(57)【要約】 【課題】  複数の容器内の流体を独立して放出し、或いは所定の体積割合で混合して放出する容器システムを提供する。【解決手段】  本発明の流体を貯蔵／放出する圧力状態にある容器システムは、ハウジング（１）と、前記ハウジング内に配置され、ピストンを有するピストン装置（１０，１１）と、バイアス要素（４）と、を有する。前記ピストン装置は、それぞれ互いに連通しない複数の流体貯蔵容積部分（１３，１４，１５）を規定する。前記流体貯蔵容積部分は、それぞれ、前記流体貯蔵容積部分内に貯蔵された流体を放出する流路（７，８，９）を有する。前記バイアス要素は、前記ピストン装置（１０）を押して、前記流体貯蔵体積に圧力をかける。これにより、前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する。【選択図】  図１
2012519016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ハウジング（１）と、
（ｂ）前記ハウジング内に配置され、ピストンを有するピストン装置（１０，１１）と、
前記ピストン装置（１０，１１）は、それぞれ互いに連通しない複数の流体貯蔵容積部分（１３，１４，１５）を規定し、
前記流体貯蔵容積部分は、それぞれ、前記流体貯蔵容積部分内に貯蔵された流体を放出する流路（７，８，９）を有し、
（ｃ）バイアス要素（４）と、
前記バイアス要素は、前記ピストン装置（１０）を押して、前記流体貯蔵体積に圧力をかけ、
を有し、
前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する
ことを特徴とする流体を貯蔵／放出する圧力状態にある容器システム。
【請求項２】
前記ピストン装置は、同軸に配置された２個のピストン（１０，１１）を有し、
前記バイアス要素は、前記２個のピストンの間に配置され、前記２個のピストンを反対方向に押す
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項３】
前記ピストン装置は、浮遊ピストン（１１）を含む
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項４】
前記ピストン装置は、平行な壁のキャビティを有するピストンを有し、
前記平行な壁は、前記ハウジング（１）の拡張した本体にスライド可能に接触し、これにより前記２個の流体貯蔵体積の一方（１３）を部分的に規定する
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項５】
前記ピストン（１０，１１）は、前記平行壁から伸びる外部表面（１７，１６）を有し、前記ハウジング（１）内にスライド可能に配置され、これにより互いに連通状態にない２個の流体貯蔵体積の他方（１５）を規定する
ことを特徴とする請求項４記載の容器システム。
【請求項６】
前記ピストンは、浮遊ピストン（１１）である
ことを特徴とする請求項４記載の容器システム。
【請求項７】
前記拡張した本体は、前記ハウジングからの突起部（６）を含む
ことを特徴とする請求項５記載の容器システム。
【請求項８】
前記突起部（６）は、前記第１流体貯蔵体積の流路（８）を有する
ことを特徴とする請求項５記載の容器システム。
【請求項９】
前記ハウジング（１）は、円筒状の壁を有する
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項１０】
前記バイアス要素は、スプリングである
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項１１】
前記バイアス要素は、圧縮ガスである
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項１２】
（ｄ）バルブ駆動制御システム（２１）を更に有し、
前記バルブ駆動制御システムは、前記流路内の流れを調整するバルブを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【請求項１３】
（ｅ）前記流路を含む出口導管（７）を更に有し、
前記出口導管は、前記第１ピストン（１０）内の開口を通過し、前記流体貯蔵体積（２）内に伸び、
前記第１ピストン（１０）は、前記出口導管（７）をスライドしながら、シールされている
ことを特徴とする請求項１記載の容器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少量の複数の流体を貯蔵／放出する圧力状態にある容器システムに関し、特に、２つの流体放出系を具備する容器システムに関する。この２つの流体放出系の内の第１の放出系は、互いに独立して液体を放出し、第２の放出系は、所定の体積割合で混合して放出する。
【背景技術】
【０００２】
少量の流体放出システムで液体を正確に放出することが困難である。ある状況では、複数の液体を独立に放出し、他の状況では、所定の体積割合で複数の流体を混合して同時に放出することがある。特許文献１は、一定の体積割合で複数の流体を同時に放出する放出システムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開パンフレット第２００８／０５６３６３号
【特許文献２】国際公開パンフレット第２００４／１０５８２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記の特許文献１は、複数の液体を独立して供給（分配する）システム、又は方法を教示していない。その為、独立ベースで複数の液体を供給し、一定の体積割合で同時に供給する流体分配システムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例によれば、（ａ）ハウジングと、（ｂ）前記ハウジング内に配置され、ピストンを有するピストン装置と、前記ピストン装置は、それぞれ互いに連通しない複数の流体貯蔵容積部分を規定し、前記流体貯蔵容積部分は、それぞれ、前記流体貯蔵容積部分内に貯蔵された流体を放出する流路を有し、（ｃ）バイアス要素と、前記バイアス要素は、前記ピストン装置（１０）を押して、前記流体貯蔵体積に圧力をかける、を有する。
前記ピストン装置は、前記流体貯蔵体積内に貯蔵された各流体を独立して放出する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、同軸に配置された２個のピストンを有し、前記バイアス要素は、前記２個のピストンの間に配置され、前記２個のピストンを反対方向に押す。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、浮遊ピストンを含む。
本発明の一実施例によれば、前記ピストン装置は、平行な壁のキャビティを有するピストンを有し、前記平行な壁は、前記ハウジングの拡張した本体にスライド可能に接触し、これにより前記２個の流体貯蔵体積の一方を部分的に規定する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストンは、前記平行壁から伸びる外部表面を有し、前記ハウジング内にスライド可能に配置され、これにより互いに連通状態にない２個の流体貯蔵体積の他方を規定する。
本発明の一実施例によれば、前記ピストンは、浮遊ピストンである。
本発明の一実施例によれば、前記拡張した本体は、前記ハウジングからの突起部を含む。
本発明の一実施例によれば、前記突起部は、前記第１流体貯蔵体積の流路を有する。
本発明の一実施例によれば、前記ハウジングは、円筒状の壁を有する。
本発明の一実施例によれば、前記バイアス要素は、スプリングである。
本発明の一実施例によれば、前記バイアス要素は、圧縮ガスである。
本発明の一実施例によれば、（ｄ）バルブ駆動制御システムを更に有し、前記バルブ駆動制御システムは、前記流路内の流れを調整するバルブを制御する。
本発明の一実施例によれば、（ｅ）前記流路を含む出口導管を更に有し、前記出口導管は、前記第１ピストン内の開口を通過し、前記流体貯蔵体積内に伸び、前記第１ピストンは、前記出口導管をスライドしながら、シールされている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】放出前の複数の小室を有する容器システムの縦断面図。
【図２】１つの液体を独立して放出した後で、残りの流体をリンクして放出する前の容器システムの縦断面図。
【図３】制御システムを有する容器システム（スプリングに負荷がかかる前）の他の実施例の縦断面図。
【図４】スプリングに負荷がかかり小室が充填された状態の放出前の図１の容器システムの縦断面図。
【図５】スプリングが２個のピストンの間に配置され、第１の容器内の液体が放出される前の容器システムの断面図。
【図６】図５の容器システムにおいて、第１の容器内の液体が放出された後の容器システムの断面図。
【図７】図５の容器システムにおいて、全ての容器内の液体が放出された後の容器システムの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施例は、放出系を組み合わせた極少量の液体を貯蔵し放出する小型容器システムである。本発明の容器システムは、複数の液体を互いに別個に放出する、或いは所定の体積割合で流体を放出する。
【０００８】
図１において、初期の放出前の容器システムの実施例においては、各小室は、適宜の液体で完全に充填されている。本発明の容器システムを、極小透析プローブ装置に基づいてインシュリンの注入と血糖値のモニタの組み合わせを例に説明する。しかし複数の流体を貯蔵し正確に分配するシステムも、本発明の範囲に入る。
本発明の容器システムは、システム・ハウジング１と、第１ピストン２と、第２ピストン３と、バネ４と、固定側突起部６と、第１流路７と、第２流路８と、第３流路９とを有する。第１ピストン２と第２ピストン３は、同軸に配置されて、ピストン装置を構成する。バネ４は、ピストン装置をシステム・ハウジング１内で前進させる。第２流路８は、固定側突起部６に沿って内部を部分的に伸びる。第１ピストン２は、円筒形状の平行なピストン壁１０を有し、端部が包囲体２ａの形態を採る。この包囲体２ａは第１空洞１３を構成する。
【０００９】
第２ピストン３は、円筒形状の平行なピストン壁１１を有し、端部が包囲体３ａの形態を採る。この包囲体３ａは第２空洞１４を構成する。ピストン壁１１の外側表面１１ａの直径は、ピストン壁１０の内側表面１０ａの直径よりも小さい。その結果、第１ピストン２内に第２ピストン３が嵌り込んだ形態となる。
選択的事項として、２個の円筒状の壁１１ａ、１０ａは、スライドするよう構成されるが、第１空洞１３と１３ａを連通するために、一方の表面あるいは両方の表面内に流路チャネルを具備してもよい。
別の構成としては、それらの間に間隙があってもよい。固定側突起部６は、平行な壁であり、好ましくは円筒状の壁であり、外側表面６ａは、ピストン壁１１の内側表面１１ｂに対しシールするよう構成される。これにより第２空洞１４と第３空洞１５とを切り離す。第１空洞１３と第２空洞１４は、互いに連通状態にない流体貯蔵部分として機能する。第１空洞１３と第２空洞１４は、浮遊ピストンである第２ピストン３により分離されているからである。これにより、流体は、第１空洞１３から放出されるが、第２空洞１４内の流体は貯蔵庫に残ったままである。上記のピストン装置は、システム・ハウジング１の一端に配置されたバネ４と同軸に配置される。
【００１０】
次に、本明細書で使用される用語について説明する。
※「連通」とは、複数の流体貯蔵庫の間で流路が形成され、その中を一方の貯蔵庫から他方の貯蔵庫に流体が流れることができる状態を言う。
※「平行な壁」とは、向かい合った壁の間の距離あるいは一枚の壁の向かい合った部分の距離が一定である壁の構成を言う。
※「浮遊ピストン」とは、機械的なリンク機構により駆動されず、ピストンが配置される流体により駆動されるピストンを言う。
※「先端」とは、バイアス要素（スプリング）から最も遠い端部を指す。
※「フランジ」とは、ピストン壁の外からハウジングに向いて伸びる表面を指す。
【００１１】
第１フランジ１７は、ピストン壁１０の先端に配置される。第１フランジ１７は、システム・ハウジング１に対し半径方向に伸び、システム・ハウジング１にスライド可能に接触する。同様に第２フランジ１６はピストン壁１１の先端に配置され、システム・ハウジング１に対し半径方向に伸びて、そこにスライド可能に接触する。
シール２６は、「Ｏリング」であるが、システム・ハウジング１にスライド可能に接触するフランジ表面と、固定側突起部６の壁６ａの間に配置されて、リークのないスライド結合を完成させる。第１フランジ１７の先端表面１９と第２フランジ１６の非先端表面２０は、追加の第１空洞１３ａを規定する。この追加の第１空洞１３ａは第１空洞１３と連通状態にある。第２フランジ１６の先端フランジ表面２１は、第３空洞１５を規定する。一実施例においては、第１流路７は第１空洞１３と連通状態にあり、バネ４により円周が規定されたスペース内を通る。第２流路８は、第２空洞１４と連通状態にあり、固定側突起部６内を通る。
【００１２】
第３流路９は第３空洞１５と連通状態にある。バネ４は、システム・ハウジング１の端部に配置され、バイアス力をピストン装置にかける。特にバネ４は、第１ピストン２の非先端表面１８に直接搭載され、第１空洞１３内の流体に圧力をかけ、間接的に浮遊する第２ピストン３の表面で動く流体の圧力により、圧力をかける。同時に、それぞれ第２空洞１４，第３空洞１５内の流体に圧力をかける。
各流路は、バルブとバルブ・アクチュエータとを有し、これらはシステムパラメータに従って制御システムにより制御される。閉じたバルブは流体を流体貯蔵庫内に保持し、開いたバルブは流体を放出する。一実施例において、ハウジングは、円筒状の壁で構成されるが、円筒形以外の実施例も可能である。
【００１３】
図２は、第１空洞１３，追加の第１空洞１３ａ内に貯蔵された流体を放出した後の状態で、空洞１４，１５内の流体は未だ放出されていない状態の容器システムを示す。この状態は、第１空洞１３，１３ａの放出の順番と体積（混合）比率と第２空洞１４のそれらに限定するものではない。単なる一実施例である。
独立した放出は、第１流路７内のバルブが開いた時に開始する。第１ピストン２は、バネ４によりバイアスがかけられており、システム・ハウジング１内を前進して、第１空洞１３内に貯蔵された流体を放出する。しかし、これは第２空洞１４又は１５に貯蔵された流体には影響を及ぼさずに行うことができる。
流体の放出を独立して行うことにより、流体の分配（混合）の選択的制御が可能となる。薬剤の投与と診療テストのアプリケーションとの組み合わせシステム、例えば、インシュリンを投与し透析時の血糖値を検査するシステムにおいては、この様な薬剤投与系は特に重要である。例えばインシュリンは、第１空洞１３内に貯蔵され独立して放出され、同時に透析液（例えば塩水溶液）と反応剤とは、空洞１４，１５内にそれぞれ貯蔵され、そこから放出される。好ましくはこれらはリンクで繋がれた放出モードで実行される。
【００１４】
リンク結合された放出は、流路８，９に配置されたバルブが開いた時に開始する。第２ピストン３とその先端の先端フランジ表面２１は、システム・ハウジング１内を一体となって前進し、これにより、空洞１４，１５から流体を同時に放出する。空洞１４，１５は同一長さであり、第２ピストン３とその第２フランジ１６が、移動範囲の最終端にある時には、各貯蔵容積を完全に充填する。空洞１４，１５の長さが一定であると、各貯蔵容積の断面積が、第２ピストン３が前進することにより放出される流体の量を決定する。従って、空洞１４，１５の断面比率が、流体が放出される体積比率を決める。
【００１５】
上記したインシュリンの投与と小型透析の組み合わせシステムは、塩水溶液と反応剤とは、空洞１４，１５内に貯蔵され一定の体積比率で放出される特徴を有する。ある場合には、両方の流速（流量）の制御は、出口流路の一方にあるバルブを制御し、他のバルブは常時開いたままで、行うこともできる。流体は空洞１４，１５から一定の体積比率で放出されるために、流体は両方の流路が開いた状態にない限り流れない。リンクされた放出は、独立して放出を行うか、両方の放出を同時に行うこともできるが、これらは本発明に含まれる。
置換用流体は、空洞１３，１３ａ内に隔膜２３から注入される。同様に別の置換流体は、第３空洞１５内に隔膜２５介して注入してもよい。しかし、第２空洞１４がシステム・ハウジング１と連通していない場合には、置換流体は、延長したニードルあるいは類似の器具（このニードルは、第１空洞１３の全長に伸び、隔膜２４を貫通する）により導入することもできる。貯蔵容器を再充填することに関する問題を次に説明する。
【００１６】
図３，４は、バルブ制御装置２１を含む他の実施例を示す。一般的にこの実施例の容器システムは、図１，２の実施例と類似するので、バルブ制御装置２１を除く、他の番号は類似の構成要素を示す。適宜の制御システムも用いることができる。特許文献２の図６−１４も類似の構成要素を開示する。
図３は、負荷のかかっていない状態のバイアス要素（スプリング）を示す。バネ４は、適宜のバイアス要素例えば螺旋状の圧縮バネで構成することができる。螺旋状の引っ張りバネあるいは通常のバネも金属製あるいは非金属製のバネも、本発明の範囲に入る。更に空気バネあるいは圧縮ガスバネの使用も、本発明の範囲に入る。
【００１７】
図４は、スプリングに負荷がかけられ充填された状態の放出前の他の実施例を示す。流路２２は導管２２ａ内に配置される。この導管２２ａは、バネ４に囲まれた空間と、第１ピストン２内の空間と、第１液体貯蔵庫である第１空洞１３内を通る。第１空洞１３内の流体は、第１空洞１３の先端部に配置された流路の入口を介して放出される。第１ピストン２は、リンクには連結されておらず、流路２２内をスライドする。
【００１８】
各実施例の貯蔵容器は、適宜の流体により、その流路あるいは適宜に配置された隔膜シールで再充填される。例えば流体は、隔膜２３を介して流路２２と第１空洞１３内に注入される。同様に適宜の流体は、隔膜２５を介して、直接第３空洞１５内に、そして隔膜２４を介して流路２７内に、更に第２空洞１４内に注入される。
貯蔵体積の再充填がリンクされた放出に関連する場合には、両方の流体は、同時に再充填されて、各容積を完全に充填しなければならない。貯蔵体積内に残った空間は、流体を放出する際、所望の体積比率を変えてしまう。その為、各流体は、構造により規定される一定の容量（体積）比率に対応する流速で、同時に関連する貯蔵体積内に注入しなければならない。実際に、ある置換流体は第１貯蔵体積内に注入され、残りの流路は、シールされ、第２の置換流体との気密の連結になる。注入された置換流体が、貯蔵体積を充填すると、ピストンとその関連するフランジを一体に押し、これにより、ピストンが引っ込むと、第２流体内に形成される部分真空が形成される。
【００１９】
図５−７に第３の実施例を示す。この実施例のバネ４は、軸方向に整合した後部ピストン３０と前部ピストン３１の間に配置される。これにより、各ピストンをハウジングのその対応する端部の方向に押す。後部ピストン３０は、液体貯蔵容積部分３２を部分的に規定する。この液体貯蔵容積部分３２は液体貯蔵容積部分３３，３４と連通していない。      後部ピストン３０が、後方（図で左側）方向に進むと、液体貯蔵容積部分３２内の流体は、液体貯蔵容積部分３３内に保持された流体とは独立に、放出される。
図６は、液体貯蔵容積部分３２の液体がが完全に放出された後の状態を示す。前部ピストン３１は、液体貯蔵容積部分３３，３４を部分的に規定する。液体貯蔵容積部分３３，３４は、互いに連通状態にはない。その結果、前部ピストン３１が前方（右側）に移動すると、液体貯蔵容積部分３３，３４の両方に保持されていた流体は、一定の体積比率で同時に放出される。図７は全ての流体が放出された後の状態を示す。
【００２０】
本発明は、複数の流体が小さな容積内に貯蔵され、圧力をかけて供給される応用例に対し利点がある。上記したように、本発明の容器システムは、Continuous Glucose Measurement (ＣＧＭ)と、Continuous Subcutaneous Insulin Infusion (ＣＳＩＩ)に関するアプリケーションを有する。本発明のシステムは、グルカゴンとインシュリンの投与あるいはＧＬＰ(Glucagon-Like Peptide)に対するアプリケーションあるいは他の薬剤と酵素を混合したインシュリンのアプリケーションを有し、又流体を独立して供給するあるいは流体を混合するようなアプリケーションにも利点を有する。
本発明の容器システムあるいはそれらの様々な構成要素は、適宜の材料、例えばポリマー材料、金属材料から製造することができる。
【００２１】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００２２】
１  システム・ハウジング
２  第１ピストン
２ａ  包囲体
３  第２ピストン
３ａ  包囲体
４  バネ
６  固定側突起部
６ａ  外側表面
７  第１流路
８  第２流路
９  第３流路
１０  ピストン壁
１０ａ  内側表面
１１  ピストン壁
１１ａ  外側表面
１１ｂ  内側表面
１３  第１空洞
１３ａ  追加の第１空洞
１４  第２空洞
１５  第３空洞
１６  第２フランジ
１７  第１フランジ
１９  先端表面
２０  非先端表面
２１  先端フランジ表面（図１）  バルブ制御装置（図３）
２２  流路
２２ａ  導管
２３  隔膜
２６  シール
３０  後部ピストン
３１  前部ピストン
３２，３３，３４  液体貯蔵容積部分
【図１】
2012519016.tif 000003
【図２】
2012519016.tif 000004
【図３】
2012519016.tif 000005
【図４】
2012519016.tif 000006
【図５】
2012519016.tif 000007
【図６】
2012519016.tif 000008
【図７】
2012519016.tif 000009
【国際調査報告】
2012519016.tif 000010
2012519016.tif 000011