライトを監視するための先端とを備えた、デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスにおいて、
クレードルユニットと、
カートリッジユニットと、
任意選択の遠隔制御ユニットとをさらに備えた、デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のデバイスにおいて、
前記監視用装置が、センサと、接続配線とをさらに備えた、デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載のデバイスにおいて、前記分注装置が、リザーバと、駆動機構と、ポンプ機構とをさらに備えた、デバイス。
【請求項５】
請求項２に記載のデバイスにおいて、
前記監視用装置及び前記分注装置のうちの少なくとも１つの動作を制御するための処理装置をさらに備えた、デバイス。
【請求項６】
請求項２に記載のデバイスにおいて、
再使用可能部分と、使い捨て部分とをさらに含む、デバイス。
【請求項７】
請求項６に記載のデバイスにおいて、
前記クレードルユニットが、前記先端を挿入するためのウェルと、前記クレードルユニットを前記デバイスに接続するための少なくとも１つのコネクタとをさらに備えた、デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載のデバイスにおいて、
前記カートリッジユニットが、
治療流体を供給するため、及び身体アナライトを監視するために前記患者の体内に挿入可能であり、前記ウェルに固定可能である前記先端と、
前記先端の挿入中に前記患者の皮膚を穿孔するための貫通用部材と、
前記先端及び前記貫通用部材を遮蔽するためのプロテクタとをさらに備えた、デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載のデバイスにおいて、
前記治療流体がインスリンである、デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載のデバイスにおいて、
前記身体アナライトがグルコースである、デバイス。
【請求項１１】
請求項４に記載のデバイスにおいて、
前記分注装置が前記治療流体を前記患者の身体に連続的に供給し、前記監視用装置が前記患者の身体アナライトを連続的に監視する、デバイス。
【請求項１２】
請求項２に記載のデバイスにおいて、
閉ループデバイスとして、または半閉ループデバイスとして機能する、デバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載のデバイスにおいて、
デバイスを前記患者の皮膚に接着するための接着剤を含む、デバイス。
【請求項１４】
請求項４に記載のデバイスにおいて、
前記センサが光学式または電気化学式である、デバイス。
【請求項１５】
請求項７に記載のデバイスにおいて、
第２の先端をさらに備え、前記先端及び前記第２の先端がそれぞれ、前記治療流体を前記患者の身体に供給する、及び／または前記患者の体内の身体アナライトを監視する、デバイス。
【請求項１６】
請求項５に記載のデバイスにおいて、
前記接続配線が、前記先端と前記処理装置との間で電子通信を確立する、デバイス。
【請求項１７】
請求項２に記載のデバイスにおいて、
前記治療流体の供給が、前記遠隔制御ユニットによってプログラム可能である、デバイス。
【請求項１８】
請求項１に記載のデバイスにおいて、
前記治療流体が、前記デバイス上に位置する１つまたは複数のボタンを使用して手動で供給される、デバイス。
【請求項１９】
請求項６に記載のデバイスにおいて、
前記再使用可能部分が、デバイスの機能を制御するための処理装置を含む電子機器と、エネルギ供給源とをさらに備えた、デバイス。
【請求項２０】
請求項６に記載のデバイスにおいて、
前記使い捨て部分が、
前記治療流体を含むリザーバと、
任意選択で前記治療流体を前記先端に供給するための供給チューブと、
前記供給チューブに接続された出口ポートであって、前記先端を前記デバイスに接続した後で前記先端のゴム隔壁を穿孔するように適合された接続用ルーメンを有する出口ポートとをさらに備えた、デバイス。
【請求項２１】
請求項２０に記載のデバイスにおいて、
前記治療流体を前記リザーバから前記供給チューブを介して、前記先端への前記出口ポートに供給するための蠕動ポンプ機構をさらに備えた、デバイス。
【請求項２２】
請求項３に記載のデバイスにおいて、
前記クレードルユニット経由、前記先端と前記使い捨て部分との間、前記先端と前記クレードルユニットとの間、前記使い捨て部分と前記再使用可能部分との間のうちのいずれか１つまたは複数で配置された電気構成部品をさらに備えた、デバイス。
【請求項２３】
請求項４に記載のデバイスにおいて、
前記ポンプ機構が、推進プランジャを有するシリンジを備えた、デバイス。
【請求項２４】
請求項６に記載のデバイスにおいて、
前記再使用可能部分及び前記使い捨て部分の一方または両方に、電力源が設けられた、デバイス。
【請求項２５】
治療流体を患者の体内に供給するためのシステムにおいて、
皮膚付着可能なデバイスであって、
分注装置と、
前記治療流体を前記患者の身体に供給するための、また前記患者の体内の身体アナライトを監視するための多目的先端とを備えた、皮膚付着可能なデバイスを備え、
グルコース監視用装置を含む遠隔制御システムと、前記皮膚付着可能なデバイスを受け、皮膚に面する表面上に接着剤を含むクレードルユニットとを任意選択で備えた、システム。
【請求項２６】
治療流体を患者の体内に供給するためのデバイスにおいて、監視用装置及び分注装置を有する皮膚付着可能なユニットと、前記治療流体を前記患者の身体に供給し、前記患者の体内の身体アナライトを監視するための取外し可能な先端とを備えた、デバイス。
【請求項２７】
請求項６に記載のデバイスにおいて、
前記使い捨て部分が、デバイスの使い捨て構成部品を含む、デバイス。
【請求項２８】
請求項７に記載のデバイスにおいて、
前記貫通用部材が、前記先端が挿入された後に除去される、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年１１月に出願された「Ａｎａｌｙｔｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許仮出願第６１／００４，０４７号に対する優先権を主張し、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本明細書では、身体アナライト（ａｎａｌｙｔｅ）を連続的に監視し治療流体を連続的に分注するためのシステム、デバイス、及び方法について述べる。より詳細には、本明細書では、連続的なグルコースモニタ及びインスリンディスペンサを備えるシステムについて述べる。さらに詳細には、本明細書では、患者の皮膚に接着し、少なくとも１つの皮下先端に接続し、連続的にグルコースレベルを監視しインスリンを分注することができる小型、可搬、単一のユニットとして構成されるデバイスについて述べる。
【０００３】
これらのシステム、デバイス、及び方法は、インスリンを供給しグルコースを監視することに厳密に限定されることはなく、むしろ任意の他の薬剤を供給し、任意のアナライトを並行（ｃｏｎｃｏｍｉｔａｎｔｌｙ）監視することに適用される。「アナライト」という用語は、以下の説明で使用されるとき、水性媒質中に溶解した特定の分子で構成された任意の溶質を意味する。
【背景技術】
【０００４】
（インスリン持続皮下注（ＳＣＩＩ））
いくつかの疾患の内科的治療は、皮下注射や静脈内注射など、様々な身体区画内への連続的な薬剤注入を必要とする。たとえば、糖尿病（ＤＭ）患者は、グルコースレベルを制御するために、終日、様々な量のインスリンの投与を必要とする。近年、複数回に及ぶ毎日の注射器による注射に対する優れた代替として、最初は、１型糖尿病患者用（Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ２００６；２３（２）：１４１−７）に、続けて２型糖尿病患者用（Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｍｅｔａｂ  ２００７  Ａｐｒ  ３０、Ｄｉａｂｅｔｅｓ  Ｏｂｅｓ  Ｍｅｔａｂ  ２００７  Ｊｕｎ  ２６）に、歩行型可搬インスリン注入ポンプが登場している。連続的な基本流量で、ならびに急速投与でインスリンを供給するこれらのポンプは、繰り返される自己投与注射から患者を解放するために開発され、患者は通常の日課をほとんど維持することができる。インスリンの過剰投与または過小投与は致命的であるため、基本投与量及び急速投与量は共に、個々の処方に従って正確な投与量で供給しなければならない。
【０００５】
第１世代の可搬インスリンポンプは、リザーバがデバイスのハウジング内に入れられた「ポケットベルのような」デバイスに関する。これらのデバイスは、患者のベルトに取り付けられたポンプから、遠隔の挿入部位にインスリンを供給するための長いチューブを備える。これらの「ポケットベルのような」デバイスにおける基本投与及び急速投与の供給量は共に、デバイス上に設けられた１組のボタンを介して制御される。流体の供給状況についてユーザにアドバイスし、流れの供給（ｆｌｏｗ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）をプログラムし、警告及び警報を発するために、ヒューマンインターフェース画面がデバイスハウジング上に設けられている。そのようなデバイスは、たとえば米国特許第３，７７１，６９４号、第４，６５７，４８６号、及び第４，４９８，８４３号に開示されている。これらのデバイスは、複数回に及ぶ毎日の注射に勝る著しい改良であることを表しているが、どれもいくつか大きな欠点があり、それらの中には、大きなサイズ及び重量、長い供給管、ならびに目立つことがある。
【０００６】
長い供給チューブの影響を回避するために、第２世代のポンプに基づいた新しい概念が提案された。従来技術で述べられているように、この新しい概念は、患者の皮膚と接触するように適合された底面を有するハウジングと、そのハウジング内に配置されたリザーバと、そのリザーバと連通するように適合された注射針とを備える遠隔制御式の皮膚付着可能なデバイスに関する。これらのデバイスでは、たとえば米国特許第５，９５７，８９５号、第６，５８９，２２９号、第６，７４０，０５９号、第６，７２３，０７２号、及び第６，４８５，４６１号に記載されているように、ユーザインターフェース手段が、流体の供給状況を提供し、流れの供給をプログラムすることを実現し、警告及び警報を提供する操作ボタン及び画面を含む別個の遠隔制御ユニットとして構成される。これらの第２世代のデバイスもまた、重いこと、かさばること、２日から３日ごとにデバイスを取り替えなければならないため高価であることなど、いくつかの制限を有する。これらの第２世代の皮膚付着可能なデバイスの、もう１つの大きな欠点が、遠隔制御式の薬剤投与に伴う。ユーザは、遠隔制御ユニットに完全に依存しており、遠隔制御ユニットが手元にない、または紛失もしくは故障した場合、急速供給を開始する、またはデバイスを操作することができない（具体的には、これは患者が食事することができないことを意味する）。
【０００７】
価格制限を回避するために、また患者のカスタマイズ範囲を拡張するために、第３世代の皮膚付着可能な注入デバイスが工夫された。そのようなデバイスの一例が、同時係属の／本願の所有者が所有する米国特許出願第１１／３９７，１１５号及び国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０６／００１２７６に記載されている。この第３世代のデバイスは、遠隔制御ユニットと、次の２部で構成することができる皮膚付着可能なデバイス／パッチユニットとを含む。すなわち、
○  再使用可能部  −  計量部分、電子機器、及び他の比較的高価な構成部品を含む。
○  使い捨て部  −  リザーバ、及び実施形態によってはバッテリを含む。
この概念は、コスト効果的な、皮膚付着可能な注入デバイスをもたらし、様々なリザーバサイズ、様々な注射針及びカニューレタイプなど、多様な使い方を可能にする。
【０００８】
米国特許仮出願第６０／８７６，６７９号に対する優先権を主張する、同時係属の／本願の所有者が所有する国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０７／００１５７８及び米国特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ０７／００１５７８号及び米国特許出願第１２／００４，８３７号では、皮膚付着可能なクレードルユニットから分離しそこへ再接続することができる第４世代のパッチユニットが開示されている。
【０００９】
この第４世代の脱着式の皮膚付着可能なパッチは、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許仮出願第６０／６９１，５２７号に開示されているように、遠隔制御することができ、またはパッチハウジング上に位置する専用制御ボタンによって操作することができる。この第４世代のパッチにより、ユーザは、制御ボタンを繰り返し押すことによって所望の急速投与量を供給することができる。
【００１０】
（持続血糖測定（ＣＧＭ））
大部分の糖尿病患者は、現在、指を穿刺して毛細管試料をとり、その血液を可搬メータ内の分析用の試薬ストリップに付着することによって、自分自身のグルコースレベルを１日に数回測定する。グルコースレベル自己監視は、最近２０年間における糖尿病医療の改善に対して大きな影響を及ぼしたが、この技術の欠点はかなりのものであり、したがってノンコンプライアンスに通じている。血液採取は複数の皮膚穿刺の不快を伴い、検査は、睡眠中及び被験者が作業しているとき（たとえば自動車の運転中）実施することができず、断続的な検査は、高血糖及び低血糖の挿間期を逸するおそれがある。したがって、理想的なグルコース監視技術は、自動的かつ連続的な検査を使用すべきである。
【００１１】
現在、皮下間質液（ＩＳＦ）中のグルコースを連続的に監視するために３つの技法がある。すなわち、
１．第１の技法は、共にＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＭｉｎｉＭｅｄ  Ｉｎｃ．に譲渡されたＭｃＩｖｏｒらの米国特許第６，３６０，８８８号及びＭｃＩｖｏｒらの米国特許第６，８９２，０８５号（ＣＧＭＳ、Ｇｕａｒｄｉａｎ（商標）及びＣＧＭＳ  Ｇｏｌｄ）、ならびにＡｂｂｏｔｔ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、先のＴｈｅｒａＳｅｎｓｅ，Ｉｎｃ．に譲渡されたＨｅｌｌｅｒらの米国特許第６，８８１，５５１号（Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（商標））に記載されているグルコースオキシダーゼをベースとするセンサの使用に基づくものである。これらのセンサは、皮下植込み式、注射針タイプの電流滴定酵素電極を可搬ロガーと結合したものからなる。
【００１２】
２．第２の技法は、Ｃｙｇｎｕｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されたＣｈｅｎらの米国特許第６，３９１，６４３号（ＧｌｕｃｏＷａｔｃｈ（商標））で詳述されている逆イオントフォレシスをベースとするセンサの使用に基づくものである。皮膚表面上に位置する２つの電極間を通過する小さな電流が、イオン及び（電気浸透によって）グルコース含有間質液を表面に引き出し、グルコースオキシダーゼバイオセンサを組み込んだヒドロゲルパッドに引き込む（ＪＡＭＡ  １９９９；２８２：１８３９−１８４４）。
【００１３】
３．現在の臨床使用における第３の商用技術は、Ｒｏｃｈｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓに譲渡されたＰｆｅｉｆｆｅｒらの米国特許第６，０９１，９７６号で詳述されている微小透析（Ｄｉａｂ  Ｃａｒｅ  ２００２；２５：３４７−３５２）に基づくものである。市場性のあるデバイスも存在する（Ｍｅｎａｒｉｎｉ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ、ＧｌｕｃｏＤａｙ（商標））。ここでは、細い中空の透析ファイバが皮下組織内に植え込まれ、等張液をかん流させる。組織からのグルコースがファイバ内に拡散し、体外に汲み出され、グルコースオキシダーゼをベースとする電気化学式センサによって測定する。最初のレポート（Ｄｉａｂ  Ｃａｒｅ  ２００２；２５：３４７−３５２）は、センサ読取り値と血中グルコース読取り値の間の良好な一致、及び１点較正で１日にわたる良好な安定性を示している。
【００１４】
（閉ループシステム）
「閉ループ」システムと呼ばれることもある人工膵臓では、インスリンポンプが、連続的なグルコースモニタ読取り値に従って適切な用量のインスリンを供給する。人工膵臓は、ヒューマンインターフェースをもたず、消耗性の低血糖の挿間期、特に夜間低血糖を解消することが期待されている。「閉ループ」システムを実現するための過程における中間段階は、「食事通知（ｍｅａｌ  ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ）付き閉ループ」とも呼ばれる「開ループ」（または「半閉ループ」）システムである。このモデルでは、食事の前に所望のインスリンを入力することによって、こんにちのインスリンポンプを使用するのと同様の仕方でユーザの介在が必要とされる。閉ループシステムは、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  ＭｉｎｉＭｅｄに譲渡されたＳｔｅｉｌらの米国特許第６，５５８，３５１号で論じられている。このシステムは、２箇所の離れた身体部位に付着可能な２つの別々のデバイス、すなわちグルコースモニタとインスリンポンプで構成され、ループは、ＲＦ通信リンクによって閉じられる。この閉ループシステムは、いくつかの大きな欠点を有する。
【００１５】
１．グルコースモニタとインスリンポンプが２つの離散的な構成部品であり、したがって、通常３日ごとのインスリンポンプとセンサとの取り替えのたびに２箇所の挿入部位と２箇所の皮膚穿刺部位とが必要とされる。
【００１６】
２．２つのシステム構成部品は、分離されているため、無線通信リンクによって、または配線によって接続しなければならない。
【００１７】
３．ポンプが重くかさばり、長い管がシステムを目立つものにする。
【００１８】
４．ポンプ注入セット及びモニタセンサを３日ごとに処分しなければならないため、システムが非常に高価である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１９】
身体アナライトを連続的に監視し治療流体を連続的に分注するためのシステム、デバイス、及び方法が提供される。いくつかの実施形態は、監視用装置と分注装置とを含むデバイスに関する。分注装置は、流体を体内に注入するために使用することができ、監視用装置は、体内のアナライトを監視するために使用することができる。監視用装置及び分注装置は、アナライトレベルの並行監視と流体の分注とを可能にするように設計された、単一の皮下挿入可能な先端を共用することができる。いくつかの実施形態では、この装置は、アナライトの監視及び流体の分注を実施するために監視用装置及び分注装置に接続することができる複数の挿入可能な先端を有することができる。この先端は、体内、たとえば間質液（ＩＳＦ）内のアナライトレベルを監視するためのプローブとして、また同時に、流体が身体に供給されるカニューレとして機能する（以下「先端」）。分注装置及び監視用装置は、互いに独立に機能することも、閉ループシステムまたは半閉ループシステムとして共に機能することもできる。いくつかの実施形態では、分注流体は、糖尿病患者が使用することになるインスリンであり、アナライトはグルコースである。監視用装置及び分注装置は、皮膚付着可能なデバイスとして構成することができる流体供給デバイスを備えることができる（以下「パッチユニット」）。
【００２０】
このデバイスのいくつかの実施形態は、以下のユニット及び要素のうちの少なくとも１つを含む。
【００２１】
１．監視用装置及び分注装置を含むパッチユニット。監視用装置は、検知手段と、接続配線とを含み、分注装置は、リザーバと、駆動機構と、ポンプ機構とを含む。パッチユニットは、プリント回路板（ＰＣＢ）をさらに含み、このプリント回路板は、処理装置を含み、送受信機を含むことができる。処理装置は、分注装置及び監視用装置の動作を制御する（以下「処理装置のコントローラ」）。このデバイスは、プログラミングとデータプレゼンテーションのために、遠隔制御ユニット、及び／またはパッチユニット上の１つまたは複数の操作ボタンを備えることができる。さらに、このデバイスは、皮膚付着可能なクレードルユニットを備えることができる。パッチユニットは、クレードルユニットに対して接続または分離することができる。パッチユニットの分注装置は、推進プランジャ／ピストン（シリンジタイプ）機構または蠕動機構を有するシリンジなど、様々な分注機構を使用することができる。さらに、パッチユニットは、リザーバと、パッチユニットがクレードルユニットに接続されたときにリザーバと先端の間で流体連通を可能にする出口ポートとを含む。パッチユニットは、単一の部分として構成することも以下を含む２部からなることもできる。すなわち、
ａ．再使用可能部  −  ポンプ機構、電子機器など比較的高価な構成部品を含む。
ｂ．使い捨て部  −  比較的高価でない使い捨て構成部品を含む。
パッチユニットは、再使用可能部内、または使い捨て部内に入れることができる電力源をさらに含む。
【００２２】
２．クレードルユニットを皮膚に接着するための接着剤を有するシートで覆われた平坦な底部と、通路（以下「ウェル」）と、先端用の少なくとも１つのアンカとを備えるクレードルユニット。クレードルユニットは、少なくとも１つのコネクタ、たとえばパッチユニットをクレードルユニットに接続しそこから分離するためのラッチをさらに含む。
【００２３】
３．カートリッジユニット  −  以下を含む。
ａ．流体供給のために、またアナライト監視のために体内に挿入可能な先端。挿入したとき、先端は、ウェルに剛接続される。
ｂ．先端挿入中に皮膚穿刺のために使用される鋭利な部片である貫通用部材。先端を挿入したとき除去される。
ｃ．カニューレ／プローブ及び貫通用部材を遮蔽するプロテクタ。
いくつかの実施形態では、先端の挿入は、バネ式挿入器により自動的に行うことができる。
【００２４】
４．パッチユニットを制御するための遠隔制御ユニット。
【００２５】
いくつかの実施形態では、患者の体内に治療流体を注入するためのシステムが提供され、このシステムは皮膚付着可能なデバイスを含み、このデバイスは、分注装置と、治療流体を患者の身体に供給するための、また患者の体内の身体アナライトを監視するための多目的先端と、血中グルコース監視用装置を含む遠隔制御ユニットとを備える。このシステムは、任意選択で、皮膚付着可能なデバイスを受け取り、皮膚に面する表面上に接着剤を含むクレードルを備える。
【００２６】
監視用装置は、限定しないが、光学式、電気化学式、音響式、光音響式なものなどを含めて、従来のアナライト検知手段を使用することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、閉ループシステムまたは半閉ループシステムでグルコースレベルに従ってインスリンを分注するための手段を含む、外部のグルコース監視及びインスリン分注ユニットを含む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、１つの共通の挿入部位及び１つの先端を使用する、連続インスリン供給及び連続グルコース監視のための１つのユニットを含む。
【００２９】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、１部または２部で構成することができ、ユーザが任意で身体から接続及び分離することができる外部の単一のグルコース監視及びインスリン分注ユニットを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、依然として体外にありインスリンディスペンサにもグルコースモニタにも接続及び再接続することができる近位端を有する独立の先端を体内に挿入することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、体内に挿入された先端に対して分離及び再接続することができる外部のグルコース監視及びインスリン分注ユニットを含む。
【００３２】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、患者にとって非常にコスト効果的である外部のグルコース監視及びインスリン分注ユニットを含む。
【００３３】
一部の実施形態の一目的は、身体アナライトレベルを頻繁に、または連続的に測定するためのユニットと、体内に治療流体を頻繁に、または連続的に供給するためのユニットとを含むデバイスを提供することである。
【００３４】
一部の実施形態の他の目的は、グルコースレベルを頻繁に、または連続的に測定するためのユニットと、インスリンを頻繁に、または連続的に供給するためのユニットとを含むデバイスを提供することである。
【００３５】
一部の実施形態の他の目的は、グルコースレベルを頻繁に、または連続的に測定するためのユニットと、監視されているグルコースレベルに従ってインスリンを頻繁に、または連続的に供給するためのユニットとを含むデバイスを提供することである。
【００３６】
一部の実施形態の他の目的は、グルコース監視用装置及びインスリン分注装置を含む皮膚付着可能なユニットとして構成されているデバイスを提供することである。
【００３７】
いくつかの実施形態の他の目的は、監視用装置及び分注装置が、共通の挿入部位と、グルコースレベルを監視するためのプローブとして、またインスリンを供給するためのカニューレとして働く１本の先端とを並行使用することができる単一のパッチユニットを提供することである。グルコースレベルは、皮下組織内のＩＳＦ内で監視することができ、インスリンは、皮下組織内に供給することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態の他の目的は、監視用装置及び分注装置を含み、再使用可能部及び使い捨て部の２部を有するパッチユニットを提供することである。再使用可能部は、比較的高価な構成部品、たとえば電子機器、駆動機構を含むことができ、使い捨て部は、比較的安価な構成部品、たとえばリザーバを含むことができる。
【００３９】
一部の実施形態の他の目的は、パッチユニットとして構成され、連続的なグルコース監視用装置及びインスリン分注装置を共に含むデバイスを提供することである。このパッチユニットは、遠隔制御ユニットによって制御することも、パッチユニットのどこかに設けられたボタンによって制御することもできる。
【００４０】
いくつかの実施形態の他の目的は、アナライト監視及び流体分注が可能であり、薄く小型であり、衣服の下に隠すことができ、患者の身体に任意の所望の位置で取り付けることができ、長い管を回避し、通常の毎日の活動の邪魔にならないパッチユニットを提供することである。
【００４１】
いくつかの実施形態の他の目的は、監視用装置及び分注装置を共に含むパッチユニットを提供することであり、パッチユニットは、たとえば皮下組織、血管、腹膜腔、筋肉、及び脂肪組織を含む様々な身体組織内に挿入可能な先端に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１ａ乃至図１ｃは、単一部の監視用及び分注用パッチユニットと遠隔制御ユニットとを含むことができるデバイスの図である。図１ｂは、単一部の監視用及び分注用パッチユニットの図である。図１ｃは、２部の監視用及び分注用パッチユニットの図である。
【図２】図２ａは、単一部の監視用及び分注用パッチユニットの一実施形態の図である。図２ｂは、遠隔制御ユニット及びクレードルユニットを有する２部の監視用及び分注用パッチユニットの一実施形態の図である。
【図３】図３ａは、クレードルユニットの一実施形態の断面図である。図３ｂは、クレードルユニットの一実施形態の上面図である。
【図４】図４ａ乃至図４ｄは、提供されるシステム、デバイス、及び方法のいくつかの実施形態による先端挿入の図である。図４ａは、カートリッジユニットを装填する前の装填されたクレードルユニットを有する挿入器を示す図である。図４ｂは、クレードルユニット及びカートリッジユニットが装填された、皮膚に付着可能な挿入器の図である。図４ｃは、クレードルユニット及び皮膚を介して皮下組織内に先端を挿入するところを示す図である。図４ｄは、貫通用部材をカートリッジ内に引き戻したところを示す図である。
【図５】接続前の２部パッチユニット及びクレードルユニットの一実施形態の断面図である。
【図６】図６ａ乃至図６ｃは、パッチユニットをクレードルユニットに接続するところを示す図である。
【図７】図７ａ乃至ず７ｃは、パッチユニットを皮膚に直接接着するところを示す図である。
【図８】パッチユニット及び遠隔制御ユニットを含み、パッチユニットが単一の先端に接続されるデバイスの一実施形態の図である。
【図９】遠隔制御ユニット及びパッチユニットを含み、パッチユニットが２本の先端に接続されるデバイスの一実施形態の図である。
【図１０】図１０ａ及び図１０ｂは、パッチユニット及び遠隔制御ユニットを含み、分注装置が蠕動ポンプ機構を使用するデバイスの一実施形態の図である。図１０ａは、単一部のパッチユニットの図であり、図１０ｂは、２部のパッチユニットの図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、パッチユニット及び遠隔制御ユニットを含み、分注装置がプランジャ／ピストンポンプ機構を使用するデバイスの一実施形態の図である。図１１ａは、単一部のパッチユニットの図であり、図１１ｂは、２部のパッチユニットの図である。
【図１２】図１２ａ及び図１２ｂは、電気化学式監視用装置を使用し、電極をその外側表面上に有する先端にパッチユニットが接続される２部パッチユニットの一実施形態の図である。図１２ｂは、先端の外側表面上の電極の横断面図である。
【図１３】図１３ａ乃至図１３ｃは、電気化学式監視用装置を使用し、リング状の電極をその外側表面上に有する先端にパッチユニットが接続される２部パッチユニットの一実施形態の図である。図１３ｂは、先端の外側表面上の電極の縦断面図であり、図１３ｃは、電極の空間図である。
【図１４】先端に接続され電気化学式監視用装置を使用する２部パッチユニットの一実施形態を詳細に示す図である。
【図１５】先端に接続され光学式監視用装置を使用する２部パッチユニットの一実施形態を詳細に示す図である。
【図１６】図１６ａ乃至図１６ｃは、光学式監視用装置を使用する２部パッチユニットの一実施形態の上面図、断面図及び拡大図である。
【図１７】図１７ａ乃至図１７ｃは、２つの光学窓を有する光学式監視用装置を使用する例示的な２部パッチユニットの一実施形態の上面図、断面図及び拡大図である。
【図１８】半透性カニューレに接続されているパッチユニット及び拡散プロセスの図である。
【図１９】浸透性カニューレに接続されているパッチユニット及び拡散プロセスの図である。
【図２０】図２０ａは、微小透析用の先端を備えるパッチユニットの図である。図２０ｂは、微小かん流用の先端を備えるパッチユニットの図である。
【図２１】図２１ａ及び図２１ｂは、内的検知手段を有する電気化学式監視用装置を使用する２部パッチユニットの一実施形態の図である。
【図２２】図２２ａ乃至図２２ｃは、内的検知手段を使用する電気化学式監視用装置を含む２部パッチユニットの一実施形態の図である。
【図２３】外的検知手段を使用する電気化学式監視用装置を含む２部パッチユニットの一実施形態の図である。
【図２４】光学ベースの監視用装置及び検知手段の内的構成を使用する２部パッチユニットの一実施形態の図である。
【図２５】光学式監視用装置及び外的検知手段を使用する２部パッチユニットの一実施形態の図である。
【図２６】図２６ａ及び図２６ｂは、監視用装置の外的検知手段と、パッチユニット内で水分豊富な（ｆｌｕｉｄ  ｒｉｃｈ）アナライトを先端遠位端（皮下組織内）から近位端に向かって輸送するための手段とを使用する２部パッチユニットの一実施形態の図である。図２６ａは、蠕動機構の図であり、図２６ｂは、プランジャ／ピストン機構の図である。
【図２７】図２７ａ及び図２７ｂは、電気化学式監視用機構を使用する２部パッチユニットの一実施形態及び電流路の実施形態の図である。図２７ａは、パッチユニット内の配線及びコネクタの図である。図２７ｂは、クレードルユニット内の配線及びコネクタの図である。
【図２８】監視用装置及び分注装置が閉ループシステムまたは半閉ループシステムとして共に機能するパッチユニットの一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１ａは、パッチユニット（１０）を含むデバイスを示す。パッチユニットは、分注装置及び監視用装置を含む。また、このデバイスは、パッチユニット（１０）を制御するための遠隔制御ユニット（４０）を含む。いくつかの実施形態では、パッチユニット（１０）は、単一部（図１ｂに図示）または２部（図１ｃに図示）を含むように構成される可能性がある。いくつかの実施形態では、パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含むように構成される可能性がある。
【００４４】
図２ａは、単一部のパッチユニット（１０）、ならびに皮膚付着可能なクレードルユニット（２０）及び遠隔制御ユニット（４０）を示す。パッチユニット（１０）は、ユーザの任意でクレードルユニット（２０）に接続することも、そこから分離することもできる。パッチユニット（１０）をクレードルユニット（２０）に接続したとき、パッチユニット（１０）内に設けられたリザーバ（図２ａには図示せず）と皮下挿入可能な先端（３３０）との間で流体連通が確立される。当業者なら理解することができるように、図２ａには具体的に示されていないが、好適な電気配線接続を、先端（３３０）とパッチユニット（１０）の間に設けることができる。パッチユニットからの流体供給は、遠隔制御ユニット（４０）によってプログラムすることも、パッチユニット（１０）上に設けられた少なくとも１つのボタン（１５）によって手動で行うこともできる。また、遠隔制御ユニット（４０）は、ユーザ入力、監視、プログラミング、及びユーザフィードバックに使用することもできる。
【００４５】
図２ｂは、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を有する２部パッチユニットとして構成されているデバイスを示す。このデバイスは、クレードルユニット（２０）及び遠隔制御ユニット（４０）をさらに含む。再使用可能部（１００）は、１つのハウジング内に入れられ、使い捨て部（２００）は、もう１つの別個のハウジング内に入れられる。再使用可能部ハウジングと使い捨て部ハウジングは、パッチユニット（１０）の動作前に互いに接続される。パッチユニット（１０）をクレードルユニット（２０）に接続することにより、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（図２ｂには図示せず）と先端（３３０）の間で流体連通がもたらされる。電気配線接続もまた、先端（３３０）とパッチユニット（１０）の使い捨て部（２００）との間で確立される（図２ｂには図示せず）。流体供給は、遠隔制御ユニット（４０）によってプログラムする、及び／または再使用可能部ハウジング上に設けられた少なくとも１つのボタン（１５）によって手動で行うこともできる。また、遠隔制御ユニット（４０）は、ユーザ入力、監視、プログラミング、及びユーザフィードバックに使用することもできる。いくつかの実施形態では、データ獲得及び監視を、再使用可能部のハウジング内に位置する処理ユニットによって実施することができる。そのような監視の結果は、再使用可能部のハウジング上に位置する画面上で示すことができる。
【００４６】
図３ａ及び図３ｂは、クレードルユニット（２０）及び皮下挿入可能な先端（３３０）の断面図（図３ａ）及び上面図（図３ｂ）を示す。クレードルユニット（２０）の下向きの表面は、皮膚（５）に面する接着剤層を有する平坦なシートによって覆われている。また、クレードルユニット（２０）は、パッチユニット（１０）を接続及び分離するためのコネクタを備える。好適なコネクタの例は、２つのラッチとすることができよう。さらに、クレードルユニット（２０）は、先端（３３０）用の通路として使用される開口であるウェル（３１０）を含む。ウェル（３１０）は、先端挿入後に先端（３３０）をクレードルユニット（２０）に固定するための、上向きに延びる突起（２０、２１’）を含む。先端（３３０）は、その遠位端に開口を備え、その近位端に自己封止可能なゴム隔壁（３２０）を備える。隔壁（３２０）は、パッチユニット（１０）内に設けられた接続用ルーメン（図３ａ及び図３ｂには図示せず）によって穿孔することができる。先端（３３０）は、挿入器を使用して自動的に、または手動で挿入することができる。
【００４７】
以下の考察では、「カニューレ」という用語を使用し、先端（３３０）をも指す。カニューレの挿入の詳細な考察は、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許仮出願第６０／８７６，６７９号で提供されており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。図４ａ乃至図４ｄは、カニューレの挿入及びクレードルユニット（２０）の接着の一実施形態を示す。先端（３３０）の挿入は、手動（図４ａ乃至図４ｄには図示せず）で行うことも、専用のカニューレカートリッジユニット（７００）が予め装填されている挿入デバイス（８００）を用いて自動的に行うこともできる。図４ａは、図４ａの右側に示されているカニューレカートリッジユニット（７００）が装填される前の挿入デバイス（挿入器）（８００）を示す。カニューレカートリッジユニット（７００）は、貫通用部材（７０２）によって取り囲まれた軟質のカニューレ（３３０）を含む。カニューレは、握り部分（７０４）、ゴム隔壁（４０２）、及び固定用のカニューレハブ（４０１）を有する。カニューレカートリッジユニット（７００）は、滅菌性を維持し、不慮の穿刺を回避し、挿入器装填を容易にするプロテクタ（７０１）内に封入されている。カニューレカートリッジユニット（７００）は、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許仮出願第６０／９３７，１５５号で論じられており、挿入方法は、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許仮出願第６０／９３７，２１４号で論じられており、これらの開示は、それぞれその全体を参照により本明細書に組み込む。
【００４８】
挿入デバイス（８００）は、クレードル（２０）を中に装填することができるハウジング（８０４）を含む。ハウジングはまた、カニューレカートリッジユニット（７００）を中に装填することができるスロット（８０６）と、挿入動作を開始するボタン（８０２）とを有する。
【００４９】
図４ｂは、カニューレカートリッジユニット（７００）が装填された後、クレードルユニット（２０）がすでに皮膚に接着されているがカニューレ（３３０）が挿入されていない状態の挿入デバイス（８００）を示す。図４ｃは、ボタン（８０２）を押すことによってカニューレ（３３０）を患者の皮膚（５）内に挿入するところを概略的に示す。図４ｄは、握り部分（７０４）を握ることによって貫通用部材（７０２）を引き戻したところを示す。カニューレ（３３０）は、皮下区画内に配置されたままである。カニューレハブ（４０１）が、アンカ（２１及び２１’）によってウェル内で固定される。
【００５０】
図５は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を有する２部パッチユニット（１０）の断面図を示す。パッチユニット（１０）は、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を含み、各装置は、使い捨て部または再使用可能部内に常駐する少なくとも１つの構成部品を含む。再使用可能部（１００）は、電子機器（１３０）をさらに含み、この電子機器は、処理装置のコントローラ（図示せず）を含み、エネルギ供給源（２４０）を含むことができる。使い捨て部（２００）は、リザーバ（２２０）と、供給チューブ（２３０）と、その供給チューブが接続される出口ポート（２１３）とを含む。いくつかの実施形態では、エネルギ供給源（２４０）を使い捨て部（２００）内に設けることができる。出口ポート（２１３）には、パッチユニット（１０）をクレードルユニット（２０）に接続した後でカニューレ（３３０）のゴム隔壁（３２０）を穿孔するように適合されている接続用ルーメン（２１４）が設けられている。カニューレ（３３０）の遠位端は、皮膚（５）の下方の皮下組織内に位置することがわかる。カニューレの近位端は、ウェル（３１０）のところで固定される。手動操作ボタン（１５）が、再使用可能部（１００）のハウジング上に設けられてもよい。
【００５１】
図６ａ乃至図６ｃは、クレードルユニット（２０）を介してパッチユニット（１０）を身体に接続するところを示す。図６ａは、ユーザの皮膚に接着されたクレードルユニット（２０）を示す。図６ｂは、パッチユニット（１０）をクレードルユニット（２０）に接続するところを示す。図６ｃは、クレードルユニット（２０）に接続された後のパッチユニット（１０）を示す。
【００５２】
図７ａ乃至図７ｃは、パッチユニット（１０）を、クレードルユニット（２０）を介さずに身体に直接接着するところを示す。この実施形態では、接着剤が使い捨て部（２００）に付着されており、クレードルユニット（２０）がない。図７ａは、パッチユニット（１０）の底面から接着剤（１０１）の紙を剥がすところを示す。図７ｂは、パッチユニット（１０）を皮膚に接着するところを示す。図７ｃは、ユーザの身体に接続された後のパッチユニット（１０）を示す。
【００５３】
図８は、単一の先端（３３０）を備えるパッチユニット（１０）を示す。この構成では、流体供給に使用される同じカニューレが、アナライト監視用のプローブとしても働く。パッチユニット（１０）は、分注装置（１００５）、監視用装置（１００６）、電子機器（１３０）、及びエネルギ供給源（２４０）を含む。これらの構成部品すべてが、ユーザの皮膚（５）に直接またはクレードルユニット（２０）を介して取り付けることができる単一のユニット内に配置される。限定しないが、円形、楕円形、矩形、または三角形を含む任意の断面形状で構成することができる単一の先端（３３０）が皮下組織内に挿入され、ユーザの身体への流体供給を実現し（したがって、カニューレとして働き）、またユーザの身体内のアナライトの監視を実現する（したがって、プローブとして働く）。遠隔制御ユニット（４０）は、遠隔または直接のプログラミング及び／またはデータ処理のために使用することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、分注される流体はインスリンであり、監視されるアナライトはグルコースであり、皮下区画はＩＳＦを含む。インスリンは、分注装置（１００５）によって連続的に（または３分から１０分ごとなど短い間隔で）先端（３３０）を介して皮下区画内に分注されてもよい。グルコースレベルは、監視用装置（１００６）によって連続的に、または短い間隔で周期的に、先端（３３０）を使用して測定することができる。
【００５５】
図９は、クレードルユニット（２０）を介して身体に接続することができるパッチユニット（１０）の別の実施形態を示す。図の実施形態では、クレードルユニット（２０）は、１つがカニューレ（３３０）用、２番目がプローブ（３３３０）用である２つの通路を備える。パッチユニットは、分注装置（１００５）、監視用装置（１００６）、電子機器（１３０）、及びエネルギ供給源（２４０）を含む。いくつかの実施形態では、分注装置（１００５）は、インスリンポンプの、１つまたは複数の構成部品（たとえば、リザーバ、駆動機構、及びポンプ機構）を含む。また、分注装置（１００５）は、カニューレ（３３０）に接続させることができる出口ポートを有する。いくつかの実施形態では、監視用装置（１００６）は、連続グルコースモニタの、１つまたは複数の構成部品を含むことができ、プローブ（３３３０）に接続させることができる。遠隔制御ユニット（４０）は、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）の遠隔プログラミング及び／またはデータ処理のために使用することができる。
【００５６】
分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を含む単一のパッチユニット（１０）は、単一部または２部（再使用可能及び使い捨て）パッチユニット（１０）とすることができる。パッチユニット（１０）は、１つまたは２つのハウジング内に入れることができる。さらに、パッチユニット（１０）は、遠隔制御ユニット（４０）によって、及び／またはパッチハウジング上に位置する手動ボタン（図９には図示せず）によって操作することができる。いくつかの実施形態では、カニューレ（３３０）及びプローブ（３３３０）のそれぞれは、図８に示されている先端（３３０）と同様のものとすることができる。
【００５７】
図１０ａは、監視用装置（１００６）と、蠕動ポンプ機構（１１６）を使用する分注装置（１００５）とを含む１部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。流体は、蠕動ポンプ機構（１１６）により、リザーバ（２２０）から供給チューブ（２３０）を介して出口ポート（２１３）に供給される。出口ポート（２１３）付近に位置し、供給チューブ（２３０）の内部へのアクセスを有する検知手段（２０００）が設けられている。検知手段（２０００）は、配線（２１００）によって処理装置のコントローラ（２２００）に電気接続される。皮下アナライト濃度レベルが検知手段（２０００）によって測定され、信号が配線（２１００）を介して移送され、処理装置のコントローラ（２２００）によって解析される。ポンプ機構（１１６）は、駆動機構（１１４）によって作動させることができる。いくつかの実施形態では、ポンプ機構（１１６）を作動させる駆動機構（１１４）は、限定しないが、ステッパモータ、ＤＣモータ、またはＳＭＡアクチュエータを含むことができる。また、エネルギ供給源（２４０）を設けることができ、これは１つまたは複数のバッテリとすることができる。分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）は、電子機器（１３０）を有するＰＣＢによって制御されるように構成され、この電子機器が処理装置のコントローラ（２２００）をも含むことができる。プログラミングは、遠隔制御ユニット（４０）によって、及び／またはパッチユニット（１０）上に設けられた少なくとも１つのボタン（１５）によって行うことができる。
【００５８】
図１０ｂは、監視用装置（１００６）と、蠕動ポンプ機構（１１６）を使用する分注装置（１００５）とを含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。この２部パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含み、各部を別々のハウジング内に入れることができる。再使用可能部（１００）は、限定しないが、駆動機構（１１４）、ポンプ機構（１１６）、電子機器（１３０）、及び処理装置のコントローラ（２２００）を含めて、監視用装置及び分注装置の比較的高価な構成部品を含む。少なくとも１つの手動操作ボタン（１５）を、パッチユニット（１０）を操作するために設けることができ、再使用可能部（１００）上に配置することができる。使い捨て部（２００）は、出口ポート（２１３）と、限定しないがリザーバ（２２０）、供給チューブ（２３０）、エネルギ供給源（２４０）を含む分注装置の比較的安価な構成部品と、限定しないが配線（２１００）及びコネクタ（４０５）を含む監視用装置（１００６）の比較的安価な構成部品とを含む。監視用装置の検知手段（２０００）は、それぞれ図２０ａ及び図２０ｂに関連して以下で論じるように使い捨て部（２００）内（外的構成）、または先端上（内的構成）に配置することができる。いくつかの実施形態では、エネルギ供給源（２４０）は、再使用可能部（１００）内に入れることができる。アナライト監視及び流体分注は、再使用可能部（１００）を使い捨て部（２００）に接続して対にした後で、またこの対にされた２部をクレードルユニット（２０）（図示せず）及び先端（３３０）に接続した後で行うことができる。流体分注の詳細な考察は、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許出願第１１／３９７，１１５号及び国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０６／００１２７６に見出すことができ、それらの開示の全体を参照により本明細書に組み込む。アナライト監視の詳細な考察は、本願の所有者が所有する／同時係属の米国特許出願第１１／７０６，６０６号、米国特許出願第６０／８７６，９４５号、ならびに国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０７／００１０９６及びＰＣＴ／ＩＬ０７／００１１７７に見出すことができ、これらの開示は、それぞれその全体を参照により本明細書に組み込む。
【００５９】
いくつかの実施形態では、プログラミングは、遠隔制御ユニット（４０）によって、及び／またはパッチユニット（１０）に設けられた少なくとも１つのボタン（１５）によって行うことができる。当業者なら理解することができるように、分注装置は、様々なタイプのポンプ機構（たとえば、ペリスタポンプ、またはシリンジ内のプランジャ移動）、及び様々な駆動機構（たとえば、ＤＣモータまたはステッパモータ、ＳＭＡから派生したモータ、ピエゾまたはベロー）を含むことができる。やはり当業者なら理解することができるように、監視用装置（１００６）は、様々なタイプの監視用機構（たとえば、電気化学式、光学式、音響式なもの、またはアナライト監視のための既知の方法の任意の組合せ）を含むことができる。
【００６０】
図１１ａは、監視用装置及び分注装置を含み、分注装置がプランジャ／ピストンポンプ機構を使用する、１部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。流体は、プランジャ／ピストンポンプ機構（１１６）により、リザーバ（２２０）から出口ポート（２１３）に供給される。検知手段（２０００）は、配線（２１００）によって処理装置のコントローラ（２２００）に電気接続される。皮下アナライト濃度レベルが検知手段（２０００）によって測定され、信号が配線（２１００）を介して移送され、処理装置のコントローラ（２２００）によって解析される。いくつかの実施形態では、ポンプ機構（１１６）を作動させる駆動機構（１１４）は、限定しないが、ステッパモータ、ＤＣモータ、またはＳＭＡアクチュエータを含むことができる。また、エネルギ供給源（２４０）を設けることができ、これは１つまたは複数のバッテリとすることができる。分注装置及び監視用装置は、電子機器（１３０）を有するＰＣＢによって制御されるように構成され、この電子機器が処理装置のコントローラ（２２００）を含むことができる。プログラミングは、遠隔制御ユニット（４０）によって、及び／またはパッチユニット（１０）に設けられた少なくとも１つのボタン（１５）によって行うことができる。
【００６１】
図１１ｂは、監視用装置及び分注装置を含み、分注装置がプランジャ／ピストンポンプ機構（１１６）を使用する、２部パッチユニット（１０）の例示的な実施形態を示す。この２部パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含み、各部を別々のハウジング内に入れることができる。再使用可能部（１００）は、限定しないが、駆動機構（１１４）、ポンプ機構（１１６）、電子機器（１３０）、及び処理装置のコントローラ（２２００）を含めることができる、監視用装置及び分注装置の比較的高価な構成部品を含む。少なくとも１つの手動操作ボタン（１５）を、再使用可能部（１００）上に設けることができる。使い捨て部（２００）は、出口ポート（２１３）と、限定しないがリザーバ（２２０）、エネルギ供給源（２４０）を含めることができる分注装置の比較的安価な構成部品と、配線（２１００）及び電気コネクタ（４０５、４０５’）を含めることができる監視用装置の比較的安価な構成部品とを含む。監視用装置の検知手段（２０００）は、たとえばそれぞれ図２０ａ及び図２０ｂにおいてさらに詳述するように使い捨て部（２００）内（外的構成）、または先端上（内的構成）に配置することができる。いくつかの実施形態では、エネルギ供給源（２４０）は、再使用可能部（１００）内に入れることができる。アナライト監視及び流体分注は、再使用可能部（１００）を使い捨て部（２００）に接続して対にし、コネクタ（４０５、４０５’）を接続し、この対にされた２部をクレードルユニット（２０）（図示せず）及び先端（３３０）に接続した後で行うことができる。
【００６２】
図１２乃至図１４は、ピストンのプランジャポンプ機構（１１６）を使用する分注装置（１００５）と、電気化学式検知機構を使用する監視用装置（１００６）とを含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に入れられる駆動機構（１１４）及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に入れられるリザーバ（２２０）、供給チューブ（２３０）、エネルギ供給源（２４０）、及び出口ポート（図示せず）とを含む。電子構成部品（１３０）は、再使用可能部（１００）内に位置し、分注装置及び監視用装置が使用することができる。電力は、使い捨て部（２００）と対にされた後で電気回路を閉じる配線（２４００）及びコネクタ（４１０）によって、使い捨て部（２００）内に位置するエネルギ供給源（２４０）から再使用可能部（１００）に供給される。いくつかの実施形態では、エネルギ供給源（２４０）は、再使用可能部（１００）内に配置することができる。パッチユニット（１０）は、先端（３３０）に接続可能であり、この先端を皮下組織内に挿入することができる。
【００６３】
図１２ａ及び図１２ｂに示されているように、単一の先端（３３０）が、その外側表面上で長手方向に展開された電極（１２０、１２１、１２２）を有する。電極の一方が作用電極であり、他方が対電極であり、第３の電極が基準電極である。監視用装置（１００６）は、電極（１２０、１２１、１２２）を有する検知手段（２０００）と、配線（２１００）と、コネクタ（４０５）と、コントローラの処理装置（２２００）とを含む。少なくとも作用電極は、酵素被覆検知層によって被覆される。酵素被覆層が、グルコースを含有する周囲の流体と接触したとき、酵素触媒電気化学式反応により検知層内で電子が生じる。電子は、電極及び配線（２１００）によって、コネクタ（４０５）を介して処理装置のコントローラ（２２００）に移送され、そこで電気信号として検出され、電気信号の強度がグルコース濃度に比例する。検知手段（２０００）及び先端（３３０）は、使い捨て部（２００）内に展開することができ、処理装置のコントローラ（２２００）は、再使用可能部（１００）内に配置することができる。いくつかの実施形態では、図２６ｂを参照してさらに述べるように、電子移送配線及びコネクタを、クレードルユニット（２０）内に埋め込むことができる。
【００６４】
図１２ａ及び図１２ｂは、電極が先端（３３０）の外周に配置されたときの、電気化学式検知を使用する２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。図１２ａは、皮膚（５）に付着可能であるクレードル（２０）に接続されている２部パッチユニット（１０）を示す。パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含む。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）内の処理装置のコントローラ（２２００）及びコネクタ（４０５）と、使い捨て部（２００）内の配線（２１００）及びコネクタ（４０５）と、電極（１２０、１２１、及び１２２）を備える先端（３３０）とを含む。この実施形態では、電極（１２０、１２１、１２２）は、先端（３３０）の外周全体または外周の一部に沿って延びる。図１２ｂは、長手方向の電極（１２０、１２１、１２２）をその外周に有する先端（３３０）の断面図を示す。
【００６５】
図１３ａ乃至図１３ｃは、電極が先端（３３０）の外周に横断方向で同心のリング状に位置する、電気化学式検知を使用する２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。図１３ａは、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている２部パッチユニット（１０）を示す。パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を備える。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）内の処理装置のコントローラ（２２００）及びコネクタ（４０５）と、使い捨て部（２００）内の配線（２１００）及びコネクタ（４０５）と、電極（１２０、１２１、１２２）を備える先端（３３０）とを含む。この実施形態では、電極（１２０、１２１、１２２）は、先端（３３０）の外周側に、同心でリング状に位置する。図１３ｂ及び図１３ｃは、リング状の電極（１２０、１２１、１２２）がその外周に横断方向で位置する先端（３３０）、及び電流移送配線（２１００）のそれぞれ縦断面図及び等角図を示す。
【００６６】
図１４は、分注装置（１００５）と、電気化学式監視を使用する監視用装置（１００６）とを含む２部パッチユニットを示す。図１４は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）内の監視用装置（１００６）の詳細を示す。パッチユニット（１０）は、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間で分担され、電気化学式検知手段（２０００）を使用する。再使用可能部（１００）は、処理装置のコントローラ（２２００）及び電気回路（４００）を含む。回路（４００）は、電極上で発生する電気化学式反応のために電位または電流を電極に与えるための、またこの電気化学式反応により電極によって生成される電流または電位を測定するための必要な構成部品を含む。配線（２１００）及びコネクタ（４０５）は、使い捨て部（２００）と再使用可能部（１００）の間を電気接続するために設けられる。使い捨て部（２００）は、皮下に位置する検知手段（２０００）を含む先端（３３０）に接続される。
【００６７】
分注装置（１００５）もまた再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）内に入れることができ、再使用可能部（１００）は、駆動機構（１１４）及びポンプ機構（１１６）を含み、使い捨て部（２００）は、リザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）を含む。パッチユニット（１０）を先端（３３０）に接続したとき、リザーバから先端（３３０）を介して体内に流体を供給することができ、体内のアナライトを監視することができる。
【００６８】
図１５乃至図１７は、ポンプ機構（１１６）を使用する分注装置（１００５）と、光学式検知機構を使用する監視用装置（１００６）とを含む２部パッチユニット（１０）の実施形態を示す。分注装置（１００５）は駆動機構（１１４）及びポンプ機構（１１６）を含み、これらは再使用可能部（１００）内に含まれる。さらに、分注装置（１００５）は、使い捨て部（２００）内に含まれるリザーバ（２２０）、供給チューブ（２３０）、エネルギ供給源（２４０）、及び出口ポート（図示せず）を含む。電子機器（１３０）及び処理装置のコントローラ（２２００）は、再使用可能部（１００）内に位置し、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）が共に使用することができる。いくつかの実施形態では、エネルギ供給源（２４０）は、再使用可能部（１００）内に配置することができる。
【００６９】
図の実施形態における監視用装置（１００６）は、少なくとも１つの発光源（１０１）と、少なくとも１つの検出器（１０２）と、少なくとも１つの光偏向手段（１０９）とを含む。発光源（１０１）から体内に伝播する光の経路が実線で示されており、身体から検出器（１０２）に伝播する光の経路が破線で示されている。発光源（１０１）からの発光された光は、偏向手段（１０９）によって身体に向かって偏向され、返された光は、検出器（１０２）に到達し、処理装置のコントローラ（２２００）によって解析される。発光源（１０１）、検出器（１０２）、及び処理装置のコントローラ（２２００）は、再使用可能部（１００）内に配置することができ、偏向手段（１０９）は、再使用可能部（１００）内に配置することができる。再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）内に窓（１１１、１１２）が設けられる。窓（１１１、１１２）は、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）が対にされた後で位置合わせされ、上記経路に沿った光の通過を維持する。
【００７０】
図１５は、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続された２部パッチユニット（１０）、及び再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間で分割される光学ベースの監視用装置（１００６）の構成部品を示す。光源（１０１）から発せられた光は、偏向手段（１０９）によって先端（３３０）に向かって偏向され、皮下組織のＩＳＦ内に入る。発光された光のスペクトルは、測定されるアナライト（１３）に応じて変わる可能性がある。たとえば、アナライトがグルコースである場合、近赤外（ＮＩＲ）、中赤外、または可視光範囲内のスペクトルを（合わせて、または別々に）使用することができる。先端（３３０）の遠位端に向かって伝播する光（３００）は、先端（３３０）に、次いで偏向手段（１０９）を介して検出器（１０２）に戻る。反射光スペクトルを処理装置のコントローラ（２２００）によって解析し、アナライト濃度レベルを得る。光を発光源（１０１）から先端（３３０）を介して身体に向けて送り、次いで検出器（１０２）に戻すための様々な構成を有するパッチユニット（１０）の実施形態が、米国特許仮出願第６１／００４，０３９号で論じられており、その開示の全体を参照により本明細書に組み込む。
【００７１】
図１６ａ乃至図１７ｃは、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を有する２部パッチユニット（１０）の実施形態を示す。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内の駆動機構及びポンプ機構（図１６ａ乃至図１７ｃには図示せず）と、使い捨て部（２００）内のリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。分注装置（１００５）は、リザーバ（２２０）から供給チューブ（２３０）を介し、ポンプ機構（図１６ａ乃至図１７ｃには図示せず）を介し、先端（３３０）を介して身体に流体を供給する。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）内に位置する発光源（１０１）及び検出器（１０２）と、再使用可能部（１００）内にも使い捨て部（２００）内にも配置することができる光ファイバ（１０６）及びレンズ（１０５）とを含む。偏向手段（１０９）は、身体への、また身体からの光（３００）を配向する反射ミラー（１０８）を含むことができる。いくつかの実施形態では、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間、及び／または先端（３３０）の遠位端に、追加の光結合器（１９０）が存在してもよい。光結合器（１９０）は、限定しないが、反射光が組織から光ファイバ（１０６）に再結合しないようにするために、ある角度（たとえば、８度）で傾斜した窓を含むことができる。
【００７２】
図１６ａ乃至図１６ｃは、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を備える２部パッチユニットの一実施形態を示す。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間を通る光（３００）を集束するためのレンズ（１０５）を含む。いくつかの実施形態では、光学レンズ（１０５）は、発光された光及び戻る光の散乱を狭めるためのコリメート手段または集束手段として働く。レンズは、限定しないが、プラスチック、ガラス、石英を含む、様々な好適な材料製とすることができる。プラスチックレンズの使用が最もコスト効果的なものとなり得るが、ガラス及び石英は、優れた光学特性を有する。
【００７３】
図１６ａ及び図１６ｂは、レンズ（１０５）が再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間に位置するパッチユニット（１０）のそれぞれ側面図及び上面図を示す。図１６ｃは、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間の接触表面、及びレンズ（１０５）を介した２部間の光（３００）の通過の拡大図を示す。
【００７４】
図１７ａ乃至図１７ｃは、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を有する２部パッチユニット（１０）の側面図（図１７ａ）及び上面図（図１７ｂ）を示す。監視用装置（１００６）を通る光路は、それぞれ再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）内に位置し、これらの２部間での光（３００）の通過を可能にする、２つの位置合わせされた光学窓（１１０、１１１）を含む。光学窓（１１０、１１１）は、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間で光（３００）の通過を可能にするための手段として働く。図１７ｃは、再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間を通り、光ファイバ（１０６）及び２つの光学窓（１１０、１１１）を通過する光の方向（３００）を示す。いくつかの実施形態では、２つの窓（１１０、１１１）は、光ファイバ（１０６）内への逆方向の光反射を防止するために、両方とも、または別々に、たとえば約８度だけ傾斜させることができる。他の実施形態では、２つの光学窓（１１０、１１１）は、アナライト濃度レベルを検出するのに関連する波長にある光に対して半透明であり、光が窓（１１０、１１１）を通過することができる材料製である。窓（１１０、１１１）は、限定しないが、プラスチック、ガラス、または石英を含む、様々な好適な材料から作ることができる。いくつかの実施形態では、光学窓（１１０、１１１）は、発光された光または返された光が光学窓を通過したとき、起こり得るどんな光の散乱をも狭めるように、集束手段として働く。
【００７５】
監視用装置（１００６）は、以下の光学手段のいずれか１つを使用することができる。
【００７６】
○  近赤外（ＮＩＲ）分光法：グルコースのＮＩＲ透過率及び反射率測定は、グルコース特有の特性がＮＩＲスペクトル内に埋め込まれており、多変量解析法を使用することによって抽出することができることに基づくものである（Ｄｉａｂ  Ｔｅｃｈ  Ｔｈｅｒ  ２００４；６（５）：６６０−６９７，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２００５，７７：４５８７−４５９４）。
【００７７】
○  中赤外分光法：この範囲は、グルコース、タンパク質、及び水など、生物学的に重要な分子の非常に独特かつ特徴的な基本振動によって生成される吸光度のフィンガープリントを含む。９．２５μｍ及び９．６５μｍに、グルコースの２つの強い帯域が見られる。
【００７８】
○  光の散乱：光の散乱は、局所反射率（空間的に分解された拡散反射率）またはＮＩＲ周波数領域反射率技法によって測定される。局所反射率では、細い光ビームが身体部の表面上の限られた領域を照明し、反射された信号が、照明点から離れた数箇所で測定される。局所反射率測定も周波数領域測定もグルコース濃度の変化に基づくものであり、グルコース濃度は、ＩＳＦと組織繊維の間の屈折率不一致に影響を及ぼす。
【００７９】
○  ラマン分光法：ラマン効果は、エネルギが光と物質の間で交換される基本的な過程である。ラマン分光法では、しばしば「励起」光とも呼ばれる入射光が分子を励起し、振動運動させる。光エネルギが周波数に比例するため、この散乱光の周波数変化は、散乱する分子の振動周波数と等しくなければならない。散乱する分子と入射光の間のエネルギ交換のこの過程が、ラマン効果として知られている。ラマン散乱光は、分光計によって制御し、「スペクトル」として表示することができ、その強度がその周波数変化の関数として表示される。各分子種は、それ自体独特の分子振動の集合を有するため、特定の種のラマンスペクトルは、それぞれがその分子の特徴的な振動周波数のうちの１つによってシフトされた一連のピークまたは「帯域」からなることになる。したがって、ラマン分光法を使用し、グルコースの組織及び血中濃度を正確に測定することができる（Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．２０００  ４５（２）Ｒ１−Ｒ５９）。
【００８０】
○  蛍光エネルギ移動（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ／ＦＲＥＴ）をベースとする検定：コンカナバリンＡがドナーとしてＮＩＲ蛍光性の高いタンパク質のアロフィコシアニンで標識され、デキストランがアクセプタとしてマラカイトグリーンで標識される（Ｊ  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ  ２０００；５４：２６−３４；Ａｎａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  ２００１；２９２：２１６−２２１）。レクチンに対する結合からのデキストランの競争的置換（ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が、グルコース濃度が上昇しつつあるとき発生し、強度または寿命（時間相関された単一光子計数）として測定されるＦＲＥＴの減少をもたらす。
【００８１】
○  光音響法：光音響（ＰＡ）は、光の吸収によって生み出される超音波を使用する。媒質が、その媒質内の特定の分子種によって吸収される波長のレーザパルスによって励起される。光の吸収、及び後続の放射のない崩壊が、媒質内で非常に小さい局所加熱を引き起こし、それにより、ハイドロホンまたは圧電デバイスによって検出可能な超音波の圧力波が生成される。これらの音響信号を解析することにより、媒質内での光の吸収の深さプロファイルをマッピングすることができる。血中グルコース濃度の監視用の非侵襲的な道具として働くことができる光音響技法によって、グルコーストレンドを追跡することができる（Ｃｌｉｎ  Ｃｈｅｍ１９９９  ４５（９）：１５８７−９５）。
【００８２】
図１８及び図１９は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を有する２部パッチユニット（１０）の実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている。パッチユニット（１０）は、先端（３３０）を使用する分注装置及び監視用装置（図１８及び図１９には図示せず）を含む。図の実施形態では、先端（３３０）が半透性または浸透性であり、アナライト分子がその膜壁を介して先端（３３０）内に拡散することを可能にする。分注される流体（たとえば、インスリン）が先端（３３０）内の溶液として使用され、その溶液内に、周囲のＩＳＦからの分子が拡散される可能性がある。半透膜または透析膜を介したアナライト分子の拡散は、濃度勾配の指示に従う。先端（３３０）内のアナライト濃度は、濃度平衡を達成するための時間として規定される回復時間に応じて、周囲のＩＳＦ内のアナライト濃度に比例するか、またはそれに等しい。
【００８３】
図１８は、単一の皮下挿入可能な先端（３３０）に接続されているパッチユニット（１０）の一実施形態を示す。先端（３３０）は、低分子量の分子（１３）（たとえば、グルコース）の拡散を可能にし、一方、高分子量の分子（１４）に対する障壁をもたらす。
【００８４】
図１９は、先端（３３０）が、小さい分子量の分子（１３）に対しても大きい分子量の分子（１４）に対しても浸透性である透析膜を含む一実施形態を示す。浸透性の先端は、より安価であり、急速な回復時間を可能にするが、（通常、小さい分子量の分子からなる）特定のアナライトの監視をあまり正確でないものにし得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、アナライト濃度レベルを監視するために、また流体を供給するために使用される先端（３３０）が、当技術分野で知られているように、微小透析（ＭＤ）プローブまたは微小かん流（ＭＰ）プローブである。プローブは、分注される流体（たとえば、インスリン）を、または追加の／代替のかん流流体（たとえば、生理食塩水）をかん流させることができる。先端の膜は、半透性でも浸透性でもよい。ＭＤプローブは当技術分野で知られており、それらの説明の例は、Ｕｎｇｅｒｓｔｅｄｔの米国特許第４，６９４，８３２号、ならびに「ＣＭＡ  ６０  Ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ」または「ＣＭＡ  ７０  Ｂｒａｉｎ  Ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｃａｔｈｅｔｅｒｓ」という名称のＣＭＡ／Ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ  ＡＢ  Ｃｏｍｐａｎｙの文書から見出すことができる。挿入用のカニューレと結合されたＭＤプローブもまた、Ｍｏｄｅｌらの米国特許出願第２００５／０１１９５８８号で論じられている。
【００８６】
図２０ａ及び図２０ｂは、ＭＤ先端（図２０ａ）またはＭＰ先端（図２０ｂ）が使用される先端（３３０）の実施形態を示し、先端（３３０）は、底部（３３１）またはその側部（３３２）に開口を含み、先端（３３）に入る流体が先端（３３０）を介してパッチユニット（１０）からユーザの身体に供給されることを可能にすることを除いて、当業者に知られているＭＤプローブまたはＭＰプローブと同様である。したがって、この実施形態の先端（３３０）は、流体を体内に分注するための手段としても、アナライト濃度を監視するためのＭＤプローブまたはＭＰプローブとしても働く。
【００８７】
分子拡散に基づくものであり、先端（３３０）が半透性または浸透性である実施形態では、アナライト検知手段を、以下の構成のうちの１つで構成することができる。
【００８８】
１．内的構成  −  検知手段が先端のところにあり、皮下区画内に位置する。
【００８９】
２．外的構成  −  検知手段が、皮下区画の外側に位置するパッチユニット内にある。アナライトに富んだ流体をパッチユニットに移送することができ、そこでアナライト濃度検知を身体の外側で実施することができる。この構成では、分注装置は、アナライトに富んだ流体を、皮下に位置する先端の遠位端からパッチ内に位置する先端の近位端に（たとえば、流体供給の方向を逆転することによって）移送するための手段を含む。
【００９０】
アナライト検知手段は、電気化学式、光学式、音響式なもの、または当業者に知られている任意の他のアナライト検知手段に基づくものとすることができる。
【００９１】
図２１ａ及び図２１ｂは、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を有する２部パッチユニット（１０）を示す。パッチユニット（１０）は、分注装置及び電気化学式監視用装置を含み、クレードルユニット（２０）に接続されている。パッチユニット（１０）は、半透性または浸透性である膜を有する先端（３３０）に接続することができる。監視用装置は、検知手段（２０００）を備える。図２１ａ及び図２１ｂは、先端内（すなわち、内的）（図２１ａ）、及びパッチ内（すなわち、外的）（図２１ｂ）の、検知手段（２０００）の２つの構成を示す。
【００９２】
図２１ａは、内的検知手段（２０００）を使用する、分注装置及び監視用装置（図２１ａ及び図２１ｂには図示せず）を含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、皮膚（５）に付着可能であるクレードル（２０）に接続されている監視用装置は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）と、再使用可能部及び使い捨て部（１００及び２００）内に位置する配線（２１００）と、検知手段（２０００）を有する先端（３３０）とを含む。検知手段（２０００）は、先端（３３０）内に位置する（内的構成）。先端（３３０）は、アナライトが濃度勾配の方向（矢印によって図示）で拡散することを可能にする透析膜または半透膜を有する。
【００９３】
図２１ｂは、外的検知手段を使用する、分注装置及び監視用装置（図２１ｂには図示せず）を含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている。監視用装置は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）と、使い捨て部（２００）内に位置する配線（２１００）と、先端（３３０）とを含む。検知手段（２０００）は、パッチ（１０）内、好ましくは使い捨て部（２００）内に位置する（外的構成）。先端（３３０）は、アナライト分子が濃度勾配の方向（矢印によって図示）で拡散することを可能にする透析膜または半透膜を有する。分注装置は、アナライトに富んだ流体を先端（３３０）からパッチユニット（１０）内に移送するための手段（図示せず）を含む。そのような移送の１つの方法は、米国特許仮出願第６０／９２８，０５４号に対する優先権を共に主張し、それらの開示の全体を参照により本明細書に組み込む、本願の所有者が所有する／同時係属の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０８／０６２９２８及び米国特許出願第１２／１１６，５４６号に開示されているように、流体供給の方向を逆転することを含む。
【００９４】
図２２ａ乃至図２２ｃは、分注装置（１００５）及び電気化学式監視用装置（１００６）を含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含み、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）、駆動機構（１１４）、及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）と、配線（２１００）と、コネクタ（４０５）と、内的とすることも外的とすることもできる電気化学式検知手段とを含む。
【００９５】
図２２ａは、検知手段の内的構成を含む電気化学ベースの監視用装置の例示的な実施形態を示す。検知手段は、先端（３３０）上で皮下区画内に位置しており、作用電極（１２０）、対電極（１２１）、及び基準電極（１２２）を含む。これらの電極は、先端の外側または内側に長手方向で配置することができる。電流が電極から配線（２１００）及びコネクタ（４０５）によって処理装置のコントローラ（２２００）に移送される。
【００９６】
図２２ｂ及び図２２ｃは、先端（３３０）の内側に横断方向で位置する同心の、リング状の電極（１２０、１２１、１２２）の、それぞれ横断面図（図２２ｂ）及び等角図（図２２ｃ）を示す。図の実施形態では、先端（３３０）は、浸透性または半透性である。いくつかの実施形態では、これらの電極は、先端（３３０）の外側に配置することができる。先端（３３０）は、円形、楕円形、矩形とすることも、平坦な外形、または任意の他の形状を有することもできる。先端（３３０）は、非浸透性でも半透性でもよく、これらの電極は、先端（３３０）の外側表面または内側表面に配置することができる。
【００９７】
図２３は、外的検知手段を含む電気化学ベースの監視用装置（１００６）の一実施形態を示す。検知手段（２０００）は、先端（３３０）上でパッチユニット（１０）内に位置しており、少なくとも１つの作用電極（１２０）、対電極（１２１）、または基準電極（１２２）を含むことができる。これらの電極は、先端（３３０）の外側表面または内側表面に配置することができる。電流が電極から配線（２１００）及びコネクタ（４０５）によって処理装置のコントローラ（２２００）に移送される。皮下の先端部分（先端の遠位端）からのアナライトに富んだ溶液が、（先端内の濃度勾配に従った）先端に沿った拡散によって、または（たとえば、ポンプ機構の方向を逆転させることによって生み出される先端内の流体の逆流による）強制流体移送によって、検知手段（先端の近位端）に到達することができる。
【００９８】
図２４及び図２５は、分注装置（１００５）及び光学ベースの監視用装置（１００６）を含む２部パッチユニット（１０）の実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含み、皮膚（５）に付着可能であるクレードルユニット（２０）に接続されている。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）、駆動機構（１１４）、及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。監視用装置（１００６）は、再使用可能部（１００）内に位置する発光源（１０１）、検出器（１０２）、及び処理装置のコントローラ（２２００）と、両部に位置する配線（２１００）及びコネクタ（４０５）とを含む。先端（３３０）は、浸透性または半透性とすることができる。光学式手段は、内的（図２４）または外的（図２５）とすることができる。再使用可能部（１００）と使い捨て部（２００）の間でのより効率的な光（３００）の通過のために、光学式手段、たとえば窓、レンズを、これらの２部間に展開することができる。
【００９９】
図２４は、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を含む２部パッチユニット（１０）の一実施形態を示す。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）、駆動機構（１１４）、及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。光学ベースの監視用装置（１００６）は、内的検知手段（２００２）を含む。発光源（１０１）及び検出器（１０２）を含む検知機構は、パッチユニット（１０）内に位置しており、検知手段（２０００）は、先端（３３０）内に位置する。検知手段（２０００）は、皮下区画内にあり、少なくとも１つの反射ミラー（１９０）を含む。光源（１０１）から発せられた光の方向（３００）は、偏向手段（１０９）によって先端（３３０）内に偏向され、その光は、ミラー（１９０）によって偏向手段（１０９）及び検出器（１０２）に向かって反射され、処理装置のコントローラ（２２００）によって解析される。先端（３３０）は、浸透性または半透性とすることができ、したがって注目のアナライト（すなわち、グルコース）は、濃度勾配の方向で流れることができる。光が先端（３３０）内のアナライトに富んだ溶液を通過するとき、光スペクトル解析を行うことができる。
【０１００】
図２５は、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を含む２部パッチユニットの一実施形態を示す。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に位置する処理装置のコントローラ（２２００）、駆動機構（１１４）、及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。光学ベースの監視用装置（１００６）は、外的検知手段を含む。発光源（１０１）及び検出器（１０２）を含む、検知手段のいくつかの要素は、パッチユニット（１０）内に位置する。光源（１０１）から発せられた光（３００）の方向（３００）は、アナライトに富んだ流体に向かって送られ、ミラー（１０９）によって反射され検出器（１０２）に返され、処理装置のコントローラ（２２００）によって解析される。先端（３３０）は、浸透性または半透性とすることができ、したがって注目のアナライト（すなわち、グルコース）は、濃度勾配の方向で流れることができる。光が先端（３３０）内のアナライトに富んだ溶液を通過するとき、光スペクトル解析を行うことができる。皮下の先端部分（先端の遠位端）からのアナライトに富んだ溶液が、（濃度勾配に従った）先端（３３０）に沿った拡散によって、または（たとえば、ポンプ機構の移動方向を逆転させることによって生み出される先端内の流体の逆方向の流れによる）能動流体移送によって、検知用のパッチユニット（１０）内の検知手段（カニューレの近位端）に到達することができる。
【０１０１】
図２６ａは、分注装置及び監視用装置を含むパッチユニット（１０）の一実施形態を示す。監視用装置は、電子構成部品（１３０）に接続された処理装置のコントローラ（２２００）に配線された外的検知手段（２０００）を含む。分注装置は、駆動機構（１１４）と、回転輪（１１２）で構成された蠕動ポンプ機構とを使用し、この蠕動ポンプ機構は、回転の方向（時計回りまたは反時計回り）でリザーバ（２２０）から供給チューブ（２３０）を介して流体を分注する。したがって、順方向（パッチユニット（１０）から先端（３３０）へ）及び逆方向（先端（３３０）からパッチユニット（１０）へ）で流れを供給することができる。監視用装置は、電気化学式検知または光学式検知を使用することができる。先端の遠位端からパッチユニット（１０）内の近位端にアナライトに富んだ流体を供給することにより、パッチユニット（１０）内の検知手段（２０００）に、ＩＳＦ内のアナライト濃度と同一の（または既知の比率にある）アナライト濃度を含む溶液がもたらされる。
【０１０２】
図２６ｂは、分注装置及び監視用装置を共に含むパッチユニット（１０）の一実施形態を示す。監視用装置は、再使用可能部（１００）内にある電子機器（１３０）に接続された処理装置のコントローラ（２２００）に、コネクタ（４１０）を介して配線された外的検知手段（２０００）を含む。この分注装置は、たとえば、シリンジタイプのポンプ機構（１１６）を使用する。駆動機構（１１４）は、プランジャ（１１９）と対にされたピストン棒（１１８）を押す、または引くことができる。したがって、使い捨て部（２００）内のリザーバ（２２０）を介して順方向（パッチユニット（１０）から先端（３３０）へ）及び逆方向（先端（３３０）からパッチユニット（１０）へ）で流れを供給することができる。先端の遠位端からパッチユニット（１０）内の近位端にアナライトに富んだ流体を供給することにより、パッチユニット（１０）内の検知手段（２０００）に、ＩＳＦ内のアナライト濃度と同一の（または既知の比率にある）アナライト濃度を含む溶液がもたらされる。
【０１０３】
図２７ａ及び図２７ｂは、分注装置及び監視用装置を有するパッチユニットの実施形態、ならびに電気配線（２１００）の諸構成を示す。監視用装置（１００６）は、内的電気化学式検知手段を含む。分注装置（１００５）は、再使用可能部（１００）内に位置する電子機器（１３０）、処理装置のコントローラ（２２００）、駆動機構（１１４）、及びポンプ機構（１１６）と、使い捨て部（２００）内に位置するリザーバ（２２０）及び供給チューブ（２３０）とを含む。
【０１０４】
図２７ａでは、電極（１２０、１２１、１２２）上で生成された電流が、配線（２１００）によって、先端（３３０）の近位端にある１組の接点（４０６）に供給される。１組の接点（４０５）は、その電流を、使い捨て部（２００）から再使用可能部（１００）に、また処理装置のコントローラ（２２００）に移送する。
【０１０５】
図２７ｂでは、電極（１２０、１２１、及び１２２）上で生成された電流が、配線（２１００）によって、先端（３３０）の近位端にある１組の接点（４０７）に供給される。追加の１組の接点（４０８）が、その電流を、クレードルユニット（２０）から再使用可能部（１００）に、また処理装置のコントローラ（２２００）に移送する。
【０１０６】
図２８は、パッチユニット（１０）を含む、また遠隔制御ユニット（４０）を含むことができるデバイスの一実施形態を示す。パッチユニット（１０）は、クレードルユニット（２０）に、また先端（３０）に接続することができる。パッチユニット（１０）は、分注装置（１００５）及び監視用装置（１００６）を含む。分注装置は、監視用装置（１００６）によって監視されているアナライト濃度レベルに従って流体を供給する。このデバイスは、閉ループシステムまたは半閉ループシステムとして機能することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、体内グルコースレベルに従ってインスリンが分注され、したがってこのシステムは、閉ループシステムとして機能し、当技術分野で「人工膵臓」として知られている。いくつかの実施形態では、パッチユニット（１０）は、２部、すなわち再使用可能部（１００）及び使い捨て部（２００）を含むことができ、フロープログラムを入力するためのボタンを含むことができる。
【０１０８】
半閉ループシステムでは、監視用装置（１００６）からの入力だけでなく、ユーザからの追加の入力（たとえば、食事時間、インスリン供給基本流量、または食事前の急速投与量）を特定のアルゴリズム内で使用し、分注装置（１００５）によって供給されるインスリンの量を計算する。ユーザ入力は、遠隔制御ユニット（４０）を用いて、またはパッチユニット（１０）上のボタン（図示せず）を用いて行うことができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、パッチユニット（１０）は、パッチユニット（１０）を制御する遠隔制御ユニット（４０）に接続されてもよく、この遠隔制御ユニット（４０）は、患者の体内の血中グルコースレベルを監視及び制御することを可能にする血中グルコース監視用構成部品をさらに含む。上述の実施形態と同様に、パッチユニット（１０）は、２目的先端（３３０）を含むことができ、１部パッチユニットまたは２部パッチユニットとすることができる。さらに、パッチユニット（１０）は、患者の皮膚に接着し、先端（３３０）の挿入に対処することができるクレードルユニット（２０）を含むことができる。いくつかの実施形態では、パッチユニット（１０）は、クレードルユニット（２０）を含まないように構成することができる。
【０１１０】
本明細書では、特定の実施形態について詳細に開示したが、これは、例として説明するためのものにすぎず、以下の添付の特許請求の範囲に関して限定することは意図されていない。具体的には、特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、様々な置換、変更、及び修正を行うことができることが企図されている。他の態様、利点、及び修正も、以下の特許請求の範囲内にあるものと見なされる。提示されている特許請求の範囲は、本明細書に開示されている本発明を表す。他の、特許請求されていない発明もまた企図されている。出願人は、後の特許請求の範囲においてそのような発明を追求する権利を留保する。
【０１１１】
上記で参照されているどの特許、特許出願、論文、ならびに公開文献及び非公開文献は、それらの全体を参照により本明細書に組み込む。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２２ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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