(57)【要約】  皮膚パッチ型の大容積薬物送達デバイス（１）であって、使用者の身体／皮膚表面から熱エネルギーを抽出し、抽出された熱エネルギーを供給して薬剤の温度を上昇させるために熱交換器（２４）を含む皮膚パッチ型の大容積薬物送達デバイス。代替としてまたは追加として、ペルチェ要素（３５）を同じ目的で使用することができる。このデバイスは、温度センサ（３１）と、薬物温度に応じて熱交換器での流量を変えるための制御装置（１６）とを含む。
2017526487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注射によって薬剤を使用者に送達するように構成されたデバイスであって、
使用者の身体組織から使用者の皮膚を通して熱エネルギーを抽出し、該抽出された熱エネルギーを供給して薬剤の温度を上昇させるように構成された熱交換器
を含む前記デバイス。
【請求項２】
熱交換器は、使用時に使用者の皮膚に対して支持されるデバイスの患者接触領域に、熱伝導性材料から形成される薬剤流路を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
薬剤流路は、デバイスの患者接触領域での蛇行経路を含む請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
薬剤流路は、液体不透過性メンブレンを含み、ガスはメンブレンを通して排出されるが、液体薬剤は排出されないようにする請求項２または３に記載のデバイス。
【請求項５】
熱交換器は、ペルチェ要素を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
薬剤は、ペルチェ要素に熱的に連結されて、ペルチェ要素によって使用者の身体組織から抽出される熱エネルギーのためのヒートシンクとして働く請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
該デバイス内の薬剤の温度を検知するように構成された薬剤温度センサを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
薬剤が所定の温度に達したことを温度センサが検知したのに応答して、薬剤の送達を開始するように構成される請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
温度センサによって検知された薬剤の温度に応答して、薬剤の送達速度を制御するように構成された流量制御装置を含む請求項７または８に記載のデバイス。
【請求項１０】
流量制御装置が、薬剤の検知された温度の上昇に比例して送達速度を増加するように構成される請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
流量制御装置は、薬剤の検知された温度の低下に比例して送達速度を低下するように構成される請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
流量制御装置は、熱交換器に位置する流量制限器要素を含み、該流量制御要素は、薬剤の送達速度を変えるためにデバイスを通る流路のサイズを変えるように構成される請求項９〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
流量制御装置は、熱交換器を通して薬剤をポンプするように構成された薬剤ポンプを含む請求項９〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のデバイスと、注射によって使用者に送達予定の薬剤のリザーバとを含むシステム。
【請求項１５】
注射によって薬剤を使用者に送達するように構成されたデバイス内の薬剤の温度を上昇させる方法であって、
熱交換器を使用して使用者の身体組織から熱エネルギーを抽出する工程と、
該抽出された熱エネルギーを供給して薬剤の温度を上昇させる工程と
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、薬剤が患者に送達される前に薬剤の温度を上昇させるためのデバイスに関する。特に、限定はしないが、本明細書は、熱交換器が患者の身体から熱エネルギーを抽出し、その熱エネルギーを薬剤に伝達して、薬剤が患者に送達される前に薬剤を加温するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤の注射を送達するためのパッチポンプとして知られているタイプの注射または輸液ポンプが当技術分野で知られている。普及している別のタイプの注射ポンプは、ボーラス注射デバイスである。
【０００３】
いくつかのボーラス注射デバイスは、典型的には少なくとも１ｍｌ、場合によっては数ｍｌの比較的大きい体積の薬剤と共に使用されることを意図されている。そのような大きい体積の薬剤の注射は、数分、さらには数時間かかることがある。そのような高容量ボーラス注射デバイスは、大容積デバイス（ＬＶＤ）と呼ぶことができる。
【０００４】
パッチポンプまたはＬＶＤなどのボーラス注射デバイスを使用するために、まず、そのようなポンプまたはデバイスが患者の適切な注射部位に支持され、設置後、患者または別の人によって注射が開始される。デバイスは、一般に皮膚に装着され、適切な固定具を使用して所定位置に保持される。
【０００５】
このタイプのデバイスおよびそれらが送達する薬剤は、一般に、使用の直前に比較的低い周囲温度で収納されている。薬剤は、例えば、冷蔵庫内に約４℃で収納されている。体内に約４℃で液体薬剤を注射することは、患者の不快感を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のいくつかの態様によれば、注射によって薬剤を使用者に送達するように構成されたデバイスであって、使用者の身体組織から使用者の皮膚を通して熱エネルギーを抽出し、抽出された熱エネルギーを供給して薬剤の温度を上昇させるように構成された熱交換器を含むデバイスが提供される。
【０００７】
使用者の身体組織からの熱エネルギーの抽出は、抽出された熱エネルギーを、デバイス内の薬剤を加熱するために使用できるようにする。これは、デバイス内にバッテリもしくは他の電源がない、またはそれらのサイズを減少させることができることによって、デバイスの重量および／またはサイズを減少させることができることを意味することがある。デバイスの製造コストを削減することもできる。
【０００８】
熱交換器は、使用時に使用者の皮膚に対して支持されるデバイスの患者接触領域に、熱伝導性材料から形成される薬剤流路を含むことがある。
【０００９】
熱伝導性材料は、薬剤への熱エネルギーの伝達の効率を高めることができる。
【００１０】
薬剤流路は、デバイスの患者接触領域での蛇行経路を含むことがある。
【００１１】
蛇行経路は、熱交換器の実効表面積を増加し、それにより、体熱を薬剤に伝達することができる速度の増加を可能にし得る。薬剤を加温するのにかかる時間を短縮することができる。
【００１２】
薬剤流路は、液体不透過性メンブレンを含むことがあり、ガスはメンブレンを通して排出されるが、液体薬剤は排出されないようにする。
【００１３】
メンブレンは、熱交換器を空気で満たすことができないことを意味することがある。例えば操作前に空気をポンプ排気することによる熱交換器のプライミングは、冗長となる。
【００１４】
熱交換器は、ペルチェ要素を含んでいてよい。
【００１５】
ペルチェ要素は、身体組織から熱エネルギーを抽出することができる速度を増加することができる。これは、薬剤を加熱することができる速度を増加することができる。薬剤を加温するのにかかる時間を短縮することができる。
【００１６】
薬剤は、ペルチェ要素に熱的に連結されて、ペルチェ要素によって使用者の身体組織から抽出される熱エネルギーのためのヒートシンクとして働くことがある。
【００１７】
熱的連結は、熱エネルギーがペルチェ要素から薬剤に伝達する効率を高める。これは、熱エネルギーの損失を避け、ペルチェ要素の効率を高めることができる。
【００１８】
デバイスは、そのデバイス内の薬剤の温度を検知するように構成された薬剤温度センサを含むことがある。
【００１９】
温度センサは、デバイスが、加熱された薬剤を注射のために解放するのに最適な時を能動的に決定することを可能にし得る。例えば、センサは、デバイスが、注射前に薬剤を体温まで正確に加熱することを可能にし得る。センサは、患者にとって安定した薬剤温度を生み出すという点で、デバイスの信頼性を高めることができる。
【００２０】
デバイスは、薬剤が所定の温度に達したことを温度センサが検知したのに応答して、薬剤の送達を開始するように構成されることがある。
【００２１】
これは、デバイスが、予測可能な、および／または患者によって予想される温度で薬剤を安定して送達することを可能にし得る。
【００２２】
デバイスは、温度センサによって検知された薬剤の温度に応答して、薬剤の送達速度を制御するように構成された流量制御装置を含むことがある。
【００２３】
これは、デバイスが、例えば熱交換器にわたる温度差に基づいて、注射された薬剤の温度を適度に一定に保つことを可能にし得る。これは、患者にとってより安定した体感をもたらすことがある。
【００２４】
流量制御装置は、薬剤の検知された温度の上昇に比例して送達速度を増加するように構成されることがある。
【００２５】
送達速度のこの制御は、薬剤の過熱がデバイスで生じないことを保証することができる。
【００２６】
流量制御装置は、薬剤の検知された温度の低下に比例して送達速度を低下するように構成されることがある。
【００２７】
送達速度のこの制御は、熱不足がデバイスで生じないことを保証することができる。
【００２８】
流量制御装置は、熱交換器に位置する流量制限器要素を含むことがあり、流量制御要素は、薬剤の送達速度を変えるためにデバイスを通る流路のサイズを変えるように構成される。
【００２９】
流量制限器要素は、デバイスが、薬剤流量を変えること、例えば注射される薬剤の温度に関して安定した患者の体感を提供することを可能にし得る。
【００３０】
流量制御装置は、熱交換器を通して薬剤をポンプするように構成された薬剤ポンプを含むことがある。
【００３１】
ポンプは、デバイスが、薬剤流量を変えること、例えば注射される薬剤の温度に関して安定した患者の体感を提供することを可能にし得る。
【００３２】
デバイスはウェアラブルとすることができる。
【００３３】
これは、デバイスを注射中に患者に固定できるようにし、患者の身体から薬剤への熱エネルギー伝達の均一性および／または効率を改良することができる。
【００３４】
デバイスは、使用者に注射するための加熱された薬剤の解放をトリガするために、タイミング要素を含んでいてもよい。
【００３５】
これは、熱交換器が、マイクロコントローラなどの制御装置によって制御されることなく動作することを可能にし得る。これは、デバイスの製造コストを削減することができる。
【００３６】
デバイスは、ボーラス注射デバイスとすることができる。
【００３７】
本発明のいくつかの態様によれば、上記のデバイスと、注射によって使用者に送達予定の薬剤のリザーバとを含むシステムが提供される。
【００３８】
本発明のいくつかの態様によれば、注射によって薬剤を使用者に送達するように構成されたデバイス内の薬剤の温度を上昇させる方法であって、熱交換器を使用して使用者の身体組織から熱エネルギーを抽出する工程と、抽出された熱エネルギーを供給して薬剤の温度を上昇させる工程とを含む方法が提供される。
【００３９】
単に例示の目的で、添付図面を参照しながら実施形態を以下に述べる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】１つの例示的実施形態による、注射によって薬剤を使用者に送達するためのウェアラブルデバイスであって、熱交換器が、使用者の身体から抽出された熱エネルギーを使用して薬剤を加熱するウェアラブルデバイスの概略図である。
【図２】１つの例示的実施形態による、注射によって薬剤を使用者に送達するためのウェアラブルデバイスであって、熱交換器が、使用者の身体から抽出された熱エネルギーを使用して薬剤を加熱するウェアラブルデバイスのブロック図である。
【図３】１つの例示的実施形態による、注射によって薬剤を使用者に送達するためのウェアラブルデバイスの患者接触領域の概略図であり、熱交換器は、使用者の身体から抽出された熱エネルギーを使用して薬剤を加熱する。
【図４】１つの例示的実施形態による、注射によって薬剤を使用者に送達するためのウェアラブルデバイスでの熱交換器を通る薬剤の流路を示す概略図である。
【図５】１つの例示的実施形態による、薬剤が患者の体内に送達される前に薬剤を加熱する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
流体薬剤を患者に送達するためのウェアラブル流体送達デバイスを以下に述べる。デバイスは、ある量の薬剤を収納するためのリザーバと、薬剤を患者に送達するための投薬インターフェースとを含む。デバイスは、注射によって投薬インターフェースから薬剤を送達するように、および、注射を開始する前に、患者の身体から抽出された熱エネルギーを使用して薬剤を加温するように構成される。薬剤の加温および注射は、デバイスが患者の皮膚に装着されている間に行われる。
【００４２】
デバイスを、ボーラス注射器の文脈で以下に述べるが、代替として、別のタイプの大容積デバイス（ＬＶＤ）でもよいことを理解されたい。図１を参照すると、デバイス１は、保護ハウジング２を含み、保護ハウジング２内に、薬剤３のリザーバおよび投薬インターフェース４が、デバイス１の他の構成要素と共に位置する。ハウジング２は、成形されたプラスチックまたは別の適切な材料から形成される。薬剤３のリザーバは、カプセル５内に提供され、カプセル５は、薬剤の１用量を含むことがある。カプセル５は、ガラスなどの不活性材料から形成され、ハウジング２の内部キャビティ内に固定される。カプセル５は、デバイス１の再使用を可能にするように交換可能とすることができる。代替として、カプセル５は、デバイス１において交換可能でないこともあり、それにより、カプセル５の内容物が使い尽くされると、デバイス１は、薬剤を送達するためにもはや使用することができず、処分しなければならない。デバイス１のこの一回使用の性質は、操作のしやすさを高め、患者が不適切な交換カプセルを誤って設置することがないことを保証することによって、安全性を改良する。
【００４３】
投薬インターフェース４は、デバイス１から患者への薬剤の注射のための注射要素を含む。注射要素は、図１に示されるようなカニューレ６の文脈で以下に説明するが、代替として他のタイプの注射要素を使用することもできることを理解されたい。代替の注射要素の例を以下にさらに論じる。
【００４４】
カニューレ６は、遠位端７を含み、遠位端７は、使用中、デバイス１のハウジング２を通って患者の身体組織内に突出する。また、カニューレ６は、近位端８を含み、近位端８は、上で言及したリザーバ３から薬剤を受け取るように配置される。例えば、カプセル５の出口ポートの形態での開口部９は、薬剤がカプセル５から出て、最終的にはカニューレ６の近位端８に流れ込むことを可能にし得る。カプセル５の開口部９は、流れチャネルによってカニューレ６の近位端８に連結され、流れチャネルは、開口部９とカニューレ６の近位端８とに連結された管路１０によって少なくとも一部提供される。これについて、以下により詳細に述べる。
【００４５】
カニューレ６は、使用されないときにはハウジング２内に安全にしまわれように、ハウジング２の外面を通して制御可能に延出可能および／または後退可能とすることができる。デバイス１は、これを容易にするために使用者操作可能アクチュエータ１１を含むことがある。アクチュエータ１１は、デバイス１のハウジング２に対するカニューレ６の動きを引き起こして、カニューレ６を延出および／または後退させるように構成される。一例は、ばね要素１２と、ばね要素１２を解放するためのスイッチ１３とを含むアクチュエータ１１である。スイッチ１３によって解放するとき、ばね要素１２は自動的に伸長し、それによりカニューレ６をハウジング２から一部押し出して注射位置にするように構成される。アクチュエータ１１は、電動式とすることができる。例えば、上で言及したばね要素１２を解放するためのスイッチ１３は、電動式とすることができる。電力は、ばね要素１２をその元の非伸長位置に後退させ、それによりカニューレ６も引き戻すためにも使用される。この目的で、アクチュエータ１１は、電気モータ１４と、ばね要素１２に連結された適切な駆動機構とを含むことがある。電力は、充電式とすることができるバッテリ１５またはデバイス１内の他の電源によって提供される。
【００４６】
特に、デバイス１の構成が、薬剤のカプセル５が交換可能であるようなものである場合、バッテリ１５は充電式とすることができる。このタイプの構成では、デバイス１は、滅菌部分と非滅菌部分とを含む。デバイス１の滅菌部分は交換可能であり、交換可能なカプセル５を含む。デバイス１の非滅菌部分は再使用可能であり、デバイス１の再使用可能な要素を含む。非滅菌部分にある要素は、例えば充電式バッテリ１５を含むことがある。一般に、非滅菌部分は、デバイス１の安全な動作のために滅菌であることを必要とせず、安全に再使用することができる要素を含む。しかし、滅菌である必要がない要素は、必ずデバイス１の非滅菌部分に閉じ込めなければならないわけではないことを理解されたい。例えば、バッテリ１５が、デバイス１の滅菌部分に他の交換可能な要素と共に含まれることも可能である。この構成では、バッテリ１５は、カプセル５が交換されるたびに交換されるので、充電式でない。
【００４７】
以下により詳細に説明するように、デバイス１は、電子制御装置１６を含んでいてよく、電子制御装置１６は、アクチュエータ１１および／またはデバイス１の他の要素の動作を制御するように構成される。電子制御装置１６は、プロセッサとメモリとを含み、例えば、システムバス（図示せず）を使用してアクチュエータ１１および／またはデバイス１の他の要素に通信可能に結合された電子マイクロコントローラを含む。スイッチ１３、モータ１４、バッテリ１５、および制御装置１６は、図２でのデバイス１のブロック図には示されているが、図１には示されていない。
【００４８】
代替形態は、アクチュエータ１１が、機械的なタイマなどタイミング要素の制御下で動作するというものである。タイミング要素は、カウントダウンタイマとすることができる。タイミング要素のカウントダウン期間の経過は、薬剤の用量の注射の完了など、イベントが生じたことを示すことがある。カウントダウン期間の経過により、アクチュエータ１１は、例えばデバイス１のハウジング２内にカニューレ６を引き戻すことによって、カニューレ６または他の注射要素を移動させることができる。
【００４９】
カニューレ６の遠位端７は、患者の身体組織へのその挿入を容易にするように鋭利にされる。代替として、投薬インターフェース４は、身体組織へのカニューレ６の遠位端７の挿入を補助するための別個の針（図示せず）を含んでいてもよい。この場合、カニューレと針は、一体となってトロカールを形成することができる。この針は、上で論じたカニューレ６と同様に、デバイス１のハウジング２から制御可能に延出可能および／または後退可能とすることができる。針は、カニューレ６が身体組織内に移動できるように患者の皮膚を傷つけるように構成される。針は、例えば、カニューレ６の中心を通って延出するように配置される。皮膚が傷つけられたとき、デバイス１は、薬剤の送達前に、針をハウジング２内に後退させるように構成される。デバイス１は、上述したタイプの別個の針を含む場合、針の延出および後退を容易にするために、カニューレ６に関して前に論じたものと同様のアクチュエータを含んでいてもよい。
【００５０】
別の代替形態は、薬剤が針自体を通して送達されるものである。この場合、針は、従来の注射針のものと同様の特性を有する。針の近位端は、上で論じたカニューレ６と同様に薬剤リザーバ３に連結され、それにより、流体薬剤は、針を通って患者の身体組織内に流れることができる。デバイス１がこのように構成される場合、カニューレ６は、投薬インターフェース４から省かれてもよい。
【００５１】
カニューレ６または他の注射要素内への薬剤の流れは、流量制御装置１７によって制御される。図１に示されるように、流量制御装置１７は、ピストン１８を含むことがあり、ピストン１８は、カプセル５を通って一端から他端に可動であり、薬剤を、上で言及した開口部９を通してカプセル５から押し出す。適切な駆動機構（図示せず）が、ピストン１８に機械的に連結され、カプセル５を通してピストン１８を移動させるように動作可能である。ピストン１８の動きは、電動式とすることができる。例えば、電気モータ１９が、駆動機構に連結される。電気モータ１９は、前に言及したバッテリ１５など、デバイス１にある電源によって電力供給される。
【００５２】
追加としてまたは代替として、流量制御装置１７は、カプセル５の開口部９にシール２０を含んでいてよく、薬剤をカプセル５から流し出すことが意図される前に、薬剤がカプセル５から流れ出るのを防止する。シール２０は、破壊可能であり、または何らかの他の形で開放可能であり、薬剤がカプセル５から前に言及した管路１０を通ってカニューレ６または他の注射要素内に移動できるようにする。デバイス１は、以下に説明するように、患者開始トリガに応答して、例えばシール２０を破壊することおよび／またはピストン１８を移動させることによって流量制御装置１７を操作するように構成される。
【００５３】
図３を参照すると、ハウジング２の接触領域２１が、デバイス１の使用中に患者の皮膚に装着されるように構成される。接触領域２１は、例えば、ハウジング２の底面に位置する。接触領域２１は、患者の皮膚に装着されるときに快適になるように選択される幾何学的および触覚的特性を有する。ハウジング２のこの接触領域２１を通って、カニューレ６または他の注射要素が、薬剤の送達中に患者の身体組織内に突出する。接触領域２１は例えばアパーチャ２２を有し、アパーチャ２２を通って、カニューレ６が、デバイス１の使用中に突出する。アパーチャ２２は、前述した延出および後退動作中を含め、カニューレ６および／または上で言及した別個の針を収容するのに十分に大きい。
【００５４】
デバイス１の使用中、接触領域２１は、固定具によって患者の皮膚に保持される。固定具は、かなりの期間、例えば数時間にわたって安定した位置で接触領域２１を皮膚に保持するのに適しており、デバイス１の使用中に注射要素が患者の身体に対して固定位置で常に維持されることを保証する。図１および図３に示されるように、適切な固定具の一例は、接触領域２１を患者の皮膚に一時的に接着するための接着層２３である。接着層２３は、一般的な絆創膏で使用されるような標準的な生体適合性膠（ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｇｌｕｅ）を含むことがある。接着層２３を損傷から保護するため、および接着層２３が、患者の皮膚に取り付けられる前に望ましくない物体にくっつくのを防止するために、デバイス１の接触領域２１は、接着層２３を覆う保護カバー（図示せず）も含む。保護カバーは、デバイス１の使用前に接着層２３を露出するために、例えば接着層２３からカバーを剥がすことによって接触領域２１から選択的に取外し可能である。
【００５５】
デバイス１は、薬剤が患者の身体組織に送達される前に、デバイス１内の薬剤を加熱するための熱交換器２４も含む。熱交換器２４は、患者の身体とカプセル５内の薬剤との温度差を利用して、薬剤が患者に注射される前にデバイス１内の薬剤の温度を上昇させるように構成される。特に、熱交換器２４は、患者の身体から熱エネルギーを抽出し、抽出された熱エネルギーを使用して薬剤の温度を上昇させるように構成される。
【００５６】
例えば、熱交換器２４は、薬剤がカニューレ６を通して患者に注射される前に、薬剤を体温まで加温するように構成される。これは、患者にとってより快適な注射の体感を提供する。熱交換器２４で薬剤を加熱するために使用される熱エネルギーは、全て患者の身体から抽出される。他の手段によって熱エネルギーを発生するのではなく患者の身体から熱エネルギーを抽出することは、デバイス１での電力消費を減少させ、バッテリ１５または他の電源の所要の蓄電容量も減少させる。これはさらに、電気抵抗性加熱要素など、薬剤を加熱するために代替の解決策が使用される場合よりも、デバイス１を小型軽量にすることができることを意味する。
【００５７】
前述した接触領域２１および送達インターフェース４は、例えば高効率の熱接触によって、熱交換器２４と患者の身体との間での高効率の熱エネルギー伝達を容易にするように形状およびサイズを設定される。
【００５８】
図１および３に示されるように、熱交換器２４は、患者の皮膚組織に隣接する位置で、デバイス１の接触領域２１に位置する。熱交換器２４は、伝熱性の患者インターフェース表面２５を含む。患者インターフェース表面２５の位置および位置合わせは、前述したようにデバイス１が患者に固定されるときに患者の皮膚組織と直接接触するようなものである。患者インターフェース表面２５の表面積は大きくすることができ、接触領域２１の総表面積の少なくとも５０パーセントを構成してもよい。これは、表面２５を介する大量の熱エネルギーの伝達を容易にする。表面の一例は、図１に示されている。
【００５９】
熱交換器２４を含めたデバイス１を通る薬剤の流れの概略図が図４に示されている。図４から分かるように、薬剤は、カプセル５から熱交換器２４の入口ポート２６に流れ込むことができる。例えば、上で言及した流量制御装置１７は、ピストン１８の動きによって、薬剤の１用量をカプセル５から熱交換器２４に投薬するように構成される。薬剤の用量は、患者の身体から抽出された熱エネルギーによって熱交換器２４において加温され、その後、熱交換器２４の出口ポート２７から出てカニューレ６に流れ込むようにされる。カプセル５と熱交換器２４の入口ポート２６との連結は、前に言及した管路１０の第１の長さによって提供される。同様に、熱交換器２４の出口ポート２７とカニューレ６の近位端８との連結は、管路１０の第２の長さによって提供される。
【００６０】
図３および図４に概略的に示されるように、熱交換器２４は、薬剤流れチャネル２８を含み、薬剤流れチャネル２８に沿って、入口ポート２６を通して受け取られた薬剤が熱交換器２４を通って流れる。薬剤流れチャネル２８は、例えばパイプ２９によって提供され、パイプ２９は、熱交換器２４を通る経路に沿って薬剤を案内する。経路は、入口ポート２６と出口ポート２７との間の最短ルートに沿って進んでいないという意味合いで、間接的な経路である。この経路は、熱交換器２４を通る蛇行ルート（ｗｉｎｄｉｎｇ  ｒｏｕｔｅ）を取り、したがって、チャネル２８の長さ、したがって薬剤がチャネル２８に留まっている時間は、入口および出口ポート２６、２７の間で真直ぐに経路が延びる場合よりも長い。パイプ２９の底面が、患者インターフェース表面２５の全体または一部を形成することがあり、それにより、その底面は、使用のためにデバイス１が所定位置に固定されたときに患者の皮膚と直接接触する。代替として、パイプ２９は、患者インターフェース表面２５のすぐ裏に位置し、患者インターフェース表面２５と接触していることがある。
【００６１】
大抵、患者の体温は、デバイス１、特にカプセル５内の薬剤が収納されている周囲温度よりも高いことを理解されたい。このため、デバイス１内の薬剤の温度は、最初は患者の体温よりも低いことがよくある。これにより、熱エネルギーが、患者の身体からパイプ２９の伝熱性の壁を通ってパイプ２９内の薬剤に自然に流れ、それにより薬剤の温度を上昇させる。このプロセスは、パイプ２９の温度が、熱交換器２４が位置する皮膚組織の領域の温度と等しくなるまで続く。
【００６２】
パイプ２９は、パイプ２９の壁を通る熱エネルギーの効率的な伝達を容易にするために、高い伝熱性の材料から形成される。これは、熱エネルギーが、患者の皮膚組織からパイプ２９内の薬剤に流れ込むことができる速度、したがって熱交換器２４で薬剤が加温される速度を増加する。パイプ２９のプロファイルは、患者の皮膚組織と直接接触するまたは近接するパイプ２９の表面積を最大にするように、実質的に平坦でよい。パイプ２９の表面は、凸部、または例えば窪みの形態での凹部を含むことがあり、パイプ２９の表面積を増加し、それにより、パイプ２９を通した薬剤への熱エネルギーの伝達を促進する。
【００６３】
図３を参照すると、熱交換器２４は、入口および出口ポート２６、２７それぞれに弁３０を含むことがある。これらの弁２６、２７は、例えば制御装置１６の制御下で選択的に開閉することができ、熱交換器２４内または外への薬剤の流れを制御する。具体的には、入口ポート２６にある弁３０が閉じている場合、薬剤は、出口ポート２６を通って熱交換器２４内または外に流れることができない。同じことが、入口ポート２７にある弁３０にも当てはまる。熱交換器２４での薬剤流れチャネル２８は、例えばループを含むことがあり、両方の弁３０が閉じているとき、薬剤はそのループを巡って循環する。このループは、図３に破線で示されている。
【００６４】
また、熱交換器２４は、熱交換器２４の流れチャネル２８内の薬剤の温度を検知するように構成された１つまたはそれ以上の温度センサ３１を含むこともある。温度センサ３１は、図３に概略的に示され、例えば、流れチャネル２８に位置する１つまたはそれ以上の熱電対または他の適切なセンサを含むこともある。センサ３１は、熱交換器２４と制御装置１６との通信カップリングを介して、薬剤の検知された温度を制御装置１６に通信するように構成される。これは、制御装置１６が、熱交換器２４内の薬剤の温度を監視し、それに従って弁３０の操作を制御できるようにする。特に、制御装置１６は、薬剤の用量がカプセル５から熱交換器２４内に投薬されるときに弁３０を閉じ、薬剤が所定の温度まで加熱されていることを温度センサ３１が示すまで熱交換器２４内で薬剤を保つように構成される。この所定の温度は、制御装置１６のメモリに予め記憶されていても、デバイス１にある適切な制御機能を使用して患者または医療従事者によって設定されてもよい。そのような温度の一例は、体温、すなわち約３７℃である。
【００６５】
熱交換器２４内の薬剤の検知された温度が所定の温度に達したという標示を受信したとき、制御装置１６は、加熱された薬剤が管路１０の第２の長さを通ってカニューレ６の近位端８に流れ込むことができるように出口ポート２７にある弁３０を開かせるように構成される。入口ポート２６にある弁３０は、加熱された薬剤がカプセル５に向かって逆流するのを防止するために閉じられたままである。
【００６６】
熱交換器２４を通る、および／または熱交換器２４から管路１０の第２の長さを通ってカニューレ６の近位端８への薬剤の流れは、流量制御装置１７のポンプ３２によって引き起こされる。ポンプ３２は、図２に概略的に示されており、例えば、熱交換器２４に位置する電気ポンプ３２を含んでいてよい。ポンプ３２は、液体薬剤を熱交換器２４から出口ポート２７を通してカニューレ６にポンプするように構成される。ポンプ３２は、制御装置１６の制御下で動作する。薬剤がカニューレ６にポンプされる速度は、制御装置１６に予め記憶しておくことができ、したがって、薬剤は、指定された様式で、指定された期間にわたって送達される。
【００６７】
制御装置１６は、薬剤がカニューレ６の近位端８にポンプされる、または他の方法で解放される速度を、出口ポート２７にある温度センサ３１によって検知される薬剤の温度に依存して変えるように構成されてもよい。例えば、上で言及した弁３０がデバイス１に含まれていない、またはどちらも開いている場合、薬剤は、その薬剤が入口ポート２６と出口ポート２７との間の流れチャネル２８を通って流れるのにかかる時間量だけ熱交換器２４内で保たれる。薬剤に伝達される熱エネルギーの量、したがって出口ポート２７での薬剤の温度は、薬剤が熱交換器２４に留まっている時間に依存し、したがって、出口ポート２７にある温度センサ３１からの信号が、薬剤の温度が閾値未満であることを示す場合には、制御装置１６は、流れチャネル２８を通る薬剤の流量を減少するように構成される。これは、薬剤が熱交換器２４に留まっている時間を延長し、それにより、薬剤が出口ポート２７に達する前に薬剤に伝達される熱エネルギーの量を増加する。
【００６８】
同様に、出口ポート２７にある温度センサ３１からの信号が、薬剤の温度が閾値よりも上であることを示す場合には、制御装置１６は、流れチャネル２８を通る薬剤の流量を増加して、熱交換器２４において薬剤によって受け取られる熱エネルギーの量を減少するように構成される。
【００６９】
追加としてまたは代替として、熱交換器２４での薬剤の流量は、入口ポート２６にある温度センサ３１によって検知される薬剤の温度と、出口ポート２７にある温度センサ３１によって検知される薬剤の温度との温度差に依存して制御される。制御装置１６は、例えば、入口および出口ポート２６、２７間の予め設定された温度差を得ることを狙いとして、熱交換器２４での薬剤の流量を変えることができる。そのような温度差の一例は、入口ポート２６と出口ポート２７との間での５℃〜１０℃の上昇である。
【００７０】
制御装置１６は、出口ポート２７にある弁３０を一部閉止または開放することによって、熱交換器２４での薬剤の流量を変えることができる。追加としてまたは代替として、制御装置１６は、流量制御装置１７の流量制限要素３３を操作して、パイプ２９での１点または数点で流れチャネル２８のサイズを縮小することができる。追加としてまたは代替として、薬剤の流量は、ポンプ３２の適切な動作によって変えられる。
【００７１】
熱交換器２４は、入口および出口ポート２６、２７に空気不透過性メンブレン３４を含むことがあり、空気が流れチャネル２８に入って、その後、薬剤と共にカニューレ６を通してポンプ排気されるのを防止する。代替として、デバイス１は、流れチャネル２８から空気を排出することによって、薬剤がカプセル５から熱交換器２４内に解放される前に熱交換器２４をプライミングするように構成される。これは、前に言及したポンプ３２を使用して空気を出口ポート２７からポンプ排気することを含むことがある。
【００７２】
上で言及したパイプ２９に加えて、またはその代替として、熱交換器２４は、薬剤を加熱するように構成された１つまたはそれ以上の熱電加熱要素を含むこともある。熱電加熱要素は、熱電加熱デバイスの一部として提供される。熱電デバイスは、ペルチェデバイス３５の文脈で以下に述べるが、他のタイプの熱電デバイスを使用することもできることを理解されたい。ペルチェデバイス３５は、１つまたはそれ以上のペルチェ要素を含み、患者の身体から熱エネルギーを抽出するように配置される。熱交換器２４は、抽出された熱エネルギーを使用して熱交換器２４内の薬剤の温度を上昇させるように構成される。
【００７３】
ペルチェデバイス３５は、患者の皮膚に熱的に連結され、患者の皮膚組織から熱エネルギーを伝達するように構成される。これは、例えば患者インターフェース表面２５を介した患者の皮膚組織との伝熱接触によって、または伝熱ゲルなど、適切な中間伝熱媒体を介した熱対流または伝導によって生じることがある。デバイス３５は、患者インターフェース材料３６を含み、患者インターフェース材料３６は、導電性および熱伝導性材料である。患者インターフェース材料３６は、デバイス３５の反対側にある異なる導電性および熱伝導性材料３７に電気的に連結される。ペルチェデバイス３５は、材料３６、３７間の接合にわたって電流が流れるようにし、ペルチェ効果により、材料３６、３７間に温度差を生み出すように構成される。この効果を使用して、ペルチェデバイス３５は、インターフェース材料３６の温度を監視し、材料３６、３７間の接合に適切な電圧を印加することによって、患者インターフェース材料３６の温度を高い精度で制御するように構成される。
【００７４】
患者インターフェース材料３６の温度は、例えばサーミスタの形態での温度センサによって検出され、この温度センサは、材料３６の表面に近接して位置する。この温度センサからの信号を使用して、ペルチェデバイス３５は、異なる材料３６、３７間の接合に印加される電圧、それにより患者インターフェース材料３６の温度を調節して、温度センサで所望の値を得る。ペルチェデバイス３５は、制御装置１６の制御下でこれを行うことができる。例えば、任意の所与の時点での患者インターフェース材料３６の所望の温度が、予め記憶されている値と、熱交換器２４での温度センサ３１によって制御装置１６に供給される情報とに基づいて、制御装置１６によってペルチェデバイス３５に通信される。このようにして、制御装置１６は、ペルチェデバイス３５が、薬剤を加熱するために患者の身体から適量の熱エネルギーを抽出するように構成される。
【００７５】
ペルチェデバイス３５は、患者インターフェース材料３６から抽出される熱エネルギーが伝達されるヒートシンクとして薬剤を使用するように構成される。ペルチェデバイス３５は、例えば、前に言及したパイプ２９の壁に熱エネルギーを直接伝達するように流れチャネル２８に隣接して位置する。ペルチェデバイス３５とパイプ２９との適切な熱的接触は、熱エネルギーのこの伝達を効率的に促進するように配置される。
【００７６】
代替として、ペルチェデバイス３５は、患者の身体から抽出された熱エネルギーをカプセル５内の薬剤に直接伝達するように配置される。このようにして、薬剤は、流量制御装置１７によってカプセル５から投薬される前に加熱することができる。ペルチェデバイス３５とカプセル５の伝熱領域との間に連結された伝熱要素（図示せず）が、エネルギーの伝達を容易にするために提供される。この実施形態では、入口および出口ポート２６、２７に関して上で論じたものと同様の適切な温度センサがカプセル５に提供され、それにより、カプセル５内の薬剤の温度を、通信カップリングを介して制御装置１６にフィードバックすることができる。これは、患者の体温から５℃の範囲内など、カプセル５内の薬剤の温度が所定の温度に達したときにのみカプセル５でのシール２０を制御装置１６が開放するというオプションを可能にする。
【００７７】
薬剤加熱および注射プロセスの一例を、図５に関して以下に述べる。第１の工程Ｓ１で、患者は、デバイス１の接触領域２１を自分の身体の注射部位に固定する。患者は、例えば、保護カバーを接着層２３から剥がし、接着層２３を自分の皮膚に押し付けて、デバイス１を注射部位に接着することができる。
【００７８】
第２の工程Ｓ２で、患者は、デバイス１のハウジング２にあるスイッチ３８を作動して、薬剤の送達を開始する。スイッチが作動されたのに応答して、流量制御装置１７は、管路１０の第１の長さを通して熱交換器２４の流れチャネル２８に薬剤の用量を投薬するように構成される。例えば、制御装置１６は、カプセル５内のピストン１８に連結された電気モータ１９にバッテリ１５から電力が供給されるようにすることができる。電気モータ１９は、カプセル５を通るピストン１８の動きを駆動して、カプセル５の遠位端の開口部９を通して薬剤の用量を排出する。流量制御装置１７がカプセル５の開口部９にシール２０を含む場合、このシール２０は、流体薬剤が管路１０の第１の長さに解放されるように開放される。シール２０は、ピストン１８の動きによって引き起こされるカプセル５内の流体圧力によって破壊されることがあり、または制御装置１６からの信号に応答して移動してシール２０を穿孔するアクチュエータ（図示せず）など何らかの他の手段によって破壊されることがある。
【００７９】
薬剤は、例えば閾値温度に達するまで、上述したように熱交換器２４によって加熱される。閾値温度の一例は、患者の体温から約５℃の範囲内である。
【００８０】
第３の工程Ｓ３で、デバイス１は、カニューレ６または他の注射要素がハウジング２のアパーチャ２２を通って患者の身体組織内に延出するように構成される。これは、スイッチ３８の作動後に、または薬剤が所定の温度まで加熱されたことが検出されたのに応答して、所定の期間行うことができる。デバイス１は、場合によりセンサ（図示せず）を含んでいてもよく、センサは、カニューレ６または他の注射要素の位置を検出して、制御装置１６に報告するように構成される。このようにして、制御装置１６は、いつカニューレ６または他の注射要素がハウジング２のアパーチャ２２を通って完全に延出され、薬剤を身体組織に注射するために適所にあるかについて通知される。
【００８１】
第４の工程Ｓ４で、制御装置１６は、カニューレ６の近位端８への薬剤の流れをトリガする。これは、前述したように、熱交換器２４からカニューレ６に薬剤が流れ込むことを含むことがある。第４の工程Ｓ４は、薬剤が所定の温度に達したこと、または所与の時間量にわたって熱交換器２４内にあることが検出されたのに応答してトリガされる。代替として、第４の工程Ｓ４は、カニューレ６が患者内に延出されたことが検出されたのに応答してトリガされてもよい。用量は、予め設定された速度で連続的に患者に投与される。代替として、用量は、例えばピストン１８の適切な動きまたはポンプ３２の動作によって、予め設定された期間中の複数の離散部分に、または任意の他の様式で、患者に投与されることがある。デバイス１は、制御装置１６によって定められた様式および速度で薬剤の用量を送達するように構成される。
【００８２】
第５の工程Ｓ５で、制御装置１６は、アクチュエータ１１がカニューレ６を患者の身体組織から後退させて、薬剤送達プロセスを終了するように構成される。
【００８３】
説明した代替形態は、単独でも使用することも、組み合わせて使用することもできることを理解されたい。
【００８４】
デバイス１は、自動で延出／後退する注射要素を含むものとして説明してきたが、ハウジングを通って恒久的に突出しているように注射要素が固定されていてもよいことを理解されたい。これらの環境では、注射要素は、デバイスの使用前に要素が損傷される、または要素が何らかの他のものを意図せず損傷する危険を最小限にするために、着脱可能なガードによって保護されることもある。また、これらの環境では、上述したように後続の工程としてではなく、デバイスが患者の皮膚に配置されたときに、注射要素が概して患者の身体組織に導入されることも理解されたい。注射要素は、上述したカニューレ６を含んでいてよく、または針を含んでいてよい。上述したように、一例では、注射要素は、カニューレ構成のトロカール（孔を有さない）を含み、これは、薬剤送達中、可撓管を使用者の組織内に残すが、針を使用者内に残さない。
【００８５】
熱交換器２４は、基本的に電子制御装置１６の制御下で動作するものとして述べてきた。しかし、熱交換器２４は、代替として、電子制御装置１６なしで動作することもできる。例えば、熱交換器２４の動作は、デバイス１にある機械的タイマなどのタイミング要素によってトリガまたは他の方法で制御される。タイミング要素は、比較的単純でよく、カウントダウンタイマを含むことがある。タイミング要素の一定のカウントダウン期間の経過により、熱交換器２４は、例えば薬剤を受け入れるまたは解放するために入口および出口ポート２６、２７にある弁３０を開放または閉止することによって、特定の様式で動作することがある。
【００８６】
タイミング要素は、患者によるデバイス１の最初の起動に応答して（例えば上で言及したスイッチ３８の操作後に）一定のカウントダウン期間をカウントダウンするように構成される。代替として、タイミング要素は、ハウジング２からのカニューレ６または他の注射要素の延出に応答して、一定のカウントダウン期間をカウントダウンするように構成される。代替として、タイミング要素は、患者の身体へのデバイス１の接触領域２１の取付けに応答して一定のカウントダウン期間をカウントダウンするように構成される。接触領域２１にある１つまたはそれ以上の適切な近接センサを使用し、デバイス１がいつ取り付けられたかを決定することができる。タイミング要素と熱交換器２４との連結は、機械的でも電気的でもよい。
【００８７】
熱交換器２４のこのタイプのタイマベースの構成は、デバイス１が上述した中央制御装置１６を含まない場合に特に適用可能である。同じことが、流量制御装置１７などデバイス１の他の構成要素の動作にも当てはまり、これらの構成要素は、同様に、比較的単純なタイミング要素によってトリガされて動作状態になる。
【００８８】
熱交換器２４に加えて、デバイス１は、薬剤への熱エネルギーの伝達を向上させるように構成された材料または構造を含むことがある。この材料または構造は、患者によって開始されることがあるトリガに応答して熱エネルギーを解放するように構成される。解放された熱エネルギーのいくらかまたは実質的に全てが、例えば熱交換器２４によって薬剤に伝達される。材料または構造は、上で言及した患者インターフェース表面２５に隣接して位置する。
【００８９】
そのような材料または構造の一例は、発熱反応で熱エネルギーを解放するものである。材料または構造は、例えば鉄を含み、熱エネルギーの解放は、空気にさらされたときの鉄の発熱酸化によるものとすることができる。患者は、材料または構造を空気にさらして、酸化をトリガすることができる。これは、例えば、接触領域２１にある保護カバーなどのシールを材料または構造から取り外すことによって実現される。
【００９０】
代替として、材料または構造は、酢酸ナトリウムなど、過飽和溶液の発熱結晶化により熱エネルギーを解放することもある。患者は、核生成中心を形成するために材料を撓める、または材料に圧力を加えることによって結晶化をトリガすることができる。
【００９１】
デバイス１は、皮下に薬剤を送達するように構成されるものとして上述した。しかし、そうではなく、例えば微小針を使用した皮内注射のために、または何らかの他の様式での注射のために構成されてもよい。
【００９２】
ボーラス注射デバイスは、大容積デバイス（ＬＶＤ）として知られているタイプのものとすることができる。ＬＶＤ注射デバイスは、比較的大きい用量、特に少なくとも１ｍｌ、典型的に最大２．５ｍｌ、しかし場合によっては最大１０ｍｌの薬剤を投薬するように構成される。
【００９３】
ボーラス注射デバイスは、ある体積の薬剤を所定の時間内で患者の体内に送るために、それぞれの薬剤のボーラスを送達するように構成される。しかし、注射速度は重要でないことがあり、すなわち厳しい制御は必要ないことがある。しかし、送達部位を取り囲む組織の損傷を避けるために、送達速度の（生理学的な）上限が存在することがある。薬剤のボーラス用量を送達するのにかかる時間は、薬剤の量（体積）、薬剤の粘度、および注射デバイスが使用されることが意図される注射部位の性質を含めたいくつかの因子に応じて、数分から数時間の間であり得る。
【００９４】
使用者または医療従事者の観点から、注射デバイスが、患者のライフスタイルおよびスケジュールに最小限の影響しか及ぼさないようにし、注射の合間に患者が自分の病気をできるだけ思い出さないように構成されることが望ましい。療法のための治療スケジュールは通常、間断的であり、すなわち、週１回の注射、隔週で１回の注射、または月１回の注射とすることができる。したがって、患者は通常、自分の病気に日常的には対処しておらず、したがって所要の注射を行う日常的作業／経験を最低限しかしていない。したがって、患者による操作を単純にするための注射デバイスの構成が非常に望ましい。
【００９５】
ボーラス操作に関して意図されているので、注射デバイスの構成は、基礎的な操作（ｂａｓａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）のために使用されるように意図された注射デバイスとはかなり異なる。また、その用途もかなり異なる。例えば、基礎的なタイプのインスリンポンプは通常、プログラマブル送達速度プロファイルやボーラス計算機など多くの洗練された糖尿病向けの機能を有するので、比較的高価である。さらに、輸液セットによる身体への連結は、患者が、療法の進行中に自分の視野内でポンプを取り扱って操作できるようにする。さらに、糖尿病患者は通常、輸液セットをセッティングする、ポンプを連結および操作する、およびシャワーなどを浴びるためにポンプを一時的に切断してポンプに水がかからないようにするといったことを日常的に行っている。対照的に、上述したボーラス注射デバイスは、比較的単純であり安価なデバイスであり得る。それらは、薬剤を再充電することができない一回使用デバイスとして提供され、これは、複雑さおよびコストをさらに低減する。
【００９６】
上で言及したアクチュエータは、例えば１つまたはそれ以上のばね要素を含む機械的アクチュエータを含むことがある。アクチュエータは、代替として、ソレノイド、圧電アクチュエータ、磁気アクチュエータ、または他の機構を含んでいてもよい。
【００９７】
デバイスを通る薬剤の流れは、特に薬剤のリザーバがカプセル５内で加圧される場合、１つまたはそれ以上の弁（図示せず）によって制御される。
【００９８】
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、少なくとも１つの薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味する。いくつかの実施形態では、薬学的に活性な化合物は、最大１５００Ｄａまでの分子量を有することができ、またはペプチド、タンパク質、多糖類、ワクチン、ＤＮＡ分子、ＲＮＡ分子、酵素、抗体もしくはそのフラグメント、ホルモンもしくはオリゴヌクレオチド、または上述の薬学的に活性な化合物の混合物を含むことができる。様々なタイプまたはサブタイプの化合物も企図される。例えば、ＲＮＡは、ＲＮＡｉ、ｓｉＲＮＡ、またはｍｉＲＮＡを含むことができる。他の実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、もしくは糖尿病性網膜症などの糖尿病に伴う合併症、深部静脈血栓塞栓症もしくは肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症、急性冠症候群（ＡＣＳ）、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症、または関節リウマチの処置または予防に有用であり得る。いくつかの実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病に伴う合併症の処置または予防のための少なくとも１つのペプチドを含むことができる。また、薬学的に活性な化合物は、さらに、少なくとも１つのヒトインスリンもしくはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）もしくはその類似体もしくは誘導体、またはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４、もしくはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４の類似体もしくは誘導体、またはそれらの薬学的に許容される塩もしくは溶媒和物を含むことができる。
【００９９】
インスリン類似体としては、例えば、Ｇｌｙ（Ａ２１）、Ａｒｇ（Ｂ３１）、Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ３）、Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８）、Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；Ｂ２８位におけるプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、またはＡｌａで置き換えられており、Ｂ２９位において、ＬｙｓがＰｒｏで置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８〜Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリンおよびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンを含むことができる。
【０１００】
インスリン誘導体としては、例えば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−パルミトイル−ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−ミリストイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−パルミトイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−パルミトイル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−リトコリル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンおよびＢ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンを含むことができる。
【０１０１】
エキセンジン−４としては、例えば、エキセンジン−４（１−３９）を含むことができる。
【０１０２】
ホルモンとしては、例えばゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（ソマトロピン）、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、ゴセレリンなどの、脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストを含むことができる。
【０１０３】
多糖類として、例えば、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリンもしくは超低分子量ヘパリンもしくはその誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、例えばポリ硫酸化形態、および／またはその薬学的に許容される塩を含むことができる。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の一例は、エノキサパリンナトリウムである。
【０１０４】
抗体としては、基本構造を共有する免疫グロブリンとしても知られている概して略球状の血漿タンパク質（約１５０ｋＤａ）を含むことができる。これらはアミノ酸残基に付加された糖鎖を有することができるので、糖タンパク質にも分類されることもある。各抗体の基本的な機能単位は、免疫グロブリン（Ｉｇ）単量体（１つのＩｇ単位のみを含む）であり；分泌型抗体はまた、ＩｇＡなどの２つのＩｇ単位を有する二量体、硬骨魚のＩｇＭのような４つのＩｇ単位を有する四量体、または哺乳動物のＩｇＭのような５つのＩｇ単位を有する五量体でもよい。
【０１０５】
Ｉｇ単量体は、４つのポリペプチド鎖；すなわち、システイン残基間のジスルフィド結合によって結合された２本の重鎖および２本の軽鎖を含むことができる「Ｙ」字型の分子である。各重鎖は、約４４０アミノ酸長であり得；各軽鎖は約２２０アミノ酸長であり得る。重鎖および軽鎖はそれぞれ、これらのフォールディングを安定化させる鎖内ジスルフィド結合を含むことができる。各鎖は、Ｉｇドメインと呼ばれる構造ドメインから構成される。これらのドメインは、典型的には約７０〜１１０個のアミノ酸を含み、それらのサイズおよび機能に基づいて異なるカテゴリー（例えば、可変すなわちＶ、および定常すなわちＣ）に分類される。これらは、２つのβシートが、保存されたシステインと他の荷電アミノ酸との間の相互作用によって一緒に保持される「サンドイッチ」形状を作り出す特徴的な免疫グロブリンフォールドを有する。
【０１０６】
α、δ、ε、γ、およびμで表される５種類の哺乳類Ｉｇ重鎖が存在する。存在する重鎖の種類により抗体のアイソタイプが規定され；これらの鎖は、それぞれＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、およびＩｇＭ抗体中に見出される。
【０１０７】
異なる重鎖は、サイズと組成が異なり；αおよびγは約４５０個のアミノ酸を含み、δは約５００個のアミノ酸を含み、μおよびεは約５５０個のアミノ酸を有する。各重鎖は、定常領域（ＣＨ）と可変領域（ＶＨ）の２つの領域を有する。１つの種において、定常領域は、同じアイソタイプの全ての抗体では本質的に同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、およびδは、３つのタンデム型のＩｇドメインから構成された定常領域と、可撓性を追加するためのヒンジ領域とを有する；重鎖μおよびεは、４つの免疫グロブリンドメインから構成された定常領域を有する。重鎖の可変領域は、異なるＢ細胞によって産生される抗体では異なるが、単一のＢ細胞またはＢ細胞クローンによって産生される全ての抗体について同じである。各重鎖の可変領域は約１１０アミノ酸長であり、単一のＩｇドメインから構成される。
【０１０８】
哺乳類では、λとκによって表される２種類の免疫グロブリン軽鎖がある。軽鎖は、２つの連続ドメイン：すなわち、１つの定常ドメイン（ＣＬ）と１つの可変ドメイン（ＶＬ）を有する。軽鎖のおおよその長さは２１１〜２１７個のアミノ酸である。各抗体は、常に同一である２本の軽鎖を含み；哺乳類の各抗体につき、軽鎖κまたはλの１つのタイプのみが存在する。
【０１０９】
抗体の一般的な構造は類似していることがあるが、所与の抗体の固有の特性は、上で詳述したように、可変（Ｖ）領域によって決定される。より具体的には、各軽鎖（ＶＬ）について３つおよび３つの重鎖（ＶＨ）に３つあることが多い可変ループが、抗原との結合、すなわちその抗原特異性に関与する。これらのループは、相補性決定領域（ＣＤＲ）と呼ばれる。ＶＨドメインとＶＬドメインの両方からのＣＤＲが抗原結合部位に寄与するので、通常、最終的な抗原特異性を決定するのは、重鎖と軽鎖の組合せであり、いずれか単独ではない。
【０１１０】
「抗体フラグメント」は、上記で定義した少なくとも１つの抗原結合フラグメントを含み、そのフラグメントが由来する完全抗体と本質的に同じ機能および特異性を示す。パパインによる限定的なタンパク質消化は、Ｉｇプロトタイプを３つのフラグメントに切断する。１つの完全なＬ鎖および約半分のＨ鎖をそれぞれが含む２つの同一のアミノ末端フラグメントが、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）である。サイズが同等であるが、鎖間ジスルフィド結合を有する両方の重鎖の半分の位置でカルボキシル末端を含む第３のフラグメントは、結晶化可能なフラグメント（Ｆｃ）である。Ｆｃは、炭水化物、相補体結合部位、およびＦｃＲ結合部位を含む。限定的なペプシン分解消化により、Ｆａｂ片とＨ−Ｈ鎖間ジスルフィド結合を含むヒンジ領域との両方を含む単一のＦ（ａｂ’）２フラグメントが得られる。Ｆ（ａｂ’）２は、抗原結合に対して二価である。Ｆ（ａｂ’）２のジスルフィド結合を切断して、Ｆａｂ’を得ることができる。さらに、重鎖と軽鎖の可変領域は、縮合して単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）を形成することもできる。
【０１１１】
薬学的に許容される塩は、例えば酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩は、例えばＨＣｌ塩またはＨＢｒ塩である。塩基性塩は、例えば、アルカリまたはアルカリ土類のイオン、例えばＮａ＋、もしくはＫ＋、もしくはＣａ２＋から選択されるカチオン、またはアンモニウムイオンを有する塩である。薬学的に許容される溶媒和物は、例えば水和物である。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、様々な粘度の薬剤を注射することができる。例えば、粘度は約３〜約５０ｃＰの範囲とすることができる。他の実施形態では、粘度は、約３ｃＰ未満とすることができ、または約５０ｃＰよりも大きくてよい。さらに、注射は、患者の体内の皮下、筋肉内、または経皮位置に薬剤を送達することを含むことができる。薬剤は、液体、ゲル、スラリ、懸濁液、粒子、粉末、または他のタイプの形態とすることができる。
【０１１３】
典型的な注射体積は、約１ｍＬ〜約１０ｍＬの範囲内とすることができる。注射速度は、約０．５ｍＬ／分、約０．２ｍＬ／分、または約０．１ｍＬ／分とすることができる。そのような注射プロファイルは、流量が概して一定とすることができ、持続時間が概して連続的とすることができ、または概して一定でありかつ概して連続的とすることができる。これらの注射はまた、単一の投与工程で行うこともできる。そのような注射プロファイルはボーラス注射と呼ばれることもある。
【０１１４】
そのような薬剤と共に機能する送達デバイスは、前に論じたように、患者に薬剤を送達するように構成された針、カニューレ、または他の注射要素を利用することができる。そのような注射要素は、例えば２７Ｇ以下の外側サイズまたは外径を有していてよい。さらに、注射要素は、剛性でも、可撓性でもよく、様々な１つまたはそれ以上の材料を使用して形成されてもよい。いくつかの実施形態では、注射要素は、２つ以上の構成要素を含むことがある。例えば、剛性のトロカールは、前で論じたように可撓性のカニューレと共に動作することがある。最初は、トロカールとカニューレとの両方が一緒に動いて皮膚を穿刺することがある。次いで、トロカールは後退することがあり、カニューレは、少なくとも一部、ターゲット組織内に留まる。その後、カニューレは、単独で、送達デバイス内に後退することがある。
【０１１５】
挿入要素を挿入するための挿入機構は、任意の適切な形態を取ることができる。上述したように、挿入機構は、機械的なばねベースの機構とすることができる。代替として、挿入要素機構は、例えば、使用者への挿入要素の挿入を引き起こす電気モータおよびギア機構を含むことがある。代替として、挿入機構は、気体または流体圧力作動式の機構でもよく、その場合、針駆動エネルギー源は、加圧ガスのリザーバ、または２つ以上の化学物質が混合されて気体もしくは流体圧力を生成する化学システムのいずれかである。
【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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【国際調査報告】
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