НОСИМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИНЪЕКЦИИ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОЙ ПОДАЧИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ АГЕНТОВ
WEARABLE DEVICE FOR AUTOMATIC INJECTION FOR CONTROLLED SUPPLY OF THERAPEUTIC AGENTS

Уровень техники
Устройства для автоматической инъекции предлагают альтернативу используемым вручную шприцам для введения терапевтических агентов в тело пациентов и для обеспечения возможности для пациентов самостоятельного приема инъекции. Устройства для автоматической инъекции использовались для введения медикаментов в экстренных условиях, например, для введения адреналина, для противодействия эффекту тяжелой аллергической реакции. Устройства для автоматической инъекции также были описаны для использования при введении антиаритмических) медикаментов и избирательных тромболитических агентов во время сердечного приступа (см., например, патенты США №№ 3910260; 4004577; 4689042; 4755169; и 4795433). Различные типы устройств для автоматической инъекции также описаны, например, в патентах США №№ 3941130; 4261358; 5085642; 5092843; 5102393; 5267963; 6149626; 6270479; и 6371939; и в публикации Международного патента № WO/2008/005315.
Обычно устройство для автоматической инъекции содержит шприц и, во время срабатывания, обеспечивает передвижение шприца вперед и так, что игла выступает из корпуса таким образом, что выполняется впрыск терапевтического агента, содержащегося в шприце, в кожу пациента. Устройство для автоматической инъекции обычно включает в себя втулку, расположенную внутри шприца, которая, при ее активации, движется внутри шприца, выталкивая терапевтический агент из шприца и в кожу пациента.
Сущность изобретения
В примерных вариантах осуществления обеспечиваются носимые устройства для автоматической инъекции, которые могут быть наклеены на кожу или на одежду пациента и могут подавать терапевтический агент в тело пациента при подкожной инъекции с медленной, управляемой скоростью инъекции, например, в виде однократного медленного болюсного введения. Примерные варианты осуществления обеспечивают способы сборки примерных носимых устройств для автоматической инъекции. Примерные варианты осуществления также обеспечивают способы использования носимых устройств для автоматической инъекции пациентом для медленной, управляемой терапевтической подачи агента. Примерные носимые устройства для автоматической инъекции уменьшают или устраняют ощущение жжения, часто возникающее или воспринимаемое пациентами, которые используют обычное устройство для автоматической инъекции. Примерные носимые устройства для автоматической инъекции поддерживают стерильность контейнера с терапевтическим агентом (например, шприца), являются простыми при использовании, выполнены с возможностью предварительного их заполнения, просты при производстве, и/или не требуют асептической сборки. Носимые устройства для автоматической инъекции, в соответствии с примерными вариантами осуществления, могут быть наклеены на кожу или на одежду пациента для введения любого терапевтического агента подкожно, включая в себя, но без ограничений, биологическое лекарственное средство, такое как, например, антитела, инсулин и т.д.
В соответствии с примерным вариантом осуществления, предусмотрено носимое устройство для автоматической инъекции для обеспечения подкожной инъекции терапевтического агента в пациента. Устройство включает в себя корпус, содержащий участок контакта с пациентом, который закрепляют на теле пациента. Устройство также включает в себя узел для инъекции, подвижно расположенный в корпусе, содержащий иглу для гиподермической инъекции, предназначенную для ввода в тело пациента, узел для инъекции выполнен с возможностью перемещения между убранным положением, в котором игла для инъекции не выступает за пределы корпуса, и выдвинутым положением, в котором игла для инъекции выступает наружу из корпуса. Устройство также включает в себя сосуд, предусмотренный в корпусе, для удержания терапевтического агента, плунжер, подвижно расположенный внутри сосуда для выталкивания терапевтического агента из сосуда в узел для инъекции, и механизм активации плунжера, предназначенный для активации плунжера внутри сосуда. Устройство также включает в себя инициатор отвода, выполненный с возможностью изменения состояния носимого устройства для автоматической инъекции из состояния инъекции в состояние после инъекции, и механизм отвода, предназначенный для автоматического отвода узла инъекции из выдвинутого положения в состоянии инъекции, в убранное положение, в состоянии после инъекции, после инициирования инициатором отвода.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления, предусмотрен способ для подкожной инъекции терапевтического агента в тело пациента. Способ включает в себя, предоставляют носимое устройство для автоматической инъекции, включающее в себя корпус, содержащий участок контакта с пациентом, закрепляемый на теле пациента. Устройство также включает в себя узел для инъекции, подвижно установленный в корпусе, содержащий иглу для гиподермической инъекции, предназначенную для ввода в тело пациента, узел для инъекции, выполненный с возможностью передвижения между убранным положением, в котором игла для инъекции не выступает за пределы корпуса, и выдвинутым положением, в котором игла для инъекции выступает за пределы корпуса. Устройство также включает в себя сосуд, предусмотренный в корпусе, для удержания терапевтического агента, плунжер, подвижно расположенный внутри сосуда для выталкивания терапевтического агента из сосуда в узел для инъекции, и механизм активации плунжера, предназначенный для активации плунжера внутри сосуда. Устройство также включает в себя инициатор отвода, выполненный с возможностью изменения состояния носимого устройства для автоматической инъекции из состояния инъекции в состояние после инъекции, и механизм отвода, предназначенный для автоматического отвода узла инъекции из выдвинутого положения в состоянии инъекции в убранное положении в состоянии после инъекции, после инициирования инициатором отвода. Способ включает в себя, закрепляют носимое устройство для автоматической инъекции на коже пациента или на предмете одежды пациента, используя контакт с пациентом на корпусе. Способ также включает в себя ввод терапевтического агента в кожу пациента, используя носимое устройство для автоматической инъекции.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления, предусмотрено носимое устройство для автоматической инъекции для подкожной инъекции терапевтического агента в тело пациента. Устройство включает в себя корпус и узел картриджа, подвижно установленный в корпусе. Картридж включает в себя участок цилиндра, предназначенный для удержания терапевтического агента, и полую иглу, сообщающуюся по текучей среде с участком цилиндра, для впрыска терапевтического агента из участка цилиндра. Картридж также включает в себя втулку для герметизации участка цилиндра и избирательного приложения давления к терапевтическому агенту, для проталкивания терапевтического агента через полую иглу. Картридж дополнительно включает в себя плунжерный активатор для приложения давления к втулке и механизм инициатора, который активирует плунжерный активатор для передачи давления к втулке, когда к картриджу прикладывают давление из положения готовности (в состоянии перед инъекцией) в сжатое положение (в состоянии инъекции) внутри корпуса. Механизм инициатора активирует активатор плунжера таким образом, что выполняют выталкивание терапевтического агента из участка цилиндра и в тело пациента с управляемой, медленной скоростью так, что возникает незначительное или не возникает ощущение жжения, ощущаемое или воспринимаемое пациентом. Устройство также включает в себя слой крепления, расположенный на поверхности контакта с пациентом, предназначенный для закрепления устройства на коже или на одежде пациента, или на предмете одежды пациента. Слой крепления может включать в себя клей для временного закрепления носимого устройства для автоматической инъекции на теле пациента, по меньшей мере, во время управляемой инъекции терапевтического агента.
Носимое устройство для автоматической инъекции включает в себя механизм отвода, который отводит картридж из положения сжатия в отведенное положение (в состоянии после инъекции). Носимое устройство для автоматической инъекции также включает в себя инициатор отвода, который активирует механизм отвода, инициатор отвода срабатывает, когда подача терапевтического агента заканчивается, или по истечении прошедшего периода времени, или когда носимое устройство для автоматической инъекции снимают с пациента, например, до окончания ввода терапевтического агента. Носимое устройство для автоматической инъекции работает и функционирует полностью на механических принципах или в комбинации с управляемой реакцией для перехода из любого состояния (то есть состояния перед инъекцией, состояния инъекции, состояния после инъекции), и управляет скоростью инъекции терапевтического агента в течение периода времени, который выбирают для комфорта пациента, его удобства или предпочтения, или когда он превышает интервал времени для инъекции с помощью обычного автоматического портативного устройства. В примерном варианте осуществления период времени инъекции, выдерживаемый примерным носимым устройством для автоматической инъекции может находиться в диапазоне от приблизительно десяти секунд до приблизительно двенадцати часов. В предпочтительном варианте осуществления период времени может находиться в диапазоне от приблизительно пяти минут до приблизительно тридцати минут.
В другом примерном варианте осуществления предусмотрен способ для подкожной инъекции терапевтического агента в тело пациента. Способ включает в себя, предоставляют носимое устройство для автоматической инъекции, содержащее корпус и узел картриджа, подвижно установленный в корпусе. Картридж включает в себя участок цилиндра, предназначенный для содержания терапевтического агента, и полую иглу, сообщающуюся по текучей среде с участком цилиндра, для инъекции терапевтического агента из участка цилиндра. Картридж также включает в себя втулку, для герметизации участка цилиндра, избирательного приложения давления к терапевтическому агенту, для выталкивания терапевтического агента через полую иглу. Картридж дополнительно включает в себя активатор плунжера, предназначенный для приложения давления к втулке, и инициирующий механизм, который активирует активатор плунжера при приложении давления к втулке, когда нажимают на картридж, переводя его из положения готовности (в состоянии перед инъекцией) в сжатое положение (в состоянии инъекции) внутри корпуса. Инициирующий механизм выполняет привод активатора плунжера так, что терапевтический агент выталкивается из участка цилиндра в тело пациента с управляемой медленной скоростью и, по существу, без какого-либо ощущения жжения.
Способ также включает в себя, нажимают на картридж из положения готовности в нажатое положение внутри корпуса. Нажатие на картридж автоматически приводит к выдвижению иглы для инъекции, которая используется для прокалывания кожи пациента через отверстие в корпусе, для прокалывания кожи пациента, и активирует активатор плунжера для приложения давления к втулке таким образом, что терапевтический агент поступает в тело пациента с управляемой медленной скоростью и, по существу, без какого-либо ощущения жжения.
Способ дополнительно включает в себя автоматический отвод картриджа из сжатого в отведенное положение (в состоянии после инъекции) внутри корпуса, когда подача терапевтического агента заканчивается, или по истечении прошедшего времени, или когда носимое устройство для автоматической инъекции удаляют с кожи или с одежды пациента, например, перед окончанием подачи терапевтического агента.
В примерном варианте осуществления предусмотрено носимое устройство для автоматической инъекции. Носимое устройство для автоматической инъекции обеспечивает подкожную инъекцию терапевтического агента в тело пациента. Носимое устройство для автоматической инъекции включает в себя корпус, имеющий участок контакта с телом пациента, прикрепляемый на теле пациента, и внутренний участок, сформированный из множества стенок и образующий, по меньшей мере, один открытый конец, противоположный участку контакта с пациентом. Носимое устройство для автоматической инъекции также включает в себя узел картриджа, выполненный с возможностью передвижения внутреннего участка корпуса и движущийся из любого из положения готовности, положения инъекции и положения отвода. Носимое устройство для автоматической инъекции дополнительно включает в себя исполнительный механизм, выполненный с возможностью изменения состояния носимого устройства для автоматической инъекции из состояния перед инъекцией на состояние инъекции, для активации активатора плунжера, расположенного в узле картриджа, для начала выталкивания терапевтического агента их узла картриджа, и инициатор отвода, выполненный с возможностью изменения состояния носимого устройства для автоматической инъекции из состояния инъекции в состояние после инъекции. Носимое устройство для автоматической инъекции также включает в себя механизм отвода, выполненный с возможностью автоматического отвода с помощью инициатора отвода узла картриджа от тела пациента, когда устройство для автоматической инъекции переходит в состояние после инъекции.
В другом примерном варианте осуществления предусмотрен способ подкожной инъекции терапевтического агента в тело пациента. Способ включает в себя, закрепляют на теле пациента носимое устройство для автоматической инъекции, содержащее корпус, имеющий участок контакта с телом пациента, закрепляемый на пациенте, и внутренний участок, определенный множеством стенок и определяющий, по меньшей мере, один открытый конец, противоположный участку контакта с телом пациента, и узел картриджа, расположенный с возможностью движения внутри внутреннего участка корпуса и движущийся из любого положения готовности, положения инъекции и положения отвода, причем узел картриджа содержит терапевтический агент в стерильном состоянии перед его подачей и/или перед заполнением. Способ также включает в себя нажатие на узел картриджа вниз в направлении участка контакта с пациентом, для обеспечения ввода носимого устройства для автоматической инъекции в состояние инъекции из состояния перед инъекцией, для автоматического выдвижения иглы из отверстия для иглы в корпусе и прокола кожи пациента, и выталкивания терапевтического агента в тело пациента с управляемой скоростью.
Краткое описание чертежей
Представленные выше и другие цели, аспекты, свойства и преимущества примерных вариантов осуществления станут более очевидными и более понятными при ссылке на следующее описание, совместно с приложенными чертежами, на которых:
На фиг. 1A показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного носимого устройства, включающего в себя узел картриджа, в упакованном состоянии перед инъекцией.
На фиг. 1B показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 1A перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, в котором крышка иглы, закрывающая иглу для инъекции, удалена при подготовке к инъекции.
На фиг. 1C показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 1A во время инъекции в состоянии инъекции, в котором кожа пациента проколота иглой для инъекции.
На фиг. 1D показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 1A во время инъекции в состоянии инъекции, в котором участок цилиндра устройства, содержащий дозу терапевтического агента, выдвинут вперед в пределах корпуса устройства.
На фиг. 1E показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 1A во время инъекции в состоянии инъекции, в котором устройство втулки активируют активатором плунжера для выдавливания дозы терапевтического агента из участка цилиндра.
На фиг. 1F показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 1A после инъекции в состоянии после инъекции, в котором игла для инъекции отведена внутрь корпуса устройства.
На фиг. 2 показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного носимого устройства, включающего в себя узел шприца в упакованном состоянии перед инъекцией.
На фиг. 2B показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 2A перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, в котором крышка иглы, закрывающая иглу для инъекции, удалена при подготовке к инъекции.
На фиг. 2C показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 2A во время инъекции в состоянии инъекции, в котором кожу пациента прокалывают иглой для инъекции.
На фиг. 2D показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 2 во время инъекции в состоянии инъекции, в котором участок цилиндра устройства, содержащий дозу терапевтического агента, продвинут вперед в пределах корпуса устройства.
На фиг. 2E показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 2 во время инъекции в состоянии инъекции, в котором втулка устройства активируется активатором плунжера для выталкивания дозы терапевтического агента из участка цилиндра.
На фиг. 2F показан первый вид с торца и первый вид сбоку примерного устройства по фиг. 2A после инъекции в состоянии после инъекции, в котором иглу для инъекции отводят внутрь корпуса устройства.
На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций примерного способа сборки примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций примерного способа использования примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций примерного способа использования примерного носимого устройства для автоматической инъекции для введения терапевтического агента в тело пациента.
На фиг. 6A показано примерное носимое устройство для автоматической инъекции, пригодное для линейного введения в тело пациента в состоянии перед инъекцией.
На фиг. 6B показано примерное устройство по фиг. 6A в состоянии инъекции, готовое к введению или инъекции дозы терапевтического агента в тело пациента.
На фиг. 6C показано примерное устройство по фиг. 6A и 6B в состоянии после инъекции после того, как оно закончило инъекцию терапевтического агента в тело пациента, или его сняли с тела пациента до завершения впрыска терапевтического агента.
На фиг. 7A показано примерное носимое устройство для автоматической инъекции, пригодное для поворотного введения, в состоянии перед инъекцией, готовом к употреблению пациентом.
На фиг. 7B показано примерное устройство по фиг. 7A в состоянии инъекции, готовое к введению или инъекции дозы терапевтического агента в тело пациента.
На фиг. 7C показано примерное устройство по фиг. 7A и 7B в состоянии после инъекции после того, как оно закончило впрыск терапевтического агента в тело пациента, или его сняли с тела пациента до завершения впрыска терапевтического агента.
На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций примерного способа сборки примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 9 показана блок-схема последовательности операций примерного способа использования примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций примерного способа использования примерного носимого устройства для автоматической инъекции для введения терапевтического агента в тело пациента.
На фиг. 11 показан примерный участок цилиндра, в котором дистальный конец участка цилиндра имеет иглу для инъекции, которая продолжается по существу вдоль продольной оси участка цилиндра.
На фиг. 12 показан примерный участок цилиндра, в котором дистальный конец участка цилиндра имеет иглу для инъекции, которая продолжается приблизительно под углом 90 градусов относительно продольной оси участка цилиндра.
На фиг. 13 показан примерный узел иглы, в котором примерное переходное устройство соединяет иглу шприца с иглой для инъекции.
На фиг. 14 показан примерный узел иглы, в котором канал для текучей среды соединяет иглу для шприца с иглой для инъекции.
На фиг. 15 показан примерный механизм переноса, в котором предусмотрен канал для текучей среды между иглой для шприца и иглой для инъекции.
На фиг. 16 показан примерный механизм переноса, в котором предусмотрен канал для текучей среды между иглой для шприца и иглой для инъекции.
На фиг. 17 показан примерный механизм переноса, в котором предусмотрен канал для текучей среды между иглой для шприца и иглой для инъекции.
На фиг. 18A показан вид в перспективе примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 18B показан вид в разобранном состоянии, представляющий компоненты примерного устройства по фиг. 18A.
На фиг. 19A показан вид сбоку примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 19B показан вид в перспективе, представляющий компоненты устройства по фиг. 19 A.
На фиг. 20A показан вид в перспективе примерного носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 20B показан вид в плане устройства по фиг. 20A.
На фиг. 20C показан вид сбоку механизма переноса устройства по фиг. 20A.
На фиг. 21A показан вид в перспективе примерного носимого устройства для автоматической инъекции, включающего в себя примерный узел картриджа.
На фиг. 21B показан вид в разрезе вдоль продольной оси примерного узла картриджа по фиг. 21A.
На фиг. 21C показан вид в плане в прозрачном представлении примерного устройства по фиг. 21A.
На фиг. 22 показан примерный активатор шприца или картриджа, который может использоваться для перемещения участка цилиндра и/или узла картриджа из отведенного положения в выдвинутое положение в пределах корпуса носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 23 показан примерный активатор шприца или картриджа, включающий в себя первый участок, второй участок и участок шарнира, предусмотренный между первым и вторым участками.
На фиг. 24 схематично показан участок примерного автоматического устройства для инъекции, включающий в себя механизм активации плунжера, в котором используется барабан и механизм вязкого демпфирования.
На фиг. 25 показано носимое устройство для автоматической инъекции, которое может включать в себя платформу, ползунковую каретку, соединенную с платформой, и узел картриджа, установленный на ползунковой каретке.
На фиг. 26 показано носимое устройство для автоматической инъекции, которое может включать в себя платформу, ползунковую каретку, соединенную с платформой, и узел картриджа, установленный на ползунковой каретке.
На фиг. 27 представлен вид в плане через крышку примерного устройства для автоматической инъекции, включающего в себя механизм активации плунжера для автоматической активации втулки в участке цилиндра.
На фиг. 28 показан вид сбоку примерного устройства для автоматической инъекции по фиг. 27, представляющий барабан и механизм демпфирования.
На фиг. 29 показан вид в перспективе через крышку примерного устройства для автоматической инъекции по фиг. 27.
На фиг. 30 показаны координаты x и y (в дюймах) профилей кулачка для: (i) комбинации пружина 1 и вязкий демпфер, (ii) комбинации пружина 1 и анкерный механизм, (iii) комбинации пружина 2 и вязкий демпфер и (iv) комбинации пружина 2 и анкерный механизм.
На фиг. 31 показан график скоростей потока терапевтического агента (в миллилитрах в минуту), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого: (i) комбинацией пружина 1 и вязкий демпфер, (ii) комбинацией пружина 1, вязкий демпфер и катушка с кулачком, (iii) комбинацией пружина 1 и анкерный механизм, (iv) комбинацией пружина 1, анкерный механизм и катушка с кулачком, (v) комбинацией пружина 2 и вязкий демпфер, (vi) комбинацией пружина 2, вязкий демпфер и катушка с кулачком, (vii) комбинацией пружина 2 и анкерный механизм, (viii) комбинацией пружина 2, анкерный механизм и катушка с кулачком, и (ix) и идеальная скорость потока, при которой терапевтический агент подают, по существу, в постоянном потоке.
На фиг. 32 показан график объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого комбинациями компонентов по фиг. 31.
На фиг. 33 показан график объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого, используя: (i) механизм демпфирования G, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 10,3 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 4:1, (ii) механизм демпфирования B, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 15,1 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 4:1, (iii) механизм демпфирования K, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 18,9 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 4:1, (iv) механизм демпфирования V, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 24,9 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 4:1, (v) механизм демпфирования G, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 25,1 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (vi) механизм демпфирования B, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 37,0 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (vii) механизм демпфирования K, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 46,2 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (viii) механизм демпфирования V, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 60,7 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 6.25:1, (ix) механизм демпфирования G, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 164 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 16:1, (x) механизм демпфирования B, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 242 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 16:1, (xi) механизм демпфирования K, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 303 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 16:1, (xii) механизм демпфирования Y, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 398 фунта силы*с/дюйм с передаточным числом 16:1, и (xiii) идеальная скорость потока, в которой терапевтический агент подают, по существу, в постоянном потоке.
На фиг. 34 показан график примерных вращающих моментов демпфера (которые могут быть рассчитаны обратно по смещению активатора плунжера) в зависимости от скорости демпфера (в об/мин) для демпферов моделей G, B, K и V, имеющих увеличивающиеся коэффициенты демпфирования.
На фиг. 35 показан график объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого другими примерными шприцами, используя демпфер модели V, имеющий коэффициент демпфирования приблизительно 24,9 фунта силы*с/дюйм и примерное передаточное число 4:1.
На фиг. 36 показан график подаваемого объема терапевтического агента (в миллилитрах) и диаметр барабана или катушка с кулачком (в дюймах), в зависимости от времени (в секундах).
На фиг. 37 показан график объема терапевтического агента (в миллилитрах), подаваемого в зависимости от времени (в секундах), полученный для: (i) первого демпфера при комнатной температуре, (ii) первого демпфера приблизительно при 40 градусах по Фаренгейту (в холодильнике), (iii) второго демпфера, (iv) второго демпфера приблизительно при 0 градусах по Фаренгейту (в морозильном устройстве), (v) третьего демпфера, имеющего допуск производственного процесса относительно первого и второго демпферов, и (vi) четвертого демпфера, имеющего допуск производственного процесса относительно первого и второго демпферов.
На фиг. 38 схематично показан участок примерного устройства для автоматической инъекции, включающий в себя механизм активации плунжера, в котором используется барабан и анкерный механизм.
На фиг. 39 показан примерный механизм активации плунжера, в котором используется один или больше механизмов линейного смещения для передачи силы для выдавливания терапевтического агента из участка цилиндра носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 40 показан примерный механизм активации плунжера, в котором используется одна или больше пружин часового механизма, передающих силу для выдавливания терапевтического агента из участка цилиндра носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 41 схематически показан вид примерного устройства для автоматической инъекции, включающего в себя механизм активации плунжера, в котором используется один или больше контуров для текучей среды.
На фиг. 42 показан вид примерного устройства для автоматической инъекции, в котором используется один или больше контуров для текучей среды для передачи силы к втулке для выдавливания дозы терапевтического агента из участка цилиндра.
На фиг. 43 показан график накопленной величины терапевтического агента (в граммах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого примерной системой подачи при примерном давлении подачи приблизительно 16.5 фунтов на кв. дюйм.
На фиг. 44 показан график накопленного объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого примерной системой подачи, включающей в себя первый дроссель.
На фиг. 45 показан график накопленного объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого примерной системой подачи, включающей в себя второй дроссель.
На фиг. 46 схематично показано примерное устройство для автоматической инъекции, в котором используются один или больше контуров для текучей среды для передачи силы для выталкивания терапевтического агента из узла картриджа.
На фиг. 47 показан вид в плане примерного устройства по фиг. 46.
На фиг. 48 показан вид в плане примерного устройства для автоматической инъекции, в котором представлены канал, соединяющий главный цилиндр с ограничителем потока, канал соединяющий ограничитель с втулкой, и канал, соединяющий главный цилиндр с механизмом отвода, через клапан.
На фиг. 49 показана схема устройства по фиг. 48.
На фиг. 50 показан график давления после обратного клапана и позади втулки (в фунтах на кв. дюйм), в зависимости от времени (в секундах) в примерном варианте выполнения.
На фиг. 51 показан вид сбоку примерного устройства для автоматической инъекции, в котором корпус носимого устройства для автоматической инъекции включает в себя ножку датчика кожи.
На фиг. 52A и 52B поясняется примерная система защиты иглы, которая удерживает иглу для инъекции в убранном положении внутри корпуса примерной автоматической системы для инъекции.
По фиг. 53A и 53B поясняется другая примерная система защиты иглы, предусмотренная в примерной автоматической системе для инъекции.
На фиг. 54 показана другая примерная система защиты иглы, предусмотренная в примерной автоматической системе для инъекции.
На фиг. 55 показана другая примерная система защиты иглы, предусмотренная в примерной автоматической системе для инъекции.
Подробное описание изобретения
Подкожная инъекция представляет собой основной режим подачи терапевтического агента и включает в себя прием таблетки с терапевтическим агентом пациентом. Подкожные инъекции являются чрезвычайно эффективными при вводе различных терапевтических агентов, включая в себя инсулин, вакцины и препараты, такие как морфин. Устройства для автоматической инъекции предлагают альтернативу шприцу для ввода терапевтического агента и обеспечивают для пациентов возможность самостоятельного ввода подкожных инъекций терапевтических агентов. Обычные устройства для автоматической инъекции включают в себя удерживаемые в руке устройства для автоматической инъекции и наклеиваемые насосы, которые представляют собой наклеиваемые автоматические устройства для инъекции, устанавливаемые пациентом. При использовании наклеиваемый насос, содержащий терапевтический агент, устанавливают на кожу или на одежду пациента и инициируют для инъекции терапевтического агента в тело пациента. Обычные наклеиваемые насосы пациент, как правило, заполняет перед использованием. Кроме того, некоторые обычные наклеиваемые насосы имеют выступающую иглу, находящуюся в насосе, и, таким образом, требуют вторичной стерильной упаковки для поддержания стерильности.
Исследования показали, что существует прямая корреляция между скоростью инъекции определенных терапевтических агентов и болью, ощущаемой пациентом после инъекция терапевтических агентов или агентов. Некоторые терапевтические агенты вызывают боль, например, ощущение жжения или укола при быстром введении в тело пациента. Ощущение боли может представлять собой результат физиологического отклика кожи пациента на подкожную инъекцию терапевтического агента. Большие объемы любого терапевтического агента, больше, чем один миллилитр, также могут причинять боль при их введении в кожу. Антитела и их части представляют собой примерные терапевтические агенты, которые вызывают меньшую боль при их подаче с малой скоростью инъекции. В настоящее время отсутствуют коммерчески доступные обычные наклеиваемые насосы, которые позволяют эффективно устранить дискомфорт, связанный с большой скоростью инъекции портативных устройств для автоматической инъекции.
Примерные варианты осуществления описаны ниже со ссылкой на определенные иллюстративные варианты осуществления. В то время как примерные варианты осуществления описаны в отношении использования носимого устройства для автоматической инъекции, предназначенного для инъекции дозы жидкого лекарственного средства, для специалиста в данной области техники будет понятно, что примерные варианты осуществления не ограничиваются представленными иллюстрациями вариантов осуществления, и что примерные устройства для автоматической инъекции можно использовать для инъекции любого соответствующего вещества в тело пациента. Кроме того, компоненты примерных устройств для автоматической инъекции и способов для изготовления и использования примерных устройств для автоматической инъекции не ограничиваются представленными на иллюстрациях вариантами осуществления, описанными ниже.
Узел шприца примерных устройств для автоматических инъекций может содержать дозу ингибитора TNFа. В примерном варианте выполнения ингибитор TNFа может представлять собой антитело TNFa человека или участок связывания его антигена. В примерном варианте осуществления антитело человеческого TNFа или участок связывания его антигена могут представлять собой адалимумаб или голимумаб.
Примерные варианты осуществления обеспечивают носимые устройства для автоматической инъекции, которые могут быть наклеены на кожу или на одежду пациента и которые подают терапевтический агент в тело пациента путем подкожной инъекции с медленной, управляемой скоростью инъекции, например, при однократном медленном болюсном введении. Медленная, управляемая скорость инъекции, достигаемая примерными устройствами, минимизирует ощущение боли, связанное с объемом терапевтического агента, поступающего в ткани патента. Примерная длительность времени для медленного введения, достигаемая с помощью примерных устройств, может находиться в диапазоне от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут, но не ограничивается этим примерным диапазоном. Примерные объемы терапевтического агента, вводимого примерными устройствами, могут находиться в диапазоне от приблизительно 0,8 миллилитров до приблизительно 1 миллилитра, но не ограничиваются таким примерным диапазоном. Кроме того, примерные устройства могут предпочтительно минимизировать изгибы профиля введения терапевтического агента относительно времени.
Примерные варианты осуществления направлены на минимизацию внешних размеров примерных устройств для автоматической инъекции и обеспечивают масштабируемые решения с конфигурируемыми временем ввода и профилем ввода, которые могут использоваться для определенного диапазона значений вязкости терапевтического агента.
Примерные варианты осуществления обеспечивают носимые устройства для автоматической инъекции, которые подают терапевтический агент в тело пациента при подкожной инъекции с медленной, управляемой скоростью инъекции, например, при однократном медленном болюсном введении так, что при этом не требуется энергия от батареи или других компонентов, для работы которых требуется электрический ток или заряд. Примерные варианты осуществления также обеспечивают способы использования носимых устройств для автоматической инъекции для медленного, управляемого ввода терапевтического агента. Носимые устройства для автоматической инъекции, обеспечиваемые в примерных вариантах осуществления, представляют собой предварительно заполняемые перед вводом в тело пациента, поддерживают стерильность терапевтического агента и всех поверхностей подкожного контакта (то есть иглы для подкожных инъекций и одной или больше перегородок) для исключения необходимости асептической сборки и для решения проблемы воспринимаемого пациентом дискомфорта из-за инъекции с использованием обычных портативных устройств для автоматической инъекции. Примерные носимые устройства для автоматической инъекции включают в себя первичный участок терапевтического цилиндра, в котором поддерживается стерильность и, поэтому, не требует асептической сборки. Примеры носимых устройств для автоматической инъекции представляют собой одноразовые, простые при использовании устройства, выполненные с возможностью предварительного заполнения и позволяющие, по существу или полностью устранить ощущение жжения, часто испытываемое пациентом, который использует носимое устройство для автоматической инъекции. Носимые устройства для автоматической инъекции, обеспечиваемые в примерных вариантах осуществления, можно использовать для подачи любого терапевтического агента, который может быть введен подкожно, включая в себя, но без ограничений, антитела или инсулин и т.д.
I. Определения
Некоторые термины определены в данном разделе, чтобы способствовать пониманию примерных вариантов осуществления.
Носимое устройство для автоматической инъекции в соответствии с примерными вариантами осуществления может включать в себя "терапевтически эффективное количество" или "профилактически эффективное количество" антител или частей антител в соответствии с изобретением. "Терапевтически эффективное количество" относится к эффективному количеству, в дозах и в периоды времени, необходимых для достижения требуемого терапевтического результата. Терапевтически эффективное количество для антител, частей антител или другого ингибитора TNFа могут изменяться в соответствии с такими факторами, как состояние болезни, возраст, пол и вес пациента, и возможности антитела, части антитела или другого ингибитора TNFа вызывать требуемый отклик в организме пациента. Терапевтически эффективное количество также представляет собой количество, в котором любое токсическое или неблагоприятное воздействие антитела, части антитела или другого ингибитора TNFа перевешивается терапевтически полезными эффектами. "Профилактически эффективное количество" относится к эффективному количеству, в дозах и в течение периодов времени, необходимых для достижения требуемого профилактического результата. Как правило, поскольку профилактическую дозу используют у пациентов перед или на ранних стадиях болезни, профилактически эффективное количество будет меньшим, чем терапевтически эффективное количество.
Термины "вещество" и "терапевтический агент" относятся к любому типу лекарственного средства, биологически активного компонента, биологического вещества, химического вещества или биохимического вещества, которое выполнено с возможностью его приема в терапевтически эффективном количестве в организм пациента, используя примерные устройства для автоматической инъекции. Примеры веществ включают в себя, но не ограничиваются этим, агенты в жидком состоянии. Такие агенты могут включать в себя, но не ограничиваются этим, адалимубаб (HUMIRA) и белки, которые находятся в виде жидкого раствора, например, составные белки и ферменты. Примеры белков в растворах включают в себя, но не ограничиваются этим, следующие: Пульмозим (Дорназа альфа), Регранекс (Бекаплермин), Активаза (Альтеплаза), Альдуразим (Ларонидаза), Амевив (Алефацепт), Аранесп (Дарбепоэтин альфа), Концентрат Бекаплермина, Бетасерон (Интерферон бета-1b), БОТОКС (Ботулотоксин Тип A), Элитек (Расбуриказа), Элспар (Аспарагиназа), Эпоген (Эпоэтин альфа), Энбрел (Этанерцепт), Фабразим (Агальсидаза бета), Инферген (Интерферон альфакон-1), Интрон А (Интерферон альфа-2a), Кинерет (Анакинра), МИОБЛОК (Ботулотоксин Тип B), Нейласта (Пегфилграстим), Неймега (Опрелвекин), Нейпоген (Филграстим), Онтак (Денилейкин дифтитокс), ПЕГАСИС (Пегинтерферон альфа-2а), Пролейкин (Алдеслейкин), Пульмозим (Дорназа альфа), Ребиф (Интерферон бета-1а), Регранекс (Бекаплермин), Ретаваза (Ретеплаза), Роферон-А (Интерферон альфа-2), ТНКаза (Тенектеплаза) и Ксигрис (Дротрекогин альфа), Аркалист (Рилонацепт), Энплейт (Ромиплостим), Мирцера (метоксиполиэтиленгликоль-эпоэтин бета), Cinryze (Ингибитор C1 эстеразы), Элапраза (идурсульфаза), Миозим (алглюкозидаза альфа), Оренсия (абатацепт), Наглазим (галсульфаза), Kepivance (палифермин) и Актиммун (интерферон гамма-1b).
Белок в растворе может также представлять собой иммуноглобулин или его фрагмент, связующий антиген, такой как антитело для его участка связующего антиген. Примеры антител, которые могут использоваться в примерном устройстве для автоматической инъекции, включают в себя, но не ограничиваются этим, химерные антитела, антитела не человека, антитела человека, гуманизированные антитела, и доменные антитела (dAbs). В примерном варианте осуществления, иммуноглобулин или его фрагмент, связующий антиген, представляет собой антитело анти-TNFа и/или анти-IL-12 (например, он может представлять собой двойной вариабельный домен иммуноглобулин (DVD) IgTM). Другие примеры иммуноглобулинов или его фрагментов, связывающихся с антигенами, которые можно использовать в способах и композициях примерных вариантов осуществления, включают в себя, но без ограничений, 1D4.7 (антитело анти-IL-12/IL-23; Abbott Laboratories); 2.5 (E) mgl (анти-IL-18; Abbott Laboratories); 13C5.5 (антитело анти-IL-13; Abbott Laboratories); J695 (анти-IL-12; Abbott Laboratories); Афелимобаб (Fab 2 анти-TNF; Abbott Laboratories); HUMIRA (адалимубаб) Abbott Laboratories); Кэмпас (Алемтузумаб); CEA-Скан Арцитумобаб (Fab-фрагмент); Эрбитукс (Цетуксимаб); Герцептин (Трастузумаб); Миосцинт (Инциромаб пентетат); ПростаСцинт (Капромаб пендетид); Ремикейд (Инфликсимаб); РеоПро (Абциксимаб); Ритуксан (Ритуксимаб); Симулект (Базиликсимаб); Синагис (Паливизумаб); Верлума (Нофетумомаб); Ксолар (Омализуаб); Зенапакс (Даклизумаб); Зевалин (Имбритумомаб тиуксетан); Ортоклон OKT3 (Муромонаб-CD3); Панорекс (Эдреколомаб); Милотарг (Гемтузумаб озогамицин); голимумаб (Центокор); Симзия (Цертолизумаб пегол); Солирис (Экулизумаб); CNTO 1275 (устекинумаб); Вектибикс (панитумумаб); Бексар (тозитумомаб и 1131 тозитумомаб); и Авастин (бевацизумаб).
Дополнительные примеры иммуноглобулинов, или их фрагментов, связывающихся с антигенами, которые могут использоваться в способах и композициях примерных вариантов осуществления, включают в себя, но без ограничений, белки, содержащие один или больше из следующих: вариабельная область с легкой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 1), вариабельная область с тяжелой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 2), вариабельная область CDR3 c легкой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 3), вариабельная область CDR3 с тяжелой цепью D2E7 (SEQ ID NO:4), вариабельная область CDR2 с легкой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 5), вариабельная область CDR2 с тяжелой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 6), вариабельная область CDR1 с легкой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 7), вариабельная область CDR1 с тяжелой цепью D2E7 (SEQ ID NO: 8), вариабельная область с легкой цепью 2SD4 (SEQ ID NO: 9), вариабельная область с тяжелой цепью 2SD4 (SEQ ID NO: 10), вариабельная CDR3 с легкой цепью 2SD4 (SEQ ID NO: 11), вариабельная CDR3 с легкой цепью EP B12 (SEQ ID NO: 12), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL10E4 (SEQ ID NO: 13), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL100A9 (SEQ ID NO: 14), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLL100D2 (SEQ ID NO: 15), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLL0F4 (SEQ ID NO: 16), вариабельная CDR3 с легкой цепью LOE5 (SEQ ID NO: 17), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLLOG7 (SEQ ID NO: 18), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLLOG9 (SEQ ID NO: 19), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLLOH1 (SEQ ID NO: 20), вариабельная CDR3 с легкой цепью VLLOHIO (SEQ ID NO: 21), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL1B7 (SEQ ID NO: 22), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL1C1 (SEQ ID NO: 23), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL0.1F4 (SEQ ID NO: 24), вариабельная CDR3 с легкой цепью VL0.1H8 (SEQ ID NO: 25), вариабельная CDR3 с легкой цепью LOE7.A (SEQ ID NO: 26), вариабельная область CDR с тяжелой цепью 2SD4 (SEQ ID NO: 27), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1B11 (SEQ ID NO: 28), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1D8 (SEQ ID NO: 29), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1A11 (SEQ ID NO: 30), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1B12 (SEQ ID NO: 31), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1E4 (SEQ ID NO: 32), вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1F6 (SEQ ID NO: 33), вариабельная область CDR с тяжелой цепью 3C-H2 (SEQ ID NO: 34), и вариабельная область CDR с тяжелой цепью VH1-D2.N (SEQ ID NO: 35).
Термин “человеческий TNFa” (сокращенно обозначаемый здесь, как hTNFa, или просто hTNF), относится к цитокину человека, который существует, как секретируемая форма 17 кДа и форма 26 кДа, ассоциированная с мембраной, биологически активная форма, из которой состоит тример нековалентно связанных молекул 17 кДа. Структура hTNFa дополнительно описана, например, в Pennica, D., et al. (1984) Nature 312:724-729; Davis, J.M., et al. (1987) Biochem.26:1322-1326; and Jones, E.Y., et al. (1989) Nature 338:225-228. Термин «TNFa человека» предназначен для включения рекомбинантного TNFa человека (rhTNFa), который может быть приготовлен стандартными способами экспрессии рекомбинанта или может быть закуплен коммерчески (R & D Systems, Catalog No. 210-TA, Minneapolis, MN). TNFa также упоминается как TNF.
Термин “ингибитор TNFa” относится к агенту, который препятствует активности TNFa. Термин также включает в себя каждое из антител человека для анти-TNFa (используемый взаимозаменяемо здесь с антителами TNFa) и участки антител, описанные здесь, так же описанные в патентах США №№ 6090382; 6258562; 6509015; 7223394; и 6509015. В одном варианте осуществления ингибитор TNFa, используемый в изобретении, представляет собой антитело анти-TNFa, или его фрагмент, включающий в себя и инфликсимаб (Remicade, Johnson and Johnson; описанный в патенте США № 5656272); CDP571 (гуманизированное Yf моноклонное антитело анти-TNF-альфа IgG4); CDP 870 (фрагмент гуманизированного моноклонального антитела анти-TNF-альфа); анти-TNF dAb (Peptech); CNTO 148 (голимумаб; Центокор, см. WO 02/12502 и US 7521206, и US 7250165); и адалимумаб (HUMIRA Abbott Laboratories, человеческое анти- TNF mAb, описанное в US 6090382, как D2E7). Дополнительные антитела TNF, которые могут использоваться в изобретении, описаны в патентах США №№ 6593458; 6498237; 6451983; и 6448380. В другом варианте осуществления ингибитор TNFa представляет собой гибридный белок TNF, например, этанерцепт (Enbrel, Amgen; описанный в WO 91/03553 и WO 09/406476). В другом варианте осуществления ингибитор TNFa представляет собой рекомбинантный белок, связывающийся с TNF (r-TBP-I) (Serono).
В одном варианте осуществления термин "ингибитор TNFa" исключает инфликсимаб. В одном варианте осуществления термин "ингибитор TNFa" исключает адалимумаб. В другом варианте осуществления термин “ингибитор TNFa” исключает адалимумаб и инфликсимаб.
В одном варианте осуществления термин "ингибитор TNFa" исключает этарнерцепт и, в случае необходимости, адалимумаб, инфликсимаб и адалимумаб, и инфликсимаб.
В одном варианте осуществления термин "антитело TNFa" исключает инфликсимаб. В одном варианте осуществления термин "антитело TNFa" исключает адалимумаб. В другом варианте осуществления термин "антитело TNFa" исключает адалимумаб и инфликсимаб.
Термин "антитело" относится к молекулам иммуноглобулина, обычно состоящим из четырех полипептидных цепей, двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, взаимно соединенных с дисульфидными связями. Каждая тяжелая цепь состоит из переменной области тяжелой цепи (сокращенно здесь называется HCVR или VH), и тяжелая цепь содержит постоянную область. Постоянная область тяжелой цепи состоит из трех доменов CHI, CH2 и CH3. Каждая легкая цепь состоит из переменной области легкой цепи (упрощенно здесь называется LCVR или VL) и постоянной области легкой цепи. Постоянная область легкой цепи состоит из одного домена CL. Области VH и VL могут быть дополнительно подразделены на области гипервариабельности, называемые областями, определяющими комплементарность (CDR), в которых распределены области, которые в более консервативны и называются областями рамки (FR). Каждая VH и VL состоит из трех CDR и четырех FR, расположенных от амино-конца до карбокси-конца в следующем порядке: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. Антитела, в соответствии с изобретением, описаны более подробно в патентах США №№ 6090382; 6258562; и 6509015.
Термин "участок связи с антигеном" для антитела (или просто "участок антитела") относится к одному или больше фрагментам антитела, которые сохраняют способность специфично связываться с антигеном (например, hTNFa). Фрагменты антитела полной длины могут выполнять функцию связи с антигеном антитела. Примеры связывающих фрагментов, охватываемых термином "участок связи с антигеном" для антитела, включают в себя (i) фрагмент Fab, моновалентный фрагмент, состоящий из доменов VL, VH, CL и CHI; (ii) фрагмент F(ab')2, двухвалетный фрагмент, содержащий два фрагмента Fab, связанных с дисульфидным мостиком в шарнирной области; (iii) фрагмент Fd, состоящий из доменов VH и CHI; (iv) фрагмент Fv, состоящий из доменов VL и области VH одного плеча антитела, (v) фрагмент dAb (Ward и др. (1989) Nature 341:544-546), который состоит из домена VH или VL; (vi) область определения изолированной комплементарности, (CDR); и(vii) иммуноглобулин с двойным переменным доменом (DVD-Ig). Кроме того, хотя два домена фрагмента Fv, VL и VH кодируются отдельными генами, они могут быть соединены, используя рекомбинантные способы, синтетическим линкером, который обеспечивает для них возможность составлять единую белковую цепь, в которой области VL и VH образуют пару для формирования моновалентныих молекул (известных, как Fv единой цепи (scFv); См. например, Bird et al. (1988) Science 242:423-426; and Huston et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883).
Такие антитела одиночной цепи также охватываются термином "антиген-связывающий участок" антитела. Другие формы антител с одиночной цепью, такие как диатела, также охватываются. Диатела являются бивалетными, биспецифичными антителами, в которых домены VH и VL выражены на одной полипептидной цепи, но с использованием связующего, которое слишком коротко для обеспечения возможности формирования пары между этими двумя доменами в одной и той же цепи, вынуждая, таким образом, формирование пары доменов с комплементарными доменами другой цепи и формируя два участка связующих антигена (См. например, Holliger et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:6444-6448; Poljak et al. (1994) Structure 2:1121-1123). Участки антител в соответствии с изобретением описаны более подробно в Патентах США №№ 6090382; 6258562; и 6509015.
Термин “рекомбинантное антитело человека” относится ко всем антителам человека, которые приготовлены, экспрессированы, сформированы или изолированы рекомбинантными средствами, такие, как антитела, экспрессированные с использованием вектора рекомбинантной экспрессии, для которых была выполнена трансфекция в клетку - хозяина (дополнительно описаны ниже), антитела, изолированные из рекомбинанта, комбинаторной библиотеки антител человека (дополнительно описаны ниже), антитела, выделенные из животного (например, мыши), которые являются трансгенными по генам иммуноглобулина человека (См. например, Taylor et al. (1992) Nucl. Acids Res. 20:6287), или антитела, подготовленные, экспрессированные, сформированные или изолированные любым другим средством, которое подразумевает сплайсинг последовательностей генов иммуноглобулина человека с другими последовательностями ДНК. Такие рекомбинантные антитела человека имеют переменные и постоянные области, выведенные из последовательностей иммуноглобулина линии эмбриона человека. В некоторых вариантах осуществления, однако, такие рекомбинантные антитела человека подвергают мутагенезу in vitro (или, когда последовательности Ig трансгенного для человека животного используются при соматическом мутагенезе in vivo), и, таким образом, последовательности аминокислот для областей VH и VL рекомбинантных антител представляют собой последовательности, которые, когда их выводят из, и когда они относятся к последовательностям VH и VL линии эмбриона человека, могут не существовать в естественных условиях репертуара линии эмбриона антител человека in vivo.
Такие химерные, гуманизированные, человеческие и двойные специфичные антитела могут быть произведены с использованием рекомбинантных технологий ДНК, известных в данной области техники, например, с использованием способов, описанных в международной заявке PCT № /US86/02269; Международной Заявке на европейский патент № 184 187; в заявке на европейский патент № 171 496; заявке на европейский патент № 173 494; международной публикации PCT № WO 86/01533; в патенте США № 4 816 567; заявке на европейский патент № 125 023; публикации Better et al (1988) Science 240:1041-1043; Liu et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:3439-3443; Liu et al. (1987) J. Immunol. 139:3521-3526; Sun et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:214-218; Nishimura et al. (1987) Cancer Res. 47:999-1005; Wood et al. (1985) Nature 314:446-449; Shaw et al. (1988) J. Natl. Cancer Inst. 80:1553-1559; Morrison (1985) Science 229:1202- 1207; Oi et al. (1986) BioTechniques 4:214; U.S. Patent No. 5,225,539; Jones et al. (1986) Nature 321:552-525; Verhoeyan et al. (1988) Science 239:1534; and Beidler et al. (1988) J. Immunol. 141:4053-4060, Queen et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:10029-10033 (1989); U.S. Patent No. 5,530,101; U.S. Patent No. 5,585,089; U.S. 5,693,761; U.S. 5,693,762; WO 90/07861; and U.S. 5,225,539.
Термин “изолированное антитело” относится к антителу, которое, по существу, свободно от других антител, имеющих разные антигенные специфичности (например, изолированное антитело, которое специфично связывается с hTNFa и, по существу, свободно от антител, которые специфично связываются с другими антигенами, кроме hTNFa). Изолированное антитело, которое специфично связывается с hTNFa, может обладать кросс-реактивностью к другим антигенам, таким как молекулы TNFa по сравнению с другими видами. Кроме того, изолированное антитело может быть, по существу, свободным от другого клеточного материала и/или химикатов.
Термин “нейтрализующее антитело” (или “антитело, которое нейтрализовало активность hTNFa”) относится к антителу, связь которого с hTNFa приводит к ингибированию биологической активности hTNFa. Такое ингибирование биологической активности hTNFa можно оценить путем измерения одного или больше индикаторов биологической активности hTNFa, таких как цитотоксичность, индуцированная hTNFa (или in vitro, или in vivo), активация клеток, индуцированная hTNFa, и способность связывания hTNFa с рецепторами hTNFa. Эти индикаторы биологической активности hTNFa можно оценивать по одному или больше нескольким стандартам анализа in vitro или in vivo, известным в данной области техники (см. патент США № 6090382). Предпочтительно, способность антитела нейтрализовать активность hTNFa оценивают по ингибированию цитотоксичности, индуцированной hTNFa, для клеток L929. В качестве дополнительного или альтернативного параметра активности hTNFa, можно оценивать способность антитела ингибировать hTNFa-индуцированную экспрессию ELAM-1 для HUVEC, как меру индуцированной hTNFa активации клеток.
Термин “поверхностный плазмонный резонанс” относится к оптическому явлению, которое позволяет выполнить анализ биоспецифичных взаимодействий в режиме реального времени путем детектирования изменений концентраций белка в пределах биосенсорной матрицы, например, используя систему BIAcore (Pharmacia Biosensor AB, Uppsala, Sweden and Piscataway, NJ). Дополнительное описание см. в примере 1 патента США 6258562 авторов Jonsson et al. (1993) Ann. Biol. Clin. 51:19; Jonsson et al. (1991) Biotechniques 11:620-627; Johnsson et al. (1995) J. Mol. Recognit. 8:125; and Johnnson et al. (1991) Anal.Biochem. 198:268.
Термин “Koff" относится к константе скорости для диссоциации антитела с комплекса антитело/антиген.
Термин “Kd” относится к константе диссоциации конкретного взаимодействия антитело-антиген.
Термин “IC50” относится к концентрации ингибитора, требуемого для ингибирования биологической точки, представляющей интерес, например, нейтрализации цитотоксичной активности.
Термин "доза" или "дозирование" относится к количеству вещества, такого как ингибитор TNFa, которое вводят в тело пациента, предпочтительно, используя наносимое устройство для автоматической инъекции в соответствии с изобретением. В одном варианте осуществления доза содержит эффективное количество, например, включающее в себя, но без ограничений, 20 мг, 30 мг, 40 мг, 50 мг, 60 мг, 70 мг, 80 мг, 90 мг, 100 мг, 110 мг, 120 мг, 130 мг, 140 мг, 150 мг и 160 мг ингибитора TNFa адалимубаб.
Термин "дозирование" относится к вводу вещества (например, антитела анти-TNFa) для достижения терапевтической цели (например, лечение ревматоидного артрита).
Термин "режим дозирования" описывает план лечения для вещества, такого как ингибитор TNFa, например, план лечения в течение длительного периода времени и/или в механизме лечения, например, для приема, например, первой дозы ингибитора TNFa в неделю 0, после чего следует вторая доза ингибитора TNFa в режиме двухнедельного дозирования.
Термин “режим двухнедельного дозирования”, “двухнедельное дозирование”, и “двухнедельный прием” относится к временному приму вещества (например, антитела анти-TNFa) пациентом, для достижения терапевтической цели, например, в течение курса лечения. Режим двухнедельного дозирования не предназначен и не включает в себя режим еженедельного дозирования. Предпочтительно, вещество принимают каждые 9-19 дней, более предпочтительно, каждые 11-17 дней, еще более предпочтительно, каждые 13-15 дней, и наиболее предпочтительно каждые 14 дней. В одном варианте осуществления режим двухнедельного дозирования инициируется у пациента на неделе 0 лечения. В другом варианте осуществления поддерживающую дозу вводят в режиме двухнедельного дозирования. В одном варианте осуществления одновременную нагрузочную и поддерживающую дозы вводят в соответствии с режимом двухнедельного дозирования. В одном варианте осуществления двухнедельное дозирование включает в себя режим дозирования, в котором дозы ингибитора TNFa вводят в тело пациента в каждую вторую неделю, начиная с недели 0. В одном варианте осуществления двухнедельное дозирование включает в себя режим дозирования, где дозы ингибитора TNFa вводят в тело пациента каждую вторую неделю последовательно в течение заданного периода времени, например, 4 недели, 8 недель, 16 недель, 24 недели, 26 недель, 32 недели, 36 недель, 42 недели, 48 недель, 52 недели, 56 недель и т.д. Способы двухнедельного дозирования также описаны в US 2003/0235585.
Термин "комбинация", как в фразе “первый агент в комбинации со вторым агентом”, включает в себя одновременное назначение первого агента и второго агента, которые, например, могут быть растворены или взаимно смешаны в одном и том же фармацевтически приемлемом носителе, или прием первого агента, после чего следует второй агент, или прием второго агента, после чего следует первый агент.
Термин "сопутствующий", как в фразе “сопутствующий терапевтическому лечению”, включает в себя прим агента в присутствии второго агента. Способ сопутствующего терапевтического лечения включает в себя способы, в которых первое, второе, третье или дополнительные вещества принимают одновременно. Способ сопутствующего терапевтического лечения также включает в себя способы, в которых первый или дополнительный агенты применяют в присутствии второго вещества или дополнительных веществ, в которых второй или дополнительный агенты, например, возможно, были приняты ранее. Способ сопутствующего терапевтического лечения может быть выполнен поэтапно для разных пациентов. Например, один субъект может вводить пациенту первый агент, и второй субъект может вводить пациенту второе вещество, и этапы приема могут быть выполнены одновременно, или почти то же самое время, или в разные моменты времени, до тех пор, пока первое вещество (и дополнительные вещества) не будет принято в присутствии второго вещества (и дополнительных веществ). Действующее лицо и пациент могут представлять собой один и тот же объект (например, человека).
Термин "комбинированная терапия" относится к приему двух или больше терапевтических веществ, например, антитела анти-TNFa и другого лекарственного средства. Другое лекарство может быть принято, как сопутствующее с, до или после приема антитела анти-TNFa.
Термин "лечение" относится к терапевтическому лечению, а также к профилактике или сдерживающим мерам для лечения нарушений, таких как нарушения, при которых анти-TNFa является вредным, например, при ревматоидном артрите.
Термин "пациент" или "пользователь" относится к любому типу животного, человека или не-человека, которому может быть введено вещество, с использованием примерных устройств для автоматической инъекции.
Термины "носимое устройство для автоматической инъекции" и "носимый автоинъектор" относится к устройству, носимому пациентом, которое позволяет пациенту самостоятельно вводить терапевтически эффективную дозу терапевтического агента либо путем закрепления носимого устройства непосредственно на его или ее коже, или закрепления носимого устройства на предмете одежды, что позволяет обеспечить проникновение иглы для подкожных инъекций, в котором носимое устройство отличается от обычного шприца, благодаря включению в него механизма для автоматической подачи терапевтического агента в тело пациента путем инъекции при включении механизма.
Термины "шприц" и "картридж" охватывают участок стерильного цилиндра, который заполнен дозой терапевтического агента перед распространением или продажей пациенту, или другому немедицинскому профессионалу, для ввода этого терапевтического агента пациенту. В примерном варианте осуществления дистальный конец участка цилиндра шприца может быть соединен со стерильной гипотермической иглой. В примерном варианте осуществления дистальный конец участка цилиндра картриджа может не быть соединен с иглой. Таким образом, в примерных вариантах осуществления шприц может представлять собой картридж с предварительно прикрепленной полой иглой, соединенной с его участком цилиндра.
Примерные варианты осуществления, описанные здесь со ссылкой на узел шприца, также могут быть воплощены с использованием узла картриджа. Аналогично, примерные варианты осуществления, описанные здесь со ссылкой на узел картриджа, могут также быть воплощены с использованием узла шприца.
Термин "резервуар" относится либо к шприцу, или к картриджу, который можно использовать в примерном носимом устройстве для автоматической инъекции, для содержания дозы терапевтического агента.
Термин “игла для инъекции” относится к игле в носимом устройстве для автоматической инъекции, которое вставляют в тело пациента для подачи дозы терапевтического агента в тело пациента. В примерном варианте осуществления игла для инъекции может быть непосредственно соединена с или может находиться в контакте с узлом шприца или картриджа, который содержит дозу терапевтического агента. В другом примерном варианте осуществления игла для инъекции может быть опосредованно соединена с узлом шприца или картриджа, например, через иглу шприца и/или механизм переноса, который обеспечивает сообщение по текучей среде между шприцем или картриджем и иглой для инъекций.
Термин "игла шприца" относится к игле носимого устройства для автоматической инъекции, которая соединена с или которая находится в контакте со шприцем или узлом картриджа, для передачи дозы терапевтического агента из узла шприца или картриджа в иглу для инъекции, которая, в свою очередь, подает терапевтический агент в тело пациента. В примерном варианте осуществления иглу шприца не вводят в тело пациента. В другом примерном варианте осуществления иглу шприца могут вводить в тело пациента.
В примерном носимом устройстве для автоматической инъекции, включающем в себя узел шприца, игла для шприца может быть соединена непосредственно с участком цилиндра шприца и может сообщаться по текучей среде с участком цилиндра. В примерном носимом устройстве для автоматической инъекции, включающем в себя узел картриджа, игла шприца может быть предусмотрена отдельно от участка цилиндра картриджа, например, в пределах механизма кнопки для инъекции или механизма переноса. На время этапа инъекции игла шприца может быть вставлена в дистальный конец участка цилиндра картриджа для установления сообщения по текучей среде между иглой для шприца и участком цилиндра.
Термин “состояние перед инъекцией” относится к состоянию носимого устройства для автоматической инъекции перед началом подачи терапевтического агента, содержащегося в устройстве.
Термин "состояние инъекции" относится к одному или больше состояниям носимого устройства для автоматической инъекции во время подачи терапевтического агента, содержащегося в устройстве.
Термин "состояние после инъекции" относится к завершению подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, содержащегося в устройстве и съема устройства с тела пациента перед завершением подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента.
Термин "медленно" относится к скорости подачи объема терапевтического агента. В примерном варианте осуществления объем от приблизительно 0,1 миллилитров до приблизительно 1 миллилитра или больше может быть подан в период времени подачи от приблизительно десяти секунд до приблизительно двенадцати часов.
В предпочтительном варианте осуществления период времени подачи может находиться в диапазоне от приблизительно пяти минут до приблизительно тридцати минут.
Термин "одежда" относится к любому соответствующему покрытию тела пациента, с которым может быть соединено или на котором может быть закреплено примерное носимое устройство для автоматической инъекции. Предмет одежды, таким образом, может формировать промежуточный слой между устройством и кожей пациента и может использоваться для опосредованного соединения устройства с кожей пациента. В примерном варианте осуществления предмет одежды может представлять собой облегающую одежду на теле пациента, например, нейлоновые чулки. В другом примерном варианте осуществления предмет одежды может представлять собой покрытие кожи пациента, включающее в себя, но без ограничений, медицинскую ленту, бандаж и т.п. В другом примерном варианте осуществления предмет одежды может представлять собой соединительный механизм, который прикрепляет устройство в непосредственной близости к коже пациента, включая в себя, но без ограничений, муфту, которая может быть надета вокруг участка тела пациента, ремень, полоску (например, полоску Velcro) и т.п.
II. Примерные варианты осуществления
Некоторые примерные носимые устройства для автоматической инъекции описаны со ссылкой на фиг. 1-10. Некоторые примерные системы игл, которые могут использоваться в примерных носимых устройствах для автоматической инъекции для передачи терапевтического агента, описаны со ссылкой на фиг. 11-23. Некоторые примерные системы активации плунжера, которые могут использоваться в примере носимых устройствах для автоматической инъекции для выталкивания терапевтического агента из шприца или картриджа, описаны со ссылкой на фиг. 24-51. Некоторые примерные системы защиты иглы, которые могут использоваться в примерных носимых устройствах для автоматической инъекции, для поддержания иглы для инъекции в отведенном положении в состоянии после инъекции, описаны со ссылкой на фиг. 52-55.
В примерных носимых устройствах для автоматической инъекции может использоваться узел шприца (как представлено на фиг. 1 A-1F) или узел картриджа (как представлено на фиг. 2A-2F) для удержания дозы терапевтического агента, которая может быть подана в тело пациента через иглу для инъекций.
На фиг. 1A-1F иллюстрируется примерный вариант осуществления носимого устройства 100 для автоматической инъекции, включающее в себя узел шприца, который может использоваться для инъекции дозы терапевтического агента в тело пациента. На фиг. 1A иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного носимого устройства 100 в упакованном состоянии перед инъекцией. На фиг. 1B иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 100 в состоянии перед инъекцией, в котором защита для иглы, покрывающая иглу для инъекции, удалена при подготовке к инъекции. На фиг. 1C иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 100 во время инъекции в состоянии инъекции, в котором кожу пациента прокалывают с помощью иглы для инъекции. На фиг. 1D иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 100 во время инъекции, в состоянии инъекции, в котором участок цилиндра, содержащий дозу терапевтического агента, подают вперед в пределах корпуса устройства 100. На фиг. 1E иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 100 во время инъекции, в состоянии инъекции, при котором втулку активируют с помощью активатора плунжера для выдавливания дозы терапевтического агента из участка цилиндра. На фиг. 1F иллюстрируется вид с первого торца и вид первой стороны примерного устройства 100 после инъекция в состоянии после инъекции, в котором игла для инъекции отведена внутрь корпуса устройства 100.
Носимое устройство 100 для автоматической инъекции может включать в себя корпус 102. В примерном варианте осуществления корпус 102 может иметь удлиненную конфигурацию, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что корпус 102 может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию для размещения участка цилиндра, содержащего дозу терапевтического агента, предназначенного для инъекции. В примерном варианте осуществления корпус 102 может быть сформирован из любого соответствующего материала, включающего в себя, но без ограничений, пластик и другие известные материалы.
Корпус 102 носимого устройства 100 для автоматической инъекции может включать в себя клеящий слой 124, расположенный вдоль участка контакта с пациентом в нижней части корпуса 102, который расположен проксимально к коже пациента или предмету одежды пациента. В некоторых примерных вариантах осуществления клеящий слой 124 может быть выполнен с возможностью помещения его на кожу пациента для соединения корпуса 102 с телом пациента, для доставки дозы терапевтического агента. Клеящий слой 124 может включать в себя неклеящий язычок 126, который не покрыт клеем. Пациент может захватывать неклеящий язычок 126 и может его отрывать для удаления носимого устройства 100 для автоматической инъекции с кожи или одежды пациента.
Перед тем как носимое устройство 100 для автоматической инъекции будет введено в использование, например, в упакованном состоянии, показанном на фиг. 1A, клеящий слой 124 может быть покрыт защитной пленкой 128, которая сохраняет клеящее свойство клеящего слоя 124. Защитная пленка 128 может включать в себя язычок 130, который пациент может захватывать и тянуть для удаления защитной пленки 128 с клеящего слоя 124. Это открывает клеящий слой 124, позволяя пациенту закрепить корпус 102 на своей коже или на предмете одежды, помещая сторону с клеящим слоем 124 на коже или на предмете одежды.
Корпус 102 может содержать узел шприца, продолжающийся, по существу, вдоль продольной оси L между проксимальным концом (самый дальним от иглы для инъекции) и дистальным концом (самым близким к игле для инъекции). Узел шприца может включать в себя участок 106 цилиндра, предназначенный для удержания дозы 108 терапевтического агента, предназначенного для инъекции в кожу пациента. Участок 106 цилиндра может продолжаться, по существу, вдоль продольной оси между проксимальным концом (самым дальним от иглы для инъекции) и дистальным концом (самым близким к игле для инъекции). В примерном варианте осуществления участок 106 цилиндра может представлять собой, по существу, цилиндрический элемент, имеющий круглое поперечное сечение, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что участок 106 цилиндра может иметь любую соответствующую форму или конфигурацию.
В примерном варианте осуществления участок 106 цилиндра может быть выполнен неподвижным внутри корпуса 102 таким образом, что в процессе инъекции не происходит движение участка 106 цилиндра внутри и относительно корпуса 102. В другом примерном варианте осуществления участок 106 цилиндра может первоначально, то есть, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, находиться в отведенном положении в направлении проксимального конца устройства 100 (как показано на фиг. 1A-1C), и может быть активирован во время инъекции в состоянии инъекции в выдвинутое положение в направлении дистального конца устройства 100.
Втулка 110 может быть предусмотрена на проксимальном конце участка 106 цилиндра для герметизации дозы терапевтического агента внутри участка 106 цилиндра и для приложения силы к дозе, для выталкивания дозы из участка 106 цилиндра. Втулка 110 может быть выполнена подвижной внутри участка 106 цилиндра в направлении дистального конца участка 106 цилиндра, для выталкивания дозы из участка 106 цилиндра во время инъекции, в состоянии инъекции. В примерном варианте осуществления втулка 110 может быть выполнена с возможностью выполнения, как функции герметизации дозы, так и выталкивания дозы из участка 106 цилиндра. В другом примерном варианте осуществления втулка может быть предусмотрена, для герметизации дозы внутри участка 106 цилиндра, и отдельный поршень, или стержень плунжера может быть предусмотрен для приложения силы к втулке, для выталкивания дозы из участка 106 цилиндра.
Узел шприца может включать в себя, на дистальном конце или рядом с ним, упор для шприца, или дистальный участок шприца 114 может включать в себя иглу 120 шприца, и крышку 134 иглы, которая закрывает иглу 120 шприца. Крышка 134 иглы может включать в себя мягкое покрытие для иглы, твердое покрытие для иглы, или оба варианта. В примерном варианте осуществления игла 120 шприца может быть выровнена параллельно продольной оси L устройства 100. Игла 120 шприца может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию, пригодную для прокола мембраны, и не ограничена иллюстративным вариантом осуществления.
Узел шприца может включать в себя, на своем проксимальном конце или рядом с ним, активатор 112 плунжера, предназначенный для избирательной активации втулки 110 в направлении вперед внутри участка 106 цилиндра, в направлении дистального конца для инъекции терапевтически эффективной дозы, содержащейся в участке 106 цилиндра, в кожу пациента. Активатор 112 плунжера может использовать запас энергии и механизм управляемого выпуска энергии для активации втулки 110. В примерных вариантах осуществления активатор 112 плунжера может быть расположен за пределами участка 106 цилиндра, либо частично, или полностью, внутри участка 106 цилиндра. В примерных вариантах осуществления, активатор 112 плунжера может выполнять привод втулки 110 непосредственно или опосредованно, через использование плунжера, расположенного между втулкой 110 и активатором 112 плунжера.
В примерном варианте осуществления активатор 112 плунжера может включать в себя механизм смещения, например, пружину, которую отводят перед инъекцией и которую высвобождают во время инъекции для активации втулки 110 с продвижением ее вперед внутри участка 106 цилиндра. В другом примерном варианте осуществления активатор 112 плунжера может включать в себя генератор химического газа, например, расширяющуюся пену, которая находится в нерасширенной фазе перед инъекцией и которая расширяется во время инъекции для активации втулки 110 с продвижением ее в направлении вперед внутри участка 106 цилиндра. В других примерных вариантах осуществления для активатора 112 плунжера можно использовать гидравлическое давление рабочих жидкостей, давление газа сжатых газов, осмотическое давление, расширение гидрогеля и т.п.
В примерном варианте осуществления активатор 112 плунжера можно перемещать вперед внутри участка 106 цилиндра, по существу, линейно, то есть, по существу, с постоянной скоростью. Это может обеспечить возможность подачи дозы в тело пациента, по существу, с постоянной скоростью подачи. Активатор 112 плунжера может включать в себя или может быть соединен с механизмом демпфирования, который может использоваться для поглощения энергии, например, с исходной энергией высвобождения, и для обеспечения более управляемого высвобождения энергии во время высвобождения энергии активатором 112 плунжера. Управляемое высвобождение энергии может привести, по существу, к линейному профилю подачи, то есть, по существу, постоянной скорости подачи дозы с течением времени, и может предотвратить резкие изменения скорости подачи. В примерном варианте осуществления в активаторе 112 плунжера может использоваться гидравлическое давление рабочей текучей среды, и в механизме демпфирования может использоваться ограничитель потока, размещенный на пути текучей среды между рабочей текучей средой и втулкой 110. В другом примерном варианте осуществления в активаторе 112 плунжера может использоваться механизм смещения, и в механизме демпфирования может использоваться вязкий демпфер, швейцарский свободный анкерный механизм, анкерный механизм с ограничителем скорости и т.п. В другом примерном варианте осуществления в активаторе 112 плунжера может использоваться шаговый двигатель, соединенный с зубчатой системой привода для обеспечения постоянного линейного профиля подачи.
Корпус 102 носимого устройства 100 для автоматической инъекции также может содержать кнопку 116 для инъекции, в которой содержатся полая игла 118 для гиподермической инъекции, которая выполнена с возможностью прокола кожи пациента. В примерном варианте осуществления игла 118 для инъекции может быть выровнена ортогонально продольной оси L устройства 100. В примерном варианте осуществления, игла 118 для инъекции может удерживаться на месте с помощью держателя иглы для инъекции (не показан на чертеже), в котором предусмотрена кнопка 116 для инъекции, или отдельно от кнопки 116 для инъекции. Игла 118 для инъекции может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию, пригодные для прокола кожи пациента, для подачи терапевтического агента и не ограничивается иллюстративным вариантом осуществления. Соответствующие иглы могут иметь длину, выполненную с возможностью или выбранную для обеспечения глубины инъекции, пригодной для требуемой терапии. Подкожные инъекции обычно проникают на глубину приблизительно от шести до десяти миллиметров в кожу. В примерном варианте осуществления игла 118 для инъекции может иметь длину приблизительно двенадцать мм и может быть введена на глубину приблизительно семь мм в кожу. В других примерных вариантах осуществления игла 118 для инъекции может иметь длину, пригодную для внутрикожной, другой подкожной или внутримышечной терапии. Пригодные иглы для инъекции могут иметь толщину стенки, соответствующую для обеспечения достаточной прочности механизма, диаметр, пригодный для обеспечения требуемой скорости потока вводимого вещества, при сведении к минимуму ощущения пациента, и конфигурацию кончика, пригодную для требуемой терапии, для минимизации ощущения пациента.
Соответствующие иглы для инъекции могут быть покрыты, в соответствии с необходимостью, для минимизации ощущения пациента, в соответствии с разрешенной терапией. Игла 118 для инъекции может быть закрыта и может поддерживаться в асептических условиях, то есть в стерильных условиях, крышкой 122 для иглы, например, жесткой крышкой иглы, мягкой крышкой иглы или обеими.
Кнопка 116 для инъекции также может включать в себя прокалываемую перегородку, расположенную в непосредственной близости к игле 120 шприца. В состоянии перед инъекцией игла 120 шприца не прокалывает перегородку, предотвращая, таким образом, сообщение по текучей среде между участком 106 цилиндра и иглой 120 шприца. В состоянии инъекции, будучи проколотой иглой, например, иглой 120 шприца, перегородка может обеспечить возможность вытекания дозы из участка 106 цилиндра и попадания в иглу 120 шприца. В примерном варианте осуществления одно или больше покрытый 115 могут закрывать перегородку, образуя стерильный барьер. Покрытие 115 может быть проколото, когда игла 120 шприца прокалывает перегородку.
В примерном варианте осуществления 118 игла для инъекции и игла 120 шприца могут быть соединены друг с другом и могут находиться в сообщении по текучей среде через корпус кнопки 116 для инъекции. В другом примерном варианте осуществления игла 118 для инъекции и игла 120 шприца могут быть соединены с и находиться в сообщении по текучей среде друг с другом через один или больше каналов для текучей среды (не показаны). В другом примерном варианте осуществления, игла 118 для инъекции и игла 120 шприца могут быть непосредственно соединены с и находиться в сообщении по текучей среде друг с другом.
В примерном варианте осуществления, перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, кнопка 116 для инъекции может находиться в вертикально поднятом положении относительно корпуса 102 таким образом, что кнопка 116 для инъекции проникает через верхнюю часть корпуса 102, как представлено на фиг. 1A и 1B. В этом положении игла 118 для инъекции может быть убрана внутрь корпуса 102 и не может быть введена в кожу пациента. В этом положении игла 120 для шприца может быть выровнена вертикально ниже перегородки в ограничителе 114 шприца и не может прокалывать перегородку. В начале процесса инъекции, кнопка 116 для инъекции может быть нажата вниз, например, пользователем устройства или автоматически. В результате этого кнопка 116 для инъекции может быть нажата в вертикально нажатое положение относительно корпуса 102, ближе к коже пациента таким образом, что кнопка 116 для инъекции больше не выступает из верхней части корпуса 102, как показано на фиг. 1C-1E. В этом положении игла 118 для инъекции может выступать из нижней части корпуса 102 и может быть введена в кожу пациента. В этом положении игла 120 для шприца может быть выровнена с перегородкой в ограничителе 114 шприца, и может прокалывать перегородку.
В примерном варианте осуществления перегородка первоначально может быть отделена от кнопки 116 для инъекции. В этом варианте осуществления игла 120 для шприца может прокалывать перегородку, когда ограничитель 114 шприца, на котором установлена игла 120 шприца, перемещают внутри корпуса 102 в направлении перегородки. Таким образом, в состоянии перед инъекцией игла 120 для шприца может быть смещена от перегородки таким образом, что отсутствует сообщение по текучей среде между участком 106 цилиндра и иглой 118 для инъекции, соединенной с кнопкой 116 для инъекции. В состоянии инъекции участок 106 цилиндра может перемещаться внутри корпуса 102 в направлении дистального конца устройства 100 таким образом, что игла 120 шприца может прокалывать перегородку и устанавливать сообщение по текучей среде между участком 106 цилиндра и иглой 118 инъекции, соединенной с кнопкой 116 для инъекции. Такое сообщение по текучей среде может обеспечить возможность протекания дозы терапевтического агента из участка 106 цилиндра в кожу пациента через иглу 120 шприца и иглу 118 для инъекции, когда давление прикладывают к дозе с помощью втулки 110 во время инъекции, в состоянии инъекции.
Как показано теперь на фиг. 1F, в примерном варианте осуществления корпус 102 носимого устройства 100 для автоматической инъекции может включать в себя ножку 132 датчика кожи, которая представляет собой структуру, установленную под или на участке корпуса 102, проксимально участку инъекции. Перед инъекцией терапевтического агента и во время инъекции, ножка 132 датчика кожи удерживается внутри или формирует участок нижней стороны корпуса 102. Когда носимое устройство 100 для автоматической инъекции закрепляют на месте инъекции и активируют, ножка 132 датчика кожи может свободно перемещаться, но может быть ограничена участком инъекции. Когда носимое устройство 100 для автоматической инъекции удаляют с участка инъекции, независимо от того, была ли закончена подача лекарственного средства или нет, ножка 132 датчика кожи больше не ограничена, и вытягивается, и выступает наружу за внешний контур корпуса 102. Это, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода. Когда инициатор отвода активируется, механизм отвода отводит иглу 120 для инъекции, которая также может поднять кнопку 116 для инъекции из вертикально опущенного положения в вертикально поднятое положение, таким образом, что кнопка 116 для инъекции выступает из верхней части корпуса 102, и игла 118 для инъекции втягивается внутрь корпуса 102.
На фиг. 1A иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией, например, в упакованном виде, в котором участок 106 цилиндра может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным дозой 108 терапевтического агента и находится в отведенном положении, готовым для использования. Участок 106 цилиндра может содержать дозу 108 терапевтического агента во внутреннем пространстве, определенном между стенкой или стенками участка 106 цилиндра и втулкой 110. В варианте осуществления активатор плунжера 112 может содержать энергию, которая, при ее высвобождении, может активировать втулку 110. Кнопка 116 для инъекции может быть частично расположена внутри корпуса 102 в вертикально поднятом положении над местом инъекции, и игла 118 для инъекции может быть отведена внутрь корпуса 102. Выступание кнопки 116 для инъекции за пределы верхней части корпуса 102 может обеспечивать визуальное обозначение для пациента о том, что носимое устройство 100 для автоматической инъекции находится в нерабочем состоянии.
На фиг. 1B иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией, в котором удалены крышка 122 для иглы и покрытие перегородки. В примерных вариантах осуществления защитная пленка 128 может включать в себя соединительный элемент, который соединен с крышкой 122 для иглы, перегородкой и крышкой иглы шприца в ограничителе 114 шприца.
Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Когда защитную пленку 128 удаляют, соединительный элемент защитной пленки 128 может удалять крышку 122 иглы и перегородку, и покрытие для иглы шприца в ограничителе 114 шприца.
На фиг. 1C иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматической инъекции во время инъекции в состоянии инъекции, в котором кнопка 116 для инъекции находится в вертикально опущенном положении внутри корпуса 102. В вертикально опущенном положении кнопка 116 для инъекции может быть расположена внутри корпуса 102 в нажатом или вертикально опущенном местоположении, над местом инъекции, и игла 118 для инъекции может выступать за пределы нижней части корпуса 102 через отверстие в корпусе 102 таким образом, что она может проникать через кожу на месте инъекции. В вертикально опущенном состоянии кнопка 116 для инъекции может не выступать в верхней части корпуса 102, что может обеспечивать визуальное обозначение для пациента, что носимое устройство 100 для автоматической инъекции находится в рабочем состоянии.
На фиг. 1D иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматическое инъекции во время инъекции в состоянии инъекции, в котором участок 106 цилиндра, содержащий дозу 108 терапевтического агента, разворачивают вперед из отведенного положения в выдвинутое положение внутри корпуса устройства 100. Перемещение участка 106 цилиндра может перевести дистальный конец участка 106 цилиндра или ограничитель 114 шприца в непосредственную близость или в контакт с кнопкой 116 для инъекции. В примерном варианте осуществления игла 120 для шприца может прокалывать перегородку, удерживаемую в ограничитель 114 шприца, для установления сообщения по текучей среде между участком 106 цилиндра, и иглой 118 для инъекции.
На фиг. 1E иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматической инъекции во время инъекции в состоянии инъекции, при котором активатор 112 плунжера инициируют для перемещения втулки 110. Инициация активатора 112 плунжера может высвобождать сохраненную энергию в активаторе 112 плунжера для перемещения втулки 110 внутри участка 106 цилиндра, в направлении дистального конца устройства 100. Движение втулки 110 может выталкивать дозу терапевтического агента из участка 106 цилиндра через дистальный конец участка 106 цилиндра. Любой соответствующий механизм можно использовать для инициирования активатора плунжера 112, включая в себя, но без ограничений, соединительный элемент, который соединен с и который активируется путем нажатия на кнопку 116 для инъекции или путем удаления крышки 122 иглы, кнопки инициатора, которая может использоваться пользователем, и т.п.
На фиг. 1F иллюстрируется носимое устройство 100 для автоматической инъекции после инъекции в состоянии после инъекции, например, после ввода терапевтически эффективной дозы терапевтического агента или удаления носимого устройства 100 для автоматической инъекции с тела пациента перед вводом терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, при котором кнопка 116 для инъекции находится в вертикально поднятом положении. В вертикально поднятом положении кнопка 116 для инъекции может быть расположена частично внутри корпуса 102 в приподнятом или вертикально поднятом местоположении, над местом инъекции, и игла 118 для инъекции может быть отведена внутрь корпуса 102. Участок кнопки 116 для инъекции может выступить из верхней части корпуса 102, для обеспечения визуальной индикации для пациента о том, что узел 100 носимого устройства для автоматической инъекции находится в нерабочем состоянии (то есть, в состоянии после инъекции). Участок 106 цилиндра может быть пустым и не содержать терапевтический агент, и активатор 112 плунжера может больше не сохранять энергию. Ножка 132 датчика кожи может выступать из нижней части корпуса 102 после удаления устройства 100 с места инъекции.
Корпус 102 может включать в себя механизм отвода, который автоматически поднимает кнопку 116 для инъекции из вертикально опущенного состояния инъекции (показанного на фиг. 1C-1E) в вертикально приподнятое состояние после инъекции (показанное на фиг. 1F). В примерном варианте осуществления механизм отвода может включать в себя механизм смещения, например, пружину, которая смещает узел шприца от места для инъекции, когда инициируют механизм отвода.
Инициатор отвода, будучи активизированным, может инициировать механизм отвода для подъема кнопки 116 для инъекции из вертикально опущенного состояния в вертикально приподнятое состояние. В примерном варианте осуществления втулка 110 и/или активатор 112 плунжера может включать в себя соединительный элемент, соединенный с инициатором отвода. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Соединительный элемент может иметь соответствующую длину такую, чтобы, когда втулка 110 была перемещена в конец участка 106 цилиндра (вводя всю дозу), соединительный элемент инициирует защелку, которая, в свою очередь, расцепляет инициатор отвода. В другом примерном варианте осуществления выдвижение ножки 132 датчика кожи из нижней части корпуса 102 может отсоединять инициатор отвода.
В примерном варианте осуществления механизм отвода может включать в себя инициатор отвода, срабатывающий при окончании дозы, который, будучи разъединенным, инициирует механизм отвода. Инициатор отвода при окончании дозы может быть разъединен, когда будет подана терапевтически эффективная доза терапевтического агента в носимом устройстве для автоматической инъекции. В примерном варианте осуществления инициатор отвода при окончании дозы может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается после окончания подачи лекарства. Механизм отвода может также включать в себя инициатор отвода при раннем удалении, который, будучи запущенным, инициирует механизм отвода. Инициатор отвода при раннем удалении может быть запущен, когда носимое устройство для автоматической инъекции снимают с места инъекции, до того, как терапевтически эффективная доза терапевтического агента будет полностью поднята. В примерном варианте осуществления инициатор отвода при раннем удалении может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, которые высвобождается после снятия носимого устройства 100 для автоматической инъекции с места инъекции. Механизм отвода реагирует на инициатор отвода при окончании дозы, в ответ на инициатор отвода при раннем удалении, который автоматически отводит узел шприца от места инъекции.
В примерном варианте осуществления подъем кнопки 116 для инъекции в вертикально поднятое положение может привести к изгибу иглы 120 шприца вверх, таким образом, предотвращая нежелательное повторное использование иглы шприца и носимого устройства для автоматической инъекции.
На фиг. 2A-2F иллюстрируется примерный вариант осуществления носимого устройства 200 для автоматической инъекции, включающего в себя узел картриджа, который может использоваться для инъекции дозы терапевтического агента в тело пациента. На фиг. 2A иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного носимого устройства 200 в упакованном состоянии перед инъекцией. На фиг. 2B иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 200 в состоянии перед инъекцией, в котором крышка иглы, закрывающая иглу для инъекции, удалена при подготовке к инъекции. На фиг. 2C иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 200 во время инъекции в состоянии инъекции, в котором кожу пациента прокалывают иглой для инъекции. На фиг. 2D иллюстрируется вид с первого торца и с вид первой стороны примерного устройства 200 во время инъекции в состоянии инъекции, в котором участок цилиндра, содержащий дозу терапевтического агента, подают в направлении вперед внутри корпуса устройства 200. На фиг. 2E иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 200 во время инъекции, в состоянии инъекции, в котором втулку активируют с помощью активатора плунжера, для выталкивания дозы терапевтического агента из участка цилиндра. На фиг. 2F иллюстрируется вид с первого торца и вид с первой стороны примерного устройства 200 после инъекции, в состоянии после инъекции, в котором игла для инъекции отведена внутрь корпуса устройства 200.
Носимое устройство 200 для автоматической инъекции может включать в себя корпус 202. В примерном варианте осуществления корпус 202 может иметь удлиненную конфигурацию, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что корпус 202 может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию для размещения участка цилиндра, содержащего дозу терапевтического агента, предназначенную для инъекции. В примерном варианте осуществления корпус 202 может быть сформирован из любого соответствующего материала, включая в себя, но без ограничений, пластик и другие известные материалы.
Корпус 202 носимого устройства 200 для автоматической инъекции может включать в себя клеящий слой 224, расположенный вдоль участка контакта с пациентом в нижней части корпуса 202, который размещен проксимально коже пациента или предмету одежды пациента. В некоторых примерных вариантах осуществления клеящий слой 224 может быть выполнен с возможностью его помещения на коже пациента для закрепления корпуса 202 на пациенте, для подачи дозы терапевтического агента. Клеящий слой 224 может включать в себя покрытый клеем язычок 226, который не является липким. Пациент может захватывать не покрытый клеем язычок 226 и вытягивать его для удаления носимого устройства 200 для автоматической инъекции с кожи или одежды пациента.
Перед переводом в использование носимого устройства 200 для автоматической инъекции, например, в упакованном состоянии, показанном на фиг. 2A, клеящий слой 224 может быть покрыт защитной пленкой 228, которая сохраняет клеящее свойство клеящего слоя 124. Защитная пленка 228 может включать в себя язычок 230, который пациент может захватывать и вытягивать для удаления защитной пленки 228 с клеящего слоя 224. Это открывает клеящий слой 224, позволяя пациенту закрепить корпус 202 на своей коже или предмете одежды, помещая сторону с клеящим слоем 224 на коже или на предмете одежды.
Корпус 202 может содержать узел картриджа терапевтического агента, продолжающийся, по существу, вдоль продольной оси L между проксимальным концом (расположенным дальше всего от иглы для инъекции) и дистальным концом (ближайшим к игле для инъекции). Узел картриджа может включать в себя участок 206 цилиндра, предназначенный для содержания дозы 208 терапевтического агента, предназначенной для впрыска, в кожу пациента. Участок 206 цилиндра может выступать, по существу, вдоль продольной оси между проксимальным концом (расположенным дальше всего от иглы для инъекции) и дистальным концом (расположенным ближе всего к игле для инъекции). В примерном варианте осуществления участок 206 может представлять собой, по существу, цилиндрический элемент, имеющий круглое поперечное сечение, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что участок 206 цилиндра может иметь любую соответствующую форму или конфигурацию.
В примерном варианте осуществления участок 206 может находиться неподвижно внутри корпуса 202 таким образом, что процесс инъекции не приводит к движению участка 206 цилиндра внутри и относительно корпуса 202. В другом примерном варианте осуществления участок 206 цилиндра может первоначально, то есть, перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, находиться в отведенном положении в направлении проксимального конца устройства 200 (как показано на фиг. 2A-2C), и может быть активирован во время инъекции в состоянии инъекции в выдвинутом положении в направлении дистального конца устройства 200.
Втулка 210 может быть предусмотрена на проксимальном конце участка 206 цилиндра для герметизации дозы терапевтического агента внутри участка 206 цилиндра и приложения силы к дозе для выталкивания дозы из участка 206 цилиндра. Втулка 210 может быть выполнена подвижной внутри участка 206 цилиндра в направлении дистального конца участка 206 цилиндра для выталкивания дозы от участка 206 цилиндра во время инъекции, в состоянии инъекции. В примерном варианте осуществления втулка 210 может быть выполнена с возможностью выполнения, как функции герметизации дозы, так и функции выдавливания дозы из участка 206 цилиндра. В другом примерном варианте осуществления втулка может быть предусмотрена для герметизации дозы внутри участка 206 цилиндра, и отдельный поршень может быть предусмотрен для передачи силы на втулку, для выдавливания дозы из участка 206 цилиндра.
Узел картриджа может включать в себя, на своем проксимальном конце или рядом с ним, активатор 212 плунжера для эффективной активации втулки 210 в направлении вперед внутри участка 206 цилиндра в направлении дистального конца для инъекции терапевтически эффективной дозы, содержащейся в участке 206 цилиндра, в кожу пациента. Активатор 212 плунжера может использовать накопитель энергии и механизм управляемого высвобождения энергии для активации втулки 210. В примерных вариантах осуществления активатор 212 плунжера может быть расположен за пределами участка 206 цилиндра, или частично, или полностью находиться внутри участка 206 цилиндра. В примерном варианте осуществления активатор 212 плунжера может выполнять привод втулки 210 непосредственно или опосредованно, путем использования плунжера, расположенного между втулкой 210 и активатором 212 плунжера.
В примерном варианте осуществления активатор 212 плунжера может включать в себя механизм смещения, например, пружину, которую отводят перед инъекцией и которую высвобождают во время инъекции для активации втулки 210 в направлении вперед внутри участка 206 цилиндра. В другом примерном варианте осуществления активатор 212 плунжера может включать в себя химический генератор газа, например, расширяющуюся пену, которая находится в нерасширенной фазе перед инъекцией и которая расширяется во время инъекции для активации втулки 210 в направлении вперед внутри участка 206 цилиндра. В других примерных вариантах осуществления активатор 212 плунжера может использовать гидравлическое давление рабочих жидкостей, давление сжатого газа, осмотическое давление, расширение гидрогеля и т.п.
В примерном варианте осуществления активатор 212 плунжера может перемещаться вперед в пределах участка 206 цилиндра, по существу, линейно, то есть, по существу, с постоянной скоростью. Это может обеспечить возможность подачи дозы в тело пациента, по существу, с постоянной скоростью подачи. Активатор 212 плунжера может включать в себя или может быть соединен с демпфирующим механизмом, который может использоваться для поглощения энергии, например, при первоначальном высвобождении энергии, и для предоставления более управляемого высвобождения энергии во время высвобождения энергии с помощью активатора 212 плунжера. Управляемое высвобождение энергии может привести, по существу, к линейному профилю подачи, то есть, по существу, постоянной скорости подачи дозы в течение долгого времени, и может предотвращать резкие изменения скорости подачи.
В примерном варианте осуществления в активаторе 212 плунжера может использоваться один или больше контуров для текучей среды, содержащих рабочую текучую среду, в котором гидравлическое давление рабочей текучей среды прикладывает силу к втулке для перемещения втулки внутри участка цилиндра картриджа. В механизме демпфирования может использоваться ограничитель потока, помещенный в контур текучей среды между источником рабочей текучей среды и втулкой.
В другом примерном варианте осуществления в активаторе 212 плунжера может использоваться механизм смещения, например, спиральная пружина или спиральная пружина сжатия. В механизме демпфирования может использоваться вязкий демпфер, швейцарский свободный анкерный механизм, анкерный механизм с ограничителем скорости и т.п.
В другом примерном варианте осуществления в активаторе плунжера 212 может использоваться шаговый двигатель, соединенный с зубчатой системой привода, для обеспечения постоянного линейного профиля подачи.
Узел картриджа может включать в себя, на своем дистальном конце или рядом с ним, ограничитель 214 картриджа, который может включать в себя перегородку и крышку 215 для перегородки. Перегородка может представлять собой прокалываемый слой материала, который расположен рядом с дистальным концом участка 206 цилиндра для герметизации дозы на участке 206 цилиндра. Будучи ненарушенной, перегородка может герметизировать дозу внутри участка 206 цилиндра. Будучи проколотой иглой, например, иглой шприца, перегородка может обеспечить вытекание дозы из участка 206 цилиндра и ввода иглы шприца. Перегородка может быть сформирована из материала, который может быть проколот иглой шприца. Крышка может быть предусмотрена для защитного покрытия перегородки, защищая ее от случайного прокалывания иглой шприца, когда устройство 200 находится в упакованном состоянии перед инъекцией, как представлено на фиг. 2A. В примерном варианте осуществления ограничитель 214 картриджа также может включать в себя крышку для защитного покрытия иглы для шприца, предусмотренную в непосредственной близости к ограничителю 214 картриджа, предотвращая, таким образом, случайное прокалывание перегородки иглой шприца, когда устройство 200 находится в упакованном состоянии перед инъекцией, как пояснялось на фиг. 2A.
Корпус 202 носимого устройства 200 для автоматической инъекции может также содержать кнопку 216 для инъекции, в которой размещена полая игла 218 для гиподермической инъекции, которая выполнена с возможностью прокалывания кожи пациента. В примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции может быть выровнена ортогонально продольной оси L устройства 200. В примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции может удерживаться на месте держателем иглы для инъекции (не показан на чертеже), который предусмотрен в кнопке 216 для инъекции, или отдельно от кнопки 216 для инъекции. Игла 218 для инъекции может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию, пригодные для прокола кожи пациента, для подачи терапевтического агента, и не ограничивается иллюстративным вариантом осуществления. Соответствующие иглы могут иметь длину, выполненную с возможностью или выбранную для обеспечения глубины инъекции, пригодной для требуемой терапии. При подкожной инъекции обычно проникновение приблизительно составляет от шести до десяти миллиметров внутрь кожи. В примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции может иметь длину приблизительно двенадцать мм и может обеспечивать инъекцию на глубину приблизительно семь мм в кожу. В других примерных вариантах осуществления, игла 218 для инъекции может иметь длину, пригодную для внутрикожной, другой подкожной или внутримышечной терапии. Соответствующие иглы для инъекции могут иметь толщину стенки, соответствующую для обеспечения достаточной прочности механизма, диаметр, соответствующий для обеспечения требуемой скорости потока вводимого вещества, при минимизации ощущения пациента, и конфигурацию кончика, соответствующую для требуемой терапии, при минимизации ощущения пациента.
Соответствующие иглы для инъекции могут быть покрыты, в соответствии с необходимостью, для минимизации ощущения пациента, так, как разрешено в терапии. Игла 218 для инъекции может быть покрыта и может содержаться в септических условиях с помощью крышки 222 иглы, например, жесткого покрытия для иглы, мягкого покрытия для иглы или обоих.
В кнопке 216 для инъекции также может содержаться полая игла 220 для шприца, выполненная с возможностью прокалывания перегородки и установления сообщения по текучей среде с участком 206 цилиндра. В примерном варианте осуществления игла 220 для шприца может быть выровнена параллельно продольной оси L устройства 200. Игла для шприца 220 может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию, соответствующую для прокалывания перегородки, и не ограничена иллюстративным вариантом осуществления.
В примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции и игла 220 шприца могут быть соединены с сообщением по текучей среде друг с другом через корпус кнопки 216 для инъекции. В другом примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции и игла 220 шприца могут быть соединены с и находиться в сообщении по текучей среде друг с другом через один или больше каналов для текучей среды (не показаны). В другом примерном варианте осуществления игла 218 для инъекции и игла 220 шприца могут быть непосредственно соединены с и находиться в сообщении по текучей среде друг с другом.
В примерном варианте осуществления, перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, кнопка 216 для инъекции может находиться в вертикально поднятом положении относительно корпуса 202 таким образом, что кнопка 216 для инъекции выступает из верхней части корпуса 202, как показано на фиг. 2A и 2B. В этом положении игла 218 для инъекции может быть отведена внутрь корпуса 202 и не может быть введена в кожу пациента. В этом положении игла 220 для шприца может быть выровнена вертикально над перегородкой в ограничителе 214 картриджа и может не прокалывать перегородку. В начале процесса инъекции кнопка 216 для инъекции может быть нажата вниз, например, пользователем устройства или автоматически. В результате, кнопка 216 для инъекции может быть вдавлена в вертикально опущенное положение относительно корпуса 202, ближе к коже пациента таким образом, что кнопка 216 для инъекции больше не выступает из верхней части корпуса 202, как представлено на фиг. 2C-2E. В этом положении игла 218 для инъекции может выступать из нижней части корпуса 202 и может быть вставлена в кожу пациента. В этом положении игла 220 шприца может быть выровнена с перегородкой ограничителя 214 картриджа, и может прокалывать перегородку.
В примерном варианте выполнения перегородка первоначально может быть помещена на расстоянии от кнопки 216 для инъекции. В этом варианте осуществления игла 220 шприца может проколоть перегородку, когда ограничитель 214 картриджа, на котором установлена перегородка, перемещается внутри корпуса 202 в направлении кнопки 216 для инъекции. Таким образом, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, игла 220 шприца может быть помещена на расстоянии от перегородки таким образом, что отсутствует сообщение по текучей среде между участком 206 цилиндра и иглой 218 для инъекции, соединенной с кнопкой 216 для инъекции. В состоянии инъекции участок 206 цилиндра может перемещаться внутри корпуса 202 в направлении дистального конца устройства 200 таким образом, что игла 220 для шприца может проколоть перегородку и установить сообщение по текучей среде между участком 206 цилиндра и иглой 218 для инъекции, соединенной с кнопкой 216 для инъекции. Такое сообщение по текучей среде может обеспечить возможность протекания дозы терапевтического агента из участка 206 цилиндра в кожу пациента через иглу 220 шприца и иглу 218 для инъекции, когда прикладывают давление к дозе через втулку 210 во время инъекции в состоянии инъекции.
Рассмотрим теперь фиг. 2F, в примерном варианте осуществления, корпус 202 носимого устройства 200 для автоматической инъекции может включать в себя ножку 232 датчика кожи, который представляет собой структуру, установленную под или на участке 202 корпуса, проксимальном к месту инъекции. Перед инъекцией терапевтического агента и во время инъекции, ножка 232 датчика кожи удерживается внутри или формирует часть нижней стороны корпуса 202. Когда носимое устройство 200 для автоматической инъекции закреплено на месте инъекции и активировано, ножка 232 датчика кожи может свободно перемещаться, но может быть ограничена местом инъекции. Когда носимое устройство 200 для автоматической инъекции снимают с места инъекции, независимо от того, была ли закончена подача лекарства, ножка 232 датчика кожи больше не ограничена, и выдвигается и выступает наружу за внешний контур корпуса 202. Это, в свою очередь, запускает инициатор отвода. Когда инициатор отвода активирован, механизм отвода выполняет отвод иглы 220 для инъекции, которая также может поднять кнопку 216 для инъекции из вертикально опущенного положения в вертикально поднятое положение, таким образом, что кнопка 216 для инъекции выступает из верхней части корпуса 202, и игла 218 для инъекции будет убрана внутрь корпуса 202.
На фиг. 2A показано носимое устройство 200 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией, например, в том виде, как оно упаковано, в котором участок 206 цилиндра может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным дозой 208 терапевтического агента и в убранном положении, готовом к использованию. Участок 206 цилиндра может содержать дозу 208 терапевтического агента во внутреннем пространстве, определенном между стенкой или стенками участка 206 цилиндра и втулкой 210. В варианте осуществления активатор 212 плунжера может сохранять энергию, которая при ее высвобождении может активировать втулку 210. Кнопка 216 для инъекции может быть частично расположена внутри корпуса 202 в вертикально поднятом положении над местом инъекции, и игла 218 для инъекции может быть убрана в корпус 202. Выдвижение кнопки 216 для инъекции в верхней части корпуса 202 может обеспечить визуальное обозначение для пациента о том, что носимое устройство 200 для автоматической инъекции находится в нерабочем состоянии.
На фиг. 2B иллюстрируется носимое устройство 200 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией, в котором удалены крышка 222 иглы и крышка перегородки. В примерных вариантах осуществления защитная пленка 228 может включать в себя соединительный элемент, который соединен с крышкой 222 иглы и перегородкой, и крышками иглы шприца в упоре 214 картриджа. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Когда защитная пленка 228 удалена, соединительный элемент защитной пленки 228 может удалять крышку 222 иглы и крышки перегородки и иглы шприца в упоре 214 картриджа.
На фиг. 2C иллюстрируется носимое устройство 200 для автоматической инъекции во время инъекции, в состоянии инъекции, при котором кнопка 216 для инъекции находится в вертикально опущенном положении внутри корпуса 202. В вертикально опущенном положении кнопка 216 для инъекции может быть расположена внутри корпуса 202 в нажатом или вертикально опущенном положении над местом инъекции, и игла 218 для инъекции может выступить из нижней части корпуса 202 через отверстие в корпусе 202 таким образом, что она может проникать через кожу в месте инъекции. В вертикально опущенном состоянии кнопка 216 для инъекции может не выступать из верхней части корпуса 202, что может обеспечить визуальное обозначение для пациента о том, что носимое устройство 200 для автоматической инъекции находится в рабочем состоянии.
На фиг. 2D иллюстрируется носимое устройство 200 для автоматической инъекции во время инъекции, в состоянии инъекции, в котором участок 206 цилиндра, содержащий дозу 208 терапевтического агента, продвинут вперед из отведенного положения в выдвинутое положение внутри корпуса устройства 200. Перемещение вперед участка 206 цилиндра может перемещать дистальный конец участка 206 цилиндра или упор 214 картриджа в положение непосредственной близости или в контакт с кнопкой 216 для инъекции. В примерном варианте осуществления игла 220 шприца может прокалывать перегородку, содержащуюся в упоре 214 картриджа, для установления сообщения по текучей среде между участком 206 цилиндра и иглой 218 для инъекции.
На фиг. 2E иллюстрируется носимое устройство 200 для автоматической инъекции во время инъекции, в состоянии инъекции, в котором активатор 212 плунжера инициирован так, что он перемещает втулку 210. Инициирование активатора 212 плунжера позволяет высвободить запасенную энергию в активаторе 212 плунжера для перемещения втулки 210 внутри участка 206 цилиндра в направлении дистального конца устройства 200. Движение втулки 210 может выталкивать дозу терапевтического агента из участка 206 цилиндра через дистальный конец участка 206 цилиндра. Любой соответствующий механизм может использоваться для инициирования активатора 212 плунжера, включая в себя, но без ограничений, соединительный элемент, который соединен с и который активируется при нажатии на кнопку 216 для инъекции или путем удаления крышки 222 иглы, при этом пользователь может использовать инициирующую кнопку и т.п.
На фиг. 2F иллюстрируется носимое устройство 200 для автоматической инъекции после инъекции, в состоянии после инъекции, например, после инъекции терапевтически эффективной дозы терапевтического агента или удаления носимого устройства 200 для автоматической инъекции с тела пациента до окончания ввода терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, в котором кнопка 216 для инъекции находится в вертикально поднятом положении. В вертикально поднятом положении кнопка 216 для инъекции может быть расположена частично внутри корпуса 202 в приподнятом или вертикально поднятом положении, над местом инъекции, и игла 218 для инъекции может быть отведена внутрь корпуса 202. Участок кнопки 216 для инъекции может выступать из верхней части корпуса 202 для обеспечения визуального обозначения для пациента о том, что узел 200 носимого устройства для автоматической инъекции находится в нерабочем положении (то есть, в положении после инъекции). Участок 206 цилиндра может быть пустым и может не содержать терапевтический агент, и активатор 212 плунжера больше не содержит запасенную энергию. Ножка 232 датчика кожи может выступать из нижней части корпуса 202 после удаления устройства 200 с места инъекции.
Корпус 202 может включать в себя механизм отвода, который автоматически поднимает кнопку 216 для инъекции из вертикально опущенного состояния для инъекции (показано на фиг. 2C-2E) в вертикально приподнятое состояние после инъекции (показано на фиг. 2F). В примерном варианте осуществления механизм отвода может включать в себя механизм смещения, например, пружину, которая смещает узел картриджа от места инъекции, при инициировании механизма отвода.
Инициатор отвода, при его активации, может инициировать механизм отвода для поднятия кнопки 216 для инъекции из вертикально опущенного состояния в вертикально приподнятое состояние. В примерном варианте осуществления втулка 210 и/или активатор 212 плунжера могут включать в себя соединительный элемент, соединенный с инициатором отвода. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой механизм соединения. Соединительный элемент может иметь соответствующую длину, такую, что, когда втулка 210 была перемещена в конец участка 206 цилиндра (вводя полную дозу), соединительный элемент инициирует защелку, которая, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода. В другом примерном варианте осуществления выдвижение ножки 232 датчика кожи из нижней части корпуса 202 может привести к срабатыванию инициатора отвода.
В примерном варианте осуществления механизм отвода может включать в себя инициатор отвода по окончанию дозы, который, во время срабатывания, инициирует механизм отвода. Инициатор отвода по окончанию дозы может срабатывать, когда будет подана терапевтически эффективная доза терапевтического агента в носимом устройстве для автоматической инъекции. В примерном варианте осуществления инициатор отвода по окончанию дозы может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается после окончания подачи лекарства. Механизм отвода может также включать в себя инициатор отвода при раннем удалении, который при срабатывании инициирует механизм отвода. Инициатор отвода при раннем удалении может сработать, когда носимое устройство для автоматической инъекции удаляют с места инъекции до того, как будет полностью введена терапевтически эффективная доза терапевтического агента. В примерном варианте осуществления инициатор отвода при раннем удалении может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается при удалении носимого устройства 200 для автоматической инъекции с места инъекции. Механизм отвода отвечает за инициатор отвода при окончании дозы и отвечает на инициатор отвода при раннем удалении, автоматически отводя узел картриджа с места инъекции.
В примерных вариантах осуществления участок цилиндра носимого устройства 100 для автоматической инъекции (по фиг. 1)/200 (на фиг. 2) может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным любым объемом терапевтического агента, например, терапевтическим антителом, требуемым для внутрикожных, подкожных или внутримышечных инъекций. В примерном варианте осуществления участок 106 цилиндра может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным объемом от приблизительно 0,1 миллилитра до приблизительно 1,0 миллилитр, хотя примерные устройства не ограничены этим примерным диапазоном объемов терапевтического агента.
В примерных вариантах осуществления носимое устройство 100 (на фиг. 1)/200 (на фиг. 2) для автоматической инъекции может использоваться для инъекции терапевтически эффективного количества терапевтического агента в течение времени в диапазоне от приблизительно десяти секунд до приблизительно двенадцати часов. Некоторые другие примерные варианты осуществления обеспечивают устройства и системы активации, которые обеспечивают активацию плунжера шприца с малой скоростью для подачи терапевтического агента в тело пациента с малой скоростью. Примеры вариантов осуществления с малой скоростью позволяют вводить объемы терапевтического агента от приблизительно 0,1 миллилитра до приблизительно 1 миллилитра или больше, от приблизительно пяти минут до приблизительно тридцати минут, хотя примерные скорости ввода не ограничены этим примерным диапазоном.
Примерные варианты осуществления могут обеспечивать линейный профиль ввода для терапевтического агента таким образом, что скорость ввода, по существу, является постоянной с течением времени. В некоторых случаях, линейный профиль ввода позволяет уменьшить дискомфорт, ощущаемый пациентом. В примерном варианте осуществления терапевтический агент может быть введен в виде однократного медленного болюсного введения.
Скорость ввода терапевтического агента может зависеть от окружающей температуры. При комнатной температуре, то есть приблизительно 72°F, точность времени ввода может находиться в диапазоне от приблизительно три процента до приблизительно десять процентов.
Примерные размеры примерных устройств описаны со ссылкой на Таблицы 1-6. Однако для специалиста в данной области техники будет понятно, что примерные размеры предоставлены с целью иллюстрации, и что примерные устройства для автоматической инъекции не ограничены представленными размерами.
<b>Таблица 1</b><b>Общие характеристики компонентов длины примерного устройства (дюймы)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,185
0,120
Перегородка
0,397
0,272
Игла
0,500
0,500
Участок цилиндра
2,520
2,520
Пружина перемещения
0,470
0,322
Гидравлическое соединение
0,113
0,113
Толщина стенки
0,185
0,120
Всего
4,370
3,968
<b>Таблица 2</b><b>Общие характеристики компонентов ширины примерного устройства (дюймы)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,185
0,120
Фиксатор иглы
1,045
0,935
Ширина участка цилиндра
0,470
0,470
Фиксатор шприца
0,235
0,235
Толщина стенки
0,185
0,120
Всего
2,120
1,880
<b>Таблица 3</b><b>Общие характеристики компонентов высоты примерного устройства (дюймы)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,100
0,120
Крышка иглы
0,431
0,431
Перегородка
0,400
0,350
Высота сплошной пружины
0,200
0,000
Толщина стенки
0,185
0,125
Всего
1,316
1,026
В примерном варианте осуществления носимое устройство для автоматической инъекции может иметь примерную длину приблизительно 4,37 дюйма, примерную ширину приблизительно 2,12 дюйма и примерную высоту приблизительно 1,25 дюйма. В примерном варианте осуществления диаметр участка цилиндра составляет приблизительно 1,470 дюйма, и длина участка цилиндра составляет приблизительно 2,520 дюйма. В Таблицах 1-3 приведены общие характеристики компонентов с длиной, шириной и высотой, соответственно, для двух примерных типов примерного устройства.
<b>Таблица 4</b><b>Общие характеристики для компонентов длины примерного устройства (дюймов)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,185
0,120
Перегородка
0,397
0,272
Игла
0,500
0,250
Участок цилиндра
2,520
1,788
Перемещающая пружина
0,470
0,322
Гидравлическое соединение
0,113
0,113
Толщина стенки
0,185
0,120
Всего
4,370
2,986
<b>Таблица 5</b><b>Общие характеристики для компонентов ширины примерного устройства (дюймов)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,185
0,120
Фиксатор иглы
1,045
0,935
Ширина участка цилиндра
0,470
0,595
Фиксатор шприца
0,235
0,235
Толщина стенки
0,185
0,120
Всего
2,120
2,005
<b>Таблица 6</b><b>Общие характеристики для компонентов высоты примерного устройства (дюймов)</b>
<b>Элемент</b>
<b>Тип 1</b>
<b>Тип 2</b>
Толщина стенки
0,100
0,120
Крышка иглы
0,431
0,493
Перегородка
0,400
0,350
Высота сплошной пружины
0,200
0,000
Толщина стенки
0,185
0,125
Всего
1,316
1,088
В примерном варианте осуществления диаметр участка цилиндра при производстве может быть увеличен от приблизительно 1,470 дюйма приблизительно на 0,125 дюймов, и длина участка цилиндра может быть уменьшена при производстве от приблизительно 2,520 дюймов на приблизительно 0,732 дюйма. В Таблицах 4-6 сведены вместе компоненты длины, ширины и высоты, соответственно, для двух примерных типов примерного устройства.
На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 300 сборки примерного устройства 100 для автоматической инъекции. На этапе 302, узел шприца или картриджа может быть стерилизован и собран. На этапе 304, кнопка для инъекции может быть стерилизована и собрана. На этапе 306, участок цилиндра сборки шприца или картриджа может быть заполнен дозой терапевтического агента, который должен быть введен в тело пациента. На этапе 308, стерильная втулка может быть помещена на участке цилиндра узла шприца или картриджа для герметизации терапевтического агента внутри участка цилиндра. Содержание терапевтического агента внутри носимого устройства для автоматической инъекции стерильным участком цилиндра и стерильной втулкой поддерживает стерильность терапевтического агента. При этом в примерном варианте осуществления остающиеся компоненты носимого устройства для автоматической инъекции могут быть собраны в нестерильной среде, после того, как участок цилиндра будет предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным терапевтическим агентом. Например, на этапе 310, не стерильный активатор плунжера, например, механизм смещения может быть вставлен позади втулки.
На этапе 312, или узел шприца или картриджа может быть вставлен в нестерильный корпус. Корпус может быть предварительно собран с другими нестерильными компонентами, например, слоем клея, защитной пленкой, ножкой датчика кожи и т.п. На этапе 314, кнопка инъекции (с закрытым стерильным каналом доя текучей среды и одной или больше иглами) может быть вставлена в нестерильный корпус. В примерных вариантах осуществления участок цилиндра, закрытая игла для подкожной инъекции, игла шприца, крышка иглы и втулка могут обеспечивать барьер стерильности для терапевтического агента и канала для текучей среды. Таким образом, после заполнения участка цилиндра терапевтическим агентом и вставки втулки в участок цилиндра, сборка остающихся частей устройства не требует асептических условий. При этом не требуется выполнять какие-либо этапы по переносу терапевтического агента пользователем. На этапе 316, собранное устройство для автоматической инъекции может быть помещено с наложением, если необходимо, и может затем быть коммерчески упаковано для продажи. На фиг. 1A иллюстрируется примерный вариант осуществления собранного устройства для автоматической инъекции в упакованном состоянии перед инъекцией.
На фиг. 4 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 400 использования примерного устройства для автоматической инъекции. Носимое устройство для автоматической инъекции, упакованное и предварительно заполняемое и/или предварительно заполненное терапевтическим агентом, в общем, может храниться в охлажденном хранилище перед использованием. На этапе 402, упакованное устройство для автоматической инъекции может быть извлечено из хранилища. На этапе 404 носимое устройство для автоматической инъекции может быть извлечено из его упаковки и какой-либо обертки, и нагрето до комнатной температуры, например, при оставлении носимого устройства вне упаковки при комнатной температуре или путем нагрева носимого устройства. На этапе 406, пациент может подтвердить, что участок цилиндра содержит объем терапевтического агента через окно для инспекции терапевтическое агента, расположенное в корпусе устройства, и также может подтвердить степень прозрачности терапевтического агента, если это необходимо.
На этапе 408, место инъекции на коже пациента может быть выбрано и подготовлено для ввода терапевтического агента. На этапе 410, пациент использует носимое устройство для автоматической инъекции, предназначенное для инъекции терапевтического агента на месте инъекции. Этапы, в общем вовлеченные в этап 410, описаны ниже со ссылкой на фиг. 5. На этапе 412, после выполнения инъекции, носимое устройство для автоматической инъекции может быть удалено с тела пациента и выброшено соответствующим образом.
На фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 500 использования примерного устройства для автоматической инъекции, для инъекции терапевтически эффективного количества терапевтического агента в тело пациента. Примерный способ 500 представляет собой подробное описание этапа 410 на фиг. 4. На этапе 502 пациент удаляет защитную пленку, которая закрывает и предохраняет клеящий слой носимого устройства для автоматической инъекции. В некоторых примерных вариантах осуществления удаление защитной пленки также удаляет крышку иглы и крышку перегородки шприца или ограничителя картриджа.
На этапе 504 пациент прикладывает контактный участок с телом пациента носимого устройства для автоматической инъекции со слоем клея к месту инъекции (или к предмету одежды вокруг места инъекции) таким образом, что устройство надежно удерживается на месте инъекции во время инъекции терапевтически эффективной дозы терапевтического агента.
На этапе 506, как только носимое устройство для автоматической инъекции будет закреплено на месте инъекции, пациент может нажать на кнопку для инъекции из вертикально приподнятого положения в состоянии перед инъекцией в вертикально опущенное положение, в состоянии инъекции внутри корпуса. В вертикально поднятом положении конец кнопки для инъекции, на которой установлена игла для инъекции, отводят внутрь корпуса и она не выступает за пределы корпуса. Когда нажимают на кнопку, конец кнопки для инъекции, в которой установлена игла для инъекции, перемещается вниз линейно или с поворотом внутри корпуса таким образом, что игла для инъекции выдвигается из отверстия внутри корпуса и открывается. Это обеспечивает возможность проникновения иглы для инъекции внутрь кожи пациента на соответствующую глубину для инъекции терапевтического агента. Движение вниз кнопки для инъекции в корпусе может быть линейным (то есть вертикальное движение вниз) или вращательным (то есть выполняет круговое движение вокруг точки шарнирного поворота).
В примерном варианте осуществления кнопку для инъекции нажимают внутрь корпуса, когда пациент вручную нажимает кнопку для инъекции. В другом примерном варианте осуществления пациент может активировать инициатор инъекции, например, кнопку инициатора, расположенную в удобном для доступа месте, таком как верхняя часть корпуса, что приводит к тому, что инициатор инъекции автоматически нажимает на кнопку для инъекции, вводя ее внутрь корпуса и, в свою очередь, обеспечивает прокол иглой для инъекции кожи пациента. В примерном варианте осуществления, нажим на кнопку инициатора инъекции может высвобождать защелку в инициаторе инъекции, которая обеспечивает смещение пружины кнопки для инъекции вниз в корпус. То же движение кнопки для инъекции может привести к тому, что игла для инъекции будет введена в место для инъекции на соответствующую глубину.
На этапе 508 нажим на кнопку для инъекции может инициировать шприц или активатор картриджа, который перемещает узел шприца или картриджа, более конкретно, участок цилиндра, вперед в пределах и относительно корпуса из отведенного положения (в котором дистальный конец шприца или узла картриджа смещен на расстояние от кнопки инъекции) в выдвинутое положение (в котором дистальный конец шприца или узла картриджа расположен рядом с и/или в контакте с кнопкой для инъекции). В другом примерном варианте осуществления, активатор шприца или картриджа инициируют не путем нажима на кнопку для инъекций, а пользователем, который активирует инициатор, например, в форме кнопки инициатора. В примерном варианте осуществления движение шприца или узла картриджа в направлении кнопки для инъекции может привести к тому, что игла шприца проколет перегородку.
На этапе 510, когда дистальный конец участка цилиндра входит в контакт с кнопкой для инъекции, активатор плунжера может преодолеть статическое трение (то есть "прилипание") между втулкой и внутренней стенкой или стенками участка цилиндра и может привести к движению втулки вперед в направлении иглы шприца в кнопке для инъекции, для подачи терапевтического агента через иглу для инъекции. Активатор плунжера может преодолеть "прилипание" втулки на одном этапе и может активировать втулку на следующем этапе, или активатор плунжера может преодолеть "прилипание" втулки и может активировать втулку одновременно. Движение втулки может привести к высвобождению дозы через иглу для шприца в иглу для инъекций и, таким образом, в кожу пациента.
В примерном варианте осуществления продвижение шприца или узла картриджа внутри корпуса и перемещение вперед втулки внутри участка цилиндра может происходить на отдельных этапах. В другом примерном варианте осуществления перемещение вперед шприца или узла картриджа внутри корпуса и перемещение вперед втулки внутри участка цилиндра могут происходить на одном и том же этапе, например, одновременно.
Скорость подачи терапевтического агента может зависеть от характеристик активатора плунжера. Активатор плунжера может быть выполнен в форме нескольких примерных вариантов осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления в активаторе плунжера может использоваться средство накопления и высвобождения энергии, например, механизмы смещения (включая в себя, но без ограничений, одну или больше пружин, например, спиральных пружин или спиральных пружин сжатия), сжатые газы, химические генераторы газа (такого как расширяющаяся пена), осмотическое давление, расширение гидрогеля и т.д. Механизм демпфирования или управления (включающий в себя, но без ограничений, вязкий демпфер или анкерный механизм) может использоваться для поглощения энергии, например, исходного высвобождения энергии, и для обеспечения более управляемого высвобождения энергии во время каждого ее высвобождения активатором плунжера. Ограничитель потока, помещенный на пути текучей среда между иглой и втулкой, может использоваться для дополнительного регулирования скорости подачи терапевтического агента, например, в случае, когда активатор плунжера передает неограниченную силу пружины через рабочую текучую среду. Таким образом, соответствующий активатор плунжера и соответствующий механизм управления могут быть выбраны для подачи дозы с управляемой скоростью, например, в виде однократного медленного болюсного введения, не создающего или, по существу, не создающего какого-либо ощущения жжения для пациента.
В примерном варианте осуществления, нажатие на кнопку инъекции может взводить механизм отвода, который, будучи инициирован, отводит кнопку инъекции внутрь корпуса 102 после инъекции в состоянии после инъекции.
На этапе 512, после подачи терапевтически эффективной дозы, активатор втулки и/или плунжера может привести к срабатыванию инициатора отвода по окончании дозы механизма отвода. Активатор втулки и/или плунжера могут включать в себя, соединительный элемент, соединенный с инициатором отвода по окончанию дозы. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Соединительный элемент может иметь соответствующую длину таким образом, что, когда втулка перемещается до конца шприца или узла картриджа (подавая полную дозу), соединительный элемент инициирует защелку, которая, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода.
На этапе 514, после срабатывания инициатора отвода по окончании дозы, механизм отвода может выполнить отвод кнопки для инъекции вверх внутри корпуса и от участка контакта с телом пациента таким образом, что шприц или узел картриджа входит в состояние после инъекции. В примерном варианте осуществления движение кнопки для инъекции из состояния инъекции в состояние после инъекции создает слышимый звук, например, "щелчок", который обеспечивает акустическую индикацию окончания подачи терапевтического агента.
После отвода кнопка инъекции выступает снаружи корпуса, что обеспечивает визуальное обозначение состояния носимого устройства для автоматической инъекции, например, об окончании подачи терапевтического агента или визуального обозначения устройства в состоянии после инъекции.
Однако, если носимое устройство будет снято с кожи пациента до окончания ввода терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, ножка датчика кожи может выступать наружу за пределы корпуса и может привести к срабатыванию инициатора отвода при раннем удалении механизма отвода. После срабатывания инициатор отвода при раннем удалении, механизм отвода переводит кнопку инъекции вверх внутри корпуса от участка контакта с телом пациента таким образом, что шприц или узел картриджа входят в состояние после инъекции. В примерном варианте осуществления активатор плунжера может продолжить перемещение вперед на участке цилиндра в направлении иглы шприца, когда устройство удаляют с тела пациента перед окончанием подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента.
На этапе 516, после отвода фиксатор иглы зацепляется с иглой для инъекции, предотвращая повторное размещение иглы для инъекции, для обеспечения защиты от укола иглой. Фиксатор иглы может представлять собой элемент, который предотвращает выход иглы для инъекции из корпуса после ее зацепления, и может быть размещен в корпусе рядом с иглой для инъекции. Пример фиксатора для иглы может включать в себя, но без ограничений, пластиковую пластину, металлическую пластину, зажим и т.д.
На фиг. 6A-6C иллюстрируется примерный вариант осуществления носимого устройства 600 для автоматической инъекции, пригодного для линейной ввода иглы в кожу пациента.
При линейном вводе конец узла картриджа, на котором установлена игла, опускается линейно внутри корпуса носимого устройства для автоматической инъекции таким образом, что игла входит в тело пациента. Более конкретно, на фиг. 6A иллюстрируется примерное носимое устройство в состоянии перед инъекцией, например, в том виде, как оно упаковано; на фиг. 6B иллюстрируется примерное носимое устройство в состоянии инъекции непосредственно перед ним, в ходе нее или сразу же после того, как будет выполнена инъекция терапевтического агента в тело пациента; и на фиг. 6C иллюстрируется примерное носимое устройство в состоянии после инъекции, после того, как была закончена подача терапевтического агента в тело пациента или в снятом виде с тела пациента перед окончанием подачи терапевтического агента.
Носимое устройство 600 для автоматической инъекции включает в себя корпус 635 для размещения узла 610 картриджа терапевтического агента, содержащего дозу терапевтического агента, предназначенную для подкожной инъекции в тело пациента. В примерном варианте осуществления, снаружи узла 610 картриджа терапевтического агента может быть предусмотрено одно или больше ребер, и внутри корпуса 635 может быть предусмотрена одна или больше канавки или каналов, которые обеспечивают плавный переход для ребер узла 610 картриджа, в то время, как узел картриджа перемещается внутри корпуса 635. Одно или больше ребер снаружи узла 610 картриджа могут быть выполнены в форме приподнятых линий на узле 610 картриджа. Одна или больше канавки или каналов внутри корпуса 635 могут быть сформированы в виде U-образных продавленных канавок или линий в виде желобов. Верхний участок канавок или каналов может быть открыт таким образом, чтобы ребра могут скользить внутрь и наружу верхнего участка канавок или каналов. В варианте осуществления с линейным вводом, показанными на фиг. 6A-6C, ребра и канавки/каналы могут представлять собой прямые линии. В варианте осуществления с вращательным вводом, показанном на фиг. 7A-7C, ребра и канавки/каналы могут представлять собой линии, которые изогнуты вокруг центра вращения, то есть, поворотные линии для узла 610 картриджа.
В другом примерном варианте осуществления внешняя часть узла 610 картриджа может не иметь каких-либо ребер, и внутри корпуса 635 может не иметь каких-либо канавок или каналов.
Корпус 635 предпочтительно имеет удлиненную конфигурацию, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что корпус 635 может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию для размещения гиподермической иглы, соединяемой с участком цилиндра терапевтического агента, предназначенного для инъекции. Корпус 635 может быть сформирован из любого соответствующего материала, включая в себя, но без ограничений, пластик и другие известные материалы. В другом варианте осуществления картридж 610 терапевтического агента может быть сформирован из любого совместимого материала, пригодного для стерилизации, включая в себя, но без ограничений, стекло и другие известные материалы.
Корпус 635 включает в себя клеящий слой 640, расположенный вдоль участка контакта с пациентом корпуса 635, который размещают проксимально к коже пациента или предмету одежды пациента. В некоторых вариантах осуществления, клеящий слой 640 выполнен с возможностью его размещения на коже пациента, для прикрепления корпуса 635 пациенту, для ввода терапевтического агента. Клеящий слой 640 включает в себя не содержащий клей язычок 645, на котором не нанесен клей. Пациент может захватывать не содержащий клей язычок 645 и тянуть его для удаления клеящего слоя 640 и, таким образом, носимого устройства 600 для автоматической инъекции с кожи или одежды пациента.
Перед тем как носимое устройство 600 для автоматической инъекции будет установлено для использования, например, в состоянии перед инъекцией, клеящий слой 640 покрыт защитной пленкой 650, которая защищает липкое свойство клеящего слоя 640. Защитная пленка 650 может включать в себя язычок 655, который пациент может захватывать и тянуть для удаления защитной пленки 650 с клеящего слоя 640. Это открывает клеящий слой 640, обеспечивает для пациента возможность закрепления корпуса 635 на своей коже или на предмете одежды, размещая сторону с клеящим слоем 640 на коже или на предмете одежды.
В примерных вариантах осуществления защитная пленка 650 (на фиг. 6A)/750 (на фиг. 7A) может включать в себя соединительный элемент, который соединен с активатором 630 (на фиг. 6A)/730 (на фиг. 7A) плунжера. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Когда защитная пленка 650 (на фиг. 6A)/750 (на фиг. 7A) будет удалена, соединительный элемент защитной пленки 650 (на фиг. 6A)/750 (на фиг. 7A) устраняет статическое трение между втулкой 615 (на фиг. 6A)/715 (на фиг. 7A) и внутренней стенкой цилиндра 605 (на фиг. 6A)/705 (на фиг. 7A) и инициирует активатор 630 (на фиг. 6A)/730 (на фиг. 7A) плунжера.
Узел 610 картриджа терапевтического агента может включать в себя участок 605 полого цилиндра, предназначенный для содержания терапевтически эффективной дозы терапевтического агента для инъекции. Представленный для иллюстрации участок 605 цилиндра имеет, по существу, цилиндрическую форму, хотя для специалиста в данной области техники будет понятно, что участок 605 цилиндра может иметь любую соответствующую форму или конфигурацию. Втулка 615 герметизирует дозу терапевтического агента внутри участка 605 цилиндра.
Узел 610 картриджа терапевтического агента также может включать в себя полую гиподермическую иглу 625, которая может быть соединена или которая соединена с и находится в сообщении по текучей среде с участком 605 цилиндра, через который может быть выполнена инъекция дозы при приложении давления к втулке 615. Игла 625 может иметь любой соответствующий размер, форму и конфигурацию, пригодную для прокола кожи пациента, для подкожного ввода терапевтического агента, и не ограничивается иллюстративным вариантом осуществления. Соответствующие иглы могут иметь длину, выполненную с возможностью или выбранную для обеспечения глубины инъекции, пригодной для требуемой терапии. При подкожной инъекции обычно игла проникает в кожу на глубину приблизительно от шести до десяти миллиметров. В примерном варианте осуществления, игла 625 может иметь длину приблизительно двенадцать мм и может быть введена на глубину приблизительно семь мм в кожу. В других примерных вариантах осуществления игла 625 может иметь длину, пригодную для внутрикожной, другой подкожной или внутримышечной терапии. Соответствующие иглы могут иметь толщину стенки, пригодную для обеспечения достаточной механической прочности, диаметр, пригодный для обеспечения требуемой скорости потока вводимого вещества, при минимизации ощущения пациента, и конфигурацию кончика, пригодную для требуемой терапии, при минимизации ощущения пациента. Соответствующие иглы могут быть покрыты, в соответствии с необходимостью, для минимизации ощущения пациента, как разрешено в терапии. Игла 625 может быть закрыта и может поддерживаться в асептических условиях с помощью мягкого и жесткого узла 620 крышки иглы.
В примерном варианте осуществления, представленном на фиг. 6A-6C, игла 625 выступает, по существу, под прямым углом к продольной оси носимого устройства 600. В этом примерном варианте осуществления участок 605 цилиндра включает в себя колено 607, которое продолжается, по существу, под прямым углом к продольной оси устройства 600. В этом варианте осуществления, игла 625 соединена с коленом 607.
Носимое устройство 600 для автоматической инъекции может включать в себя активатор 630 плунжера для избирательной активации втулки 615 вперед в направлении дистального конца узла 610 картриджа для терапевтического агента, для инъекции терапевтически эффективной дозы, содержащейся на участке 605 цилиндра, в тело пациента. Активатор 630 плунжера может использовать механизм накопления энергии и управляемого высвобождения энергии для активации втулки 615. В примерном варианте осуществления активатор 630 плунжера может включать в себя механизм смещения, например, пружину, которую отводят перед инъекцией и которую высвобождают во время инъекции для активации втулки 615 в направлении вперед в участке 605 цилиндра. В другом примерном варианте осуществления активатор 630 плунжера может включать в себя генератор химического газа, например, расширяющуюся пену, которая находится в нерасширенной фазе перед инъекцией и которая расширяется во время инъекции для активации втулки 615 в направлении вперед на участке 605 цилиндра в направлении дистального конца узла 610 картриджа для терапевтического агента. В других примерных вариантах осуществления в активаторе 630 плунжера могут использоваться сжатые газы, осмотическое давление, расширение гидрогеля и т.д. Механизм демпфирования может использоваться для поглощения энергии, например, энергии исходного высвобождения и для обеспечения управляемого высвобождения энергии во время высвобождения энергии активатором 630 (на фиг. 6A)/730 (на фиг. 7A) плунжера. Ограничитель потока, установленный в канале для текучей среды между иглой и втулкой 615 (на фиг. 6A)/715 (на фиг. 7A), может использоваться для дополнительного регулирования скорости подачи терапевтического агента, например, когда активатор 630 (на фиг. 6A)/730 (на фиг. 7A) плунжера передает неограниченную силу пружины.
В примерном варианте осуществления активатор 630 плунжера может перемещаться вперед внутри участка 605 цилиндра с постоянным прямолинейным движением. Любое количество механизмов, внутренних или внешних для носимого устройства 600 для автоматической инъекции, может использоваться для обеспечения постоянного прямолинейного движения, включая в себя, но без ограничений, шаговый двигатель, соединенный с системой зубчатого привода. Другие примерные механизмы для обеспечения, по существу, постоянного управляемого прямолинейного движения, описаны со ссылкой на фиг. 24-45.
Втулка 615 (на фиг. 6A)/715 (на фиг. 7A) и/или активатора 630 (на фиг. 6A)/730 (на фиг. 7A) плунжера могут включать в себя соединительный элемент, соединенный с инициатором отвода. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Соединительный элемент может иметь соответствующую длину такую, что, когда втулка 615 (на фиг. 6A)/715 (на фиг. 7 A) перемещена в конец узла 610 (на фиг. 6A)/710 (на фиг. 7A) картриджа (подача всей дозы), соединительный элемент инициирует стяжку, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода.
Рассмотрим теперь фиг. 6C, в примерном варианте осуществления, корпус 635 включает в себя ножку 660 датчика кожи, которая представляет собой структуру, установленную под или на участке корпуса 635, проксимально с местом инъекции. Перед инъекцией терапевтического агента и во время инъекции, ножка 660 датчика кожи удерживается внутри или формирует участок нижней стороны корпуса 635. Когда носимое устройство 600 для автоматической инъекции прикрепляют к месту инъекции и активируют, ножка 660 датчика кожи может быть свободной для движения, но может быть ограничена местом инъекции. Когда носимое устройство 600 для автоматической инъекции снимают с места инъекции, независимо от того, была ли закончена подача лекарства, ножка 660 датчика кожи больше не ограничена, и вытягивается, и выступает за пределы внешнего контура корпуса 635. Это, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода при снятии.
На фиг. 6A иллюстрируется носимое устройство 600 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией, например, в упакованном виде и готовое для упаковки. Устройство 600 может включать в себя предварительно заполняемый и/или предварительно заполненный шприц или узел картриджа. В примерном варианте осуществления, в состоянии перед инъекцией, шприц или узел картриджа может находиться в отведенном положении, готовом к использованию. В состоянии перед инъекцией узел 610 картриджа для терапевтического агента частично располагается внутри корпуса 635 в приподнятом местоположении, дистально от места инъекции, и игла 625 отведена внутрь корпуса 635. Визуальное обозначение для пациента о том, что носимое устройство 600 для автоматической инъекции находится в нерабочем состоянии, может включать в себя участок узла 610 картриджа для терапевтического агента, выступающий наружу из корпуса 635 в состоянии перед инъекцией. Участок 605 цилиндра содержит дозу терапевтического агента, которая содержится во внутреннем пространстве, определенном между стенкой или стенками участка 605 цилиндра и втулкой 615. В варианте осуществления, в активаторе 630 плунжера запасена энергия.
На фиг. 6B иллюстрируется носимое устройство 600 для автоматической инъекции в состоянии инъекции, готовое к инъекции, выполняющее инъекцию или непосредственно после инъекции терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, в котором узел 610 картриджа с терапевтическим агентом находится в сжатом положении. В сжатом положении узел 610 картриджа терапевтического агента расположен внутри корпуса 635 в месте сжатого состояния, проксимально к месту инъекции, и игла 625 выступает за пределы корпуса 635 через отверстие в корпусе 635 так, что она может проколоть кожу в месте инъекции. В состоянии инъекции узел 610 картриджа с терапевтическим агентом не выступает за пределы корпуса 635, для обеспечения визуальной индикации для пациента о том, что носимое устройство 600 для автоматической инъекции находится в состоянии работы. Активатор 630 плунжера высвобождает свою запасенную энергию для активации втулки 615. Такое совместное движение активатора 630 плунжера и втулки 615 приводит к выталкиванию терапевтического агента в участке 605 цилиндра через иглу 625.
На фиг. 6C иллюстрируется носимое устройство 600 для автоматической инъекции в состоянии после инъекции, например, после инъекции терапевтически эффективной дозы терапевтического агента или удаления носимого устройства 600 для автоматической инъекции с тела пациента перед подачей терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, при котором узел 610 картриджа для терапевтического агента находится в отведенном положении. В отведенном положении узел 610 картриджа для терапевтического агента располагается внутри корпуса 635 в приподнятом положении, дистально от места инъекции, и игла 625 отведена внутрь корпуса 635. Участок узла 610 картриджа для терапевтического агента выступает наружу из корпуса 635, обеспечивая визуальную индикацию для пациента о том, что узел 600 носимого устройства для автоматической инъекции находится в нерабочем состоянии (то есть в состоянии после инъекции). Участок 605 цилиндра может быть пустым и не содержать терапевтический агент, и активатор 630 плунжера, возможно, больше не содержит запасенную энергию.
Корпус 635 включает в себя механизм отвода, который автоматически поднимает узел 610 картриджа для терапевтического агента из состояния инъекции (положение нажатия, показанное на фиг. 6B) в состояние после инъекции (отведенное положение, показанное на фиг. 6C). В примерном варианте осуществления механизм отвода может включать в себя механизм смещения, например, пружину, который смещает узел картриджа от места инъекции, когда инициирован механизм отвода.
Механизм отвода включает в себя инициатор отвода при окончании дозы, который при его запуске инициирует механизм отвода. Инициатор отвода по окончании дозы запускают, когда терапевтически эффективная доза терапевтического агента в носимом устройстве для автоматической инъекции будет подана. В примерном варианте осуществления инициатор отвода по окончании дозы может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается после окончания подачи лекарства. Механизм отвода также включает в себя инициатор отвода при раннем удалении, который, будучи запущенным, инициирует механизм отвода. Инициатор отвода при раннем удалении запускается, когда носимое устройство для автоматической инъекции удаляют с места инъекции до того, как терапевтически эффективная доза терапевтического агента будет полностью подана. В примерном варианте осуществления инициатор отвода при раннем удалении может включать в себя защелку, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается после удаления носимого устройства 600 для автоматической инъекции с места инъекции. Механизм отвода отвечает за инициатор отвода по окончании дозы и отвечает за инициатор отвода при раннем удалении для автоматического отвода узла картриджа от места инъекции.
На фиг. 7A-7C иллюстрируется примерный вариант осуществления носимого устройства 700 для автоматической инъекции, выполненного с возможностью поворотной инъекции иглы в кожу пациента. При поворотной инъекции конец узла 710 картриджа для терапевтического агента, на котором установлена игла 725, опускается с поворотом вокруг поворотной точки, для ввода иглы 725 в кожу пациента. Более конкретно, на фиг. 7A иллюстрируется примерное носимое устройство в состоянии перед инъекцией, например, как в упакованном виде с предварительно заполненной и изогнутой стерильной гиподермической иглой, и участок цилиндра, содержащий терапевтический агент; на фиг. 7B иллюстрируется примерное носимое устройство, когда оно находится в состоянии инъекции непосредственно перед, во время или непосредственно после инъекции терапевтического агента в тело пациента; и на фиг. 7C иллюстрируется примерное носимое устройство в состоянии после инъекции, после ввода терапевтического агента в тело пациента или при удалении носимого устройства с тела пациента до окончания подачи терапевтического агента в тело пациента.
Узел 710 картриджа терапевтического агента выполнен с возможностью поворотного движения внутри корпуса 735 вокруг точки 765 шарнирного поворота в корпусе. В примерном варианте осуществления, на узле 710 картриджа для терапевтического агента может быть предусмотрено одно или больше ребер, и внутри корпуса 735 может быть предусмотрено одна или больше канавок или каналов, которые обеспечивают путь перемещения для ребер картриджа 710, когда картридж движется внутри корпуса 735 через множество состояний. В другом примерном варианте осуществления, снаружи узел 710 картриджа не содержит какие-либо ребра, и внутри корпуса 735 также не содержатся канавки или каналы.
Когда узел 710 картриджа для терапевтического агента нажимают внутрь корпуса 735, узел 710 картриджа для терапевтического агента движется с поворотом вниз вокруг точки 765 шарнирного поворота таким образом, что игла 725 выдвигается наружу и прокалывает кожу пациента. В этом примерном варианте осуществления игла 725 прокалывает кожу пациента под углом, смещенным от 90°. Аналогично, когда узел 710 картриджа терапевтического агента отводят, узел 710 картриджа терапевтического агента движется с поворотом вверх вокруг точки 765 шарнирного поворота, удаляя иглу 725 внутрь корпуса 735. Механизм для воплощения такого вращательного движения узла 710 картриджа терапевтического агента может быть более простым и более надежным, чем механизм, требуемый для линейного ввода по фиг. 6A-6C.
Игла 725 выполнена изогнутой, с радиусом, определенным точкой 765 шарнирного поворота, и расстоянием от иглы 715 до точки 765 шарнирного поворота, вдоль продольной оси корпуса 735. Кривизна иглы 725 повышает комфорт пациента во время вставки иглы. Игла 725 может быть предпочтительно ориентирована так, что острый кончик иглы находится ближе всего к точке 765 шарнирного поворота.
Особенности, показанные на фиг. 7A-7C, аналогичные представленным на фиг. 6A-6C, описаны выше, со ссылкой на фиг. 6A-6C.
В примерных вариантах осуществления узел 610 и 720 картриджа терапевтического агента по фиг. 6A-6C и 7A-7C, соответственно, может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным любым объемом терапевтического агента, например, терапевтическими антителами, требуемыми для внутрикожной, подкожной или внутримышечной инъекции. В примерном варианте осуществления узел 610 и 720 картриджа может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным объемом приблизительно 0,8-0,5 миллилитров, хотя примерные узлы картриджа не ограничены этими примерными объемами. В другом примерном варианте осуществления узел 610 и 720 картриджа может быть предварительно заполняемым и/или предварительно заполненным объемом приблизительно 1 миллилитр или больше.
В примерных вариантах осуществления носимое устройство 600 (на фиг. 6A)/700 (на фиг. 7A) для автоматической инъекции может использоваться для инъекции терапевтически эффективного количества терапевтического агента в течение периода времени в диапазоне от приблизительно десяти секунд до приблизительно двенадцати часов. В примерном варианте осуществления терапевтический агент может быть подан с фиксированной скоростью для времени подачи от приблизительно пяти минут до приблизительно тридцати минут.
Носимое устройство 600 (на фиг. 6A)/700 (на фиг. 7A) для автоматической инъекции может использоваться для инъекции объема терапевтического агента в виде однократного медленного болюсного введения.
Скорость подачи терапевтического агента может зависеть от окружающей температуры. При комнатной температуре, то есть приблизительно 72°F, точность времени подачи может находиться в диапазоне от приблизительно трех процентов до приблизительно десяти процентов.
На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 800 сборки примерного носимого устройства 600 или 700 для автоматической инъекции. На этапе 805, участок 605/705 цилиндра, иглы 625/725 и крышки 620/720 иглы стерилизуют. На этапе 810, участок 605/705 цилиндра заполняют дозой терапевтического агента, которая должна быть подана в тело пациента. На этапе 815 стерильную втулку 615/715 помещают в участок 605/705 цилиндра для герметизации терапевтического агента внутри участка 605/705 цилиндра. Содержание терапевтического агента внутри носимого устройства 600 или 700 для автоматической инъекции в стерильном участке 605/705 цилиндра, в стерильной втулке 615/715 и в колпачке 620/720 иглы поддерживает стерильность терапевтического агента и иглы 625/725. При этом остающиеся компоненты носимого устройства для автоматической инъекции могут быть собраны в нестерильной среде после того, как участок цилиндра 605/705 будет предварительно заполнен терапевтическим агентом. Например, на этапе 820, нестерильный активатор 630/730 плунжера вставляют позади втулки 615/715 в узел 610/710 картриджа для терапевтического агента.
На этапе 825, узел 610/710 картриджа для терапевтического агента вставляют в нестерильный корпус 635/735. Корпус 635/735 может быть предварительно собран с другими нестерильными компонентами, например, с клеящим слоем 640/740, защитной пленкой 650/750, ножкой 660/760 датчика кожи. В примерных вариантах осуществления участок 605/705 цилиндра, игла 625/725, крышка 620/720 иглы и втулка 615/715 узла 610/710 картриджа для терапевтического агента обеспечивают барьер стерильности для терапевтического агента и поверхностей подкожного контакта. Таким образом, после заполнения участка 605/705 цилиндра терапевтическим агентом плунжер 615/715 вставляют в участок 605/705 цилиндра, и колпачок 620/720 иглы помещают на место: сборка остальных частей узла 610/710 картриджа терапевтического агента и сборка корпуса 635/735 не требуют асептических условий. При этом от пользователя не требуется выполнять какие-либо этапы по переносу терапевтического агента. На фиг. 6A и 7A иллюстрируются примерные варианты осуществления собранного носимого устройства 600/700 для автоматической инъекции в состоянии перед инъекцией.
На этапе 830 собранное носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции может быть помещено во внешнюю обертку, если необходимо, и затем может быть коммерчески упаковано для продажи.
На фиг. 9 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 900 использования примерного носимого устройства 600 или 700 для автоматической инъекции. Носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции, упакованное и предварительно заполненное терапевтическим агентом, обычно хранят в охлажденном хранилище перед использованием. На этапе 905 упакованное носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции извлекают из хранилища. На этапе 910 носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции вынимают из его упаковки и какой-либо обертки и нагревают до комнатной температуры, например, оставляя носимое устройство вне упаковки при комнатной температуре или нагревая это носимое устройство. На этапе 915 пациент подтверждает, что узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом включает в себя объем терапевтического агента в носимом устройстве 600/700 через окно инспекции терапевтического агента, расположенное в корпусе носимого устройства, и может также подтвердить прозрачность терапевтического агента, если необходимо. На этапе 920 выбирают место инъекции на теле пациента и подготавливают для введения терапевтического агента. На этапе 925 пациент использует носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции для инъекции терапевтического агента в место инъекции. Эти этапы, обычно выполняемые во время этапа 920, описаны ниже со ссылкой на фиг. 10. На этапе 930, после того, как носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции будет снято с тела пациента, снятое носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции выбрасывают соответствующим образом.
На фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 1000 использования примерного носимого устройства 600 или 700 для автоматической инъекции, для инъекции терапевтически эффективного количества терапевтического агента в тело пациента. Примерный способ 1000 представляет собой подробное описание этапа 920 на фиг. 9. На этапе 1005 пациент снимает защитную пленку 650/750, которая закрывает и предохраняет клеящий слой 640/740 носимого устройства 600/700 для автоматической инъекции. В некоторых примерных вариантах осуществления при удалении защитной пленки 650/750 также удаляют крышку 620/720 для иглы и открывают иглу 625/725 для инъекции. В некоторых примерных вариантах осуществления удаление защитной пленки 650/750 также разрывает статическое трение (то есть прилипание) между втулкой 615/715 и внутренней стенкой цилиндра 605/705 и инициирует активатор 630/730 плунжера. В примерных вариантах осуществления защитная пленка 650/750 может включать в себя соединительный элемент, который соединен с активатором 630/730 плунжера. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой соединительный механизм. Когда защитную пленку 650/750 удаляют, соединительный элемент защитной пленки 650/750 устраняет статическое трение между втулкой 615/715 и внутренней стенкой цилиндра 605/705, и инициирует активатор 630/730 плунжера.
На этапе 1010 пациент прикладывает контактный участок с телом пациента носимого устройства 600/700 для автоматической инъекции с клеящим слоем 640/740 к месту инъекции (или к предмету одежды вокруг места инъекции) таким образом, что носимое устройство надежно удерживается на месте инъекции во время инъекции терапевтически эффективной дозы терапевтического агента.
На этапе 1015 после того, как носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции будет закреплено на месте инъекции, узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом нажимают, переводя из положения готовности в положение перед инъекцией, в нажатое положение в положении инъекции внутри корпуса 635/735. В положении готовности конец узла 610/710 картриджа с терапевтическим агентом, в котором содержится игла 625/725, отводят внутрь корпуса 635/735 и не выводят наружу за пределы корпуса. Будучи нажатым, конец узла 610/710 картриджа с терапевтическим агентом, в котором содержится игла 625/725, перемещается вниз, либо линейно, или с вращением внутри корпуса 635/735 таким образом, что игла 625/725 выдвигается из отверстия в корпусе 635/735 и становится открытой. Это позволяет игле 625/725 проникать через кожу пациента на соответствующую глубину для инъекции терапевтического агента. Движение вниз узла 610/710 картриджа с терапевтическим агентом в корпусе 635/735 может быть линейным (то есть вертикальное движение вниз) или вращательным (то есть круговое движении вокруг точки поворота).
На фиг. 6B и 7B иллюстрируются примерные варианты осуществления носимого устройства 600 и 700 для автоматической инъекции в состоянии инъекции с картриджем 610/710 с терапевтическим агентом, нажатым внутрь корпуса 635/735 после выполнения этапа 1015.
В примерном варианте осуществления узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом нажимают внутрь корпуса 635/735 таким образом, что пациент вручную нажимает на узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом. В другом примерном варианте осуществления пациент может активировать инициатор введения, например, кнопку инициатора введения, расположенную в удобно доступном местоположении, таком как верхняя часть корпуса 635/735, что приводит к тому, что инициатор введения автоматически нажимает на узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом внутри корпуса 635/735 и, в свою очередь, обеспечивает прокол иглой 625/725 кожи пациента. В примерном варианте осуществления, нажим на кнопку инициатора введения может высвобождать защелку в инициаторе введения, что позволяет пружине смещать узел 610/710 картриджа вниз в корпусе 635/735. Такое же движение узла 610/710 картриджа может привести к тому, что игла 625/725 будет введена в месте инъекции на соответствующую глубину.
В примерном варианте осуществления нажим на узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом инициирует активатор 630/730 плунжера, обеспечивая начало движения втулки 615/715, для совместной инъекции терапевтически эффективной дозы в тело пациента. Нажим на узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом приводит к тому, что активатор 630/730 плунжера срывает статическое трение (то есть, прилипание) между втулкой 615/715 и внутренней стенкой или стенками участка 605/705 цилиндра и обеспечивает движение втулки 615/715 вперед в направлении иглы 625/725 в узле 610/710 картриджа терапевтического агента, для подачи терапевтического агента через иглу 625/725. Активатор 630/730 плунжера может преодолевать прилипание втулки за один этап и активацию втулки на последующем этапе, или активатор 630/730 плунжера может преодолевать прилипание втулки и активацию втулки одновременно. В другом примерном варианте осуществления активатор 630/730 плунжера инициируют, не нажимая на картридж терапевтического агента, а пользователь активирует инициатор инъекции, например, в форме кнопки инициатора инъекции.
Скорость подачи терапевтического агента может зависеть от характеристик активатора 630/730 плунжера. Активатор 630/730 плунжера может принимать форму нескольких примерных вариантов осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления активатор 630/730 плунжера может использовать средство сохранения и высвобождения энергии, например, механизм смещения (такой, как пружины), сжатые газы, химические генераторы газов (такие как расширяющиеся пены), осмотическое давление, расширение гидрогеля и т.д. Механизм демпфирования может использоваться для поглощения энергии, например, исходного высвобождения энергии и обеспечения более управляемого высвобождения энергии во время высвобождения энергии активатором 630/730 плунжера. Ограничитель потока, размещенный на пути текучей среды между иглой и втулкой 615/715, может использоваться для дополнительного регулирования скорости подачи терапевтического агента, например, когда активатор 630/730 плунжера подает неограниченную силу пружины. Таким образом, соответствующий активатор 630/730 плунжера и соответствующий ограничитель потока могут быть выбраны для подачи дозы с управляемой скоростью, например, в виде однократного медленного болюсного введения, которое не создает или, по существу, не создает какого-либо ощущения жжения для пациента.
В примерном варианте осуществления, нажатие на узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом также активирует механизм отвода, который, будучи активированным, отводит узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом в корпус 635/735.
На этапе 1020, узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом отводят из нажатого положения в отведенное положение в состоянии после инъекции таким образом, что он выступает за пределы корпуса 635/735, и иглу 625/725 отводят внутрь корпуса 635/735 или защищают с помощью ножки 660/760 датчика кожи или используя оба подхода. На фиг. 6C и 7C иллюстрируются примерные варианты осуществления устройства 600 и 700 для автоматической инъекции, соответственно, в отведенном положении после этапа 1020. Этап 1020 выполняют либо, когда терапевтически эффективную дозу терапевтического агента подают или когда носимое устройство 600/700 для автоматической инъекции снимают с места инъекции до того, как терапевтически эффективная доза будет полностью введена.
После подачи терапевтически эффективной дозы, втулка 615/715 и/или активатор 630/730 плунжера приводят к срабатыванию инициатора отвода механизма отвода по окончанию дозы. Втулка 615/715 и/или активатор 630/730 плунжера могут включать в себя соединительный элемент, соединенный с инициатором отвода. Соединительный элемент может включать в себя стяжку или другой механизм соединения. Соединительный элемент может иметь соответствующую длину такую, что, когда втулка 615/715 отведена от конца узла 610/710 картриджа (подавая полную дозу), соединительный элемент инициирует защелку, которая, в свою очередь, запускает инициатор отвода.
После запуска инициатора отвода при окончании дозы, механизм отвода разворачивает узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом вверх внутри корпуса 635/735 и дальше от участка контакта с пациентом таким образом, что узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом переходит в состояние после инъекции. В примерном варианте осуществления движение узла 610/710 картриджа с терапевтическим агентом из состояния инъекции в состояние после инъекции формирует слышимый звук, например, "щелчок", который обеспечивает звуковое обозначение окончания подачи терапевтического агента. После отвода узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом выступает за пределы корпуса 635/735 (как показано на фиг. 6C и 1C), что обеспечивает визуальное обозначение состояния носимого устройства 600/700 для автоматической инъекции, например, завершение введения терапевтического агента или визуальное обозначение устройства в состоянии после инъекции.
Однако, если носимое устройство 600/700 будет удалено с кожи пациента до окончания введения терапевтически эффективной дозы терапевтического агента, ножка 660/760 датчика кожи будет выдвинута за пределы корпуса 635/735 и запустит инициатор отвода при раннем удалении механизма отвода. Как только будет запущен инициатор отвода при раннем удалении, механизм отвода разворачивает узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом вверх в корпусе 635/735, отводя от участка контакта с пациентом таким образом, что узел 610/710 картриджа с терапевтическим агентом возвращается в отведенное положение. В примерном варианте осуществления активатор 630/730 плунжера может продолжать двигаться в направлении вперед внутри картриджа 610/720 с терапевтическим агентом в направлении иглы 625/725, когда носимое устройство 600/700 снимают с пациента, перед завершением подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента.
На этапе 1025, после отвода, автоматический фиксатор иглы зацепляется с иглой 625/725 для инъекции, предотвращая повторное размещение иглы 625/725, для обеспечения защиты от укола иглой. Фиксатор иглы может представлять собой элемент, который предотвращает выдвижение иглы 625/725 из корпуса 635/735 после зацепления, и может быть расположен внутри корпуса 635/735 рядом с иглой 625/725. Примерные фиксаторы иглы могут включать в себя, но без ограничения, пластиковую пластину, металлическую пластину, зажим и т.д.
III Примерные системы иглы
Примерные варианты осуществления предусматривают разные примерные узлы иглы для инъекции дозы терапевтического агента в кожу пациента. В некоторых примерных вариантах осуществления игла для инъекции, соединенная с участком цилиндра примерного устройства для автоматической инъекции, содержащего дозу, может быть введена в кожу пациента, для инъекции дозы в кожу пациента. В других примерных вариантах осуществления игла шприца может быть соединена с участком цилиндра, содержащим дозу, для вывода дозы из участка цилиндра, и игла для инъекции, соединенная с иглой шприца, может быть вставлена в кожу пациента для инъекции дозы в кожу пациента.
В некоторых примерных вариантах осуществления, как представлено на фиг. 11 и 12, шприц может включать в себя участок цилиндра и иглу для инъекции, соединенную с дистальным концом участка цилиндра. Игла для инъекции может быть вставлена в кожу пациента для подачи терапевтического агента, содержащегося в участке цилиндра шприца. Игла для инъекции может быть выровнена под любым соответствующим углом относительно продольной оси участка цилиндра в диапазоне от приблизительно 0 градусов до приблизительно 180 градусов.
На фиг. 11 иллюстрируется примерный шприц 1100, выполненный с возможностью его использования в примерном устройстве для автоматической инъекции. Шприц 1100 включает в себя участок 1102 цилиндра, выполненный с возможностью содержания дозы терапевтического агента и продолжающийся между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси L. Дистальный конец участка 1102 цилиндра соединен с иглой 1104 для инъекции, которая продолжается вдоль продольной оси L.
На фиг. 12 иллюстрируется примерный шприц 1200, выполненный с возможностью использования в примерном устройстве для автоматической инъекции. Шприц 1200 включает в себя участок 1202 цилиндра, выполненный с возможностью содержания дозы терапевтического агента и продолжающийся между проксимальным концом и дистальным концом вдоль продольной оси L. Дистальный конец участка 1202 цилиндра может включать в себя участок 1204 колена, который продолжается, по существу, под углом 90 градусов от продольной оси L. Дистальный конец участка 1204 колена соединен с иглой 1206 для инъекции, которая продолжается, по существу, под углом 90 градусов от продольной оси L. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что примерные устройства для автоматической инъекции могут включать в себя иглы для инъекции, которые продолжаются вдоль продольной оси L шприца или которые продолжаются под любым соответствующим углом относительно продольной оси L шприца. Примерные углы могут включать в себя, но не ограничиваются этим, от приблизительно 70 градусов до приблизительно 110 градусов.
В некоторых примерных вариантах осуществления, как показано на фиг. 13 и 14, шприц может включать в себя участок цилиндра и иглу для инъекции, соединенную с дистальным концом участка цилиндра. Игла для инъекции может быть вставлена в кожу пациента для подачи терапевтического агента, содержащегося в участке цилиндра шприца. Игла для инъекции может быть выровнена под любым соответствующим углом относительно продольной оси участка цилиндра в диапазоне от приблизительно 0 градусов до приблизительно 180 градусов.
В некоторых примерных вариантах осуществления, как представлено на фиг. 13 и 14, шприц может включать в себя участок цилиндра и иглу для инъекции, соединенную непосредственно или опосредованно с дистальным концом участка цилиндра. По игле для шприца может быть передан терапевтический агент, содержащийся в участке цилиндра шприца в иглу для инъекции, и игла для инъекции может подавать терапевтический агент в кожу пациента. В месте соединения между иглой шприца и иглой для инъекции могут быть предусмотрены один или больше промежуточных компонентов. Примерный соединительный компонент может включать в себя, например, адаптер, предусмотренный между дистальным концом участка цилиндра и иглой для инъекции.
На фиг. 13 иллюстрируется примерный шприц 1300, пригодный для использования в примерном устройстве для автоматической инъекции. Шприц 1300 включает в себя участок 1302 цилиндра, выполненный с возможностью продолжаться от проксимального конца до дистального конца вдоль продольной оси L и выполненный с возможностью содержания дозы терапевтического агента. Дистальный конец участка 1302 цилиндра соединен с полой иглой 1304 шприца. Игла 1304 шприца, в свою очередь, соединена с иглой 1306 для гиподермической инъекции через примерный промежуточный адаптер 1308. Более конкретно, проксимальный участок адаптера 1308 соединен с иглой 1304 шприца, и дистальный участок адаптера 1308 соединен с иглой 1306 для инъекции. Адаптер 1308 может устанавливать совмещение под углом, по существу, 90 градусов между продольной осью L участка 1302 цилиндра и иглой 1306 для гиподермической инъекции.
Примерный адаптер 1308 представляет собой компонент, который включает в себя первый участок 1310, который продолжается от участка 1302 цилиндра, по существу, параллельно продольной оси L, и второй участок 1312, который продолжается от первого участка 1310, по существу, перпендикулярно продольной оси L. Более конкретно, проксимальный конец первого участка 1310 соединен с дистальным концом участка 1302 цилиндра. В примерном варианте осуществления проксимальный конец первого участка 1310 может окружать дистальный конец участка 1302 цилиндра. Дистальный конец первого участка 1310 соединен с проксимальным концом второго участка 1312. Дистальный конец второго участка 1312 соединен с проксимальным концом иглы 1306 для инъекции. В примерном варианте осуществления первый участок 1310 и второй участок 1312 адаптера 1308 могут быть сформированы в виде единой детали.
Примерные адаптеры могут быть сформированы из жесткого материала, включающего в себя, но без ограничений, пластиковые материалы, сталь и т.п. Примерные адаптеры, в качестве альтернативы, могут быть сформированы из гибкого материала, включающего в себя, но без ограничений, резину и т.п.
Конфигурация адаптера 1308, соединенного с иглой 1306 для инъекции, обеспечивает возможность выдвижения иглы 1306 для инъекции под углом приблизительно 90 градусов относительно продольной оси L шприца. Такая конфигурация упрощает изготовление носимого устройства для автоматической инъекции, поскольку она устраняет необходимость в изогнутой игле для инъекции. Примерная игла 1306 для инъекции поддерживает низкий профиль относительно пациента, обеспечивая при этом правильный ввод в кожу пациента во время инъекции в состоянии инъекции. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что примерные иглы для инъекции могут быть изогнуты от продольной оси шприца под любым соответствующим углом, без ограничения приблизительно 90 градусами, например, от приблизительно 70 градусов до приблизительно 110 градусов.
В некоторых примерных вариантах осуществления один или больше каналов для текучей среды могут быть расположены между иглой для шприца и иглой для инъекции, обеспечивая возможность потока терапевтического агента из участка цилиндра в иглу для инъекции через иглу для шприца. Любой соответствующий канал для текучей среды или механизм для переноса текучей среды можно использовать для установления одного или больше каналов для текучей среды между иглой для шприца и иглой для инъекции. В примерном варианте осуществления прокалываемая перегородка в ее ненарушенном состоянии может отделять иглу для шприца от сообщения по текучей среде с иглой для инъекции. Когда игла для шприца прокалывает перегородку во время инъекции в состоянии инъекции, сообщение по текучей среде может быть установлено между иглой для шприца и иглой для инъекции через канал для текучей среды.
На фиг. 14 иллюстрируется участок примерного устройства для автоматической инъекции, в котором канал для текучей среды соединяет иглу для шприца и иглу для инъекции. Устройство включает в себя шприц или узел картриджа, имеющий участок 1400 цилиндра, содержащий дозу терапевтического агента. Дистальный конец участка 1400 цилиндра соединен с иглой 1402 для шприца. Механизм 1404 переноса предусмотрен в контакте с или в непосредственной близости к игле 1402 шприца, и также в контакте с или в непосредственной близости к игле для инъекции (не показана). Механизм 1404 переноса включает в себя трубку для текучей среды или канал 1406, который устанавливает соединение по текучей среде между иглой 1402 шприца и иглой для инъекции.
В примерном варианте осуществления механизм 1404 переноса включает в себя прокалываемую перегородку 1408, которая отделяет иглу 1402 шприца от трубки 1406 для текучей среды в механизме 1404 переноса перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией. В примерном варианте осуществления, во время инъекции, в состоянии инъекции, шприц или картридж могут перемещаться в направлении механизма 1404 переноса таким образом, что игла 1402 для шприца прокалывает перегородку 1408, формируя путь сообщения по текучей среде между участком 1400 цилиндра, и трубкой 1406 для текучей среды механизма 1404 переноса и иглой для инъекции. Терапевтический агент, таким образом, может вытекать из участка 1400 цилиндра через иглу 1402 шприца в трубку 1406 для текучей среды. Терапевтический агент может затем быть передан через трубку 1406 для текучей среды в иглу для инъекции для подачи терапевтического агента в тело пациента.
На фиг. 15 иллюстрируется примерный механизм 1500 переноса для обеспечения канала 1502 для текучей среды между иглой шприца (не показана) и иглой для инъекции (не показана). Канал 1502 для текучей среды может включать в себя центрально продолжающийся канал 1504, через который терапевтический агент вытекает из иглы шприца в иглу для инъекции, и участки 1506 приподнятой стенки, продолжающиеся вдоль кромок канала 1504 для ограничения подачи текучей среды в канал 1504. Канал 1502 для текучей среды может быть выполнен с любой соответствующей формой и размерами. В иллюстративном варианте осуществления канал 1502 для текучей среды имеет первый, по существу, прямой участок 1508, выровненный под углом приблизительно 90 градусов относительно второго, по существу, прямого участка 1510.
Канал 1502 для текучей среды может включать в себя входное отверстие 1512 для текучей среды для подачи терапевтического агента из иглы для шприца, и выходное отверстие 1514 для текучей среды для вывода терапевтического агента в иглу для инъекции. Входное отверстие 1512 для текучей среды может быть соединено непосредственно или опосредованно с проксимальным концом иглы для шприца. В примерном варианте осуществления прокалываемая перегородка (не показана) может быть предусмотрена во входном отверстии 1512 для текучей среды, которая предотвращает протекание текучей среды из иглы для шприца, когда перегородка не нарушена, и обеспечивает возможность протекания текучей среды от иглы для шприца, когда перегородка проколота иглой для шприца. Выходное отверстие 1514 для текучей среды может быть соединено непосредственно или опосредованно с дистальным концом иглы для инъекции, для установления пути для потока текучей среды между трубкой 1502 для текучей среды и иглой для инъекции.
В качестве альтернативы, 1512 можно использовать, как выходное отверстие для текучей среды, и 1514 можно использовать, как входное отверстие для текучей среды. В данном примерном варианте осуществления входное отверстие 1514 для текучей среды может быть соединено непосредственно или опосредованно с иглой для шприца, и выходное отверстие 1512 для текучей среды может быть соединено непосредственно или опосредованно с иглой для инъекции.
Механизм 1500 переноса может быть сформирован из двух участков 1516 и 1518 корпуса, соединенных вместе. В примерном варианте осуществления канал 1502 для текучей среды может быть сформирован на поверхности участка 1516, и участок 1518 может быть уложен поверх канала 1502 для текучей среды, таким образом, что он герметизирует кромки канала 1502 для текучей среды для предотвращения протечки текучей среды из трубки для текучей среды. Сжатие между двумя участками 1516 и 1518 корпуса может быть предусмотрено с использованием одного или больше механизмов механического блокирования, например, одного или больше креплений, защелок, химического соединения, ультразвуковой сварки и другого.
Канал 1502 для текучей среды может быть сформирован на поверхности участка 1516 корпуса, используя любую соответствующую технологию. В примерном варианте осуществления приподнятые участки 1506 стенки трубки 1502 для текучей среды могут быть сформированы из материала с низким показателем дюрометра, сформованного, как прокладка для герметизации пути для потока терапевтического агента. В другом примерном варианте осуществления может использоваться лазерная сварка для трассировки пути вокруг периметра канала 1504, для одновременного формирования уплотнения вокруг канала 1504 и связывания двух участков 1516 и 1518 корпуса вместе.
На фиг. 16 иллюстрируется примерный механизм 1600 переноса, предназначенный для обеспечения канала 1602 для текучей среды между шприцем с иглой 1604 шприца, соединенной с участком 1606 цилиндра и иглой для инъекции (не показана). Механизм 1600 переноса может включать в себя первый участок 1608, имеющий перегородку 1610, предусмотренную в непосредственной близости к игле 1604 шприца.
Первый участок 1608 механизма 1600 переноса может включать в себя внутреннее полое пространство для размещения терапевтического агента и входного порта 1612, соединенного с одним концом полой трубки 1614. Другой конец полой трубки 1614 соединен непосредственно или опосредованно (например, через второй участок, аналогичный первому участку 1608) с иглой для инъекции. Полая трубка 1614 обеспечивает путь для текучей среды от иглы 1604 шприца к игле для инъекции. Полая трубка 1614 может принимать любую соответствующую форму, выравнивание и размеры. В иллюстративном варианте осуществления полая трубка 1614 продолжается, по существу, под прямыми углами к продольной оси участка 1606 цилиндра.
В примерном варианте осуществления механизм 1600 переноса может перемещаться вверх и/или вниз вдоль вертикальной оси. В этом варианте осуществления, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией (например, когда игла для шприца закрыта крышкой для иглы), механизм 1600 переноса может находиться в вертикально поднятом положении над иглой 1604 шприца таким образом, что игла 1604 шприца не выровнена с перегородкой 1610 в механизме 1600 переноса, предотвращая, таким образом, сообщение по текучей среде между иглой 1604 для шприца и механизмом 1600 переноса. В начале инъекции (например, после удаления крышки шприца с иглы 1604 шприца), механизм 1600 переноса может быть автоматически опущен в вертикально опущенное положение таким образом, что игла 1604 шприца становится выровненной с перегородкой 1610 в механизме 1600 переноса, обеспечивая, таким образом, возможность прокола иглой 1604 шприца перегородки 1610. Примерные варианты осуществления могут обеспечивать любой соответствующий механизм активации для опускания механизма 1600 переноса из вертикально поднятого положения в вертикально опущенное положение в начале инъекции.
В примерном варианте осуществления игла 1604 шприца может быть первоначально соединена с или может быть предусмотрена непосредственно рядом с первым участком 1608. В другом варианте осуществления шприц может находиться в положении отвода внутри носимого устройства для автоматической инъекции, и игла 1604 шприца может быть первоначально отделена от первого участка 1608 механизма 1600 переноса. В этом варианте осуществления, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, игла 1604 шприца может быть отделена от перегородки 1610 на первом участке 1608 и может не находиться в сообщении по текучей среде с механизмом 1600 переноса. В начале инъекции шприц может перемещаться вперед под действием картриджа или активатора шприца в выдвинутое положение внутри устройства, и игла 1604 шприца может прокалывать перегородку 1610, обеспечивая возможность протекания терапевтического агента из участка 1606 цилиндра в механизм 1600 переноса. Примерные варианты осуществления могут обеспечивать любой соответствующий механизм активации шприца или картриджа для перемещения участка цилиндра и/или узла картриджа внутри корпуса между отведенным положением и выдвинутым положением, для прокола перегородки и передачи терапевтического агента в кожу пациента через иглу для инъекции.
Преимущество примерного механизма 1600 переноса состоит в том, что движения иглы 1604 шприца и иглы для инъекции разъединены и независимы друг от друга. Например, в механизме, соединяющем иглу 1604 шприца с входным отверстием 1612, не обязательно требуется учитывать, как это соединение могло бы повлиять на выходное отверстие механизма 1600 переноса, соединенного с иглой для инъекции.
На фиг. 17 иллюстрируется примерный механизм 1700 переноса, для обеспечения трубки с текучей средой между шприцем, имеющим иглу 1704 шприца, соединенную с участком 1706 цилиндра и иглой для инъекции (не показана). Механизм 1700 переноса может включать в себя участок входного отверстия (не показан), соединенный с иглой 1704 шприца, и участок выходного отверстия (не показан), соединенный с иглой для инъекции. Полая трубка 1708, например, замыкающая трубка, может использоваться для соединения участка входного отверстия механизма передачи с участком выходного отверстия механизма передачи. Полая трубка 1708 обеспечивает путь для текучей среды от иглы 1704 шприца до иглы для инъекции. Полая трубка 1708 может иметь любую соответствующую форму, ориентацию и размеры. В иллюстративном варианте осуществления полая трубка 1708 продолжается, по существу, под прямыми углами к продольной оси участка 1706 цилиндра.
В примерном варианте осуществления участок входного отверстия механизма 1700 переноса может включать в себя перегородку (не показана), предусмотренную в непосредственной близости к игле 1704 шприца. Прокол перегородки иглой 1704 шприца может устанавливать сообщение по текучей среде между участком 1706 цилиндра и механизмом 1700 переноса. В примерном варианте осуществления участок выходного отверстия механизма переноса может включать в себя перегородку (не показана), предусмотренную в непосредственной близости к игле для инъекции. Прокол перегородки иглой для инъекции может устанавливать сообщение по текучей среде между механизмом 1700 переноса и кожей пациента.
В примерном варианте осуществления механизм 1700 переноса может быть подвижным, направленным вверх и/или вниз вдоль вертикальной оси. В данном варианте осуществления, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией (например, когда игла шприца закрыта крышкой иглы), механизм 1700 переноса может находиться в вертикально поднятом положении над иглой 1704 шприца таким образом, что игла 1704 шприца не выровнена с перегородкой в механизме 1700 переноса, предотвращая, таким образом, сообщение по текучей среде между иглой 1704 шприца и механизмом 1700 переноса. В начале инъекции (например, после удаления крышки шприца с иглы 1704 шприца), механизм 1700 переноса может автоматически понижаться в вертикально опущенное положение таким образом, что игла 1704 шприца становится выровненной с перегородкой в механизме 1700 переноса, обеспечивая, таким образом, возможность прокола иглой 1704 шприца перегородки.
Примерные варианты осуществления могут обеспечивать любой соответствующий механизм активации для опускания механизма 1700 переноса из вертикально поднятого положения в вертикально опущенное положение в начале инъекции.
В примерном варианте осуществления игла 1704 шприца может первоначально быть соединена с или может быть предусмотрена непосредственно рядом с первым участком 1708. В другом варианте осуществления шприц может находиться в положении отвода, в котором носимое устройство 1704 для автоматической инъекции и игла шприца могут быть первоначально отделены от механизма 1700 переноса. В таком варианте осуществления, перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, игла 1704 шприца может быть отделена от перегородки и может не находится в сообщении по текучей среде с механизмом 1700 переноса. В начале инъекции шприц может быть перемещен вперед с помощью картриджа или активатора шприца в выдвинутое положение внутри устройства, и игла 1704 шприца может проколоть перегородку, обеспечивая протекание терапевтического агента из участка 1706 цилиндра в механизм 1700 переноса. Примерные варианты осуществления могут обеспечить любой соответствующий механизм активации шприца или картриджа, для перемещения участка цилиндра и/или узла картриджа внутри корпуса между отведенным положением и выдвинутым положением, для прокола перегородки и переноса терапевтического агента в кожу пациента через иглу для инъекции.
В примерных вариантах осуществления, показанных на фиг. 15-17, терапевтический агент протекает по плотному и надежному пути для текучей среды от участка цилиндра шприца или картриджа через проколотую перегородку и трубку, или канал в механизме переноса и, в конечном итоге, в иглу для инъекции. Такая конфигурация обеспечивает возможность сделать движение узла иглы шприца и узла иглы для инъекции более независимыми друг от друга, что способствует отводу иглы для инъекций в корпус в состоянии после инъекции, после выполнения инъекции, оставляя иглу шприца в положении, в котором она прокалывает перегородку.
На фиг. 18A и 18B иллюстрируется примерное носимое устройство для автоматической инъекции, включающее в себя шприц и примерный механизм переноса. На фиг. 18A иллюстрируется вид в перспективе устройства. На фиг. 18B иллюстрируется разобранный вид, представляющий компоненты устройства. Устройство 1800 для автоматической инъекции включает в себя участок 1802 корпуса, который включает в себя клеящий слой 1804 в области контакта с телом пациента, который может быть удален, для прикрепления устройства к телу пациента или к одежде.
Участок 1802 корпуса содержит шприц 1806 в неподвижном или подвижном состоянии в устройстве 1800. Шприц 1806 содержит дозу терапевтического агента и соединен с иглой 1808 шприца на его дистальном конце. Игла 1808 шприца может продолжаться, по существу, вдоль продольной оси шприца 1806. В упакованном состоянии перед инъекцией игла 1808 шприца может быть закрыта крышкой 1805 иглы шприца, которую пациент может снимать перед инъекцией. В состоянии инъекции игла 1808 шприца может быть не закрытой. В примерном варианте осуществления удаление клеящего слоя 1804 может также привести к удалению крышки 1805 иглы шприца.
Кнопка 1810 для инъекции предусмотрена в непосредственной близости к игле 1808 шприца. Кнопка 1810 для инъекции удерживает иглу 1812 для инъекции под углом, по существу, 90 градусов относительно иглы 1808 шприца, и включает в себя механизм переноса, который обеспечивает трубку для текучей среды между иглой 1808 шприца и иглой 1812 для инъекции. В упакованном состоянии перед инъекцией игла 1812 для инъекции может быть покрыта крышкой 1813 иглы для инъекции, которую пациент может удалять перед инъекцией. В состоянии инъекции игла 1812 для инъекции может быть не покрытой. В примерном варианте осуществления удаление клеящего слоя 1804 также может удалять крышку 1813 иглы для инъекции.
Кнопка 1810 для инъекции также включает в себя перегородку 1811, которая предотвращает установление иглы 1808 шприца в сообщение по текучей среде с каналом для текучей среды в кнопке 1810 для инъекции. Крышка 1813 может быть предусмотрена так, что она закрывает перегородку 1811 в состоянии перед инъекцией, которая может быть удалена пациентом перед инъекцией. В примерном варианте осуществления крышка 1813 перегородки и крышка 1805 иглы шприца могут быть соединены так, что удаление одной также удаляет другую.
В примерном варианте осуществления, в состоянии перед и после инъекции, крышка 1805 иглы шприца может покрывать иглу 1808 шприца, и кнопка 1810 для инъекции может находиться в вертикально поднятом положении, будучи смещенной крышкой 1805 иглы шприца таким образом, что игла 1812 для инъекции будет отведена внутрь корпуса 1802. В этом состоянии перегородка 1811 кнопки 1810 для инъекции может находиться вертикально выше иглы 1808 шприца. Кроме того, шприц 1806 может находиться в отведенном положении вдоль продольной оси узла 1806, которая находится на расстоянии от перегородки 1811 кнопки 1810 для инъекции.
Когда крышку 1805 иглы шприца удаляют с иглы 1808 шприца, кнопка 1810 для инъекции опускается в вертикально опущенное положение таким образом, что игла 1812 для инъекции выступает за пределы корпуса 1802 в область контакта с телом пациента. В примерном варианте осуществления кнопка 1810 для инъекции может автоматически опускаться в результате удаления крышки 1805 иглы шприца. В другом примерном варианте осуществления кнопка 1810 для инъекции опускается, когда пациент нажимает вниз на кнопку 1810 для инъекции.
В примерном варианте осуществления опускание кнопки 1810 для инъекции выравнивает иглу 1808 шприца с перегородкой 1811 кнопки 1810 для инъекции. Опускание кнопки 1810 для инъекции также инициирует активатор шприца, который перемещает шприц 1806 вдоль его продольной оси в направлении перегородки 1811 кнопки 1810 для инъекции. Это приводит к тому, что игла 1808 шприца прокалывает перегородку 1811 и устанавливает сообщение по текучей среде с иглой 1812 для инъекции.
На фиг. 19A и 19B иллюстрируется примерное носимое устройство для автоматической инъекции, включающее в себя шприц, и примерный механизм переноса. На фиг. 19A иллюстрируется вид сбоку устройства. На фиг. 19B иллюстрируется вид в перспективе, представляющий компоненты устройства. Устройство 1900 для автоматической инъекции включает в себя корпус 1902, содержащий шприц 1904, в неподвижном или подвижном состоянии относительно корпуса 1902. Кнопка 1906 для инъекции предусмотрена в корпусе 1902 в непосредственной близости к шприцу 1904 и содержит иглу для инъекции (не показана). Корпус 1902 включает в себя клеящий слой 1908, предназначенный для закрепления в области контакта с телом пациента.
Другие компоненты в устройстве 1900, аналогичные компонентам в устройстве 1800, описаны со ссылкой на фиг. 18A и 18B.
На фиг. 20A-20C иллюстрируется примерное носимое устройство для автоматической инъекции, включающее в себя узел картриджа и примерный механизм переноса. На фиг. 20A иллюстрируется вид в перспективе устройства. На фиг. 20B иллюстрируется вид сверху устройства. На фиг. 20C иллюстрируется вид сбоку механизма переноса устройства. Устройство 2000 для автоматической инъекции включает в себя корпус 2002, имеющий клеящий слой 2003 для закрепления в области контакта с телом пациента. Корпус 2002 содержит картридж 2004 в неподвижном или подвижном состоянии относительно корпуса 2002. Картридж 2004 выполнен с возможностью содержания дозы терапевтического агента.
Кнопка 2006 для инъекции предусмотрена в корпусе 2002 в непосредственной близости к картриджу 2004. Кнопка 2006 для инъекции может удерживать или может быть соединена с иглой 2008 для инъекции, продолжающейся, по существу, под углом 90 градусов относительно продольной оси картриджа 2004 и иглы 2010 шприца, продолжающейся, по существу, параллельно продольной оси картриджа 2004. Кнопка 2006 для инъекции может формировать или включать в себя механизм переноса, который устанавливает сообщение по текучей среде между картриджем 2004 с иглой 2008 для инъекции через иглу 2010 шприца.
Кнопка 2006 для инъекции может включать в себя участок 2012 зацепления с корпусом, который зацепляется с участком 2014 корпуса, когда кнопку 2006 для инъекции нажимают вниз во время инъекции в состоянии инъекции. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 20C, соединение между участком 2012 зацепления с корпусом и участком 2014 корпуса обеспечивает перемещение участка 2014 корпуса параллельно продольной оси картриджа 2004 в направлении дистального конца картриджа 2004, обеспечивая, таким образом, установление иглы 2010 шприца в сообщение по текучей среде с участком цилиндра картриджа 2004. В другом примерном варианте осуществления соединение между участком 2012 зацепления с корпусом и участком 2014 корпуса обеспечивает перемещение картриджа 2004 параллельно продольной оси картриджа 2004 в направлении иглы 2010 шприца, обеспечивая, таким образом, установление иглой 2010 шприца сообщения по текучей среде с участком цилиндра картриджа 2004.
Другие компоненты в устройстве 2000, аналогичные компонентам в устройстве 1800, описаны со ссылкой на фиг. 18A и 18B.
На фиг. 21A-21C поясняется примерное носимое устройство для автоматической инъекции, включающее в себя примерный узел картриджа. На фиг. 21A иллюстрируется вид в перспективе примерного носимого устройства для автоматической инъекции. На фиг. 21B иллюстрируется вид в разрезе узла картриджа, вдоль продольной оси. На фиг. 21C иллюстрируется вид сверху в прозрачном представлении механизма переноса устройства. Устройство 2100 для автоматической инъекции включает в себя корпус 2102, имеющий клеящий слой 2103, для соединения с областью контакта пациента. Корпус 2102 содержит картридж 2104 в неподвижном или подвижном состоянии относительно корпуса 2102. Картридж 2104 выполнен с возможностью содержания дозы терапевтического агента. Проксимальный конец картриджа 2104 включает в себя втулку 2106, и дистальный конец картриджа 2104 включает в себя перегородку 2108, которые совместно герметизируют дозу внутри картриджа 2104.
Кнопка 2110 для инъекции предусмотрена в корпусе 2102 в непосредственной близости к картриджу 2104. Кнопка 2110 для инъекции содержит иглу для инъекции на проксимальном конце, которая продолжается, по существу, под углом 90 градусов относительно продольной оси картриджа 2104. Кнопка 2110 для инъекции соединена с механизмом 2111 переноса, который содержит иглу 2112 шприца в непосредственной близости к картриджу 2104. Игла 2112 шприца продолжается, по существу, параллельно продольной оси картриджа 2104. Механизм 2111 переноса включает в себя канал для текучей среды, для установления сообщения по текучей среде между картриджем 2104 с иглой 2108 для инъекции через иглу 2110 шприца. В состоянии перед инъекцией игла 2112 шприца может продолжаться частично в дистальный конец картриджа 2104, но может быть помещена на расстоянии от перегородки 2108. В состоянии инъекции втулка 2106 может перемещаться внутри картриджа 2104 таким образом, что давление жидкости внутри картриджа 2104 перемещает перегородку 2108 вперед в направлении иглы 2112 шприца. Это приводит к тому, что игла 2112 шприца прокалывает перегородку 2108 и устанавливает сообщение по текучей среде между картриджем 2104 и иглой для инъекции через иглу 2112 шприца.
Другие компоненты в устройстве 2100, аналогичные компонентам в устройстве 1800, описаны со ссылкой на фиг. 18A и 18B.
На фиг. 22 иллюстрируется примерный шприц или активатор 2200 картриджа, который можно использовать для перемещения шприца 2202 или узла картриджа из отведенного положения в выдвинутое положение внутри корпуса носимого устройства для автоматической инъекции. Проксимальный конец участка цилиндра и/или узла картриджа может быть соединен с элементом 2204 смещения, например, пружиной привода, которая прикладывает силу к участку цилиндра шприца и/или к узлу картриджа, для перемещения участка цилиндра и/или узла картриджа в направлении перегородки в механизме переноса (не показан). Активатор 2200 шприца или картриджа может противодействовать силе смещения элемента смещения, и может стабильно и надежно удерживать и блокировать участок цилиндра и/или узла картриджа в отведенном положении.
Будучи инициирован, активатор 2200 шприца или картриджа может обеспечивать перемещение участка цилиндра и/или узла картриджа вперед в направлении перегородки, под действием силы элемента смещения. В примерном варианте осуществления шприц или активатор 2200 картриджа могут быть выполнены и/или установлены на определенном расстоянии, для управления уровнем силы инициирования, требуемой для перемещения участка цилиндра и/или узла картриджа из отведенного положения в выдвинутое положение.
Любой соответствующий механизм инициирования может использоваться для инициирования систем шприца или активатора картриджа. В примерном варианте осуществления механизм инициатора может автоматически инициировать систему активации шприца или картриджа, когда носимое устройство для автоматической инъекции перемещается из состояния перед инъекцией в состояние инъекции. В примерном варианте осуществления вертикальное движение вниз кнопки для инъекции внутри корпуса, для обеспечения пути для текучей среды между узлом шприца или картриджа и иглой для инъекции, может обеспечивать инициирующую силу для инициирования системы активации плунжера. В другом примерном варианте осуществления перемещение вперед узла шприца или картриджа внутри корпуса, для установления пути для текучей среды между узлом шприца или картриджа и иглой для инъекции, может обеспечивать инициирующую силу для инициирования системы шприца или картриджа. В другом примерном варианте осуществления система шприца или картриджа может быть инициирована вручную пользователем.
Перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, крышка иглы, например, мягкий и жесткий узел крышки иглы (не показан), предусмотренная на дистальном конце шприца, может обеспечивать защитную крышку иглы шприца. На данном этапе, поскольку игла шприца закрыта крышкой иглы, дистальный конец шприца имеет первый больший диаметр. При этом механизм переноса, включающий в себя перегородку, поддерживается в вертикально поднятом положении над крышкой иглы, и перегородка не выровнена с иглой шприца. Когда крышку иглы снимают со шприца во время подготовки к инъекции (например, вручную пользователем или с помощью автоматического механизма), механизм переноса выполнен с возможностью опускаться в вертикально опущенное положение, поскольку он больше не удерживается со смещением жесткой крышкой иглы, и перегородка в механизме переноса выравнивается с иглой шприца. Удаление крышки иглы, таким образом, опускает механизм переноса из его поднятого положение в его опущенное положение. Опускание механизма переноса, в свою очередь, прикладывает инициирующую силу к активатору 2200 шприца или картриджа и срабатывает, как механизм инициирования для активатора 2200 шприца или картриджа.
На фиг. 23 иллюстрируется примерный активатор 2300 шприца или картриджа, включающий в себя первый участок 2302, второй участок 2304 и участок 2306 шарнира, предусмотренный между первым и вторым участками. Участок 2306 шарнира обеспечивает возможность вращения первого и второго участков вокруг шарнира относительно друг друга. В других конфигурациях вращения первый и второй участки могут иметь примерные углы от приблизительно 0 градусов до приблизительно 180 градусов относительно друг друга. Активатор 2300 может быть соединен со шприцем и с перегородкой, и/или механизмом переноса. Когда перегородка и/или механизм переноса находятся в своем первом поднятом положении, активатор 2300 может удерживать шприц на месте в его отведенном положении. Когда перегородка и/или механизм переноса находится в его втором опущенном положении, активатор 2300 может высвобождать шприц так, что элемент смещения может продвигать шприц вперед в его выдвинутое положение, для прокола перегородки.
IV. Примерные системы активации плунжера и системы отвода иглы
Примерные варианты осуществления обеспечивают систему активации плунжера для активации втулки в участке цилиндра носимого устройства для автоматической инъекции таким образом, что втулка движется в направлении вперед внутри участка цилиндра и выталкивает дозу терапевтического агента, содержащуюся в участке цилиндра. Любой соответствующий механизм инициатора можно использовать для инициирования системы активации плунжера. В примерном варианте осуществления инициирующий механизм может автоматически инициировать систему активации плунжера, когда носимое устройство для автоматической инъекции перемещается из состояния перед инъекцией в состояние инъекции. В примерном варианте осуществления, вертикальное движение вниз кнопки инъекции внутри корпуса для обеспечения пути для текучей среды между узлом шприца или картриджа и иглой для инъекции может обеспечивать инициирующую силу, которая инициирует систему активации плунжера. В другом примерном варианте осуществления движение вперед узла шприца или картриджа внутри корпуса для установления пути для текучей среды между узлом шприца или картриджа и иглой для инъекции может обеспечивать инициирующую силу, которая инициирует систему активации плунжера. В другом примерном варианте осуществления пользователь может вручную инициировать систему активации плунжера.
В определенных других примерных вариантах осуществления обеспечивается устройство системы активации плунжера, которое приводит к активации плунжера шприца с малой скорости, для подачи терапевтического агента в тело пациента с малой скоростью. Примерные медленные варианты осуществления могут подавать терапевтический агент объемом приблизительно от 0,1 миллилитров до приблизительно 1 миллилитр или больше в течение от приблизительно пяти минут до приблизительно тридцати минут, хотя примерные скорости подачи не ограничиваются этим примерным диапазоном.
Примерные варианты осуществления могут обеспечивать линейный профиль подачи для терапевтического агента таким образом, что скорость подачи является, по существу, постоянной с течением времени. В некоторых случаях, линейный профиль подачи может уменьшить дискомфорт, испытываемый пациентом.
На фиг. 24 иллюстрируется схема участка примерного устройства 2400 для автоматической инъекции, включающего в себя механизм активации плунжера, в котором используется барабан и механизм вязкого демпфирования. Носимое устройство 2400 для автоматической инъекции включает в себя корпус 2402, имеющий платформу 2410, которая представляет собой механическую структуру для удержания шприца или узла 2404 картриджа на месте внутри носимого устройства 2400 для автоматической инъекции. Шприц или картридж 2404 включают в себя участок цилиндра для содержания дозы терапевтического агента и втулку 2408 для герметизации дозы внутри участка цилиндра. Механизм 2406 активации плунжера предусмотрен для передвижения втулки 2408 внутри участка цилиндра для выталкивания дозы из участка цилиндра. Механизм 2422 демпфирования, например, вязкий демпфер, предусмотрен для регулирования движения втулки 2408 таким образом, что терапевтический агент подают линейным образом, то есть, по существу, с постоянной скоростью потока. Зубчатая передача 2420, включающая в себя одно или больше зубчатых колес, может быть предусмотрена для соединения механизма 2406 активации плунжера с демпфирующим механизмом 2422. Зубчатая передача 2420 может включать в себя любое количество соответствующих зубчатых колес, для обеспечения любого соответствующего передаточного числа.
Платформа 2410 носимого устройства 2400 для автоматической инъекции может быть неподвижной или подвижной. В примерном варианте осуществления платформа 2410 может иметь, по существу, форму коробки или цилиндрическую структуру с внутренним пространством, для размещения шприца или картриджа 2404. Внешние стенки, окружающие внутреннее пространство, могут быть выполнены с возможностью удержания узла 2404 шприца или картриджа на месте. Платформа 2410 может включать в себя один или больше механизмов 2412 зажима для удержания шприца или картриджа 2404 на месте. Платформа 2410 также может включать в себя фланцевый подшипник 2414, предусмотренный на проксимальном конце шприца или картриджа 2404. Фланец, предусмотренный на проксимальном конце шприца или картриджа 2404, может скользить назад относительно фланцевого подшипника 2414.
В примерном варианте осуществления платформа 2410 может содержать шприц или картридж 2404 неподвижным внутри и относительно платформы 2410. В другом примерном варианте осуществления платформа 2410 может обеспечивать возможность движения шприца или картриджа 2404 относительно платформы 2410, например, в направлении или от механизма переноса текучей среды (не показан). В этом примерном варианте осуществления внутреннее пространство платформы 2410 может включать в себя одну или больше канавок, дорожек или каналов, которые способствуют движению шприца или картриджа 2404 внутри платформы 2410. В примерном варианте осуществления платформа 2410 может включать в себя окно 2416, например, вырез или прозрачный участок, который обеспечивает возможность для пациента просмотра шприца или картриджа 2404.
Один или больше активаторов 2406 плунжера могут быть предусмотрены в непосредственной близости к шприцу или картриджу 2404 для сохранения энергии и предоставление силы, для привода втулки 2408 внутри шприца или картриджа 2404 в направлении дистального конца шприца или картриджа 2404. В примерном варианте осуществления активатор 2406 плунжера, например, спиральная пружина сжатия, может использоваться, для привода втулки 2408. Активатор 2406 плунжера может быть предусмотрен, по меньшей мере, частично внутри шприца или картриджа 2404. Перед инъекцией в состоянии перед инъекцией активатор 2406 плунжера может удерживаться в сжатом состоянии. В начале инъекции или во время инъекции, в состоянии инъекции, активатор 2406 плунжера можно быть выполнен с возможностью расширения из сжатого состояния в высвобожденное состояние. Расширение активатора 2406 плунжера может проталкивать втулку 2408 в направлении дистального конца шприца или картриджа 2404, выталкивая, таким образом, терапевтический агент из шприца или картриджа 2404. Предпочтительно, конфигурация активатора 2406 плунжера внутри шприца или картриджа 2404 не увеличивает длину корпуса, требуемую для содержания шприца или картриджа 2404. Однако, в некоторых примерных вариантах осуществления, активатор 2406 плунжера может не обеспечивать постоянную силу для привода втулки 2408.
В другом примерном варианте осуществления спиральная пружина может использоваться для привода втулки 2408. Спиральная пружина может быть предусмотрена снаружи, но вдоль шприца или картриджа 2404 внутри платформы 2410, что может повысить требования к пространству в корпусе 2402. Перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, пружина может удерживаться в сжатом состоянии. В начале инъекции или во время инъекции, в состоянии инъекции, пружина может быть выполнена с возможностью расширения из сжатого состояния в высвобожденное состояние. Расширение пружины может проталкивать втулку 2408 в направлении дистального конца шприца или картриджа 2404, выдавливая, таким образом, терапевтический агент из шприца или картриджа 2404. Предпочтительно, спиральная пружина может обеспечивать, по существу, постоянную силу, для привода втулки 2408.
Один или больше механизмов демпфирования может быть предусмотрен для регулирования высвобождения энергии в активаторе 2406 плунжера, для управления скоростью подачи и/или временем подачи, для подачи терапевтического агента. В примерном варианте осуществления, для обеспечения медленной и/или управляемой подачи, предотвращают ускорение без сопротивления активатора 2406 плунжера из его сжатого состояния в высвобожденное состояние. Движение активатора 2406 плунжера может поддерживаться с постоянной скоростью, например, обеспечивая значения линейного демпфирования. Любой соответствующий механизм можно использовать для обеспечения сопротивления против ускорения активатора 2406 плунжера. В примерном варианте осуществления вращающийся вязкий демпфер 2422 можно использовать для сопротивления ускорению активатора 2406 плунжера. В вязком демпфере 2422 может использоваться одна или больше вязких жидкостей, например, силиконовая смазка, для обеспечения сопротивления. Вязкий демпфер 2422 может включать в себя неподвижный корпус, удерживающий упомянутый вращающийся элемент, называемый "ротором". Внешняя окружность ротора может включать в себя множество зубьев, выполненных с возможностью зацепления зубьями зубчатого колеса в зубчатой передаче 2420. Ротор может быть окружен тонкой пленкой вязкой текучей среды, которая герметизирована внутри корпуса. Вращение ротора может обеспечивать сопротивление ускорению активатора 2406 плунжера в результате сдвига вязкой текучей среды. В примерном варианте осуществления вязкий демпфер 2422 может быть заменен другим вязким демпфером, обеспечивающим другой уровень демпфирования.
Сила, требуемая для поворота вращающегося вязкого демпфера 2422, описана со ссылкой на систему x координат, где x=0, находится в месте свободной длины пружины. Если m представляет инерцию системы, c представляет коэффициент демпфирования, и k представляет константу пружины, тогда:
,
где собственная частота:
(3)
и где коэффициент демпфирования:
(4)
Если демпфирование осуществляется с помощью вращательного демпфера, крутящий момент T, требуемый для поворота демпфера, можно принять, как линейно пропорциональный угловой скорости с определенной константой C:
(5)
Если вращательный демпфер соединен с активатором плунжера с помощью зубчатой передачи с коэффициентом замедления N и катушкой диаметром D, тогда:
В другом примерном варианте осуществления анкерный механизм может использоваться для сопротивления ускорению активатора 2406 плунжера. В анкерном механизме может использоваться известный период колебаний балансира и спиральной волосковой пружины для последовательного высвобождения энергии основной пружины. Анкерный механизм может обеспечивать надежную конструкцию и линейность при высвобождении энергии. В другом примерном варианте осуществления анкерный механизм с ограничителем скорости можно использовать для сопротивления ускорению активатора 2406 плунжера. В другом примерном варианте осуществления швейцарский свободный анкерный механизм можно использовать для сопротивления ускорению активатора 2406 плунжера.
Зубчатая передача 2420 может быть предусмотрена для соединения активатора 2406 плунжера с регулирующим устройством 2422, то есть, вязким демпфером или анкерным механизмом. Зубчатая передача 2420 может включать в себя вал 2424, который может быть соединен с корпусом 2402 носимого устройства 2400 для автоматической инъекции с закрытой скользящей посадкой. В примерном варианте осуществления вал 2424 может поддерживать цилиндрическую структуру 2426, например, катушку или вал, и зубчатое колесо 2428, которое предусмотрено ниже катушки 2426. В примерном варианте осуществления катушка 2426 может представлять собой кулачковую катушку или барабан. Одно или больше стопорных колец 2430 можно использовать для удержания катушки 2426 и зубчатого колеса 2428 на валу 2424. Катушка 2426 и зубчатое колесо 2428 могут быть предусмотрены вокруг вала 2424 таким образом, что центры вращения катушки 2426 и зубчатого колеса 2428 выровнены друг с другом и с валом 2424. Катушка 2426 и зубчатое колесо 2428 могут быть соединены с взаимодействием друг с другом и с валом 2424 таким образом, что зубчатое колесо 2428 и катушка 2426 могут вращаться вместе на валу 2424. В примерном варианте осуществления катушка 2426 и зубчатое колесо 2428 могут быть сняты с вала 2424 и заменены другим набором катушек и зубчатых колес. Активатор 2406 плунжера может быть соединен с зубчатой передачей, например, с катушкой 2426, используя одну или больше из растяжки или тросика 2442.
В примерном варианте осуществления катушка 2426 может представлять собой любой соответствующий вращающийся механизм, включая в себя, но без ограничений, катушку с постоянным диаметром, кулачковую катушку или барабан. Если используются кулачок или барабан, внешний диаметр кулачка или барабана может изменяться при линейном смещении D. Учитывая уравнение линейного коэффициента демпфирования и поддерживая постоянными коэффициент понижения N зубчатой передачи и коэффициент вращательного демпфирования, получим:
,(7)
где а представляет собой константу. Подставляя представленное выше в уравнение движения и предполагая, что первая производная χ является постоянной, получим:
,(8)
1
2
t
где C, C и b представляют собой константы, которые можно изменяться для того, чтобы сделать скорость приблизительно постоянной. Подставим эту переменную в уравнение движения и решим ее для x, как функцию времени, x может быть подставлен в уравнение (8), для определения D, как функция времени, D. Мгновенная скорость может быть представлена следующим образом:
,(9)
ϕ
ϕ
t
t
где  представляет собой угловое положение кулачка или барабана. D и  представляют собой полярные координаты профиля кулачка.
Примерные варианты осуществления позволяют соединять активатор 2406 плунжера с втулкой на участке цилиндра шприца или картриджа, используя любой соответствующий механизм. Если пружина сжатия используется в качестве активатора 2406 плунжера, одну или больше растяжек или тросиков можно использовать для соединения активатора 2406 плунжера с втулкой. Если используется спиральная пружина в качестве активатора 2406 плунжера, может использоваться цилиндрическая зубчатая передача для соединения активатора 2406 плунжера с втулкой. Крутящий момент, генерируемый спиральной пружиной, может быть передан на втулку, используя зубчатое колесо для проталкивания гибкой подставки вокруг угла шприца или картриджа.
В примерном варианте осуществления катушка 2426 может находиться в контакте с и/или может быть соединена с храповиком 2434 и собачкой 2436. Торсионная пружина (не показана) может быть предусмотрена под собачкой 2436 для предварительной нагрузки собачки 2436 относительно храповика 2434. Когда катушка 2426 наматывается во время сборки носимого устройства 2400 для автоматической инъекции, торсионная пружина может удерживаться на месте. После того, как катушка 2426 будет намотана и перед инъекцией, в состоянии перед инъекцией, храповик 2434 и собачка 2436 могут удерживать катушку 2426 на месте и предотвращать вращательное движение катушки 2426. Это удерживает на месте стяжку 2442, которая, в свою очередь, удерживает активатор 2406 плунжера в его сжатом состоянии, предотвращая движение плунжера. В начале инъекции или во время инъекции, в состоянии инъекции, собачка 2436 может поворачиваться, отсоединяясь от храповика 2434, например, пользователем или автоматически, при нажатии на кнопку инъекции. Это позволяет катушке 2426 вращаться под действием силы выталкивания стяжки 2442, вызванной силой пружины активатора 2406 плунжера. Сила пружины активатора 2406 плунжера вытягивает стяжку 2442 в направлении дистального конца шприца или картриджа 2404.
Одно или больше дополнительных зубчатых колес могут быть предусмотрены в контакте с и/или зацеплены с зубчатым колесом, соединенным с катушкой 2426, формируя, таким образом, зубчатую передачу 2438. Для каждого зубчатого колеса в зубчатой передаче 2438 может быть предусмотрен соответствующий вал, соединенный с корпусом 2402 носимого устройства 2400 для автоматической инъекции. В примерном варианте осуществления зубчатые колеса в зубчатой передаче 2438 могут быть отсоединены от их соответствующих валов и заменены другим набором зубчатых колес. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что другие примерные устройства могут включать в себя меньшее или большее количество зубчатых колес.
Зубчатая передача 2438 может быть соединена c вязким демпфером 2422 или анкерным механизмом, который оказывает сопротивление ускорению втулки 2408. Таким образом, зубчатая передача может соединять вязкий демпфер 2422 или анкерный механизм со стяжкой 2442, удерживающей втулку 2408 таким образом, что, когда втулка 2408 перемещается под действием силы активатора 2406 плунжера, сопротивление ускорению активатора 2406 плунжера оказывает вязкий демпфер 2422 или анкерный механизм.
В примерном варианте осуществления зубчатая передача 2438 может быть соединена с устройством 2440 датчика положения, например, вращательным датчиком положения, который детектирует и регистрирует угловое смещение или положение зубчатой передачи и соответствующее время. Вычислительное устройство может быть взаимосвязано с носимым устройством для автоматической инъекции, для определения положения плунжера шприца на основе данных, полученных устройством 2440 датчика положения. Вычислительное устройство также может определять скорость потока терапевтического агента из шприца или картриджа 2404 и соответствующее время на основе данных, полученных устройством 2440 кодирования. Вычислительное устройство может быть предусмотрено интегрально с устройством 2440 датчика положения или отдельно от устройства 2440 датчика положения. Во время сборки и тестирования носимого устройства для автоматической инъекции, устройство 2440 датчика положения можно использовать для оценки разных зубчатых передач, вязких демпферов и элементов смещения, проверки математических моделей и учета переменных, отсутствующих в математических моделях. Во время использования носимого устройства для автоматической инъекции, для выполнения инъекции устройство 2440 датчика положения можно использовать для обозначения одного или больше состояний для пользователя, например, скорости потока терапевтического агента, неисправности устройства (например, если скорость потока слишком высока или слишком мала) и т.п.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 25 и 26, носимое устройство для автоматической инъекции может включать в себя узел шприца, подвижный относительно платформы в устройстве. Носимое устройство для автоматической инъекции включает в себя платформу 2500, скользящую каретку 2502, соединенную с платформой 2500, и шприц 2504, установленный на скользящей каретке 2502. Дистальный конец шприца 2504 может быть соединен с иглой 2512 шприца. Шприц 2504 может включать в себя участок 2506 цилиндра, содержащий дозу терапевтического агента, закрытую втулкой 2508. Активатор 2510 плунжера может быть предусмотрен в непосредственной близости или в контакте с втулкой 2508 для перемещения втулки 2508 вперед внутри участка 2506 цилиндра. В примерном варианте осуществления активатор 2510 плунжера может включать в себя механизм смещения, соединенный с помощью стяжки с зубчатой передачей и, таким образом, с механизмом демпфирования.
Устройство также может включать в себя кнопку инъекции, в которую установлена игла для инъекции (не показана), и включающую в себя прокалываемую перегородку, которая может быть проколота иглой 2512 шприца. Перегородка может быть соединена непосредственно или через канал с иглой для инъекции таким образом, что, когда она будет проколота иглой 2512 шприца, перегородка устанавливает сообщение по текучей среде между участком 2506 цилиндра и иглой для инъекции.
В примерном варианте осуществления, в состоянии перед инъекцией, игла 2512 шприца может уже проколоть перегородку и находиться в сообщении по текучей среде с иглой для инъекции.
Во время инъекции, в состоянии инъекции, доза терапевтического агента может быть выдавлена из участка 2506 цилиндра, когда активатор 2510 плунжера активируют для перемещения втулки 2508 вперед внутри участка 2506 цилиндра. В этом варианте осуществления каретка 2502 может быть неподвижной на платформе 2500.
В другом примерном варианте осуществления, в состоянии перед инъекцией, игла 2512 шприца может быть помещена на расстоянии от перегородки и может не находиться в сообщении по текучей среде с иглой для инъекции. Во время инъекции, в состоянии инъекции, шприц 2504 может быть перемещен вперед внутри и относительно платформы 2500 в направлении перегородки, для прокалывания перегородки иглой 2512 шприца. В этом примерном варианте осуществления каретка 2502 может быть подвижной и может перемещаться относительно платформы 2500 в направлении перегородки.
В примерном варианте осуществления стяжка 2516 может использоваться для соединения активатора 2510 плунжера с зубчатой передачей 2518. Зубчатая передача 2518, в свою очередь, может быть соединена с демпфирующим механизмом 2520 для обеспечения линейного профиля подачи терапевтического агента. В состоянии перед инъекцией механизм 2522 блокирования может удерживать зубчатую передачу 2518 на месте и предотвращать вращение зубчатых колес. Это приводит к тому, что стяжка 2516 будет удерживать активатор 2510 плунжера на месте и предотвращать высвобождения активатора 2510 плунжера, предотвращая, таким образом, движение втулки 2508. Во время инъекции, в состоянии инъекции, механизм 2522 блокирования может быть высвобожден, например, вручную пользователем или автоматически, обеспечивая, таким образом, возможность вращения зубчатых колес 2518 под действием силы смещения активатора 2510 плунжера. Это, в свою очередь, может обеспечить возможность автоматического движения подвижной каретки 2502 в направлении перегородки, в результате чего, игла 2512 шприца прокалывает перегородку. Втулка 2508 также может перемещаться внутри участка 2506 цилиндра в направлении перегородки под силой смещения активатора 2510 плунжера, для выдавливания дозы через иглу 2512 шприца.
На фиг. 27-29 иллюстрируется схема участка примерного устройства для автоматической инъекции, которое может включать в себя узел шприца, который установлен неподвижно относительно корпуса устройства. Носимое устройство 2800 для автоматической инъекции включает в себя механизм активации плунжера для автоматической активации втулки 2802 на участке 2804 цилиндра. На фиг. 27 показан вид сверху через крышку устройства 2800. На фиг. 28 показан вид сбоку устройства 2800. На фиг. 29 показан вид в перспективе через крышку устройства 2800.
Механизм активации плунжера может включать в себя механизм 2806 смещения, который работает, как активатор плунжера. В примерном варианте осуществления одну или больше растяжек или тросиков 2812 можно использовать для соединения механизма 2806 смещения с зубчатым колесом 2810 каскада 3, например, барабаном, который разматывается, обеспечивая возможность расширения механизма 2806 смещения. Демпфер 2808 каскада 1, например, вязкий демпфер или анкерный механизм, регулирует движение втулки 2802 во время инъекции, в состоянии инъекции, для достижения линейной скорости потока терапевтического агента. Одно или больше зубчатых колес каскада 2 и шестерен 2814 можно использовать для соединения зубчатого колеса 2810 каскада 3 и демпфера 2808 каскада 1.
В Таблице 7 сведены примерные особенности примерного демпфера каскада 1, примерного зубчатого колеса каскада 2, примерной шестерни каскада 2 и примерного зубчатого колеса каскада 3, которые можно использовать в примерных устройствах для автоматической инъекции.
<b>Таблица 7</b><b>Примерные особенности примерных компонентов активации плунжера</b>
Зубчатое колесо каскада 3
Шестеренка каскада 2
Зубчатое колесо каскада 2
Демпфер каскада 1
Отношение количества зубьев к диаметру
72 зуба/дюйм
72 зуба/дюйм
31,75 зуба/дюйм
31,75 зуба/дюйм
Количество зубьев
50 зубьев
18 зубьев
16 зубьев
11 зубьев
Ширина зубчатого венца
0,100 дюйма
0,100 дюйма
0,050 дюйма
0,118 дюйма
Профиль зубьев
14,5 град.
14,5 град
14,5 град
14,5 град
Материал
Нейлон
Нейлон
Нейлон
Ацетал
Начальный диаметр
0,694 дюйма
0,250 дюйма
0,504 дюйма
0,346 дюйма
Шаг по окружности
0,044 дюйма/зуб
0,044 дюйма/зуб
0,099 дюйма/зуб
0,099 дюйма/зуб
Предел текучести
11,8 тыс. фунтов/кв. дюйм
11,8 тыс. фунтов/кв. дюйм
11,8 тыс. фунтов/кв. дюйм
10,2 тыс. фунтов/кв. дюйм
Коэффициент формы зуба по Льюису
0,346
0,270
0,255
0,192
Крутящий момент
8,5 унций-дюйм
3,1 унций-дюйм
3,1 унций-дюйм
2,1 унций-дюйм
Касательная сила
1,53 фунта силы
1,53 фунта силы
0,76 фунта силы
0,76 фунта силы
Радиальная сила
0,39 фунта силы
0,39 фунта силы
0,20 фунта силы
0,20 фунта силы
Коэффициент надежности
3,71
2,90
6,25
9,62
Вся передача
4,04
Анализ отказа был выполнен для примерного механизма активации плунжера. В примерном варианте осуществления зубчатая передача (включая в себя зубчатое колесо в каскаде 2) разработана на основе предположения режима отказов изгиба Льюиса, в котором предполагается, что зубчатое колесо представляет собой простую консоль с контактом зуба, возникающим на кончике. Результаты анализа отказов, сведенные в Таблице 7, обозначают, что минимальный коэффициент надежности для зубчатой передачи составляет 3 и, что общее отношение зубчатой передачи составляет 4,04.
Разные комбинации разных типов активаторов плунжера (пружины 1 и пружины 2), катушек (катушка с постоянным диаметром или кулачковая катушка) и механизмов демпфирования (вязкий демпфер или анкерный механизм) тестировали для определения их эффекта на скорость подачи терапевтического агента. На фиг. 30 иллюстрируются координаты x и y (в дюймах) кулачковых профилей для: (i) комбинации пружины 1 и вязкого демпфера, (ii) комбинации пружины 1 и анкерного механизма, (iii) комбинации пружины 2 и вязкого демпфера и (iv) комбинации пружины 2 и анкерного механизма.
На фиг. 31 иллюстрируется график скоростей потока терапевтического агента (в миллилитрах на минуту), в зависимости от времени (в секундах), подаваемых: (i) комбинации пружины 1 и вязкого демпфера, (ii) комбинации пружины 1, вязкого демпфера и кулачковой катушки, (iii) комбинации пружины 1 и анкерного механизма, (iv) комбинации пружины 1, анкерного механизма и кулачковой катушки, (v) комбинации пружины 2 и вязкого демпфера, (vi) комбинации пружины 2, вязкого демпфера и кулачковой катушки, (vii) комбинации пружины 2 и анкерного механизма, (viii) комбинации пружины 2, анкерного механизма и кулачковой катушки и (ix) и идеальная скорость потока, при которой терапевтический агент подают, по существу, с постоянной скоростью. На фиг. 32 иллюстрируется график объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемой с использованием комбинаций компонентов по фиг. 31.
На фиг. 31 и 32 показано, что, по существу, линейная скорость потока терапевтического агента может быть получена с использованием кулачковой катушки или барабана. Использование анкерного механизма, по сравнению с вязким демпфером, может быть целесообразным для улучшения линейности скорости потока. Общим временем подачи терапевтического агента можно управлять, конфигурируя передаточное число.
Тестировали различные комбинации примерных демпферов и примерных передаточных чисел в примерных механизмах активации плунжера. Примерные демпферы включали в себя: (i) механизм демпфирования G, (ii) механизм демпфирования B, (iii) механизм демпфирования K и (iv) механизм демпфирования V. Примерные передаточные числа включали в себя: (i) 4:1, (ii) 6,25:1 и (iii) 16:1. На фиг. 33 иллюстрируется график объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), подаваемого с использованием: (i) демпфирующего механизма G, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 10,3 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 4:1, (ii) демпфирующего механизма B, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 15,1 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 4:1, (iii) демпфирующего механизма K, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 18,9 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 4:1, (iv) демпфирующего механизма V, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 24,9 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 4:1, (v) демпфирующего механизма G, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 25,1 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (vi) демпфирующего механизма B, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 37,0 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (vii) демпфирующего механизма K, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 46,2 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (viii) демпфирующего механизма V, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 60,7 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 6,25:1, (ix) демпфирующего механизма G, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 164 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 16:1, (x) демпфирующего механизма B, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 242 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 16:1, (xi) демпфирующего механизма K, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 303 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 16:1, (xii) демпфирующего механизма V, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 398 фунта силы*c/дюйм с передаточным числом 16:1, и (xiii) идеальную скорость потока, в которой терапевтический агент подавали, по существу, с постоянной скоростью.
На фиг. 33 показано, что увеличение коэффициента демпфирования для одного и того же передаточного числа увеличивает время подачи того же объема терапевтического агента. В некоторых случаях, увеличение коэффициента демпфирования делало скорость подачи более линейной. Например,
для передаточного числа 6:25:1, наибольший коэффициент демпфирования приблизительно 60,7 фунта силы*c/дюйм позволил получить более линейную скорость подачи, чем при более низких коэффициентах демпфирования.
На фиг. 34 иллюстрируется график примерных крутящих моментов демпфера (который может быть обратно рассчитан по смещению активатора плунжера), по сравнению со скоростью демпфера (в об/мин) для демпферов моделей G, B, K и V, имеющих повышенные коэффициенты демпфирования. Точками обозначены фактические значения крутящего момента, и пунктирными линиями обозначено предполагаемое изготовителем значение крутящего момента демпфирования, что обозначает, что значения изготовителя были недооценены. Данные показывают, что значения крутящего момента были, по существу, линейными в диапазоне от приблизительно 0 до приблизительно 20 об/мин. Это подтверждается высоким коэффициентом корреляции для уравнений линейного подбора, показанных на графике. Использование новых уравнений линейного подбора для крутящего момента демпфера, связано с тем, что при линейном подборе регулируют коэффициент демпфирования, и он включает в себя статическое значение крутящего момента. Подстановка этих новых значений в компьютерную модель позволяет получить близкую аппроксимацию отклика системы.
Поскольку статический крутящий момент умножают на передаточное число и вычитают непосредственно из силы пружины, может быть желательным выбирать демпфер с наибольшим коэффициентом и наименьшим передаточным числом в примерном варианте осуществления, например, демпфер модели V с передаточным числом 4:1. На фиг. 35 иллюстрируется график объема терапевтического агента (в миллилитрах) в зависимости от времени (в секундах), подаваемого разными примерными шприцами, с использованием демпфера модели V, имеющего коэффициент демпфирования приблизительно 24,9 фунта силы* с/дюйм с примерным передаточным числом 4:1.
После регулирования компьютерных моделей, так, чтобы они отражали измеренный крутящий момент демпфера, разработали барабан для линеаризации скорости подачи терапевтического агента. На фиг. 36 иллюстрируется график подаваемого объема терапевтического агента (в миллилитрах), и диаметр барабана или катушки с кулачком (в дюймах) в зависимости от времени (в секундах). Поскольку диаметр барабана изменяется в механизме подачи, данные углового положения численным способом интегрировали вдоль кривой барабана для получения данных линейного положения активатора плунжера в каждой точке данных.
На фиг. 36 показано, что фактически измеряемая скорость подачи была приблизительно на 10% медленнее, чем прогнозировалось по модели, но приблизительно постоянной, о чем свидетельствует высокий коэффициент корреляции (0,9995). Несоответствие между измеряемыми и прогнозированными данными может поясняться неэффективностью зубчатой передачи, например, в областях, где связи зубчатой передачи можно рассматривать, как резкие изменения в наклоне графике. Несоответствие также может поясняться соединением с помощью стяжки барабана с активатором плунжера, которое не являлось идеально линейным с активатором плунжера, или тем, что жесткость пружины активатора плунжера была ниже в действительности, чем рассчитанная. Независимо от источника ошибки, уменьшение жесткости пружины активатора плунжера приблизительно на 5% позволяет получить практически близкую к идеальной корреляцию (1,0).
Различные примерные механизмы демпфирования тестировали при разных температурах, для определения влияния температуры на эффект демпфирования, то есть, линейности подачи терапевтического агента. Крутящий момент вязкого вращательного демпфирования зависит от вязкости силиконовой смазки внутри вращательного демпфера. Вязкость силиконовой смазки зависит частично от температуры окружающей среды. Различные примерные механизмы демпфирования также тестировали для определения влияния изменчивости производственного процесса в механизмах демпфирования на эффект демпфирования, то есть на линейность подачи терапевтического агента. Вариации в производственном процессе демпфера могут оказывать влияние на резистивный крутящий момент, обеспечиваемый демпфером.
На фиг. 37 иллюстрируется график объема терапевтического агента (в миллилитрах), подаваемого, в зависимости от времени (в секундах), который был получен с использованием: (i) первого демпфера при комнатной температуре, (ii) первого демпфера при температуре приблизительно 40 градусов по Фаренгейту (в холодильнике), (iii) второго демпфера, (iv) второго демпфера при температуре приблизительно 0 градусов Фаренгейта (в морозильнике), (v) третьего демпфера, полученного с производственным допуском по сравнению с первым и вторым демпферами, и (vi) четвертого демпфера, полученного с производственным допуском по сравнению с первым и вторым демпферами.
На фиг. 37 показано, что изменения температуры, по существу, не влияют на эффект демпфирования, то есть линейность подачи терапевтического агента. Однако на скорость подачи в некоторых случаях влияло понижение температуры, например, для первого демпфера. Аналогично, производственные допуски в механизмах демпфирования, по существу, не влияли на эффект демпфирования, то есть, линейность подачи терапевтического агента. Однако на скорость подачи в некоторых случаях влияла изменчивость производственного процесса. Значения крутящего момента демпфера изменялись приблизительно на 5% в тестируемой группе образцов.
Таким образом, один или больше факторов можно было конфигурировать для управления линейностью и/или скоростью подачи терапевтического агента, включая в себя, но без ограничений, передаточное число, коэффициент демпфирования, изменчивость производственного процесса для демпфера, изменчивость производственного процесса для активатора плунжера и т.п. Кроме того, другие характеристики активатора плунжера могли изменяться при управлении линейностью и/или скоростью потока терапевтического агента.
На фиг. 38 иллюстрируется схема участка примерного устройства 2600 для автоматической инъекции, в котором используется барабан и механизм анкерного механизма. Устройство 2600 включает в себя механизм активации плунжера, предназначенный для автоматической активации втулки 2408, содержащейся в шприце, или картридже 2404. В примерном механизме активации плунжера анкерный механизм 2602 с ограничителем скорости можно использовать для сопротивления ускорению активатора 2406 плунжера, обеспечивая линейное демпфирование. В примерном механизме 2602 анкерного механизма с ограничителем скорости, предусмотрено анкерное колесо, имеющее множество зубьев на его внешней окружности, и анкер предусмотрен в непосредственной близости к анкерному колесу. В примерном варианте осуществления анкерное колесо может иметь 30 зубьев, хотя примерные анкерные колеса не ограничены 30 зубьями. Анкерное колесо может быть соединено с катушкой 2426 через одно или больше зубчатых колес, формирующих зубчатую передачу. В примерном варианте осуществления катушка 2426 может быть соединена с анкерным колесом с передаточным числом 50:1, но можно использовать другие примерные передаточные числа. Анкер может иметь регулируемый момент массы, составляющий инерцию, с использованием отверстий под штифты, которые могут быть заполнены один или больше штифтами, например, стальными установочными штифтами.
Во время работы, когда крутящий момент прикладывают к анкерному колесу, анкерное колесо вращается, и к зубьям анкера прикладывается импульсный крутящий момент, который передается на анкер, таким образом, что кинетическая энергия анкера становится обратной. Зубья проталкивают в сторону рычаг анкера. В результате, анкер колеблется, что высвобождает зубья анкерного колеса, одновременно упирая другой рычаг анкера во второй зуб анкерного колеса. При этом, поскольку анкерное колесо вращается, его движение фиксируется периодическими ударами анкера, что позволяют анкерному колесу вращаться только, когда анкер может свободно колебаться. По мере того, как крутящий момент, прикладываемый к анкеру, увеличивается, анкерное колесо передает более сильный импульс анкеру, увеличивая, таким образом, скорость колебаний анкера, и поэтому, обеспечивая возможность более быстрого вращения анкерного колеса.
Предполагая, что удары между зубьями анкерного колеса и анкером являются идеально упругими, анкер поглощает при каждом толчке:
Рассеяние энергии анкером прямо пропорционально частоте колебаний анкера ω, поскольку два столкновения происходят между анкерным колесом и анкером на каждое колебание анкера. Таким образом:
Принимая время импульса равным нулю, поскольку столкновения являются идеально упругими,
ϕ
max
магнитуду угловой скорости  можно предположить постоянной и связанной с , угловое расстояние между столкновениями (в радианах) может быть представлено:
Таким образом,
Скорость вращения анкерного колеса  соотносится с количеством зубьев n и частотой ω колебаний и может быть представлена следующим образом:
Таким образом
Поскольку  для вязкого вращающегося демпфера:
,
что создает нелинейное дифференциальное уравнение.
В другом примерном механизме активации плунжера может использоваться швейцарский свободный анкерный механизм для сопротивления ускорению активатора плунжера. Предположим систему координат, в которой θ=0, в качестве равновесного состояния спиральной пружины, закрепленной на колесе маятника. Если в этой системе можно пренебречь демпфированием, тогда:
,
где k представляет собой константу торсионной пружины для спиральной пружины, и J представляет собой момент массы инерции:
,
где r представляет собой расстояние от центра вращения, и m представляет собой массу, собственная частота системы может быть выражена, как:
Если анкерное колесо имеет n зубьев, и анкерный механизм соединен с катушкой диаметром D с помощью прямозубой цилиндрической передачи с замедлением скорости N, тогда катушка вращается с угловой скоростью:
Если взять производную из этого уравнения для θ по x, получим следующее уравнение:
в результате чего получаем:
Таким образом,
Компоненты, представленные на фиг. 38, которые являются общими на фиг. 24, описаны со ссылкой на фиг. 24.
На фиг. 39 иллюстрируется примерный механизм 3900 активации плунжера, в котором используются один или больше механизмов линейного смещения для обеспечения силы для выдавливания терапевтического агента из участка 3902 цилиндра носимого устройства для автоматической инъекции. Участок 3902 цилиндра продолжается продольно между проксимальным концом и дистальным концом, и выполнен с возможностью содержать дозу терапевтического агента. Дистальный конец участка 3902 цилиндра соединен с иглой 3904 шприца. Втулка 3906 предусмотрена с возможностью движения внутри участка 3902 цилиндра и герметизирует дозу терапевтического агента.
Одна или более линейных пружин 3908 предусмотрены для обеспечения силы смещения, приложенной к втулке 3906, для перемещения втулки 3906 внутри участка 3902 цилиндра в направлении иглы 3904 шприца во время инъекции, в состоянии инъекции. Дистальный конец линейной пружины 3908 находится в непосредственной близости к и/или в контакте с плунжером 3916, который имеет множество зубьев, выполненных с возможностью зацепления с механизмом демпфирования. Плунжер 3916 может быть предусмотрен в непосредственной близости и/или в контакте с дистальным концом механизма передачи силы, например, одним или больше шариками 3910.
Дистальный конец шариков 3910 также может находиться в непосредственной близости и/или в контакте с втулкой 3906 таким образом, что сила смещения пружины 3908 передается втулке 3906 через шарики 3910. Шарики 3910 могут быть заключены в закрытую направляющую 3912, которая ограничивает поперечное или боковое движение шариков 3910. Таким образом, сила смещения пружины 3908 приводит к тому, что плунжер 3916 и, в свою очередь, шарики 3910 движутся, по существу, в вперед или назад, то есть в направлении к или от втулки 3906. Использование шариков 3910 обеспечивает возможность перенаправления силы смещения, приложенной к втулке 3906, и обеспечивает минимизацию размера устройства. Во время активации, пружина 3908 прикладывает силу смещения в направлении втулки 3906. Плунжер 3916 передает силу смещения и смещает шарики 3910 к втулке 3906 и обеспечивает движение втулки 3906 в направлении иглы 3904 шприца внутри участка 3902 цилиндра. В результате, происходит выдавливание терапевтического агента через иглу 3904 шприца наружу из участка 3902 цилиндра.
Механизм 3914 демпфирования, например, вращательный вязкий демпфер, может быть предусмотрен и может быть соединен с пружиной 3908 и/или плунжером 3916 для регулирования скорости подачи терапевтического агента. Демпфер 3914 может включать в себя ступицу и множество зубьев, которые продолжаются радиально вокруг ступицы. Зубья демпфера 3914 могут быть выполнены с возможностью зацепления с зубьями плунжера 3916. Демпфер 3914 может обеспечивать усилие пропорциональное скорости движения плунжера 3916 для регулирования скорости подачи. При этом примерная система 3900 может использоваться для обеспечения медленной управляемой подачи терапевтического агента, конфигурируя силу, прикладываемую пружиной 3908, и/или свойства демпфера 3914.
На фиг. 40 иллюстрируется примерный механизм 4000 активации плунжера, в котором используется одна или больше часовых пружин для приложения силы к втулке к участку цилиндра, для выталкивания терапевтического агента из участка цилиндра. Средство 4002 смещения предусмотрено на основе сжатия спиральной пружины, отличающееся тем, что витки пружины имеют последовательно увеличивающийся диаметр, таким образом, что когда пружина сжата, витки входят друг в друга, как в анкерной пружине, занимая, таким образом, минимальное пространство. Участок 4002 пружины находится в непосредственной близости к и/или в контакте с механическим анкерным механизмом 4004 таким образом, что вращательная сила смещения пружины 4002 преобразуется в линейное смещение механического анкерного механизма 4004. Механический анкерный механизм 4004 может находиться в непосредственной близости к и/или в контакте с втулкой таким образом, что сила смещения пружины 4002 передается, как линейное смещение, к втулке через движение механического анкерного механизма 4004. Таким образом, сила смещения пружины 4002 приводит к тому, что механический анкерный механизм 4004 движется, по существу, вперед или назад, то есть в направлении к или в направлении от втулки. Использование механического анкерного механизма 4004 позволяет перенаправлять силу смещения к втулке и позволяет свести к минимуму размер устройства.
Будучи активированной, пружина 4002 прикладывает силу смещения, которая преобразуется в силу, направленную вперед и назад, с помощью механического анкерного механизма 4004 в направлении втулки. Сила смещения передается непосредственно или опосредованное к втулке и обеспечивает перемещение втулки в направлении иглы внутри участка цилиндра. В результате происходит выдавливание терапевтического агента через иглу наружу из участка цилиндра. При этом, может использоваться примерная система 4000 для обеспечения медленной управляемой подачи терапевтического агента, конфигурируя силу, обеспечиваемую пружиной 4002, и/или линейное смещение, обеспечиваемое механическим анкерным механизмом 4004. Механический анкерный механизм 4004 может быть выполнен с возможностью управления, например, величины перемещения за цикл. Пружина 4002 может иметь размеры, позволяющие ей преодолевать силы прерывистого скольжения.
На фиг. 41 и 42 иллюстрируется примерное устройство 4100 для автоматической инъекции, в котором используется механизм активации плунжера на основе текучей среды, в котором давление текучей среды и/или движение рабочей текучей среды используются для перемещения втулки внутри участка цилиндра шприца или картриджа. Механизм активации плунжера включает в себя один или больше контуров для текучей среды для передачи силы к втулке, для выдавливания дозы терапевтического агента из участка 4104 цилиндра шприца или картриджа. На фиг. 41 показана схема примерного устройства 4100 для автоматической инъекции, и на фиг. 40 показан вид в перспективе примерного устройства 4100 для автоматической инъекции. Носимое устройство 4100 для автоматической инъекции может включать в себя элемент 4106 давления, в котором содержится несжатая рабочая текучая среда, обеспечивающая давление текучей среды. Примеры рабочих текучих сред могут включать в себя, но не ограничиваются этим, воду, воздух, масло и т.п. Примеры элементов 4106 давления могут включать в себя, но не ограничены этим, эластичный баллон, главный цилиндр, подпружиненный шприц и т.п.
Элемент 4106 давления может быть соединен с ограничителем 4108 потока через трубку 4110. Ограничитель 4108 потока может ограничивать поток рабочей текучей среды таким образом, что давление текучей среды перед ограничителем давления будет больше, чем давление текучей среды после ограничителя потока. Ограничитель 4108 потока может включать в себя отверстие с диаметром в диапазоне от приблизительно 0,001 дюймов до приблизительно 0,01 дюйма, но диаметры примерных отверстий ограничителя потока не ограничены этим примерным диапазоном. Отверстия ограничителя 4108 потока могут иметь длину в диапазоне от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм, но длины примерных отверстий ограничителя потока не ограничены этим примерным диапазоном.
В примерных вариантах осуществления может быть определено множество характеристик системы подачи для управления общим временем подачи терапевтического агента. В примерных вариантах осуществления также может быть определено множество характеристик для системы подачи на основе вязкости рабочей текучей среды и/или терапевтического агента. Примерные характеристики могут включать в себя, но не ограничены этим, диаметр отверстия, длину отверстия, вязкость рабочей текучей среды и т.п. Например, диаметр отверстия ограничителя потока может быть уменьшен для увеличения общего времени подачи.
Ограничитель 4108 потока также может быть соединен с втулкой через трубку 4112. Когда рабочую текучую среду выпускают из элемента 4106 давления через ограничитель 4108 потока, давление текучей среды в рабочей текучей среде приводит в движение втулку вперед внутри участка 4104 цилиндра для выдавливания дозы терапевтического агента из участка 4104 цилиндра.
В примерном варианте осуществления, перед инъекцией в состоянии перед инъекцией, рабочая текучая среда может не вытекать из элемента 4106 давления. В этом примерном варианте осуществления инициатор подачи (не показан) может быть соединен с элементом 4106 давления таким образом, что после активация триггера подачи, рабочую текучую среду выпускают из элемента 4106 давления в трубки 4110 и 4112. Давление текучей среды для рабочей текучей среды перемещает втулку внутри участка 4104 цилиндра, таким образом, выполняя инъекцию дозы в кожу пациента. Таким образом, контур для текучей среды, установленный потоком рабочей текучей среды и ограничителем потока, может обеспечивать регулируемую силу для втулки.
В примерном варианте осуществления дозу подают с линейным профилем подачи, то есть, по существу, с постоянной скоростью подачи. Линейность профиля подачи может быть достигнута, благодаря высокому давлению рабочей текучей среды, обеспечиваемому элементом 4106 давления перед ограничителем 4108 потока и эффекту демпфирования, обеспечиваемому ограничителем 4108 потока. Давление перед ограничителем 4108 может поддерживаться на высоком уровне относительно проектируемых сил прерывистого скольжения подачи таким образом, чтобы была получена система с высокой степенью демпфирования. Для перемещения втулки вперед внутри участка 4104 цилиндра, втулка должна прикладывать вакуум к рабочей текучей среде между ограничителем 4108 потока и участком 4104 цилиндра, что труднодостижимо в приемлемой степени, поскольку рабочая текучая среда является, по существу, несжимаемой.
Примеры демпфированных контуров гидравлической подачи обеспечивают возможность движения втулки скорее через объемное измерение, вместо непосредственного приложения силы, сводя, таким образом, к минимуму явление прерывистого перемещения в профиле подачи терапевтического агента.
В примерном варианте осуществления примерный объем 0,8 миллилитров терапевтического агента может быть подан с примерным давлением подачи приблизительно 16,5 фунтов на кв. дюйм в пределах примерной длительности приблизительно 12 минут. В другом примерном варианте осуществления примерный объем 0,8 миллилитров терапевтического агента может быть подан с примером давления подачи приблизительно 5 фунтов на кв. дюйм в пределах примерной длительности приблизительно 17 минут.
На фиг. 43 иллюстрируется график накопленного количества терапевтического агента (в граммах) по сравнению с временем (в секундах), подаваемого примерной системой подачи при примерном значении давления подачи приблизительно 16 фунтов на кв. дюйм. На фиг. 44 иллюстрируется график накопленного объема терапевтического агента (в миллилитрах), в зависимости от времени (в секундах), при подаче примерной системой подачи, включающей в себя первый примерный ограничитель потока, имеющий примерный диаметр приблизительно 0,008 дюймов и примерную длину приблизительно 34,3 мм. Общее время подачи для подачи приблизительно 1 миллилитра терапевтического агента составило приблизительно двадцать секунд. На фиг. 45 иллюстрируется график накопленного объема терапевтического агента (в миллилитрах) по сравнению со временем (в секундах), при подаче примерной системой подачи, включающей в себя второй примерный ограничитель потока, имеющий примерный диаметр приблизительно 0,002 дюйма и примерную длину приблизительно 34,3 мм. Общее время подачи для подачи приблизительно 1 миллилитра терапевтического агента составило приблизительно 15 минут. На иллюстрируемых графиках профиль подачи является, по существу, линейным, то есть, по существу, постоянным с течением времени, и здесь не отображается исходная ударная доза вещества или резкие изменения, или перегибы, представляющие непоследовательную скорость подачи.
На фиг. 46 схематично показан чертеж примерного устройства 4600 для автоматической инъекции, в котором используется один или больше контуров для текучей среды для обеспечения силы для выдавливания терапевтического агента из узла картриджа. На фиг. 47 показан вид сверху примерного устройства 4600. Примерное устройство 4600 для автоматической инъекции включает в себя участок 4602 цилиндра, содержащий дозу терапевтического агента. Дистальный конец участка 4602 цилиндра предусмотрен в непосредственной близости к или соединен с иглой шприца (закрыта крышкой 4604 иглы), которая закрыта и защищена крышкой 4604 иглы. Устройство 4600 включает в себя кнопку инъекции, которая включает в себя перегородку и в которой установлена игла для инъекции (не показана). В примерном варианте осуществления устройство 4600 может включать в себя держатель 4606 иглы для инъекции, предназначенный для удержания иглы для инъекции. В примерном варианте осуществления игла для инъекции может продолжаться, по существу, ортогонально плоскости устройства, как представлено, и может удерживаться на месте держателем 4606 иглы. Фиксатор 4608 иглы может быть предусмотрен, для предотвращения выхода иглы для инъекции из корпуса после зацепления и может быть расположен в корпусе рядом с иглой для инъекции.
В примерном варианте осуществления активатор 4610 шприца или картриджа может быть предусмотрен для перемещения участка 4602 цилиндра внутри корпуса в направлении перегородки. Инициатор может быть предусмотрен для инициирования активатора 4610 шприца или картриджа, например, когда нажимают на кнопку инъекции или когда снимают крышку 4604 иглы.
В этом примерном варианте осуществления главный цилиндр 4612, содержащий рабочую текучую среду, предусмотрен для подачи давления текучей среды, для активации втулки 4614 внутри участка 4602 цилиндра. Главный цилиндр 4612 может быть соединен с инициатором 4616 подачи, который при его активации, выпускает рабочую текучую среду, в результате чего происходит сообщение по текучей среде с втулкой 4614, и позволяет передавать давление текучей среды для перемещения втулки 4614 внутри участка 4602 цилиндра.
Примерные варианты осуществления также обеспечивают системы отвода иглы, предназначенные для отвода иглы для инъекции из вертикально опущенного положения (или из выдвинутого, или развернутого положения) за пределами корпуса устройства в области контакта с телом пациента, в вертикально поднятое положение (или отведенное положение) внутри корпуса устройства. Носимое устройство 4600 для автоматической инъекции включает в себя механизм отвода, который автоматически поднимает кнопку инъекции из вертикально нажатого положения внутри корпуса во время инъекции, в состоянии инъекции, в вертикально поднятое положение внутри корпуса, в состоянии после инъекции, после инъекции. В примерном варианте осуществления механизм отвода может представлять собой телескопический элемент. Главный цилиндр 4612 может быть соединен с инициатором отвода, который, будучи активированным, высвобождает рабочую текучую среду, сообщающуюся по текучую среде с инициатором отвода, и обеспечивает подачу давления текучей среды для активации механизма отвода.
На фиг. 48 иллюстрируется вид сверху устройства 4600, на котором представлен канал 4802, соединяющая главный цилиндр 4612 с ограничителем 4804 потока, канал 4806, соединяющая ограничитель 4804 потока с втулкой на участке цилиндра устройства, и канал 4808, соединяющий главный цилиндр 4612 с механизмом 4810 отвода через клапан 4812, например, обратный клапан. На фиг. 49 иллюстрируется схема устройства 4600.
Обратный клапан 4812 может иметь соответствующее давление разрыва, на уровне или выше которого обратный клапан 4812 обеспечивает соединение текучей среды в канале 4808 с механизмом 4810 отвода. В примерном варианте осуществления давление разрыва выше, чем максимальное давление текучей среды в канале 4806, требуемое для привода втулки во время инъекции, в состоянии инъекции. В противном случае, нежелательно, чтобы процесс отвода иглы мог начаться во время или даже перед инъекцией. В примерном варианте осуществления давление в канале 4806 в конце движения втулки во время инъекции, в состоянии инъекции, выше, чем давление разрыва. В противном случае, в конце движения втулки, давление в канале 4808 может быть недостаточным для активации механизма 4810 отвода. Объем рабочей текучей среды в главном цилиндре 4612 достаточен для подачи всей дозы терапевтического агента и для активации механизма 4810 отвода.
В примерном варианте осуществления механизм 4810 отвода и обратный клапан 4812 могут быть предусмотрены отдельно. В другом примерном варианте осуществления механизм 4810 отвода и обратный клапан 4812 могут быть предусмотрены, как один элемент, например, как инвертирующая диафрагма.
На фиг. 50 иллюстрируется график давления после обратного клапана и позади втулки (в фунтах на кв. дюйм) в зависимости от времени (в секундах) в примерном варианте осуществления. В примерном варианте осуществления давление разрыва обратного клапана может составлять приблизительно 7,5 фунтов на кв. дюйм, и диаметр отверстия ограничителя потока может составлять приблизительно 0,008 дюйма.
Во время инъекции, в состоянии инъекции, ограничитель 4804 потока может обеспечивать давление в канале 4802 на уровне приблизительно от 10 до приблизительно 15 фунтов на кв. дюйм, в то время как давление в канале 4806 может составлять от приблизительно 5 до приблизительно 6 фунтов на кв. дюйм. Обратный клапан 4812, таким образом, предотвращает попадание какой-либо части потока рабочей текучей среды в канал 4808, в то время как втулка движется во время инъекции. Как только движение втулки остановится в конце инъекции, то есть, когда доза будет полностью удалена из участка цилиндра, давление в канале 4806 увеличивается, выходя за пределы 7,5 фунтов на кв. дюйм. В результате, обратный клапан 4812 открывается, обеспечивая возможность протекания рабочей текучей среды в канале 4808, что активирует механизм отвода 4810. Механизм 4810 отвода, в свою очередь, разблокирует фиксатор иглы и отводит кнопку/держатель 4606 для инъекции, на которой установлена игла для инъекции. Поскольку все это основано на выравнивании давления в гидравлическом контуре, процесс отвода иглы обеспечивает подачу всей дозы прежде, чем начнется отвод иглы для инъекции, максимальное использование терапевтического агента и минимальное избыточное количество, требуемое в участке 4602 цилиндра.
Любой соответствующий инициирующий механизм можно использовать для инициирования системы для отвода иглы. В примерном варианте осуществления инициирующий механизм может автоматически инициировать систему для отвода иглы, когда носимое устройство для автоматической инъекции переходит из состояния инъекции в состояние после инъекции. В примерном варианте осуществления завершение подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента может инициировать систему для отвода иглы. В другом примерном варианте осуществления удаление устройства с пациента перед окончанием подачи терапевтически эффективной дозы терапевтического агента может инициировать систему для отвода иглы. В другом примерном варианте осуществления пользователь может вручную инициировать систему для отвода иглы.
На фиг. 51 иллюстрируется вид сбоку примерного устройства 5100 для автоматической инъекции, в котором корпус 5102 носимого устройства 5100 для автоматической инъекции включает в себя ножку 5104 датчика кожи, которая представляет собой структуру в примерном варианте осуществления, установленную под участком корпуса 5102 проксимально к месту инъекции. В примерном варианте осуществления, перед инъекцией терапевтического агента и во время инъекции, ножка 5104 датчика кожи удерживается внутри или формирует участок нижней стороны корпуса 5102. Когда носимое устройство 5100 для автоматической инъекции закреплено на месте инъекции и активировано, ножка 5104 датчика кожи может свободно перемещаться, но может быть ограничена местом инъекции. В примерном варианте осуществления, когда носимое устройство 5100 для автоматической инъекции снимают с места инъекции, независимо от того, была ли закончена подача лекарства или нет, ножка 5104 датчика кожи больше не будет ограничена, и выдвигается и выступает наружу за внешний контур корпуса 5102. Это, в свою очередь, приводит к срабатыванию инициатора отвода. Когда инициатор отвода активирован, механизм отвода выполняет отвод иглы для инъекции, который также может поднимать кнопку инъекции из вертикально опущенного положения в вертикально поднятое положение, таким образом, что кнопка инъекции выступает из верхней части корпуса 5102, и игла для инъекции втягивается внутрь корпуса 5102.
V. Пример системы защиты иглы
Примерные варианты осуществления обеспечивают разные примерные системы защиты иглы для удержания иглы для инъекции внутри носимого устройства для автоматической инъекции, в состоянии после инъекции, после выполнения инъекции. Защита иглы предотвращает случайные уколы иглой, которые могут ранить пациента или любых других людей, находящихся вблизи к носимому устройству для автоматической инъекции.
На фиг. 52A и 52B иллюстрируется примерная система 5200 защиты иглы, которая поддерживает иглу 5202 для инъекции в отведенном положении внутри корпуса 5204 системы для автоматической инъекции. Игла 5202 для инъекции может перемещаться относительно корпуса 5204, будучи отведенной на расстояние от или подведенной к коже пациента. Когда игла 5202 находится в состоянии внутри корпуса 5204 дальше от кожи пациента, игла 5202 находится в отведенном положении и не выступает за пределы корпуса 5204. Когда игла 5202 находится в состоянии внутри корпуса 5204 ближе к коже пациента, игла 5202 находится во введенном или развернутом положении и выступает полностью или частично из корпуса 5204. В корпусе 5204 может быть предусмотрено отверстие 5206, через которое игла 5202 может выступать за пределы корпуса 5204.
В системе 5200 защиты иглы используется барьерный механизм 5208, который предотвращает выдвижение иглы 5202 из корпуса 5204 в состоянии перед инъекцией, перед инъекцией, и в состоянии после инъекции, после инъекции, когда игла 5202 находится в отведенном положении. На фиг. 52A иллюстрируется система 5200, в которой игла 5202 находится во введенном или развернутом положении, и выступает полностью или частично через отверстие 5206 за пределы корпуса 5204, например, во время инъекции, в состоянии инъекции. В этом случае, барьерный механизм 5208 смещен от отверстия 5206 таким образом, что отверстие 5206 открыто наружу из корпуса 5204, и игла 5202 может свободно проникать через отверстие 5206 наружу из корпуса 5204. На фиг. 52B иллюстрируется система 5200, в которой игла 5202 находится в отведенном положении и не выступает за пределы корпуса 5204, например, в состоянии перед инъекцией и в состоянии после инъекции. В этом случае, барьерный механизм 5208 выровнен с и закрывает отверстие 5206 таким образом, что отверстие 5206 больше не открыто наружу за пределы корпуса 5204, и игла 5202 не может свободно выступать из отверстия 5206 наружу корпуса 5204. В примерном варианте осуществления барьерный механизм 5208 может перемещаться с возможностью вращения вокруг точки вращения из первого положения, в котором он открывает отверстие 5206 (на фиг. 52A), во второе положению, в котором он закрывает отверстие 5206 (на фиг. 52B).
На фиг. 53A и 53B иллюстрируется другая примерная система 5300 защиты иглы, предусмотренная в корпусе 5302 системы для автоматической инъекции. Система для автоматической инъекции включает в себя иглу 5304 для инъекции, которая выполнена подвижной относительно корпуса 5302 и может перемещаться на расстояние от или в направлении к коже пациента. Когда игла 5304 находится в состоянии внутри корпуса 5302 дальше от кожи пациента, игла 5304 находится в отведенном положении и не выступает за пределы корпуса 5302. Когда игла 5304 находится в состоянии внутри корпуса 5302 ближе к коже пациента, игла 5304 находится во вставленном или развернутом положении и выступает полностью или частично из корпуса 5302.
Система 5300 защиты иглы включает в себя муфту 5306 блокирования иглы, предусмотренную в непосредственной близости к игле 5304 для инъекции, для блокирования иглы для инъекции в отведенном положении в состоянии перед инъекцией и в состоянии после инъекции. Втулка 5306 блокирования иглы может быть соединена со штифтом 5308, расположенным в пазу 5310. Штифт 5308 может находиться в первом положении (как показано на фиг. 53A) относительно паза 5310, в котором втулка 5306 блокирования иглы блокирует иглу 5304 для инъекции в отведенном положении внутри корпуса 5302. Штифт 5308 может находиться во втором положении (показано на фиг. 53B) относительно паза 5310, в котором втулка 5306 блокирования иглы обеспечивает возможность для иглы 5304 для инъекции выступать наружу из корпуса 5302.
В примерном варианте осуществления, когда срабатывает инициатор 5312 отвода при раннем удалении, он инициирует механизм отвода, который отводит иглу 5304 инъекции в корпус 5302. Инициатор 5312 отвода при раннем удалении может срабатывать, когда носимое устройство 5300 для автоматической инъекции снимают и места инъекции до того, как терапевтически эффективная доза терапевтического агента будет полностью подана. В примерном варианте осуществления инициатор 5312 отвода при раннем удалении может включать в себя защелку 5314, например, гибкий пластиковый крючок, который высвобождается при удалении носимого устройства 5300 для автоматической инъекции с места инъекции. На фиг. 53A показан инициатор 5312 отвода при раннем удалении, в котором защелка 5314 зацеплена с участком муфты 5306 блокирования, когда носимое устройство для инъекции соединено с местом для инъекции. На фиг. 53B показан инициатор 5312 отвода для отвода при раннем удалении, в котором защелка 5314 высвобождена из участка муфты 5306 блокирования, когда носимое устройство для инъекции снято с устройства для инъекции. Высвобождение защелки 5314 от участка муфты 5306 блокирования инициирует механизм отвода. Примерный механизм отвода может срабатывать от инициатора отвода при окончании дозы и может срабатывать от инициатора 5310 отвода при раннем удалении для автоматического удаления иглы 5304 для инъекции из места инъекции.
На фиг. 54 иллюстрируется примерная система 5400 защиты иглы, которая поддерживает иглу для инъекции, удерживаемую держателем 5402 для инъекции в отведенном положении внутри корпуса 5404 системы для автоматической инъекции. Игла для инъекции выполнена подвижной относительно корпуса 5404 на расстоянии от кожи пациента. Когда игла для инъекции находится в состоянии внутри корпуса 5404 на расстоянии от кожи пациента, игла находится в отведенном положении и не выступает за пределы корпуса 5404. Когда игла находится в состоянии внутри корпуса 5404 ближе к коже пациента, игла находится во вставленном или развернутом положении и выступает полностью или частично из корпуса 5404. В корпусе 5404 может быть предусмотрено отверстие, через которое игла может выступать за пределы корпуса 5404.
Система 5400 защиты иглы включает в себя фиксатор 5408 иглы, который предусмотрен в непосредственной близости или в контакте с держателем 5402 иглы. В примерном варианте осуществления, фиксатор 5408 иглы может представлять собой шарнирно поворачивающийся или вращающийся элемент, который может шарнирно поворачиваться или вращаться вокруг точки шарнирного поворота или стыка. Механизм 5410 высвобождения фиксатора иглы может быть предусмотрен в непосредственной близости или в контакте с 5408 фиксатором иглы. Механизм 5410 высвобождения фиксаторы иглы может находиться в первом положении, когда игла для инъекции находится в вертикально опущенном положении и выступает за пределы корпуса 5404 (в состоянии инъекции), и во втором положении, когда игла для инъекции находится в вертикально поднятом или втянутом положении в внутри корпуса 5404 (в состоянии перед инъекцией или в состоянии после инъекции).
Когда механизм 5410 высвобождения фиксации иглы находится в первом положении (то есть когда игла для инъекции находится в вертикально опущенном положении для инъекции), фиксатор 5408 иглы может находиться в разблокированном положении, в котором он не фиксирует иглу для инъекции в вертикально поднятом положении в корпусе 5404. В качестве альтернативы, фиксатор 5408 иглы может находиться в фиксированном положении, в котором он фиксирует иглу 5408 для инъекции в вертикально опущенном положении внутри корпуса 5404. В примерном варианте осуществления (то есть когда игла для инъекции находится в вертикально опущенном положении для инъекции), отвод иглы для инъекции и/или держателя 5402 иглы в вертикально поднятое положение внутри корпуса 5404 может инициировать высвобождение механизма 5410 фиксации иглы, то есть, может перемещать механизм высвобождения из первого положения во второе положение. Когда механизм 5410 высвобождения фиксатора иглы перемещается во второе положение, фиксатор 5408 иглы может шарнирно поворачиваться или вращаться, фиксируя, таким образом, иглу для инъекции и/или держатель 5402 иглы в вертикально поднятом положении в корпусе 5404.
На фиг. 55 иллюстрируется примерная система 5500 защиты иглы, которая поддерживает иглу для инъекции, удерживаемую держателем 5502 для инъекции в отведенном положении внутри корпуса 5504 системы для автоматической инъекции. Игла для инъекции выполнена с возможностью перемещения относительно корпуса 5504 на расстояние от или в направлении к коже пациента. Когда игла для инъекции находится в состоянии внутри корпуса 5504 дальше от кожи пациента, игла находится в отведенном положении и не выступает за пределы корпуса 5504. Когда игла находится в состоянии внутри корпуса 5504, ближе к коже пациента, игла находится во вставленном или развернутом положении и выступает полностью или частично из корпуса 5504. В корпусе 5504 может быть предусмотрено отверстие, через которое игла может выступать за пределы корпуса 5504.
Система 5500 защиты иглы включает в себя фиксатор 5508 иглы, предусмотренный в непосредственной близости к или в контакте с держателем 5502 иглы. В примерном варианте осуществления фиксатор 5508 иглы представляет собой шарнирно поворачивающийся или вращающийся элемент, который может шарнирно поворачиваться или вращаться вокруг точки шарнирного поворота или интерфейса. Фиксатор 5508 иглы может включать в себя механизм 5506 смещения, который применяет вращательную силу пружины к держателю 5502 иглы вокруг продольной оси механизма смещения. В примерном варианте осуществления фиксатор 5508 иглы может быть предусмотрен симметрично вокруг держателя 5502 иглы таким образом, что, сила вращения прикладывается механизмом 5506 смещения, по существу, симметрично держателю 5502 иглы.
Механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы может быть предусмотрен в непосредственной близости к или в контакте с фиксатором 5508 иглы. Механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы может находиться в первом положении, когда игла для инъекции находится в вертикально опущенном положении и выступает за пределы корпуса 5504 (в состоянии инъекции), и во втором положении, когда игла для инъекции находится в вертикально поднятом или отведенном положении внутри корпуса 5504 (в состоянии перед инъекцией или в состоянии после инъекции).
Когда механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы находится в первом положении (то есть, когда игла для инъекции находится в вертикально опущенном положении для инъекции), механизм 5506 смещения может применять силу пружины к держателю 5502 иглы в направлении по часовой стрелке в направлении тела пациента таким образом, что держатель 5502 иглы удерживается в вертикально опущенном положении. Когда механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы находится во втором положении (то есть когда игла для инъекции находится в вертикально поднятом состоянии пред или после инъекции), механизм 5506 смещения может прикладывать силу пружины к держателю 5502 иглы в направлении против часовой стрелки от тела пациента таким образом, что держатель 5502 иглы будет поднят в и будет удерживаться в вертикально поднятом положении.
В примерном варианте осуществления отвод иглы для инъекции и/или держателя 5502 иглы в вертикальном поднятом положению внутри корпуса 5504 может инициировать механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы, то есть, может перемещать механизм высвобождения из первого положения во второе положение. Когда механизм 5510 высвобождения фиксатора иглы перемещают во второе положение, фиксатор 5508 иглы может поворачиваться или может вращаться под действием силы элемента 5506 смещения в направлении против часовой стрелки от тела пациента, фиксируя, таким образом, иглу для инъекции и/или держатель 5502 иглы в вертикальном поднятом положении внутри корпуса 5504.
VI. Терапевтические агенты для использования в примерных устройствах для автоматической инъекции
Примеры устройств для автоматической инъекции могут использоваться для ввода, по существу, любого вещества или терапевтического агента, которое пригодно для ввода посредством инъекции. Как правило, вещество или терапевтический агент может находиться в форме текучей среды, например, в жидкой форме, хотя лекарственные средства в других формах, таких как гели или полутвердые вещества, суспензии, растворы с частицами и т.д., также могут быть пригодны для использования, если носимое устройство для автоматической инъекции разработано так, что оно позволяет осуществлять ввод таких форм лекарственного средства.
Предпочтительные лекарственные средства представляют тобой биологические агенты, такие как антитела, цитокины, вакцины, гибридные белки и факторы роста. Способы приготовления антител описаны выше.
Неограничительные примеры других биологических агентов, которые можно использовать, как лекарственное средство, в устройстве для автоматической инъекции, включают в себя, но не ограничиваются этим, антитела для или антагонисты цитокинов человека или факторов роста, например, TNF, LT, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-15, IL-16, IL-18, IL-21, IL-23, интерфероны, EMAP-II GM-CSF, FGF и PDGF; антитела к поверхностным молекулам клеток, такие как CD2, CD3, CD4, CD8, CD25, CD28, CD30, CD40, CD45, CD69, CD80 (B7.1), CD86 (B7.2), CD90, CTLA или их лиганды, включая CD154 (gp39 или CD40L); ингибиторы фермента преобразования TNFa (TACE); ингибиторы IL-1 (ингибиторы ферментов, преобразующих Интерлейкин-1, IL-1RA и т.д.); Интерлeйкин 11; антагонисты IL-18, включая в себя антитела IL-18 или растворимые рецепторы IL-18, или белки, связывающиеся с IL-18; неистощаемые ингибиторы анти-CD4; антагонисты ко-стимуляторного пути CD80 (B7.1) или CD86 (B7.2), включая в себя антитела, растворимые рецепторы или антагонистические лиганды; агенты, препятствующие передаче сигналов провоспалительных цитокинов, таких как TNFa или IL-1 (например, ингибиторы киназы IRAK, NIK, IKK, p38 или MAP); ингибиторы фермента, преобразующего IL-1 (ICE); ингибиторы сигналов Т-клеток, такие как ингибиторы киназы; ингибиторы металлопротеиназы; ингибиторы ферментов преобразования ангиотензина; растворимые рецепторы цитокина и их производные (например, растворимые рецепторы p55 или p75 TNF и производные p75TNFRIgG (Enbrel^M и p55TNFRIgG (Lenercept)), sIL-lRI, sIL-lRII, sIL-6R); противовоспалительные цитокины (например. IL-4, IL-10, IL-11, IL-13 и TGF-бета); Ритуксимаб; IL-1 TRAP; MRA; CTLA4-Ig; BP IL-18; анти-IL-18; анти-IL15; IDEC-CE9.1/SB 210396 (неистощаемое приматизированное антитело анти-CD4; IDEC/SmithKline; см. например, Arthritis & Rheumatism (1995) Vol. 38; S185); DAB 486-IL-2 и/или DAB 389-IL-2 (белки слияния IL-2; Seragen; см. например, Arthritis & Rheumatism (1993) Vol. 36; 1223); Anti-Tac (гуманизированное анти-IL-2Ra; Protein Design Labs/Roche); IL-4 (противовоспалительный цитокин; DNAX/Schering); IL-10 (SCH 52000; рекомбинантный IL-10, противовоспалительный цитокин; DNAX/Schering); IL-10 и/или агонисты IL-4 (например, агонистические антитела); IL-1RA (антагонист рецептора IL-1; Synergen/Amgen); анакинра (Kineret/Amgen); TNF-bp/s-TNF (растворимый TNF-связывающий белок; см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение); S284; Amer. J. Physiol. - Heart and Circulatory Physiology (1995) 268:37-42); R973401 (ингибитор фосфодиэстеразы Типа IV; см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39(9, дополнение); S282); MK-966 (Ингибитор COX-2; см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение); S81); Илопрост (см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение); S82); ингибитор zap-70 и/или lck (ингибитор тирозинкиназы zap-70 или lck); ингибитор VEGF и/или ингибитор VEGF-R (ингибиторы фактора роста сосудистых эндотелиальных клеток или рецептора фактора роста сосудистых эндотелиальных клеток; ингибиторы ангиогенеза); ингибиторы TNF-конвертазы; антитела анти-IL-12; антитела анти-IL-18; интерлeйкин-11 (см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение), S296); интерлeйкин-13 (см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение), S308); ингибиторы интерлeйкина-17 (см. например, Arthritis & Rheumatism (1996) 39 (9, дополнение), SI20); антитимоцитарный глобулин; антитела анти-CD4; CD5-токсины; ICAM-1 антисмысловые фосфоротиоатные олигодезоксинуклеотиды (ISI 2302; Isis Pharmaceuticals, Inc.); растворимый комплементарный рецептор 1 (TP10; T Cell Sciences, Inc.); и антитела анти-IL2R.
VII. Ингибиторы TNFa, предназначенные для использования в примерных устройствах для автоматической инъекции
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, иллюстративное устройство для автоматической инъекции может использоваться для подачи дозы ингибитора TNF, используемого для лечения артрита и других заболеваний. В одном варианте осуществления раствор, содержащийся в шприце, содержит 40 или 80 миллиграммов лекарственного продукта (блокатор или ингибитор TNFa)/1 мл, например, 40 или 80 мг адалимубаба, 4,93 мг хлорида натрия, 0,69 мг мононатрий фосфата дегидрата, 1,22 мг гидрофосфата натрия дегидрата, 0,24 мг цитрата натрия, 1,04 мг моногидрата лимонной кислоты, 9,6 мг маннита, 0,8 мг полисорбата 50 и воды для инъекции, с добавлением гидроксида натрия по USP, в соответствии с необходимостью, для регулирования pH до уровня приблизительно 5,2.
Настоящее изобретение можно использовать для ввода дозы вещества, такого как жидкое лекарственное средство, например, ингибитора TNFa, в тело пациента. В одном варианте осуществления доза, подаваемая устройством для автоматической инъекции, в соответствии с изобретением, содержит антитело TNFa человека, или его участок соединения антигена.
В одном варианте осуществления ингибитор TNF, используемый в способах и составах, в соответствии с изобретением, включает в себя изолированные антитела человека или их участки связи с антигеном, которые связывают TNFa человека с высоким сродством и низкую скорость диссоциации, и имеют высокую нейтрализующую способность. Предпочтительно, антитела человека, в соответствии с изобретением, представляют рекомбинантные, нейтрализующие антитела анти-hTNFa человека, такие как, например, рекомбинантное нейтрализирующее антитело, обозначаемое D2E7, также называемое HUMIRA или адалимубаб (Abbott Laboratories; последовательность аминокислот области D2E7 VL показана в SEQ ID NO: 1 патента США № 6090382 последовательность аминокислот области D2E7 VH показана в SEQ ID NO: 2 Патента США № 6090382). Свойства D2E7 были описаны в публикации Salfeld и др., патентах США № 6090382, 6258562 и 6509015. Другие примеры ингибиторов TNFa включают в себя химерные и гуманизированные мышечные антитела анти-hTNFa, которые прошли клиническое тестирование для лечения ревматоидного артрита (см. например, Elliott et al. (1994) Lancet 344:1125-1127; Elliot et al. (1994) Lancet 344:1105-1110; and Rankin et al. (1995) Br. J. Rheumatol. 34:334-342).
Антитело анти-TNFa (также называемое здесь антителом TNFa), или его фрагмент связующий антиген, включает в себя химерные, гуманизированные антитела и антитела человека. Примеры антител TNFa, которые могут использоваться в изобретении, включают в себя, но без ограничений, инфликсимаб (Remicade, Johnson and Johnson; описанное в патенте США № 5656272, представленном здесь в качестве ссылки), CDP571 (гуманизированное моноклональное антитело анти-TNF-альфа IgG4), CDP 870 (гуманизированный моноклональный фрагмент антитела анти-TNF-альфа), анти-TNF dAb (Peptech), и CNTO 148 (голимубаб; Medarex and Centocor, см. WO 02/12502). Дополнительные антитела TNF, которые могут использоваться в изобретении, описаны в патентах США №№ 6593458; 6498237; 6451983; и 6448380.
Другие примеры ингибиторов TNFa, которые могут использоваться в способах и композициях в соответствии с изобретением, включают в себя этанерцепт (Энбрел, описанный в WO 91/03553 и WO 09/406476), растворимый рецептор TNF Тип 1, пегелированный растворимый рецептор TNF Тип 1 (PEGs TNF -R1), p55TNFR1gG (Ленерцепт), и рекомбинантный белок, связывающийся с TNF (r-TBP-I) (Serono).
В одном варианте осуществления примерные варианты осуществления обеспечивают улучшенное использование и композиции для лечения нарушений, при которых TNFa нежелателно, например, при ревматоидном артрите, с ингибитором TNFa, например, антителом TNFa человека или его участком связующим антиген, через носимое устройство для автоматической инъекции.
Ингибитор TNFa включает в себя любой агент (или вещество), которое влияет на активность TNFa. В предпочтительном варианте осуществления ингибитор TNFa может нейтрализовать активность TNFa, в частности, активность вредного TNFa, которая ассоциирована с расстройствами, в которых активность TNFa является вредной, включая в себя, но без ограничений, ревматоидный артрит, юношеский ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилоартрит, болезнь Крона, псориаз и псориатический артрит.
VIII. Фармацевтические композиции, предназначенные для использования в примерных устройствах для автоматической инъекции
Фармацевтические композиции могут быть загружены в устройство для автоматической инъекции в соответствии с изобретением для подачи в тело пациента. В одном варианте осуществления, антитела, участки антитела, а также другие ингибиторы TNFa, могут быть встроены в фармацевтические композиции, пригодные для ввода в тело пациента, используя устройство в соответствии с изобретением. Как правило, фармацевтическая композиция содержит антитело, участок антитела или другой ингибитор TNFa, и фармацевтически приемлемый носитель. "Фармацевтически приемлемый носитель" включает в себя любой и все растворители, дисперсионные среды, покрытия, антибактериальные и противогрибковые агенты, изотопные и задерживающие поглощение агенты, и т.п., которые являются физиологически совместимыми. Примеры фармацевтически приемлемых держателей включают в себя один или больше из воды, солевого раствора, солевого раствора с буферизованным фосфатом, глюкозу, глицерин, этанол и т.п., а также их комбинацию. Во многих случаях, предпочтительно включать в состав изотонические агенты, например, сахара, полиспирты, такие как маннитол, сорбит или хлорид натрия. Фармацевтически приемлемые носители могут дополнительно содержать малые количества вспомогательных веществ, такие как смачивающие или эмульсифицирующие агенты, консервирующие средства или буферные вещества, которые улучшают срок хранения или эффективность антитела, участка антитела или другого ингибитора TNFa.
Композиции для использования в способах и композиции в соответствии с изобретением могут находиться в различных формах, в соответствии с приемом через устройство, в соответствии с изобретением, включая в себя, например, жидкие растворы (например, растворы, пригодные для инъекции и инфузии), дисперсии или суспензии. В предпочтительном варианте воплощения, антитело или другой ингибитор TNFa подают, используя подкожную инъекцию, с применением устройства в соответствии с изобретением. В одном варианте осуществления пациент применяет ингибитор TNFa, включающий в себя, но без ограничений, антитело TNFa, или антиген связующий его участок, самостоятельно используя устройство в соответствии с изобретением. Терапевтические композиции обычно должны быть стерильными и стабильными в условиях их производства и хранения. Композиция может быть сформулирована, как раствор, микроэмульсия, дисперсия, липосома или другая упорядоченная структура, пригодная для высокой концентрации лекарственного средства. Стерильные растворы для инъекции могут быть подготовлены путем внедрения активных соединений (например, антитела, участка антитела или другого ингибитора TNFa) в требуемом количестве в соответствующий раствор с одним или комбинацией ингредиентов, перечисленных выше, в соответствии с необходимостью, после чего следует стерилизация фильтрованием. Обычно дисперсию подготавливают путем введения активного соединения в стерильную среду, которая содержит основную дисперсную среду и требуемые другие ингредиенты из перечисленных выше. В случае стерильных порошков для приготовления стерильных растворов для инъекции, предпочтительные способы приготовления представляют собой вакуумную сушку и сушку вымораживанием, в результате которой получается порошок активного ингредиента плюс любой дополнительный требуемый ингредиент из предыдущих стерильных отфильтрованных их растворов. Соответствующая текучесть раствора может поддерживаться, например, путем использования оболочки, такой как лецитин, путем поддержания требуемого размера частиц в случае дисперсии и путем использования поверхностно-активных веществ. Длительное впитывание композиций для инъекции может обеспечиваться путем включения в состав композиции агента, который задерживает поглощение, например, солей моностеарата и желатина.
В одном варианте осуществления примерные варианты осуществления обеспечивают носимое устройство для автоматической инъекции, например, ручку для самостоятельной инъекции, содержащую эффективный ингибитор TNFa и фармацевтически приемлемый держатель. Таким образом, в изобретении обеспечивается предварительно заполняемое и/или предварительно заполненное устройство для автоматической инъекции, содержащее ингибитор TNFa.
В одном варианте осуществления, антитело или участок антитела, предназначенный для использования в способах, в соответствии с изобретением, внедряют в фармацевтический состав, как описано в PCT/IB03/04502 и в публикации патента США № 2004/0033228. Этот состав включает в себя концентрацию 50 мг/мл антитела D2E7 (адалимубаб), в котором носимое устройство для автоматической инъекции содержит 40 мг антитела для подкожной инъекции. В одном варианте осуществления устройство для автоматической инъекции в соответствии с изобретением (или более конкретно, шприц устройства) содержит состав адалимубаба, имеющий следующую формулу: адалимубаб, хлористый натрий, дигидрат одноосновного фосфата натрия, дигидрат двухосновного фосфата натрия, цитрат натрия, моногидрат лимонной кислоты, маннит, полисорбат 80 и воду, например, для инъекции. В другом варианте осуществления устройство для автоматической инъекции содержит объем адалимубаба, включающего в себя 40 мг адалимубаба, 4,93 мг хлорида натрия, 0,69 мг одноосновного фосфата натрия дигидрата, 1,22 мг двухосновного фосфата натрия дигидрата, 0,24 мг цитрата натрия, 1,04 мг лимонной кислоты моногидрата, 9,6 мг маннита, 0,8 мг полисорбата 80 и воду, например, воду для инъекции. В одном варианте осуществления гидрохлорид натрия добавляют в соответствии с необходимостью, для регулирования pH.
Величина дозы ингибитора TNFa в устройстве для автоматической инъекции может изменяться в соответсвии с нарушениями, для лечения которых используют ингибитор TNFa. В одном варианте осуществления изобретение включает в себя носимое устройство для автоматической инъекции, содержащее дозу адалимубаба, составляющую приблизительно 20 мг адалимубаба; 40 мг адалимубаба; 80 мг адалимубаба; и 160 мг адалимубаба. Следует отметить, что все диапазоны, описанные здесь, включают в себя диапазоны доз, все числа, промежуточные для описанных значений, включены в изобретение, например, 36 мг адалимубаба, 48 мг адалимубаба и т.д. Кроме того, описанные диапазоны, с использованием упомянутых чисел, также включают в себя, например, от 40 до 80 мг адалимубаба. Числа, представленные здесь, не предназначены для ограничения объема изобретения.
Антитела и ингибиторы TNFa, используемые в изобретении, могут также быть применены в форме кристаллических составов белков, которые включают в себя комбинацию кристаллов белков, инкапсулированную в полимерный носитель для формирования покрытых частиц. Покрытые частицы состава кристаллических белков могут иметь сферическую морфологию и могут представлять собой микросферы размером вплоть до 500 микрометров в диаметре, или они могут иметь некоторую другую морфологию и могут представлять собой микрочастицы. Улучшенная концентрация кристаллов белков позволяет подкожно водить антитело, в соответствии с изобретением. В одном варианте осуществления антитела TNFa, в соответствии с изобретением, подают через систему подачи белков, в которой один или больше составов кристаллических белков или композиций вводят в тело пациента с нарушениями, относящимися к TNFa. Составы и способы приготовления стабилизированных рецептур, кристаллы антител которых или кристаллы фрагментов антител также описаны в публикации WO 02/072636, которая представлена здесь по ссылке.
В одном варианте осуществления состав, рецептура, содержащая фрагменты кристаллизованных антител, описанная в международной заявке на патент США № PCT/IB03/04502 и в публикации патента США № 2004/0033228, используется для лечения ревматоидного артрита с применением способов в соответствии с изобретением.
Вспомогательные активные соединения также могут быть внедрены в композиции. В некоторых вариантах осуществления, антитело или участок антитела, предназначенный для использования в способах в соответствии с изобретением, cсовместно формулируют с и/или совместно принимают с одним или больше дополнительными терапевтическими агентами, включающими в себя ингибитор или антагонист ревматоидного артрита.
Например, антитело анти-hTNFa или участок антитела могут быть совместно сформулированы и/или могут быть совместно введены с одним или больше дополнительными антителами, которые связывают другие цели, ассоциированные с нарушениями, относящимися к TNFa (например, антитела, которые связывают другие цитокины или которые связывают поверхностные молекулы клеток), одному или больше цитокинам, растворимому рецептору TNFa (см. например, публикация PCT № WO 94/06476), и/или одному или больше химическим агентам, которые ингибируют производство hTNFa или активность (такие как циклогексан илиденовые производные, как описано в публикации PCT № WO 93/19751) или любой их комбинации. Кроме того, одно или больше антител, в соответствии с изобретением, могут использоваться в комбинации с двумя или больше из описанных выше терапевтических агентов. Такая комбинированная терапия может предпочтительно использовать низкие дозы принимаемых терапевтических агентов, исключая, таким образом, возможные побочные эффекты, осложнения или низкий уровень отклика организма пациента, связанные с различными монотерапиями. Дополнительные агенты, которые могут использоваться в комбинации с антителом TNFa или участком антитела, описаны в заявке на патент США № 11/800531, которая в явном виде представлена здесь полностью по ссылке.
IX. Представления по ссылке
Содержимое всех ссылок, включая в себя патенты и заявки на патент, цитируемых в данной заявке, тем самым включены здесь по ссылке в их полноте. Соответствующие компоненты и способы этих ссылок могут быть выбраны для изобретения и его вариантов осуществления. Также, кроме того, компоненты и способы, идентифицированные в разделе уровень техники, являются неотъемлемой частью настоящего раскрытия и могут использоваться совместно с или для замещения компонентов и способов, описанных в другом месте в раскрытии в пределах объема изобретения.
X. Эквиваленты
В описанных примерных вариантах осуществления используется специфичная терминология с целью ясности. С целью описания считается, что каждый из конкретных терминов, по меньшей мере, включает в себя все технические и функциональные эквиваленты, которые работают аналогично, для выполнения аналогичного назначения. Кроме того, в некоторых случаях, когда определенный примерный вариант осуществления включает в себя множество элементов системы или этапов способа, эти элементы или этапы могут быть заменены одним элементом или этапом. Аналогично, одиночный элемент или этап может быть заменен множеством элементов или этапов, которые используются для того же назначения. Кроме того, когда параметры для различных свойств указаны здесь в примерных вариантах осуществления, эти параметры можно регулировать вверх или вниз на 1/20-ую, 1/10-ую, 1/5-ую, l/30-ую, 1/2 и т.д., или до их округленных аппроксимаций, если только не указано другое. Кроме того, в то время, как примерные варианты осуществления представлены и описаны со ссылками на конкретные их варианты осуществления, для специалистов в данной области техники будет понятно, что различные замены и изменения в форме и деталях могут быть выполнены здесь, без выхода за пределы объема изобретения. Также, кроме того, другие аспекты, функции и преимущества также находятся в пределах объема изобретения.
Примерные блок-схемы последовательности операций предусмотрены здесь с целью иллюстрации и являются неограничительными примерами способов. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что примерные способы могут включать в себя большее или меньшее количество этапов, чем показано в примерных блок-схемах последовательности операций, и что этапы в примерных блок-схемах последовательности операций, могут быть выполнены в другом порядке, чем представлено.