(57)【要約】  注射デバイス（１００）用の浸透アクチュエータ（１１０）であって、この浸透アクチュエータ（１１０）は、  １つまたは複数の出口（１８２；２８２；２９５；３９５）を有するとともにドロー溶液を収容する圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０）と、１つまたは複数の浸透膜（１３０）と、水を収容する空洞（１４０）と、希釈補償装置と、を備え、１つまたは複数の浸透膜（１３０）が圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０）の内面エリアの一部を形成し、水を収容する空洞（１４０）が、１つまたは複数の浸透膜（１３０）の外面の少なくとも一部に隣接し、希釈補償装置が、１つまたは複数の浸透膜（１３０）近くのドロー溶液の希釈を補償するよう配置され、該希釈が、水が空洞（１４０）から１つまたは複数の浸透膜（１３０）を通って圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０）に入るときに起きる。さらに、そのような浸透アクチュエータ（１１０）を備える注射デバイス（１００）が開示される。
2021527508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの組織への薬剤の皮下注射に適合した注射デバイス（１００）用の浸透アクチュエータ（１１０）であって、前記浸透アクチュエータ（１１０）が、
１つまたは複数の出口（１８２；２８２；２９５；３９５；４９５）を有するとともにドロー溶液を収容する圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）と、
１つまたは複数の浸透膜（１３０）と、
溶媒を収容する空洞（１４０）と、
希釈補償装置と、を備え、
前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）が前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）の内面エリアの一部を形成し、
前記溶媒を収容する前記空洞（１４０）が、前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）の外面の少なくとも一部に隣接し、それにより、前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）と前記溶媒を収容する前記空洞（１４０）との間の少なくとも１つの共通の境界が前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）によって形成され、
前記希釈補償装置が、前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）近くの前記ドロー溶液の希釈を補償するよう配置され、該希釈が、前記溶媒が前記空洞（１４０）から前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）を通って前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）に入るときに起きる、注射デバイス（１００）用の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２】
前記溶媒が水、好ましくは脱塩水である、請求項１記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３】
前記浸透アクチュエータ（１１０）は、該浸透アクチュエータ（１１０）の使用中に追加のドロー溶液または浸透剤が前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）に供給されないように配置されている、請求項１または２記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項４】
前記希釈補償装置は回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）を備え、該回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）は、旋回軸線を規定するとともに上部（２７ｌａ；２７１ｂ；２７１ｃ；２７１ｄ）を有し、該上部（２７ｌａ；２７１ｂ；２７１ｃ；２７１ｄ）は、前記旋回軸線の周りに等間隔に離間する１つまたは複数の突起（２７３ａ；２７３ｂ；２７３ｃ；２７３ｄ）を有し、
前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）は、前記圧力チャンバ（２８０）内に位置し、前記浸透アクチュエータ（１１０）が作動している時間の少なくとも一部の間、回転するように配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項５】
前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）は、前記旋回軸線の周りに離間する３つまたはそれ以上の突起（２７５）を有する下部（２７２）を有し、
前記下部（２７２）は、前記ドロー溶液が前記圧力チャンバ（２８０）の前記１つまたは複数の出口（２８２； ２９５）に向かって流れるとき、該流れが前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）を前記旋回軸線を中心として回転させるように、前記圧力チャンバ（２８０）の出口流内に配置される、請求項４記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項６】
前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）の前記旋回軸線が、前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）のうちの少なくとも１つと平行である、請求項４または５記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項７】
前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）の前記旋回軸線が、前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）のうちの少なくとも１つに対して垂直である、請求項４から６までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項８】
前記回転要素（２７０ａ；２７０ｂ；２７０ｃ；２７０ｄ）は、回転中に前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）のうちの少なくとも１つの表面と接触するように配置されている、請求項７記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項９】
前記希釈補償装置が、前記圧力チャンバ（３８０）の外側に位置しかつ前記圧力チャンバ（３８０）内に磁場を印加するように配置された磁気要素を備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１０】
前記ドロー溶液が、正または負の表面電荷を有する磁性粒子を含む、請求項９記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１１】
前記希釈補償装置は、電気抵抗を介して接続されかつ前記圧力チャンバ（３８０）内に位置するアノードとカソードとを備え、
前記アノードおよび前記カソードの一方は、前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）の近くに位置し、他方は、前記圧力チャンバ（３８０）の反対側に配置され、それにより、前記ドロー溶液の主要部分は、前記アノードと前記カソードとの間に位置する、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１２】
前記電気抵抗は前記圧力チャンバ（３８０）の外側にあり、ＬＥＤ構成要素の形態である、請求項１１記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１３】
前記電気抵抗は前記圧力チャンバ（３８０）の外側にあり、ＬＣＤまたは電子インクディスプレイの形態である、請求項１１記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１４】
前記注射デバイス（１００）は、押しボタン（１０１）を第１の距離だけ押すことによって前記注射デバイス（１００）を作動させるための前記押しボタン（１０１）をさらに備え、これより、前記電気抵抗を介して前記アノードと前記カソードとの間の電気接続が確立され、
前記押しボタン（１０１）は、前記注射デバイス（１００）によって行われた注射の完了時に、より短い第２の距離だけ反対方向に移動するように配置され、これにより、前記アノードと前記カソードとの間の前記電気接続が切断される、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１５】
前記希釈補償装置は、前記圧力チャンバ（３８０）を第１の区画（３８３）と第２の区画（３９８）とに分割することを備え、前記第１の区画（３８３）内には、前記注射デバイス（１００）の作動時に前記ドロー溶液が放出され、前記第２の区画（３９８）は、前記出口（３９５）と前記第１の区画（３８３）との間に配置され、前記第２の区画（３９８）は、前記第１の区画（３８３）よりも長くかつ狭く構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１６】
１つまたは複数の突起が、前記第２の区画（３９８）を通る流れを部分的に妨害するように前記第２の区画（３９８）に配置されている、請求項１５記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１７】
前記第２の区画（３９８）の断面積は、前記第２の区画（３９８）の長さに沿って変化する、請求項１５または１６記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１８】
前記希釈補償装置は、塩溶液を収容するポーチを備え、前記ポーチは前記浸透アクチュエータ（１１０）内に位置し、前記注射デバイス（１００）の作動時に穿刺され、これにより、前記ポーチから前記ドロー溶液への前記塩溶液のゆっくりとした出口流が得られる、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項１９】
前記希釈補償装置は、水力渦を作り出すために前記浸透アクチュエータ（１１０）内の流入溶媒が通過するブラフボディを備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２０】
前記希釈補償装置は、拡散により混合の速度を上げるために、かつ／または前記ドロー溶液にいくらかの動きを作り出すために、前記ドロー溶液に添加される化学物質を備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２１】
前記希釈補償装置は、前記浸透アクチュエータ（１１０）内に配置されるとともに位置が繰り返しシフトするよう配置されることにより、前記複数の出口のうちのどの１つの出口を任意の所定時点で開け、残りの前記出口を閉じるかを規定するボディを備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２２】
前記希釈補償装置は、特定の量の流体のみが前記１つまたは複数の出口を通過することを許容する流れ制限器と組み合わされた膨張可能な圧力チャンバを備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２３】
前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）内の前記ドロー溶液が、前記浸透アクチュエータ（１１０）の作動中、前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）内に配置された水密塩貯蔵部（４２０）の水密バリアを破壊することによって得られ、それにより、初期に前記水密塩貯蔵部（４２０）に収容されていた１つまたは複数の塩錠剤、結晶塩、または不飽和、飽和もしくは過飽和塩溶液が、前記圧力チャンバ（１８０；２８０；３８０；４８０）内で前記水密塩貯蔵部（４２０）の周囲の水と接触する、請求項１から２２までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２４】
前記水密塩貯蔵部がガラスアンプル（４２０）である、請求項２３記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２５】
前記ガラスアンプル（４２０）の充填端部がプラグまたはシールで閉じられている、請求項２４記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２６】
前記水密バリアの破壊が、前記水密塩貯蔵部（４２０）に加えられる物理的な力によって完全にまたは部分的に引き起こされる、請求項２３から２５までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２７】
前記水密塩貯蔵部（４２０）によって初期に含まれる塩が、ＣａＢｒ２、ＣａＣｌ２、ＺｎＢｒ２、ＺｎＣｌ２、ＺｎI２、ＬｉＢｒ、ＮＨ２ＣｌまたはＭｇＣｌ２のうちの１つまたは複数である、請求項２３から２６までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２８】
前記結晶塩を前記水密バリアによって封入する前に前記結晶塩の塩結晶をスタンピングすることにより、前記水密塩貯蔵部（４２０）に初期に収容される前記塩錠剤または前記結晶塩の多孔性が低減される、請求項２３から２７までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項２９】
前記水密塩貯蔵部（４２０）に初期に収容される前記塩錠剤または前記結晶塩の多孔性が、前記結晶塩の塩結晶間の空隙における塩のさらなる結晶化によって低減される、請求項２３から２８までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３０】
前記水密塩貯蔵部（４２０）に初期に収容される前記塩錠剤または前記結晶塩の多孔性が、前記水密バリアによって前記結晶塩を封入するときに前記結晶塩に真空を適用することによって低減される、請求項２３から２９までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３１】
前記水密塩貯蔵部（４２０）に初期に収容される前記塩錠剤または前記結晶塩は、水に反応するかまたは水に溶解可能な薬剤をさらに備える、請求項２３から３０までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３２】
前記圧力チャンバ（１８０）内で前記水密塩貯蔵部（４２０）の周囲の水の初期量が、前記水密塩貯蔵部（４２０）に初期に収容される前記塩錠剤または前記結晶塩の総量を溶解するのに不十分である、請求項２３から３１までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３３】
前記１つまたは複数の浸透膜（１３０）が平坦なシート膜である、請求項１から３２までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）。
【請求項３４】
請求項１から３３までのいずれか１項記載の浸透アクチュエータ（１１０）を備える注射デバイス（１００）。
【請求項３５】
前記注射デバイス（１００）および前記浸透アクチュエータ（１１０）は、前記注射デバイス（１００）の使用中に注射される薬剤の量が１ｍｌ〜２０ｍｌの範囲内にあるように配置される、請求項３４記載の注射デバイス（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注射デバイスで使用され、該デバイスの使用中に安定した流量を提供することができる浸透アクチュエータに関する。
【０００２】
発明の背景
浸透アクチュエータを注射デバイスの駆動ユニットとして使用することは、薬物を患者にゆっくりと注射しなければならない状況、例えば大量の薬物を注射しなければならない場合では、非常に魅力的である。浸透アクチュエータは非常に高い圧力を提供することができるが、圧力の立上り時間は、浸透膜のタイプおよびサイズによって、ならびに浸透ドロー溶液の濃度およびタイプによって簡単に制御することができる。浸透膜を通過してアクチュエータに入る給水によるアクチュエータ内の圧力および増加した体積は、カートリッジ内のプランジャを動かすため、または可撓性リザーバを搾るために使用することができる。
【０００３】
国際公開第２０１７／１２９１９１号は、浸透アクチュエータの形態の駆動ユニットを装備した装着型注射デバイスのいくつかの実施形態を記載している。ドロー溶液を収容する、浸透アクチュエータの圧力チャンバの一方の内側は、外側の水リザーバと接触している浸透膜によって形成されている。浸透プロセスにより浸透膜から水が引き込まれると、圧力が立ち上がり、余分な水が出口から押し出され、カートリッジ内のプランジャを動かすように適合される。
【０００４】
しかしながら、水が浸透膜を通って浸透アクチュエータに入ると、浸透アクチュエータ内のドロー溶液が希釈され、圧力チャンバ内の浸透膜近くの水の境界層が浸透ポテンシャルを低下させ、流量を時間の経過とともに降下させる。
【０００５】
発明の簡単な説明
本発明の目的は、注射デバイスの使用中に、従来技術の浸透アクチュエータから知られているものよりも一定の流量を送達する、注射デバイス用の浸透アクチュエータを提供することである。
【０００６】
本発明は、ユーザの組織への薬剤の皮下注射に適合した注射デバイス用の浸透アクチュエータに関し、該浸透アクチュエータは、１つまたは複数の出口を有するとともにドロー溶液を収容する圧力チャンバと、１つまたは複数の浸透膜と、溶媒を収容する空洞と、希釈補償装置と、を備え、１つまたは複数の浸透膜が圧力チャンバの内面エリアの一部を形成し、溶媒を収容する空洞が、１つまたは複数の浸透膜の外面の少なくとも一部に隣接し、それにより、圧力チャンバと溶媒を収容する空洞との間の少なくとも１つの共通の境界が１つまたは複数の浸透膜によって形成され、希釈補償装置が、１つまたは複数の浸透膜近くのドロー溶液の希釈を補償するよう配置され、該希釈が、溶媒が空洞から１つまたは複数の浸透膜を通って圧力チャンバに入るときに起きる、注射デバイス用の浸透アクチュエータである。
【０００７】
この希釈が補償されない場合、１つまたは複数の浸透膜にわたる浸透圧勾配が減少するにつれて、圧力チャンバの１つまたは複数の出口を通る流れが減少する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、溶媒は水、好ましくは脱塩水である。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、浸透アクチュエータは、該浸透アクチュエータの使用中に追加のドロー溶液または浸透剤が圧力チャンバに供給されないように配置されている。
【００１０】
本発明の第１の実施形態では、希釈補償装置は回転要素を備え、該回転要素は、旋回軸線を規定するとともに上部を有し、該上部は、旋回軸線の周りに等間隔に離間する１つまたは複数の突起を有し、回転要素は、圧力チャンバ内に位置し、浸透アクチュエータが作動している時間の少なくとも一部の間、回転するよう配置されている。
【００１１】
これにより、圧力チャンバ内のドロー溶液が循環させられ、浸透膜を通って圧力チャンバに入る水が浸透膜から離れるように移動し、浸透膜にわたってより高い浸透ポテンシャルが達成される。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、回転要素は、旋回軸線の周りに離間する３つまたはそれ以上の突起を有する下部を有し、下部は、ドロー溶液が圧力チャンバの１つまたは複数の出口に向かって流れるとき、該流れが回転要素を旋回軸線を中心として回転させるように、圧力チャンバの出口流内に配置される。
【００１３】
これにより、回転要素を回転させるための追加のエネルギ源は必要ない。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、回転要素の旋回軸線は、１つまたは複数の浸透膜のうちの少なくとも１つと平行である。
【００１５】
これにより、アクチュエータに循環流を作出する機会が増える。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、回転要素の旋回軸線は、１つまたは複数の浸透膜のうちの少なくとも１つに対して垂直である。
【００１７】
これにより、回転要素を浸透アクチュエータの最も広い寸法に配置することができ、それにより、回転要素の直径を大きくすることができ、大量の機械的エネルギをドロー溶液に伝達することができる。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、回転要素は、回転中に１つまたは複数の浸透膜のうちの少なくとも１つの表面と接触するように配置されている。
【００１９】
回転要素の旋回軸線が浸透膜に対して垂直であり、回転要素が浸透膜の表面と接触している場合、回転要素は流入する水を掻き離すことができ、それによって高い塩分のドロー溶液を浸透膜に到達させるとともに、浸透膜にわたる浸透ポテンシャルを増大させることができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置が、圧力チャンバの外側に位置しかつ圧力チャンバ内に磁場を印加するように配置された磁気要素を備える。
【００２１】
これは、圧力チャンバ内に反磁性効果を作出し、この反磁性効果は混合目的で使用することができる。淡水は外部磁石によって塩水よりも強くはね返される傾向があるため、淡水と塩水との不均一な混合物内で混合効果が達成される。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、ドロー溶液は、正または負の表面電荷を有する磁性粒子を含む。
【００２３】
粒子は表面電荷を有するため、粒子は、正イオンの層および負イオンの層を表面に引き付け、これら両層を外部磁石からの磁場によって浸透膜にもたらす。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、電気抵抗を介して接続されかつ圧力チャンバ内に位置するアノードとカソードとを備え、アノードおよびカソードの一方は、１つまたは複数の浸透膜の近くに位置し、他方は、圧力チャンバの反対側に配置され、それにより、ドロー溶液の主要部分は、アノードとカソードとの間に位置する。
【００２５】
これにより、ドロー溶液に電流が作出され、ドロー溶液内のイオンが浸透膜の表面に移動し、それによって浸透膜にわたるより高い浸透ポテンシャルが達成される。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、電気抵抗は圧力チャンバの外側にあり、ＬＥＤ構成要素の形態である。
【００２７】
これにより、誘導された電流を、浸透アクチュエータがアクティブであり、注射デバイスが使用中であることを示す視覚信号をユーザに提供するために使用することができる。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、電気抵抗は圧力チャンバの外側にあり、ＬＣＤまたは電子インクディスプレイの形態である。
【００２９】
これにより、誘導された電流を、浸透アクチュエータおよび注射デバイスの機能状態についてユーザにメッセージを与えるために使用することができる。
【００３０】
本発明の別の実施形態では、注射デバイスは、押しボタンを第１の距離だけ押すことによって注射デバイスを作動させるための該押しボタンをさらに備え、これより、電気抵抗を介してアノードとカソードとの間の電気接続が確立され、押しボタンは、注射デバイスによって行われた注射の完了時に、より短い第２の距離だけ反対方向に移動するように配置され、これにより、アノードとカソードとの間の電気接続が切断される。
【００３１】
注射の完了時に電流を切断することにより、注射が完了したことを示す明確なメッセージを、例えば注射デバイスの作動時に作動していた光信号をオフにすることによって、ユーザに与えることができる。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、圧力チャンバを第１の区画と第２の区画とに分割することを備え、第１の区画内には、注射デバイスの作動時にドロー溶液が放出され、第２の区画は、出口と第１の区画との間に配置され、第２の区画は、第１の区画よりも長くかつ狭く構成されている。
【００３３】
このように、第１の区画および第２の区画の両方が圧力チャンバの一部を形成し、両方とも浸透膜によって形成された少なくとも１つの境界を有するが、１つまたは複数の浸透膜の総面積の一部のみが、開始時からアクティブとなる。注射中および浸透アクチュエータの使用中に、希釈および濃度分極によって浸透ポテンシャルが低下すると、塩が第２の区画に入り込んで通り抜けるときにより大きな膜面積が使用され、浸透ポテンシャルの低下を補償し、これにより、注射時間全体にわたる流量を平滑化する。第２の利点として、これは、より高い流速によって第２の区画においてより多くの流れを作出してより高度な混合を作出し、これは、浸透ポテンシャルをさらに最適化する。
【００３４】
本発明の別の実施形態では、１つまたは複数の突起が、第２の区画を通る流れを部分的に妨害するように第２の区画に配置されている。
【００３５】
それにより、第２の区画を通る流れはより乱流になり、それにより、よりよく混合され、より多くの塩水が浸透膜に導かれる。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、第２の区画の断面積は、第２の区画の長さに沿って変化する。
【００３７】
これは、２番目の区画を平滑で一定の流量が得られるように構成する機会を与える。
【００３８】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、塩溶液を収容するポーチを備え、ポーチは浸透アクチュエータ内に位置し、注射デバイスの作動時に穿刺され、これにより、ポーチからドロー溶液への塩溶液のゆっくりとした出口流が得られる。
【００３９】
これにより、注射時間全体にわたってドロー溶液に新鮮な塩が確実に添加され、安定した塩水化、ひいては浸透アクチュエータからの安定した流れが得られる。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、水力渦を作り出すために浸透アクチュエータ内の流入溶媒が通過するブラフボディを備える。
【００４１】
これは、アクチュエータ内のドロー溶液に動きを作出し、ドロー溶液の混合に役立つ。
【００４２】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、拡散により混合の速度を上げるために、かつ／またはドロー溶液にいくらかの動きを作り出すために、ドロー溶液に添加される化学物質を備える。
【００４３】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、浸透アクチュエータ内に配置されるとともに位置が繰り返しシフトするよう配置されることにより、複数の出口のうちのどの１つの出口を任意の所定時点で開け、残りの出口を閉じるかを規定するボディを備える。
【００４４】
異なる出口間のそのようなシフト、ならびに圧力チャンバ内のボディの動きは、ドロー溶液の混合に役立つ。
【００４５】
本発明の別の実施形態では、希釈補償装置は、特定の量の流体のみが１つまたは複数の出口を通過することを許容する流れ制限器と組み合わされた膨張可能な圧力チャンバを備える。
【００４６】
これにより、浸透膜を通る流れが多いときに圧力チャンバが膨張し、流れが少ないときに圧力チャンバが弛緩して余分な流体を出口の制限器を通して送達し、それにより、より平滑で一定の流れが得られる。
【００４７】
本発明の別の実施形態では、圧力チャンバ内のドロー溶液が、浸透アクチュエータの作動中、圧力チャンバ内に配置された水密塩貯蔵部の水密バリアを破壊することによって得られ、それにより、初期に水密塩貯蔵部に収容されていた１つまたは複数の塩錠剤、結晶塩、または不飽和、飽和もしくは過飽和塩溶液が、圧力チャンバ内で水密塩貯蔵部の周囲の水と接触する。
【００４８】
このようにして、非常に単純な塩の供給をアクチュエータ内に配置することができ、ポーチからの塩溶液のより複雑な充填および空化が回避される。
【００４９】
本発明の別の実施形態では、水密塩貯蔵部はガラスアンプルである。
【００５０】
ガラスをバリアとして使用する利点は、ガラスが流体に対する優れたバリア特性を有することと、浸透アクチュエータに統合され、押しボタンで作動する破砕機構によってガラスアンプルを簡単に破壊できることである。
【００５１】
本発明の別の実施形態では、水密バリアの破壊は、水密塩貯蔵部に加えられる物理的な力によって完全にまたは部分的に引き起こされる。
【００５２】
本発明の別の実施形態では、ガラスアンプルの充填端部は、プラグまたはシールで閉じられている。
【００５３】
プラグまたは一種のシールを使用する利点は、ガラスアンプルの充填率を高くできることである。
【００５４】
本発明の別の実施形態では、水密塩貯蔵部によって初期に含まれる塩が、ＣａＢｒ２、ＣａＣｌ２、ＺｎＢｒ２、ＺｎＣｌ２、ＺｎI２、ＬｉＢｒ、ＮＨ２ＣｌまたはＭｇＣｌ２のうちの１つまたは複数である。
【００５５】
本発明の別の実施形態では、結晶塩を水密バリアによって封入する前に結晶塩の塩結晶をスタンピングすることにより、水密塩貯蔵部に初期に収容される塩錠剤または結晶塩の多孔性が低減される。
【００５６】
これにより、水密塩貯蔵部内の空気の量を１５〜２５％に減らすことができる。これは、空気が注射を円滑でなくす恐れがあるため、利点である。
【００５７】
本発明の別の実施形態では、水密塩貯蔵部に初期に収容される塩錠剤または結晶塩の多孔性が、結晶塩の塩の結晶の間の空隙における塩のさらなる結晶化によって低減される。
【００５８】
これにより、水密塩貯蔵部内の空気の量をさらに減らすことができる。
【００５９】
本発明の別の実施形態では、水密塩貯蔵部に初期に収容される塩錠剤または結晶塩の多孔性が、水密バリアによって結晶塩を封入するときに結晶塩に真空を適用することによって低減される。
【００６０】
これは、空気の量を減らし、塩の結晶の間の空隙で塩を結晶化する余分なプロセスを排除するための代替形態である。
【００６１】
本発明の別の実施形態では、水密塩貯蔵部に初期に収容される塩錠剤または結晶塩は、水に反応するかまたは水に溶解可能な薬剤をさらに備える。
【００６２】
これにより、塩の分解および浸透プロセスの開始を加速させることができる。
【００６３】
本発明の別の実施形態では、圧力チャンバ内で水密塩貯蔵部の周囲の水の初期量が、水密塩貯蔵部に初期に収容される塩錠剤または結晶塩の総量を溶解するのに不十分である。
【００６４】
このようにして、浸透プロセス中の浸透アクチュエータ内のドロー溶液の希釈を軽減することができ、より安定した流束を得ることができる。
【００６５】
本発明の一実施形態では、１つまたは複数の浸透膜が平坦なシート膜である。
【００６６】
本発明の一態様では、該態様は、上記のような浸透アクチュエータを備える注射デバイスに関する。
【００６７】
本発明の一実施形態では、注射デバイスおよび浸透アクチュエータは、注射デバイスの使用中に注射される薬剤の量が１ｍｌ〜２０ｍｌの範囲内にあるように配置される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
以下では、本発明のいくつかの例示的な実施形態が、図面を参照してさらに詳細に説明される。
【図１】本発明の一実施形態による装着型注射デバイスの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータの分解図である。
【図３】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータの圧力チャンバの斜視図である。
【図４】図３に示した圧力チャンバの回転要素の斜視図である。
【図５】回転要素のない図３に示される圧力チャンバの上面図である。
【図６】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータのための第１の代替的な回転要素の斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータのための第２の代替的な回転要素の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータのための第３の代替的な回転要素の斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態による浸透アクチュエータの圧力チャンバの出口部分の断面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による圧力チャンバの上面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による圧力チャンバの斜視図である。
【図１２】図１１に示した圧力チャンバの上面図である。
【００６９】
詳細な説明
以下の説明には、浸透アクチュエータ１１０のさまざまな実施形態の機能を理解するために必要な部品のみが含まれている。流れを混合したり循環させたりするか、またはイオン／粒子を浸透膜１３０にまで移動させる記載の形態は、多くの形態で組み合わせることができ、すべて本発明の範囲内である。「混合」および「循環」という用語は、浸透アクチュエータ１１０の圧力チャンバ１８０，２８０，３８０内でより均一なドロー溶液を作るための手段として、説明において交換可能に使用される。
【００７０】
「上へ」、「下へ」、「上側」、「下側」および「下向き」という用語は、図面に関するものであり、必ずしも使用状況に関するわけではない。
【００７１】
「装着型注射デバイス」１００という用語は、ユーザの体に取り付けるための、およびユーザの組織に薬剤を皮下注射するための、患者が投与する注射デバイス１００を指す。注射される薬剤の典型的な量は、１ｍｌから２０ｍｌの範囲内にある。装着型注射デバイス１００は、例えば、自動注射器よりも低速で注射し、大量の薬物を注射しなければならない場合にしばしば使用される。したがって、本発明の浸透アクチュエータによって扱われる液体の量は、いわゆる「マイクロポンプ」によって扱われる量よりも桁違いに大きい。装着型注射デバイス１００は、通常、１回限りの使用のためであり、使用後に取り外されて廃棄される。
【００７２】
「浸透アクチュエータ」１１０という用語は、図２に示されるように、１枚の浸透膜１３０、好ましくは平坦なシート浸透膜を有する浸透アクチュエータ１１０を指すが、また２枚またはそれ以上の浸透膜１３０を有する浸透アクチュエータ１１０も指す。
【００７３】
「水を有する空洞」１４０という用語は、浸透アクチュエータ１１０の溶媒供給部を指し、典型的には、給水を収容する可撓性または押し潰し可能なリザーバの形態である。
【００７４】
そのような空洞１４０とは別に、浸透アクチュエータ１１０は、１つまたは複数の出口１８２，２８２，２９５，３９５を有しかつドロー溶液を収容する剛性の圧力チャンバ１８０，２８０，３８０を備える。使用中、給水は、空洞１４０から浸透膜１３０を通過して圧力チャンバ１８０，２８０，３８０に至る。
【００７５】
「平坦なシート膜」という用語は、正浸透によって浸透アクチュエータ１１０で浸透圧を開始するように適合された半透浸透膜１３０を指す。平坦なシート膜は、曲げるかまたは成形することができ、有利であると考えられる場合には管状膜の形態であってもよい。
【００７６】
「給水」および「溶媒」という用語は、水、またはドロー溶液よりも低い塩分または低い浸透ポテンシャルを有する別の種類の流体の形態の溶媒を指す。給水は、好ましくは脱塩水の形態である。単に「水」または「淡水」と呼ばれることもある。
【００７７】
「ドロー溶液」という用語は、浸透剤を含みかつ給水よりも高い塩分または浸透ポテンシャルを有する溶液を指す。通常、ドロー溶液は水と塩、例えばＮａＣｌ２との混合物でできているが、水と混合した砂糖、ポリマ、アルコールなども有用な溶液を構成し得る。さまざまな種類のアルコールなど、いくつかのクリーン液もドロー溶液として使用し得る。「塩」という用語は、あらゆるタイプの浸透剤に交換可能に使用される。
【００７８】
「薬物充填容器」１０２という用語は、治療剤を収容するカートリッジ、シリンジ、または可撓性ポーチの形態の区画を指す。
【００７９】
「濃度分極」という用語は、半透浸透膜１３０を通過して、ドロー溶液を収容する浸透アクチュエータ１１０に入る空洞１４０からの給水が浸透膜１３０の近くに蓄積し、それによって浸透ポテンシャルが降下する現象を指す。当該技術分野で知られている他のデバイスでは、圧力チャンバを通る流れを浸透膜の近くにのみ移動させる特定の空間的制限を導入することによって濃度分極を最小限に抑えることが試みられている。しかしながら、本発明は他の解決策を利用する。
【００８０】
図１は、浸透アクチュエータ１１０（図２を参照）を備える装着型注射デバイス１００を示している。図示の注射デバイス１００は、注射デバイス１０１を作動させるための押しボタン１０１が押し込まれた作動状態にあり、皮下注射針１０３は、患者の皮膚に挿入されるその伸長位置にある。薬物充填容器１０２は、装着型注射デバイス１００の開口部を通して見ることができる。
【００８１】
図１に示される注射デバイス１００の機能シーケンスは以下の通りである。
−ユーザは、注射デバイス１００のユーザインターフェース側（図示せず）にある接着した保護紙（図示せず）をはがす。
−ユーザは、注射デバイス１００を身体、例えば腹部領域に取り付ける。
−ユーザは押しボタン１０１を押し、これにより皮下注射針１０３がユーザの皮下皮膚に挿入され、薬物充填容器１０２とユーザとの間に流路が作出される。
−押しボタン１０１を押している間および押した直後に、塩は浸透アクチュエータ１１０内で放出される。給水は浸透膜１３０を通して引き込まれ、過剰な水／ドロー溶液は薬物充填容器１０２に導かれる。
−薬物充填容器１０２内のプランジャは、この過剰な水／ドロー溶液によって移動させられ、薬物は皮下注射針１０３を通して押し出される。
−注射が完了すると、皮下注射針１０３は自動的に後退し、注射が完了したことを示す信号がユーザに与えられる。
−ユーザは、注射デバイス１００を取り外し、それを廃棄する。
【００８２】
図２は、浸透アクチュエータ１１０の例を示しており、ここでは、流量安定化機能のさまざまな実施形態を実施することができる。図に見られるように、浸透アクチュエータ１１０は、圧力チャンバ１８０を備え、この圧力チャンバ１８０は、アダプタ１８１を介して出口１８２に接続され、この出口１８２は次に、薬物充填リザーバ１０２（この図には示さず）に接続されることを意図される。圧力チャンバ１８０の内部は、ドロー溶液を有するポーチ１２０とポーチ１２０の周囲の水とを備える空洞または区画１８３である。
【００８３】
１つまたは複数の塩錠剤、結晶塩、または不飽和、飽和もしくは過飽和塩溶液が充填された破砕可能なガラスアンプル４２０（図１１を参照）もまた、ドロー溶液リザーバとして使用され得る。ガラスをバリアとして使用することの利点は、ガラスが流体に対する優れたバリア特性を有するとともに、ガラスアンプル４２０が、浸透アクチュエータ１１０に組み込まれ、押しボタン１０１によって作動させられる破砕機構４６１によって容易に破壊され得ることである。ガラスアンプル４２０の充填端部は、ガラスを溶融することによってあるいはプラグまたはシールで閉じることができる。プラグまたは一種のシールを使用する利点は、充填率を高くできることである。
【００８４】
浸透膜１３０および水を有する空洞１４０は、圧力チャンバ１８０の上部に配置され、それにより浸透膜１３０は、圧力チャンバ１８０と、水を有する空洞１４０との間のバリアを構成する。ドロー溶液を有するポーチ１２０は、圧力チャンバ１８０内のピン１８４に嵌合する孔１２１によって、浸透アクチュエータ１１０内に位置決めされかつ固定される。
【００８５】
切断デバイス１６０は、押しボタン１０１（図１を参照）を押すことによって注射を作動させる際に、ドロー溶液を有するポーチ１２０に孔を開けてポーチ１２０を開き、その後、ポーチ１２０の弾性特性によってまたはばね（図示せず）によって、ポーチ１２０が空になるように配置され、ポーチ１２０からのドロー溶液は、圧力チャンバ１８０内の周囲の水と混合される。圧力チャンバ１８０内のドロー溶液の放出は、他の多くの形態で実施することができ、注射デバイス１００の作動時に周囲の水と混合される乾燥したまたは溶解した浸透剤のいずれかによって行うことができる。
【００８６】
図３〜５には、遠心インペラ２７０ａの形態の回転要素を備える、本発明の実施形態が示されている。図３に示されるように、遠心インペラ２７０ａは、圧力チャンバ２８０の一端部に配置され、一方、ドロー溶液ポーチ１２０および放出機構（図示せず）は、圧力チャンバ２８０の残りの区画２８３内に位置する。
【００８７】
図４では、遠心インペラ２７０ａのすべての要素を見ることができる。遠心インペラ２７０ａは、以下に説明するように、ドロー溶液を混合するためのインペラブレード２７３ａを備える上部２７１ａと、給水が圧力チャンバ２８０から押し出されるときに作出される流れによって回転させられるミルブレード２７５を有する下部２７２とを有する。中空の中心部２７６ａは、図５に示されるように、圧力チャンバ２８０内のピン２８６に嵌合するように適合させられている。
【００８８】
図５では、圧力チャンバ２８０は、遠心インペラ２７０ａなしで示されている。遠心インペラ２７０ａの下部２７２は、圧力チャンバ２８０内の円形の切欠き２８７内に嵌合し、遠心インペラ２７０ａ上のプレート２７４は、切欠き２８７に対する屋根を形成する。給水が膜１３０を通して引き込まれるとき、ドロー溶液は、その後、液滴形状の切欠き２８８内に押し下げられ、この切欠き２８８は、円形の切欠き２８７への入口を形成し、次に円形の切欠き２８７は、出口２８２で終わる出口チャネル２８９に接続される。
【００８９】
円形の切欠き２８７を通るドロー溶液の流れは、ミルブレード２７５と相互作用し、遠心インペラ２７０ａを強制的に回転させる。これにより、インペラブレード２７３ａを有する上部２７ｌａも回転し、圧力チャンバ２８０内で循環が作出され、ドロー溶液が流入する給水と混合される。装着型注射デバイス１００のハンドリング中および使用中に浸透膜１３０が損傷されないことを確実にするために、遠心インペラ２７０ａをその軸線方向で固定することは有利であり得る。
【００９０】
遠心インペラ以外の回転要素の他の構成を使用することができ、そのいくつかの例が図６〜８に示されている。図６は、その軸線方向中心部２７６ｂの周りに配置されたプロペラブレード２７３ｂを有するプロペラ２７０ｂを示している。プロペラブレード２７３ｂを有するプロペラ２７０ｂの上部２７１ｂのみが示されているが、ミルブレード２７５を有する下部２７２もプロペラの一部である（下部２７２については図４を参照）。回転要素としてプロペラ２７０ｂを使用すると、図３〜５に示した遠心インペラ２７０ａを使用した場合の、圧力チャンバ２８０の壁に沿った循環というよりはむしろ、上下流および浸透膜１３０に沿った循環が作出される。
【００９１】
図７には、垂直軸中心部２７６ｃ上にアルキメデススパイラル２７３ｃの１ターンを形成するブレードを有する垂直ヘリカルスパイラル２７０ｃの上部２７ｌｃが示されている。垂直ヘリカルスパイラル２７０ｃもまた、上下流を作出するが、プロペラ２７０ｂよりも高い効率で上下流を作出する。
【００９２】
図８は、水平ヘリカルスパイラル２７０ｄの上部２７ｌｄを示し、ここで、いくつかの１ターンのアルキメデススパイラルブレード２７３ｄが、浸透アクチュエータ１１０の浸透膜１３０に平行な水平軸中心部２７６ｄ上に配置されている。これにより、他に示されている回転要素の例よりも良好な循環がもたらされる。
【００９３】
図７および８に示される垂直ヘリカルスパイラル２７０ｃおよび水平ヘリカルスパイラル２７０ｄの両方は、それぞれ、１より多いまたは少ないターンを形成するスパイラルブレードを備えて配置されてもよく、両方とも、回転して循環を作出するように駆動される下部２７２（これらの図には示されていない；図４を参照）が装備される。
【００９４】
混合および循環のための上記の回転要素の主な機能は、浸透膜１３０を通って圧力チャンバ２８０に入る淡水を浸透膜１３０から遠ざけることであり、それにより、より高い塩分および浸透ポテンシャルを有するドロー溶液を浸透膜１３０に接触させることができる。これは、流入する水とドロー溶液とを混合する単純な循環によって、または上述のようにより乱流の混合によって行うことができるが、例えば、図４に示した遠心インペラ２７０ａのようなインペラホイールを浸透膜１３０に接触させ、流入する淡水を掻き離すことによって行うこともできる。これは、圧力チャンバ２８０内で液体を単に循環させるよりも効率的である。より多くのインペラブレード２７３ａを追加することによって、またはインペラブレード２７３ａをわずかに傾けて、掻き取られた水を下向きに押して浸透膜１３０から遠ざけることによって、効率をさらに高めることができる。
【００９５】
図９は、ドロー溶液の流れによって回転要素を駆動する異なる形態を示している。回転要素の下部２７２は、第１の歯車２９１ａとして構成され、この第１の歯車２９１ａは、圧力チャンバ２８０内の切欠き２８７ｂ内の第２の歯車２９１ｂと協働する。
【００９６】
水が浸透膜１３０を通って圧力チャンバ２８０に入るとき、ドロー溶液は、入口２９４を通って、歯車歯２９２と圧力チャンバ内の切欠き２８７ｂとによって形成された小さな空洞２９３に押し込まれる。これは、歯車２９１ａ，２９１ｂを反対方向に強制的に回転させ、新しい空洞２９３は、歯車２９１ａ，２９１ｂへの入口２９４から、圧力チャンバ２８０の出口２９５に向かって連続的に移動する。２つの歯車２９１ａ，２９１ｂの歯車歯２９２は、出口２９５から入口２９４に向かって移動するときに互いに係合しているので、最小限の流体のみがこの「逆」方向に移送される。説明したようなシステムは容積式と呼ばれ、流体が入口２９４から出口２９５に向かって移動する場合に歯車２９１ａ，２９１ｂが移動しなければならないので、歯車ポンプの反対の形態で機能する。これは、このシステムが、ミルブレード２７５を有する前述のシステムよりも効率的であることを意味する。回転要素２７０ａ，２７０ｂ，２７０ｃ，２７０ｄを駆動するために、歯車軸２９６ａ，２９６ｂの一方または両方を使用することが可能である。
【００９７】
本発明の範囲内にある、混合および循環のために回転要素を強制的に回転させる他の形態を想像することができる。これらの中には、電気モータおよびさまざまな種類のばね装置がある。そのような場合、回転要素２７０ａ，２７０ｂ，２７０ｃ，２７０ｄの下部２７２は、これらの手段と協働するように適合されなければならない。
【００９８】
例えば、回転運動ではなく繰返し前後往復運動を実行し、本発明の範囲内にある機構も想定され得る。
【００９９】
図１０は、いかなる回転要素も有さない本発明の一実施形態を示している。圧力チャンバ３８０は、塩放出のための第１の区画３８３、および圧力チャンバ３８０の壁といくつかの内壁３９７とによって形成された長くねじれたチャネルとして配置された第２の区画３９８を有する。第２の区画３９８は、第１の区画３８３と圧力チャンバ３８０の出口３９５との間に配置される。
【０１００】
塩放出機構が注射デバイス１００の作動時に塩を放出し、第１の区画３８３内にドロー溶液が作出されると、第１の区画内の浸透ポテンシャルによって浸透膜１３０（図２を参照）を通って入る水は、ねじれたチャネルによって形成された第２の区画３９８に押し込まれ、第２の区画３９８からの水は、出口３９５を通って押し出される。開始時は、水が第１の区画３８３にわたる膜の領域の圧力チャンバ内に引き込まれるだけである。プロセス中に、ますます多くのドロー溶液が第２の区画３９８に押し込まれ、第２の区画３９８にわたって浸透圧が増加する。したがって、注射が進行するにつれて、ますます多くの給水が、第２の区画３９８にわたる領域の浸透膜１３０を通して引き込まれる。
【０１０１】
第２の区画３９８のねじれたチャネル内をかなりの速度で液体が流れるので、ドロー溶液と流入する給水とがある程度混合され、それによって効率が向上する。第２の区画３９８内のチャネルの長さおよび幅を変化させることによって、またチャネル内にさまざまな種類の障害物を追加することによって、流体の乱流および混合が増加するように第２の区画３９８内のチャネルを最適化することができる。
【０１０２】
この構成の利点は、注射中に増加する浸透膜１３０の有効面積が希釈されたドロー溶液を補償し、それにより、出口３９５から薬物充填容器１０２への流れを一定に維持できることである。
【０１０３】
上記の構成の不利な点は、浸透アクチュエータ１１０の配向に対する感度が高いことであり、特にそれは、ドロー溶液の密度間、および給水の密度間にそれぞれ大きな差がある場合である。この場合、第２の区画３９８内へのドロー溶液の移動は、いくつかの配向では加速され、他の配向では減速される。図１１および１２は、配向に対する感度が低い代替の実施形態を示しており、それは、浸透アクチュエータ１１０の配向とは無関係に、流体が出口４９５に到達する前に上下両方および両側に移動しなければならないように、第２の区画４９８のチャネルが第１の区画４８３を取り囲むからである。
【０１０４】
図１１では、圧力チャンバ４８０は、圧力チャンバ４８０の内部が見えるように、上部および下部に膜がない状態で示されている。第１の区画４８３は、水に取り囲まれかつ１つまたは複数の塩錠剤、結晶塩、または不飽和、飽和もしくは過飽和塩溶液が充填された破砕可能なガラスアンプル４２０を収容する。ガラスアンプル４２０に塩錠剤または結晶塩が充填されている場合、ガラスアンプル４２０内の空気の量を最小限にするために、ガラスアンプル４２０がシールされる前に、真空がガラスアンプル４２０に適用され得る。
【０１０５】
押しボタン（図示せず）が押されたときにある距離だけ移動する破砕ピン４６０が、破砕機構４６１と相互作用してガラスアンプル４２０を破砕するように配置されている。図示の実施形態では、破砕機構４６１は、膜（図示せず）に対して垂直な軸線を中心としてガラスアンプル４２０内に回転するように配置され、該破砕機機構４６１の端部において破砕ピン４６０とは反対側を向いて配置されるが、ガラスアンプル４２０を破砕する多くの他の形態が想定され得る。
【０１０６】
ガラスアンプル４２０が破砕されると、結晶塩が溶解するか、または塩溶液が圧力チャンバ４８０内の周囲の水と混合し、浸透圧が立ち上がる。これにより、膜の反対側にある給水リザーバから給水が引き込まれ、給水リザーバは、可撓性または剛性であってもよく、例えば、１つの共通のまたは２つの別個の可撓性ポーチ（図示せず）に接続されていてもよい。その後、過剰な水およびドロー溶液は、長手方向壁４９７と上側および下側の膜（図示せず）とによって形成される第２の区画４９８に移動する。流れのためにその上部および下部が交互に開口した横壁４９９は、長手方向壁４９７の間のチャネル内に規則的に広がり、それにより流れを妨害して混合するとともに、ドロー溶液を可能な限り多くの膜エリアと接触させる。
【０１０７】
出口４９５に到達する前に、水／ドロー溶液は、リリーフ弁４５０が配置されている出口区画４８７（図１２を参照）を通過する。リリーフ弁４５０の機能は、出口４９５がブロックされている場合、例えば薬物充填容器１０２（図１を参照）内でプランジャが終了位置に到達したとき、またはエラーによってブロックされたとき、水／ドロー溶液をバイパスして給水区画に戻すことである。
【０１０８】
図１２では、流路をよりはっきりと見ることができる。ドロー溶液が第１の区画４８３に提供され、水が第１の区画４８３内に引き込まれると、過剰な水／ドロー溶液は、入口４８８を通って第２の区画４９８内に押し込まれる。その後、リリーフ弁４５０を有する出口区画４８７に到達するまで、水／ドロー溶液は最初に下方に移動し、次にチャネル内で上方に戻って右側に移動し、次にチャネル内で上部を横切って左側のチャネルに移動し、次に再び下方に移動し、そして上方に戻る。ここから、水／ドロー溶液は出口４９５に、そして薬物充填容器１０２内に移動して、薬物充填容器１０２内のプランジャを押し込み、薬物を吐出させる。図１２には、破砕機構４６１用の枢軸４６２および破砕ピン４６０用の入口チャネル４６３も見ることができる。
【０１０９】
本発明の範囲内にある他の種類の混合装置が想定され得る。これらは、例えば、次の原理に基づくことができる。
【０１１０】
電気
ドロー溶液はイオンを含むので、ドロー溶液を収容する圧力チャンバの一方の端部に例えば亜鉛のアノードを配置するとともに他方の端部に炭素または銅のカソードを配置し、かつアノードとカソードとを電気抵抗を介して互いに接続することによって、電気が生成され得る。例えば、アノードを形成する亜鉛で作られたグリッドが浸透膜１３０の真下に配置され、かつカソードを形成する炭素または銅で作られたプレートが圧力チャンバの反対側に配置される場合、実質すべてのドロー溶液はアノードとカソードとの間にある。次に、ドロー溶液中の負イオンが亜鉛アノードに対して引き込まれ、かつ正イオンがカソードに対して引き込まれ、浸透膜１３０近くの多数のイオンが得られる。電気抵抗は、浸透アクチュエータ１１０および注射デバイス１００の動作状態に関する情報をユーザに与えるために使用することができる電球や液晶ディスプレイなどの形態であり得る。
【０１１１】
磁気
反磁性とは、印加された磁場に対抗して弱い磁場を発生する物体の傾向を指す。反磁性体は磁石をはね返すが、水は反磁性であるため、磁石をはね返し、外部磁石から離れる方向に移動する傾向がある。しかしながら、塩は水の反磁性を低下させ、塩水は淡水ほど外部磁場をはね返さない。したがって、水と塩水との不均一な混合物の近くに強力な磁石が配置されると、淡水が塩水内にはね返されて該塩水と混合されるため、混合効果が作出される。
【０１１２】
外部磁石を利用する別の形態は、ドロー溶液に、例えばマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）ナノ粒子の形態の強磁性で粒状の材料を添加することである。これらの粒子は表面電荷を有するため、負イオンの層および正イオンの層を粒子表面に引き付ける。磁石が浸透膜１３０の外側である給水空洞１４０内または給水空洞１４０の外側のいずれかに配置される場合、磁場はナノ粒子（およびそれらの表面に存在するイオン）を引き付け、それらを浸透膜１３０に向かって移動させ、その結果、浸透膜１３０の近くでより高密度のイオンをもたらす。
【０１１３】
水力渦または渦巻き
この原理は、フォンカルマン効果と呼ばれる動作原理を使用して流体速度を測定する渦流量計から知られている。流れがブラフボディを通過すると、渦巻く渦の繰返しパターンが発生すると言われている。流路内の障害物は、流体を分離させ、ブラフボディの裏側の周りに渦と呼ばれる交互する圧力差のエリアを形成する。その結果、流体はブラフボディの裏側で渦巻いて混合される。
【０１１４】
化学
不均一な塩溶液に湿潤剤を添加して溶液の内部抵抗を下げることにより、拡散による混合速度を上げることができる。別の解決策は、不均一な塩溶液の混合速度を上げるように触媒として作用する１つまたは複数の化学物質を添加することである。最後に、特定の浸透剤または水と接触した際にガス、例えばＣＯ２を生成し、それによって溶液に内部運動を作出する化学物質を添加することができる。
【０１１５】
複数の出口
解決策の別のエリアは、圧力チャンバからの出口流が２つまたはそれ以上の出口間で切り替わることを示唆する。圧力チャンバ内の物体は、複数の出口近くの圧力条件の変化により該出口間を移動し、この物体は、例えば、２つの位置の間で好ましくは双安定機構を操作可能であり、そしてこの双安定機構は２つの出口をそれぞれ開閉する。
【０１１６】
可撓性圧力チャンバ
出口内の流れ制限器と組み合わされた、圧力の増加に伴ってわずかに膨張することができる圧力チャンバは、より安定した出口流を提供する。開始時、圧力チャンバ内の塩分濃度が高く、濃度分極がない場合、圧力チャンバ内に高圧が発生する。しかしながら、流れ制限器が流れの増加に伴って抵抗を増加させる場合、流れ、圧力、および膨張間でバランスが生じる。注射中に、濃度分極およびドロー溶液の希釈により圧力が低下すると、流れ制限器を介した抵抗も低下し、圧力チャンバの膨張が少ない（またはない）新しいバランスが生じる。これにより、注射開始時の膨張した体積がその後になって送達され、時間の経過とともにより安定した流れが提供される。
【０１１７】
ポーチからの塩水のゆっくりとした放出
塩水ポーチ１２０からの塩水は、注射デバイス１００の作動時に、該塩水ポーチ１２０に小さく良好に制御されたサイズの孔を開けることによってゆっくりと放出させることができる。ポーチ１２０に作用するばね力が既知であり、制御可能である場合、ポーチ１２０を空にする時間を制御および延長することが可能であり、その結果、注射全体を通してドロー溶液内のより一定の塩濃度が維持される。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  注射デバイス
１０１  注射デバイスを作動させるための押しボタン
１０２  薬物充填容器
１０３  皮下注射針
１１０  浸透アクチュエータ
１２０  ドロー溶液を有するポーチ
１２１  ポーチの位置決めおよび嵌合用の孔
１３０  浸透膜
１４０  水を収容する空洞
１６０  切断デバイス
１８０  圧力チャンバ
１８１  圧力チャンバと出口との間のアダプタ
１８２  圧力チャンバからの出口
１８３  圧力チャンバ内の区画
１８４  ポーチの位置決めおよび嵌合用のピン
２７０ａ  遠心インペラ
２７０ｂ  プロペラ
２７０ｃ  垂直ヘリカルスパイラル
２７０ｄ  水平ヘリカルスパイラル
２７１ａ  遠心インペラの上部
２７１ｂ  プロペラ上部
２７１ｃ  垂直ヘリカルスパイラルの上部
２７１ｄ  水平ヘリカルスパイラルの上部
２７２  回転要素の下部
２７３ａ  インペラブレード
２７３ｂ  プロペラブレード
２７３ｃ  １ターンのアルキメデススパイラルブレード
２７３ｄ  １ターンのアルキメデススパイラルブレード
２７４  回転要素上のプレート
２７５  回転要素のミルブレード
２７６ａ  遠心インペラの中心部
２７６ｂ  プロペラの中心部
２７６ｃ  垂直ヘリカルスパイラルの中心部
２８０  圧力チャンバ
２８３  圧力チャンバ内の区画
２８２  圧力チャンバからの出口
２８６  遠心インペラ用の圧力チャンバ内のピン
２８７  圧力チャンバ内の円形の切欠き
２８７ｂ  歯車用の圧力チャンバ内の切欠き
２８８  圧力チャンバ内の液滴形状の切欠き
２８９  圧力チャンバ内の出口チャネル
２９１ａ  第１の歯車
２９１ｂ  第２の歯車
２９２  歯車歯
２９３  歯車歯の間の空洞
２９４  歯車への入口
２９５  圧力チャンバからの出口
２９６ａ  第１の歯車軸
２９６ｂ  第２の歯車軸
３８０  圧力チャンバ
３８３  圧力チャンバの第１の区画
３９５  圧力チャンバからの出口
３９８  圧力チャンバの第２の区画
４２０  ガラスアンプル
４５０  リリーフ弁
４６０  破砕ピン
４６１  破砕機構
４６２  破砕機構用の枢軸
４６３  破砕ピン用の入口チャネル
４８０  圧力チャンバ
４８３  圧力チャンバの第１の区画
４８７  圧力チャンバの出口区画
４８８  第２の区画への入口
４９５  圧力チャンバからの出口
４９７  第２の区画の長手方向壁
４９８  圧力チャンバの第２の区画
４９９  第２の区画の横壁
【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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【国際調査報告】
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