(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータである電気機械的デバイス（８、７０）と、
制御ユニット（４）と、
主制御ユニット（２）と、
動き検出器（１０、１０ａ）とを備えた薬物送達デバイスであって、
前記制御ユニットおよび前記主制御ユニットは、マイクロプロセッサによって実現され、
前記主制御ユニット（２）は、前記制御ユニット（４）に、前記電気機械的デバイスの制御に関する情報を提供し、次いで、前記主制御ユニット（２）から受け取った前記情報に応答して、前記制御ユニット（４）は、前記電気機械的デバイスを制御するため、前記電気機械的デバイスに、前記情報に対応する制御信号を提供するように構成され、
前記動き検出器（１０、１０ａ）および前記主制御ユニット（２）は、前記電気機械的デバイス（８、７０）の動きについての情報が、前記動き検出器（１０、１０ａ）によって、前記主制御ユニット（２）と前記制御ユニット（４）に提供されるように構成され、
前記制御ユニットは、前記電気機械的デバイスに送られる前記制御信号と前記電気機械的デバイスの動きについての情報との比較を行うよう構成され、
前記主制御ユニットは、前記主制御ユニットにより前記制御ユニットに提供される情報と前記動き検出器（１０、１０ａ）により前記主制御ユニットに提供される前記電気機械的デバイスの動きに関する情報との比較を行い、前記主制御ユニットにより提供される情報と前記電気機械的デバイスの動きに関する情報が不一致のとき、前記制御ユニットから前記電気機械的デバイスに提供される制御信号を却下することを特徴とする、上記薬物送達デバイス。
【請求項２】
前記制御ユニットと前記電気機械的デバイスとの接続が、前記動き検出器により提供される前記情報に依存して、前記主制御ユニットにより切り離されることを特徴とする請求項１に記載の薬物送達デバイス。
【請求項３】
前記主制御ユニットは、前記制御ユニット（４）を前記電気機械的デバイス（８、７０
）から切り離すようにスイッチを制御するように構成される、請求項１または２に記載の薬物送達デバイス。
【請求項４】
前記主制御ユニットは、前記電気機械的デバイス（８、７０）を制御するために使用されるＨブリッジ（２４）を電源（２３）から切り離すようにスイッチを制御するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項５】
前記主制御ユニットは、電力を前記制御ユニット（４）に供給する電圧調節器（９９）の出力を有効および／または無効にするように構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項６】
前記電気機械的デバイス（８、７０）は、ステッパ・モータを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項７】
前記主制御ユニット（２）は、前記薬物送達デバイスの少なくとも別の要素を制御するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項８】
前記動き検出器（１０、１０ａ）は、光チョッパ（３２）と、発光源（３４）と、少なくとも１つの検出器とを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項９】
第１の流体を含む少なくとも第１のリザーバ（５８）と、
少なくとも前記第１のリザーバに連結された流体チャネルとをさらに備え、
ここで、前記電気機械的デバイス（８、７０）は、前記第１のリザーバ（５８）内の少なくとも前記第１の流体に対して圧力を及ぼすように構成され、それにより、前記流体は前記流体チャネル内で誘導される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項１０】
ドライブ・トレーンをさらに備え、ここで、前記電気機械的デバイス（８、７０）は、前記ドライブ・トレーンを駆動して前記第１の流体に対して圧力を及ぼす、請求項９に記載の薬物送達デバイス。
【請求項１１】
第２の電気機械的デバイス（８、８６）と、
第２の動き検出器（１０、１０ｂ）とをさらに備え、
ここで、前記制御ユニット（４）は、前記第２の電気機械的デバイス（８、８６）（４）を制御するように構成され、
前記主制御ユニット（２）は、前記制御ユニット（４）に提供するように構成され、
前記第２の動き検出器（１０、１０ｂ）および前記主制御ユニット（２）は、前記第２の電気機械的デバイス（８、８６）の動きについての情報が、前記第２の動き検出器（１０、１０ｂ）によって少なくとも前記主制御ユニット（２）に提供されるように構成される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薬物送達デバイスを作動させるための方法であって、
前記主制御ユニットから前記電気機械的デバイスの制御に関する情報を前記制御ユニットに提供する工程であって、前記制御ユニットおよび前記主制御ユニットは、マイクロプロセッサによって実現され、次いで、前記主制御ユニットから受け取った前記情報に応答して、前記制御ユニットが、対応する制御信号を前記電気機械的デバイスに提供し、モータである電気機械的デバイスを制御する工程と、
前記動き検出器が前記電気機械的デバイスの動きを検出する工程と、
前記電気機械的デバイスの前記動きについての情報を前記主制御ユニットと前記制御ユニットに提供する工程と、
前記制御ユニットが前記電気機械的デバイスに送られる制御信号と前記電気機械的デバイスの動きに関する情報との比較を行い、前記主制御ユニットが前記主制御ユニットにより前記制御ユニットに提供される情報と前記動き検出器により前記主制御ユニットに提供される前記電気機械的デバイスの動きに関する情報との比較を行い、前記主制御ユニットにより前記制御ユニットに提供される情報と前記電気機械的デバイスの動きに関する情報が不一致のとき、前記制御ユニットから前記電気機械的デバイスに提供される制御信号を却下する工程とを含む、上記方法。
【請求項１３】
前記電気機械的デバイスを制御するために使用されるＨブリッジと電源の間の接続は、前記動き検出器からの前記情報に依存して前記主制御ユニットによって遮断される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械的デバイス、制御ユニット、主制御ユニット、および動き検出器を備える薬物送達デバイスに関し、前記制御ユニットは、前記電気機械的デバイスを制御するように構成される。本発明はまた、主制御ユニット、制御ユニット、および電気機械的デバイスを備えた薬物送達デバイスを作動させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、電気機械的デバイスを使用して、電気エネルギーを用いることによって機械的な動きをもたらすことが現況技術から知られている。また、そのような機械的な動きを動き検出器によって監視することも知られている。これは、電気機械的デバイスの特有の動きが、制御ユニットによって要求される通りに実際に行われているという保証を高めることができる。これは、そのような電気機械的デバイスが使用されるデバイスの未登録エラーの確率を低減する。ここで、エラーは、たとえば、制御信号が制御ユニットによって送信されたにも関わらず電気機械的デバイスが動いていない、または電気機械的デバイスが、制御ユニットからの指令無しに動くことを意味する。しかし、電気機械的デバイスが動いている間のあらゆるエラーをすばやく検出するために、制御ユニットが、追加的な計算作業負荷に直面することが欠点である。通常、制御ユニットによって処理されるタスクは多いため、エラーまたは機能不全（ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ）の確実な検出を保証することができないことがある。さらに、機能不全を起こしている制御ユニットの場合、動き検出器による実際の動きの検出を確実に分析することはできない。さらには、ソフトウェアの機能不全の場合、動き検出器によって提供される情報のチェックが、確実なエラー検出をもたらすほど十分でないこともある。
【０００３】
電気機械的デバイスが制御信号に従わない理由は数多く存在する。機能不全が存在することも、機械的デバイス上の負荷が大きすぎて、電気機械的デバイスが予想されたように動かないこともある。特に後者の問題を克服するために、たとえば、そのようなシステムに過剰な機能を持たせ、いつの場合も負荷を担持するのに十分な強さである電気機械的デバイスを提供することが可能である。好ましくない点では、この結果、コストがより高くなり、エネルギーおよびスペースがより多く消費されることがある。
【０００４】
特にステッパ・モータ（ｓｔｅｐｐｅｒ  ｍｏｔｏｒ）に関しては、いわゆるスリップ（ｓｌｉｐｐｉｎｇ）およびストール（ｓｔａｌｌｉｎｇ）という問題が存在する。ステッパ・モータは、ステップを見逃すと、ステップの制御信号が送信された場合でも１つのステップを実行しない。極端な場合、ステッパ・モータはストールを起こしている。このとき負荷は高すぎる状態であり、ステッパ・モータはステップを見逃すだけでなく全く動かない。
【０００５】
特に医療デバイスの分野における多くの用途では、非常に低い故障率を有し、エラーおよび機能不全の影響を受けにくいデバイスを提供することが最も重要である。これは、動き回され、振動などによるエラーを特に生じやすい携帯用デバイスに特に当てはまる。
【０００６】
医療デバイスの場合、デバイスは、１つまたはそれ以上の薬作用物質を送達することができる。たとえば、デバイスは、少なくとも２つの薬作用物質を、別個のリザーバから送達することができる。そのような薬作用物質は、第１および第２の薬剤を含むことができる。医療デバイスは、薬作用物質を自動的にまたはユーザによって手動で送達するための用量設定機構を含む。
【０００７】
医療デバイスは、１つまたはそれ以上の複数回用量カートリッジからの医薬品の注射による投与をもたらす種類の注射器である、たとえば手持ち式注射器、特にペン型注射器などの注射器とすることができる。特に、本発明は、ユーザが用量を設定することができるそのような注射器に関する。
【０００８】
薬作用物質は、独立した（単一の薬物化合物）または事前混合された（共製剤化された複数の薬物化合物）薬作用物質を各々が含む、２つまたはそれ以上の複数回用量リザーバ、容器、またはパッケージ内に含まれ得る。
【０００９】
特定の疾患状態は、１つまたはそれ以上の異なる薬剤を用いた治療を必要とする。一部の薬物化合物は、最適な治療用量を送達するために、互いに特有の関係で送達される必要がある。本特許出願は、組合せ治療が望ましく、それだけに限定されないが、安定性、治療的性能の低下および毒性などの理由のために、単一製剤では可能でない場合に特に有益なものである。
【００１０】
たとえば、一部の場合、（第１のまたは一次の薬剤と称されることもある）長期作用インスリンを（第２の薬物または二次の薬剤と称されることもある）ＧＬＰ−１またはＧＬＰ−１類似体などのグルカゴン様ペプチド１と共に用いて糖尿病患者を治療することが有益になり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、薬物送達デバイスの複雑な物理的操作を必要とせずにユーザが実行することが簡単である単回の注射または送達工程で、２つまたはそれ以上の薬剤を送達するための装置を提供することが必要である。提案される薬物送達デバイスは、２つまたはそれ以上の活性薬作用物質のための別個の貯蔵容器またはカートリッジ保持器を提供する。これらの活性薬作用物質は、次いで、単一の送達手順中に組み合わされおよび／または患者に送達される。これらの活性作用物質は、組み合わされた用量で一緒に投与されてよく、または代替的には、これらの活性作用物質は、連続的な方法で、順々に組み合わされてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
薬物送達デバイスはまた、薬剤の量を変動させる機会を可能にすることもできる。たとえば、１回の流体量は、注射デバイスの特性を変更する（たとえば、ユーザ可変用量を設定する、またはデバイスの「固定された」用量を変更する）ことによって変動させることができる。第２の薬剤量は、各々の可変要素が第２の活性作用物質の異なる体積および／または濃度を含む、さまざまな二次薬物含有パッケージを製造することによって変更することができる。
【００１３】
薬物送達デバイスは、単一の投薬インターフェースを有することができる。このインターフェースは、少なくとも１つの薬作用物質を含む薬剤の一次リザーバおよび二次リザーバと流体連通するように構成され得る。薬物投薬インターフェースは、２つまたはそれ以上の薬剤がシステムを出て、患者に送達されることを可能にするタイプの出口とすることができる。
【００１４】
別個のリザーバからの化合物の組合せは、両頭ニードル・アセンブリを介して体内に送達され得る。これは、ユーザから見て、標準的なニードル・アセンブリを使用する現在利用可能な注射デバイスに厳密に適合した方法で薬物送達を達成する、組合せ薬物注射システムを提供する。１つの可能な送達手順は、以下の工程を含むことができる：
１．投薬インターフェースを電気機械的注射デバイスの遠位端部に装着する。投薬インターフェースは、第１および第２の近位針を備える。第１および第２の針は、一次化合物を含む第１のリザーバおよび二次化合物を含む第２のリザーバをそれぞれ穿孔する。
２．両頭ニードル・アセンブリなどの用量投薬器を投薬インターフェースの遠位端部に装着する。この方法では、ニードル・アセンブリの近位端部は、一次化合物および二次化合物の両方と流体連通する。
３．たとえば、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）によって、注射デバイスからの一次化合物の所望の用量をダイヤルアップ／設定する。
４．ユーザが一次化合物の用量を設定した後、マイクロプロセッサ制御された制御ユニットは、二次化合物の用量を決定または計算することができ、好ましくはこの第２の用量を、事前に記憶された治療用量プロファイルに基づいて決定または計算することができる。次いでユーザによって注射されるのは、この計算された薬剤の組合せとなる。治療用量プロファイルは、ユーザ選択可能でよい。あるいは、ユーザは、二次化合物の所望の用量をダイヤルまたは設定することができる。
５．場合により、二次用量が設定された後、デバイスは、準備状態に置かれてもよい。任意選択の準備状態は、制御パネル上の「ＯＫ」または「準備」ボタンを押すおよび／または保持することによって達成され得る。準備状態は、組み合わされた用量を投薬するためにデバイスを使用できる間の所定の期間設けられてよい。
６．次いで、ユーザは、用量投薬器（たとえば、両頭ニードル・アセンブリ）の遠位端部を所望の注射部位内に挿入またはあてる。一次化合物および二次化合物（場合によっては第３の薬剤）の組合せの用量は、注射ユーザ・インターフェース（たとえば注射ボタン）を作動させることによって投与される。
【００１５】
両方の薬剤は、１つの注射針または用量投薬器を介して、１回の注射工程で送達され得る。これは、２つの別個の注射を投与することに比べてユーザ工程が低減されるということに関して、ユーザに好都合な利益を提供する。
【００１６】
上述されたものを鑑みて、本発明は、向上した信頼性を有する、電気機械的デバイスを備えた装置を提供するという技術的問題に直面する。
【００１７】
この技術的問題は、主制御ユニットが、制御ユニットに情報を提供するように構成された装置によって解決される。動き検出器および主制御ユニットは、電気機械的デバイスの動きについての情報が、動き検出器によって少なくとも主制御ユニットに提供されるように構成される。
【００１８】
制御ユニットに加えて、電気機械的デバイスの動きについての情報が提供される主制御ユニットを提供することにより、装置の向上した信頼性をもたらすことができる。制御ユニットは、電気機械的デバイスの制御が主にまたは独占的に委ねられた電気機械的デバイス特有の専用の制御ユニットとして理解することができる。一方では、主制御ユニットは、関連する動きの指示などの情報を制御ユニットに送信することができ、制御ユニットは、次いで、電気機械的デバイスに指示することができる。他方では、主制御ユニットは、電気機械的デバイスの実際の機械的な動きについてのフィードバックを取得し、たとえば、主制御ユニットによって送信された情報と動き検出器から受信された情報との間の不一致が検出された場合には、対応策（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｍｅａｓｕｒｅ）を開始することができる。
【００１９】
そのような対応策は、電気機械的デバイスの実際の機械的な動きが、主制御ユニットおよび／または制御ユニットによって指示されたものを下回る場合は、制御ユニットへのさらなる指示となり得る。対応策はまた、電気機械的デバイスの即座の停止にもなり得る。
【００２０】
別の可能性は、光学的、可聴的、または他の知覚的信号によってユーザに警告を提供することである。そのような警告はまた、対応策の開始と共に提供することもできる。
【００２１】
また、制御ユニットによってモータを制御または駆動し、主制御ユニットによって制御ユニットおよび電気機械的デバイスを監督する（ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇ）という別個の役割により、信頼性における向上がもたらされる。機能不全を起こしている制御ユニットは、このようにして、主制御ユニットによって依然として容易に検出可能である。
【００２２】
電気機械的デバイスは、任意の電気駆動モータ、たとえば連続的運動をもたらすブラシレスＤＣモータ、または離散的運動をもたらすステッパ・モータとすることができる。
【００２３】
制御ユニットおよび主制御ユニットは、特に、マイクロプロセッサによって実現され得る。制御ユニットは、特に、モータ・ドライバとすることができる。そのようなモータ・ドライバは、特に、たとえばステッパ・モータを制御するＨブリッジを含むことができる。Ｈブリッジはまた、別個に提供可能である。
【００２４】
本出願の意味における動き検出器は、電気機械的デバイスの機械的な動きについての質的および／または定量的情報またはフィードバックを提供することができる任意のデバイスである。これは、回転または線形のエンコーダのような、機械的な動きの情報を電気信号に変換することができる任意の種類のエンコーダによって実現され得る。
【００２５】
電気機械的デバイス、制御ユニット、および動き検出器は、さらなるそのようなデバイスおよび／またはユニットおよび／または検出器が本発明による装置の諸実施形態において提供可能であるため、特に第１の電気機械的デバイス、第１の制御ユニットおよび第１の動き検出器となる。
【００２６】
本発明による装置の一実施形態によれば、動き検出器は、制御ユニットに情報を提供するように構成される。電気機械的デバイスの動きについての情報を主制御ユニットに提供することに加えて、動き検出器の情報はまた、制御ユニットにも提供される。これは、装置が機能不全とすることを防止するための追加のフィードバック・ルートを提供する。この場合、たとえば制御ユニットは、電気機械的デバイスに送信されたたとえば制御信号の形態の情報と、動き検出器によって提供された情報との間の比較作動を実行することができる。これは、すばやいフィードバックを制御ユニットに提供することができ、また、電気機械的デバイスを修正するまたは電気機械的デバイスを停止させる対応策を、主制御ユニットによって最初に処理されることなく電気機械的デバイスにすばやく提供することができるため、有利である。しかし、それと同時に、主制御ユニットは、たとえば制御ユニットおよび電気機械的デバイスを切り離すことによって、制御ユニットから電気機械的デバイスへの指令を抑制することによって、電気機械的デバイスへの電力供給を無効にする（ｄｉｓａｂｌｉｎｇ）ことによって、または制御ユニットが電気機械的デバイスに信号を発することを中止することによって、制御ユニットによる指示を却下する（ｏｖｅｒｒｕｌｅ）能力を維持する。
【００２７】
このようにして、第１の閉フィードバック制御が、制御ユニットと、電気機械的デバイスと、動き検出器との間にもたらされる。それと同時に、主制御ユニットと、制御ユニットと、電気機械的デバイスと、動き検出器との間の第２の閉フィードバックは、維持される。このため、装置の特に安全なエラー検出がもたらされる。
【００２８】
この実施形態の別の利点は、制御ユニットの範囲または主制御ユニットの範囲におけるソフトウェアまたはハードウェアの機能不全の場合、他のユニットの修正措置、予防措置または介入を開始することができることである。
【００２９】
主制御ユニットが、制御ユニットを電気機械的デバイスから切り離すようにスイッチを制御するように構成される場合、有害なまたは破壊的な結果の防止をさらに向上させることができる。このスイッチは、特に、制御ユニットと電気機械的デバイスの間に配置され、そこでそれらの間の接続を容易に遮断する。スイッチは、トランジスタまたは回路遮断器などの、制御ユニットと電気機械的デバイスの間の接続に介入することができる任意の種類の電気的または機械的要素とすることができる。これは、たとえば、接続を完全に遮断することができる、またはその代わりに主制御ユニットと電気機械的デバイスの間の接続を確立して制御ユニットをオーバーライドする（ｏｖｅｒｒｉｄｉｎｇ）ことができることを意味する。そのようなスイッチは、たとえば、ソフトウェアベースの技術に比べて、さらなる結果を防止するより確かな技術を提供する。
【００３０】
あるいは、主制御ユニットは、電気機械的デバイスを制御するために使用される少なくともＨブリッジを電源から切り離すようにスイッチを制御するように構成される。電源は、装置に電力供給するために提供された電池とすることができる。これは、電気機械的デバイスの動作を停止させる容易な方法をもたらす。制御ユニットは、この場合、電気機械的デバイスに接続されたままとすることができる。Ｈブリッジは制御ユニット内に含めることができ、または別個に提供されてもよい。Ｈブリッジが制御ユニットに含まれる場合、制御ユニットもまた、電源から切り離すことができる。
【００３１】
電圧調節器（ｖｏｌｔａｇｅ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）が提供される場合、別の代替策によれば、主制御ユニットは、電力を制御ユニットに提供する電圧調節器の出力を有効にする（ｅｎａｂｌｅ）および／または無効にするように構成される。電圧調節器の出力の有効化および／または無効化は、たとえばスイッチによって実現され得る。特に、電圧調節器が、有効および／または無効にされ得る。たとえば、電圧調節器は、制御ラインを介して主制御ユニットから電気信号を受信することができ、主制御ユニットは、電圧調節器の出力を有効にして電力を制御ユニットに供給する、または電圧調節器の出力を無効にして、電力を制御ユニットに供給しないようにする。システム内には、追加の電圧調節器が提供されてもよい。
【００３２】
代替の実施形態はまた、後者の代替策を前者の代替策に組み合わせることもでき、それにより、主制御ユニットは、電気機械的デバイスの作動を停止させるためにスイッチおよび電圧調節器の両方を制御する。
【００３３】
本発明による装置の別の実施形態によれば、電気機械的デバイスは、ステッパ・モータを備える。ステッパ・モータの制御信号は通常、モータの離散的ステップのためのパルスを提供し、その一方で制御信号の電流の振幅のみが、ステッパ・モータの及ぼされたトルクまたは運動量に影響を与える。ステッパ・モータの位置のチェックおよびステッパ・モータの位置の修正は、こうして特に容易で確かなものである。さらには、制御ユニットの制御信号と、動き検出器による動き検出器信号の間の相関関係は、たとえば連続作用するモータと比べて容易に付けられる。
【００３４】
ステッパ・モータは、単極または双極のステッパ・モータとすることができる。単極ステッパ・モータは、精密な角度運動を達成する安価な方法を提供し、その一方で双極ステッパ・モータは、より効率的で強力である。ステッパ・モータは、特に、制御ユニットの一部とすることができるＨブリッジを用いることによって制御される。
【００３５】
主制御ユニットが、前記装置の少なくとも別の要素を制御するように構成される場合、装置は、特に効率的で安全なシステムを提供する。通常、主制御ユニットによって引き受けられる機能がより多いほど、システムをより効率的に設計することができる。たとえば、モータ・ドライバの形態の別個の制御ユニットをさらに提供することにより、電気機械的デバイスの制御は、主制御ユニットのさらなる作動によって損なわれないが、それと同時に電気機械的デバイスの制御の監督は、主制御ユニットによって維持される。
【００３６】
そのような別の要素は、特に、ディスプレイ、ディスプレイ・コントローラ、ボタンのようなユーザ・インターフェース要素および好ましくは第２の制御ユニットとすることができる。
【００３７】
本発明による装置の別の実施形態による動き検出器が、光チョッパ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈｏｐｐｅｒ）と、発光源（ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ）、たとえば光源と、少なくとも１つの検出器とを備えるとき、低電力消費でスペースをとらない動き検出器を提供することができる。光チョッパが発光源と検出器の間に配置された状態において、電気機械的デバイスの機械的な動きによって発光源を交互に覆い、露出させることができる。これは、電気機械的デバイスのピニオン上に取り付けられた１つまたはそれ以上のフラグによって、またはフラグを有する別個のディスクによって、フラグが検出器または発光源を覆い、露出させるように実現されてよい。当然ながら、機械的な動きはまた、たとえばドライブ・トレーン（ｄｒｉｖｅ  ｔｒａｉｎ）内の他の位置において検出することもできる。フラグの数に応じて、動き検出器の精度を変化させることができる。制御信号におけるパルスと動き検出器信号におけるパルスとの間には１対１の関係が必ずしも存在しなくてよい。検出器は、この意味では機械的な動きまたは光信号を電気信号に符号化するエンコーダである。２つのフォト検出器を検出器として提供することが特に好ましく、動きを決定することができる精度をこうして高める。動作は、２つのフォト検出器の２つの信号の状態を比較することによって推定することができる。
【００３８】
特に複数の、好ましくは２つの検出器を、１つの発光源が使用されるときに使用することができる。したがって、チョッパの単一のフラグは、検出器を通る１つのフラグで動き検出器信号内に４つのエッジを生成することができる。２つの検出器およびフラグの２つのエッジが存在するため、この結果として、１つのフラグが２つの検出器を通るとき４つの弁別可能な信号が生成される。このように動き検出器の分解能を高めることができ、こうして電気機械的デバイスの動きを検出する精度および速度が向上される。
【００３９】
発光源は、好ましくは、たとえばＬＥＤのような光源であり、その一方で検出器は光検出器である。
【００４０】
本発明による装置の別の実施形態によれば、装置は、さらに、第１の流体を含む少なくとも第１のリザーバと、少なくとも第１のリザーバに連結された流体チャネルとを備える。電気機械的デバイスは、第１のリザーバ内の少なくとも第１の流体に対して圧力を及ぼすように構成され、それにより、流体は流体チャネル内で誘導される。電気機械的デバイスが圧力を流体に対してもたらすトルクまたは運動量の正しい量を予測し、提供することが問題を含むことがあり、その理由は、必要なトルクは、たとえば流体の粘性、チャネルの直径または周囲温度のような複数の要因によって変わるためである。このため、エラーおよび機能不全の確実な検出が必要とされる。主制御ユニットが、情報が主制御ユニットによって制御ユニットに提供されるように構成され、動き検出器および主制御ユニットが、電気機械的デバイスの動きについての情報が、動き検出器によって少なくとも主制御ユニットに提供されるように構成されるとき、エラー検出の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
装置は、さらに、第２の流体を含む第２のリザーバと、少なくとも第２のリザーバに連結された流体チャネルとを備えることができる。電気機械的デバイスは、第２の流体が流体チャネル内で誘導されるように第２のリザーバ内の第２の流体に対して圧力を及ぼすことができるように構成される。この場合、第２の電気機械的デバイスおよび／または第２の制御ユニットおよび／または第２の動き検出器もまた提供されることが好ましい。このようにして、２つの異なる流体、特に薬物または薬剤を、好ましくは互いから独立してユーザに送達することができる。リザーバは、好ましくは、交換可能なカートリッジの形態で提供される。
【００４２】
電気機械的デバイスがドライブ・トレーンを備えることがさらに好ましく、ここで、前記電気機械的デバイスは、前記ドライブ・トレーンを駆動して前記第１の流体に対して圧力を及ぼす。そのようなドライブ・トレーンは、伝動配置（ｇｅａｒｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）および／または駆動ロッドを含むことができる。このように、電気機械的デバイスの回転運動は、横方向運動に変換され得る。伝動配置を提供することにより、正確性をさらに向上させることができ、また、たとえば、電気機械的デバイスを最適な作用点で作用させることによって信頼性および電力消費をさらに改善するようにモータ上の負荷に影響を与えることもできる。故に、装置は、エラーおよび機能不全をさらに防止できるという点でより安全に設計することができる。
【００４３】
前述の電気機械的デバイス、制御ユニット、および動き検出器を第１の電気機械的デバイス、第１の制御ユニット、および第１の動き検出器として考えると、本発明の別の実施形態により、装置が、さらに、第２の電気機械的デバイス、第２の動き検出器、場合により第２の制御ユニットを備えることがさらに有利である。第１の、または設けられる場合は第２の制御ユニットは、第２の電気機械的デバイスを制御するように構成され、ここで、主制御ユニットは、情報を、第１のまたは設けられる場合は第２の制御ユニットに提供するように構成される。第２の動き検出器および主制御ユニットは、第２の電気機械的デバイスの動きについての情報が、第２の動き検出器によって少なくとも主制御ユニットに提供されるように構成される。このようにして、電気機械的デバイス毎に独立した制御ユニットを設けながらも単一の主制御ユニットを設けるだけでよいという相乗効果を利用することができ、それによって装置のフェイルセーフ性（ｆａｉｌ−ｓａｆｅｔｙ）を極めて向上させる。当然ながら、さらなる制御ユニットおよび／または動き検出器および／または電気機械的デバイスを提供することも可能である。
【００４４】
第１の電気機械的デバイス、第１の動き検出器および第１の制御ユニットのみを備える装置の実施形態はまた、さらなるデバイスおよび／または検出器および／またはユニットを備える装置にも適用可能である。
【００４５】
本発明の別の実施形態によれば、本発明による装置を備える、少なくとも１つの流体を送達するための医療デバイス、特に携帯用医療デバイス、特に薬物送達装置が、提供される。この場合、主制御ユニットは、総用量情報を制御ユニットに送信することができ、制御ユニットは、次いで、対応する制御信号を電気機械的デバイスに提供して対応する機械的な動きによって投与量を送達させる。特に、医療デバイスに関しては、特定の薬剤の精密な用量送達は非常に重要なものであり、その理由は、過剰および過少の投与量は、危険であり、最悪の場合致命的となる恐れもあるためである。したがって、流体、特に薬剤または薬物が、電気機械的デバイスの動きによって送達される場合、電気機械的デバイスの確実な予測可能な動きを提供すること、またはエラーの場合、あらゆる機能不全を認識することが重要である。特に携帯用医療デバイスに関しては、たとえば、これらが動き回され、振動によるエラーを特に生じやすいため、確実なエラー検出が必須である。
【００４６】
特に、医療デバイスは、手持ち式携帯用薬物送達デバイス、たとえばインスリンを注射するためのペンまたは注入ポンプなどの携帯用薬物送達デバイスである。
【００４７】
技術的問題は、さらに、装置、特に本発明による装置または医療デバイスを作動させるための方法であって、主制御ユニットからの情報を制御ユニットに提供する工程と、前記制御ユニットを用いることによって電気機械的デバイスを制御する工程と、前記電気機械的デバイスの動きを検出する工程と、前記電気機械的デバイスの前記動きについての情報を前記主制御ユニットに提供する工程とを含む方法によって解決される。
【００４８】
制御ユニットには、たとえば、ステッパ・モータなどの電気機械的デバイスが動かなければならないいくつかの工程、または投薬されるべき総投与量などの情報が与えられ、したがって、制御ユニットは、主制御ユニットから独立的に電気機械的デバイスを制御することができる。それと同時に、主制御ユニットは、電気機械的デバイスの動きについての情報、特に動き検出器、または他の種類のセンサからの情報を受信するように構成される。主制御ユニットは、こうして、電気機械的デバイスおよび／または制御ユニットの挙動を観察し、チェックすることができる。電気機械的デバイスおよび／または制御ユニットの要求された挙動と実際に実行された挙動との間に不一致が生じる場合、主制御ユニットは、警告を出力し、または介入し、装置に損傷を与え得る、もしくはユーザに危害を与え得る装置のいかなる挙動も防止することができる。そのような介入は、たとえば、電気機械的デバイスの停止、制御ユニットからの制御信号の妨害もしくは遮断、または電気機械的デバイスの電力供給の遮断になり得る。
【００４９】
制御ユニットおよび／または電気機械的デバイスおよび／または動き検出器は、特に、第１の制御ユニットおよび／または第１の電気機械的デバイスおよび／または第１の動き検出器とすることができ、これは、第２の電気機械的デバイスおよび／または第２の動き検出器、および場合により第２の制御ユニットを設けることができることを意味する。
【００５０】
本発明による方法の一実施形態によれば、方法は、さらに、前記電気機械的デバイスの前記動きについての情報を前記制御ユニットに提供する工程を含む。制御ユニットが１つしか存在しない場合、情報はこの制御ユニットに提供され、第１および第２の制御ユニットが存在する場合、好ましくは、第１の電気機械的デバイスの動きについての情報は、第１の制御ユニットに提供され、その一方で第２の電気機械的デバイスの動きについての情報は、第２の制御ユニットに提供される。
【００５１】
これは、機能不全または機能不全からのあらゆるさらなる結果を防止するための追加のフィードバック・ルートを提供する。たとえば、制御ユニットはこの場合、電気機械的デバイスに送信された、たとえば制御信号の形態の情報と動き検出器によって提供された情報との間の比較作動を実行することができる。これは、すばやいフィードバックを制御ユニットに提供することができ、また、電気機械的デバイスを修正する、または電気機械的デバイスを停止させる対応策を、主制御ユニットによって最初に処理されることなく電気機械的デバイスにすばやく提供できるため、有利である。しかしそれと同時に、主制御ユニットは、たとえば制御ユニットおよび電気機械的デバイスを切り離すことによって、または制御ユニットから電気機械的デバイスへの指令を抑制することによって、制御ユニットによる指示を却下する能力を維持する。
【００５２】
このようにして、第１の閉フィードバック制御が、制御ユニットと、電気機械的デバイスと、動き検出器との間にもたらされる。それと同時に、主制御ユニットと、制御ユニットと、電気機械的デバイスと、動き検出器との間の第２の閉フィードバックは維持される。このため、装置の特に安全なエラー検出のための方法がもたらされる。
【００５３】
この実施形態の別の利点は、制御ユニットの範囲または主制御ユニットの範囲におけるソフトウェアまたはハードウェアの機能不全の場合、他のユニットの修正措置、予防措置または介入を開始することができることである。
【００５４】
主制御ユニットが、主制御ユニットから制御ユニットに提供された情報と動き検出器から主制御ユニットに提供された情報とを比較することがさらに好ましい。情報の比較により、主制御ユニットは適切な措置を導出して、制御ユニットに提供された情報と、電気機械的デバイスの動きについての情報との間、したがって要求された動きと検出された動きとの間の不一致の場合のいかなる損傷または危害も防止することができる。
【００５５】
この比較は、たとえば、動きが電気機械的デバイスによって要求されている間に実行することができる。比較は恒久的に実行されないため、これは電力を節約することができる。そうではあるが、比較はまた、動きが要求されていない場合であっても恒久的に実行されて、電気機械的デバイスの偶発的な動きが存在しないことを確実にすることができる。電力消費をさらに低減するために、電気機械的デバイスの動きが完了するときに情報を比較するだけでも可能である。
【００５６】
本発明による方法の別の実施形態によれば、制御ユニットと電気機械的デバイスの間の接続は、前記動き検出器からの前記情報に依存して前記主制御ユニットによって遮断される。有害なまたは損傷を与える結果の防止は、このようにして向上させることができる。遮断は、たとえば、スイッチ、またはトランジスタもしくは回路遮断器などの、制御ユニットと電気機械的デバイスの間の接続に介入することができる任意の種類の電気的または機械的要素を用いることによってもたらすことができる。このスイッチは、特に制御ユニットと電気機械的デバイスの間に配置されて、そこでそれらの間の接続を容易に遮断することができる。遮断とは、たとえば、接続を完全に遮断することができる、または主制御ユニットと電気機械的デバイスの間の接続を確立して制御ユニットをオーバーライドすることができることを意味する。
【００５７】
あるいは、電気機械的デバイスを制御するために使用されるＨブリッジと電源の間の接続が、前記動き検出器からの前記情報に依存して前記主制御ユニットによって遮断される。電気機械的デバイスと制御ユニットの間の全体的により複雑な接続は維持可能であり、制御ユニットに組み込まれてもよいＨブリッジの電力供給は、遮断される。これは、デバイスの信頼性を向上させる特に確実な方法をもたらす。
【００５８】
主制御ユニットはまた、前記装置の少なくとも別の要素、特に第２の制御ユニットを制御することもできる。主制御ユニットに、ディスプレイ、ボタン、スイッチまたは別の制御ユニットなどの複数の要素を制御させることにより、より効率的な方法を提供することができる。ただし、電気機械的デバイスは制御ユニットによって制御されているため、電気機械的デバイスの制御は、主制御ユニットのさらなる作動によって損なわれない。しかし、それと同時に、電気機械的デバイスの制御の監督は、主制御ユニットによって維持され、向上したエラー検出を依然としてもたらす。
【００５９】
本発明のさまざまな態様のこれらならびに他の利点は、添付の図を適切に参照して以下の詳細な説明を読み取ることによって当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１ａ】本発明による装置の例示的な実施形態の概略回路図である。
【図１ｂ】本発明による装置の別の例示的な実施形態の概略回路図である。
【図１ｃ】本発明による装置の別の例示的な実施形態の概略回路図である。
【図２】Ｈブリッジの概略回路図である。
【図３】薬物送達システムと共に使用するための駆動機構の概略図である。
【図４】図３に示す駆動機構の別の概略図である。
【図５ａ】図３に示す駆動機構と共に使用され得る動き検出器を示す図である。
【図５ｂ】図３に示す駆動機構と共に使用され得る動き検出器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１ａは、本発明による装置の例示的な実施形態の概略回路図１ａを示している。接続６を介して制御ユニット４に連結された主制御ユニット２が、示されている。主制御ユニット２は、特に、マイクロプロセッサである。制御ユニット４は、マイクロプロセッサまたはモータ・ドライバなどの論理ユニットでよい。主制御ユニット２は、モータ、特にステッパ・モータでよい電気機械的デバイス８の制御に関する情報を制御ユニット４に提供する。接続６は、主制御ユニット２と制御ユニット４の間の双方向通信でよい。図１ａに示す要素は、たとえば、電池（図示せず）によって電力供給可能である。
【００６２】
電気機械的デバイス８の機械的な動きは、動き検出器１０によって、点線９によって示されるように検出される。この動き検出器１０は、特に、光チョッパと、発光源と、光信号を主制御ユニット２および／または制御ユニット４が処理することができる電気信号に符号化する検出器とを備える、光学検出器とすることができる。
【００６３】
接続１２および任意選択の接続１４を介して、動き検出器１０は、電気機械的デバイス８の動きについての情報を主制御ユニット２および（場合により）制御ユニット４に提供することができる。制御ユニットへの接続１４は、たとえば、実施コストを低減するために省かれてよい。
【００６４】
図１ａに示すように、主制御ユニット２は、さらに、ディスプレイ・ユニット１６および入力要素１８の形態の、たとえば１つまたはそれ以上のボタンまたはタッチ・スクリーンなどのユーザ・インターフェースに接続される。入力要素１８を介して、ユーザは、たとえば、薬剤の特有の投与量などの制御ユニット４を制御する方法についての情報を主制御ユニット２に提供することができる。ディスプレイ・ユニットにより、ユーザは、入力を確定する前に入力情報をチェックしてよい。
【００６５】
主制御ユニット２は、次いで、接続６を介して制御ユニット４に情報を提供することができる。制御ユニット４は、電気機械的デバイス８の対応する動きを始動させるために、制御信号などの対応する情報を電気機械的デバイスに提供する。動き検出器１０は、次いで、電気機械的デバイス８の動きについての情報を主制御ユニット２に提供する。
【００６６】
主制御ユニットによって制御ユニット４に提供された情報と、動き検出器１０によって提供された情報との間に不一致が存在する場合、主制御ユニット２はそれに応じて反応することができる。これは、制御ユニットが、たとえば、ディスプレイ・ユニット１６上でエラーをユーザに通知することができることを意味する。主制御ユニット２はまた、不一致を釣り合わせるためにさらなる情報を制御ユニット４に送信することもできる。これは、たとえば、モータが要求されたものより小さい動きで実行された場合に機能する。装置が医療デバイス内で使用される場合、これは、たとえば過少用量を防止することができる。主制御ユニット２はまた、制御ユニット４と電気機械的デバイス８の間の接続を、点線で示した接続２０を介して遮断することもできる。
【００６７】
スイッチ２２が、制御ユニット４と電気機械的デバイス８の間に位置付けられる。このスイッチは、開位置で示されている。当然ながら、制御ユニット４が電気機械的デバイスに情報を提供するとき、このスイッチ２２は閉じられる必要がある。したがって通常の場合、スイッチ２２は閉じられている。たとえば電気機械的デバイス８または制御ユニット４のエラーまたは機能不全の場合、主制御ユニット２はスイッチ２２を始動させて機械的デバイス８が、制御ユニット４から情報をさらに受け取ることを停止させ、したがって電気機械的デバイス８をさらなる動きから妨げることができる。装置が医療デバイス内で使用される場合、これは、たとえば過剰用量を防止することができる。スイッチは、たとえば電子切り替えのためのトランジスタを備えることができるが、機械的スイッチもまた可能である。
【００６８】
あるいは、主制御ユニット２はまた、制御ユニット４の制御信号をオーバーライドし、電気機械的デバイス８それ自体に情報を提供することもできる。
【００６９】
任意選択の接続１４もまた、動き検出器１０からの情報を受信するために使用可能であり、それにより、エラーは制御ユニット４によっても検出することができる。このようにして、より速いエラー検出が実現され得るが、主制御ユニット２は、制御ユニット４をオーバーライドする可能性を依然として有する。
【００７０】
図１ｂは、本発明による装置の別の例示的な実施形態の概略回路図１ｂを示している。図示する概略回路図１ｂは、図１ａに示されたものに類似する。これは、主制御ユニット２が、制御ユニット４内に含まれたＨブリッジを、制御ユニット４が接続２３ａを介して接続される電源２３から切り離すためにスイッチ２２を作動させる点において概略回路図１ａとは異なる。電源２３はまた、接続が示されていなくても、主制御ユニット２、ディスプレイ・ユニット１６、電気機械的デバイス８および／または動き検出器１０などの別の要素にも電力を提供する。また、制御ユニット４を完全に切り離すことなく、Ｈブリッジと電源２３の接続だけを切り離すことも可能である。
【００７１】
図１ｃは、本発明による装置の別の例示的な実施形態の概略回路図１ｃを示している。図示する概略回路図１ｃは、図１ｂに示したものに類似する。これは、電圧調節器９９が、電源２３からの電圧を、制御ユニット４による使用に適した電圧に転換するという点で概略回路図１ｂとは異なる。この電圧調節器９９は、制御ライン９９ａを介して主制御ユニット２から電気信号を受信し、主制御ユニット２は、電圧調節器９９の出力を有効にして電力を制御ユニット４に提供する、または電圧調節器９９の出力を無効にして電力を制御ユニット４に提供しないようにする。システム内には追加の電圧調節器が存在してもよいが、これは、明確にするために概略図には示されていない。
【００７２】
代替の実施形態は、図１ｂおよび図１ｃに示す機構を組み合わせることができ、それにより、主制御ユニット２は、電気機械的デバイスの作動を停止させるために、スイッチ２２および電圧調節器９９の両方を制御する。
【００７３】
図２は、Ｈブリッジ２４の概略回路図を示している。Ｈブリッジ２４は、電気機械的デバイス８、特に双極ステッパ・モータまたはｄｃモータを制御するために使用され得る。Ｈブリッジ２４は、４つのスイッチ２６、２８、３０、３２を備える。スイッチ２６および３０を閉じることにより、電圧が、スイッチ２８および３２が閉じられたときの方向とは反対に電気機械的デバイス上にかけられる。このように、たとえば、効率的で強力である双極ステッパ・モータを使用して、またはｄｃモータを前後に駆動して、検出されたあらゆるエラーに対処することができる。
【００７４】
次の図では、２つの薬物の送達のための薬物送達デバイスの構成要素が描かれている。過剰および過少の投与量は最悪の場合致命的となる恐れがあるため特定の薬剤または薬物の精密な用量送達は非常に重要なものであるので、本発明による装置および方法の使用は、そのような医療デバイスにおいて特に有利である。したがって、流体、特に薬剤または薬物が、電気機械的デバイス８の動きによって送達される場合、電気機械的デバイス８の確実で予測可能な動きをもたらすことが重要である。
【００７５】
図３は、ドライブ・トレーン５０の１つの好ましい配置を含む薬物送達デバイスのさまざまな内部構成要素を示している。図３はまた、デジタル・ディスプレイ５２、印刷回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）５４を電力源または電池５６と共に示している。ＰＣＢＡ５４は、デジタル・ディスプレイ５２とドライブ・トレーン５０の間に位置することができ、このとき電池または電力源５６は、このドライブ・トレーン５０の下方に位置している。電池または電力源５６は、デジタル・ディスプレイ５２、ＰＣＢＡ５４、およびドライブ・トレーン５０に電力を供給するように電子的に接続される。図示するように、第１および第２の両方のカートリッジ５８、６０は、消費された状態で示されている。すなわち、第１および第２のカートリッジは、最も遠位位置にあるストッパ６２、６４を有する空の状態で示されている。たとえば、（通常は第１の薬剤を含む）第１のカートリッジ５８は、そのストッパ６２を遠位位置に有するように示されている。（通常は第２の薬剤を含む）第２のカートリッジ６０のストッパ６４も、類似の位置で示されている。
【００７６】
図３を参照すると、交換式電池またはその複数の電池などの電力源５６の適切な場所を画成する第１の領域が設けられることを見ることができる。電力源５６は、再充電可能な電力源を含むことができ、電力源５６がデバイス内にあるままで再充電され得る。あるいは、電力源５６は、薬物送達デバイスから取り外され、たとえば、遠隔電池充電器によって外部で再充電されてよい。この電力源は、リチウム−イオンまたはリチウム−ポリマーの電力源を含むことができる。この好ましい実施形態では、電池５６は、略平坦で矩形の形状の電力源を備える。
【００７７】
図４は、デジタル・ディスプレイ５２およびＰＣＢＡ５４の両方が省かれた、図３に示す電気機械的システムの配置を示している。図４に示すように、ドライブ・トレーン５０は、一次薬剤を含む第１のカートリッジ５８および二次薬剤を含む第２のカートリッジ６０から用量を排出するように作動する。図４でも示すように、第１および第２のカートリッジ５８、６０は、最も遠位置にあるストッパを有する空の状態で示されている。
【００７８】
この好ましい駆動例５０では、システムは、各々のカートリッジ５８、６０用のモータ７０、８６の形態の独立した電気機械的デバイス８を備える。すなわち、独立した機械的ドライバ６６は、第１のカートリッジ５８から用量を排出するように作動し、独立した機械的ドライバ６８は、第２のカートリッジ６０から用量を排出するように作動する。３つの異なる薬剤に対して作動する代替のドライブ・トレーン５０では、３つの独立した機械的ドライバを設けることができる。独立した機械的ドライバは、制御ユニット４のモータ・ドライバの制御下で作用することができる（図１ａを参照）。
【００７９】
第１の独立した機械的ドライバ６６は、第１のカートリッジ５８から用量を排出するように作動する。この第１のドライバ６６は、第１の伝動配置７２に動作可能に連結されたモータ７０の形態の第１の電気機械的デバイス８を備える。このモータ７０に通電するために、コネクタ７４が、モータ・ドライバに電気的に接続する手段として設けられる。この第１の伝動配置７２は、第１の嵌め込み式ピストン・ロッド７６の近位部分と機械的にリンクされる。第１の嵌め込み式ピストン・ロッド７６は、遠位端部７８が第１のカートリッジ５８のストッパ６２上に作用する完全に伸張位置で示されている。
【００８０】
この伝動配置７２が第１のモータ７０の出力シャフトによって駆動されるとき、この配置７２は、第１の嵌め込み式ピストン・ロッド７６の近位部分８０を回転させる。ピストン・ロッド７６のこの近位部分８０が回転するにつれて、ピストン・ロッド７６の第２のまたは遠位部分８２は、遠位方向に駆動される。
【００８１】
好ましくは、嵌め込み式ピストン・ロッド７６の近位部分８０は、雄ねじ８４を備える。このねじ山８４は、遠位部分８２の近位端部に短いねじ付きセクションを備える一体型ナットを有する遠位部分８２と係合する。この遠位部分８２は、キー溝内で作用するキーによって、回転することが防止される。そのようなキー溝は、第１の嵌め込み部７６の中央を通り抜けることができる。したがって、第１のギアボックス配置７２が、近位セクション８０の回転を引き起こしたとき、近位部分８０の回転は遠位端部７８上に作用し、それによって嵌め込み式ピストン・ロッドの遠位部分を駆動して長手方向軸に沿って伸張させる。
【００８２】
こうして遠位方向に動くことにより、ピストン・ロッド７６の第２の部分８２の遠位端部７８は、第１のカートリッジ５８内に収容されたストッパ６２上に力を及ぼす。ピストン・ロッド７６の遠位端部７８がストッパ上に力を及ぼしている状態において、第１の薬剤のユーザ選択された用量は、カートリッジ５８から押し出され、たとえば、装着された投薬インターフェースに入り、次いでユーザが薬剤を注射することを可能にし得る装着されたニードル・アセンブリを出る。
【００８３】
同様の注射作動は、コントローラが最初に、第２の薬剤の用量が求められることを決定し、この用量の量を決定する場合、第２の独立したドライバ６８によって起こる。特定の状況においては、コントローラは、第２の薬剤の用量が求められなくてよいことを決定してもよく、したがってこの第２の用量は、「０」用量に「設定」される。
【００８４】
好ましくは、モータ７０、８６は、電子整流に適したモータを備える。最も好ましくは、そのようなモータは、ステッパ・モータまたはブラシレスＤＣモータを含むことができる。一次および二次の薬剤の用量を注射するために、ユーザは最初、ディスプレイ５２上のヒューマン・インターフェース構成要素によって一次薬剤の用量を選択する（図３を参照）。
【００８５】
第１および第２の薬剤の用量サイズが確立されたとき、モータ・ドライバは第１および第２の両方のモータ７０、８６に通電して上記で述べた注射プロセスを開始する。
【００８６】
ピストン・ロッド７６、８８は、好ましくは、第１の完全に引っ込められた位置（図示せず）と（図６および７に示すような）第２の完全に伸張位置との間で可動する。ピストン・ロッド７６、８８が引っ込められた位置にある状態において、ユーザは、それぞれのカートリッジ保持器を開き、空のカートリッジを取り外すことが可能にされる。
【００８７】
１つの好ましい配置では、第１および第２の両方のモータ７０、８６は、第１の薬剤のユーザ選択された用量およびその後に計算された第２の薬剤の用量を同時に投薬するように同時に作動する。すなわち、第１および第２の両方の独立した機械的ドライバ６６、６８は、同時にまたは異なる時間にそれぞれのピストン・ロッド７６、８８を駆動することができる。
【００８８】
第１および／または第２のピストン・ロッドを巻き戻す工程などの注射の１つまたはそれ以上の工程が、自動的に、たとえばマイクロコントローラによって、たとえば制御ユニット４または主制御ユニット２によって制御されて実行され得る。代替の配置では、マイクロコントローラ、特に主制御ユニット２は、第１および第２の独立した機械的ドライバ６６、６８が、第１の薬剤または第２の薬剤を他方の薬剤の前に投薬するように作動され得るようにプログラムされてよい。その後、第２のまたは一次薬剤が次いで投薬されてよい。１つの好ましい配置では、二次薬剤は、一次薬剤の前に投薬される。
【００８９】
好ましくは、両方のモータ７０、８６は、逆方向に作動され得る。この特性は、ピストン・ロッド７６、８８を第１と第２の位置の間で動かすことを可能にするために必要とされ得る。
【００９０】
図４に示す第１の独立した機械的ドライバ６６は、第１の動き検出器１０ａを備える。図５ａは、図４に示す第１のモータ７０の斜視図を示している。図５ｂは、デジタル・エンコーダ９０の形態の検出器と併用する、図５ａに示す第１のモータ７０を備える好ましい動き検出器１０ａを示している。
【００９１】
図５ａおよび５ｂに示すように、そのような動き検出器１０ａは、第１の独立したドライバ６６からの作動上および位置上のフィードバックを薬物送達デバイスの主制御ユニット２または制御ユニット４に提供するために利用されるため、有益になり得る。たとえば、第１の独立したドライバ６６に関して、好ましい動き検出器１０ａは、第１のモータ・ピニオン９２の使用によって達成される。この第１のピニオン９２は、第１のモータ７０の出力シャフト９４に動作可能に連結される。第１のピニオン９２は、第１の伝動配置７２の第１のギアを駆動する回転伝動部分９６を備える（たとえば図４を参照）。第１のモータ・ピニオン９２はまた、複数のフラグ９８ａ〜ｂも備える。この第１の動き検出器１０ａでは、第１のピニオン９２は、第１のフラグ９８ａおよび第２のフラグ９８ｂを備える。これらの２つのフラグ９８ａ〜ｂは、モータが駆動されたときにモータ出力シャフト９４、故に連結された第１のピニオン９２が回転するにつれて、これらが第１の光学エンコーダ９０を通り抜けるようにモータ・ピニオン９２上に位置する。
【００９２】
好ましくは、第１および第２のフラグ９８ａ〜ｂが、第１の光学エンコーダ９０を通り抜けるとき、エンコーダ９０は、特定の電気パルスをマイクロコントローラ、たとえば主制御ユニット２または制御ユニット４に送信することができる。好ましくは、光学エンコーダ９０は、モータ出力シャフト１回転あたり２つの電気パルスをマイクロコントローラに送信する。そのため、マイクロコントローラは、したがって、モータ出力シャフトの回転を監視することができる。これは、ドライブ・トレーンの妨害、投薬インターフェースもしくはニードル・アセンブリの正しくない取り付け、または針が閉塞される場合などの、用量投与工程中に起こり得る位置エラーまたは事象を検出するために有利である。
【００９３】
動作検出の精度を高めるために、モータ・ピニオン９２上に３つ以上のフラグを設けることが特に好ましい。２つのフォト検出器を含む動き検出器を組み合わせると、フラグの４つの位置が位置特定されるため（両方のフォト検出器、第１のフォト検出器、第２のフォト検出器が光を検出する、またはいずれのフォト検出器も光を検出しない）、モータ出力シャフトの１回転中の複数の位置を見分けることができる。５つのフラグにより、モータ出力シャフトの１回転中の２０の位置を見分けることができる。
【００９４】
好ましくは、第１のピニオン９２は、プラスチック射出成形ピニオンを備える。そのようなプラスチック射出成形部分は、出力モータ・シャフト９４に装着され得る。光学エンコーダ９０は、ギアボックス・ハウジングに位置付けられ装着され得る。そのようなハウジングは、第１の伝動配置７２および光学エンコーダ９０の両方を収容することができる。エンコーダ９０は、好ましくは、場合によってはＰＣＢの可撓性部分を介して主制御ユニット２と電気連通する。好ましい配置では、図３および４に示す第２の独立した機械的ドライバ６８は、第１の機械的ドライバ６６の第１の動き検出器１０ａと同様の形で、好ましくは同じ形で作動する第２の動き検出器１０ｂを備える。
【００９５】
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、少なくとも１つの薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味し、
ここで、一実施形態において、薬学的に活性な化合物は、最大１５００Ｄａまでの分子量を有し、および／または、ペプチド、タンパク質、多糖類、ワクチン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、抗体もしくはそのフラグメント、ホルモンもしくはオリゴヌクレオチド、または上述の薬学的に活性な化合物の混合物であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病関連の合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症、急性冠症候群（ＡＣＳ）、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および／または関節リウマチの処置および／または予防に有用であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病または糖尿病性網膜症などの糖尿病に関連する合併症の処置および／または予防のための少なくとも１つのペプチドを含み、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、少なくとも１つのヒトインスリンもしくはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）もしくはその類似体もしくは誘導体、またはエキセジン−３もしくはエキセジン−４もしくはエキセジン−３もしくはエキセジン−４の類似体もしくは誘導体を含む。
【００９６】
インスリン類似体は、たとえば、Ｇｌｙ（Ａ２１），Ａｒｇ（Ｂ３１），Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ３），Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８），Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；Ｂ２８位におけるプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、またはＡｌａで置き換えられており、Ｂ２９位において、ＬｙｓがＰｒｏで置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８−Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリン、およびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンである。
【００９７】
インスリン誘導体は、たとえば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−パルミトイル−ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−ミリストイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−パルミトイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−パルミトイル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−リトコリル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、およびＢ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンである。
【００９８】
エキセンジン−４は、たとえば、Ｈ−Ｈｉｓ−Ｇｌｙ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ−Ｔｈｒ−Ｐｈｅ−Ｔｈｒ−Ｓｅｒ−Ａｓｐ−Ｌｅｕ−Ｓｅｒ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｍｅｔ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ａｌａ−Ｖａｌ−Ａｒｇ−Ｌｅｕ−Ｐｈｅ−Ｉｌｅ−Ｇｌｕ−Ｔｒｐ−Ｌｅｕ−Ｌｙｓ−Ａｓｎ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−Ｓｅｒ−Ｇｌｙ−Ａｌａ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−ＮＨ２配列のペプチドであるエキセンジン−４（１−３９）を意味する。
【００９９】
エキセンジン−４誘導体は、たとえば、以下のリストの化合物：
Ｈ−（Ｌｙｓ）４−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）；または
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
（ここで、基−Ｌｙｓ６−ＮＨ２が、エキセンジン−４誘導体のＣ−末端に結合していてもよい）；
【０１００】
または、以下の配列のエキセンジン−４誘導体：
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＭｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２；
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ｌｙｓ６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８，Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（Ｓ１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２；
または前述のいずれか１つのエキセジン−４誘導体の薬学的に許容される塩もしくは溶媒和化合物
から選択される。
【０１０１】
ホルモンは、たとえば、ゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（ソマトロピン）、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、ゴセレリンなどの、Ｒｏｔｅ  Ｌｉｓｔｅ、２００８年版、５０章に列挙されている脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストである。
【０１０２】
多糖類としては、たとえば、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、たとえば、ポリ硫酸化形態、および／または、薬学的に許容されるそれらの塩がある。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。
【０１０３】
抗体は、基本構造を共有する免疫グロブリンとしても知られている球状血漿タンパク質（約１５０ｋＤａ）である。これらは、アミノ酸残基に付加された糖鎖を有するので、糖タンパク質である。各抗体の基本的な機能単位は免疫グロブリン（Ｉｇ）単量体（１つのＩｇ単位のみを含む）であり、分泌型抗体はまた、ＩｇＡなどの２つのＩｇ単位を有する二量体、硬骨魚のＩｇＭのような４つのＩｇ単位を有する四量体、または哺乳動物のＩｇＭのように５つのＩｇ単位を有する五量体でもあり得る。
【０１０４】
Ｉｇ単量体は、４つのポリペプチド鎖、すなわち、システイン残基間のジスルフィド結合によって結合された２つの同一の重鎖および２本の同一の軽鎖から構成される「Ｙ」字型の分子である。それぞれの重鎖は約４４０アミノ酸長であり、それぞれの軽鎖は約２２０アミノ酸長である。重鎖および軽鎖はそれぞれ、これらの折り畳み構造を安定化させる鎖内ジスルフィド結合を含む。それぞれの鎖は、Ｉｇドメインと呼ばれる構造ドメインから構成される。これらのドメインは約７０〜１１０個のアミノ酸を含み、そのサイズおよび機能に基づいて異なるカテゴリー（たとえば、可変すなわちＶ、および定常すなわちＣ）に分類される。これらは、２つのβシートが、保存されたシステインと他の荷電アミノ酸との間の相互作用によって一緒に保持される「サンドイッチ」形状を作り出す特徴的な免疫グロブリン折り畳み構造を有する。
【０１０５】
α、δ、ε、γおよびμで表される５種類の哺乳類Ｉｇ重鎖が存在する。存在する重鎖の種類により抗体のアイソタイプが定義され、これらの鎖はそれぞれ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧおよびＩｇＭ抗体中に見出される。
【０１０６】
異なる重鎖はサイズおよび組成が異なり、αおよびγは約４５０個のアミノ酸を含み、δは約５００個のアミノ酸を含み、μおよびεは約５５０個のアミノ酸を有する。各重鎖は、２つの領域、すなわち定常領域（ＣＨ）と可変領域（ＶＨ）を有する。１つの種において、定常領域は、同じアイソタイプのすべての抗体で本質的に同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、およびδは、３つのタンデム型のＩｇドメインと、可撓性を加えるためのヒンジ領域とから構成される定常領域を有し、重鎖μおよびεは、４つの免疫グロブリン・ドメインから構成される定常領域を有する。重鎖の可変領域は、異なるＢ細胞によって産生された抗体では異なるが、単一Ｂ細胞またはＢ細胞クローンによって産生された抗体すべてについては同じである。各重鎖の可変領域は、約１１０アミノ酸長であり、単一のＩｇドメインから構成される。
【０１０７】
哺乳類では、λおよびκで表される２種類の免疫グロブリン軽鎖がある。軽鎖は２つの連続するドメイン、すなわち１つの定常ドメイン（ＣＬ）および１つの可変ドメイン（ＶＬ）を有する。軽鎖のおおよその長さは、２１１〜２１７個のアミノ酸である。各抗体は、常に同一である２本の軽鎖を有し、哺乳類の各抗体につき、軽鎖κまたはλの１つのタイプのみが存在する。
【０１０８】
すべての抗体の一般的な構造は非常に類似しているが、所与の抗体の固有の特性は、上記で詳述したように、可変（Ｖ）領域によって決定される。より具体的には、各軽鎖（ＶＬ）について３つおよび重鎖（ＨＶ）に３つの可変ループが、抗原との結合、すなわちその抗原特異性に関与する。これらのループは、相補性決定領域（ＣＤＲ）と呼ばれる。ＶＨドメインおよびＶＬドメインの両方からのＣＤＲが抗原結合部位に寄与するので、最終的な抗原特異性を決定するのは重鎖と軽鎖の組合せであり、どちらか単独ではない。
【０１０９】
「抗体フラグメント」は、上記で定義した少なくとも１つの抗原結合フラグメントを含み、そのフラグメントが由来する完全抗体と本質的に同じ機能および特異性を示す。パパインによる限定的なタンパク質消化は、Ｉｇプロトタイプを３つのフラグメントに切断する。１つの完全なＬ鎖および約半分のＨ鎖をそれぞれが含む２つの同一のアミノ末端フラグメントが、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）である。サイズが同等であるが、鎖間ジスルフィド結合を有する両方の重鎖の半分の位置でカルボキシル末端を含む第３のフラグメントは、結晶可能なフラグメント（Ｆｃ）である。Ｆｃは、炭水化物、相補結合部位、およびＦｃＲ結合部位を含む。限定的なペプシン消化により、Ｆａｂ片とＨ−Ｈ鎖間ジスルフィド結合を含むヒンジ領域の両方を含む単一のＦ（ａｂ’）２フラグメントが得られる。Ｆ（ａｂ’）２は、抗原結合に対して二価である。Ｆ（ａｂ’）２のジスルフィド結合は、Ｆａｂ’を得るために切断することができる。さらに、重鎖および軽鎖の可変領域は、縮合して単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）を形成することもできる。
【０１１０】
薬学的に許容される塩は、たとえば、酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩としては、たとえば、ＨＣｌまたはＨＢｒ塩がある。塩基性塩は、たとえば、アルカリまたはアルカリ土類、たとえば、Ｎａ＋、またはＫ＋、またはＣａ２＋から選択されるカチオン、または、アンモニウムイオンＮ＋（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）（Ｒ４）（式中、Ｒ１〜Ｒ４は互いに独立に：水素、場合により置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基、場合により置換されたＣ２〜Ｃ６アルケニル基、場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０アリール基、または場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０ヘテロアリール基を意味する）を有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」１７版、Ａｌｆｏｎｓｏ  Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ（編）、Ｍａｒｋ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｏｎ、Ｐａ．、Ｕ．Ｓ．Ａ．、１９８５およびＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに記載されている。
【０１１１】
薬学的に許容される溶媒和物は、たとえば、水和物である。
【図１ａ】
0006460795.tif 000002
【図１ｂ】
0006460795.tif 000003
【図１ｃ】
0006460795.tif 000004
【図２】
0006460795.tif 000005
【図３】
0006460795.tif 000006
【図４】
0006460795.tif 000007
【図５ａ】
0006460795.tif 000008
【図５ｂ】
0006460795.tif 000009