JP2014513613A - 投薬機構 - Google Patents
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Abstract
本発明は流体用の投薬機構(5)に関し、入口(8)、出口(9)、投薬パイプ(10)、並びに各々が入口バルブ(A1、B1)及び出口バルブ(A2、B2)を有する二つのバルブグループ(A、B)を含んでなり、ここで、入口(8)は両方の入口バルブ(A1、B1)に連結され、そして出口(9)は両方の出口バルブ(A2、B2)に連結され、ここで、一方のグループ(A)の入口バルブ(A1)は入口(8)を投薬パイプ(10)の第一の端部(10.1)に連結するように配置され、一方、同じグループ(A)の出口バルブ(A2)は出口(9)を投薬パイプ(10)の第二の端部(10.2)に連結するように配置され、ここで、他方のグループ(B)の入口バルブ(B1)は入口(8)を投薬パイプ(10)の第二の端部(10.2)に連結するように配置され、一方、同じグループ(B)の出口バルブ(B2)は出口(9)を投薬パイプ(10)の第一の端部(10.1)に連結するように配置され、ここで、制御手段は一つのグループ(A、B)のバルブ(A1、A2、B1、B2)のみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口(8)から、投薬パイプ(10)を通って出口(9)に流れることを可能にし、ここで、投薬物体(11)は、流体によって、一方の端(10.1、10.2)から
他方(10.2、10.1)に向かって並進するような形で、投薬パイプ(10)中に配置され、ここで出口(9)から送達されるべき用量は、投薬パイプ(10)中の投薬物体(11)の位置によって定められ得る。
【選択図】 図2
他方(10.2、10.1)に向かって並進するような形で、投薬パイプ(10)中に配置され、ここで出口(9)から送達されるべき用量は、投薬パイプ(10)中の投薬物体(11)の位置によって定められ得る。
【選択図】 図2
Description
本発明は、流体用の投薬機構に関する。
ペン注射器などの医療用注射システムは、患者がインスリンのような薬剤の要求された用量を自己投薬することを可能にするようになっている。薬剤を注射するとき、投薬の正確さは治療上の関連性(therapeutic relevance)を有すべきものである。従来の注射システムは、例えば、インスリンで満たされたカープルを含む。ストッパは、ペン注射器の投薬機構によって、要求された用量に対応する距離だけ併進されるように、カープル中に配置され、そのようにして用量を、注射針を通してカープルから注射部位、例えば、患者の皮膚内に変位させる。そのようなシステムにおける投薬の正確さはストッパの併進の正確さ、カープルの内径の許容誤差及びストッパの圧縮性に依存する。
特許文献1は、液体、特に、点滴液の投薬された摂取(dosed intake)及び送達のためのデバイスを開示している。該デバイスは、加圧できる液体チャンバを具現化するシリンダ、シリンダ軸に沿ってシリンダ中に案内されるピストン、及び液体を液体チャンバ内に導入するための、そしてそれから液体を投薬するための少なくとも一つのラインを含む。この発明の目的は、デバイスが取り扱い易く、そして点滴液の汚染のリスクを可能な限り防ぐことを確保することである。この目的のために、ピストンは、画成されたシリンダ体積を変位させるために、弾力に抗して、隣接によって画成される空回り位置から、隣接によって画成される端部位置へとシリンダ中を変位できる。
本発明の目的は、改良された流体用の投薬機構を供することである。
本目的は、請求項1による投薬機構によって達成される。
本発明の好ましい実施態様は従属請求項において与えられる。
本発明による流体用の投薬機構は入口、出口、投薬パイプ、並びに各々が入口バルブ及び出口バルブを有する二つのバルブグループを含む。入口は両方の入口バルブに連結され、そして出口は両方の出口バルブに連結され、ここで、一方のグループの入口バルブは入口を投薬パイプの第一の端部に連結するように配置され、一方、同じグループの出口バルブは出口を投薬パイプの第二の端部に連結するように配置される。他方のグループの入口バルブは入口を投薬パイプの第二の端部に連結するように配置され、一方、同じグループの出口バルブは出口を投薬パイプの第一の端部に連結するように配置される。制御手段は一つのグループのバルブのみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口から、投薬パイプを通って出口に流れることを可能にする。投薬物体は、流体によって、一方の端から他方に向かって併進され得るように、投薬パイプ中に配置され、ここで、出口から送達されるべき用量は、投薬パイプ中の投薬物体の位置によって定められ得る。バルブの一方のグループが開かれ、そして入口での流体が圧力下にある場合、流体は入口から、開いた入口バルブ、投薬パイプ及び開いた出口バルブを通して出口に流れ、そうすることによって、それと共に投薬物体を伴い、そしてそれを投薬パイプの一方の端から他方に向かって動かす。二つの位置の間の投薬物体による走行距離は、出口を通して送達される投薬体積と相関がある。投薬物体が一端で底に達する場合、開いたバルブは閉じられ得る。他のグループのバルブを開くことによって、別の用量が送達され得て、一方、投薬物体は流体によって反対方向に動かされる。
一つの実施態様において、投薬物体はボールとして配置され、ここで、投薬パイプの端部は、ボールが、流れる流体によって並進中に端部の一つに達するとき、投薬パイプを密封して、バルブの各現在のグループが開いた状態で更なる送達を防ぐよう、密封シートとして配置される。別の用量を送達するために、現在開いているバルブは閉じられなければならず、そして別のグループのバルブは開けられなければならない。投薬パイプを通して他の方向へ流れる流体は、それがそれを密封している別の端部で底に達するまで、それと共にボールを取り入れる(take)。投薬パイプマイナスボールの用量は送達されるべき流体の投薬単位を表すように選択され得る。従って、バルブの一つのグループが、入口が圧力下にある状態で、開かれるとき、流体の正確に一単位が送達される。例示的実施態様において、そのように画成された用量単位はインスリン単位と同じである。または、そのように画成された用量単位の整数n(n=1、2、3、・・・k)倍がインスリン単位である。このように、ポンプ機構のn回の作動によって、インスリン1単位相当量を吸い出す投薬物体がもたらされる。
ボールによって端部を密封するために、投薬パイプの端部はテーパ状である。
投薬物体はストッパのような異なる形も有し得る。ストッパはゴムのような、弾性材料を含み得て、そして投薬パイプの壁に抗して密封し、ここで、投薬パイプの端部は、密封シートを形成するために、小さくされた内径を有し得る。
別の実施態様において、センサは、投薬パイプ内の投薬物体の位置を決定するために配置され、ここでセンサは制御手段、例えば、マイクロプロセッサに連結される。制御手段は、センサによって検出され得る二つの位置の間で投薬物体による走行距離に依存して、及び送達されるべき設定用量の体積に依存して、バルブを開閉するように配置される。この実施態様において、投薬体積は、投薬物体より小さい投薬パイプの体積よりも小さくてよい。投薬物体より小さい投薬パイプの体積より多い用量が投薬されるべき場合、制御手段は、遅くとも投薬物体が投薬パイプの一端で底に達するとき、バルブの別のグループに切り替える必要がある。そのようなセンサを適用すれば、投薬物体が動かない又は不十分にしか動かない場合、詰まらされた注射針のような故障が検出され得る故に、投薬機構の信頼性を改良することが可能になる。
センサは、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬物体の位置の光学的検出を可能にするために、投薬パイプは透明である。好ましくは、光源が、センサが透過光に曝されるべく投薬物体を照らすように配置されるであろう。
投薬物体はボール又はストッパ又は別の適切な物であり得る。尚、投薬物体は、この実施態様において、底に達したとき、必ずしも投薬チューブの端部を密封する必要はない。
別の実施態様において、投薬物体は気泡であり得る。センサは気泡を検出するように配置され、そして制御手段はバルブの適切な制御によって空気を注射することを防ぐように配置される。非常に小さな投薬パイプにおいて適用されるとき、気泡自身は密封として作用し得る。投薬パイプの内径が非常に小さい場合、気泡を通り抜けるには著しい圧力が必要となる。
流体の表面張力を用いて、投薬パイプの小さい直径は、気泡が浮力によって動くことを防ぐ。
投薬機構は、液体薬物を送達するための注射デバイスにおいて適用され得て、薬物容器、及び薬物を薬物容器から容器出口を通して変位させるための変位手段を含む。容器出口は、投薬機構の入口に連結され、ここで、投薬機構の出口は、注射針又は噴射注射器のようなノズルに連結される。
ストッパは、駆動ばねによって駆動される薬物容器内への併進の際に、薬物を変位させるために薬物容器中に配置され得る。ストッパは駆動ばねからの恒久的な負荷の下にあってもよい。薬物の送達は、バルブの各グループの一つを開く制御ユニットによって制御される。
ロール又は別の圧縮手段によって圧縮される変形可能なバッグのような他の容器設計も使用され得る。
以下に与えられる詳細な記述から、本発明の適用の更なる範囲が明らかになるであろう。しかしながら、本発明の好ましい実施態様を示しつつ、詳細な記述及び特定の例は説明のためにのみ与えられると理解されるべきである、何故ならば、本発明の精神及び範囲内で、種々の変化及び修正がこの詳細な記述から、当業者に明らかになるであろうためである。
説明のためにのみ与えられ、従って本発明を制約するものではない以下に与えられる詳細な記述及び添付図面から本発明がもっと完全に理解されるようになるであろう:
全ての図において、対応する部分は同じ参照符号を用いてしるされる。
図1は、薬物容器2、駆動ばね3、注射針4及び投薬機構5を有する注射デバイス1の模式図を示す。駆動ばね3は薬物容器2内に配列されたストッパ6上で作用し、そして薬物容器2中に保存された薬物Dを、容器出口7を通して変位させるように併進可能である。容器出口7は投薬機構5の入口に連結され、ここで、投薬機構5の出口は注射針4に連結される。ストッパ6は駆動ばね3からの恒久的負荷の下にあるので、針4を通した薬物Dの送達は投薬機構5のみによって制御される。
図2は、投薬機構5の模式図を示す。
投薬機構5は入口8、出口9、投薬パイプ10、並びに各々が入口バルブA1、B1及び出口バルブA2、B2を有する二つのバルブグループA、Bを含む。入口8は両方の入口バルブA1、B1に連結され、そして出口9は両方の出口バルブA2、B2に連結される。グループAの入口バルブA1は入口8を投薬パイプ10の第一の端部10.1に連結するように配置され、一方、同じグループAの出口バルブA2は出口9を投薬パイプ10の第二の端部10.2に連結するように配置される。他方のグループBの入口バルブB1は入口8を投薬パイプ10の第二の端部10.2に連結するように配置され、一方、同じグループBの出口バルブB2は出口9を投薬パイプ10の第一の端部10.1に連結するように配置される。(示されていない)制御手段は一つのグループA、BのバルブA1、A2、B1、B2のみを一度に開くように配置され、そうすることによって薬物Dが入口8から、投薬パイプ10を通って出口9に流れることを可能にする。投薬物体11は、流れル薬物Dによって、一方の端10.1、10.2から他方10.2、10.1に向かって併進され得るように、投薬パイプ10中に配置され、ここで、出口9から送達されるべき用量は、投薬パイプ10中の投薬物体11の位置によって定められ得る。バルブA1、A2、B1、B2の一方のグループA、Bが開かれ、そして入口8での薬物Dが圧力下にある場合、薬物Dは入口8から、開いた入口バルブA1、B1、投薬パイプ10及び各開いた出口バルブA2、B2を通して出口9に流れ、そうすることによって、それと共に投薬物体11を伴い、そしてそれを投薬パイプ10の一方の端10.1、10.2から他方10.2、10.1に向かって動かす。二つの位置の間で投薬物体11によって走行距離は、出口9を通して送達される投薬体積と相関する。投薬物体11が一端10.2、10.1で底に達する場合、開いたバルブA1、A2、B1、B2は閉じられ得る。他のグループB、AのバルブB1、B2、A1、A2を開くことによって、別の用量が送達され得て、一方、投薬物体11は薬物によって反対方向に動かされる。
図示された実施態様において、投薬物体11はボールとして配置され、ここで、投薬パイプ10の端部10.1、10.2は、投薬物体11が、流れる薬物Dによる並進中に端部10.1、10.2の一つに達するとき、投薬パイプ10を密封して、開いたバルブB1、B2、A1、A2の各現在のグループB、Aを用いて、更なる送達を防ぐよう、テーパ状である。別の用量を送達するために、現在開いているバルブB1、B2、A1、A2は閉じられなければならず、そして別のグループA、BのバルブA1、A2、B1、B2は開けられなければならない。投薬パイプ10を通して他の方向へ流れる薬物Dは、それがそれを密封している別の端部10.2、10.1で底に達するまで、それと共に投薬物体11を取り入れる。投薬パイプ10マイナス投薬物体11の体積は送達されるべき薬物Dの投薬単位を表すように選択され得る。従って、バルブA1、A2、B1、B2の一つのグループA、Bが、入口8が圧力下にある状態で、開かれるとき、薬物Dの正確に一単位が送達される。
投薬物体11は、用量の正確さを保証するために、投薬パイプ10の壁に抗しても密封し得る。この目的のために、投薬物体11、例えばゴムのような弾性材料でできたバール又はストッパは投薬パイプ10内に正確に嵌入され得る。
投薬物体11の前のデッドボリュームを減じるために、端部10.1、10.2からバルブA1、B2及びA2、B1に向かう分岐パイプへの連結は短くあらねばならない。
(示されていない)代替実施態様において、センサは、投薬パイプ10内の投薬物体11の位置を定めるために配置され、ここでセンサは制御手段、例えば、マイクロプロセッサに連結される。制御手段は、センサによって検出され得る二つの位置の間で投薬物体11による走行距離に依存して、及び送達されるべき設定用量の体積に依存して、バルブA1、A2、B1、B2を開閉するように配置される。
センサは、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬物体11の位置の光学的検出を可能にするために、投薬パイプ10は透明である。好ましくは、光源が、センサが透過光に曝されるべく投薬物体11を照らすように配置されるであろう。
投薬物体11はボール又はストッパ又は気泡のような別の適切な物であり得る。
ロール又は別の圧縮手段によって圧縮される変形可能なバッグのような他の容器2設計も使用され得る。
投薬機構5は他の医療又は非医療環境において適用され得る。
1 注射デバイス
2 薬物容器
3 駆動ばね
4 注射針
5 投薬機構
6 ストッパ、変位手段
7 容器出口
8 入口
9 出口
10 投薬パイプ
10.1 第一の端部
10.2 第二の端部
11 投薬物体
A バルブグループ
B バルブグループ
A1、 B1 入口バルブ
A2、 B2 出口バルブ
D 薬物
2 薬物容器
3 駆動ばね
4 注射針
5 投薬機構
6 ストッパ、変位手段
7 容器出口
8 入口
9 出口
10 投薬パイプ
10.1 第一の端部
10.2 第二の端部
11 投薬物体
A バルブグループ
B バルブグループ
A1、 B1 入口バルブ
A2、 B2 出口バルブ
D 薬物
Claims (15)
- 流体用の投薬機構(5)であって、入口(8)、出口(9)、投薬パイプ(10)、並びに各々が入口バルブ(A1、B1)及び出口バルブ(A2、B2)を備えた二つのバルブグループ(A、B)を含んでなり、ここで、入口(8)は両方の入口バルブ(A1、B1)に連結され、そして出口(9)は両方の出口バルブ(A2、B2)に連結され、ここで、一方のグループ(A)の入口バルブ(A1)は入口(8)を投薬パイプ(10)の第一の端部(10.1)に連結するように配置され、一方、同じグループ(A)の出口バルブ(A2)は出口(9)を投薬パイプ(10)の第二の端部(10.2)に連結するように配置され、ここで、他方のグループ(B)の入口バルブ(B1)は入口(8)を投薬パイプ(10)の第二の端部(10.2)に連結するように配置され、一方、同じグループ(B)の出口バルブ(B2)は出口(9)を投薬パイプ(10)の第一の端部(10.1)に連結するように配置され、ここで、制御手段は一つのグループ(A、B)のバルブ(A1、A2、B1、B2)のみを一度に開くように配置され、そうすることによって流体が入口(8)から、投薬パイプ(10)を通って出口(9)に流れることを可能にし、ここで、投薬物体(11)は、流体によって、一方の端(10.1、10.2)から他方(10.2、10.1)に向かって並進するような形で、投薬パイプ(10)中に配置される、上記投薬機構(5)。
- 請求項1に記載の投薬機構(5)であって、二つの位置の間の投薬物体(11)による走行距離が、出口(9)を通して送達される用量の体積に相関することを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項1又は2に記載の投薬機構(5)であって、投薬物体(11)がボールとして配置され、ここで、投薬パイプ(10)の端部(10.1、10.2)が、ボールが並進中に端部(10.1、10.2)の一つに達したとき、投薬パイプ(10)を密封して更なる送達を防ぐように、密封シートとして配置されることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項1又は2に記載の投薬機構(5)であって、投薬物体(11)が弾性材料を含むストッパとして配置され、ここで、投薬パイプ(10)の端部(10.1、10.2)が、ストッパが並進中端部(10.1、10.2)の一つに達したとき、投薬パイプ(10)を密封して更なる送達を防ぐよう、密封シートとして配置されることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項3又は4に記載の投薬機構(5)であって、投薬パイプ(10)の端部(10.1、10.2)がテーパ状であるか、又は減少した直径を有することを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項1又は2に記載の投薬機構(5)であって、センサが、投薬パイプ(10)内の投薬物体(11)の位置を定めるために配置され、そして制御手段に連結され、ここで、制御手段が、二つの位置の間で投薬物体(11)による走行距離、及び送達すべき設定用量の体積に応じて、バルブ(A1、A2、B1、B2)を開閉するように配置されることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項6に記載の投薬機構(5)であって、センサが、線形電荷結合素子として配置され、ここで、投薬パイプ(10)が透明であることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項6又は7に記載の投薬機構(5)であって、投薬物体(11)がボール又はストッパであることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項6又は7に記載の投薬機構(5)であって、投薬物体(11)が気泡であることを特徴とする、上記投薬機構(5)。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の投薬機構(5)であって、投薬物体(11)のサイズを差し引いた投薬パイプ(10)のサイズの整数倍が、インスリン単位の等体積である、上記投薬機構(5)。
- 液体薬物(D)を送達するための注射デバイス(1)であって、薬物容器(2)、薬物(D)を容器(2)から容器出口(7)を通して変位させるための変位手段(6)を含んでなり、ここで、容器出口(7)が請求項1〜10の何れか1項に記載の投薬機構(5)の入口(8)に連結され、ここで、投薬機構(5)の出口(9)がノズルに連結される、上記注射デバイス(1)。
- 請求項11に記載の注射デバイス(1)であって、ノズルが注射針(4)として配置されることを特徴とする、上記注射デバイス(1)。
- 請求項11に記載の注射デバイス(1)であって、ノズルがジェットノズルとして配置されることを特徴とする、上記注射デバイス(1)。
- 請求項11〜13のいずれか1項に記載の注射デバイス(1)であって、ストッパ(6)が、駆動ばね(3)によって駆動される薬物容器(2)内への並進運動で、薬物(D)を変位させるために薬物容器(2)中に配置されることを特徴とする、上記注射デバイス(1)。
- 請求項11〜13のいずれか1項に記載の注射デバイス(1)であって、容器(2)が、駆動ばね(3)によって負荷される圧縮変位手段を圧縮できる変形可能なバッグとして配置されることを特徴とする、上記注射デバイス(1)。
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