JP2010535039A - 使い捨て眼科用注射装置 - Google Patents
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Abstract
使い捨て注射装置は分出室ハウジング、プランジャ、針、温度制御装置を有する。分出室ハウジングは内面と外面とを有する。内面は、所定量の物質を受けるための分出室を部分的に形成している。プランジャは分出室ハウジングの内面と係合し、分出室ハウジング内で滑動可能であり、流体によって分出室ハウジングの内面に対し封止される。プランジャはプランジャインターフェースを有する。針は分出室と流体連通する。温度制御装置は分出室ハウジングを少なくとも部分的に包囲し、分出室内の物質の温度を変更する。物質は温度変更された後に注射される。
Description
本発明は一回使用の医療装置に関し、具体的には、改善されたプランジャ連結および封止を含む使い捨て先端部を設けたツーピース(two-piece)眼科用薬剤送出装置に関する。
眼の後部区域のいくつかの病気および疾患には視力を脅かすものがある。この例として、加齢黄斑変性(ARMD)、脈絡膜新生血管(CNV)、網膜症(例えば、糖尿病網膜症、硝子体網膜症)、網膜炎(例えば、サイトメガロウイルス(CMV)網膜炎)、ぶどう膜炎、黄斑浮腫、緑内障、神経障害がある。
これらおよびこの他の病気は、眼内に薬剤を注射することにより治療できる。一般に、こうした注射は、従来注射器と針を使用して手で行われる。図1は、眼内に薬剤を注射するために使用する、先行技術による注射器の斜視図である。図1において、注射器は、針105、ルアハブ(luer hub)110、室115、プランジャ120、プランジャシャフト125、親指載せ130を含む。一般に知られているように、注射薬剤は室115内に収容される。親指載せ130を押すことによってプランジャ120が押され、薬剤が針105を通って分出される。
このような注射器を使用する際、外科医は眼組織を針で穿刺し、注射器をしっかりと保持し、注射器プランジャを作動させて(看護師に補助してもらっても、もらわなくてもよい)液体を眼内に注射する必要がある。注射器上の副尺は少量の注射容量に対して精確でないために、典型的には、注射する容量を精確に制御することはできない。流体速度は制御されない。副尺を読むことに視差的な誤りが生じる。「不安定」な状態で注射を行うことにより、組織を損傷する可能性がある。針を眼から取り除く際に薬剤の逆流が生じる。
少量の液体の送出を制御する試みが続けられてきた。液体ディスペンサとして、ロードアイランドプロビデンスにあるEFD社から積極移動ディスペンサULTRA(商標)が市販されている。ULTRAディスペンサは、一般には少量の工業用接着剤を分出するために使用される。このディスペンサは従来の注射器とカスタム製品のディスペンスチップを利用する。注射器プランジャは電動ステッピングモータと作動液体を使用して作動する。オハイオ州クリーブランドにあるParker Hanniffin Corporationは、カリフォルニア州サンディエゴにあるAurora Instruments LLCによって製造された薬剤送出用途に用いる少容量液体ディスペンサを販売している。Parker/Aurora社製のディスペンサは圧電性分出機構を利用している。スイスにあるYpsomed,Inc.は、主に患者がインスリンやホルモンを自分で注射するための自動注射用の注射ペン製品ラインを製造している。
この製品ラインには、単純な使い捨てペンや電子制御式モータ駆動注射器が含まれる。
この製品ラインには、単純な使い捨てペンや電子制御式モータ駆動注射器が含まれる。
米国特許第6290690号は、手術中に、粘性流体(例えばシリコンオイル)を眼内注射しながら、同時に第2の粘性流体(例えばパーフルオロカーボン液)を眼から吸引して流体/流体交換することで、網膜剥離や網膜破裂を治療する眼科用システムを開示している。このシステムは、プランジャが付いた従来の注射器を含む。注射器の一端は、プランジャに一定の空気圧を供給して作動させるための空気圧源に流体接続される。また、注射器の他端は、管を介して注入カニューレに流体接続され、注射する粘性流体を送出できるようになっている。
再使用可能な組立体に対して着脱可能な比較的安価な先端部分を含む、眼内に薬剤を注射する携帯用のハンドピースを提供することが望ましい。滅菌構成要素を先端部分に内設すると同時に、電子機器と駆動機構が再使用可能な組立体に内設された高価な構成要素を設置して、薬剤送出システムの効率性およびコスト効果を改善する。注射工程に用いられる機能および構成要素を含む再使用可能な組立体を有することが望ましい。更に、注射用の再使用可能な組立体に簡単に取り付けられ、注射終了後に簡単に取り外され、処分することができる使い捨て先端部分を有することが望ましい。このようなシステムは、従来技術の注射器に多数の利点を提供する。
本発明の原理と一致した一実施形態では、本発明は、分出室ハウジング、プランジャ、針、温度制御装置を設けた使い捨て注射装置である。この分出室ハウジングには内面と外面がある。この内面は、所定量の物質を受けるための分出室の一部を形成している。プランジャは分出室ハウジングの内面と係合し、分出室ハウジング内で滑動可能であり、分出室ハウジングの内面に対して流体を介して封止される。プランジャはプランジャインターフェースを有する。針は流体を介して分出室と結合する。温度制御装置は分出室ハウジングを少なくとも部分的に包囲し、分出室内の物質の温度を変更する。物質は温度変化後に注射される。
本発明の原理と一致した他の実施形態では、本発明は、分出室ハウジング、プランジャ、針、温度制御装置、温度センサ、一対のインターフェースで連結するコネクタ、およびハウジングを設けた使い捨て注射装置である。分出室ハウジングは内面と外面とを有する。この内面は、所定量の物質を受けるための分出室を部分的に形成している。プランジャは分出室ハウジングの内面と係合し、分出室ハウジング内で滑動可能であり、分出室ハウジングの内面に対して流体を介して封止される。プランジャはプランジャインターフェースを有する。針は分出室と流体を介して結合する。温度制御装置は分出室ハウジングを少なくとも部分的に包囲し、分出室内の物質の温度を変更する。分出室ハウジングの付近には熱センサが設置され、分出室ハウジング付近の温度を測定する。一対のインターフェースコネクタは、使い捨て注射装置の界面上に設置されている。ハウジングは、分出室ハウジングおよびプランジャを少なくとも部分的に囲んでいる。物質は温度変化後に注射される。
前述の概要および以下の詳細な説明は単に例示的かつ解説であり、請求された本発明を更に説明するためのものであることが理解されるべきである。以下の説明および本発明の実施は、本発明の他の利点および目的を説明および示唆する。
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明のいくつかの実施形態を例示し、また発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する。
従来技術による注射器の斜視図である。
本発明の一実施形態による使い捨て先端部分と再使用制限組立体を設けた眼科用医療装置の1図である。
本発明の原理に従った再使用制限組立体の他の実施形態である。
本発明の原理に従った再使用制限組立体の他の実施形態の断面図である。
本発明の一実施形態に従った使い捨ての先端部分および再使用制限組立体の断面図である。
本発明の一実施形態に従った眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。
本発明の一実施形態に従った眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。
本発明の一実施形態に従った使い捨て先端部分の断面図と、再使用制限組立体の部分図である。
本発明の一実施形態に従った眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。
図9Aの実施形態の端面図である。
本発明の実施形態に含むことができる異なる円の略図である。
本発明の実施形態に含むことができる異なる円の略図である。
本発明の実施形態に含むことができる異なる円の略図である。
本発明の実施形態に含むことができる異なる円の略図である。
本発明の原理に従った再使用制限組立体の端面図である。
本発明の一実施形態に従った再使用制限組立体の断面図である。
本発明の一実施形態に従った再使用制限組立体の断面図である。
本発明の原理に従った副組立体の断面図である。
本発明の原理に従った副組立体の断面図である。
本発明の原理に従った再使用制限組立体、先端部分、充電ベースの断面図である。
本発明の原理に従って眼内に物質を注射する一つの方法を示すフローチャートである。
本発明の原理に従って眼内に物質を注射する一方法を示すフローチャートである。
本発明の原理に従って眼内への物質の注射に関連した一方法を示すフローチャートである。
本発明の原理に従った眼内への物質の注射に関連した一方法を示すフローチャートである。
本発明の原理に従った眼内への物質の注射に関する一方法を示すフローチャートである。
次に、添付図面に例を示した本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。可能な場合には、図面を通して、同一または類似の部品に同一参照符号を使用している。
図2は、本発明の一実施形態に従った使い捨て先端部分および再使用制限組立体を含む眼科用医療装置を示す一つの図である。図2において、この医療装置は先端部分205と再使用制限組立体250とを含む。先端部分205は針210、ハウジング215、および選択任意の照明275を含む。再使用制限組立体250はハウジング255、スイッチ270、ロック機構265、およびネジ山部分260を含んでいる。
先端部分205は、再使用制限組立体250に着脱可能である。この実施形態では、先端部分205は、ハウジング215の内面にネジ部を有し、このネジ部は、再使用制限組立体250のネジ部260にネジ留めされる。また、先端部分205は、再使用制限組立体250にロック機構265によって固定される。ロック機構265は、ボタン型、スライドスイッチ、カンチレバー機構であってよい。これ以外にも、先端部分205を再使用制限組立体250に接続する機構、例えば相互に係合する構造的特徴を有する機構が技術上一般的に知られており、これらは本発明の範囲に含まれる。
針210は、薬剤等の物質を眼内に送出するように構成される。針210は、一般に知られているいかなる構成のものであってもよい。また、針210は、熱特性が特定の薬剤送出用途の助けとなるように設計されることが好ましい。例えば、加熱した薬剤を送出する場合には、薬剤の適切な送出を容易にするために、針210の長さを比較的短く(数ミリメートル)してよい。
スイッチ270は、システムに入力を行うように構成される。例えば、スイッチ270は、システムを起動する、または加熱器をオンにするために用いられてよい。これ以外のスイッチ、ボタン、ユーザ指導の制御入力部が一般に知られており、再使用制限組立体250および/または先端部分205に採用することができる。
先端部分205の使用準備ができると、任意の照明275が点灯する。任意の照明275はハウジング215から突出するか、またはハウジング215内に格納でき、後者の場合には、ハウジング215の透明部分を介して任意の照明275を見ることができる。他の実施形態では、使い捨て先端部分205の状態または状況を表示する液晶ディスプレイ、セグメントディスプレイ、その他の装置のようなインジケータを、任意の照明275の代わりに使用することが可能である。例えば、任意の照明275はパルスオン/オフすることにより、他の状態、例えばシステムエラー、電池の充電完了または充電不足、先端部分205と再使用制限組立体250との間の接続の不良(これらに限定はされない)を示すことができる。図面では任意の照明275または追加のインジケータは先端部分205上に示されているが、再使用制限組立体250上に設置することもできる。
図3は、本発明の原理に従った再使用制限組立体の他の実施形態である。再使用制限組立体250はボタン308、ディスプレイ320、およびハウジング330を含む。使い捨て先端部分205は、再使用制限組立体250の端部340に取り付ける。ボタン308を起動してシステムに入力を行う。スイッチ270と同様に、ボタン308は温度制御装置を起動させ、プランジャの作動を開始することができる。ディスプレイ320は液晶ディスプレイ、セグメントディスプレイ、あるいは、他の使い捨て先端部分205または再使用制限組立体250の状態や状況を表示する装置である。
図4は、本発明の原理に従った再使用制限組立体の他の実施形態の断面図である。図4では、電源505、インターフェース517、アクチュエータ515、およびアクチュエータシャフト510がハウジング255内に設置されている。ハウジング255の頂部にはネジ切り部260が設けられている。ロック機構265、スイッチ270、ボタン308、およびインジケータ306、307は全てハウジング255上に設置されている。
典型的に、電源505はリチウムイオン電池のような充電池であるが、別タイプの電池を採用できる。更に、他のあらゆるタイプの動力電池が電源505に適している。電源505は、システムに対して、より具体的にはアクチュエータ515に対して給電を行う。電源505は、再使用制限組立体250に連結された先端部分にも電力を供給する。この場合、電源505は先端部分に内設された温度制御装置(図示せず)に給電を行ってもよい。選択的に、電源505を、ドアまたは他の類似した特徴(図示せず)を介してハウジング255から除去することができる。
典型的に、インターフェース517は、電源505からアクチュエータ515へ電気を流すことを可能にする導電体である。他のインターフェース、例えばインターフェース517を設けて、システムの他の部分へ電気を提供することができる。
アクチュエータシャフト510はアクチュエータ515に連結され、これにより駆動する。典型的に、アクチュエータ515は、アクチュエータシャフト510を適切な距離だけ移動させることができるステッパモータまたはその他のタイプのモータである。一実施形態では、アクチュエータシャフト510は、眼内に薬剤を送出する先端部分に機械的連結機構を介して接続連結される。このような場合、アクチュエータ515は、適正量の薬剤を眼内に送出するようにシャフト510を精確に移動させるステッパモータである。アクチュエータ515は、例えばアクチュエータ515の外面と係合するタブによって、ハウジング255の内面に固定される。
他の実施形態では、アクチュエータ515はリニアアクチュエータまたはリニア駆動装置である。このような場合、アクチュエータ515はバネまたはバネ駆動機構、リニア駆動部に回転センサが結合したギア付き直流モータ、リニアセンサを設けたリニア駆動部に結合した直流モータ、またはリニアステッッピングモータであってよい。他のタイプのモータ、例えば回転永久磁石モータをアクチュエータ515に使用することも可能である。
ロック機構265、スイッチ270、およびボタン308は、手動操作できるように全てハウジング255上に設置される。同様に、インジケータ306、307が目視できるようにハウジング255上に設置される。ロック機構265、スイッチ270、ボタン308、およびインジケータ306、307は更に、ハウジング255に内設されたインターフェース(図示せず)を介して制御装置(図示せず)に連結される。
図5は、本発明の一実施形態による使い捨て先端部分と再使用制限組立体の断面図である。図5は、先端部分205を再使用制限組立体250と連結する様子を示す。図5の実施形態では、先端部分205は組立体555、プランジャインターフェース420、プランジャ415、分出室ハウジング425、先端部分ハウジング215、温度制御装置450、熱センサ460、針210、分出室405、インターフェース530、および先端インターフェースコネクタ453を含む。再使用制限組立体250は、機械的連結インターフェース545、アクチュエータシャフト510、アクチュエータ515、電源505、制御装置305、再使用制限組立体ハウジング255、インターフェース535、および再使用制限組立体インターフェースコネクタ553を含む。
先端部分205内で、プランジャインターフェース420はプランジャ415の一端に設置される。プランジャ415の他端は分出室405の一端を形成している。プランジャ415は、分出室405内で滑動するように構成される。プランジャ415の外面は、分出室ハウジング425の内面に対して流体を介して封止される。分出室ハウジング425は分出室405を包囲している。典型的に、分出室ハウジング425は円筒形である。そのため、分出室405も円筒形である。先端部分205で、組立体555は、以下に説明するように任意数の構成要素を含む。
針210は分出室405と流体を介して連通する。この場合、分出室405に収容された物質は針210を通って眼内に入る。温度制御装置450は分出室ハウジング425を少なくとも部分的に包囲している。この場合は、温度制御装置450は、分出室ハウジング425と、分出室405に収容されている物質とを加熱および/または冷却するように構成されている。インターフェース530は温度制御装置450を先端インターフェースコネクタ453に接続する。
分出室ハウジング425、温度制御装置450、およびプランジャ415を含んでいる先端部分205の構成要素は、先端部分ハウジング215によって少なくとも部分的に囲まれている。本発明の原理と一致する一実施形態では、プランジャ415は分出室ハウジング425の内面に対して封止される。この封止によって、分出室405に収容されたあらゆる物質の汚染が防止れる。この封止(seal)は医療上の目的から望ましい。この封止は、プランジャ415または分出室ハウジング425の任意の場所に設けることができる。
再使用制限組立体250において、電源505はアクチュエータ515に電力を供給する。電源505とアクチュエータ515間のインターフェース(図示せず)は、アクチュエータ515を電力供給するための電線管として機能する。アクチュエータ515はアクチュエータシャフト510に連結されている。アクチュエータ515がステッパモータである場合には、アクチュエータシャフト510はアクチュエータ515と一体に設けられる。機械的連結インターフェース545はアクチュエータシャフト510に連結されている。この構成では、アクチュエータ515がアクチュエータシャフト510を針210に向けて上方へ移動させると、機械的連結インターフェース545も同様に針210に向かって上方へ移動する。本発明の他の実施形態では、機械的連結インターフェース545とアクチュエータシャフト510は1個の構成要素である。換言すれば、アクチュエータ515に連結されたシャフトは、アクチュエータシャフト510と機械的連結インターフェース545の両方を単体の組立体として含む。
制御装置305は、インターフェース535を介して使用回数制限付き組立体インターフェースコネクタ553に接続している。再使用制限組立体インターフェースコネクタ553は、再使用制限組立体ハウジング255の頂面上の、機械的連結インターフェース545に隣接して設置されている。このようにして、再使用制限組立体インターフェースコネクタ553と機械的連結インターフェース545の両方が、先端インターフェースコネクタ453およびプランジャインターフェース420にそれぞれ連結される構成である。
制御装置305とアクチュエータ515はインターフェース(図示せず)によって連結される。このインターフェース(図示せず)によって、制御装置305がアクチュエータ515の作動を制御できる。更に、電源505と制御装置305間のインターフェース(図示せず)によって、制御装置305が電源505の動作を制御できる。このような場合、電源505が充電池である場合には、制御装置305が電源505の充電と放電を制御できる。
典型的に、制御装置305は、論理機能を実行できる電力ピン、入力ピン、および出力ピンを設けた集積回路である。様々な実施形態において、制御装置305は対象とする装置を制御する制御装置である。その場合、制御装置305は、温度制御装置や電源のような特定の装置または構成要素を対象とする特定の制御機能を実行する。例えば、温度制御装置の制御装置は、温度制御装置を制御するという基本機能を備える。他の実施形態では、制御装置305はマイクロプロセッサである。この場合は、装置の2個以上の構成要素を制御する機能を有する制御装置305をプログラムすることができる。別の場合では、制御装置305はプログラム可能なマイクロプロセッサではなく、代わりに、異なった機能を実行する種々の構成要素を制御するように構成された特殊用途の制御装置である。制御装置305は、図5中では1個の構成要素として示されているが、多数の異なる構成要素または集積回路で構成されてよい。
上述したように、先端部分205は、再使用制限組立体250と係合するように、またはこれに取り付けられるように構成される。図5の実施形態では、プランジャ505の底面に設置されたプランジャインターフェース420は、再使用制限組立体ハウジング255の頂部付近に設置された機械的連結インターフェース545と係合するようになっている。更に、先端インターフェースコネクタ453は、再使用制限組立体インターフェースコネクタ553と接続するように構成される。この方法で先端部分205を再使用制限組立体250に連結する場合、アクチュエータ515とアクチュエータシャフト510は、プランジャ415を針210に向けて上方へ駆動するように構成される。更に、制御装置305と温度制御装置450間が連結される。制御装置305から、インターフェース535、再使用制限組立体インターフェースコネクタ553、先端インターフェースコネクタ453、およびインターフェース530を介して温度制御装置450へ信号が送信される。
操作時において、先端部分205が再使用制限組立体250に接続されると、制御装置305がアクチュエータ515の作動を制御する。アクチュエータ515を作動させると、アクチュエータシャフト510が針210に向かって上方へ移動する。すると、機械的連結インターフェース420に接続された機械的連結インターフェース545が針210に向かって上方へ移動する。これによって、分出室405内の物質が針210を通って吐出される。
また、制御装置305は、温度制御装置450の動作を制御する。温度制御装置450は、分出室ハウジング425の外面を加熱および/または冷却するように構成される。分出室ハウジング425は少なくとも部分的に熱伝導性であるため、分出室ハウジング425を加熱すると、分出室405内の物質も加熱される。温度情報を熱センサ460から、インターフェース530、先端部分のインターフェースコネクタ520、再使用制限組立体のインターフェースコネクタ525、およびインターフェース535を介して制御装置305へ転送することができる。この温度情報は、温度制御装置450の動作を制御するために用いることができる。温度制御装置450が加熱器である場合、温度制御装置450へ送られる電流量が多いほどその装置は高温になる。このようにして、制御装置305は、熱センサ460からのフィードバックループ利用情報を用いて温度制御装置450の動作を制御することができる。比例積分微分(PID)アルゴリズムのようなあらゆる適切なタイプの制御アルゴリズムを用いて温度制御装置450の動作を制御することができる。
図6は、本発明の一実施形態による眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。図6では、使い捨て先端部分205はハウジング215、針210、プランジャ415、プランジャインターフェース420、分出室405、分出室ハウジング425、組立体555、温度制御装置450、熱センサ460、選択任意のルアー430、先端インターフェースコネクタ451、452、453、およびインターフェース461、462、463を含む。使い捨て先端部分205は使い捨て注射装置として作用する。
図6の実施形態では、プランジャ415は分出室ハウジング425に内設されている。分出室405は、分出室ハウジング425およびプランジャ415によって包囲されている。プランジャ415は分出室ハウジング425の内面と共に流体により封止を形成する。針210は分出室405と流体により連結する。これにより、分出室405内に収容された物質にプランジャ415を接触させて、針210から押出することができる。針210は、任意のルアー430によって使い捨て先端部分205に固定されるか、または永久的に取り付けられてよい。温度制御装置450は分出室ハウジング425上に設置され、分出室405を少なくとも部分的に包囲している。ハウジング215は、使い捨て先端部分205の上に外皮を形成している。
本発明の様々な実施形態において、温度制御装置450は加熱および/または冷却装置である。温度制御装置450はまた、分出室ハウジング425と熱接触する。そのようにして、温度制御装置450は、分出室405内の物質の温度を変更することができる。
図6において、プランジャ415はOリングを含む。Oリングは分出室ハウジング425の内面に対して封止される。それにより滅菌封止が維持され、分出室405内の物質の汚染が防止される。プランジャ415は、例えばガラス、ステンレス鋼、重合体のような任意の適切な材料で形成できる。典型的に、Oリングはゴムまたは重合体で形成される。他のタイプの封止を使用可能である。例えば、プランジャ415はプランジャ415の外周に設置された環状リングを含んでよく、従って環状リングが分出室425の内面と接触する。この環状リングにより、プランジャが分出室425の内面に対して封止される。このような場合、環状リングをプランジャ415と一体に設け、プランジャ415をゴムまたは重合体で形成することができる。プランジャインターフェース420は任意の適宜形状であってよい。例えば、プランジャインターフェースは図示されたように実質的にボウル型であるか、または実質的に平坦、円錐形、または球状であってよい。また、プランジャインターフェースはリップ部やその他の類似した特徴を含んでよい。
先端インターフェースコネクタ451、452、453は、先端部分205と再使用制限組立体間を接続するように機能する。インターフェース461は熱センサ460を先端インターフェースコネクタ451に接続する。インターフェース462は、温度制御装置450を先端インターフェースコネクタ452に接続する。インターフェース463は組立体555を先端インターフェースコネクタ453に接続する。
組立体555は、任意数の多様な構成要素を含んでよい。一実施形態では、組立体555はヒューズを有し、このヒューズは、熱ボタンが作動した場合や、使い捨て先端部分205が使用された場合に飛ぶ。こうすることで、使い捨て先端部分205の再使用をヒューズによって防止できる。他の実施形態では、組立体555はメモリ装置を実装し、メモリ装置には、使い捨て先端部分205のタイプに関する情報、投薬情報、温度情報、プランジャ動作情報、または他の使い捨て先端部分205の特徴や使い捨て先端部分205の動作方法を識別する任意の情報が記憶される。また他の実施形態では、組立体205は、データ表示を記憶できるNANDフラッシュIC、RFIDタグ、有線回路のような有線型メモリ装置、また、並列接続した一連のヒューズおよび抵抗器や別タイプの装置を含む。
眼内に送出する物質は典型的に薬剤であり、分出室405内に収容される。それにより、分出室ハウジング425の内面とプランジャ415の一つの面が薬剤に接触する。温度制御装置450は分出室ハウジング425と熱接触する。これにより、温度制御装置450を、分出室405の収容物の温度を制御する。
本発明の様々な実施形態では、温度制御装置450は分出室405内に収容された相転移化合物を加熱する。眼内に注射されるべき薬剤はこの相転移化合物によって搬送される。相転移化合物は低温では固体または半固体であり、高温ではより液体化する。このような物質を温度制御装置450で加熱してより液体状にした後に眼内に注射すると、眼内でボーラスを形成し、これは時間の経過と共に破壊される。同様に、逆凍結化合物を使用してよい。逆凍結化合物は高温では固体または半固体であり、低温ではより液状である。このような化合物を温度制御装置450で冷却してより液状にした後に眼内に注射すると、眼内でボーラスを形成し、ボーラスは時間の経過と共に破壊される。そのように、温度制御装置450は、分出室405内の物質を加熱する装置、または分出室405内の物質を冷却する装置であってよい(あるいはこの組み合わせを行う装置であってもよい)。相転換化合物または逆凍結化合物は眼内に送出された後に、時間の経過と共に破壊されて、長時間にわたって一定量の薬剤を供給する。相転換化合物または逆凍結化合物を使用すれば、少ない注射回数でより効果的な投与量の薬剤を供給できる。
熱センサ460は、温度制御装置450の動作の制御を補助する温度情報を提供する。熱センサ460を分出室ハウジング425の付近に設置して、分出室ハウジング425付近の温度を測定することができる。熱センサ460を分出室ハウジング425と熱接触した状態で設置することもでき、この場合には、分出室ハウジング425の温度を測定する。他の実施形態では、熱センサ460が測定した温度を分出室405内の物質の温度と相関させることができる。換言すれば、分出室ハウジング425の温度の測定値を使用して、分出室405内に収容された物質の温度を計算できる。
分出室ハウジング425およびその内部の物質の熱特徴は知られている。温度制御装置450の温度が制御可能であるので、温度制御装置を特定の時間にわたり使用し、分出室405内の物質の温度の変化を算出することができる。熱センサ460は温度情報を提供できる多数の異なる装置のうちの任意のものであってもよい。例えば、熱センサ460は、温度と共にその抵抗が変化する熱結合または抵抗装置であってもよい。
分出室ハウジング425およびその内部の物質の熱特徴は知られている。温度制御装置450の温度が制御可能であるので、温度制御装置を特定の時間にわたり使用し、分出室405内の物質の温度の変化を算出することができる。熱センサ460は温度情報を提供できる多数の異なる装置のうちの任意のものであってもよい。例えば、熱センサ460は、温度と共にその抵抗が変化する熱結合または抵抗装置であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、分出室405内の物質は、分出室405の内部に事前に充填された薬剤である。この場合、使い捨て先端部分205は一回使用の消耗品として適切である。このような使い捨て製品は、工場で投与量の薬剤を導入した状態で組立てることができる。
分出室405内に薬剤を事前充填する場合、設定量の薬剤を事前に充填することが可能である。例えば、100マイクロリットルの薬剤を分出室405内に充填し、最大で100マイクロリットルの任意の量を分出させる。分出室205内の薬剤の量に関する情報と、その他の投薬情報を組立体555に記憶できる。このような場合、プランジャ415を適正距離だけ移動させると、分出室405から適正投与量の薬剤が針210を通して眼内に送出される。これにより投与量に柔軟性が得られ、また組み立てが容易になる。
図7は、本発明の一実施形態による眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。図7では、使い捨て先端部分205はハウジング215、針210、プランジャ415、プランジャインターフェース420、分出室405、分出室ハウジング425、組立体555、温度制御装置450、熱センサ460、任意のルアー430、先端インターフェースコネクタ452、453、インターフェース462、463、およびロック機構471を含む。
図7の実施形態は図6の実施形態と同様に機能する。図7の先端部分205の様々な構成要素は、図6の構成要素と同じ特徴を持ち、実質的に同一方法で作動する。ロック機構471は、先端部分205を再使用制限組立体に取り付ける作用をする。再使用制限組立体上の係合機構は、ロック機構265と同様に、ロック機構471に付設され、また先端部分205を再使用制限組立体に固定する。
図8は、本発明の一実施形態による使い捨て先端部分の断面図と、再使用制限組立体の部分図である。図7では、使い捨て先端部分205はハウジング215、針210、プランジャ415、プランジャインターフェース420、分出室405、分出室ハウジング425、RFIDタグ1110、温度制御装置450、先端インターフェースコネクタ452、およびインターフェース462を含む。この再使用制限組立体の部分図は、機械的連結インターフェース545、アクチュエータシャフト510、インターフェース535、再使用制限組立体インターフェースコネクタ552、RFIDリーダ1120、およびRFIDインターフェース1130を図示している。
図8の実施形態は、図6および図7の実施形態と同様に機能する。図8の先端部分205の様々な構成要素は、図6、図7の同様の構成要素と同じ特徴を有し、実質的に同様に作用する。しかし、図8の実施形態では、有線組立体555の代わりにRFIDシステムを使用して、情報の記憶および転送を行う。RFIDリーダ1120は、機械的連結インターフェース545に隣接した再使用制限組立体の頂部付近に設置されている。RFIDタグは先端部分205の底部に設置されている。RFIDリーダ1120は、RFIDタグ1110から情報を読み取るように設計される。RFIDインターフェース1130は制御装置305(図示せず)に接続している。
RFIDタグ1110は、図5〜図7の実施形態で組立体555が保持する情報と同種の情報を保持するように構成される。これにより、RFIDタグ1110は別タイプのメモリとなる。しかし、一般に知られているように、RFIDタグ1110では、RFIDリーダ1120への有線接続は必要ない。従って、先端部分205(RFIDタグ1110)と再使用制限組立体(RFIDリーダ1120)間に無線接続が可能である。
或るタイプのRFIDシステム、および静電RFIDシステムでは、RFIDタグ1110には電源が装備されない。代わりに、静電RFIDタグは、RFIDリーダ1120によって生成された電磁場にその動力を頼っている。RFIDリーダ1120によって生成され、RFIDリーダアンテナ(図示せず)から発せられる電磁場は、RFIDタグ1110内に少量の電流を誘発する。この少量の電流により、RFIDタグ1110が作動できる。この静電システムでは、RFIDタグは、RFIDリーダ1120から発生する電磁場から動力を収集し、かつRFIDリーダ1120によって受信されたアウトバウンド信号を送るように設計される。
操作時に、RFIDリーダアンテナ(図示せず)はRFIDリーダ1120が生成した信号を送信する。RFIDタグアンテナ(図示せず)がこの信号を受信すると、RFIDタグ1110内に少量の電流が誘発される。この少量の電流によってRFIDタグ1110が作動する。次に、RFIDタグ1110はそのRFIDタグアンテナを介して、RFIDリーダアンテナおよびRFIDリーダ1120自体へ信号を送信する。これにより、RFIDタグ1110とRFIDリーダ1120が無線周波数リンク上で相互に通信できるようになる。RFIDタグ1110は、投薬情報や先端部分情報といった情報を、RFIDタグアンテナを介してRFIDリーダ1120へ送信する。RFIDリーダ1120がこの情報を受信する。このようにして、先端部分205から再使用制限組立体へ情報を転送することが可能になる。RFIDリーダ1120は、これと類似した方法でRFIDタグ110へ情報を送信できる。例えば、RFIDリーダ1120は、投薬情報のような情報を、RFIDリーダ1120が発信した無線周波数信号を介して送信することができる。RFIDタグ1120がこの無線周波数信号を情報と共に受信する。そして、RFIDタグ1110がこの情報を記憶する。
図8の実施形態はRFIDシステムを有するものとして記述されているが、他の任意タイプの無線システムを用いて、再使用制限組立体250と先端部分205間で情報を転送することが可能である。例えば、ブルートゥースプロトコルを使用して、再使用制限組立体250と先端部分205間に通信リンクを確立することができる。そして、この通信リンクを介して、再使用制限組立体250と先端部分205間で情報を転送することができる。情報転送に使用できる他の実施形態として、赤外線プロトコル、802.11、ファイヤワイヤ、その他の無線プロトコルがある。
一実施形態では、RFIDタグ1110(または組立体555)は投薬情報を含む。分出室405に収納された薬剤の適正投与量に関する情報をRFIDタグ1110(または組立体555)に記憶できる。この場合、制御装置305はRFIDタグ1110(または組立体555)から投薬情報を読み取り、アクチュエータ515を適正投与量を送出するために適正な方法で作動させる。例えば、分出室405は100マイクロリットルを収容できる。20マイクロリットルの投与量を眼内に送出するべきであると記述した情報を、RFIDタグ1110(または組立体555)に記憶できる。この場合、制御装置305がRFIDタグ1110(または組立体555)からこの投薬情報(眼内に20マイクロリットルを送出するべきである)を読み取る。次に、制御装置305は20マイクロリットルの投与量を送出するようにアクチュエータ515を作動させる。制御装置305によって、アクチュエータ515は、アクチュエータシャフト510および機械的連結インターフェース545を、20マイクロリットルの投与量に関して設定した距離だけ移動させることができる。このような場合、プランジャ415を設定距離だけ移動すると、針210から眼内へ薬剤を20マイクロリットルだけ吐出することができる。
本発明の原理に一致した他の実施形態では、制御装置305は、所望の投与量を送出するためにプランジャ415を移動させる必要がある距離を計算できる。例えば、制御装置305が20マイクロリットルの薬剤投与量に関する投薬情報をRFIDタグ1110(または組立体555)から読み取る場合には、制御装置305がこの情報を使用して、プランジャ415を移動させるべき適正距離を計算することができる。分出室405の容量並びに分出室405への薬剤充填量がわかっているため、制御装置305は、所要の投与量を送出するために要するプランジャ415が移動されるべき距離を計算することができる。分出室405が円筒形である場合、分出室の容積は、シリンダの断面積(円の範囲)に分出室の高さを掛けたものを使用して計算される。この単純な数学公式を使用して分出室405の総容積を求められる。分出室405の断面積はあらゆる所与の使用について一定なので、任意の投与量について、プランジャ415が移動する距離に関連した高さを計算することができる。
例えば、分出室405内に100マイクロリットルの薬剤を充填し、分出室405の断面積が10であると仮定する。分出室405がシリンダ形状である場合、シリンダの高さもやはり10である。分出室405の総容積の20%に対応した投与量20ミリリットルを送出するために、プランジャ415を2の距離だけ針210に向けて上方へ移動させる必要がある。換言すれば、20マイクロリットルの投与量は分出室405の総容積の20%に対応する。この場合は、プランジャ415を、針210に向けて上方へ、分出室405の総高さの20%に等しい距離だけ移動させる必要がある。制御装置305は、アクチュエータシャフト510がプランジャ415を分出室405の総高さの20%の距離だけ上方へ駆動するようにアクチュエータ515を制御できる。
また、制御装置305は、投与量分の薬剤を適正に送出するために、プランジャ505を移動する速度に関する情報を読み取ってよい。この場合、制御装置305は、薬剤送出速度に関する情報をメモリアセンブリ555から読み取り、この情報を用いて、その速度でプランジャを駆動するようにアクチュエータ515を作動させる。プランジャ505の移動速度は一定であっても、可変であってもよい。ある用途では、プランジャ505を他の用途においてよりも速い速度で移動することが望ましい場合もある。例えば、分出室405に収容される薬剤が加熱してから眼内に注射するべき薬剤である場合には、プランジャ505を、加熱した薬剤の温度が低下して針210を詰まらせることがない速度で駆動することが望ましい場合もある。他の用途では、プランジャ505をゆっくりと移動させて、分出室405内の薬剤の送出性を高めることが望ましい場合もある。
RFIDタグ1110(または組立体555)は、薬剤の送出に関連したその他の任意のタイプの情報を含んでよい。例えば、RFIDタグ1110(または組立体555)は、分出室405に収容された薬剤種類、その薬剤の様々な特徴、適切な一回分投薬量や薬剤の適正送出の特徴についての情報を含んでいてよい。更に、RFIDタグ1110(または組立体555)は安全情報、先端部分205の適正操作についての情報、その他、先端部分または再使用制限組立体に関する任意の情報を含むことができる。
本発明の原理と一致する他の実施形態では、薬剤を投与する医療専門家が投与量を選択できる。このような場合、再使用制限組立体250または先端部分205上に設置した入力装置(図示せず)により、医師は所望の薬剤一回投与量を選択することができる。また、このような場合、制御装置305は、プランジャ415が所望の投薬量を受け取り、送出するために必要な距離だけ移動するように、アクチュエータ515を作動させる。このようなユーザが投与量を選択できる方法は、入力装置を追加することにより簡単に実現できる。
RFIDタグ1110(または組立体555)に投薬情報を含み、投与量に誤りが生じないようにすることが望ましい。このような場合、多くの多様な薬剤送出先端部分205を製造し、工場で薬剤を充填することができる。RFIDタグ1110(または組立体555)への投薬情報は工場でロードされてもよい。このような場合、それぞれが分出室405に同量の薬剤を収容させ、RFIDタグ1110(または組立体555)に異なる投薬情報を記憶させた多数の異なる先端部分を製造し、出荷することができる。これにより、医師は、RFIDタグ1110に必要な投薬情報を有する先端部分205を注文しさえすればよい。患者に対して適正量の薬剤が投与されるように、投薬情報を識別するためにパッケージにはラベルが貼付される。
図9Aは、本発明の一実施形態による眼科用医療装置のための使い捨て先端部分の断面図である。図9では、使い捨て先端部分205はハウジング215、針210、プランジャ415、プランジャシャフト417、プランジャインターフェース420、分出室405、分出室ハウジング425、組立体555、温度制御装置450、熱センサ460、任意のルアー430、先端インターフェースコネクタ452、453、およびインターフェース462、463、タブ472、473を含む。
図9の先端部分205の様々な構成要素は図5〜図8の同様構成要素と同じ特徴を有し、実質的に同じ方法で作動する。図9の実施形態は、再使用制限組立体のスロットと係合する2個のタブ472、473を含む。2個のタブ472、473をスロットに挿入してから先端組立体205を回転させ、これを再使用制限組立体上の適所にロックする。2個のタブ472、473は、先端部分205と再使用制限組立体との間を正しく連結できるように、それぞれが形状や大きさが異なったものであってもよい。この2個のタブ472、473の形状と大きさが相互に異なる場合に、先端部分405は一配向においてのみ再使用制限組立体上に適合する。本発明の他の実施形態では、形状または大きさの異なるタブを、別々の再使用制限組立体に形成された形状または大きさの異なるスロットに使用できる。このようにして、対応する形状または大きさのタブを具備した先端部分205を収容するための、形状または大きさの異なるスロットを形成した多数の異なる再使用制限組立体を製造できる。
更に、図9の実施形態はプランジャ415に接続したプランジャシャフト417を含む。この実施形態では、プランジャ415はプランジャシャフト417の上に成形されてよい。プランジャシャフト417は、通常、中間直径が先端部および基端部の直径よりも小さい円筒形である。プランジャインターフェース420は、プランジャ417の基端部の表面である。プランジャシャフト417は、典型的にステンレス鋼のような硬質材料で形成される。プランジャ415はゴムまたは重合体材料で作成される。本発明の他の実施形態では、プランジャシャフト417の先端部は、プランジャ415を上設することができるリップ部を形成している。プランジャ415はプランジャシャフト417の上にプレス嵌めすることができ、また、プランジャシャフト417先端部上のリップ部によって適所に保持される。これにより組立が容易になる。プランジャ415をシャフト上に成形する代わりに、プランジャ415を別個の部品として製造し、プランジャシャフト417の先端部上に押圧してよい。プランジャインターフェース420は任意適宜形状であってよい。
図9Bは、図9Aに示した先端部分の端面図である。図9Bは、先端部分205の、針210から最も離れた端を示す。この端は再使用制限組立体と連結する。ハウジング215、プランジャインターフェース420、先端インターフェースコネクタ451、452、453、454、455、456、タブ472、473、および整合スロット481が図示されている。
図9Bの実施形態では、プランジャインターフェース420の一端は完全な円形をしていない。この部分には、同じような断面形状を有する機械的連結インターフェースと整合するように設計された平坦部を有する。この選択的特徴は、先端部分と再使用制限組立体の適正に整合するように設計される。本発明の他の実施形態では、プランジャインターフェース420の一端の断面は円形である。
図9Bの実施形態は、先端部分と再使用制限組立体との適正整合を補助するための選択的整合スロット481を更に含む。整合スロット481は、再使用制限組立体上の整合ピン(図11に符号581にて示す)と相互作用する。本発明の他の実施形態では、タブ472、473はそれぞれ大きさが異なる。あるいは、タブ472、473は異なる形状であってもよい。また、2個のタブ472、473は図11のスロット572、573に結合することにより、先端部分と再使用制限組立体の整合を補助する。
本発明の原理と一致した一実施形態では、先端部分を再使用制限組立体の上に設置して、タブ472、473をスロット572、573へ挿入する。次に、先端部分を再使用制限組立体に対して回転させると、タブ472、473がスロット572、573内に保持される。これにより、整合ピン581と整合スロット481が正しく整合する。
先端部分は再使用制限組立体に、コネクタ451、472、453、454、455、456によって電気的に接続される。コネクタ451、452、453、454、455、456は、再使用制限組立体上のコネクタと類似のコネクタ551、552、553、554、557、556とそれぞれ結合する(図11に示す)。これらのコネクタにより、先端部分と再使用制限組立体間に信号を送るための通信路が形成される。
図10A〜図10Dは、本発明の実施形態に含まれる4つの異なる円の略図である。図10Aは、温度制御装置450の多数の異なる構成のうちの一つを示す。図10Aでは、温度制御装置450はコネクタ452、455に接続されている。動力および/または制御信号がコネクタ452、455を介して温度制御装置450に供給される。
図10Bは、熱センサ460多数の異なる構成のうちの一つを示す。図10Bでは、熱センサ460はコネクタ451、454に接続されている。熱センサ460からコネクタ451、454を介して送られた信号が受信される。
図10Cは、ヒューズ1011の多数の異なる構成のうちの一つを示す。ヒューズ1011は組立体555に内蔵されるか、または図10Cに示すように実現することができる。図10Cでは、ヒューズ1001はコネクタ453と456との間に接続されている。この実施形態において、ヒューズ1011は先端組立体が使い捨て装置であることを確かにするように働く。熱ボタンが作動するか、使い捨て先端部分205が使用されると、ヒューズ1011が飛ぶ。説明したように、再使用制限組立体内の制御装置は、接続している先端部分が使用済みになったことを検出し、更に、ヒューズ1011に流す電流を増加するよう命じ、ヒューズを飛ばす。ヒューズ1011が飛ぶと、先端部分は作動不能となり、廃棄しなければならない。
図10Dは、組立体555の多数の異なる構成のうちの一つを示す。図10D中で、組立体555はコネクタ453、456に接続している。コネクタ453、456を介して組立体555に動力および/または制御信号が供給される。
コネクタ451、452、453、454、455、456の他の多くの構成を実現することが可能である。例えば、図には6本のコネクタが示されているが、任意数のコネクタが使用されてよい。更に、異なる回路の任意の組み合わせが先端部分に内蔵できる。
図11は、本発明の原理による再使用制限組立体の端面図である。図11に示す再使用制限組立体の端部は、図9Bの先端組立体の端部と連結する。図11に示された再使用制限組立体の端面図は、ハウジング255、機械的連結インターフェース545、再使用制限組立体インターフェースコネクタ551、552、553、554、557、556、スロット572、573、および整合ピン581を示す。
図11の実施形態では、機械的連結インターフェース545の一端は完全な円形でない。この部分は、類似の断面形状を有するプランジャインターフェースと整合するように設計された平坦部を有する。この選択的特徴は、先端部分と再使用制限組立体を適正に整合させるように設計される。本発明の他の実施形態では、機械的連結インターフェース545の一端の断面図は円形である。
図11の実施形態は、また、先端部分と使用回数限定組立体の適正整合を補助する選択的整合スロット581を設けている。整合ピン581が先端部分上の整合スロット(図9Bでは符号481で示す)と連結する。本発明の他の実施形態では、スロット572、573の大きさはそれぞれ異なる。あるいは、スロット572、573はそれぞれ異なった形状であってよい。更に、2個のスロット572、573は、図9Bに示した先端部分のタブ472、473と連結することにより、先端部分を使用期限限定付き組立体と整合させる際の補助を行う。
コネクタ551、552、553、554、557、556は先端部分と再使用制限組立体を、電気的に接続する。コネクタ551、552、553、554、557、556は先端部分上のコネクタ451、452、453、454、455、456(図9Bに示す)と結合する。これらのコネクタにより、先端部分と再使用制限組立体の間に信号を送るための通信が提供される。
図12は、本発明の一実施形態による再使用制限組立体の断面図である。図12中で、再使用制限組立体250は機械的連結インターフェース545、アクチュエータシャフト510、アクチュエータ515、電源505、制御装置305、再使用制限組立体ハウジング255、インターフェース535、再使用制限組立体インターフェースコネクタ551、変位センサ1215、電源制御装置444、および誘導素子1225を含む。
変位センサ1215はアクチュエータシャフト510の動きを測定する。変位センサは、特に光学ロータリーエンコーダ、リニアエンコーダ、電流感知回路(ホール(Hall)センサ)、ロータリー電位差計、またはリニア電位差計であってもよい。他の実施形態では、変位センサはアクチュエータ515が停止状態にあるかどうかを検出できる。例えば、ホールセンサは、停止状態を表す、アクチュエータ515による電流の増加を検出することができる。変位センサ1215は、アクチュエータ515からの逆起電力を測定することもできる。変位センサ1215は1個の構成要素または複数の構成要素で構成されていてよい。本発明の原理と一致する一実施形態では、変位センサ1215は、アクチュエータシャフト510が移動する距離を測定する装置と、アクチュエータ515が停止状態にあるかどうかを検出する装置を含む。
変位センサ1215はアクチュエータシャフト510の位置を測定する。機械的連結インターフェース545はコネクタシャフト510に接続しているので、変位センサ1215はその位置も測定する。このような変位センサ1215は、全投与量が送出されたかどうかを決定するために使用できる。変位センサ1215は、アクチュエータシャフト510が機械的連結インターフェース545とプランジャ415の移動に関連した或る距離だけ動いたことを検出すると、特定投与量が針210から分出されたと認識する。薬剤を眼内に送出する場合は、変位センサ1215はアクチュエータシャフト510の動きについての情報を提供する。この情報は、全投与量が送出されたかどうかを検出するために使用される。
或る事例では、アクチュエータ515が停止し、アクチュエータシャフト510、機械的連結インターフェース545、およびプランジャ415による、全投与量の薬剤を眼内へ送出するための適正距離の移動が不可能になる。このような場合、変位センサ1215は、アクチュエータシャフト510、機械的連結インターフェース545、およびプランジャ415が移動した距離を測定する。この距離情報から、送出された投薬量を計算できる。例えば、分出室405が円筒形であれば、その円形断面積がわかる。変位センサ1215によって測定された距離はシリンダの高さであるので、(例えば制御装置305によって)変位量を簡単に計算することができる。この送出量は、ディスプレイ320(図3)のようなディスプレイを介して、停止表示と共に通信することができる。
変位センサ1215は薬剤送出工程に有用なその他の情報も提供することができる。例えば、先端部分が再使用制限組立体に接続している場合は、アクチュエータシャフト510を引き上げるか、またはホームポジションへ移動させて先端部分と接続させる。変位センサ1215は、アクチュエータシャフト510のホームポジションへの移動を測定できる。アクチュエータシャフト510をホームポジションへ設置してから、あるいは薬剤送出の前に、先端部分を再使用制限組立体に取り付け可能である。一実施形態では、変位センサ1215から読み出した情報は、薬剤を眼内へ送出するようにアクチュエータ515を作動させる前に、アクチュエータシャフト510がホームポジションにあることを確認するために使用される。
図12の実施形態は更に電源制御装置444と誘導性素子1225を含む。この二つの構成要素は、電源505が例えば充電池である場合に電源の充電を制御する。電源制御装置444は、電源505の充電、監視、メンテナンスに関連して任意数の異なる機能を実行する回路要素を含む。他の実施形態では、電源制御装置444は制御装置305内で実現されるか、または制御装置305に一体化される。
本発明の一実施形態では、電源制御装置444(または、場合によっては制御装置305)は再使用制限組立体250の使用された回数をカウントする。この計数が所定の安全使用回数に達すると、再使用制限組立体250は使用不能となる。あるいは、電源制御装置444(または、場合によっては制御装置305)は電源505が充電された回数(電源505が受けた充電サイクルの数)をカウントする。この回数が所定の閾値に達すると、再使用制限組立体250は使用不能となる。本発明の他の実施形態では、電源制御装置444(または、場合によっては制御装置305)は、電源505の失敗状況をあるいはその他の危険状況を検出し、再使用制限組立体250のさらなる使用を阻止する。
電源505を充電するために、電源505を充電ベース(図示せず)内の誘導性素子の付近に設置すると、別の誘導性素子1225内に電流が誘導される。この誘導された電流によって電源505が充電される。
図13は、本発明の一実施形態による再使用制限組立体の断面図である。図12では、再使用制限組立体250は機械的連結インターフェース545、アクチュエータシャフト510、アクチュエータ515、電源505、制御装置305、再使用制限組立体ハウジング225、インターフェース535、再使用制限組立体インターフェースコネクタ551、変位センサ1215、電源制御装置444、および充電接触子1235を含む。
図13の実施形態では、接触子1235が充電ベース(図示せず)上の接触子と接触して電源505に電力を供給する。一実施形態では、接触子1235は、例えばドッキングステーションを装備したポータブル電子デバイスで使用される、USBタイプの接触子である。一実施形態では、Molex(登録商標)CradleCon(商標)コネクタを採用している。他の種類のコネクタの使用も可能である。
図14および図15は、本発明の原理による2種類の副組立体の断面図である。それぞれの副組立体は、アクチュエータ515から針210までの経路を示している。図14は、アクチュエータシャフト510に堅固に連結した機械的連結インターフェース545を示し、図15は、ボールジョイント805を設けた機械的連結組立体545を示す。ボールジョイント805を使用して、機械的連結インターフェース545とプランジャインターフェース420の整合が補助する。
図14で、アクチュエータ515は、機械的連結インターフェース545に堅固に連結されたアクチュエータシャフト510を有する。機械的連結インターフェースはプランジャインターフェース420と係合する。プランジャ415は分出室ハウジング425に内設され、分出室ハウジング425の内面に対して封止されている。分出室405は、分出室ハウジング425の内面とプランジャ415の先端面によって境界が画定されている。温度制御装置450は分出室ハウジング425を少なくとも部分的に包囲している。針210は分出室405に流体によって連結する。
図15で、アクチュエータ515は、ボールジョイントを介してシャフト810に接続したアクチュエータシャフト510を有する。機械的連結インターフェース545は、ボールジョイント805を介してシャフト810に回転可能に連結されている。機械的連結インターフェースはプランジャインターフェース420と係合する。プランジャ415は分出室ハウジング425の中に設置され、分出室ハウジング425の内面に対して封止される。分出室405は、分出室425の内面とプランジャ415の先端面によって境界を画定する。温度制御装置450は分出室ハウジング425を少なくとも部分的に包囲している。針210は分出室405と流体によって連結する。
図14および図15で、アクチュエータ515がアクチュエータシャフト510を(針210の方向へ)駆動する。これによって機械的連結インターフェース545を上方へ駆動される。機械的連結インターフェース545がプランジャ420と係合するときに、プランジャ420も上方へ移動する。分出室405内に収容された物質が針210を介して吐出される。このようにして、アクチュエータシャフト510から機械的連結インターフェース545へ、更にプランジャ415へ運動と力が伝達される。
分出室405が眼内へ送出されるべき薬剤を収容する場合に、図14および図15の構成により、眼から針を引き抜く時の逆流が生じない。プランジャ415の運動は単一方向(薬剤が分出室405内へ放出される方向)である。機械的連結インターフェース545が針210と反対方向へ移動する時に、例えば薬剤が眼内に注射された後に、プランジャ415は適所に維持される。プランジャ415は機械的連結インターフェース545に堅固に連結されないので、機械的連結インターフェース545が格納されても、プランジャ415は格納されない。
図16は、図13の再使用制限組立体と、充電ベースとを示す断面図である。図16では、再使用制限組立体250の底面は充電ベース1615と連結する。再使用制限組立体250を充電ベース1615内に置くと、電源505が充電される。充電が完了したら、充電ベース1615から再使用制限組立体250を取り除くことができる。本発明の一実施形態では、先端部分205を付設した再使用制限組立体250を充電ベース1615内に置くと、分出室405に収容された物質が温度制御装置450によって加熱または冷却される。そのようにして、充電ベース1615が温度制御装置450に給電を行う。分出室405に収容された物質が適切な温度(温度センサ460からの情報により決定された温度)に達したら、先端部分205を付設した再使用制限250を充電ベースから取り外すことができる。そのようにして、再使用制限組立体250と付設された先端部分205を充電ベース1615から取り外すことにより、注射工程のための電源505の電力が節約される。
図17A、図17Bは、本発明の原理による眼内に物質を注射する一つの方法のフローチャートである。ステップ1705で、先端部分と再使用制限組立体間の連結が確認される。ステップ1710で、再使用制限組立体に連結された先端部分のタイプが識別されてよい。例えば、薬剤送出先端部分または薬剤送出先端部分のタイプが識別される。このような識別は、先端部分から情報を読み取ること、例えばメモリまたはRFIDタグから情報を読み取ることにより行われる。ステップ1715で、先端部分から投薬情報が受け取られる。先端部分に関連した情報と同様に、投薬情報を、再使用制限組立体内の制御装置、RFIDリーダ、または類似の装置によって、先端部分内のメモリ装置から読み取ることができる。
ステップ1720で、分出室内の物質の温度を変更するために温度制御装置を作動する。物質は、先述したように加熱または冷却される。更に、先端部分と再使用制限組立体を充電ベース上に設置して加熱または冷却を行うことができる。ステップ1725で、物質が収容された分出室付近に設置した熱センサから温度情報を受信する。ステップ1730で、この温度情報は、物質の温度を調節するように温度制御装置を制御するために使用される。
ステップ1735で、アクチュエータシャフトがホームポジションへ移動する。例えば、アクチュエータシャフトを完全に格納してホームポジションを確立することができる。このホームポジションによって、変位センサのための基準点を確立できる。換言すれば、変位センサは、ホームポジションからのアクチュエータシャフトの移動の測定を開始することができる。ステップ1740で、アクチュエータシャフトが、機械的連結インターフェース(アクチュエータシャフトと一体形成されるか、これに連結される)がプランジャインターフェースと接触するまで移動する。この位置では、アクチュエータシャフトがこれ以上移動すると、分出室から物質が吐出される。機械的連結インターフェースがプランジャインターフェースと連結されていれば、装置は、眼内に薬剤を注射するために使用できる状態にある。物質を注射に適した温度に維持できるように、このステップは物質を眼内に注射する前に実施される。例えば、先端部分と再使用制限組立体が充電ベース上に設置されている間に、物質を加熱または冷却することができる。先端部分と再使用制限組立体が充電ベースから取り外されている場合には、物質の温度が適正温度範囲から逸脱する前に医師が注射を行う時間が限られる。機械的連結インターフェースをプランジャインターフェースと接触させることにより、短時間内での注射の実施を可能にする。
ステップ1745で、物質が眼内へ送出されるべきであるとの旨の入力を受信する。例えば、医師はボタンを押し、アクチュエータを作動させて物質を送出せよとの旨を示した信号を制御装置へ送ることができる。ステップ1750で、適正投薬量を適正速度で送出するようにアクチュエータの作動を制御するために、投薬情報を使用することができる。物質は、適正温度範囲内に到達した後に眼内に送出される。ステップ1755で、変位センサから情報を受信する。この情報は、アクチュエータシャフトが移動した距離を示す。アクチュエータシャフトが移動した距離は投与量と相関する。シャフトが移動した距離が長いほど、プランジャが変位する距離も長くなり、より多くの量の投与量が送出される。ステップ1760にて、送出された投与量の表示が提供される。例えば、完全な投与量が無事送出されたことを示す注射の成功が緑色の照明によって、または数字によって(送出した物質量をマイクロリットルで示す)表示される。注射が失敗した場合は、実際に送出された物質の量が表示される。ステップ1765で、先端部分の再使用が、例えば先端部分内のヒューズが飛ぶことにより阻止される。
図18は、本発明の原理による物質を眼内に注射することに関連した一つの方法のフローチャートである。図18は、先端部分と使用回数限定組立体を充電ステーション上に設置した状態で、分出室に収容された物質を加熱または冷却するために温度制御装置を作動させる方法を示す。ステップ1805で、先端部分と再使用制限組立体間の連結が確認される。ステップ1810で、先端部分のタイプが識別される。ステップ1815で、先端部分から投薬情報が受信される。ステップ1820で、充電ベース上に先端部分と使用回数限定組立体があるかどうかが決定される。それらが充電ベースにない場合には、システムは、ステップ1825で待機した後にステップ1820へ戻る。充電ベース上に先端部分と使用回数限定組立体がある場合には、ステップ1830で、分出室内の物質の温度を変更するために温度制御装置を作動する。ステップ1835で、熱センサから温度情報を受信する。ステップ1840で、この温度情報を使用して温度制御装置を制御する。
図19は、本発明の原理に従った物質を眼内へ注射する一つの方法に関するフローチャートである。図19は、適正投薬量が送出されたかどうかを決定する方法を示す。ステップ1910で、アクチュエータが投薬情報および投与速度情報に基づいて制御される。アクチュエータが、物質を送出するためにプランジャを移動させる。ステップ1920で、変位センサより、アクチュエータシャフトが移動した距離を示した情報が受信される。ステップ1930で、この距離情報を使用して、適正投与量が送出されたかどうかを決定する。アクチュエータシャフトが、適正投与量を送出するために要求された距離だけ移動すると、ステップ1940にて、適正投与量の送出が完了した旨の表示が提供される。アクチュエータシャフトが適正投与量を送出するために要求された距離を移動していない場合には、ステップ1950で、アクチュエータシャフトが移動した距離に基づいて投与量が計算される。ステップ1960で、送出された投与量が表示される。
図20は、本発明の原理による物質を眼内へ注射することに関する一つの方法のフローチャートである。図20は、アクチュエータシャフトが停止状態にある図である。ステップ2010では、アクチュエータが投与量および投与速度情報に基づいて制御される。アクチュエータが物質を送出するためにプランジャを移動させる。ステップ2020で、停止センサからデータを受信する。ステップ2030で、このデータを使用してアクチュエータシャフトが停止状態にあるかどうかを決定する。シャフトが停止状態にあれば、ステップ2040で、停止状態の表示が行われる。ステップ2050で、変位センサから、アクチュエータが移動した距離を示すデータが受信される。ステップ2060で、距離情報に基づき、送出された投与量が表示される。シャフトが停止状態でない場合は、ステップ2070で、適正投与量が送出された旨が表示される。
上述から、本発明は、精確な量の物質を眼内へ送出されるための改良されたシステムおよび方法を提供することが理解できる。本発明は、精確な投与量を送出することが可能な一回使用の使い捨ての送出装置先端部分を提供する。先端部分は再使用制限組立体と連結する。本明細書では本発明を実施例によって説明しているが、当業者は本発明に様々な改良を加えることができる。
本発明を一回使用の薬剤送出装置に関連して説明したが、本発明は、電源に接続されるあらゆる一回使用の医療装置を包括する。本明細書を考慮し、本明細書で開示した発明を実施することにより、当業者には本発明のその他の実施形態が明らかになる。明細書および実施例は単なる例示であり、本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図されている。
Claims (50)
- 内面と外面とを有し、前記内面が所定量の物質を保持する分出室を部分的に形成する分出室ハウジングと、
前記分出室ハウジングの内面に係合し、前記分出室ハウジング内で滑動可能であり、前記分出室ハウジングの内面に対して流体により封止され、かつプランジャインターフェースを有するプランジャと、
前記分出室と流体により連結する針と、
前記分出室ハウジングを少なくとも部分的に包囲し、前記分出室内の物質の温度を変更する温度制御装置とを含み、
前記物質が物質の温度の変更後に注射される、使い捨て注射装置。 - 前記分出室ハウジング付近に設置された、温度を測定するための熱センサを含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記熱センサは前記物質の温度を測定する、請求項2に記載の使い捨て注射装置。
- 前記分出室ハウジング付近で測定された温度から前記物質の温度が推測される、請求項2に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面上に設置された一対の先端インターフェースコネクタを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタは、前記使い捨て注射装置を再使用制限組立体に電気的に接続する、請求項5に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続するヒューズを更に含む、請求項5に記載の使い捨て注射装置。
- 前記ヒューズが飛ぶことにより、前記使い捨て注射装置の更なる使用が阻止される、請求項7に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続している、請求項5に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は加熱器である、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は冷却装置である、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続した熱センサを更に含む、請求項5に記載の使い捨て注射装置。
- 前記熱センサは熱結合部である、請求項2に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続し、かつメモリ装置を含む組立体を含む、請求項5に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は、前記使い捨て注射装置の特徴に関する情報を有する、請求項14に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は投薬情報を有する、請求項14に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は投与速度情報を有する、請求項14に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面付近に設置され、かつ前記使い捨て注射装置の特徴に関する情報を有するRFIDタグを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面付近に設置され、かつ投薬情報および送出速度情報で構成される群より選択した情報を有する、RFIDタグを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャは硬質のシャフト上にプレス嵌めされ、前記プランジャインターフェースは前記シャフトの基端部上に設置されている、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャは硬質なシャフト上に成形され、前記プランジャインターフェースは前記シャフトの基端部上に設置されている、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面上に設置され、かつ前記使い捨て注射装置を再使用制限組立体に固定するための第1タブを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面上に設置され、かつ前記使い捨て注射装置を前記再使用制限組立体に固定するための第2タブを更に含む、請求項22に記載の使い捨て注射装置。
- 前記第1および第2タブは大きさが異なる、請求項23に記載の使い捨て注射装置。
- 前記第1および第2タブは形状が異なる、請求項23に記載の使い捨て注射装置。
- 前記針を前記分出室ハウジングに固定するためのルアーを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記分出室ハウジングと前記プランジャを少なくとも部分的に囲んでいるハウジングを更に含む、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャインターフェースは、前記使い捨て注射装置を再使用制限組立体に整合するように設計された形状を有する、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 前記物質は眼の状態を治療するための薬剤である、請求項1に記載の使い捨て注射装置。
- 初期量の物質を前記分出室内に事前充填し、前記分出室内の前記プランジャを移動させることにより、前記初期量よりも少ない所定投与量の物質を送出する、請求項1のシステム。
- 内面と外面とを有し、前記内面が所定量の物質を保持する分出室を部分的に形成する分出室ハウジングと、
前記分出室ハウジングの内面と係合し、前記分出室ハウジング内で滑動可能であり、前記分出室ハウジングの内面に対して流体により封止され、かつプランジャインターフェースを有するプランジャと、
前記分出室と流体により連結する針と、
前記分出室ハウジングを少なくとも部分的に包囲し、前記分出室内の物質の温度を変更する温度制御装置と、
前記分出室ハウジング付近に設置された、前記分出室ハウジング付近の温度を測定する熱センサと、
前記使い捨て注射装置のインターフェース面上に設置された一対の先端インターフェースコネクタと、
前記分出室ハウジングと前記プランジャを少なくとも部分的に囲んでいるハウジングとを備え、
前記物質が物質の温度の変更後に注射される、使い捨て注射装置。 - 前記一対の先端インターフェースコネクタは、前記使い捨て注射装置を再使用制限組立体に電気的に接続する、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続したヒューズを更に含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記ヒューズが飛ぶことにより、前記使い捨て注射装置の更なる使用が阻止される、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続している、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は加熱器である、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記温度制御装置は冷却装置である、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記熱センサは前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続している、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記熱センサは、熱結合部とサーミスタとから構成される群より選択された装置である、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記一対の先端インターフェースコネクタに電気的に接続し、メモリ装置を含む組立体を含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は、前記使い捨て注射装置の特徴に関する情報を有する、請求項40に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は投薬情報を有する、請求項40に記載の使い捨て注射装置。
- 前記メモリ装置は投与速度情報を有する、請求項41に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面付近に設置され、かつ前記使い捨て注射装置の特徴に関する情報を有するRFIDタグを更に含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面付近に設置され、かつ投薬情報と投与速度情報とから構成される群より選択した情報を有するRFIDタグを更に含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャは硬質なシャフトの上にプレス嵌めされており、前記プランジャインターフェースは前記シャフトの基端部上に設置されている、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャは硬質なシャフト上に成形され、前記プランジャインターフェースは前記シャフトの基端部上に設置されている、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記使い捨て注射装置のインターフェース面上に設置された、前記使い捨て注射装置を再使用制限組立体に固定するための第1タブおよび第2タブを更に含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記物質は眼の状態を治療するための薬剤である、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
- 前記プランジャインターフェースに結合した機械的連結インターフェースと、前記機械的連結インターフェースを駆動するためのアクチュエータとを更に含む、請求項31に記載の使い捨て注射装置。
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