(57)【要約】  皮下接近デバイスは、接着剤層４によってコーティングされた皮膚アタッチメント・プレート３を有する。皮膚アタッチメント・プレート３は、後退メカニズム７、８、９によって、針が固定して位置決めされている針支持体に移動可能に連結される。使用可能な位置において、皮膚アタッチメント・プレートは、針支持体２から隔てて配置され、固定して位置決めされた針を覆う。針の皮下挿入は、接着剤層を有する皮膚アタッチメント・プレート３を皮膚に付着させ、後退メカニズムを解放して、それにより付着されている皮膚を速い速度で引っ張って針の先端部に当てる動作をトリガーすることによって行われる。
2015518396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針を個人の皮膚内に、前記皮膚の表面と前記針との間に相対運動を行わせることによって挿入するための手段を有する皮下接近のためのデバイスであって、
前記針が針支持体によって固定して保持されるデバイス本体部と、
前記デバイス本体部と前記皮膚との間に留置され、前記デバイス本体部が前記皮膚に接触するのを妨げ、前記皮膚への付着のために接着面を有する、皮膚アタッチメント・プレートと、
前記皮膚アタッチメント・プレートを前記デバイス本体部と移動可能に接続し、前記皮膚アタッチメント・プレートを前記デバイス本体部から隔てた状態に保つことを可能にし、前記アタッチメント・プレートを前記皮膚と一緒に前記針支持体に向けて後退させる後退メカニズムとを備えるデバイス。
【請求項２】
使用可能な位置において、前記皮膚アタッチメント・プレートは、前記針支持体から押し離されて、前記針の先端部を覆い、前記後退メカニズムの作動後に、前記接着面によって付着されている前記皮膚を前記針支持体の方へ引っ張って、前記固定して位置決めされている針の前記先端部に当てることによって前記針の皮下挿入を行わせることを特徴とする請求項１に記載の皮下接近デバイス。
【請求項３】
前記後退メカニズムは、前記使用可能な位置において、抑制手段によって事前に応力を受けた状態に保持され、リリース要素によって作動されると、送り出されて弛緩状態になり、前記皮膚アタッチメント・プレートを前記針支持体の方へ引っ張るように構成されたバネ型メカニズムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の皮下接近デバイス。
【請求項４】
前記リリース要素は、ハンドル又はつまみを押すことによって作動される摺動ボルト・メカニズムを備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項５】
前記皮膚アタッチメント・プレートは、摺動メカニズムによって前記針支持体に付着され、皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体を前記使用可能な位置で、互いに相対的な移動全体を通して、平行に保つことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項６】
前記皮膚アタッチメント・プレートは、軸方向摺動メカニズムによって前記針支持体に付着されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項７】
前記皮膚アタッチメント・プレートは、軸方向と異なる角度で直線摺動メカニズムによって前記針支持体に付着されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項８】
前記皮膚アタッチメント・プレートは、ヒンジ型メカニズムによって前記針支持体の周辺部の単一座に固定され、前記周辺部の反対側部分は前記針支持体から押し離されてバネ型メカニズムのプルバックに当たり、それにより前記固定して付着されている針の前記先端部を覆うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項９】
類似の、又は異なる機能を持つ複数の針が、前記皮膚内に同時挿入するために前記針支持体内に保持されることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１０】
前記皮膚アタッチメント・プレートは、前記接着面でコーティングされた剛体層及び柔軟層からなることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１１】
前記後退メカニズムは、前記使用可能な位置において、前記皮膚アタッチメント・プレートの前記剛体層及び前記柔軟層の両方が前記針支持体から押し離され、一緒になって前記針（複数可）の前記先端部を覆い、前記後退メカニズムの作動後に、前記皮膚アタッチメント・プレートの前記剛体層及び前記柔軟層が前記針支持体の方へ連続的に送り出されるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１２】
前記皮膚に付着するための前記接着面は、前記皮膚に付着されている前記接着面と比較して縮小された表面によって、前記皮膚アタッチメント・プレート上に固定されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１３】
前記後退メカニズムのほとんどの要素は、前記針の皮膚挿入の後に取り外すことができることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１４】
患者の体内に注射液を皮下送達するために、複数の針が順次作動させる単一ポンプに接続され、前記針を連続的に開閉するための手段が提供されることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１５】
皮下検体レベルを判定するための手段を特徴とする請求項１から１３までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１６】
皮下検体レベルを判定するための前記手段は、前記皮下組織と接触するための診断プローブとして形成された針を備える検体判定システムであることを特徴とする請求項１５に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１７】
前記検体判定システムの定期的較正を行うための較正システムを収容することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１８】
前記較正システムは、カニューレが、インシチュで、前記診断プローブの活性表面の近くに較正流体を送達するための前記診断プローブと一緒に前記皮膚内に挿入される送達システムを備えることを特徴とする請求項１７に記載の皮下接近デバイス。
【請求項１９】
前記異なる機能のための少なくとも１つの送達システムは、円形注射器ポンプを備えることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項２０】
前記挿入メカニズムは、前記皮膚内への挿入の前に、前記針の前記先端部を覆っている保護隔壁の穿刺機能を作動することを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【請求項２１】
前記デバイスは、前記皮膚の方へ前記接着剤層の外側リムを押すためのリムを有し、前記デバイスのリリース及び作動要素を意図しない作動から保護する機能性パッケージに含まれることを特徴とする請求項１から２０までのいずれか一項に記載の皮下接近デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の皮下接近のためのデバイスに関係する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの皮下針挿入メカニズム（ｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓ  ｎｅｅｄｌｅ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ）に対する応用分野は、患者などの個人の体内への生理学的活性を有する流体の注射、診断目的のための間質液への接近、及び／又は皮下プローブを使って個人に感知できる信号を送信することである。この使用に関して、通常、皮膚内への針の手動による挿入が要求されるか、又は皮下針挿入メカニズムが使用され、デバイスの機能要素に移動可能に接続されているか、又は皮膚内に留置された後に手動による接続を必要とする針を皮膚内に送り出す。
【０００３】
そのような機能を備えて皮膚に付着されたパッチ型デバイスは、インスリン注入及びグルコース連続監視のような、糖尿病の診療において特に説明されている。針は、典型的には、皮膚内に、手で、又は別の皮膚挿入デバイスによって挿入される。近年、特にインスリン注入ポンプを使った皮膚挿入メカニズムがデバイスに組み込まれ、これにより送達カニューレを皮膚内に送り出す。
【０００４】
さらに、組織反応からの干渉を回避するために、注入用の複数のカニューレが連続的に皮膚内に送り出され、皮膚から取り出されるシステムは、例えばＲ．Ｃ．Ｊｅｎｎｅｗｉｎｅの米国特許第２００８／０００４５１５号において説明されている。
【０００５】
異なる機能を有し、別の皮膚挿入メカニズムにより皮膚内に別に留置される複数の針を送り出すことは、技術的難題であり、また安全に操作するうえで、特に好ましい小サイズのパッチ型デバイス、好ましくは小型化された針、及び同じデバイス内に異なる機能、例えば、グルコース・レベルの監視及びインスリンの注射を組み合わせるという要望に関連した問題がある。特に、皮膚内に挿入した後に接続性を確立するか、又はカニューレ若しくは皮下監視プローブが皮膚内に送り出されるポンプ若しくは検体監視システムのような、デバイス内に固定して配置される機能コンポーネントの間の柔軟な接続を有する必要性があるのは欠点であり、周知のデバイスが取り扱いの面で厄介な問題をさらに引き起こし、障害を起こしがちである。したがって、多くのデバイスが、依然として、患者の嫌悪感、小型化された針の問題のあるガイド、及びたいていの場合、あまり信頼できない不十分な挿入速度という欠点を抱えながら、固定して位置決めされた針を手動で皮膚内に挿入することに頼っており、皮膚を安全に穿刺するために比較的長い針を必要とする。
【０００６】
皮下送達カニューレと注射ポンプ・システムとの間に柔軟な接続部を有する必要性を回避するための魅力的な解決方法は、接着剤によってその周辺部で皮膚に付着し、デバイス・ケーシングの下側を超えて軸方向に突出するポンプ貯蔵槽に固定して接続されている中心カニューレを使用するデバイスと、第１の位置では皮膚をカニューレの先端部から押し戻し、第２の位置ではデバイス内に後退しそれにより伸長状態からの弛緩によりカニューレによって貫通されるよう十分に加速する皮膚に対してカニューレの先端部を露出させるカニューレを囲む移動可能な保護要素とを備える構造物を開示する、米国特許第５，９３１，８１４号において説明されている。開示されているシステムによる皮膚挿入は、高齢の患者にとっては必ずしも十分でない皮膚の高弾性に頼っており、皮膚の弛緩速度が機能の働きを、針の先端部による皮膚貫通を行うために非常に鋭い先端部を持つ非常に細い針に制限し、これは重大な制限及び著しい安全上の問題があることを意味する。
【０００７】
皮膚内への針挿入のこのパラダイムの改善は、皮膚挿入メカニズムとして中心開口部を備えるデバイスの柔軟な事前伸長された底部を使用し、皮膚を接着剤によってこの柔軟な表面全体に付着させ、最も重要なこととして、針の近くにも伸ばし、したがって、事前伸長された底部が弛緩すると、付着している皮膚は勢いをつけて引っ張られて針の先端部に当たるという、皮膚の弾性が低い患者の皮膚貫通の安全性も改善する診断用検体監視デバイスに関する国際公開第２００５／０６３１１５号において説明されている。
【０００８】
針の皮膚挿入に対するこの概念は魅力があるにもかかわらず、これは、中心に配置されていない針の挿入に適用された場合、又は異なる配置にある複数の針に関しては、欠点を有する。それに加えて、針に対して中心開口部を持つ円錐の形状でデバイスの伸長した底部を使用するメカニズムは、デバイス直径に関する注射の深さを厳しく制限する。本発明は、これらの制限を内包せず、さらにはこの原理に基づき周知の挿入メカニズムによって垂直挿入の制限とは異なる、特定の角度、例えば、４５°での針の挿入を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第２００８／０００４５１５号
【特許文献２】米国特許第５，９３１，８１４号
【特許文献３】国際公開第２００５／０６３１１５号
【特許文献４】欧州特許第０８２５８８２号
【特許文献５】国際公開第０３／０５５５４０Ａ１号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＴｒａｊａｎｏｓｋｉらのＤｉａｂｅｔｅｓ  Ｃａｒｅ  １９９７；  ２０：１１１４−１１２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、皮膚内に１本又は複数の針を安全に、また簡単に、同時挿入できるようにし、針の中心配置に依存せず、当該技術の針挿入メカニズムの他の不利点を回避する解決方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、これは、請求項１の本文において定義されている特徴的機能を持つ最初に言及されている種類の皮下接近デバイスによって達成される。
【００１３】
付着されている皮膚を皮下植え込みのために引っ張って針の先端部に当てる接着面でコーティングされた移動可能な皮膚アタッチメント・プレートを使用する構成は、デバイスの機能要素に固定して接続されている複数の針の挿入を達成する際の問題を解決する。さらに、挿入深さは、デバイスの直径に無関係であり、したがって、小さなパッチ型デバイスであっても５ミリメートルより十分に大きくすることができるだけでなく、約１ミリメートルと非常に小さな挿入深さも確実に達成され得る。それに加えて、デバイスの中心から離れた位置に置かれている固定して接続された針の挿入及び垂直と異なる角度での針挿入は、本明細書において以下で開示されている特徴的機能を有する皮下針挿入メカニズムによって本発明により解決される。
【００１４】
本明細書の目的に関して、いくつかの語は、以下の定義で使用される。
【００１５】
接着剤層は、皮膚アタッチメント・プレートに固定するための接着剤、必要な柔軟性を付与する織物、及び個人の皮膚上に固定するための接着剤の、３つの部分からなる。一時的に皮膚に付けるのに適した、強い接着特性及びアレルギー誘発性が最小の材料が市販されている。この接着剤層は、好ましくは皮膚に付着する表面よりも著しく小さい表面を使用して、皮膚アタッチメント・プレート上に固定される。これは、例えば、皮膚アタッチメント・プレートの表面を超えて延在する接着剤層によって、又は皮膚アタッチメント・プレートの表面に類似するか、若しくはそれよりごくわずかに大きい接着剤層の形状が選択された場合には、接着剤層を皮膚アタッチメント・プレートに、外側環状ゾーンが皮膚アタッチメント・プレートに固定されないように固定することによって、達成され得る。そのような設計は、剛体基部を持つ医療デバイスについて欧州特許第０８２５８８２号において説明されている。
【００１６】
検体とは、個人の健康状態、臓器機能、代謝状態、又は薬物代謝能を診断するために使用されうる濃度を有する内因性又は外因性物質を意味する。内因性物質の実例は、グルコース、乳酸塩、酸素、クレアチニンなどである。外因性物質の実例は、薬物、そのような薬物の代謝産物、診断用物質（例えば、イヌリン）などである。
【００１７】
検体判定システムは、皮下組織内の検体の濃度を判定するために必要なすべての要素を備える。皮下組織との接触は、皮膚内に挿入された活性表面を有する診断プローブを介して達成される。標的となる検体に特化した検出システムは、皮下組織と、例えば、診断プローブの一部であるセンサーとして皮下組織と直接接触するか、又は間接的に、例えば、微小透析プローブからの透析液を介して接触し得る。検出システムによって生成される信号は、定量的検体濃度値に変換され、デバイス上に表示され、及び／又はワイヤレス方式で表示ユニットに送信され、及び／又は注射液の制御送達のために使用され、及び／又は事前定義済み範囲外の検体濃度値の患者を避ける信号を送信するために使用される。
【００１８】
診断プローブの活性表面のタイプ、要求された精度、及び植え込み持続時間に応じて、検体判定システムは、定期的較正を必要とすることもあり得る。定期的較正は、指刺血液中で測定された濃度によって、例えばグルコースに対する外部生成された較正値の直接的入力によって行われ得る。或いは、検体判定システムは、周知の検体濃度を持つ較正流体に検体判定システムを定期的に曝す構成システムを備えることができる。較正中に、検体判定は行われ得ないので、インシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）較正で較正流体の導入後の洗い出し及び拡散時間の間を埋めるために、２つの検体判定システムが相隔てて置かれ、操作されるタンデム・システムが、代替的に、必要になることもあり得る。
【００１９】
較正システムは、検出システムを周知の検体濃度に定期的に曝す。これは、例えば、ポンプ・システムによって達成することができ、周知の検体濃度の較正流体を検出システムに送達する。検出システムが、例えば、診断プローブの一部であるセンサーによって、皮下組織と直接的に接触する場合、較正流体は、センサーに近いオリフィスを有するカニューレによってインシチュで送達され得る。
【００２０】
制御要素は、デバイスの必要なすべての機能に対する必要なすべての電子装置及びソフトウェア・コンポーネントを収納し、例えば、これらの機能は、限定はしないが、デバイスの正しい機能を開始し、制御し、調査する機能、内部又は外部信号による注射液の送達の制御、検体判定システムを送り、制御し、センサー信号を検体測定結果に変換する機能、検定測定結果をオンラインで、又はバッチ方式で格納、表示、送信する機能、外部制御デバイスと、好ましくはワイヤレス方式で、双方向にやり取りする機能、及びデバイスが正常に機能していないか、又は検体測定結果が定義済み範囲内に入っていない場合に、信号を皮下的に送信する内蔵プローブ及び／又は患者への通知の外部システムを使って患者へのシグナリングを作動させる機能である。制御要素は、デバイスの複数の機能を動作可能にリンクすることもできる。
【００２１】
注射流体の送達は、身体中への液体の比較的高速な注射（ボーラス）と比較的低速な導入（注入又は点滴とも称される）との両方を包含する。例えばインスリンなどの注射液の送達用のポンプは、限定はしないが、注射器型ポンプ、蠕動ポンプ、圧電ポンプなどの従来技術で周知のような貯蔵槽と送達メカニズムとの組み合わせ、又は機械、空気圧、若しくは油圧による手段によって圧搾される可撓性貯蔵槽からなるものとしてよい。注射液を皮膚内に送達するためのカニューレは、好ましくは、ポンプに固定して位置決めされ、接続される。
【００２２】
注射液の再吸収を遅くする、例えばインスリンのような注射液を長時間にわたって送達した後に注射部位において注射液に対して生じる肉芽腫性反応を回避するために、皮膚内に互いに離れて置かれている複数のカニューレが、同じポンプに接続され、注射液を送達するために順次作動され得る。
【００２３】
デバイスの小さな占有面積と組み合わされた送達の高い精度のために、好ましくは、トロイド形の筒を有する円形注射器ポンプが使用される。
【００２４】
診断プローブは、検体濃度の判定のための機能要素であり、限定しないが、センサー、体液除去又は微小透析プローブを意味する。診断プローブは、皮膚内に部分的に挿入され、挿入先端部に近い位置に配置されている、少なくともその活性表面は、皮下組織と直接接触している。診断プローブが、ガイド針を使って皮膚内に挿入される場合、このガイド針は、好ましくは、皮下組織に活性表面を曝すために必要である限り、皮膚に挿入した後に部分的にのみ後退する。ガイド針の部分的のみの後退には、診断プローブの管路を検体判定システムの他の要素に接続する操作が、ガイド針の取り外しのために中断しなくてもよいか、或いは、ガイド針が取り外しを可能にするスリットを有していなくてもよいという利点があり、そのようなＵ字形のガイド針は、ガイド針が０．５ｍｍを十分に超える直径であることを必要とし、これは、さらに小型化するとＵ字形部分の縁が組織を切る鋭い縁になるので皮膚挿入が痛みを伴うためである。対照的に、ガイド針の取り出しのない部分的のみの後退では、小型化を直径約０．２ｍｍにまで下げられる。
【００２５】
表示及び双方向通信手段、例えば、ＬＣＤディスプレイ及びコマンドを入力するためのキー、又はデバイスとワイヤレス通信によってリンクされる個別の実体がデバイス上に組み込まれ得る。
【００２６】
機能性パッケージは、解放可能な結合メカニズムによって皮膚挿入メカニズム又はデバイスを保持するように設計され、無菌状態を保護し、湿気などの定められた環境内で保管中に診断プローブの活性表面を保持するための剥離キャップを有する。機能性パッケージは、キャップを取り外した後に、皮膚の周囲全体を圧迫することによって接着剤層のリムを正しく付着させることを可能にするリム要素も有する。さらに、機能性パッケージは、リリース／開始メカニズムを、早すぎる、意図しない操作から保護し、リリース／開始メカニズムは、皮膚へのデバイスの付着、及び機能性パッケージの取り外しの後にのみ作動させることができる。それに加えて、皮膚挿入メカニズムが再利用可能部分と使い捨て部分とで構成されうるか、デバイスが再利用可能部分と使い捨て部分とで構成される場合、機能性パッケージは、正しい組み立て及び分解を円滑にし、確実にする、特徴的機能を有するものとしてよい。
【００２７】
微小透析物における微小透析回収を判定するための手段は、例えば、透析液に付加される標識の微小透析物における回収の判定のための感知システムとすることができる。濃度の減少の程度は、微小透析回収の指標である。微小透析プローブの透析膜上で、限られた分子量を有する検体は、両方向に通過し、非平衡状態の下で、膜の他方の側における回収率のパーセンテージは、透析膜の細孔幅、検体の分子の大きさ、プローブの幾何学的形状、透析液のポンプくみ上げ速度などの因子に依存する。好ましくは、皮下組織中には存在しない、判定される検体と似た物理化学的性質を有する指示物質が選択される。可能性の１つは、脂肪組織における微小透析によるグルコース回収の判定に関して、例えばＴｒａｊａｎｏｓｋｉらのＤｉａｂｅｔｅｓ  Ｃａｒｅ  １９９７；  ２０：１１１４−１１２１で説明されているようなイオン基準技術を使用するものである。
【００２８】
微小透析プローブは、透析膜を、皮下液と膜の内側に通される透析液との間の界面を形成する活性面として有する。好ましい一実施例において、微小透析プローブは、透析膜によって先端部に近い埋め込み可能な部分のところで覆われている内側チューブと外側チューブとからなる。内側チューブは、透析液を送達するポンプに接続され、外側チューブは、透析物の出口として微小透析物回収の判定用の手段をさらに備えることができる検体判定システムに接続される。或いは、透析物の出口は、限定はしないが、生化学的方法、免疫学的方法、ＨＰＬＣ法、又はＬＣ／ＭＳ／ＭＳ法によってデバイスの外部の検体を判定するため試料を収集する微小透析物収集システムに接続され得る。試料は、分離されたレセプタクル内に、又は連続的キャビティ、例えば、チューブ若しくは筒内に収集されるものとしてよく、異なるときに採取された試料の混合が最低限に抑えられるよう用心する。これは、ガス、例えば、気泡、又は水性透析物と非混和である流体、例えば油滴、のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔｓ）を導入し透析物を個別の画分に分離し、それにより軸方向混合を回避することによって連続的キャビティ内の微小透析物のセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓａｔｅ）を行うための手段によって達成され得る。
【００２９】
針は、先端部が患者の皮膚を容易に穿刺し皮膚を貫通するのを可能にするように構成され、十分に剛性のある機能要素である。皮膚内への挿入は、針の直径が非常に小さく、好ましくは０．３ｍｍ未満である場合に、侵襲の少ない、また痛みのない仕方で達成されうる。これらの針として、限定はしないが、注射流体を導入するためのカニューレなどの中空針、診断プローブとしてのチューブ若しくは中実針又は柔軟な診断プローブを導入するためのガイド針としてのチューブ、又は信号を皮下的に送信するためのチューブ若しくは中実針が挙げられる。
【００３０】
針が、診断プローブの皮下挿入のためのガイド針の機能を有する場合、ガイド針は完全に取り外されるか、又は好ましくは、部分的にのみ後退され得る。ガイド針は、ガイド針の皮膚内への完全な挿入に連続するときのみ後退が作動されることを確実にするメカニズムによって部分的に後退し、ガイド針は、診断プローブの先端部の活性表面を皮下組織に曝すために必要な限り、ただし、活性表面と検体判定システムの他の要素との間の固定された接続に干渉しない場合に、後退する。
【００３１】
針支持体は、針の固定位置決めを強制し、皮膚アタッチメント・プレートを後退メカニズムによる針支持体に相対的に方向誘導移動することを可能にする構造的特徴を有する。針挿入時に、針支持体は、デバイス・ハウジング並びに治療及び診断目的などのために必要なすべての機能ユニットを備えるデバイス本体部に固定して接続される。針挿入の後に、針支持体は、デバイス本体部から切り離され得る。
【００３２】
信号を皮下的に患者に送信するプローブは、患者の行動が要求される場合に、例えば、測定された検体レベル又は所定の限界を超えた変化、例えば注射液の送達のコンポーネントの、又は診断プローブの故障若しくは不具合によって、活性化され得る。信号は、好ましくは、例えば穏やかな電気的インパルス、温度の変化、又は振動などの、触刺激である。患者への警報として、皮膚内に挿入された電極によって皮下組織に直接伝達される電気的インパルスは、認識される安全性を高め、必要な信号強度、個人間のバラツキ、及び環境刺激による注意散漫を減じる。
【００３３】
リリース要素は、例えばバネ型メカニズムによって事前に応力を与えられ、したがって、後退メカニズムを作動させる、抑制手段のブロックを解除する。リリース要素及び抑制手段の構造は、相補的である、例えば、抑制手段がブロックするのにフック型コンポーネントを使用している場合、リリース要素は、フック型コンポーネントによるブロックを解除する突起しているピン形状のコンポーネントを有することができる。
【００３４】
皮膚アタッチメント・プレートを針支持体に連結する後退メカニズムは、皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体が互いに取り外される第１の位置から皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体が互いに近づく第２の位置まで移動可能である。これは、使用可能な第１の位置において、皮膚アタッチメント・プレートが針の先端部を覆い、後退メカニズムの作動後に接着面で付着されている皮膚を針支持体の方へ引っ張って、固定して位置決めされている針の先端部に当てることによって針の皮下挿入を行わせるように構成される。後退メカニズムの多様な実施例及び機能は、皮膚アタッチメント・プレートの説明においてさらに例示される。
【００３５】
好ましくは、後退メカニズムは、皮膚アタッチメント・プレートを素早く引っ張って針支持体及びガイドウェイに当てて滑らかで方向が適切に定められている移動を確実に行えるようにするためのバネを備えるバネ型メカニズムである。使用可能な位置において、バネ型メカニズムは応力を受け、皮膚アタッチメント・プレートが、抑制手段によって針支持体から十分に離れて広げられ、針を隠して皮膚アタッチメント・プレートが患者の皮膚に手動で押し付けられる場合であっても針が皮膚と接触しないよう保護する位置に保持される（位置１）。リリース要素の作動後に、例えば、摺動ボルト又はフック型メカニズムを使って、抑制手段が解放され、皮膚アタッチメント・プレートは位置１からそれが針支持体に触れている位置まで送り出すことができる（位置２）。後退メカニズムは、付着されている皮膚を引っ張って針の先端部に当てて、それにより、皮膚を穿刺し、針の植え込み可能な部分を皮膚内に完全に挿入することによって、針の植え込みに十分な速度及び力を加える。
【００３６】
或いは、従来技術で知られているような、例えば電気機械式若しくは空気圧式駆動部又は伸縮自在のガイドウェイのような、後退メカニズムのための他の駆動部、又は何種類かの後退メカニズムが採用され得る。
【００３７】
後退メカニズムは、好ましくは、意図された用途のためのすべての要素を備える、デバイス内に一体化される。そのようなデバイスは、例えば注射用ペンのような単純なデバイスから、診断検体感知システムによって制御される高度に統合されたパッチ型閉ループ注入デバイスまである。
【００３８】
或いは、これは、針挿入に続いて、後退メカニズムの大部分が取り外せるように構成することもできる。そのような構造は、皮膚挿入メカニズムが皮膚付着皮下注入ポートのみで使用されている場合に好ましく、針を挿入し、その後針は離れた場所にあるデバイスに接続される。そのような一実例として、例えば、隔壁又はルアー・ロックのような、接続システムを使ってチューブによって外部インスリン・ポンプに接続された輸液セットが挙げられる。後退メカニズムの大部分を取り外すと、皮膚付着注入ポートのサイズが縮小し、患者の最高の快適さを実現することができる。
【００３９】
センサーは、検体の濃度に応じて、何らかの信号（例えば、電気化学的、光学的、ソナー、温度測定、表面プラズモン共鳴、圧電、又は磁気）を発する活性表面を有する。センサーは、診断プローブの一部として皮下組織に直接曝されるか、又は検出システムの一部としてデバイス内に配置され、例えば、微小透析プローブの出口のところで透析物に曝され得る。
【００４０】
隔壁は、汚染がなく漏れのないようにカニューレ又はワイヤで穿刺され得る天然若しくは合成ゴム系の材料で作製されたストッパーである。中空針又はカニューレの先端部による部分のみの穿刺は、保管時にカニューレを気密滅菌状態に保つことができる。
【００４１】
皮膚アタッチメント・プレートは、好ましくは円形又は卵形の占有面積を有し、皮膚に付着するための接着面でコーティングされ、針の先端部の反対側に、皮膚アタッチメント・プレートを針支持体の方に移動した後に針を妨げられることなく通せる十分な大きさの直径を持つ穴を有する。皮膚アタッチメント・プレートは、後退メカニズムによって針支持体に連結される。後退メカニズムは、皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体が、皮膚アタッチメント・プレートが針の先端部を覆うように相隔てられている第１の位置から、皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体が互いに対して近い第２の位置までの滑らかな方向誘導移動を確実にするものでもあり、針は、皮膚アタッチメント・プレートの穴を通して突き出ている。
【００４２】
好ましい一実施例において、皮膚アタッチメント・プレート及び針支持体は、平行面を形成し、後退メカニズムは、例えば、摺動メカニズムによって誘導される、直線的移動方向を確実にする。この移動は、軸方向、つまり、針支持体及び皮膚アタッチメント・プレートの平面に対して９０°、又は特定の角度、例えば、４５°に従うものとしてよい。針支持体から突き出る針は、固定して位置決めされ、好ましくは、移動方向に対して平行であり、そのため、直径０．３ｍｍ未満の非常に細い針の安全な留置も可能にし、侵襲性を最小限度に抑える。
【００４３】
或いは、皮膚アタッチメント・プレートは、その周辺部の単一座でヒンジ型メカニズムによって針支持体に固定することができ、周辺部の反対側は押し離される。このような一実施例では、皮膚アタッチメント・プレートの移動は、針支持体に関してアーチ形をなし、針は、好ましくは、湾曲した形状を有し、針支持体の方への皮膚アタッチメント・プレートの移動全体にわたって接着する皮膚アタッチメント・プレートに関して、皮膚内への針の進入の変化しない位置決めを維持することを可能にする。
【００４４】
皮膚アタッチメント・プレートは、針支持体に面する剛体層と粘着性表面でコーティングされた柔軟層の２つの層から構成することもできる。そのような構造は、皮膚挿入メカニズムの中程度の全高をもつ針を深く挿入することを可能にする。後退メカニズムは、使用可能な位置において、皮膚アタッチメント・プレートの剛体層及び柔軟層の両方が針支持体から押し離され、一緒になって針の先端部を覆い、後退メカニズムの作動後に、皮膚アタッチメント・プレートの剛体層及び柔軟層が針支持体の方へ連続的に送り出すように構成される。
【００４５】
針の先端部に対向する皮膚アタッチメント・プレート内の穴には、針支持体に当たる皮膚アタッチメント・プレートの移動により、針の先端部によって穿刺されるカニューレ又は診断プローブの保護隔壁を収納することができる。
【００４６】
摺動するボルト・メカニズムは、リリース要素の可能な一部品として、直線又は円運動の後に、連続的に２つ又はそれ以上の固定位置に適応し、閉又は開状態、例えば、中実の表面又は穴、を表示するコンポーネントからなる。摺動するボルト・メカニズムの移動は、手動で、又はメカニズムによって、例えば、ボタン、ハンドル、デバイス・ハウジングの一部を圧すか、若しくは解放することで作動する、例えばバネによって、又は最小の回転運動を通じて駆動される。皮膚挿入メカニズムによって柔軟な診断プローブをガイド針内に挿入するために、簡単な操作で摺動ボルト・メカニズムが移動すると、最初に、皮膚アタッチメント・プレートが使用可能な位置（位置１）から次の位置（位置２）に解放され、ガイド針が皮膚内に挿入される。位置２において摺動ボルト・メカニズムの一時的ブロックは、これで解除され、次の位置（位置３）への摺動ボルト・メカニズムの移動を引き起こすことができ、これにより、ガイド針の部分的後退又は取り外しが作動し、皮下組織に曝されている診断プローブの活性表面が残る。
【００４７】
抑制手段は、例えば、バネ型後退メカニズムを使用可能な、事前に応力を受けている位置に固定するものであり、リリース要素によって作動されると、後退メカニズムのすべてのコンポーネントについてこの位置から協調する形で急速に解放することができる。抑制手段及びリリース要素の構造は、補完的であり、例えば、抑制手段は、皮膚アタッチメント・プレートから突き出て、リリース要素として摺動ボルト・メカニズムを押す複数のピン形状の要素からなるものとしてよいか、又は抑制手段は、複数のフック型コンポーネントからなるものとしてよく、リリース要素は、補完的なピン形状の要素によって、これらのフック型コンポーネントのブロックを解除するが、ネジ、斜面、レバーなどを使用する他の構造も可能である。
【００４８】
以下では、本発明の好ましい実施例が、添付図面を参照しつつ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】本発明の一実施例による軸方向に摺動するバネ型メカニズムによる複数の中心に位置決めされない針の垂直挿入のための皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例による軸方向に摺動するバネ型メカニズムによる複数の中心に位置決めされない針の垂直挿入のための皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施例による軸方向に摺動するバネ型メカニズムによる複数の中心に位置決めされない針の垂直挿入のための皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図２Ａ】本発明の代替的実施例による摺動するバネ型メカニズムにより針を４５°で挿入するための皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図２Ｂ】本発明の代替的実施例による摺動するバネ型メカニズムにより針を４５°で挿入するための皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図３Ａ】剛体層と柔軟層とからなる皮膚アタッチメント・プレートを備える皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図３Ｂ】剛体層と柔軟層とからなる皮膚アタッチメント・プレートを備える皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図３Ｃ】剛体層と柔軟層とからなる皮膚アタッチメント・プレートを備える皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例により同時に挿入された２つの連続的に活性化されるカニューレを通して注射液を送達するためのデバイスの断面線図及び断面上面線図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施例により同時に挿入された２つの連続的に活性化されるカニューレを通して注射液を送達するためのデバイスの断面線図及び断面上面線図である。
【図５】本発明の代替的実施例により同時に挿入された２つの連続的に活性化されるカニューレを通して注射液を送達するためのデバイスの断面投影上面線図である。
【図６Ａ】本発明の一実施例により同時に皮下挿入されるガイド針内に挿入されたセンサー及び信号を送信するためのプローブを有する注射液を送達するためのデバイスの断面線図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施例により同時に皮下挿入されるガイド針内に挿入されたセンサー及び信号を送信するためのプローブを有する注射液を送達するためのデバイスの断面線図である。
【図７Ａ】本発明の一実施例による輸液セットのカニューレ用の皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施例による輸液セットのカニューレ用の皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施例による輸液セットのカニューレ用の皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施例による輸液セットのカニューレ用の皮膚挿入メカニズムの断面線図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明の一実施例による複数の中心に位置決めされない針の垂直挿入のための皮膚挿入メカニズムを示している。図１Ａは、使用可能な位置にある皮膚挿入メカニズムを示し、図１Ｂは、リリース要素としての摺動ボルト・メカニズムを示し、図１Ｃは、針を皮膚に挿入した後の動作モードに入っている皮膚挿入メカニズムを示している。
【００５１】
図１Ａは、固定して位置決めされ、針支持体２によって垂直に保持される針１を示す断面図である。皮膚アタッチメント・プレート３は、接着剤層４でコーティングされ、針の先端部に対向する穴５を有する。個人の皮膚６は、接着剤層４によって皮膚アタッチメント・プレート３に付着する。後退メカニズムは、この実施例では、内側チューブ７が皮膚アタッチメント・プレートに固定され、その他端にトリップ・ドッグ８を有する、伸縮自在のガイドウェイを備えるバネ型メカニズムからなる。チューブ７は、滑らかで軸方向に適切に定められた移動が確実になされるように針支持体に固定されたより短い外側チューブ９内で摺動することができる。好ましくは、１つの中心の、又は３から４つのそのような伸縮自在のガイドウェイがアタッチメント・プレートの領域上に分配され、後退メカニズムを形成する。
【００５２】
図１Ａは、使用可能な位置にある皮膚挿入メカニズムを示している。圧力バネ１０が針支持体２と、スロット及びキー構造物１２によって針支持体２に付着している抑制手段１１によって保持されるトリップ・ドッグ８との間で、事前に応力を受け、これにより、皮膚アタッチメント・プレート３は、針支持体２から十分に離れて広がり、針１を隠し、接着剤層４を皮膚に付着させるために皮膚アタッチメント・プレートが個人の皮膚に手動で押し当てられた場合でも皮膚６（位置１）と接触しないように保護することが確実になる。
【００５３】
図１Ｂは、抑制手段１１並びに摺動ボルト・メカニズムとして構成されたリリース要素を形成するスロット及びキー構造物１２を断面上面線図で示している。抑制手段１１は、矢印によって示されている、抑制手段１１のハンドル１３を針支持体２に押し付けることによって作動される水平方向の摺動が、トリップ・ドッグ８が通過できるように穴１４を十分大きく露出させるように構成される。これにより、バネ１０は、事前に応力を受けている位置から弛緩し、皮膚アタッチメント・プレート３は、皮膚を穿刺し、針の植え込み可能な部分を皮膚内に完全に挿入するのに十分な速度及び力で、接着剤層４によって付着されている皮膚６とともに素早く引かれて、針支持体及び針１の先端部に当たる。結果として得られる動作位置２が図１Ｃに示されている。
【００５４】
図１Ｃは、動作位置（位置２）における皮膚挿入メカニズムを断面図で示している。スロット及びキー構造物１２内において抑制手段１１が水平方向に摺動すると穴１４が露出され、トリップ・ドッグ８は、これらの穴を通過した。適切に定められた軸方向移動のために伸縮自在のガイドウェイを使用することで、弛緩しているバネ１０は、針支持体に固定されている外側チューブ９内で摺動させることによって、皮膚アタッチメント・プレート２に固定されている内側チューブ７を引っ張った。この移動によって、針支持体２、接着剤層４を備える皮膚アタッチメント・プレート３、及び付着されている皮膚６は、これで、積み上げられ、針１の植え込み可能な部分は、皮膚内に挿入される。
【００５５】
或いは、後退メカニズムの一部が、針を皮膚内に挿入した後に接続を外され、取り外され得る構造を選択することができる。皮膚に付着された残りのコンポーネントの体積及び重量を低減するために、皮膚挿入メカニズムが、例えば皮内注射ポートに使用され、注射用カニューレを皮膚内に挿入し、隔壁又は接続ロック・システム、例えば、ルアー・ロックなどの、接続要素をカニューレの近位端に有する場合には、そのような構造が好ましい。
【００５６】
図２は、４５°の角度で針を皮膚内に挿入することを必要とするデバイスのハウジング１５内に一体化された皮膚挿入メカニズムを示している。メカニズム及び構造は、図１に示されている垂直針挿入と本質的に類似しており、同じ番号付けが類似の要素に使用される。針支持体が、この実施例では、デバイスのハウジング１５と融合されているので、後退メカニズムの伸縮自在のガイドウェイ及び針１は、このハウジングに固定される。
【００５７】
図１に示されている後退メカニズムとは対照的に、伸縮自在のガイドウェイは、４５°の角度の移動を確実にするデバイスのハウジング１５に４５°の角度で固定された内側チューブ９の上を摺動する４５°の角度で皮膚アタッチメント・プレートに固定された外側チューブ７を有する。この実施例におけるバネ１０は、内側チューブ９内に配置され、皮膚アタッチメント・プレート３とハウジング１５との間で引っ張られている引きバネである。抑制手段１１は、バネ１０の引きに対抗して皮膚アタッチメント・プレート３に付着しているチューブ７を抑制する摺動ボルト・メカニズムとして構成される。この抑制手段１１は、ハンドル１３をハウジング１５に押し付けることによって解放され得る。
【００５８】
図１に示されている実施例では、皮膚に付着するための接着面４は、皮膚アタッチメント・プレート３よりも大きい表面を有するが、図２に示されている実施例では、両方とも類似の表面を有するが、接着面４は、縮小された表面によって皮膚アタッチメント・プレート３上に固定され、詳細Ａに示されているように、外側リムを自由にしておく。設計は両方とも、皮膚から意図せず外れるのを防ぐ。
【００５９】
図２Ａは、使用可能なモードのデバイスの挿入メカニズムを示し、図２Ｂは、針が４５°の角度で皮膚内に挿入される動作モードのデバイスの挿入メカニズムを示す。わかりやすくするため、針が１本だけ示されており、針に接続されている機能要素は示されていないが、このメカニズムは、デバイスの占有面積全体にわたって広げられた複数の針の同時挿入にも使用され、複数の機能を有することができる。
【００６０】
図３は、図１に示されているものに関係しているが、剛体層と柔軟層とからなる皮膚アタッチメント・プレートを有する皮膚挿入メカニズムの要素を示している。そのような構造は、デバイスの全高を上回る針の深い挿入が要求された場合に有用である。話を簡単にするために、断面の左側部分のみが図示されている。皮膚アタッチメント・プレートの柔軟部分１７は、穴が中央にある円錐、又はスリットが中央にある切妻の左側、或いは中心に配置されていない針の通過のための穴を備える針支持体に周辺部の単一座で固定された柔軟なプレートを表す。
【００６１】
図３Ａは、使用可能なモードにおける皮膚挿入メカニズムの断面線図を示している。皮膚アタッチメント・プレートを、針支持体２から両方とも押し離される剛体部分１６と柔軟部１７に分割することによって、針支持体までの加法的距離が、全体的な針挿入深さを決定する。
【００６２】
針１は、接着剤層４でコーティングされた柔軟部分１７によって覆われ、皮膚と接触しないよう保護される。後退メカニズムは、この実施例では、２つの機能要素からなる。伸縮自在のガイドウェイを備え、皮膚アタッチメント・プレートの剛体部分１６を図１に示されているメカニズムに類似する針支持体に垂直に移動することを可能にするバネ型メカニズムは、皮膚アタッチメント・プレートに固定された１つの内側チューブ７によって概略のみが示される。接着剤層４でコーティングされたバネ型材料の柔軟部分１７は、後退メカニズムの第２の機能要素を表す。これは、使用可能なモードで事前に応力を受けており、皮膚アタッチメント・プレートの剛体部分１６から離れるように曲げられ、針の先端部を隠す。柔軟部分１７を事前に応力を受けた状態に保つ抑制要素は、例えば、皮膚アタッチメント・プレートの柔軟部分から突き出て、フック型構造物１９により皮膚アタッチメント・プレートの剛体部分を押す、いくつかのピン形状の要素１８からなるものとしてよい。皮膚挿入過程の第１のステップにおいて、後退メカニズムは、例えば、図１で説明されているように、バネ型メカニズムによって作動され、針支持体２に当たる皮膚アタッチメント・プレートの移動は、矢印（ａ）によって示されている。
【００６３】
図３Ｂは、皮膚アタッチメント・プレートの剛体層１６が針支持体２にほとんど到達している、皮膚内への針挿入過程の中間段階を示している。この段階で、皮膚アタッチメント・プレートの柔軟層１７は、それでも、ピン形状の要素１８のフック型構造物１９によって剛体層１６から離れるように曲げられる。接着剤層４によって付着されている皮膚を引っ張って針１の先端部に当てると、皮膚６の穿刺が行われるが、針の植え込み可能な部分の皮膚内への挿入の第１の部分のみが行われる。矢印（ａ）によって示されている、針支持体２の方へ皮膚アタッチメント・プレートがさらに移動すると、ピン形状の抑制要素１８の拡張ベベル２０が針支持体２の開口部を通過し、これにより、抑制要素１８は矢印（ｂ）の方向に曲がる。このように曲がることで、フック型構造物１９が解放され、皮膚アタッチメント・プレートの柔軟層１７が、事前に応力を受けている曲げられた形態から矢印（ｃ）の方向に送り出され、接着剤層によって付着されている皮膚を針支持体の方へ引っ張るものとしてよい。
【００６４】
図３Ｃは、動作モードにおける皮膚挿入メカニズムの最終位置を示している。皮膚アタッチメント・プレートの剛体層１６及び柔軟層１７は、針支持体２とともに一緒に確実に積み上げられ、フック２１によって一緒に固定される。皮膚６は、接着剤層４によって付着され、針１の植え込み可能な部分は、皮膚内に完全に挿入される。
【００６５】
図４は、順次作動される単一の注射器ポンプに連結された２つの注射用カニューレを備える注射用デバイスを示している。９０°未満の径方向角でのデバイスの周辺部の近くに配置されている両方のカニューレの同時挿入については、皮膚アタッチメント・プレートがヒンジ型メカニズムによって針支持体に周辺部の単一座で固定される本発明の代替的実施例が図示されている。そのような構造物では、皮膚アタッチメント・プレートを針支持体に付着させるヒンジ型メカニズムがアーチ形の移動を誘導するので、適切に定められた移動を確実にするための特別なガイドウェイ・メカニズムを必要とすることなく、非常に単純な後退メカニズムを使用することが可能である。
【００６６】
図４Ａは、使用可能な位置にあるデバイスの断面を示している。針支持体２は、ケーシング１５内に組み込まれる。接着剤層４でコーティングされた皮膚アタッチメント・プレート３は、ヒンジ型メカニズム２２によって針支持体２に連結される。後退メカニズムは、この実施例では、皮膚アタッチメント・プレート３とハウジング１５との間で引っ張られる引きバネ１０を備えるバネ型メカニズムからなる。バネの引張力に対抗して、皮膚アタッチメント・プレート３が、皮膚アタッチメント・プレート３に付着されている圧力ピン２３と、ガイドウェイ２６内で摺動する取り外し用つまみ２５を押すことによって係脱し得る、留め金を有する柔軟なホールドバック要素２４とからなる抑制手段によって針支持体２から離れて広げられる。取り外し用つまみ２５を押すと、バネが解放され、その結果、皮膚アタッチメント・プレート３が、ヒンジ型メカニズム２２を枢軸として、矢印によって示されているようにアーチ形に移動して針支持体２に当たる。この移動によって、接着剤４によって皮膚アタッチメント・プレート３に付着されている皮膚６は、素早く引っ張られてカニューレ１の先端部に当たり、針の植え込み可能な部分は、皮膚内に挿入される。これは、針１及び圧力ピン２３がアーチ形の移動の半径に従って曲げられる場合に都合がよい。
【００６７】
図４Ｂは、制御要素３２の制御の下で歯車列２９及びモーター３０によって駆動されるピストン２８を有する注射器型ポンプ２７を備えるデバイスの投影上面図を示している。注射器の出口は分割され、弁３１及び３１’によって順次作動される、２つの送達カニューレ１及び１’で終端する。これにより、注射部位における注射液に対する肉芽腫性反応は回避することができ、これにより、注入時間を延長してデバイスを使用することができる。デバイスの小さな占有面積と組み合わされた送達の高い精度のために、好ましくは、図５に示されているようにトロイド形の筒を有する円形注射器ポンプが使用され得る。
【００６８】
図５は、円形注射器型ポンプを備える注射用デバイスの投影上面図を示している。単一の円形注射器ポンプに連結された２つの注射用カニューレを備えるこの注射用デバイスは、図４で説明されているものと本質的に類似する特徴的機能を有し、特に、これは、カニューレに対する同じ挿入メカニズムも有し、したがって、この実施例における図４のものと異なる要素のみが図示されている。
【００６９】
円形注射器ポンプのアーチ形筒３３は、トロイド形チューブのセグメントの形態を有する。ピストン３４は、この筒の内側に配置構成され、筒の内壁にぴったり合わさるシール３５を備える。ピストンは、筒の全長にわたってピストンを駆動するように円形の形状となっている駆動ロッド３６に接続される。ピストンの駆動ロッド３６は、好ましくは、その移動が筒壁の内面によって、例えば、低摩擦で均一な移動を行えるように最適化された形態及び材質のブレース３７によって誘導され、支持されるように形成される。
【００７０】
ロッドの内側は、歯車駆動部３９によって駆動される歯車リム３８を有する。歯車駆動部は、例えば、歯車列及び電気モーター（図示せず）によって駆動される。２つのカニューレが筒に対して垂直に接続され、第１のカニューレ４０は筒の真ん中に、第２のカニューレ４１は筒の末端部４２に接続される。この実施例において２つの注射液送達カニューレを順次作動させるために、筒の出口とカニューレとの間に接続チューブ又は長い流路を必要とすることも回避する単純な機械的コンポーネントのみの解決方法が図示されている。このような構造物は、より単純で、潜在的接続問題を回避するだけでなく、接続管路及び弁内の気泡のよく周知の問題をあまり引き起こさず、そのため、注射用デバイス全体をより堅牢にし、安全なものにする。
【００７１】
詳細Ａに示されているように、筒の末端部４２において、第２の送達カニューレ４１への短い接続流路４３は、第１の位置において筒からの注射液の流れを妨げる移動可能なストッパー４４を収納する。この段階では、流体送達は、全送達体積の約半分が注射されるまで第１のカニューレ４０を通してのみ行われる。ピストン３４がこの第１のカニューレを通して筒の出口に接近すると、ストッパー４４は、レバー・システム４６によってそのハンドル４５のところで引き戻され、筒から注射カニューレ４１への自由な流れを開く。ピストン３４が筒の出口を通って第１のカニューレ４０に達すると、この第１のカニューレを通る注射液の送達が自動的に停止し、その結果、短いオーバーラップでカニューレ４０及び４１を通る注射液の連続的送達が生じる。
【００７２】
レバー・システム４６による第２のカニューレ４１を通る流れを作動させるための解決手段は、矢印によって示されている時計回りの方向に、ただし、ストッパー４４をカニューレ４１への流路の出口の背後に引き戻すが、ただし、流路に漏れが生じないようにすることによって第２の送達カニューレ４１への接続流路４３を開くのに十分な短い移動で、レバー・システムを押す駆動ロッド３６上に固定して装着された緩衝器４７を備える。詳細Ｂに示されているように、これは、例えば、スタンド４９上で応力を受けた状態に保持され、緩衝器４７が矢印によって示されているようにこのスタンドの縁の上でレバー・システムのバネ型アーム４８を押した後にスタンドから落ちるのを緩和する、レバー・システム４６のバネ型アーム４８を使用する構造物によって達成され得る。
【００７３】
詳細Ａは、カニューレ４１（及び４０、この詳細Ａでは図示されていない）の先端部のところのシールを開くため針支持体２に当てる皮膚アタッチメント・プレート３の移動を使用する可能性をさらに示している。矢印によって示されている、皮膚挿入メカニズムによって皮膚アタッチメント・プレートを移動してカニューレの先端部に当てることによって、カニューレを保護し、閉じた状態に保っている隔壁５０は穿刺され、押されて針支持体内の陥凹部５１に当たる。或いは、隔壁の代わりに、カニューレの植え込み可能な部分全体を覆う薄い壁の閉じたチューブが使用され得る。そのような単純な構造要素で、保管時に注射液及びカニューレを滅菌状態に保ち、気泡が入り込まないようにすることができ、カニューレのシールを取り外すために使用者側による追加操作を必要としない。
【００７４】
図６は、本発明の一実施例による個人の皮膚内に同時挿入される複数の機能を持つ複数の針を備えるデバイスの断面図を示している。複数の機能を持つ複数の針は、例えば、同じデバイスに収納されている診断プローブを使った検体の同時判定の制御の下で注射液を送達するために、必要になることもあり得る。診断プローブの定期的なインシチュ較正のために、較正流体を送達する別のカニューレが必要になることもあり得、それに加えて信号を送信するプローブとしての針は、介入を必要とする問題が生じた場合に患者に通知するために必要になることもあり得る。例示されているデバイスは、糖尿病患者又は危篤状態の患者における厳格な血糖コントロールのための閉ループ・システムを表す一実施例を代表することも可能である。
【００７５】
図６Ａは、皮膚に押し当てられる、したがって皮膚に圧痕を形成し、皮膚アタッチメント・プレート３の接着面４を皮膚６に確実に付着させる、使用可能な位置にあるデバイスを示している。皮膚６は、接着剤層４によって皮膚アタッチメント・プレート３に付着する。針５２は、注射液ポンプ５３に接続されたカニューレであり、針５４は、信号送信するプローブを表す。図示されている実例における診断プローブ５５は、微小透析プローブであり、これは柔軟な構造を有する、したがって皮膚に挿入するためのガイド針５６を必要とする診断プローブを表す。或いは、診断プローブ５５は、その先端部に活性表面を持つ柔軟な支持体上のセンサーとすることも可能である。針５７は、診断プローブのインシチュ較正のため送達ポンプ・システム５８から較正流体を送達するためのポンプに接続されたカニューレである。針支持体２は、ケーシング１５内に組み込まれ、針５２、５４、及び５７、さらには診断プローブ５５は、針支持体／ケーシングに固定して付着される。微小透析プローブ５５は、透析液を中心チューブ６０に通して活性半透性表面６１に送達するポンプ５９に連結され、廃液収集レセプタクル６５への出口６４を持つ貫流検体判定システム６３に連結された周辺透析物収集チューブの出口６２を有する。ポンプ駆動システム及び制御手段は図示されていない。
【００７６】
検体判定システム６３は、微小透析回収の判定のための手段、例えば、透析液中に含まれる指示物質の残留濃度を測定する感知システムをさらに備えることができる。この指示物質の分子量が、検体の分子量に近い場合、指示物質の濃度の減少の程度は、検体の微小透析回収を示すものとしてみなすことができる。
【００７７】
皮膚アタッチメント・プレート３を付着されている皮膚６とともに引っ張って針支持体２に当てるための後退メカニズムは、図１で説明されているものに本質的に類似するバネ型メカニズムからなるが、この実施例におけるバネ１０は、皮膚アタッチメント・プレート３とハウジング１５との間で引っ張られる引きバネである。後退メカニズムは、例えば図１から４で説明されているものに類似し得るリリース要素によって解放され得る（この図に概略のみが示されている）。ガイド針５６は、滑らかな軸方向の適切に定められている移動を確実にする圧力バネ６６及び誘導手段６７によって作動される診断プローブ５５に沿って摺動して戻ることができる。図６Ａに示されている使用可能な位置において、これは、例えばガイド針５６の端部にある抑制フラージュ（ｗｉｔｈｈｏｌｄｉｎｇ  ｆｌａｇｅ）６８と、留め金７０を有するホールドバック要素６９とからなるバネ６６の押す力に対抗して、抑制メカニズムによって針支持体２に関して固定される。
【００７８】
図６Ｂは、皮膚挿入メカニズムの作動後の、動作モードのデバイスを示している。後退メカニズムの解放後に、接着剤層４を備える皮膚アタッチメント・プレート３及び付着されている皮膚６は、引っ張られて針支持体２に当たっており、そこで積み上げられる。針の植え込み可能な部分は、皮膚内に挿入されている。皮膚アタッチメント・プレート３を移動して針支持体２に当てると、皮膚アタッチメント・プレート上に固定されている圧力ピン７１を使ってホールドバック要素６９を反らせることによって、診断要素５６のガイド針の抑制フラージュ６８がさらに係脱されており、診断要素５６のガイド針は、事前に応力を受けている状態からバネ６６の解放によって部分的に後退しており、終了位置はバンパー７２によって画定される。このメカニズムは、ガイド針が診断要素とともに皮膚内に挿入されてから、ガイド針の部分的後退が作動されることを確実にする。診断要素５６が、ケーシング１５に関して固定して位置決めされると、先端部に近い活性半透性表面６１は、皮下組織に曝されているガイド針の部分的後退に追随する。ガイド針のこの部分的後退は、ポンプ５９及び検体判定システム６３との接続に干渉することなく行われ得る。
【００７９】
微小透析プローブに関する従来技術、例えば、国際公開第０３／０５５５４０  Ａ１号で説明されている代替的方法では、プローブの挿入後に近位方向に引き出すことによってガイド・カニューレを取り出すが、柔軟な接続チューブの近位端はこれ以降に透析ポンプに取り付けられなければならない。或いは、縦方向にスリットのあるＵ字形ガイド針が使用され、これにより、接続部との干渉なしでガイド針を取り外せる。これらの方法は両方とも、小型化に関して重大な制限がある。対照的に、これが皮膚内へのガイド針挿入に正確に連続して行われることを確実にするメカニズムによる、ガイド針の部分的後退は、診断プローブの活性表面を皮下組織に曝すが、ポンプ５９及び検体判定システムとの接続部には干渉せず、小型化を可能にし、それに加えて、ガイド針の取り外しを簡単に、安全に行える。
【００８０】
診断プローブの定期的較正は、診断プローブの活性表面に近い出口を有するカニューレ５７を通じて送達ポンプ・システム５８から較正流体を送達することによってインシチュで行うことができる。或いは、較正流体は、接続部７３を通じて貫流検体判定システム６３に直接的に送達され得る。
【００８１】
較正流体のインシチュ送達の場合、較正流体が活性表面から拡散して離れてゆくことによって皮下組織中の生理学的検体濃度の較正及び再確定による中断なしに、連続的に信頼性の高い検体判定を確実に行うために、タンデム・システムが互いに離れて配置され、或いは、較正モードに入っている必要があり得る。このようなシステムは、例えば、集中治療患者又は糖尿病患者への信頼性の高い厳格な血糖コントロールのために必要になる可能性がある。
【００８２】
また、定期的較正のために、ポンプ・システムの代わりに、つまみ又はハンドルを押すことによって、例えば、貯蔵用袋又は注射器から、較正流体の一部が送達される、患者によって操作される単純な手動システムを使用することも可能である。貯蔵層から流体の複数の等しい部分を繰り返し送達するために、つまみ又はハンドル型の作動インターフェースを押すことによって手動で操作される、そのような送達メカニズムの構造に対する原理は、薬物送達、例えば、インスリン・ペン、又は実験デバイス若しくはさらには家庭用品においてよく知られている。
【００８３】
図７は、カニューレを手動で皮膚内に挿入するのを回避することを可能にする、本発明の一実施例による輸液セットのカニューレ用皮膚挿入メカニズムの断面線図である。そのような挿入メカニズムは、針を取り扱い、それを手動で皮膚内に挿入するという心理的障害を克服するだけでなく、それは針挿入が患者によって手動で行われる場合に生じる大きなバラツキと手加減とがあるのとは異なり、針挿入が定められた非常に速い速度で行われるため、痛みを弱め、より安全なものとなる。
【００８４】
針挿入に続いて、挿入メカニズムの大半の要素が、ポンプ・システムに接続しやすいように取り外され、輸液の投与時に皮膚に付着されている実際の注入ポートを非常に小さく保ち不快感を最小限度に抑えることを可能にする。図７は、これらの機能を可能にする１つの考えられ得る構造的解決手段を説明しているが、多くの代替的構造要素も考えられ得る。
【００８５】
図７Ａは、保管中に滅菌状態を保つカバー・ホイルが接着剤（図示せず）を保護するカバー・ホイルと一緒にパッケージの底部から取り外された後の、皮膚上に機能性パッケージ７４とともに付けられる、使用可能な位置にある皮膚挿入メカニズムを示している。機能性パッケージ７４において、リリース要素は意図しない作動から保護され、このパッケージのリム７５は、接着剤層４の全面を押すことによって皮膚６への付着を確実にするのを助ける。皮膚に付着した後に、機能性パッケージ７４は、取り外され得る。
【００８６】
針支持体２は、伸ばされた引きバネ１０によって皮膚アタッチメント・プレート３に付着され、抑制手段１１はいくつかの好ましくは３から６個のピン形状の要素７６とともに、皮膚アタッチメント・プレート３が針支持体２から十分に離れて広がり、カニューレ１を隠し、それが皮膚６と接触しないよう保護することを確実にする（位置１）。抑制手段１１は、連結コンポーネント７８を通して針支持体２に可逆に連結される。
【００８７】
本発明のこの実施例において、針支持体２は歯のような、好ましくは３から６個の、放射状突起部を有し、これは、引きバネ１０の装着を容易にするだけでなく、これらの突起部の周辺部でのみ連結コンポーネント７８と係合し、針支持体（図７Ｃに示されているような）に関して連結コンポーネント７８が回転移動した後に係脱することを許すが、係脱を許す他のいくつかの構造物も可能である。連結コンポーネント７８は、フック型要素７９とそれをカバー８１に、例えば、軸方向の溝８２内で、連結する歯止め機構８０とを有し、これにより、連結コンポーネント７８に対するカバー８１の制限された軸方向移動は可能となり、回転移動は不可能である。カバー８１は、フック型要素７９のくさび表面に対して突き出るくさび形要素８３も固定している。
【００８８】
図７Ｂは、カバー８１を押した後の状況を示している（位置２）。くさび形要素８３は、フック型要素７９を半径方向に曲げており、したがってそれらを抑制手段１１から係脱する。これは、抑制手段１１を解放しており、伸ばされたバネ１０は、皮膚アタッチメント・プレート３を付着されている皮膚６とともに引っ張って針支持体２に当て、カニューレ１を皮膚内に挿入させた。針支持体の円錐状突起部８４は、皮膚アタッチメント・プレート内の円錐状の穴８５内にぴったり嵌合するが、代替的に、さらに例えば、フック型要素を使用して、これら２つを繋ぎ合わせることもできる。
【００８９】
カニューレを皮膚内に挿入した後に、図７Ｃ及び７Ｄに示されているように、挿入メカニズムのほとんどの要素が、カバー８０をわずかに回転移動させ、付着されている要素とともに持ち上げて離すことによって取り外され得る。
【００９０】
図７Ｃは、皮膚アタッチメント・プレート３に関してカバー８１をわずかに回転移動した後の断面線図を示している。この図の断面は、皮膚挿入メカニズムの一部の分解を可能にする状況を示す、針支持体２の歯のような放射状突起部の間にあるように回された、図７Ａ及び７Ｂに示されているものとわずかに異なる。皮膚アタッチメント・プレート３に関して付着されている連結コンポーネント７８とともにカバー８１をわずかに回転移動すると、針支持体２と連結コンポーネント７８との間が係脱される。それに加えて、抑制手段１１の突起部８６は、抑制手段１１をカバー８１に連結する突起部８７と係合する。歯止め機構８０は、連結コンポーネント７８及びカバー８１を一緒に保持するので、カバーを持ち上げて外すと、連結コンポーネント７８及び抑制手段１１も取り外される。
【００９１】
図７Ｄは、挿入メカニズムのほとんどの要素を取り外した後に、輸液の投与時に皮膚に付着された注入ポートを示している。針支持体２の接続要素８８、例えば、ルアー・ロック型円錐状穴又は隔壁は、ここで、ポンプ・システムに連結することを可能にするチューブの対応する結合要素に対して自由に接近することが可能になる。
【００９２】
これらの明細書を読んだ後、さまざまな代替的実施例が当業者に明らかになるであろう。例えば、本発明による皮下接近デバイスは、使い捨て型注射器又はペンのカニューレの皮膚挿入にも使用することができ、またそのようなシステムについて従来技術で周知のように使用の後に針の後退及び保護を行うためのメカニズムと組み合わせることができる。例えば、皮膚アタッチメント・プレート又はリース要素の後退メカニズムは、電磁、圧電、空気圧などによるものであってよく、皮膚内に挿入される針は、皮下接近を必要とするあらゆるタイプの機能を備える任意の種類のピン又は中空針であってよい。
【００９３】
上で説明されている針の皮膚挿入メカニズムの主要な利点は、そのような皮膚挿入メカニズムを有するデバイスの機能要素への接続部は、皮膚挿入の後に柔軟であること、又は手動で確立されることを必要としないが、剛体接続部として製造され、操作の優れた安全性及び小型化への対応性の改善をもたらしうる。さらに、針が穿刺及び植え込みを行うのではなく、皮膚の圧痕のみを生じさせる危険性は、付着された皮膚を針に強制的に当てることによって本質的になくなる。それに加えて、異なる機能を持つ多数の針が、同じ挿入メカニズムを共有して、同時に挿入され、これらの針の配置は、デバイスの皮膚接触面のどの場所であってもよい。挿入の深さ及び角度にも制限はなく、デバイスの高さ及び占有面積は、深い挿入であっても比較的小さく保つことができる。さらに、皮膚を引っ張ってカニューレの先端部に当て、皮膚の圧痕が生じ、確実でない穿刺及び挿入深さが生じるのを回避することによって、針の周りでの皮膚の正確な保持、及び速い速度により、低い挿入深さで針を、又は互いから近い、適切に定められた距離のところに、針の対又は配列を確実に挿入することも可能である。
【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−３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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