(57)【要約】  本発明は、患者に薬剤を経皮的に送達するための送達アセンブリと、デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステムと、を含む、薬剤送達デバイスに関する。システムは、デバイス内の薬剤の体積によって決まる少なくとも１つの物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニットを含む。
2020504650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤送達デバイス（１０、１１０、２１０）であって：
患者に薬剤を経皮的に送達するように構成された複数のマイクロニードル（１６）を含む送達アセンブリ（１７）と、
該デバイス（１０、１１０、２１０）内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステム（３０、１３０、２３０）であって、該デバイス（１０、１１０、２１０）内の薬剤の体積によって決まる少なくとも１つの物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニット（３０ａ、１３０ａ、２３０ａ）を含む、システム（３０、１３０、２３０）と、を含む、前記薬剤送達デバイス。
【請求項２】
感知ユニット（３０ａ）は、キャパシタを形成するように配置された第１の電極（３１）および第２の電極（３２）を含み、該第１および第２の電極は、使用時に薬剤が第１および第２の電極の間を流れるように構成されており、感知ユニット（３０ａ）は、第１および第２の電極に連結されかつ該第１および第２の電極の間に電圧を生成するように構成された電流源（３４）を更に含む、請求項１に記載の薬剤送達デバイス（１０）。
【請求項３】
電流源（３４）は直流源であり、感知ユニット（３０ａ）は、第１および第２の電極によって形成されたキャパシタのキャパシタンスを測定し、該測定されたキャパシタンスに基づいてシステム（３０）が第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成されている、請求項２に記載の薬剤送達デバイス（１０）。
【請求項４】
電流源（３４）は直流源であり、感知ユニット（３０ａ）は、第１および第２の電極の間の薬剤の抵抗を測定し、該測定された抵抗に基づいてシステム（３０）が第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成されている、請求項２に記載の薬剤送達デバイス（１０）。
【請求項５】
電流源（３４）は交流源であり、感知ユニット（３０ａ）は、第１および第２の電極の間の薬剤のインピーダンスを測定し、該測定されたインピーダンスに基づいてシステム（３０）が第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成されている、請求項２に記載の薬剤送達デバイス（１０）。
【請求項６】
システム（１３０）は、デバイス（１１０）内の薬剤の体積についての情報を光学感知によって判定するように構成されている、請求項１に記載の薬剤送達デバイス（１１０）。
【請求項７】
システム（１３０）は、光源（１３５）と、光検出器（１３７）と、使用時に薬剤が流れることのできる略漏斗形状の通路（１３６）と、を含み、光源（１３５）は、使用時に薬剤を充填された通路（１３６）に向けて光を発するように構成されており、検出器（１３７）は、通路（１３６）内の薬剤を透過した光を検出するように構成されており、システム（１３０）は、検出器（１３７）が検出した光の量に基づいてデバイス（１１０）内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されている、請求項６に記載の薬剤送達デバイス（１１０）。
【請求項８】
システム（２３０）は、デバイス（２１０）内の薬剤の体積についての情報を圧力感知によって判定するように構成されている、請求項１に記載の薬剤送達デバイス（２１０）。
【請求項９】
薬剤を保持するための多孔質の膜（１５）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の薬剤送達デバイス（１０、１１０、２１０）。
【請求項１０】
多孔質の膜（１５）は第１および第２の電極の間に配設されている、請求項２から５のいずれか１項に従属する場合の請求項９に記載の薬剤送達デバイス（１０）。
【請求項１１】
略漏斗形状の通路（１３６）は多孔質の膜（１５）内に位置する、請求項７に従属する場合の請求項９に記載の薬剤送達デバイス（１１０）。
【請求項１２】
薬剤を送達アセンブリ（１７）に向かって圧送するための薬剤ポンプ機構（２０）を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薬剤送達デバイス（１０、１１０、２１０）。
【請求項１３】
薬剤ポンプ機構（２０）は、システム（３０、１３０、２３０）が提供するデバイス（１０、１１０、２１０）内の薬剤の体積についての情報に従って動作するように構成されている、請求項１２に記載の薬剤送達デバイス（１０、１１０、２１０）。
【請求項１４】
薬剤のカートリッジ（１２）を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の薬剤送達デバイス（１０、１１０、２１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者に薬剤を送達するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤の注射による定期的な処置を必要とする様々な疾病が存在する。かかる注射は皮下注射デバイスを使用して行うことができ、皮下注射デバイスは医療関係者によってまたは患者自身によってのいずれかで施用される。例として、１型糖尿病および２型糖尿病は、インスリン注射デバイスを使用して、例えば１日に１回または数回のインスリン用量の注射によって処置できる。この種のデバイスは通常、インスリンが患者の皮膚に向かって流れる通路となるカニューレまたは皮下注射針に連結された、インスリンポンプを含む。
【０００３】
この種のデバイスには大きな利点があるものの、依然として欠点がある。１つのそうした欠点は、皮下注射針を使用して患者の体内に薬剤を注射することが、注射部位に穴を開け、このことにより組織を損傷させることを、不可避的に含むことである。更に、皮膚内への注射針の貫入が患者にとって、特に子供にとって、痛みを伴う可能性があることが知られている。更に、針は、患者の体内に永続的に挿入しなければならない場合がある。このことは患者にとって不快で違和感のある場合があり、かぶれおよび合併症をもたらす場合がある。
【０００４】
経皮送達デバイスは皮下注射デバイスに対する魅力的な代替を示しているが、その理由は、経皮薬剤送達は痛みがより少なくかつ非侵襲性であり、患者自身がより容易に使用できるからである。この種のデバイスはまた、かぶれを生じさせることなく長時間薬剤を放出することもできる。
【０００５】
かかるデバイスを使用するときに、例えばデバイスが薬剤を切らした時点を検出して、またはデバイスにおいて閉塞もしくは漏れが生じた時点を検出して、適切な対応が取れるようにするために、デバイス内に残っている薬剤のレベルの標示があることが有用である場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、薬剤送達デバイスに関する。
【０００７】
本発明の更なる態様によれば、患者に薬剤を経皮的に送達するように構成された複数のマイクロニードルを含む送達アセンブリを含む薬剤送達デバイスと、デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステムであって、デバイス内の薬剤の体積によって決まる少なくとも１つの物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニットを含む、システムと、が提供される。
【０００８】
感知ユニットは、キャパシタを形成するように配置された第１の電極および第２の電極を含んでもよく、第１および第２の電極は、使用時に薬剤が第１および第２の電極の間を流れるように構成されており、感知ユニットは、第１および第２の電極に連結されかつ第１および第２の電極の間に電圧を生成するように構成された電流源を更に含んでもよい。
【０００９】
電流源は直流源であってもよく、感知ユニットは、第１および第２の電極によって形成されたキャパシタのキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基づいてシステムが第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成す
ることができる。
【００１０】
電流源は直流源であってもよく、感知ユニットは、第１および第２の電極との間の薬剤の抵抗を測定し、測定された抵抗に基づいてシステムが第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成することができる。
【００１１】
電流源は交流源であってもよく、感知ユニットは、第１および第２の電極との間の薬剤のインピーダンスを測定し、測定されたインピーダンスに基づいてシステムが第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定できるように構成することができる。
【００１２】
システムは、デバイス内の薬剤の体積についての情報を、光学感知によって判定するように構成することができる。
【００１３】
システムは、光源と、光検出器と、使用時に薬剤が流れることのできる略漏斗形状の通路と、を含んでもよく、光源は、使用時に薬剤を充填された通路に向けて光を発するように構成することができ、検出器は、通路内の薬剤を透過した光を検出するように構成することができ、システムは、検出器が検出した光の量に基づいてデバイス内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成することができる。
【００１４】
システムは、デバイス内の薬剤の体積についての情報を、圧力感知によって判定するように構成することができる。
【００１５】
薬剤送達デバイスは、薬剤を保持するための多孔質の膜を含んでもよい。
【００１６】
多孔質の膜は、第１および第２の電極の間に配設してもよい。
【００１７】
略漏斗形状の通路は、多孔質の膜内に位置してもよい。
【００１８】
薬剤送達デバイスは、薬剤を送達アセンブリに向けて圧送するための薬剤ポンプ機構（ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ  ｐｕｍｐ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含んでもよい。
【００１９】
薬剤ポンプ機構は、システムが提供するデバイス内の薬剤の体積についての情報に従って動作するように構成することができる。
【００２０】
薬剤送達デバイスは、薬剤のカートリッジを含んでもよい。
【００２１】
薬剤送達デバイスは、測定された物理的パラメータに基づくデバイス内の薬剤の体積についての情報を使用者に提供するように構成されたインジケータを含んでもよい。インジケータは、デバイス内の薬剤の体積が所定の値未満に降下した時点を使用者に示すように構成することができる。
【００２２】
薬剤送達デバイスは再利用可能な部材および使い捨ての部材を含んでもよく、薬剤ポンプ機構は再利用可能な部材内に位置することができる。
【００２３】
薬剤送達デバイスは着用可能なデバイスであってもよい。薬剤送達デバイスは、患者の皮膚に着脱可能に取り付けられるように構成された底面を含んでもよい。
【００２４】
薬剤送達デバイスは、別のデバイスへ／から情報をワイヤレス式で送信および／または受信するように構成された無線通信ユニットを含んでもよい。無線通信ユニットは、デバイス内に残っている薬剤の体積についての情報を、別のデバイスにワイヤレス式で送信するように構成することができる。
【００２５】
薬剤送達デバイスは、患者への薬剤送達を制御するための制御装置を含んでもよい。
【００２６】
薬剤送達デバイスは、インスリン送達デバイスを含んでもよい。薬剤送達デバイスは、制御装置が患者へのインスリン送達を制御するように、患者の血糖に関連するデータを制御装置に送るように構成された血糖センサを含んでもよい。
【００２７】
本発明の更なる態様によれば、薬剤送達デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供する方法が提供され、薬剤送達デバイスは、患者に薬剤を経皮的に送達するための送達アセンブリと、デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステムであって、感知ユニットを含む、システムと、を含み、方法は、感知ユニットを使用してデバイス内の薬剤の体積によって決まる少なくとも１つの物理的パラメータを測定することを含む。
【００２８】
感知ユニットは、キャパシタを形成するように配置された第１の電極および第２の電極を含んでもよく、第１および第２の電極は、使用時に薬剤が第１および第２の電極の間を流れるように構成されており、感知ユニットは、第１および第２の電極に連結された電流源を更に含んでもよく、方法は、電流源を使用して第１および第２の電極の間に電圧を生成することを含んでもよい。
【００２９】
電流源は直流源であってもよく、方法は、感知ユニットを使用して、第１および第２の電極によって形成されたキャパシタのキャパシタンスを測定することと、システムを使用して、測定されたキャパシタンスに基づいてシステムが第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定することと、を含んでもよい。
【００３０】
電流源は直流源であってもよく、方法は、感知ユニットを使用して、第１および第２の電極との間の薬剤の抵抗を測定することと、システムを使用して、測定された抵抗に基づいて第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定することと、を含んでもよい。
【００３１】
電流源は交流源であってもよく、方法は、感知ユニットを使用して、第１および第２の電極との間の薬剤のインピーダンスを測定することと、システムを使用して、測定されたインピーダンスに基づいて第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定することと、を含んでもよい。
【００３２】
方法は、システムを使用して、デバイス内の薬剤の体積についての情報を、光学感知によって判定することを含んでもよい。
【００３３】
方法は、システムを使用して、デバイス内の薬剤の体積についての情報を、圧力感知によって判定することを含んでもよい。
【００３４】
方法は、送達予定の薬剤の流量を患者のデータに応じて判定することを含んでもよい。
【００３５】
方法は、患者への薬剤送達の前に、デバイス内の薬剤の圧力を測定することを含んでもよい。
【００３６】
方法は、判定された薬剤の体積を期待値と比較することを含んでもよい。
【００３７】
方法は、デバイスが薬剤を使い切るのを回避するために、患者への薬剤送達をモニタすることを含んでもよい。
【００３８】
方法は、デバイスが薬剤を使い切るのを回避するために、デバイス内に残っている薬剤の体積についての情報を別のデバイスにワイヤレス式で送信することを含んでもよい。
【００３９】
方法は、判定される薬剤の体積が所定の値未満に降下した場合に、薬剤処方箋を注文するために別のデバイスとワイヤレス式で通信することを含んでもよい。
【００４０】
方法は、別のデバイスと投与量レジメンおよび／または薬剤濃度をワイヤレス式で通信することを含んでもよい。方法は、受信した投与量レジメンおよび／または薬剤濃度情報に基づいて、薬剤が必要になるまでの時間を判定することを含んでもよい。
【００４１】
用語「薬物」または「薬剤」は、本明細書では入れ替え可能に使用され、少なくとも１種の薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味する。
【００４２】
用語「薬剤送達デバイス」は、ヒトまたはヒト以外（本開示では獣医学的用途が明らかに企図されている）の体内に薬物を直接投薬するように設計された、あらゆるタイプのデバイスまたはシステムまたは装置を包含するように理解されるものとする。「直接投薬する」とは、薬物送達デバイスからの薬物の放出とヒトまたはヒト以外の体への投与との間に、使用者によるいかなる必要な薬物の中間操作も存在しないことを意味する。それだけには限らないが、薬物送達デバイスの典型的な例は、注射デバイス、吸入器、および胃管送給システムにおいて見出すことができる。やはりそれだけには限らないが、例示的な注射デバイスとしては、例えば、パッチデバイス、自動注射器、注射ペンデバイス、および脊髄注射システムを挙げることができる。
【００４３】
本発明の例示的な実施形態について、添付の図面を参照して以下の通り記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態を含み得る薬剤送達デバイスの概略断面図である。
【図２】図１の薬剤送達デバイスの一部のブロック図である。
【図３】様々なデバイスとワイヤレス接続している、本発明に係る薬剤送達デバイスを示す図である。
【図４】本発明の実施形態を含み得る更なる薬剤送達デバイスの概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態を含み得る別の更なる薬剤送達デバイスの概略断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る薬剤送達デバイスの概略断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの薬剤送達デバイスの一部の回路図である。
【図６Ｃ】使用時に図６Ａのデバイス内を流れる薬剤の等価回路モデルである。
【図６Ｄ】図６Ａのデバイスに関して測定された複素インピーダンスを示すナイキスト線図である。
【図７】本発明の更なる実施形態に係る薬剤送達デバイスの一部の概略断面図である。
【図８】本発明の別の更なる実施形態に係る薬剤送達デバイスの一部の概略断面図である。
【図９】本発明のまた更に別の実施形態に係る薬剤送達デバイスの一部の概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る薬物送達デバイスの例示的な動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の実施形態は、患者に薬剤を経皮的に送達するように構成された送達アセンブリと、デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステムであって、デバイス内の薬剤の体積によって決まる少なくとも１つの物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニットを含む、システムと、を含む、薬剤送達デバイスを提供する。かかる薬剤送達デバイスを提供することは、患者に薬剤を送達するための注射針の使用を回避するのに役立ち得る。薬剤は経皮的に送達されるので、注射針は必要ない。したがって、かかる薬剤送達デバイスでは注射部位に針の穴ができることは必然ではなく、したがって、組織の損傷を回避するのに役立ち得るとともに、薬剤送達工程において痛みおよび不快感を低減するのに役立ち得る。更に、従来の針注射デバイスにおける、皮膚内への針の導入および／または存在によって生じ得るかぶれおよび合併症を回避することができる。更に、デバイス内の薬剤の体積についての情報を提供するためのシステムにより、使用者または患者は、デバイスが薬剤を使い切ろうとしている時点を検出すること、または、デバイスにおいて閉塞もしくは漏れが生じている時点を検出することが可能になり、この結果、使用者または患者が適切な対応を取ることが可能になる。
【００４６】
本開示のいくつかの実施形態に従い、ここでは単に「デバイス１０」と呼ぶ例示的な薬物送達デバイス１０が、図１に示されている。
【００４７】
本出願の文脈では、用語「上流」および「下流」は、本明細書において、通常の使用中にデバイスを通る薬剤の流れの方向に関連して使用される。更に、用語「上側」、「下側」などは、本明細書において、添付の図面に示されるデバイスの配向に関連して使用される。
【００４８】
本明細書において記載するような薬物送達デバイスは、患者に薬剤を注射するように構成することができる。かかるデバイスは、患者、または看護師もしくは医師などの介護者が操作できる。本発明に係るデバイスは、「大きな」体積の薬剤（典型的には約２ｍｌから約１０ｍｌ、またはそれ以上）を送達するためにある時間（例えば、約５、１５、３０、６０、１２０分、またはそれ以上）の間患者の皮膚に粘着されるように構成された大容積デバイス（「ＬＶＤ（ｌａｒｇｅ  ｖｏｌｕｍｅ  ｄｅｖｉｃｅ）」）またはパッチポンプを含む。
【００４９】
特定の薬剤と組み合わせて、ここで記載しているデバイスを、要求される仕様内で動作するようにカスタマイズしてもよい。例えば、デバイスを、ある時間（例えば、約１０分から約６０分、またはそれ以上）内で薬剤を注射するようにカスタマイズしてもよい。他の仕様としては、不快感が低いかもしくは最小限レベルであること、または、人間要素、保管期限、使用期限、生体適合性、環境的配慮、等に関連する特定の条件を挙げることができる。このような多様性は、薬物の粘度が約３ｃＰから約５０ｃＰまでの範囲にわたることなど、様々な要因に起因して生じる可能性がある。
【００５０】
本明細書に記載する送達デバイスはまた、１つまたはそれ以上の自動化された機能も含み得る。例えば、薬剤注射を自動化することができる。１つまたはそれ以上の自動化ステップのためのエネルギーを、１つまたはそれ以上のエネルギー源によって供給できる。エネルギー源としては、例えば、機械的な、空圧式の、化学的な、または電気的なエネルギーを挙げることができる。例えば、機械的なエネルギー源としては、ばね、レバー、エラストマ、またはエネルギーを貯蔵もしくは解放するための他の機械的機構を挙げることができる。１つまたはそれ以上のエネルギー源を、単一のデバイス内に組み合わせることができる。デバイスは更に、ギア、弁、またはエネルギーをデバイスの１つもしくはそれ以上の構成要素の動きに変換するための他の機構を含み得る。
【００５１】
本発明の薬物送達デバイスの１つまたはそれ以上の自動化された機能は、起動機構を介してそれぞれ起動させることができる。かかる起動機構は、ボタン、レバー、または他の起動構成要素のうちの、１つまたはそれ以上を含み得る。自動化された機能の起動は、１ステップのまたは複数ステップの工程であってもよい。すなわち、使用者は、自動化された機能を実行させるために、１つまたはそれ以上の起動構成要素を起動させる必要があり得る。例えば、１ステップの工程では、薬剤の注射を実行するために、使用者はボタンを押し下げても、またはユーザインタフェースとやり取りしてもよい。他のデバイスでは、自動化された機能を複数ステップで起動する必要があり得る。
【００５２】
図１を参照すると、デバイス１０は本体またはハウジング１１を含み、これは通常、注射予定の液体薬剤充填済みの薬剤リザーバまたはカートリッジ１２と、送達工程の１つまたはそれ以上のステップを容易にするために必要となる構成要素と、を含む。デバイス１０は、薬剤カートリッジ１２の交換または再充填が必要なときに取り外すことのできる、カバーまたは蓋１１ａを含むことができる。デバイス１０はまた、デバイス１０の底面に取り外し可能に粘着できる、保護カバー１３も含むことができる。通常は、最初にデバイス１０を使用するとき、使用者は、デバイス１０が操作可能になる前に、ハウジング１１から保護カバー１３を取り外さなければならない。
【００５３】
デバイス１０は患者の皮膚上に、例えば患者の腹部上に置かれることが意図されている。デバイス１０は好ましくは、着用可能なデバイスである。かかるデバイスは、患者の皮膚上に着用または固着されるというその性質に起因して、一般に「パッチポンプ」または「皮膚パッチ」と呼ばれる。デバイス１０は、例えば患者の皮膚に粘着されるように構成された粘着テープまたはパッド１４の形態の、デバイス保持要素１４を含む。粘着パッド１４はデバイス１０の底面または皮膚取り付け面に取り付けられ、デバイス１０を最初に使用するまでは保護カバー１３によって覆われている。粘着パッド１４により、使用時にデバイス１０が皮膚から外れないように、デバイス１０が皮膚上へ確実に粘着される。別法として、デバイス１０は、デバイス１０を皮膚に粘着するための、真空により機能するデバイス保持要素を含む。
【００５４】
デバイス１０は、薬剤リザーバ１２から流れる薬剤を受けるように構成された薬剤受け要素１５を含む。本明細書に記載する実施形態では、薬剤受け要素１５は、多孔質の膜、例えばフリースまたは吸収性パッド１５の形態である。吸収性パッド１５により、患者への薬剤の送達を実質的に継続的に制御することが可能になる。
【００５５】
デバイス１０は、患者に薬剤を経皮的に送達するための、送達アセンブリ１７を更に含む。送達アセンブリ１７は、アレイ状に配置された複数のマイクロニードル１６を含む。送達アセンブリ１７は、患者に薬剤を経皮的に送達するように構成されている。マイクロニードル１６は吸収性パッド１５の下流に配設されており、患者に吸収性パッド１５から流れる薬剤を送達するように構成されている。マイクロニードル１６は、構造体または支持体１８から実質的に下向きに延びている。支持体１８は、剛性のまたは可撓性の金属製またはプラスチック製のシートから作ることができる。支持体１８は、薬剤が支持体１８を通りマイクロニードル１６に向かって流れることができるように穿孔される。図に示すマイクロニードル１６の数は単に例示を目的としたものであることが理解されるべきである。デバイス１０において使用されるマイクロニードル１６の実際の数は、デバイス１０の底面の面積に応じて、例えば、約７０から約７０００本の間のマイクロニードルの範囲である。マイクロニードル１６のサイズおよび形状はまた、所望に応じて変更してもよい。例えば、マイクロニードル１６は、全体に円錐形状を、全体に角錐形状を、または、上に円錐形の先端部が位置する円筒形状の部分を有してもよい。マイクロニードル１６は通常、角質層を貫通し表皮内へ通るのに十分な長さのものである。特定の実施形態では、マイクロニードル１６は、約０．２から約３ミリメートルの間の範囲の長さを有する。マイクロニードル１６は皮膚に孔を作り出すことにより皮膚のバリアを克服し、このことにより皮膚への薬剤の貫入が向上する。マイクロニードル１６は外皮層に穿孔し、この結果作り出された孔内に薬剤が確実に分散するようにする。皮膚を通した薬剤の取り込みは拡散によるものである、すなわち、薬剤は吸収性パッド１５から患者の皮膚へ、濃度の勾配を下って流れる。吸収されると、薬剤は例えばリンパ液とともに、血液内へ輸送される。患者の身体による薬剤の取り込みは、特にインスリンの場合、例えば皮下注射針を介して皮下的に行うよりも、マイクロニードルを介した方が優れていることが示されている。
【００５６】
デバイス１０は、薬剤リザーバ１２と流体連通している、チューブもしくはホース送出部（ｔｕｂｅ  ｏｒ  ｈｏｓｅ  ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ）、またはマニホールド１９を含む。マニホールド１９は、薬剤リザーバ１２に連結された入口１９ａと、吸収性パッド１５に連結された投薬出口１９ｂと、を含む。マニホールド１９は、使用時、薬剤が薬剤リザーバ１２から入口１９ａを介してマニホールド１９を通り、投薬出口１９ｂを介して吸収性パッド１５に向かって流れるように配置されている。マニホールド１９は、薬剤の滅菌状態を確実に維持するように、および薬剤の漏れを回避するように、薬剤リザーバ１２に封止的に連結されている。投薬出口１９ｂは吸収性パッド１５の上流に配置されており、マニホールド１９から流れる薬剤が吸収性パッド１５内で実質的に均一に分散されるように構成されている。例えば、図１に見ることができるように、吸収性パッド１５は投薬出口１９ｂに面しており、吸収性パッド１５の面積は、投薬出口１９ｂの断面の面積と実質的に同様である。
【００５７】
薬剤リザーバ１２からマニホールド１９を通して薬剤を流れさせるために、ポンプ機構２０が提供される。ポンプ機構２０は、モータ２１と、サムスクリュー（ｔｈｕｍｂ  ｓｃｒｅｗ）２２と、プラグまたはピストン２３と、を含む。使用時、モータ２１はサムスクリュー２２を回転させ、これにより薬剤リザーバ１２内のピストン２３が、マニホールド１９に向けて駆動される。モータ２１によって駆動されると、ピストン２３は、リザーバ１２から入口１９ａを介してマニホールド１９を通るように、そして投薬出口１９ｂを介して吸収性パッド１５に向けて、薬剤を押す。吸収性パッド１５により薬剤の均一な分散が可能になり、この結果、アレイ１７上での薬剤の均質な分散が保証される。薬剤は、吸収性パッド１５からマイクロニードル１６のアレイ１７を通って皮膚内に分散する。
【００５８】
デバイス１０は、デバイス１０の動作をモニタおよび／または制御するための、制御装置２４を更に含む。制御装置２４は、ランダムアクセスメモリおよび／または読み出し専用メモリなどのメモリと、送達される薬剤の流れまたは量を変更できるように、例えば、皮膚が薬剤を吸収することが可能となるような速さで薬剤が圧送されるように、モータ２１を制御するように構成されたファームウェアと、を含む。デバイス１０は更に、電源２５と、ユーザインタフェース２６と、無線通信ユニット２７と、を含む。
【００５９】
図２は、図１のデバイス１０の電子部材を概略的に示すブロック図である。電源２５は、使い捨てのまたは再充電可能なバッテリ２５ａと、電力制御装置２５ｂと、供給接点２５ｃと、を含む。供給接点２５ｃは、デバイス１０に電力供給するためにまたはバッテリ２５ａを再充電するために、デバイス１０を外部の電源に連結可能にするように構成されている。電源２５は、制御装置２４におよび無線通信ユニット２７に連結されて、各々に電力を供給する。
【００６０】
電源２５は、モータ２１に電力供給するためにパルス幅変調器３５を介してモータ２１に連結される。制御装置２４は、モータ２１の駆動を制御するためにパルス幅変調器３５に連結される。制御装置２４は更に、無線通信ユニット２７におよびユーザインタフェース２６と連結されて、各々を制御し、各々から信号入力を受信する。ポンプ機構２０および／またはリザーバ１２は、線形変換器などのエンコーダ３６を含む。エンコーダ３６は制御装置２４に連結され、ピストン２３の位置を示す信号を制御装置２４に送るように構成される。別法として、または加えて、エンコーダ３６は回転変換器であり、サムスクリュー２２の回転数を示す信号を制御装置２４に送るように構成される。制御装置２４およびパルス幅変調器３５は、電源２５によって電力供給される。
【００６１】
無線通信ユニット２７は、別のデバイスへ／から情報をワイヤレス式で送信および／または受信するように構成されている。かかる送信は例えば、無線伝送または光伝送ベースであってもよい。いくつかの実施形態では、ワイヤレス通信ユニット２７は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信機またはＮＦＣ送受信機である。別法として、無線通信ユニット２７を、有線式で、例えばケーブルまたはファイバ接続を介して、別のデバイスへ／から情報を送信および／または受信するように構成された有線ユニットによって、置換または補完してもよい。データが送信されるとき、転送されるデータ（値）の単位は、明示的にまたは暗黙に定義されていてもよい。例えば、インスリン用量の場合、常に国際単位（ＩＵ）を使用してもよく、または別法として、使用される単位を明示的に、例えばコード化された形態で転送してもよい。
【００６２】
制御装置２４は、別個の遠隔のデバイスからの命令に基づいて、マニホールド１９を通り患者の皮膚に向かう薬剤の流れを引き起こすようにプログラムしてもよい。図３に示すように、無線通信ユニット２７は、遠隔のデバイスＤ、例えば、特定のアプリケーションを実行するスマートフォンまたはタブレットから、命令を受信するように構成することができる。無線通信ユニット２７は、受信した命令を制御装置２４に送達するように構成されている。１つの実施形態では、遠隔のデバイスＤは、持続的血糖モニタリング（「ＢＧＭ（ｂｌｏｏｄ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）」）デバイスＧと、および／または試験ストリップベースのＢＧＭデバイスＳと、ワイヤレス接続されていてもよい。試験ストリップベースのＢＧＭデバイスＳ、および／またはＢＧＭデバイスＧは、患者の血糖に関連するデータを遠隔のデバイスＤに送ってもよい。遠隔のデバイスＤは次いで、無線通信ユニット２７を介して制御装置２４と通信して、例えば患者の血糖レベルに応じてポンプ機構２０を、およびしたがって患者へのインスリン送達を、制御することができる。例えば、ＵＳ２００４０１６２４７０Ａ１に記載されているような血糖センサを使用してもよい。別法として、患者（Ｘ）または医療専門家（「ＨＣＰ（ｈｅａｌｔｈ  ｃａｒｅ  ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ）」）がユーザインタフェース２６を使用して、デバイス１０を直接プログラムすることができる。更に、医療専門家ＨＣＰ、患者Ｐ、または調剤薬局Ｐは、患者の薬剤要件に関連するデータをクラウドベースのサーバにアップロード可能であってもよく、遠隔のデバイスＤは、クラウドベースのサーバと通信して、かかる情報を検索しそれに従ってデバイス１０の動作を制御することが可能であってもよい。例えば、医療専門家は、患者Ｘ用に、その直近の健康診断または最近のＢＧＭの結果に応じて薬剤レジメンを調整し、かかるデータをクラウドベースのサーバにアップロードしてもよい。薬局Ｐは、投薬される薬剤の詳細、例えば薬剤濃度、推奨送達速さおよび／または体積を、クラウドベースのサーバにアップロードすることが可能であってもよい。
【００６３】
図１に示すように、デバイス１０は、上側のまたは再利用可能な部材２８と下側のまたは使い捨ての部材２９と、を含む。使用時、再利用可能な部材２８および使い捨ての部材２９は一緒に組み付けられる。再利用可能な部材２８は、例えば再利用可能な部材２８がデバイス１０の高価な構成要素を含むように設計されている場合、使い捨ての部材２９に着脱可能に取り付け可能であってもよい。再利用可能な部材２８は、使い捨ての部材２９に機械的に連結される、例えば、再利用可能な部材２８は使い捨ての部材２９にクリップ留めされる（ｃｌｉｐｐｅｄ）。再利用可能な部材２８は、マニホールド１９において使い捨ての部材２９に更に連結され、マニホールド１９は、再利用可能な部材２８内の薬剤リザーバ１２を使い捨ての部材２９内の吸収性パッド１５に連結する。かかる実施形態では、デバイス１０の再利用可能な部材２８および使い捨ての部材２９内にそれぞれ配設されたマニホールドの第１および第２のセクションを流体連結するために、マニホールド１９内に流体カップリング（ｆｌｕｉｄ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）３７を設けてもよい。したがって、上記したようにデバイス１０の再利用可能な部材２８および使い捨ての部材２９が機械的に一緒に連結されるとき、流体カップリングは、リザーバ１２から吸収性パッド１５まで信頼性のある薬剤の送達を保証するために、マニホールドの第１および第２のセクションの間で液密な連結を行う。
【００６４】
デバイス１０のこの配置は、ポンプ機構２０およびアレイ１７を一緒に着用することができ、このことによりポンプ機構２０用の別個の支持デバイスの使用を回避できる、という利点を有する。この配置によりまた、ポンプ機構２０のより良好な制御も可能になる。図１に示す実施形態では、再利用可能な部材２８は、デバイス１０の電子部材と、ポンプ機構２０と、薬剤リザーバ１２と、を含む。使い捨ての部材２９は、吸収性パッド１５とアレイ１７とを含む。本発明をこの特定のタイプのデバイスに限定することは意図しておらず、他のタイプのデバイスが本発明の範囲内に属することが意図されていることに留意すべきである。例えば、図４に示すように、代替の実施形態では、ポンプ機構２０および薬剤リザーバ１２は、いずれも使い捨ての部材２９内に位置することができ、駆動モータ２１は、再利用可能な部材２８内に位置してもよい。図４に示す実施形態では、ポンプ機構２０は、ぜん動ポンプまたはラジアルポンプの形態であってもよい。かかる実施形態では、モータ２１からの駆動出力部とポンプ機構２０への駆動入力部との間に、機械的カップリング３８を設けることができる。更なる変形形態では、デバイス１０は、全体が使い捨て式であるかまたは全体が再利用可能であるかのいずれかであり得る、単一の部材を含むことができる。
【００６５】
本明細書に記載するデバイス１０は、患者に薬剤を経皮的に送達するための、マイクロニードル１６の配列を含む送達アセンブリ１７を含む。ただし、本発明をこの特定のタイプのデバイスに限定することは意図しておらず、他のタイプのデバイスが本発明の範囲内に属することが意図されていることに留意すべきである。例えば、図５に示すように、マイクロニードル１６のアレイを省略することができる。図５に示す実施形態では、薬剤は吸収性パッド１５から直接皮膚内に分散する。かかるデバイスは、身体の特に多孔質な部分、すなわち、皮膚が薄く実質的に大きな孔を有する場所、例えば背中、肩、または腋窩に置かれるとき、特に効果的である。
【００６６】
デバイス１０は、デバイス１０内に残っている薬剤の体積に関する情報を提供するための、システム３０を更に含む。システム３０は、デバイス１０内の薬剤の体積によって決まる物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニット３０ａを含む。システム３０は、感知ユニット３０ａによって測定された物理的パラメータに基づいて、デバイス１０内に残っている薬剤の体積を判定するように構成されている。
【００６７】
図６Ａに示す実施形態では、感知ユニット３０ａは、第１のまたは上側の電極３１と、第２のまたは下側の電極３２と、第３のまたは基準電極３３と、を含む。感知ユニット３０ａは、電流源３４に連結された第１、第２、第３の電極３１、３２、３３を更に含み、第１および第２の電極３１、３２の間に電圧を生成するように構成されている。本明細書に記載する実施形態では、電流源３４は直流源である。電流源３４は電源２５を含んでもよい。再利用可能な部材２８と使い捨ての部材２９との間の電気的結合は、再利用可能な部材２８および使い捨ての部材２９の各々上にある、共働する電気コネクタ要素を有する電気コネクタ３９によるものであってもよい。
【００６８】
上側および下側の電極３１、３２は、キャパシタを形成するように実質的に互いに平行に配設された、金属製プレートの形態である。第１および第２の電極３１、３２は、使用時に薬剤が第１および第２の電極３１、３２の間を流れるように配設されている。図６Ａに示すように、吸収性パッド１５は、第１および第２の電極３１、３２の間に配置されている。言い換えれば、上側および下側の電極３１、３２は、吸収性パッド１５の上流および下流にそれぞれ配設されている。別法として、上側および下側の電極３１、３２は、吸収性パッド１５の上流に配設されている。上側および下側の電極３１、３２は、投薬出口１９ｂの下流に配設されている。上側の電極３１は投薬出口１９ｂに面している。上側および下側の電極３１、３２は、有利には、使用時に薬剤が投薬出口１９ｂから上側の電極３１、吸収性パッド１５を通り、そして下側の電極３２を通ってマイクロニードル１６に向かって流れるように、透過性であってもよい。特に有利には、下側の電極３２は、薬剤が電極３２を通過して皮膚へ至ることができるように、透過性である。例えば、上側および下側の電極３１、３２は、穿孔されたプレートまたは穴マスクの形態である。基準電極３３はハウジング１１に連結される。使用時、基準電極３３は接地として機能し、第１および第２の電極３１、３２の間の電圧を測定する間に生じ得るノイズまたは干渉を、排除または少なくとも低減させる。
【００６９】
感知ユニット３０ａは、第１および第２の電極３１、３２を通る直流を生成するように、ならびに、第１および第２の電極３１、３２の間に生じた結果的な電圧を測定するように構成されている。電圧が測定されると、システム３０は、第１および第２の電極３１、３２によって形成されたキャパシタのキャパシタンスを判定することができる。吸収性パッド１５の薬剤の充填レベルが変化するとき、第１および第２の電極３１、３２の間の誘電性物質の量が変化し、この結果キャパシタンスの変化が生じる。特に、判定されたキャパシタンスが高いほど、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の体積は大きい。キャパシタンスは以下の等式を使用して決定される：
【数１】
2020504650.tif 000003
式中、Ｉは注入された電流であり、Ｃは第１および第２の電極３１、３２によって形成されたキャパシタのキャパシタンスであり、Ｖは第１および第２の電極３１、３２の間に生じた電圧である。薬剤の誘電率が高くなるほど、キャパシタンスの変化が大きくなるが、このことは、デバイス１０がインスリン送達デバイスである場合に有利である。その理由は、溶液中のインスリンがかなり高い比誘電率を有するからである（約８０に等しく、一方で例えばプラスチックの比誘電率は約４．５である）。
【００７０】
デバイス１０は、医療提供者／医療専門家ＨＣＰにおよび／または患者に、デバイス１０内に残っている薬剤の体積についての情報を提供するように構成されたインジケータを含んでもよい。インジケータは、デバイス内の薬剤の体積が所定の値未満に降下した時点を示すように構成することができる。インジケータは、アラーム、またはユーザインタフェース２６上の表示の形態であってもよい。例えば、ユーザインタフェース２６は、デバイス内の薬剤の体積についての判定された情報に応じて、薬剤リザーバ１２を交換または再充填する必要があるとの標示を表示してもよい。別法として、または加えて、制御装置２４は、薬剤リザーバ１２を変更または再充填する必要があるというデータを、無線通信ユニット２７を介してスマートフォン上のアプリケーションに送信してもよい。このことは、医療提供者ＨＣＰおよび／または患者が、デバイス内に残っている薬剤のレベルの標示を得ることができる、という利点を有する。このことは、高価な薬剤が送達されているときに、例えばデバイス１０内で薬剤が漏れていないことを検証するために、特に有用であり得る。
【００７１】
デバイス１０内に残っている薬剤の量に従って薬剤ポンプ機構２０が動作するように、システム３０は、デバイス１０内の薬剤の体積についてのフィードバック情報を薬剤ポンプ機構２０に提供するために、薬剤ポンプ機構２０に連結してもよい。例えば、デバイス１０内の薬剤の体積が所定の値未満に降下したとシステム３０が判定すると、薬剤ポンプ機構２０は動作を停止することができる。
【００７２】
代替の実施形態では、感知ユニット３０ａは、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の抵抗を測定するように構成されている。抵抗は第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の体積に反比例するので、システム３０は、測定された抵抗に基づいて、第１および第２の電極の間の薬剤の体積についての情報を判定することができる。
【００７３】
上記した実施形態では、システム３０は直流源３４を含む。ただし、代替の実施形態では、システム３０は交流の発生源を含む。感知ユニット３０ａは、例えば電気化学的インピーダンス分光法によって、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の複素インピーダンスを測定するように構成されている。感知ユニット３０ａによって測定される複素インピーダンスに基づいて、システム３０は、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されている。使用時、図６Ｂに示すように、交流源３４は、第１および第２の電極３１、３２によって形成されたキャパシタを通る、例えば正弦波の形態の交流を供給し、感知ユニット３０ａは、供給された信号と戻り信号との間の位相シフトを測定する。いくつかの実施形態では、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤についての更なる情報を判定するために、供給される信号の周波数を変化させてもよい。図６Ｃは、第１および第２の電極３１、３２の間を流れる薬剤の等価回路、すなわち抵抗器とキャパシタとから成る並列回路を示す。インピーダンスは第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の抵抗およびキャパシタンスの関数であるので、第１および第２の電極３１、３２の間の薬剤の体積は、インピーダンス測定に基づいて判定できる。測定されるインピーダンスは、図６Ｄに示すように、ナイキスト線図を使用してプロットしてもよい。複素インピーダンスを測定することにより、デバイス１０における温度および接触抵抗の効果を補償することが可能になる。
【００７４】
インピーダンス測定は、電極の幾何形状の効果を差し引くために、デバイス１０が使用されていないときに、すなわち、第１および第２の電極３１、３２の間を薬剤が流れていないときに行ってもよい。
【００７５】
上記した実施形態では、デバイス１０は、デバイス１０における電気的パラメータを測定することによってデバイス内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されたシステム３０を含むものとして記載されている。しかしながら、本発明をこの特定のタイプのデバイスに限定することは意図しておらず、他のタイプのデバイス、例えば、光学感知によってデバイス内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されたシステム１３０を含む薬剤送達デバイス１１０が、本発明の範囲内に属することが意図されている。
【００７６】
図７に示すように、システム１３０は、光源１３５と、使用時に薬剤が流れることのできる、通路または底面が開口しているレセプタクルもしくはフラスコ１３６と、を含む。通路１３６は吸収性パッド１５内に配設されている。通路１３６は上端１３６ａと下端１３６ｂとを含む。上端１３６ａは下端１３６ｂよりも大きく、この結果、通路は略漏斗形状となっている。光源１３５は、通路１３６に対して、光源１３５が上端１３６ｂに向けて光を発することができるように配置されている。システム１３０は、光検出器１３７と収束レンズ１３８とを含む、感知ユニット１３０ａを更に含む。収束レンズ１３８は上端１３６ａに面している。収束レンズ１３８は、上端１３６ｂと光検出器１３７との間に配設されている。使用時、薬剤は、通路１３６内をマニホールド１９から吸収性パッド１５に向かって流れる。光源１３５は薬剤を充填された通路１３６に向かって光を発し、検出器１３７は通路１３６内にある薬剤を透過した光を検出する。検出器１３７が検出する光の量は、デバイス１１０内の薬剤の体積と相関する、通路１３６内の薬剤の量に応じて決まる。したがって、システム１３０は、検出器１３７によって検出された光の量に基づいて、デバイス１１０内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されている。
【００７７】
上記した実施形態では、デバイス１０、１１０は、デバイス１０における電気的または光学的パラメータを測定することによってデバイス内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されたシステム３０、１３０を含むものとして記載されている。しかしながら、本発明をこの特定のタイプの薬剤送達デバイスに限定することは意図しておらず、他のタイプのデバイス、例えば、圧力感知によってデバイス内の薬剤の体積についての情報を判定するように構成されたシステム２３０を含む薬剤送達デバイス２１０が、本発明の範囲内に属することが意図されている。
【００７８】
薬剤圧力は、例えばマニホールド１９内で測定することができる。例えば、マニホールド１９内の薬剤圧力は、マニホールド１９内の２つ以上の場所で測定することができる。例えば、２つの場所の間の圧力差が所定の値よりも大きいことは、マニホールド１９から薬剤が漏れていることを示している場合がある。
【００７９】
別法として、または加えて、マニホールド１９は、図８に示すように、チャンバ２３９を含んでもよい。マニホールド１９の製造技術に応じて、チャンバ２３９は、マニホールド１９と一体に形成すること、または製造工程中にマニホールド１９に溶接される別個の部片として製造することができる。非加圧状態では、すなわちポンプ機構２０が動作していないとき、および薬剤がマニホールド１９内を流れていないときは、チャンバ２３９は陥没している（図８において点線で表す）。ポンプ機構２０が動作しているとき、マニホールド１９内で圧力が増加し、これによりチャンバ２３９が広がる。この圧力の変化は、１対の電極２４０を含む感知ユニット２３０ａを、チャンバ２３９の周囲の、チャンバ２３９の壁の可能な限り近くに位置することにより、例えば電気キャパシタンス測定を用いて判定できる。チャンバ２３９内の少量の薬剤は低い圧力に対応しており、この結果低いキャパシタンス値がもたらされる。使用時、チャンバ２３９は薬剤によって充填され、これによりチャンバ２３９内の圧力が増し、この結果測定されるキャパシタンスが増大する。薬剤の誘電率が高くなるほど、キャパシタンスの変化が大きくなり、したがって信号対ノイズ比が大きくなるが、このことは、デバイス１０がインスリン送達デバイスである場合に有利である。その理由は、溶液中のインスリンがかなり高い比誘電率を有するからである（約８０に等しく、一方で例えばプラスチックの比誘電率は約４．５である）。接地として機能するように、および、信号対ノイズ比を改善するために、すなわち、測定が行われている間に生じ得るノイズまたは干渉を排除または少なくとも低減するために、第３の電極（図示せず）を設けてもよい。かかるキャパシタンス測定により、ポンプ機構２０が空隙に行き当たっていないことを確認することが可能になり、また患者に薬剤が適正に送達されていることを検証することも可能になる。
【００８０】
図９に示すように、デバイス１０、１１０、２１０は、デバイス１０が皮膚上に適正に配設されていることをチェックするための、ならびに特に、マイクロニードル１６と皮膚との間の接触および圧力が適正であることをチェックするための、アセンブリ３３０を含んでもよい。マイクロニードル１６のアレイと皮膚との間の接触は、粘着パッド１４に連結された第１の電極３３１と、第２の電極として働く導電性のマイクロニードル１６のアレイと、を含む電極配置によって測定される。使用時、第１の電極３３１とマイクロニードル１６のアレイとの間のインピーダンスが測定される。このことにより、マイクロニードル１６と皮膚との間の電気的接触についての情報を判定することが可能になる。かかる測定は、デバイスが動作しているとき、すなわち薬剤がマイクロニードル１６のアレイに向かって流れているとき、または、デバイスが使用されていない、すなわち薬剤の流れがないときのいずれかに、行うことができる。液体薬剤はマイクロニードル１６と皮膚との間の接触を向上させることができるので、薬剤が流れているときにインピーダンスを測定することにより、より精確な測定値を得ることができる。更に、かかる測定により、注射部位の器質的な性質についての情報を提供できる。
【００８１】
図１０は、本発明の実施形態によるデバイスの動作を説明するフローチャートである。図１０は概略的なものであり、デバイスの動作の低レベルの詳細のうちの多くが省略されていることが、了解されるであろう。動作はステップ４０１から始まり、このステップでは、再利用可能な部材２８および使い捨ての部材２９がクリップ留めされるか、またはそれ以外の方法で機械的に一緒に結合される。ステップ４０２では、再利用可能な部材２８が電源２５を起動することによってオンにされるが、これはユーザインタフェース２６の操作によるものであってもよく、これにより再利用可能な部材２８内の制御装置２４が起動される。ステップ４０２に続き、ステップ４０３では、制御装置２４の機能、メモリ（ランダムアクセスメモリおよび／もしくは読み出し専用メモリ）、電源２５、ならびに／またはユーザインタフェース２６に対する制御などの、１回またはそれ以上の予備試験が行われる。これらの試験にはまた、薬剤リザーバ１２がデバイス内の適正な位置にあることとリザーバ１２が十分な薬剤を含んでいることとをチェックすること、および／または、再利用可能な部材２８と使い捨ての部材２９が適正に一緒に取り付けられていることをチェックすることも含まれ、この取り付けには、再利用可能なおよび使い捨ての部材２８、２９を一緒に保持するこれらの間の機械的カップリング、マニホールド１９の第１および第２のセクションの間の流体カップリング３７、モータ２１からの駆動出力部とポンプ機構２０への駆動入力部との間の機械的カップリング３８、ならびに再利用可能な部材２８と使い捨ての部材２９との間の電気コネクタ３９による電気接続部が含まれる。また更に、これらのチェックにより、薬剤送達が開始可能になる前に、使い捨ての部材２９が既に使用されており新しい使い捨ての部材２９と交換すべきであるかどうかを、検出することができる。ステップ４０３での試験のいずれかが不合格であった場合、または適正でない結果を返した場合、ユーザインタフェース２６上にエラーメッセージが表示される。ステップ４０４では、送達予定の薬剤の流量が、患者のデータに応じて判定される。上で検討したように、患者のデータは、デバイス１０の制御装置２４のメモリに保存してもよく、または、遠隔のデバイスＤに保存されている情報から集められ、既に検討した無線通信オプションのいずれかによって受信してもよい。意図するデバイス１０の動作に従った薬剤の安全な送達にとって、患者データのいずれかが期限切れである、無効である、または、不十分である場合には、ユーザインタフェース２６上にエラーメッセージが表示される。ステップ４０５では、薬剤ポンプ機構２０が起動される。次いで、ステップ４０６で、例えば、薬剤が漏れていないこと、および薬剤が患者に適正に送達可能であるかまたは送達されていることを確認するために、デバイス内の薬剤の圧力がチェックされる。圧力試験の何らかの結果が適正でないかまたは許容できる動作パラメータの範囲内にない場合、ユーザインタフェース２６上にエラーメッセージが表示される。ステップ４０７では、例えば、薬剤ポンプ機構２０が空隙に行き当たっていないこと、およびデバイスが適正に機能していることをチェックするために、例えば、ポンプ機構２０およびモータ２１などの流体送達制御部をモニタすることによって、上記したように薬剤の体積が判定される。流体制御部が機能していない場合には、動作はステップ４０５にループして戻り、ポンプをオンにして、薬剤送達動作を起動させる。全てがＯＫであれば、工程はステップ４０８に移り、このステップでは、デバイスが適正に動作しており、リザーバ内にはまだ十分な薬剤があることを検証するために、ステップ４０７で判定された薬剤の体積が、ファームウェアからの期待される値と比較される。全てがＯＫであれば、デバイス動作はループしてステップ４０５に戻りポンプ機構２０を介した薬剤の送達を継続し、ステップ４０６でその時点の流体圧を、およびステップ４０７で薬剤体積をチェックする。ここでも、デバイス１０が適正に動作していないことが検出される場合、デバイスの動作は停止され、ユーザインタフェース２６上にエラーメッセージが表示される。また、薬剤の体積が少ない場合、このことは、薬剤送達工程が完了しており、したがって工程が停止していることを意味している場合がある。
【００８２】
用語「薬物」または「薬剤」は、本明細書において同意語として使用され、１つまたはそれ以上の医薬品有効成分または薬学的に許容されるその塩もしくは溶媒和物と、場合により、薬学的に許容される担体とを含む医薬製剤を示す。医薬品有効成分（「ＡＰＩ」）とは、最も広範な言い方で、ヒトまたは動物に生物学的影響を及ぼす化学構造のことである。薬理学では、薬物または薬剤が、疾患の処置、治療、予防、または診断に使用され、またはそれとは別に、身体的または精神的健康を向上させるために使用される。薬物または薬剤は、限られた継続期間、または慢性疾患では定期的に、使用される。
【００８３】
以下に説明されるように、薬物または薬剤は、１つまたはそれ以上の疾患を処置するための、様々なタイプの製剤の少なくとも１つのＡＰＩ、またはその組み合わせを含むことができる。ＡＰＩの例としては、分子量が５００Ｄａ以下である低分子；ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質（例えばホルモン、成長因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素）；炭水化物および多糖類；ならびに核酸、二本鎖または一本鎖ＤＮＡ（裸およびｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、アンチセンスＤＮＡおよびＲＮＡなどのアンチセンス核酸、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイム、遺伝子、およびオリゴヌクレオチドが含まれ得る。核酸は、ベクター、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに組み込まれる。１つまたはそれ以上の薬物の混合物もまた企図される。
【００８４】
用語「薬物送達デバイス」は、薬物または薬剤をヒトまたは動物の体内に投薬するように構成されたあらゆるタイプのデバイスまたはシステムを包含するものである。それだけには限らないが、薬物送達デバイスは、注射デバイス（例えばペン型注射器、自動注射器、大容量デバイス、ポンプ、潅流システム、または眼内、皮下、筋肉内、もしくは血管内送達にあわせて構成された他のデバイス）、皮膚パッチ（例えば、浸透圧性、化学的）、吸入器（例えば鼻用または肺用）、埋め込み型デバイス（例えば、薬物またはＡＰＩコーティングされたステント、カプセル）、または胃腸管用の供給システムとすることができる。
【００８５】
薬物または薬剤は、薬物送達デバイスで使用するように適用された主要パッケージまたは「薬物容器」内に含まれる。薬物容器は、例えば、カートリッジ、リザーバ、または１つもしくはそれ以上の薬物の保存（例えば短期または長期保存）に適したチャンバを提供するように構成された他の固体もしくは可撓性の容器とすることができる。例えば、場合によって、チャンバは、少なくとも１日（例えば１日から少なくとも３０日まで）の間薬物を収納するように設計される。場合によって、チャンバは、約１カ月から約２年の間薬物を保存するように設計される。保存は、室温（例えば約２０℃）または冷蔵温度（例えば約−４℃から約４℃まで）で行うことができる。場合によって、薬物容器は、投与予定の医薬製剤の２つまたはそれ以上の成分（例えばＡＰＩおよび希釈剤、または２つの異なるタイプの薬物）を別々に、各チャンバに１つずつ保存するように構成された二重チャンバカートリッジとすることができ、またはこれを含むことができる。そのような場合、二重チャンバカートリッジの２つのチャンバは、ヒトまたは動物の体内に投薬する前、および／または投薬中に２つまたはそれ以上の成分間で混合することを可能にするように構成される。例えば、２つのチャンバは、これらが（例えば２つのチャンバ間の導管によって）互いに流体連通し、所望の場合、投薬の前にユーザによって２つの成分を混合することを可能にするように構成される。代替的に、またはこれに加えて、２つのチャンバは、成分がヒトまたは動物の体内に投薬されているときに混合することを可能にするように構成される。
【００８６】
本明細書において説明される薬物送達デバイス内に含まれる薬物または薬剤は、数多くの異なるタイプの医学的障害の処置および／または予防に使用される。障害の例としては、例えば、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、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症が含まれる。障害の別の例としては、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および／または関節リウマチがある。ＡＰＩおよび薬物の例としては、例えば、それだけには限らないが、ハンドブックのＲｏｔｅ  Ｌｉｓｔｅ  ２０１４、主グループ１２（抗糖尿病薬物）または主グループ８６（腫瘍薬物）、およびＭｅｒｃｋ  Ｉｎｄｅｘ、第１５版などに記載されているものがある。
【００８７】
１型もしくは２型の糖尿病、または１型もしくは２型の糖尿病に伴う合併症の処置および／または予防のためのＡＰＩの例としては、インスリン、例えばヒトインスリン、また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）、ＧＬＰ−１類似体もしくはＧＬＰ−１受容体アゴニスト、またはその類似体もしくは誘導体、ジペプチジルペプチダーゼ−４（ＤＰＰ４）阻害剤、または薬学的に許容されるその塩もしくは溶媒和物、またはそれらの任意の混合物が含まれる。本明細書において使用される用語「類似体」および「誘導体」は、元の物質と構造的に十分に類似しており、それによって同様の機能または活性（例えば治療効果性）を有することができる任意の物質を指す。特に、用語「類似体」は、天然のペプチドの構造、例えばヒトのインスリンの構造から、天然のペプチド中に見出される少なくとも１つのアミノ酸残基を欠失させるおよび／もしくは交換することによって、ならびに／または少なくとも１つのアミノ酸残基を付加することによって式上で得られる分子構造を有するポリペプチドを指す。付加および／または交換されるアミノ酸残基は、コード可能なアミノ酸残基、または他の天然の残基もしくは完全に合成によるアミノ酸残基とすることができる。インスリン類似体は「インスリン受容体リガンド」とも呼ばれる。特に、用語「誘導体」は、１つまたはそれ以上の有機置換基（例えば、脂肪酸）が１つまたはそれ以上のアミノ酸に結合している、天然のペプチドの構造、例えばヒトのインスリンの構造から式上で得られる分子構造を有するポリペプチドを指す。場合により、天然のペプチド中に見出される１つまたはそれ以上のアミノ酸が、欠失され、かつ／もしくはコード不可能なアミノ酸を含む他のアミノ酸によって置換されていてもよく、または、コード不可能なアミノ酸を含むアミノ酸が、天然のペプチドに付加されていてもよい。
【００８８】
インスリン類似体の例としては、Ｇｌｙ（Ａ２１），Ａｒｇ（Ｂ３１），Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン（インスリングラルギン）；Ｌｙｓ（Ｂ３），Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン（インスリングルリジン）；Ｌｙｓ（Ｂ２８），Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン（インスリンリスプロ）；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン（インスリンアスパルト）；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で置換されているヒトインスリン；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）ヒトインスリンがある。
【００８９】
インスリン誘導体の例としては、例えば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２９）（Ｎ−テトラデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデテミル、Ｌｅｖｅｍｉｒ（登録商標））、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−ω−カルボキシヘプタデカノイル−γ−Ｌ−グルタミル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデグルデク、Ｔｒｅｓｉｂａ（登録商標））、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）ヒトインスリンがある。
【００９０】
ＧＬＰ−１、ＧＬＰ−１類似体およびＧＬＰ−１受容体アゴニストの例としては、例えば、リキシセナチド（Ｌｙｘｕｍｉａ（登録商標）、エキセナチド（エキセンディン−４、Ｄｙｅｔｔａ（登録商標）、Ｂｙｄｕｒｅｏｎ（登録商標）、アメリカドクトカゲの唾液腺によって産生される３９アミノ酸ペプチド）、リラグルチド（Ｖｉｃｔｏｚａ（登録商標））、セマグルチド、タスポグルチド、アルビグルチド（Ｓｙｎｃｒｉａ（登録商標））、デュラグルチド（Ｔｒｕｌｉｃｉｔｙ（登録商標））、ｒエキセンディン−４、ＣＪＣ−１１３４−ＰＣ、ＰＢ−１０２３、ＴＴＰ−０５４、ラングレナチド／ＨＭ−１１２６０Ｃ、ＣＭ−３、ＧＬＰ−１エリゲン（Ｅｌｉｇｅｎ）、ＯＲＭＤ−０９０１、ＮＮ−９９２４、ＮＮ−９９２６、ＮＮ−９９２７、ノデキセン（Ｎｏｄｅｘｅｎ）、ビアドール（Ｖｉａｄｏｒ）−ＧＬＰ−１、ＣＶＸ−０９６、ＺＹＯＧ−１、ＺＹＤ−１、ＧＳＫ−２３７４６９７、ＤＡ−３０９１、ＭＡＲ−７０１、ＭＡＲ７０９、ＺＰ−２９２９、ＺＰ−３０２２、ＴＴ−４０１、ＢＨＭ−０３４、ＭＯＤ−６０３０、ＣＡＭ−２０３６、ＤＡ−１５８６４、ＡＲＩ−２６５１、ＡＲＩ−２２５５、エキセナチド−ＸＴＥＮおよびグルカゴン−Ｘｔｅｎがある。
【００９１】
オリゴヌクレオチドの例としては、例えば：家族性高コレステロール血症の処置のためのコレステロール低下アンチセンス治療薬である、ミポメルセンナトリウム（Ｋｙｎａｍｒｏ（登録商標））がある。
【００９２】
ＤＰＰ４阻害剤の例としては、ビルダグリプチン、シタグリプチン、デナグリプチン、サキサグリプチン、ベルベリンがある。
【００９３】
ホルモンの例としては、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、およびゴセレリンなどの、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が含まれる。
【００９４】
多糖類の例としては、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、またはそれらの誘導体、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、薬学的に許容されるそれらの塩が含まれる。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例としては、エノキサパリンナトリウムがある。ヒアルロン酸誘導体の例としては、ハイランＧ−Ｆ２０（Ｓｙｎｖｉｓｃ（登録商標））、ヒアルロン酸ナトリウムがある。
【００９５】
本明細書において使用する用語「抗体」は、免疫グロブリン分子またはその抗原結合部分を指す。免疫グロブリン分子の抗原結合部分の例には、抗原を結合する能力を保持するＦ（ａｂ）およびＦ（ａｂ’）２フラグメントが含まれる。抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、組換え型、キメラ型、非免疫型またはヒト化、完全ヒト型、非ヒト型（例えばネズミ）、または一本鎖抗体とすることができる。いくつかの実施形態では、抗体はエフェクター機能を有し、補体を固定することができる。いくつかの実施形態では、抗体は、Ｆｃ受容体と結合する能力が低く、または結合することはできない。例えば、抗体は、アイソタイプもしくはサブタイプ、抗体フラグメントまたは変異体とすることができ、これはＦｃ受容体との結合を支持せず、例えば、突然変異した、または欠失したＦｃ受容体結合領域を有する。用語の抗体はまた、四価二重特異性タンデム免疫グロブリン（ＴＢＴＩ）および／または交差結合領域の配向性を有する二重可変領域抗体様結合タンパク質（ＣＯＤＶ）に基づく抗体結合分子を含む。
【００９６】
用語「フラグメント」または「抗体フラグメント」は、全長抗体ポリペプチドを含まないが、抗原と結合することができる全長抗体ポリペプチドの少なくとも一部分を依然として含む、抗体ポリペプチド分子（例えば、抗体重鎖および／または軽鎖ポリペプチド）由来のポリペプチドを指す。抗体フラグメントは、全長抗体ポリペプチドの切断された部分を含むことができるが、この用語はそのような切断されたフラグメントに限定されない。本発明に有用である抗体フラグメントは、例えば、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、ｓｃＦｖ（一本鎖Ｆｖ）フラグメント、直鎖抗体、単一特異性抗体フラグメント、または二重特異性、三重特異性、四重特異性および多重特異性抗体（例えば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ）などの多重特異性抗体フラグメント、一価抗体フラグメント、または二価、三価、四価および多価抗体などの多価抗体フラグメント、ミニボディ、キレート組換え抗体、トリボディまたはバイボディ、イントラボディ、ナノボディ、小モジュラー免疫薬（ＳＭＩＰ）、結合ドメイン免疫グロブリン融合タンパク質、ラクダ化抗体、およびＶＨＨ含有抗体を含む。抗原結合抗体フラグメントの更なる例が当技術分野で知られている。
【００９７】
用語「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」は、特異的抗原認識を仲介する役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内の短いポリペプチド配列を指す。用語「フレームワーク領域」は、ＣＤＲ配列ではなく、ＣＤＲ配列の正しい位置決めを維持して抗原結合を可能にする役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内のアミノ酸配列を指す。フレームワーク領域自体は、通常、当技術分野で知られているように、抗原結合に直接的に関与しないが、特定の抗体のフレームワーク領域内の特定の残基が、抗原結合に直接的に関与することができ、またはＣＤＲ内の１つまたはそれ以上のアミノ酸が抗原と相互作用する能力に影響を与えることができる。
【００９８】
抗体の例としては、アンチＰＣＳＫ−９ｍＡｂ（例えばアリロクマブ）、アンチＩＬ−６ｍＡｂ（例えばサリルマブ）、およびアンチＩＬ−４ｍＡｂ（例えばデュピルマブ）がある。
【００９９】
本明細書において説明される任意のＡＰＩの薬学的に許容される塩もまた、薬物送達デバイスにおける薬物または薬剤の使用に企図される。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。
【０１００】
本明細書に記載するＡＰＩ、配合、装置、方法、システム、および実施形態の様々な構成要素の修正（追加および／または削除）を、本発明の最大限の範囲および精神から逸脱することなく行うことができ、そこにはかかる修正形態およびそのありとあらゆる均等物が包含されていることを、当業者は理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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