JP2004506491A - 流速の選択が可能かつ滴定が可能なボーラスボタン付きの定速流体送出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2000年8月18日に出願した仮出願シリアル番号60/226,017の米国35U.S.C.119(e)の下の利益を要求する。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、概して流体送出装置に関する。特に、選択可能な流速で様々な薬剤を送出するために使用することができ、また断続的に直接制御された流体の追加服用量の送出のためのボーラスポート(bolus port)を含んでもよい。
【0003】
(発明の背景)
糖尿病は、遺伝的および環境的な要因の両方によって引き起こされる慢性病である。それは、糖レベル(glucose levels)を制御する身体の無力によって特徴付けられる。治療されないままにおかれると、それは、循環系および神経系への傷害を引き起こして、器官不全、切断、ニューロパシー(neuropathy)、失明、そして結局死を生じさせる。糖尿病と関係する併発症のコストが、治療のコストを著しく上回ることが最終的に示された。糖尿病コントロール(Diabetes Control)および併発症トレイル(Complications Trail:DCCT)は、血糖レベル(blood glucose levels)の厳密な制御の利益を評価するための患者1400人の10年の研究であった。その研究は、そのような厳密な制御が網膜症、ネフロパシー(nephropathy)、ニューロパシーおよび心血管(cardiovascular)の危険の50%から75%の減少を与えることを見出した。
【0004】
アメリカおよびヨーロッパでは1750万人が糖尿病をもち、世界的には6000万以上いる。これらの人々のおよそ35%は、彼らのグルコースレベルの精密制御を維持するためにインシュリンを使用する。プログラムされたインシュリン注射または注入を通しての血糖レベルの正確な制御は、生活の高品位および診断後35から40年加えた平均余命を与える。
【0005】
現在、毎日のインシュリン治療には2つの主要モードがあります。第1のモードは、注射器およびインシュリンペンを含む。これらの装置は使用が簡単であり、またコストも比較的低いが、それらは、一般的に1日当たり3〜4回の注射毎に針刺しを要求する。第2のものは注入ポンプ治療であり、それは、約3年間存続する高価なポンプの購入品を伴う。ポンプの初期費用は、この種の治療に対する高い障害である。しかし、ユーザの観点からは、ポンプを使用した圧倒的に多くの患者は、彼らの生活の安息のためにポンプを付け続けることを好む。これは、注入ポンプは、注射器およびペンよりも複雑ではあるものの、インシュリンの連続的な注入、正確な投与、およびプログラム可能な送出スケジュールの利点を与えるからである。これは、より精密な糖制御および健康状態の改善された感覚を招く。
【0006】
集中治療における一般的な患者は、基礎レベル(basal level)を与えるためにインシュリンを注射し、そして、その日における食事に先立って補助ボーラス(supplemental boluses)をとる。注入ポンプを身に付ける人々は、彼らのポンプをプログラムして、送出スケジュールの本方式を模倣する。インシュリン治療の様々な現存あるいは予想される手段があり、それは患者が認めることであろう。
【0007】
第1は、経口物質(oral agents)と称され、それはインシュリンを役立たせる身体の能力を高める。代表的な合成物は、スルホニル尿素、ビグアナイド剤およびチアゾリジンジオン類を含む。経口物質はタイプ1の糖尿病患者に対して最初はふさわしく、数年の期間後は、これらの患者は一般的に追加のインシュリンで補うことを必要とするが、彼らの身体はあるインシュリンをつくる。タイプ1の糖尿病患者に関しては、身体がインシュリンをつくらず、これらの物質は有効ではない。
【0008】
1度でも経口物質がもはや有効ではないならば、インシュリンは注射器あるいはマルチ投与インシュリンペン(multi−dose insulin pens)を用いて注射される。注射器は、送出の最も高価ではない手段であるが、多くの患者は喜んでインシュリンペンの利便性に対してプレミアムを出す。
【0009】
最近の進歩は、極めて長期間効果のあるインシュリンの開発であった。通常のインシュリンは、10分内の生理的開始(physiological onset)と、約90分内のピーク活動をもつが、現在の長期間効果のインシュリンは8時間内をピークとする。このタイプのインシュリンは朝にとることができ、また食事のときにボーラス送出を伴うことができる。基礎的な送出における全ての人のインシュリン要求を完全に受ける代案は、多くの人に信頼されて病気の治療に役立てられるものである。インシュリン抵抗性(insulin resistance)は論理付けられて、血流中のインシュリンの高濃度の結果として、およびこれまでのインシュリンの増加量の結果として、血糖レベルのコントロールに必要であることを確立する。残念ながら、基礎的なブラスボーラスのプロフィール(basal plus bolus profile)は、未だに、同じ高さでかつ一般に1日当たり4回の望ましくない注射の繰り返しを生じる。長期間効果のあるインシュリンは、補助基礎インシュリン(supplemental basal insulin)の恩恵を受ける身体の患者のためによい治療を与えるが、しかし、これは一時的な状態であり、より厳密なインシュリン注射養生を6ヶ月から2年の間、ただ単に遅らせる。
【0010】
彼らの集中治療の関心の増加につれて、ユーザは主としてインシュリンポンプに目を向ける。しかし、それらの高いコスト(注射器治療の毎日のコストのおよそ8から10倍)および制限された耐用年に加えて、インシュリンポンプは比較的古い技術を提供し、また使用するのが煩わしい。さらに、ライフスタイルの見地から、ユーザの腹部上の送出位置にポンプをつなぐ管材料(“輸液セット”として知られる)は非常に不便であり、またポンプは比較的重く、ポンプを作ること運ぶことが面倒である。
【0011】
現在開発がなされているインシュリン送出の新方式は、肺動脈送出である。肺動脈送出は、比較的非能率的かつ量を定めることが困難であるので、肺動脈送出の重要な問題は投与量の臨界である。その結果、この送出形式の制御において血糖レベルを保つことは難しいであろうが、食事時間におけるボーラス送出の補助として大変便利であることが分かるであろう。送出の非能率(現在約10%)は、著しく肺治療のコストを跳ね上げる。さらに、インシュリンの常習的な吸入の影響は未知である。
【0012】
要約すれば、経口物質による患者はいつかはインシュリンに移り、また既存のポンプ治療は非常に高価である。より良い治療への関心は増加傾向にあり、ポンプ治療の実際の増加と、毎日の注射の増加数から明らかである。この増加した関心を充分に満たすために必要とされるものは、毎日の注射治療の最大の特徴(低コストと使いやすさ)をインシュリンポンプ(連続的な注入、正確な投与、および可変の送出速度)と組み合わせたインシュリン送出の形式であり、それは、それぞれの不利を回避する。これは、多くの患者に、低コストで改善されたインシュリン治療の利用を可能とするであろう。
【0013】
コストにおいて低くかつ使用するのに便利な移動性あるいは“着用可能”な薬剤注入装置を提供する様々な試みがなされた。これらの装置のいくつかは、部分的あるいは完全に使い捨て可能となることが意図される。理論上、このタイプの装置は、コストと不便さを伴うことなく、注入ポンプの利点の多くを与えることができる。しかし残念ながら、これらの装置の多くは、低い送出コストで薬剤の流速を正確に制御することができず、したがってインシュリンのような投与臨界薬(dose−critical drugs)との互換性がない。加えて、固定されたインシュリン流速で動作する装置は、コスト目標を満たすかもしれないが、食事時間におけるボーラス注射は未だ必要とする。したがって、結局、これらの既存の装置は、注入ポンプの最適の代案を務めない。
【0014】
(発明の要約)
本発明は、着用可能な内蔵式薬剤注入装置によって従来技術の不利や制限を充分に回避し、それは構成が単純ではあるが、インシュリンのような投与臨界薬に必要とされる正確かつ可変流速制御ができる。その流速は、ユーザによって選択可能であり、個人的な代謝速度の広範囲に対応する。その装置は、電子的な構成要素が不要であるため、一般的なインシュリンポンプよりも製造がきわめて安上がりである。さらに、その装置は、それが純粋な機械的プロセスを組み入れることができるため信頼できる。
【0015】
本発明の好適な実施例において、薬剤注入装置は、ハウジングと、流体の供給量を収容するためのリザーバと、患者に流体を送出するためのカニューレ(ニードル)を含む。その装置は、リザーバから送出カニューレに流体を送出するための第1および第2流路をさらに含む。第1流路は、その有効長を増すために曲がりパターンに配置される。第1通路(以下、“曲がり通路”とも称される)の断面は、第2通路の断面よりも小さい。第2通路は、曲がり通路と流体的に連通する複数のノードによってさらに構成される。曲がり通路は多くの部分に分けられ、それらの部分は、第2通路のノードと関連付けられる。各ノードは選択的に止められ、そのノードを通しての流体の流れを許可あるいは阻止する。そして、ノードが開かれたときに流体は第2通路を通して通過することができ、それは、その大きな断面と短い長さのために、より小さい流れの絞りを与える。1つ以上のノードを閉じることにより、リザーバからニードルに流れる流体は、閉じられたノードに関連付けられた曲がり通路の各部分を通して移動することが強いられる。より多くのノードを閉じることは曲がり通路の有効長を増し、そこを通って流体は流れなければならない。そして、より多くのノードを閉じることによって、曲がり通路の有効長さが増大され、流れの絞りが増加され、そして流速が減少される。
【0016】
本発明の好適な実施例においては、さらばねがハウジング内に含まれる。装置が作動されたとき、さらばねは、流体リザーバを拘束して加圧し、リザーバからニードルに向かう流れ出しを流体に生じさせる。さらばねは、リザーバに一定圧を加えて、リザーバ内の流体量の変化に拘わらず、時間を超えた一定維持の流速を生じさせる。
【0017】
他の好適な実施例において、第1および第2通路はハウジング内に形成され、ハウジングに固定的に取り付けられる可撓性薄膜によって形成される各通路の1つの壁をもつ。第2流路の各ノードは、ハウジング内の各窪みによって第2流路に沿って形成される。流速選択装置は、可撓性薄膜がハウジングと流速選択装置との間に挟まれるように、ハウジングに移動可能に取り付けられる。流速選択装置は、ハウジング内の各窪みと形状が対応する各移動止めを備える。流速選択装置は、各窪みと整合するように動かされてもよく、これにより各移動止めの選択数が対応する各窪みと対応する。各移動止めの形状が各窪みと適合するので、各移動止めが可撓性薄膜を各窪み内に押して、各ノードを通しての流体の流れを阻止する。したがって、移動止め、薄膜、および窪みは、それぞれのノードにおけるバルブとして動作する。
【0018】
他の好適な実施例において、装置は、薬剤のボーラス注射の送出のためのボーラスポートを備える。そのポートは、送出カニューレの基端部と連通するハウジング内の開口を含む。直接ユーザにポートを通して薬剤の追加服用量を送出するべく、注射器が使用されてもよいように、その開口は好ましくはエラストマーの隔壁によってシールされる。ボーラス注射が終わって、注射器が外されたとき、隔壁は再シールし、ボーラスポートを通しての薬剤の逃げを阻止し、かつ装置の回りの密閉シールを維持する。ボーラスポートは、注射器のニードルを薄膜にガイドするための円錐形状のガイドをさらに含んでもよい。
【0019】
本発明の様々な目的、利点、および新規な特徴は、添付された各図面と併せて読まれたときに、下記の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【0020】
各図面の全体に渡って、同様の参照番号は、同様の部分と構成要素を示すものとして理解されるであろう。
【0021】
(好ましい実施例の詳細な説明)
本発明の第1の実施例によって構成された流体送出装置は、図1から5に示される。その装置10は、患者の皮膚の中、あるいはそれを通しての連続的な注入によって、薬物治療の液体、必ずしも限定されないが好ましくはインシュリンの送出に利用することができる。その装置10は、ユーザによって皮膚の表面に付けられることが意図され、ユーザの皮膚内または皮膚を経皮的に通して皮下組織内を貫通するカニューレ(中空針)をもつ。装置10は、電子コンポーネントを必要とせず、製造が単純かつ安価で、その上、薬剤の選択的な一定流速を患者に提供することを意図する。しかし、本発明は、特定の大きさに制限されず、装置10は、直径および約12ミリメートル、高さ約50ミリメートルの全体の大きさ(送出カニューレおよびカニューレシールド100を除く)を有する。送出カニューレは硬性または柔軟性であってもよく、また所望の長さを有することができるが、標準的な長さは5ミリメートルと12ミリメートルの間である。カニューレシールド60は、高さを約15ミリメートルとし、装置15の合計高さを約27ミリメートルとすることができる。単一の送出カニューレの代わりに、複数のマイクロニードルをユーザの皮膚に薬物治療の液体を送出するために用いてもよい。典型的なマイクロニードルの長さはわずか0.5ミリメートルであるので、マイクロニードルを用いて構成された装置10は、12ミリメートルよりはるかに大きくない大きさの高さを有してもよい。ここにおいて用いられる用語の「送出カニューレ」は、図面に示されるタイプの中空ニードルのみならず、皮膚浸透または他の方法に拘わらず、1つまたは複数のマイクロニードルあるいは、薬物治療の液体を皮膚または皮膚を通して送出する他の構成を含むことが理解されるであろう。
【0022】
図1から5は、装置10の第1の実施例のアッセンブリを示す。装置10のハウジングは、頂部カバー12および底部カバー14から構成される。底部カバー14は、患者の皮膚に付けられるために平らな表面を有し、かつリリース・ライナー20によって覆われる外表面18上に接着性の層16を有する。リリース・ライナー20は離れることにより接着性の層16を露出し、これにより、装置10を患者の皮膚に付けることができる。装置10は脚22、24によって共に保持され、それらは底部カバー14から上方に延在し、頂部カバーの開口26,28を通ってからセレクタノブ32内のねじ30に螺合する。
【0023】
環状の可撓性薄膜34は、頂部カバー12の内側表面に取り付けられて、流体リザーバを形成する。薄膜34は、薄膜34の径方向の内側と外側におおいて頂部カバー12にシールされて、薄膜34と頂部カバー12の内側表面との間に充填可能な空間36を形成している。薄膜34と頂部カバー12との間の液密的な結合を達成するために好適なヒートシーリング、または他のシーリング方法を用いることができる。
【0024】
底部カバー14は、さらばね40と嵌り合う位置決めボス38を有する。ばね40は、装置が使用に供されるまでは曲げられていないままである。図2に示されるように、セレクタノブ32の回転は、底部カバー14を頂部カバー12に接近させることをねじ30に強いる。底部カバー14と頂部カバー12が共に強いられたときに、皿ばねは、薄膜34に接触し、薄膜34に当たって曲がる状態となり、リザーバ30内の流体が加圧されることを引き起こす。流体リザーバ内の皿ばねディスクの使用に関する更なる詳細は、通常に譲渡された米国特許5,957,895号および6,074,369号に見出すことができ、それはBurtton H. SageとRobert I. Connellyに与えられ、それらは参照することによって明らかにここに組み込まれる。
【0025】
頂部カバー12は、ハブ46と結合すべく適合する中央開口44の周りに、突部42をさらに有する。ハブ46がカニューレ48を保持し、かつ頂部カバー突部42にスナップすることによって、カニューレ48が中央開口44と流体的に連通する。
【0026】
装置10が使用される前に、リザーバ36は薬剤で満たされなければならない。図3に示されるように、注入ポート50が備えられている。ポート50は、頂部カバー12内の開口52と、その開口を覆う再シール可能な薄膜54と、薄膜54を適当に保護するカバー56とを含む。再シール可能な薄膜54は、リザーバ36内を薬剤で満たすように注射器がリザーバ36内に挿入されることを可能とし、しかし注射器が離されたときは注入ポート50をシールすることにより、薬剤は注入ポート50を通って逃げることはできない。セレクタノブ32がスロット58を備えることにより、注入ポート50は最初はアクセス可能である。しかしながら、一旦、セレクタノブ32が回されて装置を始動したら、それは元の位置に回転して戻ることはできない。したがって、装置10が動作された後は、注入ポート50はアクセスされない。この特徴は、装置10が一度だけ使用されることを保証する。
【0027】
装置の初期設定では、図1および4に示されるように、頂部カバー12が底部カバー14から離される。この状態においては、ばね40が薄膜34によって押されず、カニューレ48が引っ込められることにより、それは底部カバー14の下面18を越えては延在せず、ねじ30の下側端が底部カバー14の脚22,24と螺合する。取り外し可能なカバー60はカニューレ46とハブ46の上に配置され、カニューレ48との故意ではない接触を回避して保護する。
【0028】
装置を使用するために、リザーバ36は満たされ、取り外し可能なカバーカバー60はカニューレ48を露出するために外される。次に、リリースライナー20は接着性の層16を露出するために外され、装置10は、患者の皮膚に付けられる。最後に、セレクタノブ32が回される。ノブ32が最初の180度を越えて回されるときに、ねじ30は脚22,24を動かしてさらに開口26,28内に押し込む。脚22、24が開口26、28内に落とされたときに、図2および5に示されるように、頂部カバー12は潰れて底部カバー14内へ落とされる。カニューレ48が頂部カバー12に固定的に取り付けられているので、装置10が潰れたときに、カニューレ44は、底部カバー14の下面18を過ぎて、患者の皮膚内に延在する。次に、ばね40は薄膜34と接触して曲がり、リザーバ36内の液薬に正確な圧力を与える。最後に、所望の流速を選択するために、セレクターノブ32が180度を越えて回される。セレクタノブ32の機能性および流速の選択に用いられる流路は、以下においてより詳しく検討される。
【0029】
液薬がリザーバ36から抜ける可能性のある唯一の通路は、頂部カバー12内に形成されたポート62を通る。ポート62は、薄膜リザーバ36から頂部カバー12の上面64への薬液の流れを可能とする。ポート62は、頂部カバー12の上面64内に形成された流路66と流体的に連通し、最終的に、頂部カバー12の中央開口44と送出カニューレ48に通じる。
【0030】
図6は、頂部カバー12の表面64内に形成された各流路66の詳細視を示す。各通路66は非常に小さな横断面をもち、その最小はおおよそ幅20ミクロン、深さ60ミクロンである。この大きさの通路を正確につくることが可能な方法の1つは、通路のメタルネガティブ(metal negative)をつくるフォトリソグラフィ技術の使用と、表面64内に形成される通路66付きの頂部カバー12を形成するための樹脂の射出成形である。しかし、本発明はいつくかの特定の製造技術に制限されず、当業者は、様々な可能性のある製造方法を認めるであろう。頂部カバー12の表面内に形成された各流路66は開口側面を有し、それは、各通路の1つの壁を形成する可撓性薄膜68によってシールされる。薄膜68は、好ましくは頂部カバー12にヒートシールされるが、使用可能ないくつかの適切なボンディング方法が認められるであろう。通路66は小さな横断面をもって極めて長いので、それらは流れ絞り器(flow restrictor)として作用する。各流路66によって生じる流れの絞りと共に、ばね36によって付与される圧力の大きさは、患者への薬剤の正確な規制された流れを許す。
【0031】
図6に示される詳細視を参照するに、最初の流路70は基端部72と末端部74を有する。基端部72は、リザーバポート62と流体的に連通し、末端部74は、2つの可能パス(possible paths)と連通する。第1のパスは曲がり通路76であり、第2は選択通路78である。曲がり通路76と選択通路78の両方は、最初の通路70と連通する基端部と、出口通路80に連通する末端部を有する。曲がり通路76と選択通路70は互いに一様に平行に走っているが、曲がり通路76は、その曲がりパターンのために、選択通路78よりもはるかに長い。出口通路80は、結果的に、中央開口44、さらにカニューレ48の内部に流体的に連通する。曲がり通路76は、緊密にまとめられた各180度回転の連続を成すように形成され、その有効長をきわめて長くしている。さらに、曲がり通路76は、およそ20ミクロンの幅、および60ミクロンの深さである。その長い長さおよび小さな横断面により、曲がり通路76は、流れの絞り器として作用する。
【0032】
選択通路78は、曲がり通路76に沿って比較的直線に走り、好ましくは曲がり通路76よりも横断面が大きく、薬剤の流れを制限しない。選択通路78に沿って複数のノード82があり、それらは、曲がり通路76の異なる位置にそれぞれ流体的に連通している。ノード82のそれぞれは、開かれあるいは閉じられることにより、より詳細に後述されるように流体の流れを許容もしくは止めることができる。図6に示されるように、セレクタノブ32は、各ノード82に対応するように、その下側に形成された移動止めを有する。閉じられるノードの変化する数は、セレクタノブ32の回転によって選択することができ、したがって移動止め84の適切な数は、図7A−1から7C−2に示されるように各ノード82と同じ方向に並べられる。可撓性薄膜86は、頂部カバー12とセレクタノブ32との間に挟まれる。薄膜86は、充分に薄くかつ柔軟であって、各移動止め84に、薄膜86を各ノード82内に押してノードを通しての流体の流れを遮断することを許容する。薄膜86は、任意の適切な材料から構成することができるが、好ましい材料は約2〜3ミリの厚さをもつポリカーボネートである。
【0033】
選択通路78に沿う各ノード82のそれぞれは、図8および9に示されるように、セレクタノブ32と可撓性薄膜86と協働してピンチバルブを形成する。それぞれの図は、単一のノードの横断面を示す。図8を参照するに、各ノード82のそれぞれは、選択通路78に沿う頂部カバー12の表面の窪み88によって形成される。セレクタノブ32の底部は、各ノード窪み88に対応する形状の各移動止め84をもつ。図8に示されるように、移動止め84がノード82の直上に位置しないときは、バルブは開きのままであり、そのノード82を通して流体が自由に通る。図9に示されるように、移動止め84がノード82の上に位置したときは、その移動止め84が可撓性薄膜86をノード82内に押して、バルブを閉じる。したがって、流体はノードを通して流れることはできない。
【0034】
図6の参照に戻り、流体がリザーバ36からカニューレ48に向かって流れて、最初の通路74の末端部に至るとき、それは曲がり通路76内または選択通路78内のいずれかに流れる。全てのノード82が開いている場合には、極めて小さい流れ絞りのために、ほとんど全ての流体は選択通路78を通って出口通路80に流れるであろう。しかし、第1のノード90が閉じられた場合、流体は、第1のノード90と第2のノード92との間の曲がり通路76の部分を通しての流れが強いられる。なぜならば、その曲がり部分が選択通路78よりも多くの絞りを与え、合計の流れの絞りが増大するからである。残りの各ノード82が開いたままの場合、流体は、第2のノード93を通して選択通路78に流れ込むことにより、曲がり通路76の残りを回避することができるであろう。さらに、セレクタノブ32を回すことにより、より多くのノード82が閉じられる。ノードを追加して閉じることは、曲がり通路76の追加部分を通しての流れに、流れの絞りの増加、および流速を小さく変化させることを強いる。最大の流れの絞り(つまり最小の流速)は、ノード82の全てが閉じられて、全部の曲がり76を通しての流れが強いられるように、セレクタノブ32が回されたときに達成される。
【0035】
図7A−1から7C−2は、閉じられるノードの数を選択するために、セレクタノブ32がどのように回されるかを概念的に示す。図7A−1および7A−2は、移動止め84のいずれもがノード窪み88のどれとも合わないように、第1の位置にある頂部カバー12とセレクタノブ32を示す。この位置において、ノードの全ては開かれ、流速は最大とされる。図7B−1および7B−2は、第2の位置にある頂部カバー12とセレクタノブ32を示す。示されるように、移動止め84の5つがノード窪み88の5つと整列する。したがって5つのノードが閉じられ、曲がり通路76の対応する部分を通しての流れが強いられる。最後に、図7C−1および7C−2は、移動止め84の全てがノード窪み88と整列するように、第3の位置にある頂部カバーとセレクタノブ32を示す。この位置において、全てのノードが閉じられ、全部の曲がり通路を通しての流れが強いられ、流速は最小となる。
【0036】
以上の記述は、患者への薬剤の基本的な流速を装置が与えるためのメカニズムついて説明する。以下、装置が静脈内ボーラス(bolus injections)を与える機能を如何にしてさらに組み込むことができるかが説明されるであろう。静脈内ボーラスは、例えば、糖尿病の患者にとって、彼らが食事と共にインシュリンの静脈内ボーラスを必要とするであろうときに特に重要である。
【0037】
1つの実施例において、装置10が1つのボーラスポート(bolus port)を備えている。一旦、装置10が作動されてカニューレが患者に挿入されると、ボーラスポートは、必要に応じて、同じカニューレを通しての薬剤の多量の追加注入のためにアクセスされてもよく、これにより追加ニードルスティック(additional needle sticks)の不便を回避する。図1から3を参照するに、ボーラスポートは、頂部カバー12内の中央開口44上の可撓性薄膜86に固定的に取り付けられたエラストマー隔壁94を含む。その隔壁は、ポートガイド96によって所定位置に保持される。ポートガイド96は、好ましくは樹脂の長い部品であり、頂部カバー12に超音波溶接されて隔壁94を所定位置に閉じ込める。ポートガイド96は、さらに円錐形の内部を有し、隔壁94へのニードル下降のガイドに役立つ。患者が静脈内ボーラスを必要とする場合、彼らは、注射器のニードルを隔壁を通して中央開口44内に簡単に挿入して注入する。この追加の投与は、送出カニューレ48を通して身体内へ直ちに運ばれる。その注入が終わった場合には注射器を外してもよく、隔壁94はその後側をシールして、装置10内の密閉シールを維持する。
【0038】
いくつかの適用例においては、ボーラス注射を通して受けられる薬剤の量を制限することが重要なことがある。あるとき、そのような適用例は、静脈内ボーラスがオピオイド(opioid)である場合かもしれないが、当業者であれば、多くのそのような状況があることを認識しているであろう。本発明の方式は、ボーラスボタン(bolus button)付きの装置を提供するために適用されてもよい。そのボーラスボタンは、与えられた期間に渡ってボーラスボタンを通して送出される薬剤の量を制限する間、必要に応じて静脈内ボーラスをすることをユーザに許容する。ボーラスボタンを組み込む装置10の概略は、図10に示される。
【0039】
ボーラス流路98は、既に説明された流路のように、頂部カバー12の表面に組み込まれる。ボーラス流路98は基端部と末端部を有する。その基端部はリザーバと流体的に連通し、一方、末端部はボーラスボタン構造と流体的に連通する。可撓性薄膜68は、ボーラス流路98の1つの壁を形成する。ボーラス流路98は、ボーラスボタンへの薬剤の流れを制限するために曲がり部102を有する。ボーラス流路98は、望ましくは、ボーラスボタン100からリザーバ36に向かって戻る薬剤の逆流を防ぐためにチェックバルブ104を組み込む。ボーラス出口通路106は、ボーラスボタンと連通する基端部と、出口通路80と中央開口44に連通する末端部を有する。ボーラス出口通路は、望ましくは、出口通路80からボーラスボタン100への流体の逆流を防ぐためにスプリングチェックバルブ108を組み込む。スプリングチェックバルブ108がばね圧を与えることによって、流体は、そのばね圧に打ち勝たなければ、ボーラスボタンから中央開口44に流れることはできない。これは、ボーラスボタンが押されるまで、ボーラス流路98を通して患者への薬剤の流れを防ぐ。
【0040】
ボーラスボタン100は、可撓性薄膜68によってシールされた頂部カバー12内の窪みである。流体は、ボーラスボタン窪みと可撓性薄膜との間に形成される空間に、流れ込んで満たす。一旦、ボーラスボタン100が満たされれば、流体は、ボーラスボタン100内に留まり、チェックバルブ104とスプリングチェックバルブ108のために流れ出ることができない。
【0041】
ボーラスを注入するために、ユーザは、ボーラスボタン100内の流体の加圧を生じさせるボーラスボタン100の薄膜68を押下する。一旦、ボーラスボタン100内の圧力がスプリングチェックバルブ108のばね圧に打ち勝ったならば、流体は、ボーラスボタンを出て、ボーラス出口通路106から中央開口44およびカニューレ48に向かって流れ出る。ボーラスボタン100が空になったとき、可撓性薄膜68はボーラスボタン窪み内に変形する。
【0042】
一旦、ボーラスボタン100が空になれば、流体は、リザーバ36からそれへの流れを始めるであろう。しかし、ボーラスボタンへの補充時の量は、流れ絞り通路98によって制限される。したがって、ユーザが静脈内ボーラスできる最大量は、ボーラス流れ絞り器102内の絞りの量によって管理される。もしも患者が連続的にボーラスボタン100を押したとしても、彼らは、先の押しからボーラスボタン内に流れ込んだであろう、それぞれの押しによるものと同量の薬液を受け入れるだけであろう。
【0043】
他の好ましい実施例において、ボーラスボタン容積を形成するキャビティーは、調整可能なプラグに備えられる。そのプラグはねじ付き部材であり、ボーラスボタン100の容積を調整するためにボーラスボタン窪み内のねじ孔の内または外に調整することができる。ボーラスキャビティーの容積を変えるたの他の手段は与えられるであろうし、それらは本発明の範囲内である。
【0044】
図11から13は、本発明の第2の実施例を示す。装置の第2の実施例のアッセンブリのための図11から13を参照するに、製品の2つの主要な構成要素は、頂部カバー212と、ユーザの皮膚に接触することになる折り畳み可能な底部カバー214である。薬剤を送出するためのニードル216は、紫外線硬化エポキシなどの接着結合によって、頂部カバー212内に保持される。さらに、頂部カバーの内側表面218上において、環状の袋膜220は、それと頂部カバー212の内側との間に薬剤が収容されるように、その内径と外径の両方において表面218にヒートシールされる。アッセンブリは、頂部カバー212に対する底部カバー214の永久結合によって、まとめて保持される。セレクタノブ222は、セレクタノブ222の回転が自由であるように、頂部カバー212の頂部表面に対するハブ252の溶接結合によって、頂部カバー212上に保持される。最後に、さらばね226は、その内径において、起立位置決めリング228に向かって底部カバー214に保持される。ばね226は、製造の日からは応力を受けず、ユーザによる製品の使用の時まで応力が加えられない。
【0045】
製品がユーザに送られたとき(図11)、示されるように、底部カバー214は、頂部カバー212内に型押しされたニードル216の高さを丁度越えて延在するように、外側に向くドーム状とされる。装置を使用するために、ユーザは、ユニットの頂部上のセレクタノブ222を用いて、最初に所望の流速を選択するであろう。セレクタノブ222が回された際、それが各流速過程を終えるときに可聴音とクリック感が与えられ、また所定の位置における量は、セレクタノブ上のポート230を通して読み取ることができる(図13参照)。一旦、量が選択されれば、その後、ユーザは、薬剤の適切な量をもつニードル形状の単純な充填装置を用いて、充填ポート232を通してユニットを充満させ、そのポートは、ポート位置232において頂部カバー212に留められるエラストマーの充填ポート隔壁234から成る(図12参照)。ユニットは、24時間の期間身に付けられることが意図されるため、流速に拘わらず、薬剤の異なる量は、選択された夫々の流速によってユニット内に注入されなければならないであろう。そのため、本発明の特徴は、充填装置プランジャのための物理的な留め具を含み、それは、先のステップにおいてセレクタノブ222を用いて選択された各流速の異なる深みにあるであろう。再び図11を参照するに、ユニットの充填後、ユーザーは、シールド238を外し、ユニットの下に隠されたままのニードル216を露出させるであろう。そして、ユーザは、底部カバー214上の接着性のキャリア242からリリースライナー240を剥離するであろう(接着性のキャリア242は、キャリア242がその全領域を越えたユーザの皮膚に接着されている間は、接着性の層244によって示される領域内において単に底部カバーに接着される)。その後、ユニットは、腹などの適切な位置において患者の皮膚に接着されるであろう。
【0046】
ユニットを作動させるために、ユーザは、その後、底部カバー214の薄い外側周辺が内側に潰れることを引き起こして、底部カバー214が頂部カバー212内の奥に保持されることを許容する。底部カバー214は、頂部カバー212内に潰され、頂部カバー212に取り付けられているニードル216は、この装着により、底部カバー214の開口を通して下方へ移動し、そしてユーザの皮膚の中に入るであろう。図12に、ニードル216がどのようにして底部カバー214の底面を越えて突き出るかを示す。そして、底部カバー214が頂部カバー212内に潰れたときに、ばね226は、液剤を収容する袋220との接触が強いられる。このばね力は、皿ばね226をそのゼロばね定数レンジへの下向きに反らして、これにより袋220内の薬剤に対して正確な圧力を与え、それは皮膚内への薬剤の流れを開始するであろう。最後に、底部カバー214は、底部カバー214の内側リングの内方に潰れたときに、ロッキングリング248に接触し、それを頂部カバー212内の孔を通して上向き、かつセレクタノブ222の内径の歯250内に向けて強要する。それは、流れの開始後に、流速が不注意や故意のいずれによっても他の設定に動かされないような場所に、セレクタノブ222をロックする。
【0047】
製品を外すために、ユーザは、潰された底部カバー214が図11のようにドーム状にされる位置に弾いて後退して、ユニットが安全な姿勢となるまで、ユニットの上方に単に引いて皮膚から遠ざけ、そしてニードルは皮膚から引き込められるであろう。この時点において、ユーザは、皮膚から装置を簡単に剥離することができ、もし望まれればニードル216の上にシールド238を戻し、そして処分する。ユニットの作動後は、ニードルが引き込められた後においてさえもセレクタノブが回されないことに、さらに注意すべきである。もしも、ロックリング248がセレクタノブ222を起動に向かってわずかに回された場合、ユニットが充填されずに製品の使い捨てが強要されるように、充填ポート232は塞がれるであろう。
【0048】
最後に図11から13を参照するに、第3の実施例は、ユニットの頂部上のボーラスポートをさらに含み、ユーザに、ユニットのニードル216を通して皮膚に直接に、薬剤の計測された量を直ちに注射することを可能とする。これは、ユーザに、追加のニードルスティックに頼る必要なしに、迅速に薬剤の投与量をとることを許容する。ボーラスポートは、頂部カバー212の頂部にセレクタノブ222を保持するハブ252内に組み込まれる。そのポートは、頂部カバー212の頂部表面に超音波溶接され、これにより、薄膜シール68とボーラスポートとの間にエラストマー隔壁254を閉じ込める。この方において、隔壁254はセルフシールのニードルポートとして作動し、ニードル216の上流近くのノードに直接に接続する。ボーラスポートは、ユニットが身体に付着し、かつニードルを皮膚にセットする間、いつでも使用することができる。
【0049】
本発明は、それのいくつかの好ましい実施例を参照して説明したが、本発明がこれらの実施例の内容に限定されないことは理解されるであろう。様々な置き換えおよび変更は、前述した中において説明され、また他の置き換えおよび変更は、当業者にとって思い浮かぶであろう。そのような置き換えおよび変更の全ては、添えられたクレーム中に定められるような発明の範囲内にあることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】薬物注入装置に完全に組み立てられた第1実施例の使用前の形態における断面図である。
【図2】図1に示される薬物注入装置の第1実施例の使用中の形態における断面図である。
【図3】図1および図2に示される注入装置の分解図である。
【図4】図1および図2の薬物注入装置の使用前の形態における斜視図である。
【図5】図1および図2の薬物注入装置の使用中の形態における斜視図である。
【図6】本発明に基づいて流速を調整するために使用される各流路と各ノードの詳細斜視図である。
【図7】様々な位置における各ノードの操作を説明する概略図である。
【図8】開き位置における流速選択ノードの断面図である。
【図9】閉じ位置における流速選択ノードの断面図である。
【図10】流速制限ボーラスボタンを含む本発明による流体送出装置の概略図である。
【図11】薬物注入装置に完全に組み立てられた第2実施例の使用前の形態における断面図である。
【図12】図11に示される薬物注入装置の第2実施例の使用中の形態における断面図である。
【図13】図11および図12に示される注入装置の分解図である。
Claims (28)
- 選択可能な一定流速で流体を送出するための装置であって、
ハウジングと、
前記流体の供給量を収容し、かつ圧力下において前記流体を送出するための前記ハウジング内のリザーバと、
それぞれが基端部と末端部を有し、前記各基端部は前記リザーバに流体的に連通する第1および第2流路と、
前記流体を送出するために前記第1および第2流路に流体的に連通する送出カニューレと、
を含み、
前記第1流路は複数の部分を含み。
前記第2流路は複数のノードを有し、それぞれのノードは、前記第1流路の対応部分に流体的に連通し、かつ特定のノードが閉じられたときは、前記リザーバから前記ニードルに向かって流れる流体がそのノードを通して通過しないが、ある程度は前記第1流路の対応部分を通して通過するように閉じられることが可能である。 - 前記第2流路は、前記第1流路よりも大きい断面積を有する請求項1に記載の装置。
- 前記第1流路は、曲がりパターンに形成される請求項1に記載の装置。
- 追加流体の直接送出のために、前記送出カニューレに流体的に連通する再シール可能なポートをさらに有する請求項1に記載の装置。
- 前記リザーバは、前記リザーバ内に収容された前記流体を加圧するための少なくとも1つのばね要素を含む請求項1に記載の装置。
- 前記ばね要素は皿ばねである請求項5に記載の装置。
- 前記第1および第2流路は前記ハウジング内に形成される請求項1に記載の装置。
- 前記各流路の少なくとも1つの壁は可撓性薄膜によって形成される請求項7に記載の装置。
- 前記各ノードは、前記ハウジング内の各窪みによって形成され、
前記装置は、前記ハウジングに移動可能に結合された流速選択装置と、前記ハウジングと前記流速選択手段との間に配置された前記可撓性薄膜とをさらに有し、
前記流速選択装置は、各移動止めが動かされて対応する各ノードの閉じを引き起こす前記各窪みの数と整合するように、前記各窪みと一致すべく合わせられる複数の移動止めをさらに有する請求項1に記載の装置。 - 前記送出カニューレと流体的に連通するセルフシールニードルポートをさらに含む請求項1に記載の装置。
- 患者への薬剤注射の方法であって、
第1通路と第2通路の基端部に流体的に連通して加圧される薬剤のコンテナを準備し、前記第1通路と前記第2通路のそれぞれはカニューレと流体的に連通する基端部を有し、前記コンテナは前記第1および第2通路の部分とそれぞれ流体的に連通する複数のノードを有し、前記各ノードは、前記各ノードが閉じ位置にあるときに流体が前記第1通路から前記第2通路へ流れないように適合され、
前記患者に前記カニューレを注射し、
各ノードの選択された数を閉じ、
各ノードの選択された数によって決定された流速で、前記各流路と前記カニューレを通して前記患者に前記薬剤を送出する、
各ステップを含む。 - 前記第1通路は、前記第2通路よりも実質的に長くかつ断面が小さい請求項11に記載の方法。
- 前記準備するステップは、
実質的に平坦な表面にシールされる少なくとも1つの可撓性薄膜を含むコンテナ内に、薬剤の前記加圧されるコンテナを準備することを含む請求項11に記載の方法。 - 前記コンテナに接触させてばねを曲げることによって、前記薬剤を加圧することをさらに含む請求項13に記載の方法。
- 前記ばねは皿ばねである請求項14に記載の方法。
- 一定の流速で流体を送出するための装置であって、
ハウジングと、
前記流体の供給量を収容し、かつ圧力下において前記流体を送出するための前記ハウジング内のリザーバと、
基端部と末端部を有し、前記基端部が前記リザーバに流体的に連通する第1流路と、
前記流体を送出するために前記第1流路の末端部に流体的に連通する送出カニューレと、
追加の流体を直接送出するために、前記送出カニューレと流体的に連通する再シール可能なポートと、
を含む。 - 前記リザーバは、前記リザーバ内に収容された前記流体を加圧するための少なくとも1つのばね要素を含む請求項16に記載の装置。
- 前記ばね要素は皿ばねである請求項17に記載の装置。
- 前記再シール可能なポートは、ニードルを受け入れるように適合される請求項16に記載の装置。
- 前記第1流路は前記ハウジング内に形成される請求項16に記載の装置。
- 前記第1流路の少なくとも1つの壁は可撓性薄膜によって形成される請求項20に記載の装置。
- 前記第1流路は複数の部分を含み、
前記装置は、前記リザーバに流体的に連通する基端部と、前記送出カニューレに流体的に連通する末端部と、を有する第2流路をさらに含み、
前記第2流路は、前記第1流路よりも大きな断面積を有し、さらに複数のノードを有し、それぞれのノードは、前記第1流路の対応する部分と流体的に連通し、かつ特定のノードが閉じられたときは、前記リザーバから前記ニードルに向かって流れる流体がそのノードを通しては通過しないが、ある程度は前記第1流路の対応する部分を通して通過するように閉じられることが可能である請求項16に記載の装置。 - 前記第1流路は、曲がりパターンに形成される請求項22に記載の装置。
- 一定の流速で流体を送出するための装置であって、
ハウジングと、
前記流体の供給量を収容し、かつ圧力下において前記流体を送出するための前記ハウジング内のリザーバと、
基端部と末端部を有し、前記基端部が前記リザーバに流体的に連通する第1流路と、
前記流体を送出するために前記第1流路の末端部に流体的に連通する送出カニューレと、
前記リザーバに流体的に連通する基端部と、ボーラスボタンと流体的に連通する末端部と、を有する第2流路と、
前記ボーラスボタンと流体的に連通する基端部と、前記送出カニューレと流体的に連通する末端部と、前記流体の前記ボーラスボタンに向かう流れを阻止するように適合され、かつさらにある最小圧が越えられたときに限って前記送出カニューレに向かう流体の流れを許容するように適合されるスプリングチェックバルブと、を有する第3流路と、
を含み、
前記ボーラスボタンは、最大容積を有するように適合され、かつさらに潰されるように適合されて、前記スプリングチェックバルブを通して前記送出カニューレへの流れを流体に生じさせる。 - 前記第2流路は、前記リザーバに向かう流体の流れを防止するように適合されたチェックバルブをさらに含む請求項24に記載の装置。
- 前記第2流路は、前記第2流路を通しての流体の流れを絞るするように適合された流れ絞り器をさらに含む請求項24に記載の装置。
- 前記第1流路は複数の部分を含み、
前記装置は、
前記リザーバに流体的に連通する基端部と、前記送出カニューレに流体的に連通する末端部と、を有する第4流路をさらに含み、
前記第4流路は、前記第1流路よりも大きな断面積を有し、さらに複数のノードを有し、それぞれのノードは、前記第1流路の対応する部分と流体的に連通し、かつ特定のノードが閉じられたときは、前記リザーバから前記ニードルに向かって流れる流体がそのノードを通しては通過しないが、ある程度は前記第1流路の対応する部分を通して通過するように閉じられることが可能である請求項26に記載の装置。 - 前記第1流路は、曲がりパターンに形成される請求項27に記載の装置。
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