(57)【要約】  本発明は注射器(12)に関する。それは、注射器(12)へ差し込むことが可能であるカートリッジ(10)から薬を放出するためのプランジャー(17)を含む。アクチュエーター(27)は、駆動力下のプランジャーの動き、そしてその結果放出された薬を制御(5)するためのエスケープ機構(21)を操作するために備わる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬入りのカートリッジ(10)を取り付けて使用する注射器であって、
前記カートリッジから、使用時に、用量又はその一部を放出するために、作用方向へ移動するためのプランジャー(17)と、
前記方向にそれを移動させるために前記プランジャーに作用するための動力源(24)と、
前記方向に前記プランジャーの移動を制御するために、前記動力源(24)の動作に対して、それをホールドし、及び、それをリリースするように前記プランジャーに作用するためのエスケープ(21)と、
「リリース」と「ホールド」の位置の間で前記エスケープを移動させるためのアクチュエーター(27)と、
を含むことを特徴とする注射器。
【請求項２】
前記アクチュエーターは、圧電素子アクチュエーター(27)であることを特徴とする請求項1に記載の注射器。
【請求項３】
前記プランジャー(17)は、縦方向のラチェット(19,20)を有し、
前記エスケープは、前記ラチェットと係合し前記ラチェットから解放されるための、前記方向に対して交わる動作のために配置された歯部を有する部材(24)を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の注射器。
【請求項４】
前記プランジャー(17)は、一対の反対側のラチェット歯面(19,20)を有し、前記歯部を有する部材は、それぞれのラチェット面(19,20)を係合するための、それぞれの歯部(26,25)を備えたカラーを含むことを特徴とする請求項3に記載の注射器。
【請求項５】
前記カラーの前記それぞれの歯部を有する部分(26,25)は、互いに位相が180°異なることを特徴とする請求項4に記載の注射器。
【請求項６】
それぞれのラチェット歯面(19,20)上の前記歯は、横方向に1/2ピッチでオフセットすることを特徴とする請求項4に記載の注射器。
【請求項７】
前記圧電素子アクチュエーター(27)は、シート又はビームの形状をしており、印加電圧に応じて曲がり、前記アクチュエーターと前記エスケープを相互に連結させる機械的な増幅器(28)をさらに含むことを特徴とする請求項2又は請求項2に従属する任意の請求項に記載の注射器。
【請求項８】
前記機械的な増幅器は、ピボットを中心として回転するレバー(28)であることを特徴とする請求項7に記載の注射器。
【請求項９】
カートリッジ(10)をさらに含み、前記エスケープ(21)によって前記ラチェットのリリースと再捕獲との間でかかる時間は、前記カートリッジから薬を放出する最小の時間より大きいことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の注射器。
【請求項１０】
前記動力源(24)は、スプリング又は流体圧モーターであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載の注射器。
【請求項１１】
前記スプリングは、定荷重ばね(24)であることを特徴とする請求項10に記載の注射器。
【請求項１２】
前記圧電素子のアクチュエーターのための電圧の印加を制御するための制御部(30)をさらに含むことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の注射器。
【請求項１３】
前記制御部(30)は、前記方向に前記プランジャーの動作速度を制御するために配置されることを特徴とする請求項12に記載の注射器。
【請求項１４】
投薬量の設定を可能にするための、タッチ感知可能なインターフェース/ディスプレイ(13)を含むことを特徴とする請求項13に記載の注射器。
【請求項１５】
トリガースイッチ(14)をさらに含むことを特徴とする請求項1から請求項14のいずれかに記載の注射器。
【請求項１６】
用量又はその一部の放出のために、所定の方向に動作する前記カートリッジと協働するプランジャー(17)を含むカートリッジ(10)を取り付けて使用する注射器であって、
前記方向にそれを移動させるために前記プランジャーに作用するための動力源と、
前記プランジャーのインクリメント的駆動の前進を可能とするために、前記動力源の動作に対して、交互に前記プランジャーをホールドしリリースする操作が可能な電気的に起動されるエスケープと、を含むことを特徴とする注射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインシュリンのユーザーによって使用されるような注射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自分で規則的に注射することが求められる患者に、複数回の投与を提供することができる自動注射器具を提供することがトレンドである。正確な投薬量が毎回放出されるが、正確な投薬量が患者により異なることを確認することが明らかに望ましい。したがって、ユーザーがそれらの症状のための正確な数の単位量を放出することができるように、用量の単位量を放出することが可能であるシステムを提供することが同様に望ましい。したがって、電子的に制御するシステムを提供することは魅力があるが、いかなるそのようなシステムもフェイルセーフでなければならない。
【０００３】
一般的に、注射器は機械的であり、使い捨ての薬カートリッジを差し込むことが可能なペン状の注射器として動作する。カートリッジは皮下注射針が取り付けられて配置される。現在の方式で、カートリッジが全体の必要な用量を放出するために十分には満たされていない場合の用量の単位量をモニターすることは難しい。
【発明の概要】
【０００４】
これらの問題のうちのいくつか又はすべては、下記の本発明の実施形態によって軽減する。
【０００５】
1つの態様から、本発明は、カートリッジから用量又はその一部を放出するために、使用時に作用方向の動作のためのプランジャーと、その方向にそれを移動させるためにプランジャーに作用するための動力源と、その方向にプランジャーの動きを制御するために、動力源の動作に対してそれをホールドし、かつ、リリースするためにプランジャーに作用するためのエスケープと、「リリース」と「ホールド」位置の間でエスケープを移動させるためのアクチュエーターと、が含まれる薬入りのカートリッジを有する注射器からなる。 
【０００６】
用語「エスケープ」は、直線的か回転式かにかかわらず、駆動力の影響下で交互に部材をホールドしリリースするあらゆる機構も記述するために広く使用される。用語「カートリッジ」は、薬が容器から放出されることを可能にし、シリンジ等を含むあらゆる配置を記述するために使用される。
【０００７】
アクチュエーターはソレノイドのような電気的、電磁気的アクチュエーターを含んでもよく、それは圧電素子アクチュエーターが好まれる。圧電素子アクチュエーターは、印加電圧によって非常に高度に制御可能であり、高速に動作する。したがって、圧電素子アクチュエーターの使用によって、プランジャーは非常に小さなインクリメントで前進させることが可能であり、従って、投薬量の非常に正確な制御が可能となる。しかしながら、圧電素子アクチュエーターへの電源に、又は、非常に珍しくはアクチュエーター自体に故障がある場合には、アクチュエーターは機能するのを止め、そして、エスケープはその方向の動きに対してプランジャーを保持する。したがって、アクチュエーターは、ステップ電圧変更によって、さもなくば、適切なパルス発生器か発振器によって生成された電気的なパルスや連続パルスによって駆動させればよい。アクチュエーターに供給されたパルスまたは状態変化がそれぞれ、プランジャーの動きの小さなインクリメントを生成するので、パルスの数、及び、それらの周波数や間隔を適切に制御することによって、これは、体積が測定された用量、及び、さらに用量の放出の比率に対する高度の制御を行うことを可能にする。さらに、パルス(したがって動きのインクリメント)を数えることによって、制御リミットは、プランジャーの実際の位置、既に送り出された薬の量、及び、まだ残る量を導き出すことが可能である。
【０００８】
プランジャーには縦方向のラチェットがあってもよく、エスケープは、ラチェットに噛み合いラチェットから解放するために、その方向に対して横切る動作のために配置された、内部に歯のあるカラーのような、共に働く歯のある配置を含んでもよい。カラー以外の配置はもちろん使用されてもよい。例えば、プランジャーは、歯を反対側に向けた2つの並列に内部に導かれたラチェットがあってよく、エスケープは、ホールドとリリースの位置間で交互に移動可能である2つのラチェット間で内部に配置された歯のあるエスケープ部材を含んでよい。さらに、エスケープは、ホールドとリリースの位置間で移動するラッチ・エスケープ・フィンガーと共に働く、例えば、プランジャー上に輪郭が描かれたトラックを含んでよい。トラックはのこぎり歯状でもよい。好ましくは、プランジャーは、横方向に反対側に整列した一対のラチェット面 を有し、カラーは、各ラチェット面の係合のためにそれぞれの歯部を有してもよい。その場合には、エスケープがその方向に対して横に振れる場合に、プランジャーは、まず、1つの歯部により捕らえられ、その後、歯ピッチ間隔によって実質的に定義された、インクリメントステップ中の他の歯部により捕らえられるように、それぞれの部分の歯は、好ましくは互いに180°異なるステップである。あるいは、歯部は正確に整列し、また、ラチェット面は互いに180°異なるステップである。圧電素子のアクチュエーターは、印加電圧に応じて曲がるシート状か、はりの形状でよく、注射器は、アクチュエーターとエスケープを相互に連結させる機械的な増幅器をさらに含んでもよい。最も好都合には、この機械的なアクチュエーターは、ピボットを中心として回転するレバーの形状をしている。
【０００９】
注射器は、さらにカートリッジを含んでよく、この場合、エスケープによりラチェットのリリースと再捕獲の間にかかる時間が、カートリッジから薬を放出する最小の時間より大きい。
【００１０】
上記の場合のうちのどれでも、動力源はスプリング又は流体圧モーターでよい。スプリングである場合には、それは好ましくは定荷重ばねである。
【００１１】
注射器は、圧電素子アクチュエーターの印加電圧の制御のために、さらに制御部を含んでよい。さらに又はあるいは、それは、注射を始めるために、用量ユニット、及び/又は、トリガースイッチをセッティングするための、タッチ感知式のインターフェース/ディスプレイを含んでよい。
【００１２】
本発明は上に定義されたが、それは、以下の説明上、又は、その中で記載された特徴のあらゆる創造性のある組み合わせも含んでいることが理解される。
【００１３】
本発明は、様々な方法で実行され、また、下記の添附図面に関連して、例として特定の実施形態はここでは記述される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図1は、マウントされたカートリッジを備えた注射器についての全体図である。
【図２】図2は図1の注射器及びカートリッジの組み合わせの縦断面である。
【図３】図3(a)〜3(d)は2つの異なるエスケープの構成を示す図である。
【図４】図4は、内部機構を備えた反対側から得られた図1及び2の注射器についての図である。
【図５】図5は、電子制御回路の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図1において、カートリッジ10は、注射器12のバレル11へ取り付けられる。注射器12は、タッチ感知式の対話型のディスプレイ13、発射又はトリガーのボタン14、15を有している。皮下注射針16は、既知の方法でカートリッジ10に取り付けられる。
【００１６】
図2を参照して、プランジャー17は、後者が注射器12に搭載される場合に、カートリッジ10内にスライド可能に位置するピストンヘッド18と共に働くバレル11の大部分の長さに及ぶ。容易に認識されるように、方向Aの中のプランジャー17及びその結果ピストン18の動作は、カートリッジ10内に含まれていた薬物の所定量が、針11から放出されることを引き起こす。
【００１７】
プランジャー17は、より詳細に以下に記述されるエスケープ機構21の対応する内部に向かう面に係合する歯面19及び20を有する対面するラチェットを外側に有する一対の細長い支柱17aを有する。
【００１８】
支柱17aは、バレル11のクリップ端に突起22で結合する。方向Aにプランジャー17を付勢し、それによって、皮下注射針11を介して薬を放出するために、突起22は、プランジャーヘッド18と、バレル11の側壁上の固定アンカーとの間に作用する定荷重ばね23aのコイルを受け取るための湾曲したシート23を形成する。定荷重ばねは、いくらかの用量以上のカートリッジの全内容物の放出の後、カートリッジの前端までピストンを駆動するプランジャーに、図2に示す最も外側の位置から最前の位置へのそのストロークの長さの全体にわたって実質的に一定の力を加える。
【００１９】
しかしながら、この移動はエスケープ機構21によって制限される。エスケープ機構は、図3及び4で最もよく見ることが可能であるカラー24を本質的に含んでいる。カラー24は開いたU字型の形状であり、それぞれのラチェット面20と19で係合するために、後壁、及び、各々それぞれの内部に向かうカラー歯部25及び26を有する2つの並列の側壁から成る。カラー24が矢Bの方向に上下に移動される場合には、ラチェット歯面19及び20は、プランジャー17が1つのラチェット・ステップにより前進することが可能であるような方式で、それぞれリリースされ、係合することが理解されるだろう。
【００２０】
この例の中で、この制御レベルは、ラチェットのピッチの2分の1だけ、部分26から矢Fの方向にオフセットした部分25の歯を有することにより特に得られる。この配置は図3aおよび3bの中で示される。他の選択肢として、ラチェット歯面19及び20は、14ピッチだけ端から端までオフセットされるかもしれない。この後の配置は図3cおよび3dで示される。両方の例の中で、プランジャーは、カバー24の各々の完全な上/下サイクルで、1つのピッチ・インクリメント「P」だけ進められる。
【００２１】
この方法のカラー24の非常に正確な動きは、ピボットを中心として回転するレバー28の1つの端に作用し、もう1つの端がカラー24に接続される圧電素子アクチュエーター27を使用して、この実施形態の中で得ることが可能である。ピボットは、29で見ることが可能であり、それは、レバー28に非対称的に配置され、その結果、それがカラー24に適用される場合には、圧電素子アクチュエーター27によって生成された比較的小さな力が、レバーによって与えられた機械的倍率によって増幅されることがわかるだろう。
【００２２】
圧電素子アクチュエーター27にステップ電圧を加えることによって、カラー24は、非常に制御された方法で、このように振動することが可能であり、その結果、プランジャーは、針16を介して個々の用量インクリメントを放出する小さなステップで前進し、一般的に、それぞれのそのようなインクリメントは１回の投与を行なう。ソレノイドなどのような、他の適切なアクチュエーターを使用することができることが認識されるだろう。
【００２３】
そのような制御は、図5に示された回路を使用して得ることが可能である。図5に見られるように、電圧は、制御装置30の制御の下でスイッチ29の動作に従って、バッテリー又はバッテリー28からアクチュエーター27に印加することが可能である。
【００２４】
制御装置30も対話型のディスプレイ13に接続され、それによって、ユーザーは、要求された投薬量 を「ダイヤルする」ことが可能であり、そしてその後、スイッチ14を押すことにより注射処置を始めることが可能である。その後、制御30は、アクチュエーター27の振動の適切な数を引き起こすスイッチ29にパルスの適切な数を提供し、従って、カラー24は、プランジャー17の段々の前進に必要な数を与える。
【００２５】
バッテリー28は、実際上、図2に示されるような多くのリチウム電池になりえ、概して32で示されたような接触充電システムが提供されるかもしれない。
【００２６】
カートリッジ10は、好ましくはバヨネット留め具によりバレル11に係合している。ラチェット面19及び20上の歯は、矢Aに対する反対方向で面し、その結果、カートリッジがバレル11に押し込まれる場合に、プランジャーは、ラチェット表面上の歯はカラー24上の歯を過ぎるときの1つの動きで戻すことが可能である。
【００２７】
カートリッジ10から放出された薬がない場合には、その後プランジャー17が実際に移動することができないので、方向Aのプランジャー17のいかなる動きも、液体の薬の慣性を打ち勝つために十分な継続時間であることはもちろん必要である。従って、記述された実施形態の中では、カラー24上の歯の間隔は、ラチェット面19及び20上の歯に比べて、「リリース」と「ホールド」の間の時間が、カートリッジ10から液体を放出するために十分に動作するためのプランジャー17のためにかかる時間より大きくなるようにしなければならない。これは、本発明の基礎的な実施形態の一部を形成しない薬、カートリッジ及び皮下注射針の特徴に依存して変化し、それで、特定の注射器12を備えた使用に適している薬/カートリッジの組み合わせを規定することが必要かもしれない。
【００２８】
あるいは、リリースとホールドの間の時間は制御装置30の調整によって制御されてよく、それにより、特定の薬/カートリッジ/針の組み合わせに注射器を適合させる。エスケープ機構の振動数を遅くすることによって、薬の放出の速度を遅くするためにこの調整を使用することができる。
【００２９】
これは、速く放出された場合に、又は、吸収されるまでかなりの期間がかかるかもしれない高体積の薬が皮下に放出された場合に、痛みを伴う薬の場合には有用だろう。上記の制約条件に従って、同様に、放出の速度は、増加してもよく、又は放出段階の間で変化してもよい。
【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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【国際調査報告】
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