(57)【要約】  所定温度で沸騰する推進剤によって推進可能な注射器であって、該注射器は、前端に出口を有するバレルと、バレル内において軸方向に移動可能なストッパーと、を備えている。ストッパーは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離しており、第１のチャンバは、ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤を含むように構成されており、第２のチャンバは、ストッパーの軸方向後方に位置しており、注射器の作動時に、ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を出口を通して放出させるように、構成されている。注射器は、破裂部および推進剤を含むための第３のチャンバをさらに備えており、第３のチャンバは、破裂可能になっている。破裂部は、注射器の作動時に第３のチャンバを破裂させ、第３のチャンバを第２のチャンバに流体接続させ、第３のチャンバから液体推進剤を放出させ、これによって、第２のチャンバ内の圧力が所定温度または所定温度を超える温度で増大し、ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を第１のチャンバから出口を通して放出させるように、構成されている。推進剤が第２のチャンバ内に放出されたとき、第２のチャンバ内の圧力は、第１の時間間隔にわたって第１の圧力に増大し、ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を第１のチャンバから出口を通して放出し始めるようになっている。注射器は、薬剤が第１のチャンバから放出されている間に第２のチャンバ内の圧力が第２の時間間隔にわたって第１の圧力から第２の圧力に変化するように、構成されている。薬剤の実質的に全てが第１のチャンバから放出されたとき、第２のチャンバ内の圧力は、第３の時間間隔にわたって第３の圧力に向かって増大するようになっている。第２の圧力の大きさおよび第３の時間間隔中の第２のチャンバ内の圧力の増大の割合は、第２のチャンバを画定する注射器の構成部品の熱伝達率、第２のチャンバへの推進剤の送達の割合、および第２のチャンバ内への送達中の推進剤の相によって制御されるようになっている。第３の圧力は、蒸発した推進剤の瞬間体積の周囲温度における推進剤の蒸気圧に実質的に等しく、第３の圧力において、注射器は、液体推進剤を含んでいる。
2015523879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度で沸騰する推進剤によって推進可能な注射器であって、
前端に出口を有するバレルと、
前記バレル内において軸方向に移動可能なストッパーと、
を備えており、
前記ストッパーは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離しており、前記第１のチャンバは、前記ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤を含むように構成されており、前記第２のチャンバは、前記ストッパーの軸方向後方に位置しており、前記注射器の作動時に、前記ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、前記ストッパーを前記バレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を前記出口を通して放出させるように、構成されており、
前記注射器は、破裂部および推進剤を含むための第３のチャンバをさらに備えており、前記第３のチャンバは、破裂可能になっており、
前記破裂部は、前記注射器の作動時に前記第３のチャンバを破裂させ、前記第３のチャンバを前記第２のチャンバに流体接続させ、前記第３のチャンバから液体推進剤を放出させ、これによって、前記第２のチャンバ内の圧力が前記所定温度または前記所定温度を超える温度で増大し、前記ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を前記第１のチャンバから前記出口を通して放出させるように、構成されており、
推進剤が前記第２のチャンバ内に放出されたとき、前記第２のチャンバ内の前記圧力は、第１の時間間隔にわたって第１の圧力に増大し、前記ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を前記第１のチャンバから前記出口を通して放出し始めるようになっており、前記注射器は、前記薬剤が前記第１のチャンバから放出されている間に前記第２のチャンバ内の圧力が第２の時間間隔にわたって前記第１の圧力から第２の圧力に変化するように、構成されており、
前記薬剤の実質的に全てが前記第１のチャンバから放出されたとき、前記第２のチャンバ内の前記圧力は、第３の時間間隔にわたって第３の圧力に向かって増大し、前記第２の圧力の大きさおよび前記第３の時間間隔中の前記第２のチャンバ内の圧力の増大の割合は、前記第２のチャンバを画定する前記注射器の構成部品の熱伝達率、前記第２のチャンバへの推進剤の送達の割合、および前記第２のチャンバ内への送達中の前記推進剤の相によって制御されるようになっており、前記第３の圧力は、前記蒸発した推進剤の瞬間体積の周囲温度における前記推進剤の蒸気圧に実質的に等しく、前記第３の圧力において、前記注射器は、液体推進剤を含んでいる、ことを特徴とする注射器。
【請求項２】
前記第３のチャンバは、破裂性部を有していることを特徴とする請求項１に記載の注射器。
【請求項３】
前記破裂部は、テーパ付き穿孔要素を備えていることを特徴とする請求項２に記載の注射器。
【請求項４】
前記テーパ付き穿孔要素は、円錐要素であることを特徴とする請求項３に記載の注射器。
【請求項５】
前記破裂部は、推進剤を通過させるための貫通孔を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の注射器。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記破裂部を貫通しており、前記テーパ付き穿孔要素の先端で終端していることを特徴とする請求項５に記載の注射器。
【請求項７】
前記テーパ付き穿孔要素は、前記テーパ付き穿孔要素が周方向において不連続になるように、切抜部を備えており、前記切抜部は、推進剤が前記テーパ付き穿孔要素を通過するのをさらに促進するようになっていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項８】
前記切抜部は、前記周囲の周りに９０°未満の角度にわたって延在していることを特徴とする請求項７に記載の注射器。
【請求項９】
２つ以上の前記破裂部を備えていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１０】
前記破裂性部は、前記破裂性部が破裂したとき、前記第３のチャンバと前記第２のチャンバとの間に推進剤通路を形成するようになっていることを特徴とする請求項２ないし９のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１１】
前記推進剤通路は、前記第３のチャンバから前記第２のチャンバへの推進剤の流量を決定する推進剤導管によって画定されていることを特徴とする請求項１０に記載の注射器。
【請求項１２】
前記推進剤導管は、前記第３のチャンバから前記第２のチャンバへの液体推進剤の流れを最小限に抑えるために、前記第３のチャンバ内に延在していることを特徴とする請求項１１に記載の注射器。
【請求項１３】
前記推進剤導管は、少なくとも０．３ｍｍにわたって前記第３のチャンバ内に延在していることを特徴とする請求項１２に記載の注射器。
【請求項１４】
前記注射器は、前記第２のチャンバに流体連通する第４のチャンバをさらに備えており、
前記第３のチャンバは、破裂時に前記第４のチャンバに流体接続可能になっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項１５】
前記第３のチャンバは、前記第４のチャンバ内に完全に位置していることを特徴とする請求項１４に記載の注射器。
【請求項１６】
前記第４のチャンバは、前記第４のチャンバから前記第２のチャンバへの推進剤の流量を決定する推進剤導管によって、前記第２のチャンバに流体接続されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の注射器。
【請求項１７】
前記推進剤導管は、前記第４のチャンバから前記第２のチャンバへの液体推進剤の流れを実質的に妨げるために、前記第４のチャンバ内に延在していることを特徴とする請求項１６に記載の注射器。
【請求項１８】
前記推進剤導管は、少なくとも０．３ｍｍにわたって、第４のチャンバ内に延在していることを特徴とする請求項１７に記載の注射器。
【請求項１９】
前記第３のチャンバは、推進剤を含むための柔軟な破裂性収容体から構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項２０】
前記柔軟な破裂性収容体は、１つまたは複数のシールによって密封されていることを特徴とする請求項１９に記載の注射器。
【請求項２１】
前記１つまたは複数のシールは、２つの同一材料間に形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の注射器。
【請求項２２】
前記１つまたは複数のシールは、熱融着、超音波融着、または接着剤によって形成されていることを特徴とする請求項１９または２０に記載の注射器。
【請求項２３】
前記柔軟な収容体は、前記推進剤に対して実質的に不透過性の材料から形成されていることを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項２４】
前記材料は、ＨＦＡ１３４ａに対して０．３６５ｇ／（ｍ２・日）未満のガス透過率を有していることを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項２５】
前記材料は、ポリエチレンを含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項２６】
前記材料は、ポリアミドを含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項２７】
前記材料は、ナイロンを含んでいることを特徴とする請求項２６に記載の注射器。
【請求項２８】
前記材料は、実質的にナイロンからなっていることを特徴とする請求項２７に記載の注射器。
【請求項２９】
前記材料は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）を含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項３０】
前記材料は、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）を含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項３１】
前記材料は、ポリエチレンとポリアミドとのラミネートを含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項３２】
前記材料は、ポリエチレンと金属とのラミネートを含んでいることを特徴とする請求項２３または２４に記載の注射器。
【請求項３３】
前記金属は、金属箔であることを特徴とする請求項３２に記載の注射器。
【請求項３４】
前記破裂部は、弁体、弁ステム、および係止部材を有する弁を備えており、前記弁ステムは、
ｉ）前記弁ステムの出口ポートが前記第３のチャンバと流体連通していない非分注位置と、
ｉｉ）前記出口ポートが、前記第３のチャンバから前記弁ステムを通る推進剤の移送を可能にするために、前記第３のチャンバと流体連通している分注位置と、
の間で前記弁体に対して移動可能になっており、
前記係止部材は、いったん前記弁ステムが係止位置を超えて摺動したなら前記非分注位置への前記弁ステムの戻りを阻止するように構成されており、前記第３のチャンバは、前記弁ステムが前記分注位置にあり、前記係止位置を超えているとき、破裂されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の注射器。
【請求項３５】
前記係止部材および前記弁ステムは、相互係合部材を備えており、前記相互係合部材は、
ａ）前記分注位置に向かう前記弁ステムの移動中に互いに接触し、前記分注位置への前記弁ステムの移動を可能にし、
ｂ）前記分注位置に向かって前記係止位置を超えて戻る前記弁ステムの移動が試みられる間に互いに接触し、前記非分注位置に戻る前記弁ステムの移動を阻止する
ようになっていることを特徴とする請求項３４に記載の注射器。
【請求項３６】
相互係合部材は、前記分注位置に向かう前記弁ステムの移動中に互いに接触し、前記相互係合部材の少なくとも１つの撓みまたは他の変形によって、前記分注位置への前記弁ステムの移動を可能にするようになっていることを特徴とする請求項３５に記載の注射器。
【請求項３７】
前記弁ステムの前記相互係合部材は、フランジを備えていることを特徴とする請求項３５または３６に記載の注射器。
【請求項３８】
前記フランジの遠位縁は、前記分注位置への前記弁ステムの移動中に、前記係止部材の前記撓みを促進するように傾斜していることを特徴とする請求項３７に記載の注射器。
【請求項３９】
前記係止部材の前記相互係合部材は、少なくとも１つの柔軟ラッチを備えていることを特徴とする請求項３５ないし３８のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの柔軟ラッチは、弾性挙動を示すものであることを特徴とする請求項３９に記載の注射器。
【請求項４１】
前記弁ステムの前記係止位置は、前記弁ステムの前記相互係合部材が前記係止部材の前記相互係合部材を超えて摺動し、前記係止部材の前記相互係合部材から離脱する点として、画定されていることを特徴とする請求項３５ないし４０のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４２】
前記弁は、前記弁ステムを前記非分注位置に付勢するための付勢部材をさらに備えていることを特徴とする請求項３４ないし４１のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４３】
前記付勢部材は、圧縮バネであることを特徴とする請求項４２に記載の注射器。
【請求項４４】
前記注射器は、トリガー手段であって、前記トリガー手段の作動時に動作を開始するようになっている、トリガー手段をさらに備えており、前記トリガー手段は、前記第２のチャンバ内の圧力が所定条件を満たしたときに作動するようになっていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４５】
前記所定温度は、周囲温度であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４６】
前記所定温度は、１５℃と３０℃との間であることを特徴とする請求項１ないし４４のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４７】
前記温度は、２０℃と２５℃との間であることを特徴とする請求項４６に記載の注射器。
【請求項４８】
前記所定温度は、周囲温度よりも高いことを特徴とする請求項１ないし４４のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項４９】
前記第１の時間間隔は、１．０秒未満であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５０】
前記第２の時間間隔は、１５秒未満であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５１】
前記第１の圧力は、０．１バールよりも高いことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５２】
前記第１の圧力は、２バールよりも高いことを特徴とする、請求項５１に記載の注射器。
【請求項５３】
前記第１の圧力は、１５バールよりも低いことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５４】
前記第１の圧力は、前記蒸発した推進剤の瞬間体積の周囲温度における前記推進剤の前記蒸気圧と実質的に等しいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５５】
前記第２の圧力は、前記第１の圧力の９９％未満であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５６】
前記第２の圧力は、前記第１の圧力の５０％よりも大きいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５７】
前記第１の圧力と前記第２の圧力との間の差は、０．１バールよりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし５５のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５８】
前記第２のチャンバ内の推進剤に熱を供給するかまたは前記第２のチャンバ内の推進剤から熱を除去するようにそれぞれ構成された冷却手段または加熱手段をさらに備えていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項５９】
前記冷却手段は、冷媒を受け入れるための冷媒通路を備えており、前記冷媒通路は、冷媒によって前記バレルからの熱の除去を可能にするために、前記バレルに近接して配置されていることを特徴とする、請求項５８に記載の注射器。
【請求項６０】
前記冷媒通路は、前記バレルの後端から前記バレルに沿って前記バレルの前記前端に向かう冷媒の移動を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項５９に記載の注射器。
【請求項６１】
前記冷媒通路は、前記バレルの前記後端から前記通路に沿って前記バレルの前記前端に向かう移動の後、注入部位への冷媒の付与を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項６０に記載の注射器。
【請求項６２】
前記第３のチャンバは、推進剤を前記冷媒通路に供給するように配置されており、前記供給される推進剤は、前記冷媒であることを特徴とする、請求項５８ないし６０のいずれか一項に従属する請求項６１に記載の注射器。
【請求項６３】
前記冷却または加熱手段は、前記第２のチャンバ内に配置された熱伝達部品を備えており、前記熱伝達部品は、前記注射器の作動の後に前記第２のチャンバ内の推進剤から熱を除去するかまたは前記第２のチャンバ内の推進剤に熱を供給するための比熱容量を有していることを特徴とする、請求項５８ないし６２のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項６４】
前記熱伝達部品は、金属を含んでいることを特徴とする、請求項６３に記載の注射器。
【請求項６５】
前記冷却手段は、絶縁構成部品を備えており、前記絶縁構成部品は、環境から前記バレルを絶縁するように配置され、これによって、環境から前記バレルへの熱伝達を低減させるようになっていることを特徴とする、請求項５８ないし６４のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項６６】
前記第３のチャンバ内に流体推進剤をさらに備えている、先行する請求項のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項６７】
前記流体推進剤は、主に液体として前記第２のチャンバに入るように構成されていることを特徴とする、請求項６６に記載の注射器。
【請求項６８】
前記流体推進剤は、主にガスとして前記第２のチャンバに入るように構成されていることを特徴とする、請求項６６に記載の注射器。
【請求項６９】
前記流体推進剤は、ヒドロフルオロアルカン（ＨＦＡ）を含んでいることを特徴とする、請求項６６ないし６８のいずれか一項に記載の注射器。
【請求項７０】
前記ＨＦＡは、ＨＦＡ１３４ａであることを特徴とする、請求項６９に記載の注射器。
【請求項７１】
注射器を設計する方法であって、
前記注射器は、
薬剤を含むためのバレルであって、出口を有している、バレルと、
第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離して入るストッパーであって、前記第１のチャンバは、前記ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤を含むように構成されており、前記第２のチャンバは、前記ストッパーの軸方向後方に位置しており、前記注射器の作動時に、前記ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、前記ストッパーを前記バレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を前記出口を通して放出させるように、構成されている、ストッパーと、
を備えている、方法において、
前記注射器の作動の後に前記ストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすために、
ｉ）前記注射器の熱特性を選択するステップと、
ｉｉ）前記第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合を決定するステップと、
ｉｉｉ）前記第２のチャンバに入る前記推進剤の相を決定するステップと、
の１つまたは複数を含んでいることを特徴とする、方法。
【請求項７２】
前記注射器の作動の後に前記ストッパーに作用する流体の前記所望の圧力プロフィルをもたらすために前記注射器の前記熱特性を選択する前記ステップは、コンピューター実行計算によって行なわれるようになっていることを特徴とする、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記注射器の作動の後に前記ストッパーに作用する流体の前記所望の圧力プロフィルをもたらすのに必要な前記決定された熱特性を有する注射器を製造するステップをさらに含んでいることを特徴とする、請求項７１または７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記注射器の作動の後に前記ストッパーに作用する流体の前記所望の圧力プロフィルをもたらすために前記注射器の前記熱特性を選択する前記ステップは、
ａ．前記注射器の作動の後に注射器のバレル内の流体推進剤の第１の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｂ．前記第１の決定された圧力プロフィルを前記所望の圧力プロフィルと比較するステップと、
を有し、
もし前記第１の決定された圧力プロフィルが前記所望の圧力プロフィルと略等しくない場合に、
ｃ．前記注射器の作動後に前記バレル内の流体推進剤への前記熱伝達を変更するために、前記注射器の設計を修正するステップと、
ｄ．前記修正された注射器の作動後に前記修正された注射器の前記バレル内の流体推進剤の第２の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｅ．前記第２の決定された圧力プロフィルを前記所望の圧力プロフィルと比較するステップと、
ｆ．前記第２の決定された圧力プロフィルが前記所望の圧力プロフィルと略等しくなるまで、前記ステップｂ）−ｅ）を繰り返すステップと、
を有することを特徴とする、請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記注射器の作動後に前記バレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために前記注射器の前記設計を修正する前記ステップは、前記注射器の設計に冷却手段を組み入れることを含んでおり、前記冷却手段は、前記修正された注射器の作動後に前記バレル内の前記流体推進剤への熱伝達を低減させるように構成されていることを特徴とする、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記注射器の作動の後に前記バレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために前記注射器の前記設計を修正する前記ステップは、前記注射器の設計に加熱手段を組み入れることを含んでおり、前記加熱手段は、前記修正された注射器の作動の後に前記バレル内の前記流体推進剤への熱伝達を増大させるように構成されていることを特徴とする、請求項７４に記載の方法。
【請求項７７】
前記注射器の作動の後に前記バレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために前記注射器の前記設計を修正する前記ステップは、前記注射器の設計に熱絶縁手段を組み入れることを含んでおり、前記熱絶縁手段は、前記修正された注射器の作動の後に前記バレル内の前記流体推進剤への熱伝達を低減させるように構成されていることを特徴とする、請求項７４に記載の方法。
【請求項７８】
前記注射器の作動の後に前記バレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために前記注射器の前記設計を修正する前記ステップは、前記注射器の設計に熱伝導手段を組み入れることを含んでおり、前記熱伝導手段は、前記修正された注射器の作動の後に前記バレル内の前記流体推進剤への熱伝達を増大させるように構成されていることを特徴とする、請求項７４に記載の方法。
【請求項７９】
第１の圧力プロフィルを決定する前記ステップおよび第２の圧力プロフィルを決定する前記ステップは、各々、圧力の測定を含んでいることを特徴とする、請求項７４ないし７８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８０】
第１の圧力プロフィルを決定する前記ステップは、計算を含んでいることを特徴とする、請求項７４ないし７９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８１】
第２の圧力プロフィルを決定する前記ステップは、計算を含んでいることを特徴とする、請求項７４ないし８０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８２】
前記または各々の計算は、コンピューター実行計算であることを特徴とする、請求項８０または８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記注射器の前記設計を修正する前記ステップは、コンピューター実行ステップであることを特徴とする、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
先行する請求項のいずれかの方法によって決定された前記所望の圧力プロフィルと略等しい第２の圧力プロフィルを有する前記修正された注射器の設計に従って、注射器を製造するステップをさらに含んでいることを特徴とする、請求項７４ないし８３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８５】
前記第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合を決定する前記ステップは、前記第２のチャンバ内への推進剤の流れを所望量だけ拘束する拘束部を形成することを含んでいることを特徴とする、請求項７１ないし８４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８６】
前記第２のチャンバに入る推進剤の前記相を決定する前記ステップは、液体推進剤が前記第２のチャンバに入るのを制限または阻止するが、ガス状推進剤が前記第２のチャンバに入るのを許容する構成を設けることを含んでいることを特徴とする、請求項７１ないし８５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８７】
添付の図面を参照して本明細書に実質的に記載されている所定温度で沸騰する推進剤によって推進可能な注射器。
【請求項８８】
添付の図面を参照して本明細書に実質的に記載されている注射器を設計する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置に関し、詳細には、一回分の薬剤を送達するための注射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動的に作動可能な注射器が知られている。これらの注射器は、一回分の薬剤を患者に送達するために、バネまたは圧縮ガスのような動力源を備えている。典型的には、注射器は、一回分の薬剤を含むためのチャンバを画定するバレルと、薬剤を圧縮し、該薬剤をバレルの開口の外に押し出すためのプランジャーロッドに接続された可動ストッパーと、を有している。さらに複雑な装置では、例えば、プランジャーロッドまたは駆動バネの軸方向位置によって決定される順序で作動される追加的な特徴部が設けられている。このような装置では、プランジャーロッドなどの軸方向位置は、薬剤送達の段階を表している。このような特徴の例として、装置外または装置内へのニードルの移動、およびニードル保護位置とニードル露出位置との間の移動が挙げられる。
【０００３】
極めて粘度の高い皮膚充填剤を投与するために用いられる内蔵型加圧注入装置が、特許文献１（Aesthetic Sciences Corporation）に記載されている。この装置は、加圧流体容器、レギュレーター、および付勢部材を有するアクチュエータアセンブリを備えている。加圧流体容器は、装置を選択的に作動させるために、第１の閉位置と第２の開位置との間で移動するように構成されている。付勢部材は、加圧流体容器を第１の閉位置に向かって付勢している。
【０００４】
特許文献２（Amisar et al.）は、流体を静脈に投与するための装置を記載している。この装置では、容器に含まれた液化ガスが容器内で蒸発し、蒸気として容器から流出し、装置内のピストンに蒸気圧を供給し、これによって、薬剤を装置から流出させ、投与するようになっている。いくつかの記載されている実施形態では、液化ガス容器は、該容器を一定温度に維持するための加熱要素を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００９／０８６２５０号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００７３１６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態の目的は、所定温度で沸騰する推進剤によって推進可能な注射器装置であって、先行技術と比較して改良された信頼性および制御をもたらす、注射器装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態の他の目的は、所定温度において沸騰する推進剤によって推進可能な注射器装置であって、連続操作可能なオートインジェクター装置に用いられる注射器装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、添付の請求項によって規定されている。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、所定温度で沸騰する推進剤によって推進可能な注射器であって、
前端に出口を有するバレルと、
バレル内において軸方向に移動可能なストッパーと、
を備えており、
ストッパーは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離しており、第１のチャンバは、ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤を含むように構成されており、第２のチャンバは、ストッパーの軸方向後方に位置しており、注射器の作動時に、ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を出口を通して放出させるように、構成されており、
注射器は、破裂部および推進剤を含むための第３のチャンバをさらに備えており、第３のチャンバは、破裂可能になっており、
破裂部は、注射器の作動時に第３のチャンバを破裂させ、第３のチャンバを第２のチャンバに流体接続させ、第３のチャンバから液体推進剤を放出させ、これによって、第２のチャンバ内の圧力が所定温度または所定温度を超える温度で増大し、ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を第１のチャンバから出口を通して放出させるように、構成されており、
推進剤が第２のチャンバ内に放出されたとき、第２のチャンバ内の圧力は、第１の時間間隔にわたって第１の圧力に増大し、ストッパーを軸方向前方に移動させ、薬剤を第１のチャンバから出口を通して放出し始めるようになっており、
注射器は、薬剤が第１のチャンバから放出されている間に第２のチャンバ内の圧力が第２の時間間隔にわたって第１の圧力から第２の圧力に変化するように、構成されており、
薬剤の実質的に全てが第１のチャンバから放出されたとき、第２のチャンバ内の圧力は、第３の時間間隔にわたって第３の圧力に向かって増大し、
第２の圧力の大きさおよび第３の時間間隔中の第２のチャンバ内の圧力の増大の割合は、第２のチャンバを画定する注射器の構成部品の熱伝達率、第２のチャンバへの推進剤の送達の割合、および第２のチャンバ内への送達中の推進剤の相によって制御されるようになっており、
第３の圧力は、蒸発した推進剤の瞬間体積の周囲温度における推進剤の蒸気圧に実質的に等しく、第３の圧力において、注射器は、液体推進剤を含んでいる、
注射器が提供されている。
【００１０】
第３のチャンバから液体推進剤を放出することによって、該液体推進剤は、その周囲からの熱を利用して蒸発することができる。推進剤は、液化ガスである。液化ガスは、破裂前の第３のチャンバ内において、液体と飽和蒸気との間で平衡状態にある。第３のチャンバは、十分な推進剤を含んでおり、薬剤の全てが放出されたときに液体推進剤が注射器内に残るのに十分な液体推進剤を放出するようになっている。従って、推進剤は、送達の終了時に飽和蒸気と平衡状態にある液体を含む液化ガスであり、これによって、第３の圧力を推進剤の瞬間体積の周囲温度における推進剤の蒸気圧と等しくすることができ（実際、このような蒸気圧によって規定することができる）。このような構成によって、信頼性の高い制御可能な送達を容易にするより一定の圧力を維持することができる。加えて、液体を第３のチャンバから分注することによって、第２のチャンバへのエネルギー送達の比率を操作する上での融通性を高めることができる。
【００１１】
対照的に、もし液体推進剤が第３のチャンバ内に残っている場合、該液体推進剤は、存在する熱エネルギーによって蒸発され、急速に冷却されるだろう。この冷却は、低蒸気圧を生じさせ、温度低下をもたらし、これによって、液体推進剤のさらなる沸騰が停止することになる。明らかなことではあるが、このような状況は、注射器内において極めて望ましくない。何故なら、患者に対する一回分の薬剤の送達不良は、致命的ではないにしても、深刻な結果をもたらすことがあるからである。いくつかの実施形態において、本発明は、追加的な加熱手段を必要とすることなく、このおそれを最小限に抑え、これによって、装置の全体の複雑さを簡素化し、部品欠損のおそれを低減させることに努めている。それにも関わらず、代替的実施形態では、追加的な加熱手段が設けられてもよい。
【００１２】
本発明において、雰囲気圧（または他の適切な異なる相対圧）への推進剤の急速な暴露による推進剤の迅速な沸騰を可能にすることによって、推進剤内の乱流を促進させることができる。この乱流は、第３のチャンバからの液体推進剤の漏出を容易にする。付加的または代替的に、第３のチャンバからの液体推進剤の漏出を促進するために、第３のチャンバ内における液体推進剤の質量中心は、好ましくは、開口に近いとよい。これを達成するための１つの方法は、第３のチャンバを充填剤によって可能な限り十分に満たすことである。
【００１３】
任意選択的および／または好ましい特徴は、添付の従属請求項に規定されている。
【００１４】
特に、第３のチャンバは、破裂性部を有していてもよい。破裂部は、テーパ付き穿孔要素を備えていてもよい。テーパ付き穿孔要素は、円錐要素であってもよい。破裂部は、推進剤を通過させるための貫通孔を備えていてもよい。貫通孔は、破裂部を貫通し、テーパ付き穿孔要素の先端で終端していてもよい。テーパ付き穿孔要素は、テーパ付き穿孔要素が周方向において不連続になるように、切抜部を備えていてもよく、切抜部は、推進剤がテーパ付き穿孔要素を通過するのをさらに促進するようになっていてもよい。切抜部は、周囲の周りに９０°未満の角度にわたって延在していてもよい。注射器は、２つ以上の前記破裂部を備えていてもよい。
【００１５】
破裂性部は、破裂性部が破裂したとき、第３のチャンバと第２のチャンバとの間に推進剤通路を形成するようになっていてもよい。推進剤通路は、第３のチャンバから第２のチャンバへの推進剤の流量を決定する推進剤導管によって画定されていてもよい。推進剤導管は、第３のチャンバから第２のチャンバへの液体推進剤の流れを最小限に抑えるために、第３のチャンバ内に延在していてもよい。推進剤導管は、少なくとも０．３ｍｍにわたって前記第３のチャンバ内に延在していてもよい。
【００１６】
注射器は、前記第２のチャンバに流体連通する第４のチャンバをさらに備えていてもよく、第３のチャンバは、破裂時に前記第４のチャンバに流体接続可能になっていてもよい。  前記第３のチャンバは、前記第４のチャンバ内に完全に位置していてもよい。前記第４のチャンバは、第４のチャンバから第２のチャンバへの推進剤の流量を決定する推進剤導管によって、前記第２のチャンバに流体接続されていてもよい。推進剤導管は、第４のチャンバから第２のチャンバへの液体推進剤の流れを実質的に妨げるために、第４のチャンバ内に延在していてもよい。推進剤導管は、少なくとも０．３ｍｍにわたって、第４のチャンバ内に延在していてもよい。
【００１７】
第３のチャンバは、推進剤を含むための柔軟な破裂性収容体から構成されていてもよい。  柔軟な破裂性収容体は、１つまたは複数のシールによって密封されていてもよい。前記１つまたは複数のシールは、２つの同一材料間に形成されていてもよい。前記１つまたは複数のシールは、熱融着、超音波融着、または接着剤によって形成されていてもよい。柔軟な収容体は、前記推進剤に対して実質的に不透過性の材料から形成されていてもよい。  前記材料は、ＨＦＡ１３４ａに対して０．３６５ｇ／（ｍ２・日）未満のガス透過率を有していてもよい。前記材料は、ポリエチレン、ポリアミド、またはナイロンを含んでいてもよい。前記材料は、実質的にナイロンからなっていてもよい。前記材料は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）を含んでいてもよい。前記材料は、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）を含んでいてもよい。前記材料は、ポリエチレンとポリアミドとのラミネートを含んでいてもよい。前記材料は、ポリエチレンと金属とのラミネートを含んでいてもよい。  前記金属は、金属箔であってもよい。
【００１８】
破裂部は、弁体、弁ステム、および係止部材を有する弁を備えていてもよく、弁ステムは、
ｉ）弁ステムの出口ポートが第３のチャンバと流体連通していない非分注位置と、
ｉｉ）出口ポートが、第３のチャンバから弁ステムを通る推進剤の移送を可能にするために、第３のチャンバと流体連通している分注位置と、
の間で弁体に対して移動可能になっていてもよく、
係止部材は、いったん弁ステムが係止位置を超えて摺動したなら非分注位置への弁ステムの戻りを阻止するように構成されていてもよく、第３のチャンバは、弁ステムが分注位置にあり、係止位置を超えているとき、破裂されるようになっていてもよい。
【００１９】
係止部材および弁ステムは、相互係合部材を備えており、相互係合部材は、
ａ）分注位置に向かう弁ステムの移動中に互いに接触し、分注位置への弁ステムの移動を可能にし、
ｂ）分注位置に向かって係止位置を超えて戻る弁ステムの移動が試みられる間に互いに接触し、非分注位置に戻る弁ステムの移動を阻止する
ようになっていてもよい。
【００２０】
相互係合部材は、分注位置に向かう弁ステムの移動中に互いに接触し、相互係合部材の少なくとも１つの撓みまたは他の変形によって、分注位置への弁ステムの移動を可能にするようになっていてもよい。弁ステムの相互係合部材は、フランジを備えていてもよい。  フランジの遠位縁は、分注位置への弁ステムの移動中に、係止部材の撓みを促進するように傾斜していてもよい。係止部材の相互係合部材は、少なくとも１つの柔軟ラッチを備えていてもよい。少なくとも１つの柔軟ラッチは、弾性挙動を示すものであってもよい。弁ステムの係止位置は、弁ステムの相互係合部材が係止部材の相互係合部材を超えて摺動し、係止部材の相互係合部材から離脱する点として、画定されていてもよい。
【００２１】
弁は、弁ステムを非分注位置に付勢するための付勢部材をさらに備えていてもよい。  付勢部材は、圧縮バネであってもよい。
【００２２】
注射器は、トリガー手段であって、トリガー手段の作動時に動作を開始するようになっている、トリガー手段をさらに備えていてもよく、トリガー手段は、第２のチャンバ内の圧力が所定条件を満たしたときに作動するようになっていてもよい。前記所定温度は、周囲温度であってもよい。前記所定温度は、１５℃と３０℃との間または２０℃と２５℃との間であってもよい。前記所定温度は、周囲温度よりも高くてもよい。
【００２３】
第１の時間間隔は、１．０秒未満であってもよい。第２の時間間隔は、１５秒未満であってもよい。第１の圧力は、０．１バール（１０ｋＰａ）よりも高くてもよく、または２バールよりも高くてもよい。第１の圧力は、１５バールよりも低くてもよい。
【００２４】
第１の圧力は、蒸発した推進剤の瞬間体積の周囲温度における推進剤の蒸気圧と実質的に等しくてもよい。
【００２５】
第２の圧力は、前記第１の圧力の９９％未満であってもよい。
【００２６】
第２の圧力は、第１の圧力の５０％よりも大きくてもよい。
【００２７】
第１の圧力と第２の圧力との間の差は、０．１バールよりも大きくてもよい。
【００２８】
注射器は、第２のチャンバ内の推進剤に熱を供給するかまたは第２のチャンバ内の推進剤から熱を除去するようにそれぞれ構成された冷却手段または加熱手段をさらに備えていてもよい。前記冷却手段は、冷媒を受け入れるための冷媒通路を備えていてもよく、冷媒通路は、冷媒によってバレルからの熱の除去を可能にするために、バレルに近接して配置されていてもよい。前記冷媒通路は、バレルの後端からバレルに沿ってバレルの前端に向かう冷媒の移動を可能にするように、構成されていてもよい。前記冷媒通路は、バレルの後端から通路に沿ってバレルの前端に向かう移動の後、注入部位への冷媒の付与を可能にするように、構成されていてもよい。
【００２９】
前記第３のチャンバは、推進剤を前記冷媒通路に供給するように配置されていてもよく、前記供給される推進剤は、前記冷媒であってもよい。
【００３０】
前記冷却または加熱手段は、第２のチャンバ内に配置された熱伝達部品を備えていてもよく、熱伝達部品は、注射器の作動の後に第２のチャンバ内の推進剤から熱を除去するかまたは第２のチャンバ内の推進剤に熱を供給するための比熱容量を有していてもよい。  前記熱伝達部品は、金属を含んでいてもよい。
【００３１】
前記冷却手段は、絶縁構成部品を備えていてもよく、絶縁構成部品は、環境から前記バレルを絶縁するように配置され、これによって、環境からバレルへの熱伝達を低減させるようになっていてもよい。
【００３２】
注射器は、第３のチャンバ内に流体推進剤をさらに備えていてもよい。前記流体推進剤は、主に液体として前記第２のチャンバに入るように構成されていてもよい。前記流体推進剤は、主にガスとして前記第２のチャンバに入るように構成されていてもよい。前記流体推進剤は、ヒドロフルオロアルカン（ＨＦＡ）を含んでいてもよく、ＨＦＡ１３４ａであってもよい。
【００３３】
本発明の第２の態様によれば、注射器を設計する方法であって、注射器は、
薬剤を含むためのバレルであって、出口を有している、バレルと、
第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離して入るストッパーであって、第１のチャンバは、ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤を含むように構成されており、第２のチャンバは、ストッパーの軸方向後方に位置しており、注射器の作動時に、ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を出口を通して放出させるように、構成されている、ストッパーと、
を備えている、方法において、
注射器の作動の後にストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすために、
ｉ）注射器の熱特性を選択するステップと、
ｉｉ）第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合を決定するステップと、
ｉｉｉ）第２のチャンバに入る前記推進剤の相を決定するステップと、
の１つまたは複数を含んでいる、方法が提供されている。
【００３４】
注射器の作動の後にストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすために注射器の熱特性を選択する前記ステップは、コンピューター実行計算によって行なわれるようになっていてもよい。
【００３５】
本方法は、注射器の作動の後にストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすのに必要な決定された熱特性を有する注射器を製造するステップをさらに含んでいてもよい。
【００３６】
注射器の作動の後にストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすために注射器の前記熱特性を選択するステップは、
ａ．注射器の作動の後に注射器のバレル内の流体推進剤の第１の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｂ．第１の決定された圧力プロフィルを所望の圧力プロフィルと比較するステップと、
を含んでいてもよく、もし第１の決定された圧力プロフィルが所望の圧力プロフィルと略等しくない場合、
ｃ．注射器の作動後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために、注射器の設計を修正するステップと、
ｄ．修正された注射器の作動後に修正された注射器のバレル内の流体推進剤の第２の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｅ．第２の決定された圧力プロフィルを所望の圧力プロフィルと比較するステップと、
ｆ．第２の決定された圧力プロフィルが所望の圧力プロフィルと略等しくなるまで、ステップｂ）−ｅ）を繰り返すステップと、
を行うようになっていてもよい。
【００３７】
注射器の作動後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために注射器の設計を修正するステップは、注射器の設計に冷却手段を組み入れることを含んでいてもよく、冷却手段は、修正された注射器の作動後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を低減させるように構成されていてもよい。
【００３８】
注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために注射器の設計を修正するステップは、注射器の設計に加熱手段を組み入れることを含んでいてもよく、加熱手段は、修正された注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を増大させるように構成されていてもよい。
【００３９】
注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために注射器の設計を修正するステップは、注射器の設計に熱絶縁手段を組み入れることを含んでいてもよく、熱絶縁手段は、修正された注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を低減させるように構成されていてもよい。
【００４０】
注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を変更するために注射器の設計を修正するステップは、注射器の設計に熱伝導手段を組み入れることを含んでいてもよく、熱伝導手段は、修正された注射器の作動の後にバレル内の流体推進剤への熱伝達を増大させるように構成されていてもよい。
【００４１】
第１の圧力プロフィルを決定するステップおよび第２の圧力プロフィルを決定するステップは、各々、圧力の測定を含んでいてもよい。第１の圧力プロフィルを決定するステップは、計算を含んでいてもよい。第２の圧力プロフィルを決定するステップは、計算を含んでいてもよい。前記または各々の計算は、コンピューター実行計算であってもよい。  注射器の設計を修正するステップは、コンピューター実行ステップであってもよい。
【００４２】
本方法は、先行する請求項のいずれかの方法によって決定された所望の圧力プロフィルと略等しい第２の圧力プロフィルを有する修正された注射器の設計に従って、注射器を製造するステップをさらに含んでいてもよい。
【００４３】
第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合を決定するステップは、第２のチャンバ内への推進剤の流れを所望量だけ拘束する拘束部を形成することを含んでいてもよい。
【００４４】
第２のチャンバに入る推進剤の相を決定するステップは、液体推進剤が第２のチャンバに入るのを制限または阻止するが、ガス状推進剤が第２のチャンバに入るのを許容する構成を設けることを含んでいてもよい。
【００４５】
本明細書に開示されている非相互排他的な全ての特徴の組合せは、本発明の範囲内にある。
【００４６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態についてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】推進剤の内蔵型破裂性収容体を備える本発明の実施形態による注射器の略断面図である。
【図１Ｂ】破裂性推進剤チャンバを備える本発明の代替的実施形態による注射器の略断面図である。
【図１Ｃ】部分的に破裂性可能な分離壁を有する推進剤チャンバを備える本発明の代替的実施形態による注射器の略断面図である。
【図１Ｄ】推進剤の内蔵型破裂性収容体を含む推進剤チャンバを備える本発明の代替的実施形態による注射器の略断面図である。
【図１Ｅ】推進剤チャンバ内に延在する流体導管を追加的に備える図１Ｄの注射器の略断面図である。
【図１Ｆ】部分的に破裂可能な分離壁および推進剤チャンバ内に延在する流体導管を有する推進剤チャンバを備える本発明の代替的実施形態による注射器の略断面図である。
【図２】本発明による推進剤を含むための収容体の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による推進剤を含むための収容体の代替的実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による破裂部を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による代替的破裂部を示す図である。
【図６Ａ．６Ｂ】圧縮ガスリザーバーがシステムの内部空間に対して大きい先行技術による圧縮ガス駆動注射器の時間依存ガス量プロフィルを示す図、および対応する時間依存圧力プロフィルを示す図である。
【図７Ａ．７Ｂ】圧縮ガスリザーバーがシステムの内部空間に対して小さい先行技術による圧縮ガス駆動注射器の時間依存ガス量プロフィルを示す図、および対応する時間依存圧力プロフィルを示す図である。
【図８Ａ．８Ｂ】本発明の実施形態による推進剤駆動注射器の時間依存ガス量プロフィルを示す図、および対応する時間依存圧力プロフィルを示す図である。
【図９】液体推進剤が第２のチャンバ内に導入されるようになっている本発明による注射器の第２のチャンバ内の推進剤の蒸気圧対時間の圧力プロフィルを示す図である。
【図１０】ガス状および液状推進剤が第２のチャンバ内に導入されるようになっている本発明による注射器の第２のチャンバ内の推進剤の蒸気圧対時間の圧力プロフィルを示す図である。
【図１１】ガス状の推進剤のみが第２のチャンバ内に導入されるようになっている本発明による注射器の第２のチャンバ内の推進剤の蒸気圧対時間の圧力プロフィルを示す図である。
【図１２】第２のチャンバ内の推進剤が送達中に積極的に冷却されるようになっている本発明による注射器の第２のチャンバ内の推進剤の蒸気圧対時間の圧力プロフィルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明の実施形態による注射器１０が、図１Ａに示されている。注射器１０は、バレル１２を有している。バレル１２は、前端における出口１４およびバレル１２内に配置されたストッパー１６を有している。ストッパー１６は、十分な軸方向力を受けたときにバレル１２内において軸方向に移動可能になっている。バレル１２は、後端にフィンガーフランジ１２ａを有している。しかし、本発明の範囲内において、いくつかの注射器は、フィンガーフランジを備えていなくてもよい。ストッパー１６は、第１のチャンバ１８および第２のチャンバ２０を画定しており、かつ互いに分離している。第１のチャンバ１８は、ストッパー１６の軸方向前方に位置しており、薬剤、特に、液体薬剤のような物質を含むように構成されている。以下、第１のチャンバ１８は、初めに薬剤を含んでいると見なされる。しかし、当業者であれば、他の代替的物質が含まれていてもよいことを理解するだろう。第２のチャンバ２０は、ストッパー１６の軸方向後方に位置しており、推進剤源から推進剤を受け入れるように構成されている。図１Ａの注射器では、推進剤源は、収容体２１である。収容体２１は、推進剤を含む第３のチャンバ２２を画定する破裂性壁２４を備えている。
【００４９】
加えて、注射器１０は、破裂部（図示せず）を有している。破裂部は、推進剤を第２のチャンバ２０内に入れるために、破裂性壁２４を破裂させ、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０とを不可逆的に流体接続させるように構成されている。すなわち、破裂性壁２４は、脆弱になっているかまたは破れやすくなっており、いったん破断または開裂したなら、再閉鎖または再密封するための追加的な手段を用いることなく、再閉鎖または再密封することができない。破裂性壁２４は、好ましくは、収容体２１の形状が変化するように、少なくとも部分的に柔軟であるとよい。
【００５０】
本発明の範囲内において、いったん流体接続が第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に達成されたなら、この流体接続は、維持され、閉鎖または封止されることがない。以下にさらに詳細に説明するように、これは、本発明による注射器１０の所望の熱力学的特性にとって必要不可欠である。第３のチャンバ２２の特性にもよるが、破裂部は、破裂性壁２４（または、他の実施形態では、第３のチャンバ２２の少なくとも一部を画定する同様の破裂性要素）を薄く切るか、破裂させるか、破断させるか、穿孔するか、またはそれ以外の方法によって開口を形成し、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に流体接続をもたらすように構成されたニードルまたは他の適切な要素であるとよい。破裂部がニードルまたは同様の穿孔要素である場合、破裂性壁２４の破裂、破断、または穿孔時に、破裂部自体が第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に新たに形成された流路を完全に遮断しないように、該破裂部は、フック形状、中空形状、またはそれ以外の形状を有していると好ましい。破裂部が中空形状を有する場合、推進剤は、第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０に向かって中空部分を通って流れることになる。他の実施形態では、破裂部は、破裂機構によって破裂性壁２４を破裂させるための装置からなっていてもよい。すなわち、破裂部は、第３のチャンバ２２内の圧力が増大するように収容体２１に力を加え、その結果、破裂性壁２４を破裂させ、これによって、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に流体接続をもたらすように、作用するようになっていてもよい。いくつかの実施形態では、破裂部は、第３のチャンバ２２を破裂させるために、第３のチャンバ２２に向かって移動するようになっていてもよい。他の実施形態では、第３のチャンバ２２が破裂部に向かって移動し、これによって、第３のチャンバ２２の破裂を生じさせるようになっていてもよい。図４は、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に恒久的な流体接続をもたらすための本発明の実施形態による破裂部５１０の例を示している。破裂部５１０は、切抜部５１２ａおよび切抜部５１２ａを貫通する孔５１２ｂを有する円錐要素５１２を備えている。円錐要素５１２は、基部５１４から突出しており、基部５１４を孔５１２ｂが貫通している。使用時に、円錐要素５１２は、第３のチャンバ２２の破裂性壁を穿孔する。この穿孔は、流体接続を第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に孔５１２ｂを介してもたらすのに、比較的小さい力しか必要としない。円錐要素５１２のテーパ輪郭は、破裂部５１０が破裂性壁に向かってさらに前進するにつれて、円錐要素５１２が生じた孔を大きくすることを意味しており、これによって、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間の流体経路が塞がれないことが確実になる。切抜部５１２ａによって、孔を効果的に形成し、破裂部５１０自体が生じさせた孔を封止するおそれを最小限に抑えることが確実になる。第３のチャンバ２２からの流体の放出は、最小限に抑えられる。孔５１２ｂの存在によって、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間における液状推進剤およびガス状推進剤の両方の直接的かつ効果的な通過が容易になる。
【００５１】
破裂部５１０の形状（例えば、基部５１４の形状）は、多数の破裂部が同一の破裂性壁に作用するように互いに近接して配置されるように、形成されてもよい。一例として、図５は、単一の破裂性壁に作用するように適切に近接配置された２つの同一破裂部５１０を示している。多数の破裂部の使用は、（一般的に）第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０へのより多くの流体の移送を容易にする。１つまたは複数の破裂部は、第３のチャンバ２２をどのような方向からどのような方位に破裂させてもよい。特定の注射器に応じて、第３のチャンバ２２からの推進剤の放出を最大にするかまたはそれ以外に制御するために、第３のチャンバ２２を特定の点においてまた特定の方向に沿って破裂させると、好ましい。
【００５２】
本発明の破裂部を形成するために、非円錐状であるがテーパが付された他の要素が用いられてもよい。このような場合、テーパ付き要素は、流体流れを改良し、破裂要素が破裂性壁に新たに形成された孔を封止するおそれを最小限に抑えるために、切抜部を備えていると好ましい。付加的または代替的に、破裂部は、第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０に流体を通すための貫通孔を備えていると好ましい。
【００５３】
推進剤は、所定温度において蒸発するものである。この所定温度は、いかなる場合でも、使用時にシステムの局部的な操作温度未満でなければならない。特に好ましい推進剤は、ヒドロフルオロアルカン（ＨＦＡ）であるかまたはＨＦＡを含んでいるとよい。何故なら、ＨＦＡは、微孔ニードル注射器内において水溶液と共に用いられるのに適する圧力をもたらすからである。ＨＦＡ１３４ａは、−２６．４℃で沸騰し、送達される薬剤が冷凍されている時でも十分な圧力をもたらすことができる。他の実施形態では、推進剤は、使用中に増大する圧力をもたらす低沸点を有していてもよく、これは、高粘度薬剤の送達に特に有益である。例えば、ＨＦＡ４２２ｄは、−４６．２℃とー４１．５℃との間の沸点を有している。同様に、ＨＦＡ５０７ｃは、−４６．９℃の沸点を有している。代替的実施形態では、推進剤は、患者または他の熱源のような外部源からの追加的なエネルギーを必要とすることなく、薬剤を駆動させるのに十分な圧力を生じることはできないように、より高い温度で沸騰するようになっていてもよい。例えば、ＨＦＡ１２３は、＋２７．９℃で沸騰する。同様に、ＨＦＡ２４５ｆａは、＋１５．３℃の沸点を有している。
【００５４】
第３のチャンバ２２が第２のチャンバ２０に流体連通するとき、推進剤が第２のチャンバ２０内に放出される。所定の温度において、第２のチャンバ２０内に放出された推進剤は、当初、その液相にある。仮に推進剤が所定温度を超える温度にあっても、推進剤が存在する空間が封じ込められていることに起因して、該推進剤の一部は、当初、その液相にある。
【００５５】
この液体推進剤の一部は、該推進剤が晒されている熱（例えば、周囲熱）によって蒸発し、これによって、ガス相推進剤を第２のチャンバ２０にもたらすことになる。推進剤の蒸発は、液体推進剤から潜熱の吸収を必要とするので、蒸発のプロセスは、残っている液体推進剤を冷却させることになる。この冷却によって、液体推進剤に直接作用する蒸気圧は、その初期の開始温度（すなわち、周囲温度）における蒸気圧よりも低くなる。にもかかわらず、第２のチャンバ２０内の圧力は、十分に増大し始めており、その結果、ストッパー１６がバレル１２内において軸方向前方に移動し、これによって、第１のチャンバ１８の容積を縮小させ、第１のチャンバ１８内に保持された薬剤を加圧することになる。加圧された薬剤は、ニードルまたは他のアプリケーターに流体接続されている出口１４を通ってバレル１２から流出し、皮下組織のような噴射部位内に進入することになる。
【００５６】
周囲温度よりも高い温度で沸騰する推進剤が用いられる場合、周囲温度は、推進剤を沸騰させるのに十分でなく、その結果、ストッパー１６は、移動しない。これらの実施形態では、推進剤を沸騰させてストッパー１６の移動を開始する追加的な熱源が設けられねばならない。例えば、熱源は、「体温」（略３７℃、または皮膚の表面において３３℃）にあるユーザーの手とすることができる。この構成によって、推進剤が不注意によって第２のチャンバ２０に流体連通した場合の薬剤の偶発的な送達のおそれを低減させることができる。
【００５７】
ストッパー１６が出口１４に向かって軸方向前方に移動し、第１のチャンバ１８の容積を減少させると、第２のチャンバ２０が大きくなる。これによって、追加的な空間が第２のチャンバ２０内に連続的に生じ、この追加的な空間内において、推進剤が蒸発する。このさらなる蒸発は、残りの液体推進剤のさらなる冷却をもたらし、これによって、第２のチャンバ２０内の観察される蒸気圧をさらに低下させる。  
【００５８】
しかし、システムは、完全に断熱ではなく（また等温でもないので）、液体推進剤がその近接環境（例えば、バレル１２）から熱エネルギーを吸収し、液体推進剤の温度の低下および第２のチャンバ２０内の蒸気圧の低下を相殺する。実際、もしこの熱吸収が存在しないなら、液体推進剤の温度が連続的に低下するにつれて、推進剤は、凍結するかまたは少なくとも安定した液体になり、注射器１０の正確な操作が停止するだろう。第２のチャンバ２０内の蒸気圧のこの低下は、第１のチャンバ１８からの薬剤の送達の間中ずっと生じることになる。しかし、実際には、ストッパー１６が移動しているので、第２のチャンバ２０内の推進剤は、バレル１２の内側の「新しい」区域に連続的に晒される。バレルの内側の「新しい」区域は、推進剤とそれまで接触していないので、もし（液体推進剤に熱エネルギーをすでにもたらしたバレル１２の軸方向後方の区域と違って）追加的な加熱手段が存在しているなら、その熱エネルギーは、当初、実質的に周囲温度またはその近傍またはさらに高い温度である。推進剤が送達中に晒されるバレルの「新しい」区域は、第２のチャンバ２０内の推進剤に熱エネルギーをもたらすことができる新鮮な熱源として作用することになる。
【００５９】
ストッパー１６は、さらなる軸方向前方運動を行うことができないバレル１２の最前端に達するまで、バレル１２内において軸方向前方に連続的に移動する。この時点で、第１のチャンバ１８内の十分な投与量の薬剤が送達されており、第１のチャンバ１８は、その最小容積（すなわち、バレル１２の前端の形態にもよるが、ゼロまたは実質的にゼロの近傍に）縮小する。ストッパー１６がさらに移動しないので、ガス相推進剤および残っている液体推進剤内の温度が、増大し始める。何故なら、熱エネルギーが環境から吸収されるからである。ストッパー１６がバレル１２内において静止し、第２のチャンバ２０が一定容積を有しているので、推進剤の温度の上昇によって、第２のチャンバ２０内の蒸気圧が増大する。蒸気圧のこの増加は、その近接環境の温度（例えば、周囲温度またはもし追加的な加熱手段がこの時点において存在しているなら、さらに高い温度）における蒸気圧に達するまで継続する傾向にある。実際、第２のチャンバ２０内の蒸気圧は、平衡に達するのに十分長い時間を経過したなら、その近接環境の温度における推進剤の蒸気圧に達することになる。
【００６０】
送達中に、第２のチャンバ２０内の蒸気圧が、推進剤が第２のチャンバ２０内に放出されたときの最初の最大蒸気圧から、ストッパー１６がバレル１２の前端に達したときの蒸気圧まで、低下する大きさは、ｉ）注射器１０の熱特性、ｉｉ）第２のチャンバ２０内への推進剤の送達率、およびｉｉｉ）（以下にさらに詳細に説明する）第２のチャンバ２０に入る推進剤の相のいずれか１つまたは複数に依存する。注射器１０の熱特性の影響について述べると、このような特性は、第２のチャンバ２０内の推進剤への熱伝達率を決定する。同様に、第２のチャンバ２０に入る推進剤の割合および相は、第２のチャンバ２０内の推進剤に関して送達中に生じる熱力学的プロセスに影響を与える。
【００６１】
一例では、推進剤が第２のチャンバ２０内に放出されたときの最初の最大蒸気圧からストッパー１６がバレル１２の前端に達したときまでの蒸気圧の低下に関して、出口１４に取り付けられた２７ゲージのニードルを通して１ｍＬの水溶液を送達したときに、０．５バールの蒸気圧の低下が測定されている。
【００６２】
液化ガス駆動注射器の利点は、圧縮ガスによって駆動される注射器と比較することによって、最もよく理解されるだろう。いくつかの周知の先行技術による圧縮ガス注射器では、圧縮ガスは、注射器バレル内においてリザーバーからストッパーの背後の空間内に放出され、ガスの膨張する体積が、ストッパーに作用し、これによって、ストッパーを移動させ、薬剤をバレルから放出させるようになっている。図６Ａは、先行技術による圧縮ガス注射器の時間依存体積プロフィルを示している。５ｃｃの圧縮ガスは、最初、ストッパーの後方の注射器の空間に選択的に流体連通しているリザーバー内に含まれている。図６Ａに示されているように、リザーバーが開いたとき、圧縮ガスは、ストッパーの背後の空き空間を満たすので、５００によって示されているように、迅速に膨張する。
【００６３】
一定質量のガスは、断熱条件下において理想気体の状態方程式に従い、ＰＶ＝ｎＲＴとして挙動する。この式において、Ｐは、ガスの圧力であり、Ｖは、ガスの体積であり、ｎは、ガスのモル数であり、Ｔは、ガスの温度であり、Ｒは、一般気体定数である。いったん空き空間が圧縮ガスによって充填されたなら、膨張するガスは、図６Ａの５０２によって示されているように、ストッパーを移動させはじめ、薬剤がバレルから放出されることになる。いったんストッパーがバレルのその最前位置に達したなら、図６Ａの５０４によって示されているように、圧縮ガスは、さらなる膨張を停止する。
【００６４】
断熱膨張ではｎＲＴの大きさが一定であるので、ガスの体積が増大すると、ガスの圧力は、低下する。これは、図６Ｂに示されている。この図は、図６Ａの体積プロフィルに対応する時間依存圧力プロフィルを示している。この圧力低下は、圧縮ガスが空き空間に入るとき（すなわち、圧縮ガスリザーバーが最初に開いたとき）およびストッパーが前方に移動して薬剤を放出している間に生じる。図６Ｂに示されているように、最初の急峻な圧力低下に続いて、より緩慢な圧力低下が生じている。圧縮ガスの最終圧力は、ストッパーがバレル内のその最前位置にあるときの送達終了時の体積によって決定される。図６Ａ，６Ｂは、圧縮ガスのリザーバーがシステムの内部空間に対して大きい注射器に関連するものである。この結果として、圧縮ガスの最終圧力は、比較的高レベル（最初の１０バールからー５バール）に維持されている。
【００６５】
図７Ａ，７Ｂは、圧縮ガスのリザーバーがシステムの内部空間に対して比較的小さい（０．３ｃｃ）注射器に関連している。図７Ａは、圧縮ガスの時間依存体積プロフィルを示しており、図７Ｂは、圧縮ガスの対応する時間依存圧力プロフィルを示している。ここでも、図７Ａは、圧縮ガスリザーバーが最初に開いて圧縮ガスが空き空間を満たしたとき、５００によって示されているように、迅速な体積の増大を示している。これに続いて、ストッパーが移動し始め、ストッパーの背後の空間が増大すると、５０２によって示されているように、より緩慢な増大が生じている。最後に、ストッパーがバレルのその最前位置にあるとき、圧縮ガスの体積は、図７Ａの５０４によって示されているように、増大を停止する。図７Ｂに示されている対応する圧力プロフィルは、ガスが膨張するにつれて、大きい最初の迅速な圧力低下が生じ、次いで、ストッパーが移動し始めるにつれて、より緩慢な圧力低下が生じることを示している。
【００６６】
対照的に、もしガスが（初期状態において）本発明による液化ガスであるなら、ガスの質量は、液体が沸騰するときにガスが膨張するにつれて増大する。より一貫性のある圧力プロフィルをもたらすのは、この増大する質量が、増大する体積に対応しているからである。図８Ａは、本発明による実施形態による０．３ｃｃの液化推進剤によって駆動される注射器の時間依存体積プロフィルを示している。リザーバー（例えば、第３のチャンバ）内において、推進剤は、飽和蒸気と平衡状態にある液体である。いったんリザーバーが開き、ストッパーの背後の空間に流体連通したなら、液体推進剤は、沸騰し、ガスの体積が、図８Ａの５００によって示されているように増大する。圧縮ガスと同じように、いったんストッパーが移動し始めると、ストッパーの背後の空間が増大し、ガスの体積は、５０２によって示されているようにさらに増大する。いったんストッパーがその最前位置に達したなら、ガスの体積は、５０４に示されているように一定になる。この時点で、第２のチャンバに流体連通するいくらかの推進剤がまだ残っている。しかし、液体が沸騰するにつれて、ガスの質量が増大するので、推進剤は、蒸気圧においてガスをさらに生成し、これによって、図８Ｂに示されているように、より一定の圧力を維持している。リザーバーが最初ストッパーの背後の空間に流体連通するときに最初のガス圧変動が生じるが、図６Ｂ，７Ｂに示されている圧縮ガスの場合におけるような著しい全体的ガス圧低下が生じない。その結果、本発明は、極めてわずかな初期量の推進剤によって、極めて一貫した圧力プロフィルをもたらすことになる。
【００６７】
図６Ａ−８Ｂの各々に関連する注射器では、圧縮ガスまたは蒸発推進剤が最初に膨張する内部の空き空間は、〜３ｃｃである、
【００６８】
図９は、注射器、例えば、図１Ａに関連して前述した注射器によって使用中に示される圧力プロフィルの例（例えば、第２のチャンバ２０内の蒸気圧対時間）を示している。点Ａは、第２のチャンバ２０内への推進剤の放出の開始を示しており、これに続く推進剤の沸騰によって、点Ｂに至る第１の期間（典型的には、約１０−１００ｍｓ）にわたって極めて急速な蒸気圧の増大が生じている。点Ｂにおいて、第２のチャンバ２０内の蒸気圧は、ストッパー１６を軸方向前方に移動させ、第１のチャンバ１９からの薬剤の放出を開始するのに十分大きい。実際、ストッパー１６は、点Ｂに達する直前に、第２のチャンバ２０内の圧力が注射器１２０内のストッパー１６の摩擦抵抗を上回るのに十分な大きさになっているとき、移動し始める。前述したように、注射器１０の熱力学によって、送達中に、蒸気圧が低下する。これは、図９の圧力プロフィルに示されている。すなわち、点Ｂ，Ｃ間の第２の時間間隔にわたって負の勾配が存在し、点Ｃは、ストッパー１６の軸方向移動の継続が停止した瞬間（すなわち、送達の終了時）を表している。結果的に、Ｃにおける蒸気圧は、Ｂにおける蒸気圧よりも低い。点Ｃと点Ｄとの間の第３の時間間隔は、第２のチャンバ２０内の蒸気の増大を表している。何故なら、第２のチャンバ内の推進剤が環境から熱を吸収するからである。この増大は、その近接環境の温度（例えば、周囲温度）における推進剤の蒸気圧に達するまで継続する傾向にある。実際、点Ｄは、実質的にこの蒸気圧を表している。図９の圧力プロフィルの場合、点Ｄにおける蒸気圧は、点Ｂ，点Ｃの両方における蒸気圧および（勿論、点Ａ）における蒸気圧よりも高い。これは、ストッパー１６は、推進剤がその近接環境の温度におけるその蒸気圧に達する前に、軸方向前方に移動し始めるからである。点Ｄにおいて、第２のチャンバに流体連通する液体推進剤の一部が依然として残っている。
【００６９】
図９の圧力プロフィルは、送達中にストッパー１６に作用する単純な一定圧（すなわち、第２のチャンバ２０内の蒸気圧）が必ずしも必要ではないことを明らかにしている。本発明によれば、この圧力プロフィルは、より信頼性の高いおよび／またはより有用な装置をもたらすように、および／または特定の薬剤または特定の用途により適するように、利用可能である。実際、前述したように、圧力プロフィルの形態は、ｉ）注射器１０の熱特性  ｉｉ）第２のチャンバ２０内への推進剤の送達率、およびｉｉｉ）第２のチャンバに入る推進剤の相のいずれか１つまたは複数に依存している。
【００７０】
以下、本発明による注射器１０のさらなる実施形態について、図１Ｂ−１Ｆを参照して説明する。構成の差を考慮すれば、注射器１０の種々の実施形態は、各々、使用中に第２のチャンバ２０内の蒸気圧の種々の圧力プロフィルを有することになる。
【００７１】
図１Ｂにおいて、第３のチャンバ２２が内蔵式収容体２１を形成する破裂性壁２４によってもはや画定されていない点を除けば、図１Ａに示されている注射器と殆ど同様である注射器１０が示されている。代わって、図１Ｂの注射器１０の場合、破裂性壁２４は、注射器１０の（前述の軸方向と平行の）長軸と実質的に直交する方向においてバレル１２を横切って延在している。従って、図１Ｂの注射器１０の場合、第３のチャンバ２２は、破裂性壁２４およびバレル１２の壁によって画定されている。代替的実施形態では、第３のチャンバは、破裂性壁２４および（バレル１２内に封入または含有されていない）追加的な構成部品の壁によって画定されていてもよいが、この場合も、破裂性壁は、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に境界をもたらすようになっている。破裂性壁は、例えば、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０とを分離する隔離であるとよい。加えて、破裂性壁２４は、必ずしも注射器１０の長軸と直交している必要がなく、また必ずしも単一面内に配置されている必要がない。図１Ａの注射器１０と同じように、図１Ｂの注射器１０は、（図示されない）破裂部が破裂壁２４を破裂させたときに作動され、第３のチャンバ２２と第２のチャンバ２０との間に流体接続をもたらし、これによって、第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０内への推進剤の流れを可能にする。図１Ａの注射器と同じように、図１Ｂの注射器１０のストッパー１６は、第２のチャンバ２０内の蒸気圧の力によって軸方向前方に移動し、薬剤を第１のチャンバ２８から出口１４を通して放出することになる。
【００７２】
本発明による注射器のさらなる実施形態が、図１Ｃに示されている。図１Ｃの注射器１０は、第３のチャンバ２２が、破裂性壁２４によって画定されているのみならず、バレル１２の内周に沿ってバレル１２の壁間に延在する１つの（または複数の）非破裂性壁２６によっても画定されている点において、図１Ｂの注射器と異なっている。図示されている実施形態では、非破裂性壁２６は、バレル１２から延在し、破裂性壁２４が横断している中心開口を有している。代替的実施形態では、複数の破裂性壁２４、および任意の形態でバレル１２を横断する複数の非破裂性壁２６が、第３のチャンバ２２を画定するように設けられていてもよい。実際、いくつかの実施形態では、任意の構成の破裂性壁２４、または破裂性壁２４および非破裂性壁２６が、注射器１０の長軸と交差しない第３のチャンバ２２を形成するようになっていてもよい。
【００７３】
図１Ｃの実施形態では、（非破裂性壁２６の開口の大きさによって殆ど決定される）破裂性壁２４の大きさが、破裂性壁２４の破裂時における第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０への推進剤の流量を殆ど決定することになる。
【００７４】
本発明による注射器のさらなる実施形態が、図１Ｄに示されている。図１Ｄの注射器１０は、バレル１２の内周に沿ってバレル１２を横断する非破裂壁２６を備えている。非破裂性壁２６は、連続的な円板を形成しておらず、貫通する軸方向開口２６ａを有している。非破裂性壁２６は、第４のチャンバ２８を形成している。第４のチャンバ２８は、推進剤通路を画定する開口２６ａを介して第２のチャンバ２０に流体接続している。第４のチャンバ２８は、図１Ａに関連して前述した収容体２１を含んでいる。使用時に、収容体の破裂性壁２４が破裂し、第３のチャンバ２２を第４のチャンバ２８に流体接続し、これによって、開口２６ａを介して第２のチャンバ２０にも流体接続している。開口２６ａの大きさが、破裂性壁２４の破裂時に、第４のチャンバ２８から第２のチャンバ２０への推進剤の流量を殆ど決定する。開口２６ａは、単純な孔であってもよいし、第４のチャンバ２８を第２のチャンバ２０に接続するどのような他の流路であってもよい。例えば、一実施形態では、開口２６ａは、作用する流体圧が所定の閾値を超えたときに開くラビリンス機構または弁機構であってもよい。バッフル機構は、第４のチャンバ２８から第２のチャンバ２０に流れる推進剤の液滴（例えば、ミスト）の流れを防止するかまたは最小限に抑えることができる。
【００７５】
本発明による注射器１０のさらに他の実施形態が、図１Ｅに示されている。図１Ｅの注射器１０は、図１Ｄの注射器と殆ど同様であるが、第３のチャンバ２２と第４のチャンバ２８とを流体接続する推進剤通路が推進剤導管３０によって画定されている。推進剤導管３０は、第３のチャンバ２２と第４のチャンバ２８とを流体接続する孔を有しており、この孔が、第３のチャンバ２２から第４のチャンバ２８への推進剤の流量を殆ど決定するようになっている。推進剤導管３０は、距離Ｌだけ、第４のチャンバ内に軸方向後方に延在している。軸方向後方に延在している推進剤導管３０は、注射器１０の使用中に、第４のチャンバ２８から第２のチャンバ２０に流れる液体推進剤の量を制限するように作用する。特に、注射器１０の使用中、注射器１０は、出口１４が注入部位に近接するように配向される。通常、注射器１０は、注射器の長軸が注入部位の上に垂直に保持されるように（または水平に対して少なくとも傾斜するように）配向される。この配向において、（破裂性壁２４の破裂の後）第３のチャンバ２２を出る液体推進剤は、非破裂性壁２６に向かって重力の影響によって移動する。このように、推進剤導管３０は、大きさＬおよび存在する推進剤の量に依存して、液体推進剤の全てではないにしても一部の上方に延在している。推進剤導管３０は、第４のチャンバ２８から第２のチャンバ２０への液体推進剤の流量の全体を制限または阻止するように作用する。注射器１０は、垂直以外の配向（例えば、水平、または垂直と水平との間の任意の配向）で用いることができ、大きさＬが、第４のチャンバ２８から第２のチャンバ２０への液体推進剤の流れを制限するかまたは好ましくは実質的に阻止するのに十分に長くなっていると好ましい。
【００７６】
第２のチャンバ２０を半径・および高さ・を有する円筒としてモデル化した場合、・・・は、注射器１０が垂直に配向されたときに推進剤導管３０の後端（開端）が推進剤の液体レベルの上方に突出するために、第２のチャンバ２０内の液体推進剤の最大体積よりも大きくなっているべきである。加えて、（・・・２）は、注射器１０が水平に配向されたときに推進剤導管が推進剤の液体レベルの上方に位置するために、第２のチャンバ２０内の液体推進剤の最大体積よりも大きくなっているべきである。一例では、６．３５ｍｍ直径の第２のチャンバ３０内の推進剤の体積が１００μＬの場合、大きさＬは、推進剤の液体レベルの上方に位置するために、３．１５８ｍｍ以上であるべきである。他の例では、６．３５ｍｍ直径の第２のチャンバ３０内の推進剤の体積が１０μＬの場合、大きさＬは、推進剤の液体レベルの上方に位置するために、０．３１６ｍｍ以上であるべきである。
【００７７】
図１Ｅに関連して前述した注射器と同様の注射器１０が、図１Ｆに示されている。図１Ｆの注射器１０では、第３のチャンバ２２は、内蔵式収容体２１によって画定されておらず、（図１Ｃに示されている実施形態と同じように）破裂式壁２４、非破裂性壁２６、およびバレル１２の組合せによって画定されている。加えて、図１Ｆの注射器１０は、推進剤導管３０を備えている。推進剤導管３０は、距離Ｌだけ、第３のチャンバ２２内に軸方向後方に延在しており、（破裂性壁２４が存在しているが）第３のチャンバ２２を第２のチャンバ２０に流体接続する孔を有している。破裂性壁２４は、第３のチャンバ２２を第２のチャンバ２０から一時的に流体的に隔離するために、推進剤導管３０の孔に沿った任意の位置に配置されているとよい。図１Ｅの実施形態と同じように、推進剤導管３０は、ここでは第３のチャンバ２２から第２のチャンバ２０内への液体推進剤の流れを制限するように作用する。前述したように、第２のチャンバ２０内に流れる液体推進剤の液滴（例えば、ミスト）を阻止するために、ラビリンス機構またはバルブ機構が配置されていてもよい。
【００７８】
使用中の第２のチャンバ２０内の推進剤の蒸気圧の圧力プロフィルは、第２のチャンバに入る推進剤の相によって影響されることになる。例えば、もしガス相（または大半がガス）の推進剤の一定流れまたはほぼ一定流れが推進剤導管３０を通って第２のチャンバ２０に供給されたなら、ストッパー１６は、より一定の蒸気圧を受け、バレル１２内においてより一定速度で軸方向前方に移動し、一定流量の薬剤を第１のチャンバ１８から放出することになる。これは、一定流量またはほぼ一定流量の薬剤を送達することが重要な用途にとって特に適している。
【００７９】
推進剤導管３０または開口２６ａを通る推進剤の通路は、「規則正しい送達」を構成しない。実際、推進剤導管３０または開口２６ａを通る通路は、第２のチャンバ２０への推進剤のボーラス送達を構成している。
【００８０】
他の規定がない限り、（第３のチャンバ２２の形態を除く）図１Ａの注射器の記載した全ての特徴は、図１Ｂ−１Ｆの注射器のいずれか１つまたは複数に適用可能である。実際、図１Ａ−１Ｆの注射器のいずれか１つまたは複数の相互排他的でない特徴は、図１Ａ−１Ｆの注射器の任意の他の特徴に適用可能である。
【００８１】
図１０は、殆どガス状の推進剤が第２のチャンバ２０に供給されるようになっている注射器１０の第２のチャンバ２０内の蒸気圧の例示的な圧力プロフィルを示している。図１０の圧力プロフィルは、推進剤が点Ａにおいて第２のチャンバ２０に入り、その直後に第２のチャンバ２０内の蒸気圧が点Ｂにおける初期最大蒸気圧まで増大することを示している。蒸気圧の増大率は、点Ｂに達する直前においていくらか減少する。点Ａから点Ｂまでの変化は、第１の時間間隔にわたって生じている。次いで、蒸気圧は、第２の時間間隔にわたっていくらか減少する。何故なら、点Ｃに達するまで、ストッパー１６が軸方向前方に移動し始め、薬剤を送達するからである。第２の時間間隔中、存在する少量の液体の温度が低下する。何故なら、この液体は、図９の圧力プロフィルに関して前述した機構によって、蒸発の熱を失うからである。しかし、図１０における点Ｂと点Ｃとの間の圧力減少およびその減少率は、図９の圧力プロフィルの該当する圧力減少およびその減少率よりも小さい。図１０において、点Ｃは、ストッパー１６がバレル１２の前端に達し、もはや、軸方向前方に移動しない時の送達終了時を示している。点Ｃに達した後、第２のチャンバ２０内の推進剤は、環境から熱を吸収し、これによって、第２のチャンバ２０内の蒸気圧を増大させる。この増大は、近接環境の温度（例えば、周囲温度）における推進剤の蒸気圧に達するまで継続する傾向にある。これは、点Ｄによって示されており、点Ｃと点Ｄとの間の時間間隔が、第３の時間間隔である。点Ｄにおいても、第２のチャンバに流体連通するいくらかの液体推進剤が依然として残っている。
【００８２】
図１１は、実質的にガスのみの推進剤が第２のチャンバ２０内に導入されるようになっている本発明による注射器１０の圧力プロフィルの例を示している。図１１の圧力プロフィルは、図１０の圧力プロフィルと殆ど同様であるが、図１１の圧力プロフィルでは、点Ｂと点Ｃとの間に蒸気圧の変化が実質的に存在していない。すなわち、送達中、第２のチャンバ２０内の蒸気圧は、実質的に一定である。図１０の圧力プロフィルと同じように、送達の終了に続いて（すなわち、点Ｃの後）、蒸気圧が増大する。何故なら、第２のチャンバ内の推進剤が環境から熱を吸収するからである。点Ｄにおいて、第２のチャンバに流体連通するいくらかの液体推進剤が依然として残っている。
【００８３】
図９，１０，１１の圧力プロフィルを比較すると、第２のチャンバ２０内に導入される液体推進剤に対するガス推進剤の比率が増大するにつれて、点Ｂと点Ｃとの間の蒸気圧低下が少なくなることが分かるだろう。これは、主に、よりガス状の推進剤が第２のチャンバ２０内に導入される場合、蒸気圧の初期最大値（すなわち、点Ｂの蒸気圧）が小さくなることに起因していることを理解されたい。すなわち、ガス状のみまたは部分的にガス状の推進剤が第２のチャンバ２内に導入される場合、第２のチャンバ２０内の蒸気圧は、送達中に、その近接環境の温度（例えば、周囲温度）におけるその蒸気圧に達しないことになる。
【００８４】
実際、ガス状推進剤のみが第２のチャンバ２０内に導入されるようになっている本発明によるいくつかの注射器の場合、送達終了前に初期最大圧力が存在しないことを理解されたい。すなわち、点Ａの後の蒸気圧の初期増大は、ストッパー１６の移動および薬剤の放出をもたらすが、送達終了時において、蒸気圧は、送達プロセスにおいて超えていないレベルにある。換言すると、点Ｃは、第１の時間間隔および第２の時間間隔における最も高い蒸気圧を表している。この場合、点Ｃに続いて、蒸気圧は、推進剤がその環境から熱エネルギーを吸収するにつれて増大し、その蒸気圧の増大は、その近接環境の温度（すなわち、周囲温度）における推進剤の蒸気圧に達するまで継続する傾向にある。しかし、いずれにしても、本発明によれば、液体推進剤は、最初に第３のチャンバから流出しなければならなく、送達の終了時に、注射器内（好ましくは、第３のチャンバの外側であるが、必ずしも第２のチャンバ内ではない）に残っていなければならない。
【００８５】
前述したように、推進剤駆動注射器１０によって生じる圧力プロフィルの形態は、３つのパラメータ、すなわち、ｉ）注射器１０の熱特性、ｉｉ）第２のチャンバ２０内への推進剤の送達率、およびｉｉｉ）第２のチャンバ２０内に入る推進剤の相の１つによって決定される。前述した実施形態は、圧力プロフィルの形態に及ぼすパラメータｉｉ）およびｉｉｉ）の影響を示している。
【００８６】
一方、図１２は、圧力プロフィルの形態へのパラメータｉ）の影響を示している。具体的には、図１２は、図９の圧力プロフィルを生じる注射器と同様の本発明による注射器１０の圧力プロフィルを示している。しかし、図１２の圧力プロフィルに関連する注射器１０は、使用中に第２のチャンバ２０内の推進剤をさらに冷却する装置を追加的に備えている。「さらに冷却する（further cool）」という表現は、さらに冷却する装置が存在しない場合におけるよりも、すなわち、液体推進剤の温度の低下が蒸発の潜熱の損失のみによる場合におけるよりも、第２のチャンバ２０内の推進剤の温度をより低下させることを意味している。当業者であれば、第２のチャンバ２０内の推進剤が本発明の範囲内に含まれるいくつかの方法によってさらに冷却可能であることを理解するだろう。例えば、（推進剤の追加的な供給であってもよい）冷却剤または冷媒が第２のチャンバ２０に近いバレル１２の外側にもたらされ、第２のチャンバ２０に近いバレル１２の一部を冷却し、これによって、その熱エネルギーの一部を除去し、第２のチャンバ２０内の推進剤に供給する熱エネルギーを低減させるようになっているとよい。もし第２のチャンバ２０の近くのバレル１２の一部が第２のチャンバ２０内の推進剤に供給する熱エネルギーがわずかであったなら、沸騰したときに蒸発熱を失うことによって液体推進剤の温度が低下するとき、液体推進剤が第２のチャンバ２０の近くのバレル１２から利用可能な熱エネルギーが少いことになる。すなわち、沸騰による温度低下を相殺するために液体推進剤によって吸収されるその近接環境における液体推進剤に利用可能な熱エネルギーがわずかしか存在しないことになる。この理由から、注射器１０の操作中、第２のチャンバ２０内の蒸気圧の低下は、第２のチャンバ内の推進剤を冷却するどのような手段も適所に配置されていない場合よりも大きくなる。実際、第２のチャンバ内の推進剤が沸騰し、ストッパー１６をバレル１２内において軸方向前方に移動させるとき、液体推進剤に利用可能な熱エネルギーを低減させる任意の手段または方法が設けられていると、このような手段または方法が適所に設けられていない場合よりも、第２のチャンバ２０内の蒸気圧の低下が大きくなる。
【００８７】
冷却剤または冷媒が第２のチャンバ２０に近いバレル１２の外側に設けられている場合、冷却剤または冷媒の熱は、バレル１２（および第２のチャンバ２０内の液体推進剤）を冷却した後、注入部位に向かって伝達または移動し、注入部位を追加的に冷却する。注入部位にもたらされる冷却は、患者が感じる注入による苦痛のレベルを低減する効果をもたらすことになる。
【００８８】
他の実施形態では、熱絶縁材料が第２のチャンバ１２に近いバレル１２上またはその周囲に配置されてもよく、これによって、環境からバレル１２への熱伝達が低減される。この実施形態では、バレル１２および第２のチャンバ２０内の液体推進剤によって吸収される熱損失は、外部環境からバレル１２による熱の吸収によって相殺されない（またはこのような相殺は、少なくとも制限される）。ここでも、このような手段が推進剤を含む第２のチャンバ２０への熱伝達を制限し、これによって、より大きい蒸気圧低下が生じることになる。
【００８９】
逆に、もしより多くの熱エネルギーが第２のチャンバ２０に供給され、これによって、第２のチャンバ２０内に含まれる液体推進剤が送達中により多くの熱エネルギーを吸収することができるなら、送達中の第２のチャンバ２０内の蒸気圧の低下を低減させることができ、さらに実質的にゼロまで低減させることができる。熱エネルギーは、能動的加熱手段によって第２のチャンバ２０に供給されるとよい。能動的加熱手段は、例えば、周囲温度を超える温度を有する熱源をもたらすことによって、達成されるとよい。これによって、熱エネルギーが熱源から第２のチャンバ２０，特に、第２のチャンバ２０内に含まれる推進剤に伝達される。代替的に、注射器１０、例えば、バレル１２の熱特性が、環境から第２のチャンバ２０への熱伝達率を増大させるように構成されてもよい。例えば、注射器１０の材料は、第２のチャンバ２０への熱伝達を最大化させせるために、高熱伝達率を有するように選択されてもよく、これによって、液体推進剤は、蒸発による温度低下を相殺（すなわち、低減または排除）するのに十分な熱を吸収することができる。勿論、もし高熱伝導率を有する材料を用いて、注射器１０を作製したなら、この材料は、他の所望の物理的特性（例えば、強度および耐久性）を十分な程度にもたらさねばならない。
【００９０】
従って、本発明によれば、注射器１０の作動時に第２のチャンバ内の蒸気圧の所望の圧力プロフィルをもたらすような適切な特性を有する注射器１０が、提供されるとよい。所望の圧力プロフィルは、例えば、特定の薬剤または特定の注入形式に適する特定の圧力プロフィルによって所望の送達が得られるように、決定されるとよい。代替的に、所望の圧力プロフィルは、特定の形式の圧力特徴（例えば、大きさ、期間、勾配、率、など）の要件によって、決定されてもよい。（以下にさらに詳細に説明する）注射器のさらに複雑な操作モードが利用可能となるように後続の動作を開始するために、この圧力特徴が用いられてもよい。
【００９１】
前述したように、「第１の時間間隔」は、第２のチャンバ２０内への推進剤の最初の放出と最初の最大蒸気圧との間の時間間隔である。典型的には（前述したように、必ずしもこの限りではないが）、ストッパー１６の最初の移動は、最初の最大蒸気圧の生成と一致しており、ここから第２の時間間隔にわたって、蒸気圧が減少する。「第２の時間間隔」は、ストッパー１６の最初の軸方向前方移動とストッパー１６の軸方向前方移動が停止した時点（すなわち、ストッパー１６がバレル１２の前端に達した時の送達相の終了点）との間の時間間隔である。「第３の時間間隔」は、第２の時間間隔の終了時点と第２のチャンバ２０内の蒸気圧が所定レベルに達した時点との間の時間間隔として定義されている。好ましい実施形態では、第３の時間間隔を決定する所定レベルは、その近接環境の温度（例えば、周囲温度）における推進剤の蒸気圧である。
【００９２】
好ましい実施形態では、本発明による注射器１０は、第２のチャンバ２０内の蒸気圧の圧力プロフィルであって、第１の時間間隔が１．０秒未満である、圧力プロフィルを示している。さらに好ましい実施形態では、第１の時間間隔は、より短く、例えば、０．５秒未満、０．２秒未満、または０．１秒未満であると好ましい。好ましい実施形態では、第２の時間間隔は、１５秒未満であると好ましい。しかし、約１５秒の第２の時間間隔は、比較的長い送達期間を表しており、実際には、もし第２の時間間隔が１０秒未満、さらに好ましくは、５秒未満であると、さらに好ましい。特に好ましい実施形態では、第２の時間間隔は、３秒未満、２秒未満、または１秒未満である。蒸気圧がストッパー１６の初期移動と実質的に一致する（すなわち、第１の時間間隔の終了および第２の時間間隔の開始と一致する）初期の最大蒸気圧（「第１の圧力」）に達した場合、この最初の最大蒸気圧は、１５バール未満、さらに好ましくは、１０バール未満、８バール未満、または６バール未満であると好ましい。好ましい実施形態では、第１の圧力は、その近接環境の温度（例えば、周囲温度）における推進剤の蒸気圧と実質的に等しいと好ましい。第２の時間間隔の終了時（すなわち、第３の時間間隔の開始時）における第２のチャンバ２０内の蒸気圧を「第２の圧力」として定義すると、好ましい実施形態では、第２の圧力は、好ましくは、第１の圧力の９９％未満、さらに好ましくは、第１の圧力の９５％未満または９０％未満である。同様に、好ましい実施形態では、第２の圧力は、好ましくは、第１の圧力の５０％よりも大きく、さらに好ましくは、第１の圧力の７５％よりも大きくまたは８５％よりも大きい。好ましい実施形態では、第１の圧力と第２の圧力との間の差は、０．１バールよりも大きく、さらに好ましくは、０．５バールよりも大きくまたは１．０バールよりも大きい。
【００９３】
本発明のさらなる実施形態によれば、所定温度において沸騰する推進剤によって推進可能な注射器が提供されている。この注射器は、前端に出口を有するバレルおよびバレル内において軸方向に移動可能なストッパーを有しており、該ストッパーは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離している。第１のチャンバは、ストッパーの軸方向前方に位置し、薬剤のような物質を含むように構成されており、第２のチャンバは、ストッパーの軸方向後方に位置し、注射器の作動時に、ストッパーに作用する推進剤を受け入れ、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を出口を通して放出させるように、構成されている。実際、この注射器は、本発明の他の実施形態による前述した注射器と極めて類似しており、実際、このさらなる実施形態の注射器は、前述した注射器の１つと同じであってもよい。
【００９４】
この注射器は、使用時に、注射器が作動すると、推進剤が、第２のチャンバ内に放出され、第２のチャンバ内の圧力を増大させ、これによって、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、第１のチャンバに含まれた物質を出口を通して放出させ始めるように、構成されている。この注射器は、トリガーを追加的に備えている。トリガーは、所定条件を満足する第２のチャンバ内の圧力に応じて、作動（または動作開始）するものである。トリガーの作動時に、「動作（action）」が開始される。この動作は、後退した露出位置と前進した保護位置との間での保護ニードルシールドの移動であるとよい。代替的に、注射器は、より大きいオートインジェクター装置の一部であってもよく、この場合、注射器は、ニードルの全体が装置のハウジング内にある第１の位置と、ニードルがハウジングから突出し、注入部位を突き刺すことを可能にする第２の位置と、の間で軸方向に移動可能になっているとよい。この実施形態では、トリガーによって開始される動作は、第１の位置と第２の位置との間の注射器の移動である。付加的または代替的に、トリガーによって開始される動作は、１つまたは複数の信号を生じる１つまたは複数の指示器の作動であってもよい。指示器の例としては、視覚指示器、例えば、ＬＥＤが挙げられる。代替的に、指示器の例として、聴覚指示器、例えば、スピーカーが挙げられる。いずれにしても、１つまたは複数の指示器は、薬剤の送達の終了を信号によって知らせるか、または送達の終了から所定の時間間隔が経過したことを信号によって知らせるようになっているとよい。
【００９５】
トリガーの作動を生じさせる所定条件は、第２のチャンバ内の圧力が所定圧力を超えたときとすることができる。トリガーは、所定の時間間隔が経過した後または先の所定条件が満たされた後、第２のチャンバ内の圧力が所定圧力を超えたとき、作動するようになっているとよい。所定条件は、圧力が所定圧力未満に低下したときに満たされるようになっていてもよいし、所定の時間間隔が経過した後または先の所定条件が満たされた後、圧力が所定圧力未満に低下したときに満たされるようになっていてもよい。さらに他の代替的実施形態では、所定圧力は、第２のチャンバ内の絶対圧力、（時間に対する）第２のチャンバ内の圧力比、または（時間に対する）第２のチャンバ内の圧力の差に関する値であってもよい。代替的に、所定条件は、第２のチャンバ内の圧力と基準チャンバ、例えば、第３のチャンバ内の圧力との間の比率または差であってもよい。
【００９６】
トリガーは、さらなる動作を生じさせるためのアクチュエータに接続された圧力センサーを備えていてもよい。付加的または代替的に、トリガーは、第２のチャンバ内の圧力によってさらなる動作を直接もたらす機構を備えていてもよい。例えば、第２のチャンバ内の蒸気圧を用いて、（いったん所定条件が満たされたなら）ニードルシールドをその前方保護位置に直接付勢するか、または他のいくつかの物理的機構を移動させるようになっているとよい。ニードルシールドを移動させる場合、以下のように、ニードルシールドが解除されるようになっているとよい。すなわち、ニードルシールドは、付勢部材によって注入部位（例えば、患者の皮膚）に対して付勢されているが、注射器が注入部位から取り外されるとき、付勢部材によってもたらされている付勢力に対する抵抗をなくし、ニードルシールドがその保護位置に完全に移動するようになっているとよい。
【００９７】
もし注射器が本発明による圧力プロフィルを示すように構成されているなら、該圧力プロフィルは、トリガーを作動する所定条件としてまたは該所定条件に対して用いることができる圧力特徴を有するように（注射器の仕様の一部として）調整可能になっているとよい。
【００９８】
本発明の実施形態による推進剤ディスペンサー（すなわち、第３のチャンバ）の他の例では、推進剤の収容体は、弁付き出口を有している。弁付き出口は、推進剤が収容体を流出することができない閉位置と、推進剤が収容体を流出することができる開位置との間で移動可能になっている。加えて、ディスペンサーは、弁付き出口が、いったん開位置に移動したなら、閉位置に戻ることを防ぐラッチ機構または他の同様の装置を有している。従って、いったん弁が開位置に移動したなら、収容体内の推進剤の全量が弁付き出口を通って放出されることになる。好ましくは、収容体は、一回分の薬剤の送達に十分な所定量の推進剤を含むように構成されている。この例では、破裂部は、弁付き出口を備えており、第３のチャンバ２２は、弁付き出口が開位置にあるときに破裂し、閉位置に戻ることが防がれるようになっている。すなわち、第３のチャンバ２２は、不可逆的に開いて第３のチャンバ２２の全量がそこから放出されるという意味において、破裂されることになる。特定の例では、弁付き出口は、弁体、弁ステム、および係止部材を有する弁である。弁ステムは、弁ステムの出口ポートが第３のチャンバ２２に流体連通していない非分注（閉）位置と、推進剤が弁ステムを通して第３のチャンバ２２から移送することを可能にするために、出口ポートが第３のチャンバ２２に流体連通している分注（「開」）位置との間で、弁体に対して摺動可能になっている。
【００９９】
係止部材は、いったん弁体が係止位置を超えて摺動したなら、非分注位置への弁ステムの戻りを阻止するように、構成されている。
【０１００】
一実施形態では、係止部材および弁ステムは、相互係合部材を備えている。相互係合部材は、分注位置に向かう弁ステムの移動中に互いに接触し、分注位置への弁ステムの移動を可能にし、係止位置を超えて分注位置に向かう弁ステムの逆動中に、互いに接触し、非分注位置への弁ステムの逆動を阻止するようになっている。
【０１０１】
相互係合部材は、分注位置に向かう弁ステムの移動中に、互いに接触し、相互係合部材の少なくとも１つの屈曲または他の変形によって、分注位置への弁ステムの移動を可能にする。
【０１０２】
好ましい実施形態では、弁ステムの相互係合部材は、フランジを備えている。さらに好ましくは、フランジの遠位縁は、分注位置への弁ステムの移動中に係止部材の屈曲を促進するために、傾斜している。
【０１０３】
さらなるまたは代替的な好ましい実施形態では、係止部材の相互係合部材は、少なくとも１つの柔軟ラッチを備えており、少なくとも１つの柔軟ラッチは、好ましくは、弾性挙動を呈するようになっている。
【０１０４】
弁ステムの係止位置は、弁ステムの相互係合部材が係止部材の相互係合部材を超えて摺動して該相互係合部材から離脱する点として、画定されているとよい。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、弁は、弁ステムを非分注位置に付勢するための付勢部材（例えば、圧縮バネ）をさらに備えているとよい。
【０１０６】
本発明のさらなるまたは代替的態様では、注射器を設計する方法であって、該注射器が薬剤のような物質を含むためのバレルを備えており、バレルが出口を備えている、方法が提供されている。ストッパーは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを画定しており、かつ互いに分離している。第１のチャンバは、ストッパーの軸方向前方に位置しており、薬剤のような物質を含むように構成しており、第２のチャンバは、ストッパーの軸方向後方に位置しており、注射器の作動時に、ストッパーに作用するための推進剤を受け入れ、ストッパーをバレル内において軸方向前方に移動させ、薬剤を出口を通して放出させるように構成されている。本発明による方法は、注射器の作動後に第２のチャンバ内にストッパーに作用する推進剤の所望の圧力プロフィルをもたらすために、ｉ）注射器の熱特性を選択するステップと、ｉｉ）第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合を決定するステップと、またはｉｉｉ）第２のチャンバに入る推進剤の相を決定するステップの１つまたは複数を含んでいる。
【０１０７】
注射器の熱特性を選択することは、使用中に付加的な熱または冷却のいずれが推進剤に付与されるように、または所望の熱伝導率の熱経路が注射器内に存在するように、注射器を構成することを意味している。熱経路は、注射器の材料であって、各々が所望の熱伝導率をしている、注射器の材料の選択によって構成されるとよい。付加的または代替的に、外部環境および第２のチャンバ内の推進剤からの熱経路を変更するために、追加的な構成部品、例えば、バレルの周りのジャケットのような熱絶縁性または熱伝導性要素が、設けられてもよい。代替的に、ヒートシンクまたは熱源のような追加的な構成部品が第２のチャンバ内に設けられてもよい。推進剤に与えられる加熱または冷却は、前述した方法の１つによってもたらされてもよい。前述したように、第２のチャンバ内の推進剤が（必ずしもこの限りではないが）その周囲から熱を吸収する能力が、第２のチャンバ内におけるストッパーに作用する推進剤の圧力プロフィルに影響を与えることになる。
【０１０８】
第３のチャンバに入る推進剤の送達の割合は、とりわけ、推進剤源の構成、推進剤の量、および推進剤が第２のチャンバに入るために通過しなければならない任意の制限部の構成によって、決定される。例えば、近接環境の温度（例えば、周囲温度）による推進剤の蒸発のみに起因して第２のチャンバに入る推進剤と比較して、推進剤源からの推進剤の加圧噴射の場合、第２のチャンバに入る推進剤の送達の割合が大きくなる。加えて、狭い制限部は、広い制限部と比較して、第２のチャンバに入る推進剤の割合を減少させることになる。第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合は、ストッパー１６に加えられる蒸気圧（従って、力）に影響を与え、その結果、薬剤の送達の割合および送達のプロフィル（すなわち、力または蒸気圧プロフィル）に影響を与える。
【０１０９】
前述したように、第２のチャンバに入る推進剤の相は、第２のチャンバ内におけるストッパーに作用する圧力プロフィルに影響を与える。第２のチャンバに入る推進剤の相は、前述した機構（例えば、図１Ｅ，１Ｆの機構）の１つによって制御されてもよいし、または任意の適切な代替的手段、例えば、ガス状推進剤のみまたは所望の比率の液状推進剤およびガス状推進剤を第２のチャンバに供給する推進剤源を用いることによって制御されてもよい。
【０１１０】
設計の方法は、繰返しによる物理的再設計シーケンスによって行なわれてもよいし、またはコンピューター実行計算による支援によって、例えば、所望の圧力プロフィルをもたらすために注射器の熱特性の選択を行うようになっていてもよい。一実施形態では、注射器の作動の後にストッパーに作用する流体の所望の圧力プロフィルをもたらすために注射器の熱特性を選択するステップは、  
ｉ）注射器の作動の後に注射器のバレル内の流体推進剤の第１の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｉｉ）第１の決定された圧力プロフィルを所望の圧力プロフィルと比較するステップと、
を含んでおり、もし第１の決定された圧力プロフィルが所望の圧力プロフィルと略等しくない場合、
ｉｉｉ）注射器の作動後にバレル内における流体推進剤への熱伝達を変更するために、注射器の設計を修正するステップと、
ｉｖ）修正された注射器の作動後に修正された注射器のバレル内における流体推進剤の第２の圧力プロフィルを決定するステップと、
ｖ）第２の決定された圧力プロフィルを所望の圧力プロフィルを比較するステップと、
ｖｉ）第２の決定された圧力プロフィルが所望の圧力プロフィルと略等しくなるまで、ステップｉｉ）−ｖ）を繰り返すステップと、
を行うようになっている。
【０１１１】
第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合および／または第２のチャンバに入る推進剤の相に影響を与える特性の繰返し修正によって注射器設計を得るための同様の方法が用いられてもよい。実際、本発明による繰返し方法は、注射器の熱特性、第２のチャンバ内への推進剤の送達の割合、および第２のチャンバに入る推進剤の相に影響を与える特性のいずれか１つまたは組合せを修正する繰返しステップを含んでいるとよい。
【０１１２】
（繰返し方法における任意の点における）圧力プロフィルを決定するステップは、圧力の測定または計算によって実行されるとよく、計算は、コンピューター実行計算であるとよい。
【０１１３】
いったん所望の圧力プロフィルをもたらす注射器の設計が達成されたなら、この設計に従って、注射器が製造されるとよい。
【０１１４】
本発明による注射器の前述の実施形態のいずれにおいても、図２，３に示されている推進剤収容体が用いられるとよい。当業者であれば、他の推進剤収容体が用いられてもよいこと、および本発明によって作製された注射器は、必ずしも、図２または３の収容体を用いることに制限される必要がないことを理解するだろう。図２には、上側シート１２４ａおよび下側シート１２４ｂから作製された収容体１２１が示されている。上側シート１２４ａおよび下側シート１２４ｂは、一緒になって収容体１２１の破裂性壁１２４を形成している。シート１２４ａ，１２４ｂは、図２に示されている実施形態では、略正方形または略矩形の形状を有しており、シール１２５をなす周辺の周りに互いに対して封着されている。シール１２５は、シート１２４ａ，１２４ｂ間に形成された中心空間１２２を迂回している。この空間１２２は、収容体２２に関して前述した第３のチャンバと同等であり、密封された空間１２２によって、注射器の操作温度（例えば、周囲温度）において主に液相のある量の推進剤を含んでいる。しかし、推進剤の一部が蒸発によってガス状になることを考慮すれば、該推進剤は、空間１２２内から外向きの圧力を加えることになる。従って、シール１２５は、空間１２５からの推進剤の実質的な損失を阻止するのに十分でなければならない。実際、理想的なシール１２５は、空間１２２から漏出する推進剤を完全に阻止することになるが、実際には、シール１２５は、推進剤の許容範囲内のわずかな量が空間１２２から漏出することが許容されている。「許容（acceptable）」量は、収容体の認知された保存可能期間（すなわち、収容体１２５が製造の後使用される前に貯蔵状態で維持される時間の長さ）および所望の動作を行うのに必要な推進剤の量に依存する。
【０１１５】
シート１２４ａ，１２４ｂを形成する材料は、柔軟であり、かつ破裂性である。これによって、いったん破裂（すなわち、破断、引裂、または穿孔）されたなら、空間１２２内を通る流路がもたらされ、再密封されないことになる。破裂性壁１２４は、好ましくは、空間１２２内に含まれる推進剤に対して実質的に不透過性である。破裂性壁１２４の実際のガス透過性は、空間１２２内に含まれる選択された推進剤に依存している。例えば、ＨＦＡ１３４ａの場合、破裂性壁は、収容体１２１に残っている推進剤の量が一回分の薬剤を確実に送達させるのに十分となるガス透過性を有していると好ましい。従って、破裂性壁１２４のガス透過性の制限は、送達される薬剤の意図される量および収容体１２１内に含まれる推進剤の初期量によって決定される。１ｍＬの一回分の薬剤を送達するために、少なくとも２０ｍＬの推進剤を収容体１２１に確実に収容するようになっていると、特に好ましい。従って、２年間の貯蔵期間にわたって、１００μＬのＨＦＡ推進剤を最初に含む収容体１２１は、破裂性壁１２４を通るガスとして、８０μＬの消失が生じてもよいことになる。何故なら、１ｍＬの一回分の薬剤を送達するために少なくとも２０μＬが残っているからである。この例では、収容体１２１の最大ガス透過率は、０．３６５ｇ／（ｍ２・日）である。２年後に１ｍＬの一回分の薬剤を送達するために少なくとも２０μＬのＨＦＡ推進剤が残っていることが好ましいが、５μＬ以上のＨＦＡ推進剤を残留させるガス透過率を有する収容体１２１であれば、２年後に１ｍＬの一回分の薬剤を送達することを確実なものとするのに十分であると考えられる。
【０１１６】
破裂性壁１２４は、ポリエチレンおよび／またはポリアミドおよび／またはナイロンおよび／または環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）および／または環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）から構成されているとよい。いくつかの好ましい実施形態では、破裂性壁は、実質的にナイロンから構成されているとよい。代替的実施形態では、シート１２４ａ，１２４ｂの一方または両方は、ポリエチレン、ポリアミド、および金属（例えば、金属箔）から選択された２種以上の異なる材料のラミネートから形成されているとよい。２種以上の材料の選択は、空間１２２からの推進剤の漏出を防ぐために、実質的に不透過性ガスバリアをもたらす１つの層、および空間１２２内のガス状推進剤によって与えられる外方圧力に耐える機械的強度をもたらす他の層に基づいているとよい。破裂性壁１２４は、共押出による２種以上の材料によって形成されていてもよい。
【０１１７】
破裂性壁１２４を形成するために選択された材料の種類に関わらず、シール１２５は、２つの同様の材料間に形成されている。従って、シート１２４ａ，１２４ｂの一方または両方が２種以上の材料のラミネートから構成される場合、シート１２４ａ，１２４ｂは、それらの間の界面がシール１２５を形成する２つの互いに隣接する同様の材料を備えるように、構成されている。シール１２５は、熱融着、超音波融着、または接着剤の使用のいずれかによって、形成されているとよい。
【０１１８】
収容体１２１の形状は、図２に示されている形状と異なっていてもよい。実際、シール１２５によって密封された空間１２２内に推進剤を含むことができるどのような適切な形状が、本発明によって用いられもよい。しかし、収容体の形状は、推進剤によって与えられた外方圧力によって収容体１２１が偶発的に破裂されないように、収容体がこのような圧力に十分に耐えるように、決められるべきである。
【０１１９】
図３は、本発明の代替的実施形態による収容体２２１を示している。収容体２２１は、略円筒状の破裂性壁２２４を有している。破裂性壁２２４は、前述の密封方法の１つによって密封されるシール２２５を形成するために、両端が狭窄されている。破裂性壁２２４は、流体推進剤を含むための中心空間２２２を画定している。中心空間２２２は、ここでも、前述した実施形態の第３のチャンバ２２と同等である。破裂性壁は、図２の実施形態の破裂性壁１２４に関連して前述した材料から形成されているとよい。収容体２２１は、わずかなシール２２５しか必要としないという利点を有している。何故なら、単一の円筒片の材料を用いて、破裂性壁２２４を形成することができるからである。従って、推進剤が空間２２２から漏出する可能性のある漏れ経路が少なくなる。
【０１２０】
収容体１２１，１２２のいずれも、本発明による前述の注射器のいずれに用いられてもよい。代替的に、収容体１２１，２２１は、他の医学装置を含む他の用途に用いられてもよい。特に、収容体１２１，２２１は、吸入式装置（例えば、鼻吸入器）における動力源として用いられてもよい。
【０１２１】
収容体１２１，１２２は、多くの装置に使用可能な小さく、使いやすく、携帯可能であり、かつ高スト効率のよい動力源を提供することになる。例えば、再使用可能な注射器の場合、収容体１２１，１２２は、多数回の使用において注射器に動力を供給する簡単かつ効率的な手段をもたらすことができる。ユーザーは、注入の後に破裂した収容体１２１，１２２を取り外し、次回の使用の前に、破裂していない新しい収容体１２１，１２２に置き換えることができる。
【０１２２】
収容体１２１，２２１および前述した注射器のいずれかに用いられる推進剤は、所定温度において沸騰するどのような推進剤であってもよい。好ましい実施形態では、推進剤は、ＨＦＡであってもよいし、またはＨＦＡを含んでいてもよく、さらに他の推進剤は、ＨＦＡ１３４ａであってもよいし、またはＨＦＡ１３４ａを含んでいてもよい。実際、いくつかの推進剤物質の混合物、または推進剤物質および添加物が、本発明によって用いられる推進剤を形成するようになっていてもよい。前述したように、推進剤は、周囲温度で沸騰するものとして選択されてもよいし、周囲温度よりも高い温度で沸騰するものとして選択されてもよい。後者の場合、推進剤を沸騰させ、ストッパー１６を移動させるために、さらに他の熱源が必要である。
【０１２３】
本明細書の好ましい実施形態、請求項、および図面の全体にわたって、０バールは、雰囲気圧力として定義されており、バールの単位で表わされる圧力の全ての値は、雰囲気圧力（０バール）に対する相対値である。
【０１２４】
本明細書の全体にわたって、「注射器（syringe）」という用語は、出口を有する薬剤収容体と、薬剤を薬剤収容体から放出するための可動ストッパーとを有する任意の薬剤送達装置に関連し、かつこのような送達装置を含んでいる。例えば、注射器は、出口に取り付けられたニードル、ノズル、または導管を備えているとよい。他の実施形態では、注射器は、出口の下流にどのような他の構成部品を備えていなくてもよい。本発明の注射器は、皮下送達装置、鼻送達装置、耳送達装置、口送達装置、目送達装置、点滴装置、または任意の他の適切な薬剤送達装置であってもよいし、またはそのような装置の一部を形成するようになっていてもよい。
【０１２５】
本明細書の好ましい実施形態および請求項を通して、「備える（comprise）」および「含む（contain）」という語句またはそれらの変形は、「〜を含んでいるが、〜に制限されない」ことを意味し、他の部分、添加物、成分、完全体、またはステップを排除することを意図するものではない（排除するものではない）。本明細書の好ましい実施形態または請求項を通して、単数形は、文脈が他のことを要求しない限り、複数形を含んでいる。特に、数が決まっていない物品が用いられている場合、本明細書は、文脈が他のことを要求しない限り、単数形のみならず、複数形も含むものとして理解されたい。
【０１２６】
本発明の特定の態様、実施形態、または実施例と関連して記載されている特徴、完全体、特性、化合物、化学成分、または群は、矛盾しない限り、本明細書に記載されている任意の他の態様、実施形態または実施例にも適用可能であることを理解されたい。（添付の請求項、要約書、および図面を含む）本明細書に開示されている全ての特徴、および／またはそのように開示されている任意の方法またはプロセスの全てのステップは、このような特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組合せを除けば、どのように組み合わされてもよい。本発明は、前述のどのような実施形態の詳細にも制限されるものではない。本発明は、（添付の請求項、要約書、および図面を含む）本明細書に開示されている特徴の任意の新規のものまたは任意の新規の組合せ、またはそのように開示されている任意の方法またはプロセスのステップの任意の新規のものまたは任意の新規の組合せにも拡張されるものである。
【０１２７】
読者の注意は、本出願に関連して本明細書と同時またはその前に出願され、本明細書と共に閲覧に供される全ての論文および文献に向けられることになるが、このような論文および文献の内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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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６Ａ．６Ｂ】
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【図７Ａ．７Ｂ】
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【図８Ａ．８Ｂ】
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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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