JP2015510424A - 投与量終了インジケータ - Google Patents

Abstract

本発明は、薬液（３）を充填した中空の容器（２）を具備する医療用送達装置に関する。容器（２）は、遠位端において穿孔可能な膜（４）により閉塞され、かつ開放した近位端にはプランジャを具備する。ピストンロッド（２０）が、容器内でプランジャ（５）を前方に移動させるときは常に、容器（２）に収容された薬液（３）内で圧力が上昇する。さらに、ばねなどの弾性要素（３３）が設けられている。この弾性要素（３３）は、注射をする間に、投与量注入機構を作動させる際に弛緩状態から緊張状態へと操作することができる。弾性要素（３３）は、注射をする間、緊張状態になるよう操作され、容器（２）内の圧力が所定の閾値を超えている限り、圧力が薬液（３）中で上昇し、緊張状態を保つ。薬液（３）内の圧力が所定の閥値より低くなると、緊張したばねは弛緩状態へと操作され、それにより、容器（２）に収容された薬液（３）内の圧力が所定の閥値より低下していることをユーザに聴覚および／または触覚で知らせる。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、ユーザに信号、特にユーザに注射装置からの薬液の流出が停止したことを知らせる信号を提供する手段を有する薬剤送達装置に関する。より具体的には、本発明は、容器内の圧力が、液体が容器から流出しないような一定の閥値より低下した場合に、ユーザに信号を提供する機械的圧力インジケータを有する注射装置に関する。

糖尿病患者は、毎日、自分自身でインスリンの注射をする必要がある。このため、非常に多くの異なる注射システムがこの３０年にわたり開発されてきた。典型的な糖尿病患者は、週に数回、または１日に数回のインスリン注射を必要とするだろう。しかしながら、典型的な注射装置は、いつインスリンが体内に適切に送達されたか知らせるという問題に対処していない。

注射をする際には、ユーザは目的とする投与量の数値（通常、投与量）をダイヤルし、注射針を体の適切な部位に刺した後、注射ボタンを作動させる。

ある注射装置においては、インスリンを容器から押し出すのに必要な力は、患者自身によって伝えられ（例えば米国特許第６００４２９７号明細書）、ある装置においては、ばねから力が伝えられ（例えば欧州特許第１８１９３８２号明細書）、および、その他の装置においては、力が電気モータから発生する（例えば欧州特許第１２３９９０２号明細書）。必要とされる力がどのように提供されるかに関わらず、カートリッジから設定投与量を物理的に押し出すのにはある程度の時間がかかり、投与量を、針を通して体内に入れるにはある程度の時間がかかる。さらに、容器から薬液を押すプランジャは、通常、ゴム材料から製造されるため、前方向に押されると形が変形し、プランジャを前方向に押すと、元の形に戻るには少し時間がかかる。ピストンロッドの存在によってプランジャは、通常、後方に位置することができないため、プランジャが元の形に戻るまでの間、薬液に前方向に力をかける。すべての薬が体内に送達されなければならないため、この間、注射針は体内に正しく適切な状態で挿入されてなくてはならない。注射針を体から取り出すのが早すぎると、設定投与量の一部が体外に出てしまう。

ほとんどの注射装置では、製造者は、注射が完了した後、針を約５秒〜約１０秒挿入したままでいることを推奨する。このような推奨時間間隔は、「平均的ユーザ」を含めた計算を基にしたものである。しかしながら、これによって、ユーザが推奨に従うために時間に注意するため、秒数を数えたりストップウォッチを利用したりすることが必要になる。

注射針を体から抜いてよいことをユーザに知らせる信号を出すために、欧州特許第１０１７４３５号明細書において、注射をする間に作動し、実際に注射が完了した後所定の時間間隔の後、聴覚または振動による信号をユーザに提供する時間遅延機構が提案されている。

しかしながら、一定の時間間隔または一定の推奨を採用しても、必要となる時間は投与量の大きさによるので、ほぼ確実に時間間隔が短すぎるか時間間隔が長すぎるという結果となるであろう。そのため、注射する投与量によって注射針の挿入を維持すべき時間間隔を設けることが推奨されるだろう。

圧力監視については、米国特許第４６２４６５９号明細書が、穿孔を介してシリンジ外筒の内部と連通する膜を具備した注射装置を開示している。圧力が外筒内で生じると、この圧力が膜背面に伝わり、膜を上向きに盛り上がらせる。膜が盛り上がることによって、外筒内の圧力が一定の値を超えたことをユーザに触覚信号および視覚信号で提供する。この目的は、適切な注射圧力で注射するようユーザを導くためである。

米国特許第６００４２９７号明細書 欧州特許第１８１９３８２号明細書 欧州特許第１２３９９０２号明細書 欧州特許第１０１７４３５号明細書 欧州特許第４６２４６５９号明細書

上記の特定の先行技術を考慮すると、本発明の目的は、いつ注射針を体から取り除くことができるかを知らせる、より正確な信号をユーザに提供することである。提供される信号は、非電気的な注射装置に好適になるように、機械的手段のみにより発生させることが好ましい。さらなる目的は、注射をする投与量の多さに応じてこのような信号を提供することである。また、さらなる目的は、薬液を収容する容器内の圧力が一定の閾値より低いことを知らせる信号を提供することである。閾値は、注射針内を流れる液体がなくなったことを示す水準に設定する。

本発明は、請求項１に定義されている。

第一態様では、本発明はばねなどの弾性部材を備える注射機構に関する。この弾性部材は
−弾性部材が弛緩している弛緩状態と、
−弾性部材が緊張している緊張状態
の２つの状態の間で操作され得る。

ユーザが注射機構を操作して投与量を吐出するときは、注射機構の中空の薬容器内で圧力が上昇する。圧力が上昇していくにつれ、すなわち患者の組織中に注射をする間に、弾性部材は弛緩状態から緊張状態へと動かされる。さらに、薬液室内の圧力が一定の閾値を超えている限り、弾性部材を緊張状態で維持する手段が提供される。

薬液が注射機構に接続された注射針の内腔を通って流出する際、薬容器内の圧力は、内部圧力が外部圧力と釣り合うまで減少する。もし患者に注射をすれば、外部圧力は注射を受ける患者の組織内の圧力である。

一旦、圧力が閾値より低くなると、弾性部材は開放され、自動的に弛緩状態に戻る。この弾性部材の動きは、やや急激に起こり、それによって、聴覚信号および／または触覚信号がユーザに提供される。この信号は、薬容器内の内部圧力が、薬液が薬容器から流出し終わったこと、または少なくとも流出量がほとんどなくなる水準になり、そのためユーザが注射針を組織から安全に取り除くことができることをユーザに知らせる。

本発明で考えられている注射機構は、ピストンロッドがプランジャを、カートリッジ内に収容された薬液を押し出すために管状のカートリッジ内で前方に移動させる伝統的な注射機構である。プランジャがカートリッジ内で前方に移動して圧力が上昇したとき、この圧力はプランジャおよびピストンロッドに軸力をかける。すなわち、薬容器内の圧力が、ピストンロッドおよびピストンロッドシステムに軸力をかける。本発明の主要な部分は、弾性部材を緊張状態に維持するために、この軸力を使用することにある。

弾性部材は弛緩状態から緊張状態に操作され得る要素であり、さらに、弾性部材への力または圧力がない、またはほとんどない場合には、緊張状態から弛緩状態へと戻るように変形できる性質を有する。

弾性部材を緊張状態に固定することは、一実施例において、歯車と歯付きピストンロッドとの間に生じる摩擦力によって半径移動をブロックする半径移動可能な歯車を有することにより行われ得る。

さらなる実施例においては、軸方向に移動可能なナット部材を、弾性部材を維持するために使用することができる。この軸方向に移動可能なナット部材は、薬液室内の圧力により維持位置にまで押される。

後者の例においては、緊張位置ではより大きな外径を有する板ばねを使用することが好ましく、より大きな外径は軸方向に移動可能なナット部材によって押し込まれて使用することができる。

（定義）
「注射ペン」は、典型的には、長方形または細長い形の筆記用ペンにいくぶん似た注射装置である。このようなペンは、通常断面図が管状であるが、三角形、長方形もしくは正方形、またはこれらの形状に近いいかなる変化形状の断面図を有することも容易である。

本明細書において、用語「薬」とは、液体、溶液または微細懸濁液などの、制御された方法で中空針などの送達手段を通って通行可能な、薬を含有する、流動性のあるいかなる薬剤も包含する。代表的な薬にはペプチド、プロテイン（例えば、インスリン、インスリン類似体およびＣ−ペプチド）、およびホルモン、生物学的由来製剤もしくは生理活性物質、ホルモン製剤、遺伝子製剤、栄養処方並びにその他の固形状（調合したもの）または液体状双方の物質等の薬が含まれる。

同様に、用語「皮下」注射は患者に皮下送達するいかなる方法をも包含する。

さらに、用語「注射針」は、液体を送達する目的、または除去する目的で患者の皮膚を穿通するために適合された穿刺部材であると定義する。

用語「ニードルカニューラ」は注射をする間、皮膚の穿通をする実際のパイプを表すために使用される。ニードルカニューラは、通常、金属材料で製造されており、かつ、注射針を形成するために、「ハブ」に連結されている。しかしながら、ニードルカニューラは、ポリマー材料またはガラス材料からも製造され得る。注射針を注射装置に連結する手段を搭載するハブは、通常、好適な熱可塑性材料から成型されている。連結手段は注射ペンと注射針との間を連結するのに好適ないかなる手段でもよい。

「カートリッジ」は、薬を収容する容器を表すのに使用される用語である。カートリッジは通常、ガラスで製造されているが、任意の好適なポリマーで成型することもできる。カートリッジまたはアンプルは、好ましくは、例えばニードルカニューラの非患者端で、穿孔可能な膜により一方が閉塞されている。反対側の端は、典型的には、ゴムまたは好適なポリマーで製造されたプランジャまたはピストンで閉じられている。プランジャまたはピストンは、カートリッジ内を滑動可能である。穿孔可能な膜と移動可能なプランジャとの間の空間は、薬剤を入れるところであり、この薬剤は、プランジャが薬の入っている空間の大きさを減少する際に押し出される。しかしながら、薬を収容するために、硬いか、柔らかいかを問わず、いかなる種類の容器をも使用することができる。

ここに引用したすべての公報、特許出願および特許の引用文献は、参照することによって、あたかも各引用文献が個別的かつ具体的に参照により組み込まれると示され、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体が本明細書に組み込まれる。

ここで使用されるすべての見出しおよび小見出しは、利便性のみを目的としており、いかなる方法によっても本発明を限定するものと解釈してはならない。

ここで提供されるいかなる実施例およびすべての実施例、または例示の文言（例えば、など）の使用は、単に、本発明をよりよく説明するためのものであり、別途主張しない限り本発明の範囲を限定しない。明細書内の文言は、いかなる請求項に記載されていない要素が、本発明の実行に必須なものであることを示すものとして解釈されてはならない。ここに引用し、組み込まれた特許文献は、利便性のためにのみ行われたものであり、かかる特許書類の妥当性、特許性、および／または法的強制力の見解を反映するものではない。

本発明は、すべての変更および、準拠法により許可されるように、添付の請求項で述べられた主題のすべての変形物および均等物を含む。

本発明は好ましい実施形態および図に関連して以下により詳細に説明する。

本発明の一実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の一実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の一実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の一実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の一実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の異なる実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の異なる実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の異なる実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の異なる実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。 本発明の異なる実施形態による投与量注射機構の動作順序を示す。

図面は、明確にするため簡略化、簡易化しており、本発明の理解に重要な詳細のみを示し、その他の詳細は省略している。全体にわたり、同様の参照番号を同一または対応する部分に使用している。

以下において、「上」および「下」、「右」および「左」、「水平」および「垂直」、「時計回り」および「反時計回り」といった用語、または類似の相対的表現が使用されている場合、これらは単に添付の図に言及しているに過ぎず、実際の使用状況を言及しているのではない。示されている複数の図面は略図であり、このため、相対的寸法だけでなく、構造が異なる形態は、例示のためのものである。

このような意味から、添付の図面における用語「遠位端」は、通常注射針を具備する注射装置の端部を意味し、用語「近位端」は、注射針から遠ざかる方向である反対側の端部であって、通常注射ボタンを具備する端部を意味すると、便宜上定義する。

図１および図２は、注射針１０を通って対象１１に注射される薬液３を収容するカートリッジ２を具備する注射装置１を開示する。カートリッジ２は一方が穿孔可能な膜４によって閉じられ、この膜４を通じて、注射針１０がカートリッジ２内の薬液３と液体連通する。反対に、近位端では、カートリッジ２はプランジャ５により閉じられている。プランジャ５が前方に移動させられると、プランジャ５は、薬液３を、注射針１０を通じて対象１１内に押し出す

プランジャ５を遠位方向に移動させるため、投与量注射機構により動かされるピストンロッド２０が設けられている。

図１Ａ〜図１Ｅにおいて、圧力監視システム３０は、ピストンロッド２０上に半円状に設けられた歯２１と噛み合う歯車３１を備える。歯２１は、歯車３１の歯と同様である。

ユーザが注射機構を作動させて投与量を注射するとき、レバー３２が、ピストンロッド２０に関連して、半径方向に歯車３１を移動させる（矢印Ａ）。歯車３１の半径方向の移動がばね３３を締め付け、その後、ばね３３は、半径方向力Ｆ_ｓを歯車３１に加える。同時に、ピストンロッド２０およびプランジャ５は、遠位方向に移動し、それによって、図１Ｃの圧力測定装置１５に示されるように、カートリッジ２内の圧力が上昇する。図１Ｂ〜図１Ｄに示すように、加えられた圧力が薬液３をカートリッジ２から注射針１０を通って対象１１へと流す。同時に、カートリッジ２内で圧力が上昇した結果、プランジャ５の近傍に軸力が加えられ、それによってピストンロッド２０に、軸力が加えられる。

図１Ｄに示すように、ユーザが注射機構を作動させなくなると、レバー３２の傾きは初期位置まで戻る。しかしながら、カートリッジ２内の圧力は、プランジャ５およびピストンロッド２０に軸力を近位方向に加え続け、その圧力がピストンロッド２０の歯２１と、歯車３１との間に摩擦力Ｆ_ｆを発生させ、それによって、ばね３３が力Ｆ_ｓを開放することが防止される。それによって、歯車３１が半径方向に移動させられる。歯車３１は、一方の回転方向のみに回転するように、ワンウェイ機構に連結されていると思われる。

図１Ｅに示すように、圧力が一定の閾値より下がると、薬液３は注射針１０内を流れるのを停止するだろう。さらに、図１Ｅの圧力測定装置１５に示すように、カートリッジ２内の圧力がないか、またはほんのわずかであるときには、ピストンロッド２０にかかる後方向きの力もゼロに近づく。これによって、ピストンロッド２０と歯車３１との間の摩擦力Ｆ_ｆが減少し、そのため、Ｆ_ｓがＦ_ｆより大きくなるに従って、力Ｆ_ｓの影響でばね３３が、歯車３１を半径方向に移動させることを可能にするだろう。

この歯車３１の半径方向移動は、図１Ｅに示すように、触覚および／または聴覚信号をユーザに提供し、それによって、ユーザに注射針１０を体から取り除いてよいことを知らせる信号を送る。

図２Ａ〜図２Ｅは回転可能なピストンロッド２０に基づく実施形態を開示する。このピストンロッド２０は、らせん状雄ねじ２２を備えている。注射装置１は、ハウジング６を具備し、このハウジング６はさらに、ピストンロッド２０の雄ねじ２２と螺合する雌ねじ８を有するナット部材７を備えている。ピストンロッド２０が回転するときは常に、ねじ山のある接触面８、２２のため、軸方向にも移動するだろう。

投与量注射機構は、図２Ｂおよび図２Ｃ中に矢印Ｂで示されるように、薬液投与量を吐出するためにユーザが押す注射ボタン４０を備える。

注射機構は、さらにばね３３を備え、ユーザが注射ボタン４０を作動させると弛緩状態から圧縮状態へと操作される。図２Ａは弛緩状態のばね３３を示し、図２Ｂは緊張状態のばね３３を示す。ばね３３は、好ましくは皿ばねまたは板ばねである。

ユーザが注射ボタン４０を作動させると、ピストンロッド２０およびプランジャ５はカートリッジ２内を前方に移動し、圧力測定装置１５で示すように圧力がカートリッジ２内で上昇する。この圧力は、プランジャ５およびピストンロッド２０に近位方向に作用する軸力を生じる。

ナット部材７は、ハウジング６内で軸方向に短距離変位可能であるため、この軸力が、ナット部材７を軸方向に押し、それによって、図２Ｂに示すように、緊張位置にあるばね３３を押し込むだろう。

薬液はカートリッジ２から流出すると、カートリッジ２内の圧力は減少するだろう。圧力が一定の閾値より低くなるとき、ナット部材７およびばね３３に加えられる軸力は、ばね３３を緊張位置に維持するのに十分ではなくなり、このため、ばねは弛緩状態に戻るだろう。この緊張状態から弛緩状態への変化は突然起こるため、注射針１０は対象から取り外してよいことを知らせる、触覚および／または聴覚の信号をユーザに提供する。

いくつかの好ましい実施形態を先に示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その他の方法で以下の請求項において定義される主題の範囲内において実施することができる。

Claims (6)

1. 薬液（３）を収容する中空の容器（２）であって、遠位端において前記容器（２）が穿孔可能な膜（４）により閉塞され、かつ、近位端において開放されている、容器（２）と、
   前記容器（２）内に設けられたプランジャ（５）であって、前記近位端から前記遠位端へと軸方向前方に移動するプランジャ（５）と、
   前記プランジャ（５）を前方に移動させるピストンロッド（２０）と、
   前記ピストンロッド（２０）および前記プランジャ（５）を前記遠位端に向かって前方に移動させるために作動させることができる投与量注射機構であって、前記プランジャ（５）の前方への前記移動により、前記容器（２）に収容された前記薬液（３）中の圧力が上昇する、投与量注射機構と、
   前記容器（２）から前記薬液（３）を放出するために、前記膜（４）を通って挿入可能であり、前記放出により前記容器（２）に収容された前記薬液（３）内の前記圧力を減少させる注射針（２０）と、
   前記投与量注射機構の作動によって、弛緩状態から緊張状態に操作されることができる弾性手段（３３）と、を備え、
   前記弾性手段（３３）は、前記ピストンロッド（２０）および前記プランジャ（５）が前方に移動することにより前記圧力が前記薬液（３）中で上昇するときに緊張状態に操作され、前記弾性手段（３３）は前記容器内の前記圧力が所定の閾値を超える限り緊張状態を維持し、
   前記弾性手段（３３）は前記薬液（３）内の前記圧力が前記所定の閾値より低下したときに弛緩状態に戻るよう操作され、
   前記弾性手段（３３）の弛緩により、前記容器（２）内に収容された前記薬液（３）中の前記圧力が前記所定の閾値より低下したことを聴覚および／または触覚でユーザに知らせる、医療用送達装置。
2. 前記容器（２）内で上昇した前記圧力が前記プランジャ（５）および前記ピストンロッド（２０）に軸力を加える、請求項１に記載の医療用送達装置。
3. 前記力が加えられたときに、前記投与量注射機構の要素が、緊張位置に前記弾性部材（３３）を維持する、請求項２に記載の医療用送達装置。
4. 前記要素が、半径方向に移動可能な歯車（３１）である、請求項３に記載の医療用送達装置。
5. 前記要素が、軸方向に移動可能なナット部材（８）である、請求項３に記載の医療用送達装置。
6. 前記弾性部材（３３）が、皿ばねである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療用送達装置。

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