(57)【要約】  本発明は流体用の投薬機構（５）に関し、入口（８）、出口（９）、投薬パイプ（１０）、並びに各々が入口バルブ（Ａ１、Ｂ１）及び出口バルブ（Ａ２、Ｂ２）を有する二つのバルブグループ（Ａ、Ｂ）を含んでなり、ここで、入口（８）は両方の入口バルブ（Ａ１、Ｂ１）に連結され、そして出口（９）は両方の出口バルブ（Ａ２、Ｂ２）に連結され、ここで、一方のグループ（Ａ）の入口バルブ（Ａ１）は入口（８）を投薬パイプ（１０）の第一の端部（１０．１）に連結するように配置され、一方、同じグループ（Ａ）の出口バルブ（Ａ２）は出口（９）を投薬パイプ（１０）の第二の端部（１０．２）に連結するように配置され、ここで、他方のグループ（Ｂ）の入口バルブ（Ｂ１）は入口（８）を投薬パイプ（１０）の第二の端部（１０．２）に連結するように配置され、一方、同じグループ（Ｂ）の出口バルブ（Ｂ２）は出口（９）を投薬パイプ（１０）の第一の端部（１０．１）に連結するように配置され、ここで、制御手段は一つのグループ（Ａ、Ｂ）のバルブ（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）のみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口（８）から、投薬パイプ（１０）を通って出口（９）に流れることを可能にし、ここで、投薬物体（１１）は、流体によって、一方の端（１０．１、１０．２）から  他方（１０．２、１０．１）に向かって並進するような形で、投薬パイプ（１０）中に配置され、ここで出口（９）から送達されるべき用量は、投薬パイプ（１０）中の投薬物体（１１）の位置によって定められ得る。【選択図】  図２
2014513613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体用の投薬機構（５）であって、入口（８）、出口（９）、投薬パイプ（１０）、並びに各々が入口バルブ（Ａ１、Ｂ１）及び出口バルブ（Ａ２、Ｂ２）を備えた二つのバルブグループ（Ａ、Ｂ）を含んでなり、ここで、入口（８）は両方の入口バルブ（Ａ１、Ｂ１）に連結され、そして出口（９）は両方の出口バルブ（Ａ２、Ｂ２）に連結され、ここで、一方のグループ（Ａ）の入口バルブ（Ａ１）は入口（８）を投薬パイプ（１０）の第一の端部（１０．１）に連結するように配置され、一方、同じグループ（Ａ）の出口バルブ（Ａ２）は出口（９）を投薬パイプ（１０）の第二の端部（１０．２）に連結するように配置され、ここで、他方のグループ（Ｂ）の入口バルブ（Ｂ１）は入口（８）を投薬パイプ（１０）の第二の端部（１０．２）に連結するように配置され、一方、同じグループ（Ｂ）の出口バルブ（Ｂ２）は出口（９）を投薬パイプ（１０）の第一の端部（１０．１）に連結するように配置され、ここで、制御手段は一つのグループ（Ａ、Ｂ）のバルブ（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）のみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口（８）から、投薬パイプ（１０）を通って出口（９）に流れることを可能にし、ここで、投薬物体（１１）は、流体によって、一方の端（１０．１、１０．２）から他方（１０．２、１０．１）に向かって並進するような形で、投薬パイプ（１０）中に配置される、上記投薬機構（５）。
【請求項２】
請求項１に記載の投薬機構（５）であって、二つの位置の間の投薬物体（１１）による走行距離が、出口（９）を通して送達される用量の体積に相関することを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の投薬機構（５）であって、投薬物体（１１）がボールとして配置され、ここで、投薬パイプ（１０）の端部（１０．１、１０．２）が、ボールが並進中に端部（１０．１、１０．２）の一つに達したとき、投薬パイプ（１０）を密封して更なる送達を防ぐように、密封シートとして配置されることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の投薬機構（５）であって、投薬物体（１１）が弾性材料を含むストッパとして配置され、ここで、投薬パイプ（１０）の端部（１０．１、１０．２）が、ストッパが並進中端部（１０．１、１０．２）の一つに達したとき、投薬パイプ（１０）を密封して更なる送達を防ぐよう、密封シートとして配置されることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の投薬機構（５）であって、投薬パイプ（１０）の端部（１０．１、１０．２）がテーパ状であるか、又は減少した直径を有することを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の投薬機構（５）であって、センサが、投薬パイプ（１０）内の投薬物体（１１）の位置を定めるために配置され、そして制御手段に連結され、ここで、制御手段が、二つの位置の間で投薬物体（１１）による走行距離、及び送達すべき設定用量の体積に応じて、バルブ（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）を開閉するように配置されることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項７】
請求項６に記載の投薬機構（５）であって、センサが、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬パイプ（１０）が透明であることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の投薬機構（５）であって、投薬物体（１１）がボール又はストッパであることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項９】
請求項６又は７に記載の投薬機構（５）であって、投薬物体（１１）が気泡であることを特徴とする、上記投薬機構（５）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の投薬機構（５）であって、投薬物体（１１）のサイズを差し引いた投薬パイプ（１０）のサイズの整数倍が、インスリン単位の等体積である、上記投薬機構（５）。
【請求項１１】
液体薬物（Ｄ）を送達するための注射デバイス（１）であって、薬物容器（２）、薬物（Ｄ）を容器（２）から容器出口（７）を通して変位させるための変位手段（６）を含んでなり、ここで、容器出口（７）が請求項１〜１０の何れか１項に記載の投薬機構（５）の入口（８）に連結され、ここで、投薬機構（５）の出口（９）がノズルに連結される、上記注射デバイス（１）。
【請求項１２】
請求項１１に記載の注射デバイス（１）であって、ノズルが注射針（４）として配置されることを特徴とする、上記注射デバイス（１）。
【請求項１３】
請求項１１に記載の注射デバイス（１）であって、ノズルがジェットノズルとして配置されることを特徴とする、上記注射デバイス（１）。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の注射デバイス（１）であって、ストッパ（６）が、駆動ばね（３）によって駆動される薬物容器（２）内への並進運動で、薬物（Ｄ）を変位させるために薬物容器（２）中に配置されることを特徴とする、上記注射デバイス（１）。
【請求項１５】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の注射デバイス（１）であって、容器（２）が、駆動ばね（３）によって負荷される圧縮変位手段を圧縮できる変形可能なバッグとして配置されることを特徴とする、上記注射デバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体用の投薬機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペン注射器などの医療用注射システムは、患者がインスリンのような薬剤の要求された用量を自己投薬することを可能にするようになっている。薬剤を注射するとき、投薬の正確さは治療上の関連性（therapeutic relevance）を有すべきものである。従来の注射システムは、例えば、インスリンで満たされたカープルを含む。ストッパは、ペン注射器の投薬機構によって、要求された用量に対応する距離だけ併進されるように、カープル中に配置され、そのようにして用量を、注射針を通してカープルから注射部位、例えば、患者の皮膚内に変位させる。そのようなシステムにおける投薬の正確さはストッパの併進の正確さ、カープルの内径の許容誤差及びストッパの圧縮性に依存する。
【０００３】
特許文献１は、液体、特に、点滴液の投薬された摂取（dosed intake）及び送達のためのデバイスを開示している。該デバイスは、加圧できる液体チャンバを具現化するシリンダ、シリンダ軸に沿ってシリンダ中に案内されるピストン、及び液体を液体チャンバ内に導入するための、そしてそれから液体を投薬するための少なくとも一つのラインを含む。この発明の目的は、デバイスが取り扱い易く、そして点滴液の汚染のリスクを可能な限り防ぐことを確保することである。この目的のために、ピストンは、画成されたシリンダ体積を変位させるために、弾力に抗して、隣接によって画成される空回り位置から、隣接によって画成される端部位置へとシリンダ中を変位できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０３２０７０Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、改良された流体用の投薬機構を供することである。        
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本目的は、請求項１による投薬機構によって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の好ましい実施態様は従属請求項において与えられる。
【０００８】
本発明による流体用の投薬機構は入口、出口、投薬パイプ、並びに各々が入口バルブ及び出口バルブを有する二つのバルブグループを含む。入口は両方の入口バルブに連結され、そして出口は両方の出口バルブに連結され、ここで、一方のグループの入口バルブは入口を投薬パイプの第一の端部に連結するように配置され、一方、同じグループの出口バルブは出口を投薬パイプの第二の端部に連結するように配置される。他方のグループの入口バルブは入口を投薬パイプの第二の端部に連結するように配置され、一方、同じグループの出口バルブは出口を投薬パイプの第一の端部に連結するように配置される。制御手段は一つのグループのバルブのみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口から、投薬パイプを通って出口に流れることを可能にする。投薬物体は、流体によって、一方の端から他方に向かって併進され得るように、投薬パイプ中に配置され、ここで、出口から送達されるべき用量は、投薬パイプ中の投薬物体の位置によって定められ得る。バルブの一方のグループが開かれ、そして入口での流体が圧力下にある場合、流体は入口から、開いた入口バルブ、投薬パイプ及び開いた出口バルブを通して出口に流れ、そうすることによって、それと共に投薬物体を伴い、そしてそれを投薬パイプの一方の端から他方に向かって動かす。二つの位置の間の投薬物体による走行距離は、出口を通して送達される投薬体積と相関がある。投薬物体が一端で底に達する場合、開いたバルブは閉じられ得る。他のグループのバルブを開くことによって、別の用量が送達され得て、一方、投薬物体は流体によって反対方向に動かされる。
【０００９】
一つの実施態様において、投薬物体はボールとして配置され、ここで、投薬パイプの端部は、ボールが、流れる流体によって並進中に端部の一つに達するとき、投薬パイプを密封して、バルブの各現在のグループが開いた状態で更なる送達を防ぐよう、密封シートとして配置される。別の用量を送達するために、現在開いているバルブは閉じられなければならず、そして別のグループのバルブは開けられなければならない。投薬パイプを通して他の方向へ流れる流体は、それがそれを密封している別の端部で底に達するまで、それと共にボールを取り入れる（take）。投薬パイプマイナスボールの用量は送達されるべき流体の投薬単位を表すように選択され得る。従って、バルブの一つのグループが、入口が圧力下にある状態で、開かれるとき、流体の正確に一単位が送達される。例示的実施態様において、そのように画成された用量単位はインスリン単位と同じである。または、そのように画成された用量単位の整数ｎ（ｎ＝１、２、３、・・・ｋ）倍がインスリン単位である。このように、ポンプ機構のｎ回の作動によって、インスリン１単位相当量を吸い出す投薬物体がもたらされる。
【００１０】
ボールによって端部を密封するために、投薬パイプの端部はテーパ状である。
【００１１】
投薬物体はストッパのような異なる形も有し得る。ストッパはゴムのような、弾性材料を含み得て、そして投薬パイプの壁に抗して密封し、ここで、投薬パイプの端部は、密封シートを形成するために、小さくされた内径を有し得る。
【００１２】
別の実施態様において、センサは、投薬パイプ内の投薬物体の位置を決定するために配置され、ここでセンサは制御手段、例えば、マイクロプロセッサに連結される。制御手段は、センサによって検出され得る二つの位置の間で投薬物体による走行距離に依存して、及び送達されるべき設定用量の体積に依存して、バルブを開閉するように配置される。この実施態様において、投薬体積は、投薬物体より小さい投薬パイプの体積よりも小さくてよい。投薬物体より小さい投薬パイプの体積より多い用量が投薬されるべき場合、制御手段は、遅くとも投薬物体が投薬パイプの一端で底に達するとき、バルブの別のグループに切り替える必要がある。そのようなセンサを適用すれば、投薬物体が動かない又は不十分にしか動かない場合、詰まらされた注射針のような故障が検出され得る故に、投薬機構の信頼性を改良することが可能になる。
【００１３】
センサは、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬物体の位置の光学的検出を可能にするために、投薬パイプは透明である。好ましくは、光源が、センサが透過光に曝されるべく投薬物体を照らすように配置されるであろう。
【００１４】
投薬物体はボール又はストッパ又は別の適切な物であり得る。尚、投薬物体は、この実施態様において、底に達したとき、必ずしも投薬チューブの端部を密封する必要はない。
【００１５】
別の実施態様において、投薬物体は気泡であり得る。センサは気泡を検出するように配置され、そして制御手段はバルブの適切な制御によって空気を注射することを防ぐように配置される。非常に小さな投薬パイプにおいて適用されるとき、気泡自身は密封として作用し得る。投薬パイプの内径が非常に小さい場合、気泡を通り抜けるには著しい圧力が必要となる。
【００１６】
流体の表面張力を用いて、投薬パイプの小さい直径は、気泡が浮力によって動くことを防ぐ。
【００１７】
投薬機構は、液体薬物を送達するための注射デバイスにおいて適用され得て、薬物容器、及び薬物を薬物容器から容器出口を通して変位させるための変位手段を含む。容器出口は、投薬機構の入口に連結され、ここで、投薬機構の出口は、注射針又は噴射注射器のようなノズルに連結される。
【００１８】
ストッパは、駆動ばねによって駆動される薬物容器内への併進の際に、薬物を変位させるために薬物容器中に配置され得る。ストッパは駆動ばねからの恒久的な負荷の下にあってもよい。薬物の送達は、バルブの各グループの一つを開く制御ユニットによって制御される。
【００１９】
ロール又は別の圧縮手段によって圧縮される変形可能なバッグのような他の容器設計も使用され得る。
【００２０】
以下に与えられる詳細な記述から、本発明の適用の更なる範囲が明らかになるであろう。しかしながら、本発明の好ましい実施態様を示しつつ、詳細な記述及び特定の例は説明のためにのみ与えられると理解されるべきである、何故ならば、本発明の精神及び範囲内で、種々の変化及び修正がこの詳細な記述から、当業者に明らかになるであろうためである。
【００２１】
説明のためにのみ与えられ、従って本発明を制約するものではない以下に与えられる詳細な記述及び添付図面から本発明がもっと完全に理解されるようになるであろう：
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】薬物容器、駆動ばね、注射針及び投薬機構を有する注射デバイスの模式図である。
【図２】投薬チューブ、二つの入口バルブ及び二つの出口バルブ内に投薬物体を有する投薬機構の模式図である。
【００２３】
全ての図において、対応する部分は同じ参照符号を用いてしるされる。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、薬物容器２、駆動ばね３、注射針４及び投薬機構５を有する注射デバイス１の模式図を示す。駆動ばね３は薬物容器２内に配列されたストッパ６上で作用し、そして薬物容器２中に保存された薬物Ｄを、容器出口７を通して変位させるように併進可能である。容器出口７は投薬機構５の入口に連結され、ここで、投薬機構５の出口は注射針４に連結される。ストッパ６は駆動ばね３からの恒久的負荷の下にあるので、針４を通した薬物Ｄの送達は投薬機構５のみによって制御される。
【００２５】
図２は、投薬機構５の模式図を示す。
【００２６】
投薬機構５は入口８、出口９、投薬パイプ１０、並びに各々が入口バルブＡ１、Ｂ１及び出口バルブＡ２、Ｂ２を有する二つのバルブグループＡ、Ｂを含む。入口８は両方の入口バルブＡ１、Ｂ１に連結され、そして出口９は両方の出口バルブＡ２、Ｂ２に連結される。グループＡの入口バルブＡ１は入口８を投薬パイプ１０の第一の端部１０．１に連結するように配置され、一方、同じグループＡの出口バルブＡ２は出口９を投薬パイプ１０の第二の端部１０．２に連結するように配置される。他方のグループＢの入口バルブＢ１は入口８を投薬パイプ１０の第二の端部１０．２に連結するように配置され、一方、同じグループＢの出口バルブＢ２は出口９を投薬パイプ１０の第一の端部１０．１に連結するように配置される。（示されていない）制御手段は一つのグループＡ、ＢのバルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２のみを一度に開くように配置され、そうすることによって薬物Ｄが入口８から、投薬パイプ１０を通って出口９に流れることを可能にする。投薬物体１１は、流れル薬物Ｄによって、一方の端１０．１、１０．２から他方１０．２、１０．１に向かって併進され得るように、投薬パイプ１０中に配置され、ここで、出口９から送達されるべき用量は、投薬パイプ１０中の投薬物体１１の位置によって定められ得る。バルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の一方のグループＡ、Ｂが開かれ、そして入口８での薬物Ｄが圧力下にある場合、薬物Ｄは入口８から、開いた入口バルブＡ１、Ｂ１、投薬パイプ１０及び各開いた出口バルブＡ２、Ｂ２を通して出口９に流れ、そうすることによって、それと共に投薬物体１１を伴い、そしてそれを投薬パイプ１０の一方の端１０．１、１０．２から他方１０．２、１０．１に向かって動かす。二つの位置の間で投薬物体１１によって走行距離は、出口９を通して送達される投薬体積と相関する。投薬物体１１が一端１０．２、１０．１で底に達する場合、開いたバルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は閉じられ得る。他のグループＢ、ＡのバルブＢ１、Ｂ２、Ａ１、Ａ２を開くことによって、別の用量が送達され得て、一方、投薬物体１１は薬物によって反対方向に動かされる。
【００２７】
図示された実施態様において、投薬物体１１はボールとして配置され、ここで、投薬パイプ１０の端部１０．１、１０．２は、投薬物体１１が、流れる薬物Ｄによる並進中に端部１０．１、１０．２の一つに達するとき、投薬パイプ１０を密封して、開いたバルブＢ１、Ｂ２、Ａ１、Ａ２の各現在のグループＢ、Ａを用いて、更なる送達を防ぐよう、テーパ状である。別の用量を送達するために、現在開いているバルブＢ１、Ｂ２、Ａ１、Ａ２は閉じられなければならず、そして別のグループＡ、ＢのバルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は開けられなければならない。投薬パイプ１０を通して他の方向へ流れる薬物Ｄは、それがそれを密封している別の端部１０．２、１０．１で底に達するまで、それと共に投薬物体１１を取り入れる。投薬パイプ１０マイナス投薬物体１１の体積は送達されるべき薬物Ｄの投薬単位を表すように選択され得る。従って、バルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の一つのグループＡ、Ｂが、入口８が圧力下にある状態で、開かれるとき、薬物Ｄの正確に一単位が送達される。
【００２８】
投薬物体１１は、用量の正確さを保証するために、投薬パイプ１０の壁に抗しても密封し得る。この目的のために、投薬物体１１、例えばゴムのような弾性材料でできたバール又はストッパは投薬パイプ１０内に正確に嵌入され得る。
【００２９】
投薬物体１１の前のデッドボリュームを減じるために、端部１０．１、１０．２からバルブＡ１、Ｂ２及びＡ２、Ｂ１に向かう分岐パイプへの連結は短くあらねばならない。
【００３０】
（示されていない）代替実施態様において、センサは、投薬パイプ１０内の投薬物体１１の位置を定めるために配置され、ここでセンサは制御手段、例えば、マイクロプロセッサに連結される。制御手段は、センサによって検出され得る二つの位置の間で投薬物体１１による走行距離に依存して、及び送達されるべき設定用量の体積に依存して、バルブＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を開閉するように配置される。
【００３１】
センサは、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬物体１１の位置の光学的検出を可能にするために、投薬パイプ１０は透明である。好ましくは、光源が、センサが透過光に曝されるべく投薬物体１１を照らすように配置されるであろう。
【００３２】
投薬物体１１はボール又はストッパ又は気泡のような別の適切な物であり得る。
【００３３】
ロール又は別の圧縮手段によって圧縮される変形可能なバッグのような他の容器２設計も使用され得る。
【００３４】
投薬機構５は他の医療又は非医療環境において適用され得る。
【符号の説明】
【００３５】
１      注射デバイス
２      薬物容器
３      駆動ばね
４      注射針
５      投薬機構
６      ストッパ、変位手段
７      容器出口
８      入口
９      出口
１０    投薬パイプ
１０．１    第一の端部
１０．２    第二の端部
１１    投薬物体
Ａ      バルブグループ
Ｂ      バルブグループ
Ａ１、  Ｂ１      入口バルブ
Ａ２、  Ｂ２      出口バルブ
Ｄ      薬物
【図１】
2014513613.tif 000003
【図２】
2014513613.tif 000004
【国際調査報告】
2014513613.tif 000005
2014513613.tif 000006
2014513613.tif 000007