JP2016534788A - モータ巻線の抵抗測定を含む装置、およびそのような装置を制御する方法 - Google Patents

モータ巻線の抵抗測定を含む装置、およびそのような装置を制御する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、特に流体を放出するための装置であって、少なくとも１つのモータ巻線（５０６ａ〜ｄ）を含む電気モータ（５００）を有し、モータ（５００）を制御するための制御ユニット（６５６）を有し、モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）の電気抵抗（Ｒｗ）の関数である電気量を決定するように構成された電子検出回路（６２０）をさらに含み、制御ユニット（６５６）は、電気量の関数としてモータ（５００）を制御するように構成される装置に関する。本発明はさらに、そのような装置を制御する方法であって、モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）の電気抵抗（Ｒｗ）の関数である電気量を決定する工程と、電気量の関数としてモータ（５００）を制御する工程とを含む方法に関する。

Description

本発明は、少なくとも１つのモータ巻線を含む電気モータと、モータを制御するための制御ユニットとを有する、特に流体を放出するための装置に関する。本発明はさらに、そのような装置を制御する方法に関する。装置は、医療デバイス、特に薬剤注射デバイスであってよい。
この医療デバイスは、注射器、たとえば手持ち式注射器、特にペン型注射器とすることができ、これは、１つまたはそれ以上の多用量カートリッジから医薬製品を注射することによって投与を行う種類の注射器である。特に、本発明は、ユーザが用量を設定できる注射器に関する。
薬作用物質は、独立した（単一の薬物化合物）または予め混合された（共に配合された複数の薬物化合物）薬作用物質を各々含む、２つ以上の多用量リザーバ、容器、またはパッケージに含まれる。
症状によっては、１つまたはそれ以上の異なる薬剤を使用する治療が必要となる。一部の薬物化合物は、最適な治療用量を送達するために、互いに特定の関係で送達される必要がある。本特許出願が特に有利なのは、組合せ治療が望ましく、しかしながら、限定されないが安定性、治療効果の低下、および毒性などの理由で単一の配合では不可能な場合である。
たとえば、長時間作用型インスリン（第１または一次薬剤とも呼ぶことができる）をＧＬＰ−１またはＧＬＰ−１アナログなどのグルカゴン様ペプチド−１（第２の薬物または二次薬剤とも呼ぶことができる）と共に用いて糖尿病を治療することが有利となり得る場合がある。
したがって、ユーザが薬物送達デバイスの複雑な物理的操作なしで簡単に行うことのできる、２つ以上の薬剤を単回の注射または送達工程で送達するためのデバイスを提供する必要がある。提案された薬物送達デバイスは、２つ以上の活性薬作用物質のための別個の収納容器またはカートリッジリテーナを設ける。その後、これらの活性薬作用物質を組み合わせ、かつ／または単回の送達手順中に患者に送達する。これらの活性作用物質を共に組み合わされた用量で投与することができ、あるいはこれらの活性作用物質を連続して順次組み合わせることができる。
薬物送達デバイスはまた、薬剤の量を変化させる機会を可能にする。たとえば、注射デバイスの特性を変化させる（たとえば、ユーザ可変用量を設定する、またはデバイスの「固定」用量を変化させる）ことにより、１つの流体の量を変化させることができる。様々な二次薬物含有パッケージを製造することにより、第２の薬剤の量を変化させることができ、各変形形態が、異なる量および／または濃度の第２の活性作用物質を含む。
薬物送達デバイスは、単一の投薬インターフェースを有することができる。このインターフェースは、少なくとも１つの薬作用物質を含む薬剤の一次リザーバおよび二次リザーバと流体連通するように構成される。薬物投薬インターフェースは、２つ以上の薬剤をシステムから退出させて患者に送達できるようにする、あるタイプの出口であってよい。
別個のリザーバからの化合物の組合せを、両頭ニードルアセンブリを介して体内に送達することができる。これにより、ユーザから見て標準的なニードルアセンブリを用いる現在使用可能な注射デバイスとちょうど同じようにして薬物送達を達成する組合せ薬物注射システムが提供される。１つの考えられる送達手順は、以下の工程を含むことができる：
１．電気機械注射デバイスの遠位端に投薬インターフェースを取り付ける。投薬インターフェースは、第１および第２の近位針を含む。第１および第２の針は、一次化合物を含む第１のリザーバおよび二次化合物を含む第２のリザーバをそれぞれ穿孔する。
２．両頭ニードルアセンブリなどの用量ディスペンサを投薬インターフェースの遠位端に取り付ける。このようにして、ニードルアセンブリの近位端が、一次化合物および二次化合物の両方に流体連通する。
３．一次化合物の所望の用量を、たとえばグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介して注射デバイスからダイヤル設定／設定する。
４．ユーザが一次化合物の用量を設定した後、マイクロプロセッサにより制御される制御ユニットが、二次化合物の用量を決定または計算することができ、好ましくは、以前に記憶された治療用量プロファイルに基づいてこの第２の用量を決定または計算することができる。この計算された薬剤の組合せが、その後、ユーザにより注射される。治療用量プロファイルは、ユーザが選択できるようになっていてもよい。あるいは、ユーザが二次化合物の所望の用量をダイヤル設定または設定することができる。
５．場合により、第２の用量が設定された後、デバイスを作動可能状態に配置してもよい。場合による作動可能状態は、コントロールパネルの「ＯＫ」ボタンもしくは「Ａｒｍ」ボタンを押すことおよび／または保持することにより達成される。この作動可能状態は所定の期間もたらされ、その間に、デバイスを使用して組み合わされた用量を投薬することができる。
６．その後、ユーザは、用量ディスペンサ（たとえば両頭ニードルアセンブリ）の遠位端を所望の注射部位に挿入し、または入れる。一次化合物および二次化合物（および場合によって第３の薬剤）の組合せの用量が、注射ユーザインターフェース（たとえば注射ボタン）を起動することによって投与される。
両方の薬剤を、１本の注射針または１つの用量ディスペンサを介して、１つの注射工程で送達することができる。これにより、２つの別個の注射を投与するのに比べてユーザの工程が少なくなるという点で、ユーザに対して好都合な利点をもたらす。
前述した薬物送達デバイスのようなデバイスは、通常、動作のための機械力をもたらす少なくとも１つの電気モータを含む。たとえば、モータは、駆動トレインを動かして、デバイス内でカートリッジの栓に圧力を及ぼし、規定された薬剤ボーラスをカートリッジからデバイスの外へ放出する。
そのような駆動トレインの動きによって放出される薬剤の量は、通常、モータの動きに直接関連する。したがって、放出される薬剤ボーラスの精度を改善するために、モータの動きを正確に制御しなければならない。特に、たとえばカートリッジの栓を動かすときの薬剤の抵抗によって、モータの動きを打ち消す力にモータトルクを適応させる試みが一般になされている。モータトルクが低すぎると、モータは失速するか、またはほとんど動かないため、デバイスから放出されるボーラスが小さくなりすぎる。モータトルクが高すぎると、モータの動きが高速になりすぎるため、デバイスから放出されるボーラスが大きくなりすぎる。
したがって、そのようなデバイスのモータトルク制御の精度を改善することが広く望まれている。当技術分野において、これは通常、モータが標準状態で適切なモータトルクをもたらすように、モータ巻線に供給される電圧および電流などの適切なモータパラメータを実験的に決定して規定することによって行われる。
しかしながら、温度がデバイスの動作に重大な影響を与えるため、所定のモータパラメータを用いても、モータは最適でない逸脱したモータトルクをもたらす場合があることがわかった。
したがって、上記を考慮して、本発明の目的は、温度に関する装置の異なる条件に対する改良されたモータトルク制御を含む装置を提供することである。また、本発明の目的は、そのような装置を制御する方法を提供することである。
この目的は、特に流体を放出するための装置であって、少なくとも１つのモータ巻線を含む電気モータを有し、モータを制御するための制御ユニットを有し、モータ巻線の電気抵抗の関数である電気量を決定するように構成された電子検出回路をさらに含み、制御ユニットは、電気量の関数としてモータを制御するように構成される装置によって、少なくとも部分的に解決される。
この目的は、さらに、モータ巻線の電気抵抗の関数である電気量を決定するステップと、電気量の関数としてモータを制御するステップとを含む、そのような装置を制御する方法によって少なくとも部分的に解決される。
装置は、送達デバイス、特に、輸液デバイスまたは注射デバイス、たとえばインスリン注射ペンのような、薬作用物質（たとえば薬剤の用量）を放出するように構成された医療デバイスなどの薬物送達デバイスであってよい。注射デバイスは、医療関係者または患者自身によって使用される。一例として、患者自身が、たとえば１日に１回または数回インスリン用量を注射することによって、１型および２型糖尿病を治療することができる。
特に、装置は、少なくとも２つの薬作用物質を２つの別個のリテーナ内に位置する別個のカートリッジから送達（すなわち放出）するように構成された医療デバイスであってよい。
あるいは、装置は、たとえば、２成分接着剤の第１の成分（すなわち結合剤）および２成分接着剤の第２の成分（すなわち硬化剤）のそれぞれを含む別個のカートリッジから２成分接着剤を送達（すなわち放出）するように構成される。
装置は、ＡＣまたはＤＣモータとすることができる電気モータを含む。モータは、少なくとも１つのモータ巻線を含む。電気モータは、一般に、ステータおよびロータを含み、少なくとも１つのモータ巻線がステータまたはロータ上に位置して、交番磁界を発生させてロータを回転させる。たとえば、電気モータは、いくつかの磁極を有するステータといくつかの磁極を有するロータとを含むことができ、各磁極はモータ巻線を備え、それぞれの磁界を発生させる。あるいは、ステータまたはロータは、磁極を提供する１つまたはそれ以上の永久磁石も含むことができる。
装置は、モータを制御するための制御ユニットを含む。制御ユニットは、好ましくは、マイクロプロセッサと、モータを制御するためのコマンドを含む記憶装置とを含むマイクロプロセッサ制御ユニットである。記憶装置は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどの揮発性または不揮発性記憶装置であってよい。
制御ユニットは、モータを制御するように構成される。特に、装置はモータ駆動回路を含むことができ、このモータ駆動回路は、電力をモータ巻線に供給するように構成され、好ましくは、制御ユニットにより制御されてモータの動きを制御する。その後、制御ユニットは、たとえば、動作中にモータ巻線に供給される電圧および／または電流の振幅を制御することができる。さらに、制御ユニットは、少なくとも１つのモータ巻線に供給される電圧の反転を制御して、ロータが回転するように磁界の方向を切り替えることができる。装置は、モータ駆動回路の一部とすることができるパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を含むこともでき、制御ユニットは、パルス幅変調により、モータに供給される電力およびそれによるモータトルクを制御するように構成される。
装置は、電気量を決定するように構成された電子検出回路を含む。電子検出回路は、抵抗器、コイル、キャパシタ、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタのようなトランジスタ、演算増幅器などのアナログ電子部品、ならびに／または集積回路および／もしくはアナログデジタルコンバータおよび／もしくはデジタルアナログコンバータなどのデジタル電子部品を含むことができる。
電子検出回路は、モータ巻線の電気抵抗の関数である電気量を決定するように構成される。電気量は、たとえば、電圧、電流、モータ巻線の電気抵抗のような抵抗などであってよい。電気量は、たとえば、アナログ信号（電圧など）をデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタルコンバータによって出力されるデジタル信号であってもよい。電気量は、モータ巻線の電気抵抗の線形または非線形関数であってよい。
制御ユニットは、電気量の関数としてモータを制御するように構成される。特に、制御ユニットは、電気量の関数としてモータトルクを制御するように構成される。たとえば、制御ユニットは、１つまたはそれ以上のモータ巻線に供給される電圧および／または電流の振幅を、電気量の関数として制御するように構成される。
装置の環境における温度変化がモータ出力に重大な影響を与えるため、標準状態、たとえば室温で最適な所定のパラメータセットを用いてモータを制御するときに、最適でないモータトルクを生じさせる場合があることがわかった。そのような温度変化は、たとえば少なくとも１つのモータ巻線の装置自体がモータ動作中に加熱することによって生じる場合もある。
たとえば、温度変化は、たとえば、高温であるほど、より良好な潤滑効果によりモータ内の摩擦が低下してモータトルクが増大し、低温であるほど、低い潤滑効果により摩擦が増大してモータトルクが低下するという点で、装置内で使用される潤滑剤の潤滑効果に影響を与えることがある。また、モータ動力を用いて装置から放出される薬剤の粘性が温度と共に変化するため、高温であるほど、低温の場合よりも必要なトルクが小さくなる。さらに、少なくとも１つのモータ巻線またはそれに接続された電気部品の電気抵抗などの、モータの電気部品の電気抵抗は、通常、温度依存性である。一定振幅の電圧供給を伴うモータの場合、モータ巻線を通って流れる電流は、オームの法則Ｉ＝Ｕ／Ｒ（Ｕは電圧、Ｒは抵抗、Ｉは電流）に従って、モータ巻線の内部電気抵抗に依存する。高温であるほどモータ巻線の内部電気抵抗が増大する場合、モータ巻線を通って流れる電流が少なくなるため、磁界が弱くなり、それによりモータトルクが低下する。
前述した装置により、制御ユニットが、モータ巻線の電気抵抗の関数である電気量の関数としてモータを制御するため、これらのすべての温度関連効果を補償することが可能になる。モータ巻線の電気抵抗がモータ巻線の温度（装置の温度と同様であると想定する）の関数であるため、電気量もモータ巻線の温度の関数である。したがって、温度変化により電気量が変化するため、制御ユニットは、電気量の関数としてモータをそれ相応に制御することにより、モータトルクの温度関連変化を打ち消すことができる。このようにして、異なる温度条件下でもモータの動きおよび特にモータトルクを正確に制御することができるため、装置から放出される薬剤量の精度などの、装置の動作精度が改善される。
また、電気量は温度インジケータを提供するため、装置構成を複雑にし、費用を増加させる追加の温度センサを省くことができる。
制御ユニットは、少なくとも１つの規定された関数を用いてモータを制御するためのパラメータを決定することにより、電気量の関数としてモータを制御するための少なくとも１つのパラメータをもたらすように構成される。関数は、電気量の線形または非線形関数であってよい。あるいはまたはそれに加えて、制御ユニットは、たとえば、記憶装置に記憶されたルックアップテーブルから、モータを制御するための少なくとも１つのパラメータを決定することもでき、ルックアップテーブルは、電気量の異なる値または値の範囲についてそれぞれのパラメータを含む。
装置およびそのような装置を制御する方法のいくつかの実施形態について以下で説明する。実施形態の一部については、特に装置に関して説明し、一部については方法に関して説明する。しかしながら、装置の実施形態も、そのような装置を制御する方法にそれ相応に当てはまり、逆も同様である。
装置の第１の実施形態によれば、電気モータはＤＣモータ、特にＤＣステッパモータであり、装置は、電圧をモータ巻線に供給するように構成されたＤＣ電圧源を含む。
ＤＣモータ、特にＤＣステッパモータの動きおよびモータトルクは非常に正確に制御されるため、そのようなモータは、薬剤注射デバイスなどの高いモータ精度を必要とするデバイスにしばしば使用される。このようなデバイスは、モータ精度に依拠して、正確な薬剤用量をデバイスから放出できることを保証する。前述した実施形態により、特に装置を異なる温度条件下で使用する場合に、モータの動きおよびトルク精度を改善することができる。
装置のさらなる実施形態によれば、電気量は電圧である。電気量としての電圧により、電子検出回路の比較的簡単な構成が可能になる。モータを妨害することなく、またはモータもしくはモータ駆動回路の複雑な修正を必要とすることなく、モータまたはモータのモータ駆動回路から電圧を容易にタップすることができるからである。特に、電気量は、モータ巻線にわたる電圧降下の関数である電圧であってよい。モータ巻線にわたる電圧降下は、モータ巻線抵抗に直接左右されるため、そのような電気量は、評価が容易なモータ巻線抵抗の尺度となる。
装置のさらなる実施形態によれば、検出回路は、モータ巻線にわたる電圧降下の関数である第１の電圧を与えるように構成された第１のサブ回路と、電圧源の電圧の関数である第２の電圧を与えるように構成された第２のサブ回路であって、電圧源は、電圧をモータ巻線に供給するように構成される、第２のサブ回路とを含み、電気量は、第１および第２の電圧間の差の関数である。
モータ巻線にわたる電圧降下は、モータ巻線抵抗の関数であるため、電圧降下の関数である第１の電圧もモータ巻線の電気抵抗の関数である。さらに、電圧降下およびそれによる第１の電圧も、電圧源の電圧の関数である。第２の電圧も電圧源の電圧の関数であるため、たとえば、第１および第２の電圧が所定の条件、たとえば２０℃の温度について同一の値を有するように構成された基準電圧が設けられる。そのため、第１および第２の電圧間の差は、所定の条件からの逸脱についての直接の尺度をもたらし、これを制御ユニットにより直接使用してモータを制御することができる。たとえば、第１および第２の電圧間の差が、たとえば２０℃の所定の温度についてゼロであり、より高温の場合にゼロより大きく、より低温の場合にゼロより小さく、またはその逆であるように、第１および第２のサブ回路を構成することができる。電気量はこの電圧差がその関数となるため、制御ユニットは、標準温度条件からの逸脱の関数としてモータを直接制御することができる。
装置の別の実施形態によれば、検出回路は、２つの入力端子および出力端子を有する差動増幅器を含み、第１のサブ回路は、モータ巻線に平行に接続された第１の分圧器を含み、第１の分圧器の中央タップは差動増幅器の入力端子の一方に接続され、第２のサブ回路は、電圧源に平行に接続された第２の分圧器を含み、第２の分圧器の中央タップは差動増幅器の入力端子の他方に接続される。このようにして、装置内に容易に実装できる少数の安価な電子部品を用いて、第１および第２の電圧間の差の関数として電気量を決定することができる。第１および／または第２の分圧器は、たとえば、各々の場合に、２つの抵抗器の接続点で中央タップに直列に接続された少なくとも２つの抵抗器を含む。
装置のさらなる実施形態によれば、電子検出回路は、電気量をアナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタルコンバータを含み、アナログデジタルコンバータは可能な出力の離散数範囲を有し、アナログデジタルコンバータは、数範囲の中間数が、１０〜４０℃、好ましくは１５〜３５℃のモータ巻線温度についての電気量のアナログ信号の出力であるように構成される。たとえば、アナログデジタルコンバータは、０〜２５５の２５６の離散数の離散数範囲を有する８ビットコンバータであってよい。離散数範囲の中間数は、２Ｎの数（数のうちの偶数）または２Ｎ＋１の数（数のうちの奇数）の離散数範囲についてＮ番目の数である。したがって、８ビットコンバータの場合、中間数は、数範囲０〜２５５のうちの１２８番目の数である数１２７となる。
中間数が、１０〜４０℃、たとえば２０℃のモータ巻線温度についての電気量のアナログ信号の出力となるように、アナログデジタルコンバータが構成されるため、デジタル信号は、デジタルクリッピングなしで、すなわちアナログデジタルコンバータが飽和することなく、この温度から両方向への逸脱を表すことができる。たとえば、アナログデジタルコンバータが、前述した実施形態による差動増幅器のアナログ出力信号を変換する場合、アナログ信号は、たとえば２０℃の規定温度の場合にゼロである。そして、中間数がゼロの入力信号の出力となるように、アナログデジタルコンバータを構成してもよい。１０〜４０℃の温度範囲は、標準状態にあるそのような装置の動作についての一般的な温度範囲である。
電気量をそれ自体で構成するアナログデジタルコンバータからのデジタル信号を、マイクロプロセッサ制御ユニットにより直接使用して、たとえば、モータパラメータをデジタル信号の関数としてルックアップテーブルから計算または決定することにより、モータを制御することができる。
アナログデジタルコンバータは、離散数範囲の最低数が−２０℃〜１０℃のモータ巻線温度の場合のアナログ信号の出力であり、離散数範囲の最高数が４０℃〜７５℃のモータ巻線温度の場合のアナログ信号の出力であるように、またはその逆であるようにさらに構成される。このようにして、そのような装置の可能な動作温度について離散数範囲が完全に含まれるため、アナログデジタルコンバータからのデジタル信号の温度分解能が改善される。
さらなる実施形態によれば、装置は、パルス幅変調によりモータトルクを制御するように構成されたパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を含み、制御ユニットは、ＰＷＭデューティサイクルを電気量の関数として制御するように構成される。
モータのパルス幅変調制御について、モータ巻線に供給される電圧を反転させて、ロータ位置に応じて磁界を反転させる頻度よりもはるかに高い頻度で、モータ巻線への基本的に一定の電圧供給を交互にオン、オフする。電圧をオンにする（Ｔｏｎ）期間と電圧をオフにする（Ｔｏｆｆ）期間との関係により、ＰＷＭデューティサイクルを規定する。たとえば、５０％のＰＷＭデューティサイクルの場合、ＴｏｎはＴｏｆｆに等しい。７５％のＰＷＭデューティサイクルの場合、ＴｏｎはＴｏｆｆの３倍である。ＰＷＭデューティサイクルが高いほど、平均電圧およびそれによる、モータ巻線に供給される平均電力が高くなる。これにより、モータトルクをＰＷＭによって効果的に制御することができる。
ＰＷＭデューティサイクルを電気量の関数として制御することにより、制御ユニットは、モータトルクの温度効果を打ち消し、これにより、モータトルクを所望のレベルに高い精度で維持することができる。
あるいは、モータトルクがモータ巻線に供給される電圧および／または電流の振幅により制御される場合、制御ユニットも、電気量の関数としてモータ巻線に供給される電圧および／または電流の振幅を制御するように構成される。
装置のさらなる実施形態によれば、制御ユニットは、少なくとも１つのモータ巻線の温度を電気量の関数として推定するように構成される。一部の適用では、モータ巻線の温度、またはモータ巻線と同様の温度を有するものと想定される装置の温度を明確に推定することが必要な場合がある。たとえば、温度を参考のためにユーザに提示することができ、または、温度が装置を動作させる安全な温度範囲外である場合に、警告をユーザに出力することができる。この実施形態によれば、装置の複雑さおよび製造費用を増加させることになる追加の温度センサを必要とすることなく、温度を電気量から直接推定することができる。
装置のさらなる実施形態によれば、制御ユニットは、電気検出回路を制御して、モータの静止時に電気量を決定するように構成される。このようにして、電気量の検出がモータの動きにより妨害されない。特に、電気量の検出では、モータ動作中に不可能となり得るある方法で、少なくとも１つのモータ巻線を電圧源に接続する必要がある。
たとえば、モータ巻線を、Ｈブリッジを用いて電圧源の正および負電圧端子に接続することができ、Ｈブリッジは、モータ巻線の一方の端子を正および負端子のそれぞれに接続する上下左スイッチと、モータ巻線の他方の端子を正および負端子のそれぞれに接続する上下右スイッチとを含む。左上および右下スイッチを閉じることにより、モータ巻線を第１の方向で電圧源に接続することができ、右上および左下スイッチを閉じることにより、モータ巻線を反対の第２の方向で電圧源に接続することができる。スイッチは、たとえば、バイポーラおよび／または電界効果トランジスタを含むことができ、制御ユニットにより制御される。
モータが２つ以上のモータ巻線、たとえば４つのモータ巻線を含む場合、モータ巻線の各々を、それぞれのＨブリッジを用いて電圧源の同一の正および負電圧端子に接続することができる。
１つモータ巻線の電気抵抗の関数である電気量を決定するために、Ｈブリッジのスイッチは、好ましくは、それぞれのモータ巻線が所定の方向で正および負端子に接続され、他のモータ巻線が正および／または負端子から接続解除されるように制御される。そのようなスイッチ構成は、モータ動作中には困難であり、さらには不可能であるため、電気量はモータの静止時に決定されることが好ましい。
さらに、モータの静止時に電気量を決定するときに、モータ動作中に生じる電圧による電子検出回路の干渉を防止することができる。
さらなる実施形態によれば、装置は医療デバイス、特に薬剤注射デバイスである。薬剤注射デバイスなどの医療デバイスは、薬剤量をデバイスから放出する精度が、モータの動きの精度に直接左右されるため、しばしばモータ、特にモータトルクの正確な制御に依拠する。したがって、前述した装置は、医療デバイスに特に有利である。
さらなる実施形態によれば、装置は手持ち式である。手持ち式装置は、特に熟練した職員ではなく、患者などの一般人が操作する装置であることが多い。しかしながら、一般人は、しばしば、装置の誤った操作に気付かず、それを正すこともできない。さらに、一般人は、異なる温度が装置に与える可能性のある影響を無視することがある。したがって、特に異なる環境温度に対する改良されたモータトルク制御が、手持ち式装置に特に有利である。
添付図面を適切に参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の様々な態様のこれらおよび他の利点が当業者に明らかになろう。
デバイスのエンドキャップを取り外した、送達デバイスの斜視図である。 カートリッジを示す送達デバイスの遠位端の斜視図である。 １つのカートリッジリテーナが開位置にある、図１または図２に示す送達デバイスの斜視図である。 図１に示す送達デバイスの遠位端に着脱可能に取り付けられる投薬インターフェースおよび用量ディスペンサを示す図である。 図１に示す送達デバイスの遠位端に取り付けられた、図４に示す投薬インターフェースおよび用量ディスペンサを示す図である。 送達デバイスの遠位端に取り付けられるニードルアセンブリの１つの配置を示す図である。 図４に示す投薬インターフェースの斜視図である。 図４に示す投薬インターフェースの別の斜視図である。 図４に示す投薬インターフェースの横断面図である。 図４に示す投薬インターフェースの分解図である。 図１に示すデバイスなどの薬物送達デバイスに取り付けられた、投薬インターフェースおよびニードルアセンブリの横断面図である。 図１に示すデバイスに使用されるモータの例としてのＤＣステッパモータの概略図である。 図１２に示すモータの駆動回路の概略回路図である。 図１２に示すモータのモータ巻線の１つの電気抵抗の関数である電気量を決定するように構成された、電子検出回路の例示的な実施形態を含む概略回路図である。
図１に示す薬物送達デバイスは、近位端１６から遠位端１５へ延びる本体１４を含む。遠位端１５に、着脱可能なエンドキャップまたはカバー１８が設けられる。このエンドキャップ１８と本体１４の遠位端１５とは、協働してスナップ嵌めを提供するか、または嵌め連結を形成して、カバー１８が本体１４の遠位端１５上に摺動すると、このキャップと本体外面２０との摩擦嵌めにより、カバーが不注意で本体から落下することを防止する。
本体１４は、マイクロプロセッサ制御ユニット、電気機械駆動トレイン、および少なくとも２つの薬剤リザーバを含む。エンドキャップまたはカバー１８がデバイス１０から取り外されると（図１に示すように）、投薬インターフェース２００が本体１４の遠位端１５に取り付けられ、用量ディスペンサ（たとえば、ニードルアセンブリ）がインターフェースに取り付けられる。薬物送達デバイス１０を使用して、第２の薬剤（二次薬物化合物）の計算された用量および第１の薬剤（一次薬物化合物）の可変用量を、両頭ニードルアセンブリなどの単一のニードルアセンブリを通して投与することができる。
駆動トレインは、第１および第２の薬剤の用量を排出するために、各カートリッジの栓にそれぞれ圧力を及ぼすことができる。たとえば、ピストンロッドが、薬剤の単一用量についての所定量に向けて、カートリッジの栓を押すことができる。カートリッジが空のときには、ピストンロッドが本体１４内に完全に後退して、空のカートリッジを取り外すことができ、新しいカートリッジを挿入することができる。
コントロールパネル領域６０が本体１４の近位端近くに設けられる。好ましくは、このコントロールパネル領域６０は、ユーザが組み合わされた用量を設定し注射するために操作可能な複数のヒューマンインターフェース要素を伴うデジタルディスプレイ８０を含む。この配置では、コントロールパネル領域が、第１の用量設定ボタン６２、第２の用量設定ボタン６４、および「ＯＫ」の記号で示された第３のボタン６６を含む。加えて、本体の最も近位端に沿って、注射ボタン７４も設けられる（図１の斜視図では見えない）。薬物送達デバイスのユーザインターフェースは、「メニュー」ボタン、「戻る」ボタン、またはディスプレイの照明をオンにするための「ライト」ボタンなどの追加のボタンを含んでよい。
カートリッジホルダ４０は、本体１４に着脱可能に取り付けられ、少なくとも２つのカートリッジリテーナ５０、５２を含むことができる。各リテーナは、ガラスカートリッジなどの１つの薬剤リザーバを含むように構成される。好ましくは、各カートリッジが異なる薬剤を含む。
加えて、図１に示す薬物送達デバイスは、カートリッジホルダ４０の遠位端に投薬インターフェース２００を含む。図４に関連して説明するように、１つの配置では、この投薬インターフェース２００が、カートリッジハウジング４０の遠位端４２に着脱可能に取り付けられる主外側本体２１２を含む。図１に見られるように、投薬インターフェース２００の遠位端２１４は、好ましくはニードルハブ２１６を含む。このニードルハブ２１６は、従来のペン型注射ニードルアセンブリなどの用量ディスペンサを薬物送達デバイス１０に着脱可能に取り付けることができるように構成される。
デバイスをオンにすると、図１に示すデジタルディスプレイ８０が照明し、ユーザにあるデバイス情報、好ましくはカートリッジホルダ４０に含まれる薬剤に関する情報を与える。たとえば、一次薬剤（薬物Ａ）および二次薬剤（薬物Ｂ）の両方に関するある情報をユーザに与える。
図３に示すように、第１および第２のカートリッジリテーナ５０、５２はヒンジ連結カートリッジリテーナであってもよい。このようなヒンジ連結リテーナにより、ユーザはカートリッジに接近することができる。図３は、第１のヒンジ連結カートリッジリテーナ５０が開位置にある、図１に示すカートリッジホルダ４０の斜視図である。図３は、ユーザが第１のリテーナ５０を広げて第１のカートリッジ９０に接近することにより、第１のカートリッジ９０を利用できる様子を示す。
図１の説明のときに前述したように、投薬インターフェース２００はカートリッジホルダ４０の遠位端に連結される。図４は、カートリッジホルダ４０の遠位端に連結されていない投薬インターフェース２００の平坦図である。インターフェース２００と共に使用される用量ディスペンサまたはニードルアセンブリ４００も示され、保護外部キャップ４２０内に設けられる。
図５では、図４に示す投薬インターフェース２００がカートリッジホルダ４０に連結されて示される。投薬インターフェース２００とカートリッジホルダ４０との軸方向取付手段４８は、スナップロック、スナップ嵌め、スナップリング、キースロット、およびそのような連結の組合せを含む、当業者に公知の軸方向取付手段であってよい。投薬インターフェースとカートリッジホルダとの連結または取付けは、特定のハブを対応する薬物送達デバイスのみに確実に取り付け可能にする、コネクタ、止め具、スプライン、リブ、溝、ピップ、クリップ、および同様の設計機能などの追加機能（図示せず）を含むこともできる。そのような追加機能により、適切でない二次カートリッジを対応しない注射デバイスに挿入することを防止する。
図５はまた、インターフェース２００のニードルハブに螺着される、投薬インターフェース２００の遠位端に連結されたニードルアセンブリ４００および保護カバー４２０を示す。図６は、図５の投薬インターフェース２００に取り付けられた両頭ニードルアセンブリ４００の横断面図である。
図６に示すニードルアセンブリ４００は、両頭針４０６およびハブ４０１を示す。両頭針またはカニューレ４０６が、ニードルハブ４０１に固定して取り付けられる。このニードルハブ４０１は、周方向に垂下するスリーブ４０３を周囲に沿って有する円形ディスク状要素を含む。このハブ部材４０１の内壁に沿って、ねじ山４０４が設けられる。このねじ山４０４により、１つの好ましい配置で遠位ハブに沿った対応する外ねじ山が設けられた投薬インターフェース２００に、ニードルハブ４０１を螺着することができる。ハブ要素４０１の中心部に、突出部４０２が設けられる。この突出部４０２は、ハブからスリーブ部材の反対方向へ突出する。両頭針４０６が、突出部４０２およびニードルハブ４０１を通って中心に取り付けられる。この両頭針４０６は、両頭針の第１または遠位の穿孔端４０５が、注射部位（たとえば、ユーザの皮膚）を穿孔するための注射部材を形成するように取り付けられる。
同様に、ニードルアセンブリ４００の第２または近位の穿孔端４０８は、スリーブ４０３により同心に囲まれるように、円形ディスクの反対側から突出する。１つのニードルアセンブリ配置では、第２または近位の穿孔端４０８がスリーブ４０３よりも短いため、このスリーブが後部スリーブの尖端をある程度保護する。図４および図５に示す針カバーキャップ４２０は、ハブ４０１の外面４０３周りとの嵌め合いをもたらす。
次に図４〜図１１を参照して、このインターフェース２００の１つの好ましい配置について説明する。この１つの好ましい配置では、このインターフェース２００は：
ａ．主外側本体２１０、
ｂ．第１の内側本体２２０、
ｃ．第２の内側本体２３０、
ｄ．第１の穿孔針２４０、
ｅ．第２の穿孔針２５０、
ｆ．弁封止２６０、および
ｇ．セプタム２７０を含む。
主外側本体２１０は、本体近位端２１２および本体遠位端２１４を含む。外側本体２１０の近位端２１２で、連結部材が、投薬インターフェース２００をカートリッジホルダ４０の遠位端に取り付けることができるように構成される。好ましくは、連結部材は、投薬インターフェース２００をカートリッジホルダ４０に着脱可能に連結できるように構成される。１つの好ましいインターフェース配置では、インターフェース２００の近位端が、少なくとも１つの凹部を有する上方へ延びる壁２１８により構成される。たとえば、図８からわかるように、上方へ延びる壁２１８は、少なくとも第１の凹部２１７および第２の凹部２１９を含む。
好ましくは、第１および第２の凹部２１７、２１９は、この主外側本体壁内に位置して、薬物送達デバイス１０のカートリッジハウジング４０の遠位端近くに位置する外側突出部材と協働するようになっている。たとえば、カートリッジハウジングのこの外側突出部材４８は、図４および図５に見られる。第２の同様の突出部材が、カートリッジハウジングの反対側に設けられる。このようにして、インターフェース２００がカートリッジハウジング４０の遠位端上を軸方向に摺動すると、外側突出部材が第１および第２の凹部２１７、２１９と協働して、干渉嵌め、嵌め合い、またはスナップロックを形成する。あるいは、当業者が理解するように、投薬インターフェースおよびカートリッジハウジング４０を軸方向に連結することのできる他の同様の連結機構を使用してもよい。
主外側本体２１０およびカートリッジホルダ４０の遠位端は、カートリッジハウジングの遠位端上へ軸方向に摺動可能な、軸方向に係合するスナップロックまたはスナップ嵌め配置を形成するように作用する。１つの代替配置では、投薬インターフェース２００が、不注意による投薬インターフェースの交差使用を防止するように、コーディング機能を備えることができる。すなわち、ハブの内側本体が、１つまたはそれ以上の投薬インターフェースの不注意による交差使用を防止するように幾何形状的に構成される。
取付けハブが、投薬インターフェース２００の主外側本体２１０の遠位端に設けられる。このような取付けハブは、ニードルアセンブリに解放可能に連結されるように構成される。単に一例として、この連結手段２１６は外ねじ山を含むことができ、この外ねじ山は、図６に示すニードルアセンブリ４００などのニードルアセンブリのニードルハブの内壁面に沿って設けられた内ねじ山に係合する。スナップロック、ねじ山により解放されるスナップロック、バヨネットロック、嵌め合い、または他の同様の連結配置などの代わりの解放可能なコネクタを設けてもよい。
投薬インターフェース２００は、第１の内側本体２２０をさらに含む。この内側本体のある詳細が図８〜図１１に示される。好ましくは、この第１の内側本体２２０は、主外側本体２１０の伸長壁２１８の内面２１５に連結される。より好ましくは、この第１の内側本体２２０は、外側本体２１０の内面に、リブおよび溝の嵌め合い配置により連結される。たとえば、図９に見られるように、主外側本体２１０の伸長壁２１８は、第１のリブ２１３ａおよび第２のリブ２１３ｂを備える。この第１のリブ２１３ａは図１０にも示される。これらのリブ２１３ａ、２１３ｂは、外側本体２１０の壁２１８の内面２１５に沿って位置し、第１の内側本体２２０の協働溝２２４ａ、２２４ｂと嵌め合いまたはスナップロック係合を生み出す。好ましい配置では、これらの協働溝２２４ａ、２２４ｂが、第１の内側本体２２０の外面２２２に沿って設けられる。
加えて、図８〜図１０に見られるように、第１の内側本体２２０の近位端近くの近位面２２６が、近位穿孔端部２４４を含む少なくとも第１の近位に位置する穿孔針２４０と共に構成される。同様に、第１の内側本体２２０が、近位穿孔端部２５４を含む第２の近位に位置する穿孔針２５０と共に構成される。第１および第２の針２４０、２５０の両方が、第１の内側本体２２０の近位面２２６に堅く取り付けられる。
好ましくは、この投薬インターフェース２００は弁配置をさらに含む。そのような弁配置は、第１および第２のリザーバのそれぞれに含まれる第１および第２の薬剤の交差汚染を防止するように構成される。好ましい弁配置を、第１および第２の薬剤の逆流ならびに交差汚染を防止するように構成してもよい。
１つの好ましいシステムでは、投薬インターフェース２００は、弁封止２６０の形の弁配置を含む。そのような弁封止２６０は、第２の内側本体２３０により画成された空洞２３１内に設けられて、保持チャンバ２８０を形成する。好ましくは、空洞２３１は第２の内側本体２３０の上面に沿って存在する。この弁封止は、第１の流体溝２６４および第２の流体溝２６６の両方を画成する上面を含む。たとえば、図９は、第１の内側本体２２０および第２の内側本体２３０間に着座する弁封止２６０の位置を示す。注射工程中に、この封止弁２６０は、第１の経路内の一次薬剤が第２の経路内の二次薬剤へ移動することを防止し、かつ第２の経路内の二次薬剤が第１の経路内の一次薬剤へ移動することを防止するのを助ける。好ましくは、この封止弁２６０は、第１の逆止め弁２６２および第２の逆止め弁２６８を含む。このようにして、第１の逆止め弁２６２は、第１の流体経路２６４、たとえば封止弁２６０の溝に沿って移動する流体がこの経路２６４内に戻ることを防止する。同様に、第２の逆止め弁２６８は、第２の流体経路２６６に沿って移動する流体がこの経路２６６内に戻ることを防止する。
第１および第２の溝２６４、２６６は共に逆止め弁２６２、２６８のそれぞれに向かって合流し、出力流路または保持チャンバ２８０を提供する。この保持チャンバ２８０は、第２の内側本体の遠位端、第１および第２の逆止め弁２６２、２６８、ならびに穿孔可能なセプタム２７０により画成された内部チャンバによって画成される。図示したように、この穿孔可能なセプタム２７０は、第２の内側本体２３０の遠位端部と、主外側本体２１０のニードルハブにより画成された内面との間に位置する。
保持チャンバ２８０はインターフェース２００の出口ポートで終端する。この出口ポート２９０は、インターフェース２００のニードルハブの中心に位置し、穿孔可能な封止２７０を静止位置に維持するのを助けることが好ましい。このようにして、両頭ニードルアセンブリがインターフェース（図６に示す両頭針など）のニードルハブに取り付けられると、出力流路により、取り付けられたニードルアセンブリに両方の薬剤を流体連通させることができる。
ハブインターフェース２００は第２の内側本体２３０をさらに含む。図９からわかるように、この第２の内側本体２３０は凹部を画成する上面を有し、弁封止２６０がこの凹部内に位置する。したがって、インターフェース２００が図９に示すように組み立てられると、第２の内側本体２３０が外側本体２１０の遠位端と第１の内側本体２２０との間に位置することになる。第２の内側本体２３０および主外側本体は共に、セプタム２７０を定位置に保持する。内側本体２３０の遠位端も、弁封止２６０の第１の溝２６４および第２の溝２６６の両方と流体連通するように構成される空洞または保持チャンバを形成することができる。
主外側本体２１０を薬物送達デバイスの遠位端上で軸方向に摺動させることによって、投薬インターフェース２００を多用途デバイスに取り付ける。このようにして、第１のカートリッジの一次薬剤および第２のカートリッジの二次薬剤のそれぞれを含む第１の針２４０と第２の針２５０との間に、流体連通を生み出すことができる。
図１１は、図１に示す薬物送達デバイス１０のカートリッジホルダ４０の遠位端４２に取り付けられた後の投薬インターフェース２００を示す。両頭ニードルアセンブリ４００もこのインターフェースの遠位端に取り付けられる。カートリッジホルダ４０は、第１の薬剤を含む第１のカートリッジと第２の薬剤を含む第２のカートリッジとを有するものとして示される。
インターフェース２００がカートリッジホルダ４０の遠位端上に最初に取り付けられると、第１の穿孔針２４０の近位穿孔端２４４が第１のカートリッジ９０のセプタムを穿孔することにより、第１のカートリッジ９０の一次薬剤９２と流体連通する。第１の穿孔針２４０の遠位端も、弁封止２６０により画成される第１の流路溝２６４と流体連通する。
同様に、第２の穿孔針２５０の近位穿孔端２５４が第２のカートリッジ１００のセプタムを穿孔することにより、第２のカートリッジ１００の二次薬剤１０２と流体連通する。この第２の穿孔針２５０の遠位端も、弁封止２６０により画成される第２の流路溝２６６と流体連通する。
図１１は、薬物送達デバイス１０の本体１４の遠位端１５に連結された投薬インターフェース２００の好ましい配置を示す。好ましくは、そのような投薬インターフェース２００は、薬物送達デバイス１０のカートリッジホルダ４０に着脱可能に連結される。
図１１に示すように、投薬インターフェース２００がカートリッジハウジング４０の遠位端に連結される。このカートリッジホルダ４０は、一次薬剤９２を含む第１のカートリッジ９０と、二次薬剤１０２を含む第２のカートリッジ１００とを含むものとして示される。投薬インターフェース２００は、カートリッジハウジング４０に連結されると、基本的に、第１および第２のカートリッジ９０、１００から共通の保持チャンバ２８０までの流体連通路を設けるための機構を提供する。この保持チャンバ２８０は、用量ディスペンサと流体連通するものとして示される。ここでは、図示したように、この用量ディスペンサが両頭ニードルアセンブリ４００を含む。図示したように、両頭ニードルアセンブリの近位端がチャンバ２８０と流体連通する。
１つの好ましい配置では、投薬インターフェースが１つの向きのみで本体に取り付けられるように、すなわち、１方向のみで装着されるように構成される。このようにして、図１１に示すように、投薬インターフェース２００がカートリッジホルダ４０に取り付けられると、一次針２４０を第１のカートリッジ９０の一次薬剤９２との流体連通のためだけに使用することができ、インターフェース２００がホルダ４０に再び取り付けられることを防止して、一次針２４０を今度は第２のカートリッジ１００の二次薬剤１０２との流体連通のために使用できるようになる。そのような１方向連結機構により、２つの薬剤９２、１０２間で起こり得る交差汚染を減らすのを助けることができる。
図１に示すデバイス１０の本体１４内の電気機械駆動トレインはモータを含んで、駆動トレインを動かすための機械力を与える、たとえば、カートリッジ９０または１００の栓に圧力を及ぼして、これらのカートリッジの１つから薬剤量を放出する。デバイスから放出される薬剤の量は、駆動トレインの動きおよびしたがってモータの動きに直接左右される。したがって、正確な薬剤用量の放出を達成するために、モータの動きおよび特にモータトルクを正確に制御しなければならない。このために、デバイス１０のモータは、好ましくは、ＤＣステッパモータなどの正確に制御可能なモータである。
図１２は、図１に示すデバイス１０の駆動トレインに使用可能なＤＣステッパモータ５００の概略図である。図１３は、ＤＣステッパモータ５００の駆動回路の概略回路図を示し、この駆動回路により、モータが制御され、電圧源から電力が供給される。
ＤＣステッパモータ５００は、４つの極５０４ａ〜ｄを有するステータ５０２を含み、各極は、磁界を発生させるためのモータ巻線５０６ａ〜ｄを備える。各モータ巻線５０６ａ〜ｄは、第１の端子５０８ａ〜ｄおよび第２の端子５１０ａ〜ｄを含んで、モータ巻線５０６ａ〜ｄを図１３に示す駆動回路に接続する。ＤＣステッパモータは、この例では北磁極５２２および南磁極５２４を有する２極永久磁石であるロータ５２０をさらに含む。勿論、ステータおよび／またはロータが、図１２に示すものとは異なる数の極を有してもよい。また、ロータ５２０が永久磁石の代わりにモータ巻線を有する電磁石を含んでもよく、かつ／またはステータが永久磁石を備えてもよい。
モータ５００の駆動回路は、モータ巻線５０６ａ〜ｄの各々に１つずつの、４つの同一のＨブリッジ５３０ａ〜ｄを含む（簡単にするために、図１３は４つのＨブリッジのうちの３つのみを示す）。以下で、Ｈブリッジ５３０ａを参照しながら、Ｈブリッジの設置について説明する。
Ｈブリッジ５３０ａは、４つの電子スイッチ：左上スイッチ５３２ａ、右上スイッチ５３４ａ、左下スイッチ５３６ａ、および右下スイッチ５３８ａを含む。スイッチは、たとえば、バイポーラまたは電界効果トランジスタを含む。左上スイッチ５３２ａおよび左下スイッチ５３６ａは、モータ巻線５０６ａの第１の端子５０８ａ（図１２）を正端子５４０および負端子５４２に接続し、これらの正端子５４０および負端子５４２は、電圧源の正および負端子のそれぞれに接続される。右上スイッチ５３４ａおよび右下スイッチ５３８ａは、第２の端子５１０ａ（図１２）を正端子５４０および負端子５４２のそれぞれにそれ相応に接続する。図１３では、第２の端子５１０ａが抵抗器５４４ａに直列に接続されて、正および負端子５４０、５４２に接続されたときにモータ巻線５０６ａを通って流れる電流を制限する。他のＨブリッジ５３０ｂ〜ｄは、それ相応に構成される。
スイッチ５３２ａ〜ｄ、５３４ａ〜ｄ、５３６ａ〜ｄ、５３８ａ〜ｄは、デバイス１０の制御ユニットにより制御される。たとえば、制御ユニットは、スイッチ５３２ａ、５３８ａを閉じ、スイッチ５３４ａ、５３６ａを開いて、ある電圧をモータ巻線５０６ａに加えることができる。その後、モータ巻線５０６ａは磁界を発生させて、極５０４ａがたとえば北磁極を構成するようにする。制御ユニットがスイッチ５３４ａ、５３６ａを閉じ、スイッチ５３２ａ、５３８ａを開く場合には、逆電圧をモータ巻線５０６ａに加えて、極５０４ａが、たとえば南磁極になるようにする。
モータ巻線５０６ａ〜ｄに供給される電圧をロータ５２０の位置に応じて交互に反転させることにより、制御ユニットは、ロータ５２０を段階的に回転させて、それによりモータの動きを正確に制御することができる。
さらに、制御ユニットは、パルス幅変調（ＰＷＭ）により、モータ５００のモータトルクを制御するように構成される。このために、制御ユニットは、Ｈブリッジ５３０ａ〜ｄのあるスイッチを連続的に閉じて対応する電圧をモータ巻線５０６ａ〜ｄに加える代わりに、それぞれのスイッチを高頻度で開閉する。それぞれのスイッチを閉じる（Ｔｏｎ）期間とそれぞれのスイッチを開く（Ｔｏｆｆ）期間との関係が、ＰＷＭデューティサイクルを規定する。ＰＷＭデューティサイクルが高いほど、モータ巻線５０６ａ〜ｄに加えられる平均電圧、およびしたがってモータ５００により発生するモータトルクが高くなる。
デバイス１０の動作中、駆動トレインの異なる動きが、異なるモータトルクをモータ５００によって与えることを必要とする場合がある。たとえば、薬剤量をデバイスから放出するときに、駆動トレインは、２つのカートリッジ９０、１００の一方の栓に圧力を及ぼすように制御される。それぞれのカートリッジ内の薬剤の粘性、デバイスの幾何形状、およびシステムの摩擦に応じて、この特定の動きは、あるモータトルクをモータ５００によって与えることを必要とする場合がある。その後、制御ユニットは、必要なモータトルクを得るために、ＰＷＭデューティサイクルをある値に設定することができる。
しかしながら、特定のＰＷＭデューティサイクルによって得られるモータトルクは、デバイス、特にモータ巻線の温度よって左右される。たとえば、モータ巻線５０６ａの電気抵抗は、温度が上昇すると増加して、定電圧供給源に接続されたときに、モータ巻線５０６ａを通って流れる電流が小さくなるようになっている。したがって、特定のＰＷＭデューティサイクルにより得られるモータトルクは、温度が高いほど小さくなり得る。温度変化は、カートリッジ９０、１００内の薬剤の粘性低下、またはより高い潤滑効果による摩擦低下などの他の影響をデバイスに与える場合もある。したがって、特定の動きに必要なモータトルクは、温度によって左右されることもある。
制御ユニットが温度効果に関係なくモータ５００を制御すれば、たとえば温度が室温から逸脱した場合に、モータ５００によって与えられるモータトルクは最適にはならないだろう。あまり正確でない薬剤放出など、動作精度の低下という結果になるだろう。
そのような温度関連効果を説明し、異なる環境温度についての動作精度を改善するために、デバイス１０は、モータ巻線５０６ａ〜ｄの１つの電気抵抗の関数である電気量を決定する電子検出回路を含み、制御ユニットは、この電気量の関数としてモータ５００を制御するように構成される。
以下で、図１４を参照しながら、そのような電子検出回路の例について説明する。図１４は、図１２に示すモータ５００のモータ巻線５０６ａ〜ｄの１つの電気抵抗の関数である電気量を決定するように構成された、電子検出回路の例示的な実施形態を含む概略回路図である。
図１４では、モータ５００が定電圧源６０２に接続され、より正確には、モータ５００（図１３）の正端子５４０が電子スイッチ６０４により電圧源６０２の正端子に接続され、モータ５００（図１３）の負端子５４２が、図１４において接地された電圧源６０２の負端子に接続される。モータ５００を動作させるために、制御ユニットはスイッチ６０４を閉じ、その後、前述したようにＨブリッジ５３０ａ〜ｄのスイッチを制御してロータ５２０を回転させる。
図１４に示す回路は、第１のサブ回路６２２および第２のサブ回路６２４を有する電子検出回路６２０をさらに含む。第１のサブ回路６２２は第１の分圧器６２６を含み、この第１の分圧器６２６は、モータ５００に、より正確にはモータ５００の正および負端子５４０、５４２に平行に接続された２つの抵抗器６２８、６３０の直列接続を有する。第２のサブ回路６２４は第２の分圧器６３２を含み、この第２の分圧器６３２は、電圧源６０２に平行に接続された２つの電気抵抗器６３４、６３６の直列接続を有する。第１の分圧器６２６の中央タップ６４０の電圧をＵｍと呼び、第２の分圧器６３２の中央タップ６４２の電圧をＵｒｅｆと呼ぶ。
第１および第２の分圧器６２６、６３２の中央タップ６４０、６４２は各々、差動増幅器６５０のそれぞれの入力端子に接続されて、差動増幅器６５０がその出力端子６５２で中央タップ６４０、６４２間の電圧差（Ｕｒｅｆ−Ｕｍ）に比例する信号を与えるようにする。出力端子６５２からのアナログ信号がアナログデジタルコンバータ６５４によりデジタル信号に変換された後に、制御ユニット６５６に送られ、この制御ユニット６５６は、たとえば、記憶装置に接続されたマイクロコントローラであってよい。アナログデジタルコンバータ６５４は、たとえば、０〜２５５の２５６の離散数の離散数範囲を有し、ゼロ入力信号（０Ｖ）が中間数１２７に変換されるように構成された８ビットコンバータであってよい。
電子検出回路６２０の動作のために、モータ５００は好ましくは静止し、制御ユニットはＨブリッジ５３０ａ〜ｄのスイッチを制御して、モータ巻線５０６ａ〜ｄの１つのみが正および負端子５４０、５４２に接続されるようにする。たとえば、制御ユニットは、スイッチ５３２ａ、５３８ａを閉じ、すべての他のスイッチを開いて、モータ巻線５３０ａのみが端子５４０、５４２に接続されるようにする。その後、モータ５００は、モータ巻線５０６ａ（Ｒｗ）、直列抵抗器５４４ａ（Ｒｒ）、およびたとえば電界効果トランジスタとすることができるスイッチ５３２ａ、５３８ａ（Ｒｆｅｔ）のそれぞれの抵抗の直列接続の合計である抵抗Ｒｍ＝Ｒｗ＋Ｒｒ＋Ｒｆｅｔを有する簡単な抵抗器（図１４のモータ５００について電子記号で示すような）とみなされる。
さらに、制御ユニットはスイッチ６０４を開いて、スイッチ６０４に平行に接続された抵抗器６３８がモータ巻線５０６ａを通って流れる電流を制限し、モータ５００の正端子５４０の電圧をモータ巻線５０６ａの抵抗の関数として変化させることができるようにする。
分圧器６２６は、前述したように抵抗Ｒｍの抵抗器とみなすことのできるモータ５００に平行に接続されるため、中央タップ６４０の電圧Ｕｍは、モータ５００の、特にモータ巻線５０６ａにわたる電圧降下の関数である。分圧器６３２は、電圧源６０２に平行に接続され、第１の分圧器６２６の中央タップ６４０の電圧Ｕｍに対して中央タップ６４２の基準電圧Ｕｒｅｆを与える。中央タップ６４０、６４２の電圧Ｕｍ、Ｕｒｅｆがたとえば、２０℃の温度に適合するように、抵抗器６２８、６３０、６３４、６３６の抵抗を選択することができる。この場合、Ｕｒｅｆ−Ｕｍ＝０であるため、差動増幅器６５０が０Ｖの信号を出力することにより、アナログデジタルコンバータ６５４が中間値「１２７」を制御ユニット６５６に送る。
温度変化により、Ｒｍと抵抗器６３８の抵抗との割合が変化すると、モータ５００にわたる電圧降下、およびしたがって中央タップ６４０の電圧Ｕｍも変化する。たとえば、より高い環境温度によってＲｗおよびしたがってＲｍが増加すると、Ｕｒｅｆ−Ｕｍ＜０Ｖであるため、Ｕｍも増加し、差動増幅器６５０は負電圧を出力する。その後、アナログデジタルコンバータ６５４は、値＜１２７をそれ相応に出力することができる。より低い環境温度によってＲｗおよびしたがってＲｍが減少する場合には、Ｕｒｅｆ−Ｕｍ＞０Ｖであるため、Ｕｍも減少し、差動増幅器６５０は正電圧を出力する。その後、アナログデジタルコンバータ６５４は、値＞１２７をそれ相応に出力することができる。
したがって、アナログ信号、すなわち差動増幅器６５０からの出力電圧、またはデジタル信号、すなわちアナログデジタルコンバータ６５４からのデジタル出力信号はそれぞれ、モータ巻線Ｒｗの電気抵抗の関数である電気量を構成する
図１に示すデバイス１０の制御ユニットは、差動増幅器６５０からの出力信号の関数としてモータ５００を制御するように構成される。制御ユニット６５６は、ＰＷＭデューティサイクルおよびこれによるモータ５００のモータトルクを、アナログデジタルコンバータ６５４から受けたデジタル信号の関数として制御するように構成される。このために、制御ユニット６５６は、ルックアップテーブルを含む記憶装置を含み、このルックアップテーブルは、アナログデジタルコンバータ６５４の可能な各出力値（０〜２５５）について、ＰＷＭデューティサイクルの値を含む。したがって、制御ユニットは、アナログデジタルコンバータ６５４からの信号の関数として、ＰＷＭデューティサイクル値をルックアップテーブルから選択し、モータ５００のＨブリッジ５３０ａ〜ｄのスイッチをそれ相応に制御することができる。
あるいは、制御ユニット６５６は、制御ユニット６５６により実行されるコンピュータプログラムに実装された関数を用いて、アナログデジタルコンバータ６５４の信号からＰＷＭデューティサイクル値を決定することもできる。そのような関数の例について以下で説明する：
ＰＷＭデューティサイクルを、たとえば、モータ巻線抵抗Ｒｗの線形関数として表すことができる：
［ＰＷＭデューティサイクル（％）］＝ｍ・Ｒｍ（Ω）＋ｃ （１）
ここで、ｍおよびｃは、デバイス１０の動作中におけるモータ５００の異なるタイプの可能なモータの動きについて実験的に決定されるパラメータである。
表１は、図１に示すデバイスの異なるタイプのモータの動きについて実験的に決定されたパラメータの例を示す：
Figure 2016534788
薬剤投薬中に、駆動トレインは少なくとも１つのカートリッジ９０、１００の栓に圧力を及ぼさなければならないため、モータ５００は、あるモータトルクを与えて、摩擦または薬剤粘性による栓の抵抗を克服しなければならない。たとえば毎秒６ボリューム単位（ｕ／ｓ）のより低い投薬速度の場合、９ｕ／ｓのより高い投薬速度の場合よりも小さいモータトルクが必要である。駆動トレインをそのホームポジションに後退させるためには、さらに小さいモータトルクが必要である。したがって、表１は、これらの異なるタイプのモータの動きのすべてについて異なるパラメータｍおよびｃを含む。
制御ユニット６５６に接続された記憶装置は、たとえば、異なるタイプのモータの動きについてのｍおよびｃの値を含む表１のような表を含むことができる。勿論、記憶装置は、表１に記載したように、より多くのおよび／または異なるタイプのモータの動きについてのｍおよびｃの値を含んでもよい。
モータ５００によって次に実行されるモータの動きのタイプに応じて、制御ユニット６５６は、次に、ｍおよびｃの一致した値を記憶装置から取り出し、アナログデジタルコンバータ６５４からの信号からＲｍを決定し、式（１）を用いて適切なＰＷＭデューティサイクルを計算することができる。勿論、式（１）によるＰＷＭデューティサイクルをアナログデジタルコンバータ６５４からの信号の関数として表してもよいため、制御ユニット６５６は、アナログデジタルコンバータ６５４から受けた信号からＰＷＭデューティサイクルを直接決定することができる。
Ｒｍがモータ巻線５０６ａの温度の関数であり、ＰＷＭデューティサイクルなどのモータ５００を制御するためのパラメータがＲｍの関数として制御されるため、モータ５００によって与えられる、または異なるタイプのモータの動きに必要な、モータトルクへの温度関連効果を説明することができる。特に、式（１）のＲｍ依存性およびしたがって温度依存性は、温度関連効果が打ち消されることにより、ある温度に必要なモータトルクが、モータ５００をＲｍの関数として制御する制御ユニットを用いて正確に与えられるように構成される。したがって、デバイス１０は、異なる動作温度について、高いモータの動きの精度およびしたがって高い薬剤放出精度をもたらす。
電子検出回路６２０の実際の構成の例、および一致した計算の例について以下で説明する：
電圧源６０２は５．５Ｖの電圧Ｕｓを供給するように構成され、図１４に示す電子検出回路６２０および抵抗６３８の抵抗値を、表２にまとめたように選択することができる：
Figure 2016534788
モータ巻線５０６ａの抵抗Ｒｗ、直列抵抗器５４４ａの抵抗Ｒｒ、およびスイッチ５３２ａ、５３８ａの抵抗Ｒｆｅｔの一般的な温度依存性は、以下の通りである：
Ｒｗ＝１４Ω・（１＋αｗ・（Ｔ−２０℃））、ここで銅巻線の場合αｗ＝３．９・１０−３Ω／℃；
Ｒｒ＝１．５Ω・（１＋αｒ・（Ｔ−２０℃））、ここでαｒ＝０．２・１０−３Ω／℃；および
Ｒｆｅｔ＝０．８Ω・（１＋αｆｅｔ・（Ｔ−２０℃））、ここでαｆｅｔ＝４．０・１０−３Ω／℃；
ここで、Ｔは温度℃であり、モータ抵抗ＲｍはＲｍ＝Ｒｗ＋Ｒｒ＋Ｒｆｅｔにより与えられる。勿論、抵抗器６３８または回路の他の電子部品も温度依存性を有することができ、これは制御ユニットにより説明される。この例では、明確にするために、これらの温度依存性は無視できるものであると仮定する。
第２の分圧器の抵抗器６３４、６３６の抵抗値により、差動増幅器６５０の正入力端子の電圧Ｕｒｅｆが、
Ｕｒｅｆ＝Ｕｓ・Ｒ６３６／（Ｒ６３４＋Ｒ６３６）＝Ｕｓ・３ｋΩ／（１５ｋΩ＋３ｋΩ）＝Ｕｓ／６＝５．５Ｖ／６≒０．９２Ｖ
により与えられる（抵抗器６３６の抵抗をＲ６３６などで示す）。
温度１５℃で、Ｒｍ≒１６Ω、Ｕｍは、
Ｕｍ＝Ｕｓ・Ｒｍ／（Ｒ６３８＋Ｒｍ）・Ｒ６３０／（Ｒ６２８＋Ｒ６３０）＝Ｕｓ・Ｒｍ／（Ｒ６３８＋Ｒｍ）・１／３≒０．９２Ｖにより、Ｕｒｅｆ−Ｕｍ≒０Ｖとなるように与えられる。したがって、この例では、電子検出回路が、差Ｕｒｅｆ−Ｕｍ≒０Ｖとなるように、およびしたがって差動増幅器６５０の出力信号が、約１５℃の温度について約０Ｖであるように構成される。
デバイス１０の動作のための一般的な温度範囲は２℃〜６０℃である。したがって、２℃でのＲｍの最小期待値は１５．３Ωであるため、Ｕｍ≒０．９０Ｖであり、６０℃でのＲｍの最大期待値は１８．６Ωであるため、Ｕｍ≒０．９９Ｖである。したがって、２℃〜６０℃の温度範囲において、差Ｕｒｅｆ−Ｕｍは＋２０ｍＶ〜−７０ｍＶで変化する。
差動増幅器６５０の出力信号ＵａｍｐをＵａｍｐ＝ａ・（Ｕｒｅｆ−Ｕｍ）で表すことができ、ここで、ａは差動増幅器６５０の利得係数である。差動増幅器は、範囲１〜３２において利得係数ａを有するようにプログラムされる、プログラム可能な差動増幅器（ＰＧＡ）であってよい。電子検出回路６２０では、ａは、差動増幅器６５０により出力される電圧範囲が、アナログデジタルコンバータ６５４の入力範囲に適用されるように選択されることが好ましい。前述した電子検出回路６２０の例示的なレイアウトについて、ａは、たとえば２０であってよく、２℃〜６０℃の温度範囲で、差動増幅器６５０が＋０．４Ｖ〜−１．４Ｖの範囲の電圧を出力する。
アナログデジタルコンバータ６５６を、＋０．４Ｖ〜−１．４Ｖの範囲の入力電圧が０〜２５５の全数値範囲に変換されるように構成して、クリッピングなしでアナログデジタル変換の最高分解能を達成するようにしてもよい。アナログデジタルコンバータ６５６により出力されるデジタル信号値は電気量であり、この電気量は、モータ巻線５０６ａの抵抗、したがってモータ巻線５０６ａの温度の関数である。制御ユニット６５６が、ＰＷＭデューティサイクルをアナログデジタルコンバータ６５６により出力される値の関数として制御するため、ＰＷＭデューティサイクルは、モータ５００が２℃〜６０℃の温度範囲内の各温度について適切なモータトルクを与えるように選択される。
したがって、前述した例示的な実施形態により、モータ巻線の異なる温度でも非常に高い精度で、異なるモータ状況についての駆動トレインの動きを制御することが可能になる。したがって、デバイス１０は、広範囲の温度について高い用量精度をもたらすため、たとえば、高温である夏の間にも、低温である冬の間と同様に、用量が正確になる。
モータ動作中に、抵抗器６３８をスイッチ６０４により短絡させて、モータ５００にわたる電圧降下が、電圧源６０２により供給される電圧である５．５Ｖとなるようにする。第１の分圧器６２６の抵抗器６２８、６３０の抵抗の割合は、差動増幅器６５０に加えられ、次にアナログデジタルコンバータ６５４に加えられる電圧が、安全範囲内にとどまるように選択される。したがって、電気検出回路６２０は、モータ動作に影響を及ぼすことがなく、また逆も同様である。
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、少なくとも１つの薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味し、
ここで、一実施形態において、薬学的に活性な化合物は、最大１５００Ｄａまでの分子量を有し、および／または、ペプチド、タンパク質、多糖類、ワクチン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、抗体もしくはそのフラグメント、ホルモンもしくはオリゴヌクレオチド、または上述の薬学的に活性な化合物の混合物であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病関連の合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症、急性冠症候群（ＡＣＳ）、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および／または関節リウマチの処置および／または予防に有用であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病または糖尿病性網膜症などの糖尿病に関連する合併症の処置および／または予防のための少なくとも１つのペプチドを含み、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、少なくとも１つのヒトインスリンもしくはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）もしくはその類似体もしくは誘導体、またはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４もしくはエキセンジン−３もしくはエキセンジン−４の類似体もしくは誘導体を含む。
インスリン類似体は、たとえば、Ｇｌｙ（Ａ２１），Ａｒｇ（Ｂ３１），Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ３），Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８），Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；Ｂ２８位におけるプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、またはＡｌａで置き換えられており、Ｂ２９位において、ＬｙｓがＰｒｏで置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８−Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリン、およびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンである。
インスリン誘導体は、たとえば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−パルミトイル−ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−ミリストイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−パルミトイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−パルミトイル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−リトコリル−γ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、およびＢ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンである。
エキセンジン−４は、たとえば、Ｈ−Ｈｉｓ−Ｇｌｙ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ−Ｔｈｒ−Ｐｈｅ−Ｔｈｒ−Ｓｅｒ−Ａｓｐ−Ｌｅｕ−Ｓｅｒ−Ｌｙｓ−Ｇｌｎ−Ｍｅｔ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ｇｌｕ−Ａｌａ−Ｖａｌ−Ａｒｇ−Ｌｅｕ−Ｐｈｅ−Ｉｌｅ−Ｇｌｕ−Ｔｒｐ−Ｌｅｕ−Ｌｙｓ−Ａｓｎ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−Ｓｅｒ−Ｇｌｙ−Ａｌａ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｐｒｏ−Ｓｅｒ−ＮＨ２配列のペプチドであるエキセンジン−４（１−３９）を意味する。
エキセンジン−４誘導体は、たとえば、以下のリストの化合物：
Ｈ−（Ｌｙｓ）４−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，ｄｅｓＰｒｏ３７エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）；または
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，ＩｓｏＡｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）、
（ここで、基−Ｌｙｓ６−ＮＨ２が、エキセンジン−４誘導体のＣ−末端に結合していてもよい）；
または、以下の配列のエキセンジン−４誘導体：
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
ｄｅｓＭｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２；
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ｌｙｓ６−ｄｅｓＰｒｏ３６［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−Ｌｙｓ６−ＮＨ２、
Ｈ−ｄｅｓＡｓｐ２８，Ｐｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−ＮＨ２、
ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−（Ｌｙｓ）６−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（Ｓ１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２、
Ｈ−Ａｓｎ−（Ｇｌｕ）５−ｄｅｓＰｒｏ３６，Ｐｒｏ３７，Ｐｒｏ３８［Ｍｅｔ（Ｏ）１４，Ｔｒｐ（Ｏ２）２５，Ａｓｐ２８］エキセンジン−４（１−３９）−（Ｌｙｓ）６−ＮＨ２；
または前述のいずれか１つのエキセンジン−４誘導体の薬学的に許容される塩もしくは溶媒和化合物
から選択される。
ホルモンは、たとえば、ゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（ソマトロピン）、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、ゴセレリンなどの、Ｒｏｔｅ Ｌｉｓｔｅ、２００８年版、５０章に列挙されている脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストである。
多糖類としては、たとえば、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、たとえば、ポリ硫酸化形態、および／または、薬学的に許容されるそれらの塩がある。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。
抗体は、基本構造を共有する免疫グロブリンとしても知られている球状血漿タンパク質（約１５０ｋＤａ）である。これらは、アミノ酸残基に付加された糖鎖を有するので、糖タンパク質である。各抗体の基本的な機能単位は免疫グロブリン（Ｉｇ）単量体（１つのＩｇ単位のみを含む）であり、分泌型抗体はまた、ＩｇＡなどの２つのＩｇ単位を有する二量体、硬骨魚のＩｇＭのような４つのＩｇ単位を有する四量体、または哺乳動物のＩｇＭのように５つのＩｇ単位を有する五量体でもあり得る。
Ｉｇ単量体は、４つのポリペプチド鎖、すなわち、システイン残基間のジスルフィド結合によって結合された２つの同一の重鎖および２本の同一の軽鎖から構成される「Ｙ」字型の分子である。それぞれの重鎖は約４４０アミノ酸長であり、それぞれの軽鎖は約２２０アミノ酸長である。重鎖および軽鎖はそれぞれ、これらの折り畳み構造を安定化させる鎖内ジスルフィド結合を含む。それぞれの鎖は、Ｉｇドメインと呼ばれる構造ドメインから構成される。これらのドメインは約７０〜１１０個のアミノ酸を含み、そのサイズおよび機能に基づいて異なるカテゴリー（たとえば、可変すなわちＶ、および定常すなわちＣ）に分類される。これらは、２つのβシートが、保存されたシステインと他の荷電アミノ酸との間の相互作用によって一緒に保持される「サンドイッチ」形状を作り出す特徴的な免疫グロブリン折り畳み構造を有する。
α、δ、ε、γおよびμで表される５種類の哺乳類Ｉｇ重鎖が存在する。存在する重鎖の種類により抗体のアイソタイプが定義され、これらの鎖はそれぞれ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧおよびＩｇＭ抗体中に見出される。
異なる重鎖はサイズおよび組成が異なり、αおよびγは約４５０個のアミノ酸を含み、δは約５００個のアミノ酸を含み、μおよびεは約５５０個のアミノ酸を有する。各重鎖は、２つの領域、すなわち定常領域（ＣＨ）と可変領域（ＶＨ）を有する。１つの種において、定常領域は、同じアイソタイプのすべての抗体で本質的に同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、およびδは、３つのタンデム型のＩｇドメインと、可撓性を加えるためのヒンジ領域とから構成される定常領域を有し、重鎖μおよびεは、４つの免疫グロブリン・ドメインから構成される定常領域を有する。重鎖の可変領域は、異なるＢ細胞によって産生された抗体では異なるが、単一Ｂ細胞またはＢ細胞クローンによって産生された抗体すべてについては同じである。各重鎖の可変領域は、約１１０アミノ酸長であり、単一のＩｇドメインから構成される。
哺乳類では、λおよびκで表される２種類の免疫グロブリン軽鎖がある。軽鎖は２つの連続するドメイン、すなわち１つの定常ドメイン（ＣＬ）および１つの可変ドメイン（ＶＬ）を有する。軽鎖のおおよその長さは、２１１〜２１７個のアミノ酸である。各抗体は、常に同一である２本の軽鎖を有し、哺乳類の各抗体につき、軽鎖κまたはλの１つのタイプのみが存在する。
すべての抗体の一般的な構造は非常に類似しているが、所与の抗体の固有の特性は、上記で詳述したように、可変（Ｖ）領域によって決定される。より具体的には、各軽鎖（ＶＬ）について３つおよび重鎖（ＨＶ）に３つの可変ループが、抗原との結合、すなわちその抗原特異性に関与する。これらのループは、相補性決定領域（ＣＤＲ）と呼ばれる。ＶＨドメインおよびＶＬドメインの両方からのＣＤＲが抗原結合部位に寄与するので、最終的な抗原特異性を決定するのは重鎖と軽鎖の組合せであり、どちらか単独ではない。
「抗体フラグメント」は、上記で定義した少なくとも１つの抗原結合フラグメントを含み、そのフラグメントが由来する完全抗体と本質的に同じ機能および特異性を示す。パパインによる限定的なタンパク質消化は、Ｉｇプロトタイプを３つのフラグメントに切断する。１つの完全なＬ鎖および約半分のＨ鎖をそれぞれが含む２つの同一のアミノ末端フラグメントが、抗原結合フラグメント（Ｆａｂ）である。サイズが同等であるが、鎖間ジスルフィド結合を有する両方の重鎖の半分の位置でカルボキシル末端を含む第３のフラグメントは、結晶可能なフラグメント（Ｆｃ）である。Ｆｃは、炭水化物、相補結合部位、およびＦｃＲ結合部位を含む。限定的なペプシン消化により、Ｆａｂ片とＨ−Ｈ鎖間ジスルフィド結合を含むヒンジ領域の両方を含む単一のＦ（ａｂ’）２フラグメントが得られる。Ｆ（ａｂ’）２は、抗原結合に対して二価である。Ｆ（ａｂ’）２のジスルフィド結合は、Ｆａｂ’を得るために切断することができる。さらに、重鎖および軽鎖の可変領域は、縮合して単鎖可変フラグメント（ｓｃＦｖ）を形成することもできる。
薬学的に許容される塩は、たとえば、酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩としては、たとえば、ＨＣｌまたはＨＢｒ塩がある。塩基性塩は、たとえば、アルカリまたはアルカリ土類、たとえば、Ｎａ＋、またはＫ＋、またはＣａ２＋から選択されるカチオン、または、アンモニウムイオンＮ＋（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）（Ｒ４）（式中、Ｒ１〜Ｒ４は互いに独立に：水素、場合により置換されたＣ１〜Ｃ６アルキル基、場合により置換されたＣ２〜Ｃ６アルケニル基、場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０アリール基、または場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０ヘテロアリール基を意味する）を有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ」１７版、Ａｌｆｏｎｓｏ Ｒ．Ｇｅｎｎａｒｏ（編）、Ｍａｒｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｏｎ、Ｐａ．、Ｕ．Ｓ．Ａ．、１９８５およびＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙに記載されている。
薬学的に許容される溶媒和物は、たとえば、水和物である。

Claims (13)

  1. 特に流体を放出するための装置であって、
    少なくとも１つのモータ巻線（５０６ａ〜ｄ）を含む電気モータ（５００）と、
    モータ（５００）を制御するための制御ユニット（６５６）とを有し、
    モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）の電気抵抗（Ｒｗ）の関数である電気量を決定するように構成された電子検出回路（６２０）をさらに含み、
    制御ユニット（６５６）は、電気量の関数としてモータ（５００）を制御するように構成されることを特徴とする前記装置。
  2. 電気モータ（５００）はＤＣモータ、特にＤＣステッパモータであり、
    装置は、電圧を少なくとも１つのモータ巻線（５０６ａ〜ｄ）に供給するように構成されたＤＣ電圧源（６０２）を含む、請求項１に記載の装置。
  3. 電気量は電圧である、請求項１または２に記載の装置。
  4. 検出回路は、
    モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）にわたる電圧降下の関数である第１の電圧を与えるように構成された第１のサブ回路（６２２）と、
    電圧源（６０２）の電圧の関数である第２の電圧を与えるように構成された第２のサブ回路（６２４）であって、電圧源（６０２）は、電圧をモータ巻線（５０６ａ〜ｄ）に供給するように構成される、第２のサブ回路とを含み、
    電気量は、第１および第２の電圧間の差の関数である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 検出回路（６２０）は、２つの入力端子および出力端子を有する差動増幅器（６５０）を含み、
    第１のサブ回路（６２２）は、モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）に平行に接続された第１の分圧器（６２６）を含み、第１の分圧器（６２６）の中央タップ（６４０）は差動増幅器（６５０）の入力端子の一方に接続され、
    第２のサブ回路（６２４）は、電圧源（６０２）に平行に接続された第２の分圧器（６３２）を含み、第２の分圧器（６３２）の中央タップ（６４２）は差動増幅器（６５０）の入力端子の他方に接続される、請求項４に記載の装置。
  6. 電子検出回路（６２０）は、電気量をアナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタルコンバータ（６５４）を含み、アナログデジタルコンバータ（６５４）は可能な出力の離散数範囲を有し、アナログデジタルコンバータ（６５４）は、数範囲の中間数が、１０〜４０℃のモータ巻線温度についての電気量のアナログ信号の出力であるように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
  7. 装置は、パルス幅変調によりモータトルクを制御するように構成されたパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を含み、
    制御ユニット（６５６）は、ＰＷＭデューティサイクルを電気量の関数として制御するように構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 制御ユニット（６５６）は、少なくとも１つのモータ巻線（５０６ａ〜ｄ）の温度を電気量の関数として推定するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
  9. 制御ユニット（６５６）は、電気検出回路（６２０）を制御して、モータ（５００）の静止時に電気量を決定するように構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
  10. 医療デバイス、特に薬剤注射デバイスである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
  11. 手持ち式である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
  12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置を制御する方法であって、
    モータ巻線（５０６ａ〜ｄ）の電気抵抗（Ｒｗ）の関数である電気量を決定する工程と、
    電気量の関数としてモータ（５００）を制御する工程とを含む前記方法。
  13. モータ（５００）の静止時に電気量が決定される、請求項１２に記載の方法。
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