JP2017515603A - 一方弁を備えた医療用カートリッジ - Google Patents

Abstract

複数回服用量の医薬を含む医療用カートリッジ（１）が開示されている。出口端（７）が、医薬を搬送するための注射針（１３）に接続されるように配置されている。この医療用カートリッジ（１）は、医療用カートリッジ（１）の内部（５）における出口端（７）近傍に配置された一方弁（３）を備える。この一方弁（３）は、医療用カートリッジ（１）の内部（５）から出口端（７）に向かって流体を流すことができるが、医療用カートリッジ（１）の出口端（７）から内部（５）に向かって流体を流すことができないように構成されている。これにより、医療用カートリッジ（１）に残る医薬の汚染リスクが最小化される。

Description

本発明は、複数回服用量の医薬を含む医療用カートリッジに関する。本発明の医療用カートリッジによって、この医療用カートリッジに含まれている医薬を可能性のある最も広い範囲で利用できる。

医薬を含むカートリッジは、使い捨てを目的としたのもの、あるいは、複数回使用することを目的としたものがある。使い捨てを目的としたカートリッジでは、１回服用量の医薬がカートリッジから投与されることになっていて、必要な服用量を超えて残った医薬は廃棄される。従って、この残った医薬は無駄になる。使い捨てのカートリッジの利点は、充填時にカートリッジが密封され、１回服用量の医薬が投与されたときのみに、この密封が解除されることである。その結果、医薬の汚染リスクを最小化して、医薬に防腐剤を加える必要がない。しかし、使い捨てのカートリッジの不利な点は、カートリッジに含まれている医薬の量が、しばしば必要な服用量に正確に対応しておらず、その結果、前述したように、医薬の実質的な無駄が生じる場合があることである。

一方、複数回使用することを目的としたカートリッジでは、カートリッジに含まれている医薬の量が、複数回服用量である。これにより、必要な服用量がユーザによって異なっていたとしても、カートリッジに含まれている医薬の総量を、使い捨てのカートリッジよりも広い範囲で使用することができる。従って、医薬の無駄を低減できる。しかし、最初の１回分の医薬が複数回使用カートリッジから投与された時点で、カートリッジの密封が解除され、その結果、カートリッジに残されている医薬が汚染されるリスクがある。例えば、残されている医薬における細菌増殖を防ぐために、時々、医薬に防腐剤が加えられる。しかし、医薬に防腐剤が存在することが、望ましくない場合がある。例えば、医薬が不安定になる可能性に起因して、アレルギー反応などの望ましくない効果が、防腐剤によってもたらされる。

医薬が非常に高価な場合、医薬の無駄をできる限り最小化することが望ましい。しかし、医薬における防腐剤の存在は、許容できない場合があり、その結果、単に複数回使用カートリッジだけの使用は、適切な解決策ではない。

ＵＳ5,478,323は、複数回使用カートリッジ注入装置の出口端に取り付けるための取り外し可能なマニホールドアセンブリを開示する。このマニホールドアセンブリは、各々がゴム製の隔壁（septum）を被包する２つの剛性プラスチックハウジングを備える。後部ハウジングの密封面に対して隔壁の前面を押し付けて、それらの間に流体密封接合を形成することによって、逆止弁が形成されている。この逆止弁は、一方のカートリッジ入口から流れる流体が他方の複数のカートリッジの１つに入るのを防ぐ。

ＵＳ5,147,323は、第１および第２薬剤充填カートリッジを収容する本体を含む複数回使用カートリッジシリンジを開示する。これらのカートリッジは、一端および他端に隔壁を有し、これらの隔壁間に液体の薬剤が含まれるタイプのものである。これらのカートリッジが本体内に組み込まれたときに、アキュームレーターチャンバ内への流路開口部に接続された中空スパイクによって、隔壁が貫通されている。このスパイクの遠位端部に逆止弁が用いられ、流体カートリッジに逆流しないようにしている。

本発明の実施形態の目的の１つは、医薬の無駄を最小化でき、医薬に防腐剤を用いる必要がない医療用カートリッジを提供することである。

本発明の実施形態の更なる目的は、従来の医療用カートリッジと比較して医薬の汚染リスクが低減される複数回服用量の医薬を含む医療用カートリッジを提供することである。

第１の態様によれば、本発明は、複数回服用量の医薬を含む医療用カートリッジを提供する。この医療用カートリッジは、医薬を搬送するための注射針に接続されるように配置された出口端を備える。また、この医療用カートリッジは、出口端に近い位置で医療用カートリッジの内部に配置された一方弁を備える。この一方弁は、医療用カートリッジの内部から出口端に向かっては流体が流れるが、出口端から医療用カートリッジの内部に向かっては流体が流れないように配置されている。

本発明の第１態様の医療用カートリッジは、複数回服用量の医薬を含む。この医療用カートリッジは、出口端を備え、注射針を医療用カートリッジに接続できる。これにより、注射針を介して医薬を医療用カートリッジから搬送することができる。すなわち、この医療用カートリッジは、複数回使用を目的としたものの１つである。よって、医療用カートリッジの密封は、最初の１回分の医薬が医療用カートリッジから搬送されたときに解除され、その結果、医療用カートリッジに残る医薬に部分的な汚染リスクが発生する。

第１態様の医療用カートリッジは、出口端に近い位置で医療用カートリッジの内部に配置された一方弁を備える。この一方弁は、医療用カートリッジの内部から出口端に向かっては流体が流れるが、出口端から医療用カートリッジの内部に向かっては流体が流れないように配置されている。その結果、医療用カートリッジの内部から、一方弁を通り、出口端とこの出口端に接続された注射針を介して、医薬を搬送することができる。一方で、出口端から、一方弁を通ってカートリッジの内部に逆流することはできない。よって、医療用カートリッジに残る医薬の汚染リスクが大幅に低減される。

すなわち、含まれる医薬が汚染されるリスクがなく、さらに、医薬に防腐剤を加える必要がない複数回使用カートリッジを用いることができる。よって、医療用カートリッジに含まれる医薬を十分に使用することができ、医薬の無駄を最小限にする。これは、特に、医薬が非常に高価なものである場合に有利である。

一方弁は、例えば、単一の逆止弁でもよいし、流体が一方弁を通過できる位置と、流体が一方弁を通過できない位置とを切り換える必要があるものでもよい。このことについては、以下でさらに述べる。

一方弁が医療用カートリッジの内部に配置されていることは、有利な点である。なぜならば、医療用カートリッジ内の死容積を低減し、さらに医薬の無駄を低減するように、一方弁をデザインすることができるからである。さらに、医薬を医療用カートリッジ内に充填する充填プロセス中に、一方弁を医療用カートリッジの内に配置することができる。これにより、製造業者が、一方弁を医療用カートリッジに対してどのように配置するかを制御することができる。最後に、医療用カートリッジの内部に一方弁を配置することで、医療用カートリッジの出口端と一方弁とが、さらに、あるいは、外部で接触する必要がなく、接合部分における漏洩リスクが取り除かれる、あるいは、少なくとも大幅に低減される。

一方弁は、医療用カートリッジのパッシブ隔壁（passive septum）に取って代わる（パッシブ隔壁に代えて設ける）ことができる。この実施形態によれば、一方弁は、医療用カートリッジの内部の出口端のすぐ近くに配置され、医療用カートリッジの出口端に接続された注射針に直接接触している。このデザインでは、医療用カートリッジ内部の死容積をさらに低減でき、医薬の無駄をさらに低減できる。

一方弁は、パッシブ隔壁であってもよい。この場合、一方弁は、任意の能動動作（active action）を実行する操作者なしで、流体が一方弁を通って一方向に自動的に流れるものである。

例えば、一方弁は、出口端および一方弁間に広がる圧力と医療用カートリッジの内部に広がる圧力との間の圧力差が既定閾値より低いときに、密封位置（sealing position）に押し付けられ、この圧力差が既定閾値よりも高いときに、密封位置から遠ざけられて、医薬が一方弁を通過できるように配置された弾性弁部材を備えてもよい。この場合、弾性弁部材は、この弾性弁部材の材料の弾性特性によって、密封位置に向かって押し付けられたり密封位置から遠ざけられたりすることができる。例えば、弾性弁部材が密封位置から遠ざけられると、これにより、弾性弁部材が変形する結果がもたらされ得る。

この実施形態によれば、一方弁は、この一方弁の圧力差によって制御される。例えば、医療用カートリッジの内部の可動プランジャが作動して医薬を投与したため、医療用カートリッジの内部に広がる圧力が高いとき、弾性弁部材を密封位置から遠ざけることにより、一方弁が開放され、医薬が一方弁を通過できるようになる。これにより、医薬を、医療用カートリッジの内部から一方弁を通り、医療用カートリッジの出口端および注射針を介して投与できる。

他方、出口端と一方弁との間に広がる圧力が高い場合、弾性弁部材は、密封位置に強く押され、一方弁を効果的に閉鎖して流体の医療用カートリッジ内への逆流を防止する。さらに、一方弁の圧力差が大きければ大きいほど、弾性弁部材は、密封位置により強く押される。これにより、この状況における一方弁の閉鎖をより効率的に実現し、流体の逆流をより効率的に防止する。

閾値はゼロでもよい。この場合、一方弁は、医療用カートリッジの内部に広がる圧力が一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に広がる圧力を超えるとすぐに開放され、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に広がる圧力が医療用カートリッジの内部に広がる圧力を超えるとすぐに閉鎖される。

別の方法として、閾値はゼロでなくてもよい。この場合、一方弁が開放され、医薬が医療用カートリッジから投与可能になる前に、医療用カートリッジの内部に広がる圧力が、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に広がる圧力を、閾値によって定められる一定量の差をつけて超える必要がある。ゼロではない閾値は、小さい圧力差では一方弁を開放できないという意味では、安全マージンをもたらす。さらに、医療用カートリッジの内部に広がる圧力が一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に広がる圧力と実質的に等しい場合、一方弁を閉鎖し続けることができる。これは、さらに、流体が一方弁を介して医療用カートリッジの内部に意図せず逆流するリスクを低減する。

ゼロではない閾値は、例えば、一方弁を閉鎖位置に付勢する付勢力により規定することができる。この場合、医療用カートリッジの内部に広がる圧力は、一方弁を開放させるため、この付勢力に打ち勝つ必要がある。一部の例では、一方弁を開放するときに適用可能な閾値は、一方弁を閉鎖するときに適用可能な閾値と異なっていてもよい。これは、機械的ヒステリシスと呼ぶことができ、一方弁が意図せず開放されるリスクをさらに低減する一方、１回分の医薬が搬送された後、一方弁を適切に閉鎖できる。

一方弁は、ダックビル弁部を備えてもよい。ダックビル弁は、弾性部材から作られた２つのテーパー部を画定する弁である。これらのテーパー部は、密封ラインに沿って接触する。テーパー部間に広がる圧力が、テーパー部の反対側で広がる圧力を超えた場合、テーパー部の変形により、テーパー部が特に密封ラインに沿って互いに遠ざけられ、一方弁が開放される。他方、テーパー部の反対側の圧力がテーパー部間の圧力を超えた場合、テーパー部が互いに向かって押し合って、密封ラインに沿って密封され、一方弁が閉鎖される。すなわち、ダックビル弁は、一方弁の圧力差により制御されるパッシブ一方弁の一例である。

別の方法として、一方弁は、バックフリップ防止要素を備えてもよい。バックフリップ防止要素は、例えば、弾性材料で作られており、バックフリップ防止要素の異なる圧力差によって、密封位置に向かって押し付ける、あるいは、密封位置から遠ざけることができる要素である。例えば、バックフリップ防止要素の第１サイドに広がりバックフリップ防止要素の第１サイドの反対側の第２サイドよりも高い第１サイドの圧力によって、バックフリップ防止要素がアバットメント要素に対して強く押し付けられるように、バックフリップ防止要素をアバットメント要素の近くに配置してもよい。一方、バックフリップ防止要素の第２サイドに広がる圧力がバックフリップ防止要素の第１サイドよりも高くすることで、バックフリップ防止要素がアバットメント要素から離れるように移動する。これにより、バックフリップ防止要素とアバットメント要素との間の流路が開放され、一方弁を開放させる。

一方弁は、２以上のバックフリップ防止要素を備えてもよい。この２以上のバックフリップ防止要素は、一方弁を通る流れ方向に沿って配置され、かつ、一のバックフリップ防止要素方が他のバックフリップ防止要素の後ろ（behind）に配置される。この場合、一方弁の圧力差は、各バックフリップ防止要素を密封位置から遠ざけるように押圧して一方弁を開放するのに十分である必要がある。さらに、バックフリップ防止要素の１つが機能しなくなり、このバックフリップ防止要素に対応する流路が意図せず開放されたとしても、一方弁は閉鎖されたままである。このため、医療用カートリッジの内部への意図しない逆流のリスクがさらに低減される。

さらに別の方法として、一方弁は、ばね付勢弁要素を備えてもよい。この実施形態によれば、付勢ばねが、弁座に対して、一方弁の閉鎖位置に向かって弁要素を付勢する。このため、弁要素を弁座から遠ざけるように移動させ、一方弁を開放するための一方弁の圧力差が、付勢ばねによりもたらされる付勢力に打ち勝つ必要がある。これにより、前述したように、一方弁の両サイドに広がる圧力が実質的に等しくなったとしても、一方弁を閉鎖したままにすることができる。

ばね付勢弁要素を備えた一方弁の一例は、テーラードボール逆止弁（tailored ball check valve）である。この場合、ばね付勢弁要素は、圧縮性ばね（compressible spring）に接触するように配置されたボールの形をしている。また、ばね付勢弁要素は、中空シリンダの形をとってもよい。この中空シリンダでは、中空シリンダに形成された空洞内に圧縮性ばねが配置される。

さらに別の例として、一方弁は、この一方弁の別の部分の周りに配置された弾性スリーブを備えてもよい。この弾性スリーブは、一方弁の圧力差によって変形し、かつ、一方弁の他の部分から遠ざかって、一方弁を開放するように配置される。この実施形態によれば、一方弁は、一般的には自転車のチューブに用いられる弁に類似している。

この実施形態によれば、弾性スリーブと一方弁の別の部分との間には、二次元密封表面が画定される。これにより、意図せずに逆流した流体流の通過を許してしまう一方弁のリスクが最小化される。例えば、この実施形態は、医療用カートリッジに含まれている医薬がサスペンションの形をとっている場合に、特に適している。これは、医薬がサスペンションの形をとっている場合、サスペンションの一部が一方弁に詰まるリスクがあるからである。二次元密封表面により、このようなサスペンションの一部が、一方弁を介した漏出を引き起こすことはない。

一方弁の他の部分は、実質的に中空でない部分であってもよい。この場合、一方弁は、弾性スリーブを実質的に中空ではない部分から遠ざけることで開放され、弾性スリーブと実質的に中空でない部分との間で、かつ、弾性スリーブと実質的に中空でない部分とに沿った流路が開放される。また、一方弁の他の部分は、弾性スリーブに隣接するように配置された壁部により画定される１以上の開口部が設けられた中空部であってもよい。この場合、一方弁は、弾性スリーブを開口部の位置で、中空部から遠ざけることで開放され、開口部を通り、中空部と弾性スリーブの間で、かつ、中空部と弾性スリーブに沿った流路が開放される。

前述のパッシブ一方弁に対する別の例として、一方弁は、アクティブ弁であってもよい。この実施形態によれば、操作者は、能動動作を実行する必要があり、これにより、一方弁を開放して、医薬を医療用カートリッジから投与できる。しかし、医療用カートリッジが１回分の医薬を投与するために操作されたときに一方弁が自動的に作動するように、一方弁をデザインしてもよい。一方弁は、例えば、磁気的あるいは電気的に作動するようにしてもよいし、手動で作動する機械的弁であってもよい。

医療用カートリッジは、フィルタ材料をさらに備えてもよい。このフィルタ材料は、医療用カートリッジの内部で、かつ、一方弁と出口端との間の領域に配置され、液体がこの領域を通過することを可能にする。

一方弁が医療用カートリッジの出口端のすぐ近くに配置されていない場合、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域に、死容積が形成される。医療用カートリッジを操作して医薬を投与している間、医薬は必然的にこの死容積に追い込まれ、可動プランジャが医療用カートリッジの内部を可能な限り押圧され、これ以上医薬を医療用カートリッジから投与できない場合、死容積に追い込まれた医薬に対応する医薬の残存量が、医療用カートリッジに残る。すなわち、この医薬が無駄になる。

医薬の無駄を最小限にするために、医療用カートリッジの内部に画定される死容積（一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に画定される死容積を含む）を最小限にするのが望ましい。この実施形態によれば、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域にフィルタ材料を配置することにより、これが実現されている。フィルタ材料は、液体が通過することができるが、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域の容量の一部を「占有」している。このため、医薬を追い込むために利用可能な容量、すなわち、死容積が低減される。

フィルタ材料は、例えば、繊維材料であってもよい。この繊維材料は、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域全体を埋めるが、液体が通過可能である。一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域における死容積は、繊維材料に含まれ得る液体の量によって画定される。

別の方法として、フィルタ材料は、中空ではないは液体が通過できるものであってもよい。例えば、フィルタ材料は、複数の球体物体の形をとることができる。複数の球体物体は、その間を液体が通過可能である一方、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に画定される容積の一部を「占有」して、死容積、すなわち、医薬を追い込むための利用可能な容積を低減する。

いずれにしても、フィルタ材料は、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域に注射針が入り、注射針の正確な位置を的確に制御できないとしても、投与されている医薬と接触することができるようにしなければならない。

別の方法として、あるいは、追加的に、医療用カートリッジは、一方弁に広がる流路に配置されたフィルタ材料をさらに備えてもよい。このフィルタ材料は、液体が一方弁に広がる流路を通過できるようにする。

前述の状況と同様に、一方弁を通る流路の様々なデザイン特性の結果として、死容積はまた、一方弁の内部に画定される場合がある。医薬の潜在的無駄を最大限可能な範囲で低減するため、この死容積もまたできる限り低減するのが望ましい。これを実現する方法の１つは、一方弁に広がる流路にフィルタ材料を配置することである。フィルタ材料について前述した記載は、ここで同様に適用可能である。

一方弁の少なくとも一部は、医療用カートリッジの首部内に延びてもよい。この実施形態によれば、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の有効容量が低減され、この領域に画定される死容積が低減される。これにより、医薬の潜在的無駄が低減される。

一方弁全体を医療用カートリッジの首部に配置してもよい。別の方法として、一方弁の一部のみを首部に配置し、一方弁の残りの部分を首部から医療用カートリッジ内部に取り付けられるストッパに向かって延びる医療用カートリッジの一部に配置してもよい。

医療用カートリッジは、一方弁と一方弁の内部の出口端との間であると共に、一方弁近傍かつこの出口端から見て外側の領域の合計死容積を定めてもよい。この合計死容積は、一方弁を持たない医療用カートリッジの首部の残存死容積よりも小さい。この実施形態によれば、医療用カートリッジ内に定められる死容積全体が、一方弁が医療用カートリッジの内部に配置されていない場合に存在するであろう死容積よりも小さい。このため、医療用カートリッジの内部の一方弁の存在が死容積を低減し、医薬の無駄を低減する。

一方弁と医療用カートリッジの出口端との間の領域に追い込まれた医薬が汚染されるリスクが存在する。幾つかの適用分野によれば、これは、受け入れることができないとは判断されないだろう。なぜなら、潜在的に汚染された医薬は、医療用カートリッジから投与されている医薬の次の１回分の非常に小さな一部のみを構成するからである。しかし、これが受け入れることができないと判断される場合において、プライミングショット（priming shot）により、１回分の医薬を投与する直前に、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間のボリュームを洗い流して、医薬を処分してもよい。また、この場合において、プライミングショットにより処分される医薬は、勿論、無駄になるため、この領域のデッドスペースを低減することが望ましい。

一実施形態において、一方弁に付勢力を加えて、一方弁を閉鎖位置に向かって付勢してもよい。この場合、医療用カートリッジの内部に広がる圧力によって加えられる力が、一方弁を開放させる付勢力に打ち勝つ必要がある。この付勢力は、例えば、付勢ばねによって、あるいは、弾性部材によってもたらされる。このことは、すでに前述した。

一方弁は、１以上の封止部を介して医療用カートリッジの内壁に取り付けてもよい。この封止部は、流体が一方弁を迂回するのを防ぎ、医療用カートリッジの内部での医薬の汚染リスクをさらに低減する。

封止部は、例えば、一方弁と医療用カートリッジの内壁との間に配置された１以上のオーリングの形をとってもよい。また、他の適したものを封止部として適用することもできる。封止部は、１つのみ設けてもよいし、２以上設けてもよい。１よりも多い封止部を設けることによって、漏洩のリスクが低減される。これは、封止部の１つが壊れたとしても、他の封止部によって密封（シール）が維持されるからである。

医療用カートリッジは、薬剤充填済み注射器の形をとってもよい。この実施形態によれば、医療用カートリッジは、すぐに使える状態で提供される。この薬剤充填済み注射器を用いることで、ユーザが直接医薬を投与できる。この場合、薬剤充填済み注射器は、使用後に廃棄される。薬剤充填済み注射器は、積層針（stacked needle）を備えていても、備えていなくてもよい。

別の方法として、医療用カートリッジは、（場合により再利用可能な）注入装置に位置するように配置されてもよい。

当然のことながら、医療用カートリッジは、（場合により再利用可能な）注入装置に配置された２以上の一方弁を備えることもできる。これにより、医療用カートリッジ内への逆流のリスクをさらに低減し、医療用カートリッジに含まれる医薬の汚染リスクをさらに低減する。

本発明の第２態様は、本発明の第１態様の医療用カートリッジを収容可能なハウジングと、医療用カートリッジの出口端を介して医療用カートリッジの内部にアクセス可能に注射針を支持して、注射針を介して医薬を医療用カートリッジから投与可能にするように注射針が配置された針接合部と、を備えた注入装置である。

当然のことながら、当業者は、本発明の第１態様と組み合わせて記載された任意の構成は、また、本発明の第２態様と組み合わせ可能であり、またその逆も可能であることを容易に認識するだろう。すなわち、前述した記載は、ここで同様に適用可能である。

注入装置は、例えば、モータ駆動のオートインジェクタであってもよい。別の方法として、注入装置は、手動で駆動するものであってもよい。

注入装置は、注入を実行した後医療用カートリッジの内部の圧力を低減して一方弁を閉鎖できるように配置されてもよい。これは、例えば、医療用カートリッジのプランジャとは逆方向に動作するピストンを若干引っ張ることにより実現可能である。医療用カートリッジの内部の圧力が低減されると、一方弁と医療用カートリッジの出口端との間に広がる圧力が、医療用カートリッジの内部に広がる圧力を超えることができるので、一方弁が強く閉鎖された状態で維持され、医療用カートリッジ内への逆流を防止する。

本発明は、以下の添付図面を参照して詳細に説明される。
本発明の第１実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第１実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第２実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第２実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第３実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第３実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第４実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第４実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第５実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第５実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第６実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第６実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第７実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第７実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第８実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第８実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第８実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第８実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の第９実施形態の医療用カートリッジを示す図。 フィルタ材料を備える本発明の第１０実施形態の医療用カートリッジを示す図。 フィルタ材料を備える本発明の第１１実施形態の医療用カートリッジを示す図。 フィルタ材料を備える本発明の第１２実施形態の医療用カートリッジを示す図。 フィルタ材料を備える本発明の第１３実施形態の医療用カートリッジを示す図。 フィルタ材料を備える本発明の第１４実施形態の医療用カートリッジを示す図。 本発明の一実施形態の医療用カートリッジにおける相対的圧力を制御するプランジャの動きを示す図。 圧力差に応じた一方弁の弁開度を示すグラフを示す図。 圧力差に応じた一方弁の弁開度を示すグラフを示す図。 圧力差に応じた一方弁の弁開度を示すグラフを示す図。 圧力差に応じた一方弁の弁開度を示すグラフを示す図。 圧力差に応じた一方弁の弁開度を示すグラフを示す図。 本発明の一実施形態の医療用カートリッジに含まれる注入装置を示す図。

本発明の実施形態を示す詳細な説明および特定の例は、本発明の範囲内での種々の変更および改良が本願の詳細な説明から当業者に明らかになるため、説明のみを目的としたものであると理解されるべきである。

図１ａおよび図１ｂは、本発明の第１実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。この医療用カートリッジ１は、ダックビル弁４の形をとっている一方弁３を備えている。一方弁３は、弾性材料で作られた２つのテーパー部を有し、医療用カートリッジ１の内部５の出口端７近くの位置に配置されている。また、一方弁３は、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体を流すことができるが、出口端７から医療用カートリッジ１の内部５に向かって流体を流すことができないように、以下に示すように構成されている。

図１ａは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。また、図１ｂは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。

医療用カートリッジ１は、一方弁３と医療用カートリッジ１の内壁１１との間に配置された３つのオーリングの形をとっている封止部９をさらに備えている。封止部９は、流体が一方弁３を迂回するのを防いで、さらに、医療用カートリッジ１内での医薬の汚染リスクを低減する。

図１ａおよび図１ｂにおいて、注射針１３は、医療用カートリッジ１の出口端７にニードルアダプタ１５を介して取り付けられており、隔壁１７を貫通している。

図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、一方弁３は、図１ｂに示すように閉鎖され、流体が一方弁３を通って流れることができない。これにより、医療用カートリッジ１の内部５における医薬の汚染が回避されている。より詳しくは、ダックビル弁４の自然形状には、共に押圧されるダックビル弁４のテーパー部が含まれ、ダックビル弁４の材料の弾性により、図１ｂに示すように、一方弁３を閉鎖状態にする。

弾性材料を変形させることによりダックビル弁４のテーパー部を押し開くためには、図１ａに示すように、医療用カートリッジ１の内部５から力を加えなければならない。この力は、プランジャ１９を一方弁３に向かって押圧して、医療用カートリッジ１の内部５の圧力を増加させることで加えられる。これにより、ダックビル弁４形式の一方弁３は、プランジャ１９に加えられた力に応じて開放され、あるいは、閉鎖される。

図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１から流体が搬送される場合、プランジャ１９と接触するように配置されたピストン（図示せず）に、外力が加えられ、プランジャ１９を一方弁３に向かって移動させる。前述のように、このプランジャ１９の移動は、医療用カートリッジ１の内部５の圧力を増加させ、その結果、図１ａに示すように、一方弁３を開放し、ダックビル弁４の弾性テーパー部間の流路を介して流体を流して、注射針１３を介して流体を搬送できるようにする。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、すなわち、所望服用量の医薬が投与された場合、外力はピストン（図示せず）に加えられず、プランジャ１９の一方弁３への移動を停止させる。その結果、医療用カートリッジ１の内部５の圧力および医療用カートリッジ１の出口端７の圧力が、それぞれ等しくなり、ダックビル弁４の弾性部材をその自然形状に戻して、前述しかつ図１ｂに示すように、一方弁３を閉鎖する。プランジャ１９は、一方弁３から離れる方向に若干移動して、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力を減少させることができる。この場合、出口端７の圧力は、医療用カートリッジ１の内部５の圧力を超える。出口端７の圧力をより高くすることで、ダックビル弁４のテーパー部が互いに向かって押圧され、一方弁３が強く閉鎖された状態で維持される。

前述のように、一方弁３が閉鎖されたため、医薬が医療用カートリッジ１から搬送されていない場合、医療用カートリッジ１の内部５への逆流は発生せず、１回分の医薬が搬送され医療用カートリッジ１の密封が解除された後の、医療用カートリッジ１に残る医薬の汚染を効果的に防ぐことができる。

図２ａおよび図２ｂは、本発明の第２実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図２ａおよび図２ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａおよび図１ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図２ａおよび図２ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３は、複数の貫通チャネル（though-going channel）２４（ここでは１つのみ示す）を有する弁部の突起として形成されている別の弁部材２３周りに配置された弾性スリーブ２１を備えるタイプのものである。貫通チャネル２４は、医療用カートリッジ１の内部５から弾性スリーブ２１および他の弁部材２３を収容する領域まで延びる流路をつくる。

図２ａは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。また、図２ｂは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。

図２ａおよび図２ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、弾性スリーブ２１は、その自然形状を前提とし、他の弁部材２３に対して押圧されることで一方弁３を閉鎖させ、図２ｂに示すように、弾性スリーブ２１と他の弁部材２３との間の流路を介して流体が一方弁３を流れないようにして、医療用カートリッジ１の内部５における医薬の汚染を回避する。

医療用カートリッジ１から流体が搬送され、前述のとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力がプランジャ１９の移動の結果として増加した場合、弾性スリーブ２１は変形する。弾性スリーブ２１が変形することで、他の弁部材２３から離れるように押圧され、図２ａに示すように、その結果弾性スリーブ２１と他の弁部材２３との間に形成された流路を介して、流体を医療用カートリッジ１の内部５から出口端７まで搬送可能にする。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、前述のとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力および医療用カートリッジ１の出口端７の圧力は、それぞれ等しくなる。これにより、弾性スリーブ２１は、その自然形状に戻り、他の弁部材２３と共にシールを形成して、前述および図２ｂに示すように、一方弁３を閉鎖する。プランジャ１９は、一方弁３から離れる方向に若干移動して、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力を減少させることができる。この場合、出口端７の圧力は、医療用カートリッジ１の内部５の圧力を超える。図１ａおよび図１ｂに関して前述したとおり、出口端７の圧力がより高くなると、弾性スリーブが他の弁部材２３に対してさらに押圧されるので、一方弁３が強く閉鎖された状態で維持され、医療用カートリッジ１に残る医薬の汚染が効果的に防がれる。

弾性スリーブ２１の弾性力は、一方弁３の圧力差に打ち勝ち、弾性スリーブ２１を他の弁部材２３から離れるように押圧し、一方弁３を開放する付勢力を提供するとみなすことができる。

図３ａおよび図３ｂは、本発明の第３実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図３ａおよび図３ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａ〜図２ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図３ａおよび図３ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３が、バックフリップ防止要素の形をとり、かつ、自然位置で周辺弁部材２６に押圧される密封位置に押し込まれるように配置された弾性弁部材２５を備える。

図３ａは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。また、図３ｂは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。

図３ａおよび図３ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、弾性弁部材２５は、その自然形状を前提とし、周辺弁部材２６を押圧して、図３ｂに示すように、一方弁３を閉鎖させて一方弁３を流体が通過できないようにする。これにより、医療用カートリッジ１の内部５における医薬の汚染が回避される。

医療用カートリッジ１から流体が搬送され、前述のとおり、プランジャ１９の移動によって医療用カートリッジ１の内部５の圧力が増加した場合、弾性弁部材２５は変形し、周辺弁部材２６との接触が解除される。これにより、図３ａに示すように、医療用カートリッジ１の内部５から、周辺弁部材２６に形成された貫通路２４、および、弾性弁部材２５と周辺弁部材２６との間に形成された流路を介して、医療用カートリッジ１の出口端７まで、流体を流すことができる。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、前述のとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力および医療用カートリッジ１の出口端７の圧力は、それぞれ等しくなる。自身の弾性力によって、弾性弁部材２５が自然形状を取り戻すと、前述および図３ｂに示すように、周辺弁部材２６を押圧し、一方弁３を閉鎖する。図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力は、医療用カートリッジの出口端７の圧力に対して、若干減少させることができる。図１ａおよび図１ｂに関して前述したとおり、出口端７の圧力がより高くなると、弾性弁部材２５が周辺弁部材２６に対してより強く押圧されるので、一方弁３が強く閉鎖された状態で維持され、医療用カートリッジ１に残る医薬の汚染が効果的に防がれる。

図４ａおよび図４ｂは、本発明の第４実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図４ａおよび図４ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａ〜図３ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図４ａおよび図４ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３は、中空部２７の周りに配置された弾性スリーブ２１を備える。中空部２７は、その壁部により画定され、弾性スリーブ２１に隣接するように配置された複数の開口部２９を有している。

図４ａは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。また、図４ｂは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。

図４ａおよび図４ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、弾性弁スリーブ２１は、その自然形状を前提とし、中空部２７に対して密封位置まで押し込まれると、壁部の開口部２９が封鎖される。図４ｂに示すように、これにより一方弁３が閉鎖され、流体が一方弁３を流れないようにして、医療用カートリッジ１の内部５における医薬の汚染を回避する。

医療用カートリッジ１から流体が搬送され、前述のとおり、プランジャ１９の移動によって医療用カートリッジ１の内部５の圧力が増加した場合、弾性スリーブ２１は、開口部２９および中空部２７から遠ざけられる。これにより、医療用カートリッジ１の内部５から、開口部２９を介して、壁部および拡張された弾性スリーブ２１に沿って、壁部および拡張された弾性スリーブ２１の間を通って、医療用カートリッジ１の出口端７まで、流体を流すことができる。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力および医療用カートリッジ１の出口端７の圧力は、それぞれ等しくなる。自身の弾性力によって、弾性スリーブ２１が自然形状を取り戻すと、図４ｂに示すように、弾性スリーブ２１が中空部２７に対して密封位置まで押し込まれ、開口部２９を閉鎖する。これにより、前述のとおり、一方弁３が閉鎖され、医療用カートリッジ１の内部５に残る医薬の汚染が防がれる。

図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５の圧力は、医療用カートリッジの出口端７の圧力に対して、若干減少させることができる。図１ａおよび図１ｂに関して前述したとおり、出口端７の圧力がより高くなると、弾性スリーブ２１が中空部２７に対して押圧され、より効果的に開口部２９を閉鎖する。その結果、一方弁３が強く閉鎖された状態で維持され、医療用カートリッジ１に残る医薬の汚染が効果的に防がれる。

弾性スリーブ２１の弾性力は、一方弁３の圧力差に打ち勝ち、弾性スリーブを中空部２７から離れるように押圧し、一方弁３を開放する付勢力を提供するとみなすことができる。

図５ａおよび図５ｂは、本発明の第５実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図５ａおよび図５ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａ〜図４ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図５ａおよび図５ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３が、可動弁部材３３を周辺弁部材３７に対して付勢するように配置された圧縮ばね３１を備える。可動弁部材３３は、可動弁部材３３が周辺弁部材３７に接触するように配置されている場合に周辺弁部材３７との密閉を容易にするオーリング３５が取り付けられている。このため、周辺弁部材３７は、可動弁部材３３と協働する弁座として動作して、一方弁３の開放および閉鎖を制御する。

図５ａは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。また、図５ｂは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。

図５ａおよび図５ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、圧縮ばね３１によりもたらされる付勢力が、可動弁部材３３および取り付けられたオーリング３５を周辺弁部材３７に対して押圧し、図５ａに示すように、一方弁３を閉鎖して、図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５における医薬の汚染が回避される。

前述のとおり、圧縮ばね３１は、可動弁部材３３を周辺弁部材３７に向かって付勢し、一方弁３を前述の閉鎖位置に向かって付勢する付勢力をもたらす。流体が搬送されるとき、圧縮ばね３１は、可動弁部材３３およびオーリング３５を周辺弁部材３７から遠ざけて、密封接触を解除するために、医療用カートリッジ１の内部５の圧力と医療用カートリッジ１の出口端７の圧力との間の所定閾圧力差を要求する。これは、圧力差によって可動弁部材３３に加えられる力が、圧縮ばね３１により加えられる反対に作用する付勢力に打ち勝つ必要があるからである。これにより、一方弁３は、医療用カートリッジ１の内部５の圧力が医療用カートリッジ１の出口端７の圧力に実質的に等しい場合、閉鎖位置に留まる。よって、医療用カートリッジ１の内部５の圧力が医療用カートリッジ１の出口端７の圧力よりも若干高いために、一方弁３が意図せず開放されることが防がれる。

可動弁部材３３が、周辺弁部材３７との密封接触した状態から脱して移動すると、一方弁３が開放され、図５ｂに示すように、流体が、オーリング３５を含む可動弁部材３３と周辺弁部材３７との間に開いている通路を介して、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７まで流れることができる。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、医療用カートリッジ１の内部５の圧力が減少する。これにより、医療用カートリッジ１の内部５の圧力と医療用カートリッジ１の出口端７の圧力との間の圧力差が、前述のとおり、一方弁３を開放するのに必要な閾圧力よりも小さいレベルまで、減少する。この場合、前述のとおり、圧縮ばね３１によりもたらされる付勢力が、オーリング３５を含む可動弁部材３３を周辺弁部材３７に対して押圧し、医療用カートリッジ１の内部５に残る医薬の汚染を効果的に防ぐ。

図６ａおよび図６ｂは、本発明の第２実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図６ａおよび図６ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａおよび図５ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図６ａおよび図６ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３は、バックフリップ防止要素の形をとっている弾性弁部材２５を２つ備える。２つの弾性弁部材２５は、医療用カートリッジ１により定められる長手方向に沿って一方が他方の後ろに連続すると共に、他の弁部材２３の周りに配置されている。他の弁部材２３は、複数の貫通チャネル２４（図６には２つ示されている）を有する弁部の突起として形成されている。貫通チャネル２４は、医療用カートリッジ１の内部５から弾性弁部材２５および他の弁部材２３を収容する領域まで延びる流路を確立している。

図６ａは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。また、図６ｂは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。

図６ａおよび図６ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、弾性弁部材２５は、他の弁部材２３に対して押圧される。これにより、図６ｂに示すように、一方弁３が閉鎖され、図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５の流体の汚染を防ぐ。

この実施形態によれば、弾性弁部材２５は、他の弁部材２３に対して押圧される自然位置を有している。医療用カートリッジ１から１回分の医薬を搬送することが望ましい場合、プランジャ１９を一方弁３に向かって移動させ、医療用カートリッジ１の内部５の圧力を増加させる。この増加した圧力によって、弾性弁部材２５が他の弁部材２３から遠ざけられ、図６ａに示すように、それらの間に通路が開放される。

医療用カートリッジ１が連続して配置された２つの弾性弁部材２５を備えているので、一方弁３を開放するためには、２つの弾性弁部材２５を両方とも他の弁部材２３から遠ざける必要がある。これにより、一方弁３の意図しない漏洩リスクが低減される。これは、一方の弾性弁部材２５と他の弁部材２３との間に漏洩が発生したとしても、他方の弾性弁部材２５によって一方弁３の閉鎖状態を維持できるからである。さらに、これにより、一方弁３を通って逆流するリスクを低減して、医療用カートリッジ１の内部５に残る医薬の汚染のリスクを低減する。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、医療用カートリッジ１の内部５の圧力および医療用カートリッジ１の出口端７の圧力が、それぞれ等しくなり、一方弁３が閉鎖される。

図７ａおよび図７ｂは、本発明の第３実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図７ａおよび図７ｂの医療用カートリッジ１は、図１ａ〜図６ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図７ａおよび図７ｂの医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３が、医療用カートリッジ１の首部３９に配置されている。テーラードボール逆止弁の形をとっている一方弁３は、球形状の可動弁部材３３を支持弁部材４１に向かって付勢して、可動弁部材３３を密封位置に押し込むように配置された圧縮ばね３１を有する。

図７ａは、流体が一方弁３を通過できない閉鎖位置の一方弁３を示している。また、図３ｂは、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができる開放位置の一方弁３を示している。

図７ａおよび図７ｂの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力は、医療用カートリッジ１の出口端７における圧力以下である。この場合、圧縮ばね３１は、可動弁部材３３を支持弁部材４１に対して押圧する。これにより、図７ａに示すように、一方弁３が閉鎖され、図１に関して前述したとおり、医療用カートリッジ１の内部５の流体の汚染を防ぐ。このため、図７ａおよび図７ｂに示す一方弁３は、ばね付勢され、一方弁３を開放するためには、圧縮ばね３１により可動弁部材３３に加えられる付勢力に打ち勝つ必要がある。よって、医療用カートリッジ１の内部５の圧力と医療用カートリッジ１の出口端７の圧力との間の圧力は、図５ａおよび図５ｂに関して前述した状況と同様に、一方弁３が閉鎖位置から開放位置まで移動する前に、所定閾値を超える必要がある。

この実施形態の医療用カートリッジ１の首部３９における一方弁３の位置は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間に画定される有効容量を低減し、この領域に画定される死容量を低減する。これにより、医薬の潜在的無駄が低減される。

図８ａ〜図８ｄは、本発明の第８実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図８ａ〜図８ｄの医療用カートリッジ１は、図１ａ〜図７ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図８ａおよび図８ｂは、２つの垂線方向に沿って、閉鎖位置の一方弁３を示している。また、図８ｃおよび図８ｄは、図８ａおよび図８ｂにより定められる方向に沿って、開放位置の一方弁３を示している。図８ａ〜図８ｄの医療用カートリッジ１では、図７ａおよび図７ｂに示す実施形態と同様に、一方弁３が医療用カートリッジ１の首部３９に配置されている。一方弁３は、チャネル４５を有する手動操作可能な弁部４３の形をとっている。チャネル４５は、手動操作可能な弁部４３を貫通している。

図８ａ〜図８ｄの医療用カートリッジ１は、次のように動作する。すなわち、医療用カートリッジ１が未使用である場合、図８ｃおよび図８ｄに示すように、チャネル４５が、医療用カートリッジ１により定められる長手方向に実質的に垂直に、すなわち、実質的に水平に、方向付けられる位置に、手動操作可能な弁部４３が配置されている。この場合、チャネル４５は、医療用カートリッジ１の内部５と医療用カートリッジ１の出口端７との間に流路を形成せず、医療用カートリッジ１の内部５への逆流が防がれている。すなわち、図８ａおよび図８ｂに示すように、一方弁３は、閉鎖位置にある。これにより、医療用カートリッジ１の内部５における流体の汚染が防がれる。

医療用カートリッジ１の内部５から流体が搬送される場合、手動操作可能な弁部４３が、医療用カートリッジ１により定められる長手方向に実質的に垂直な軸、すなわち、図８ａ〜図８ｄの実質的に水平な軸の周りを手動で回動する。これにより、チャネル４５が、医療用カートリッジ１の内部５と医療用カートリッジ１の出口端７との間に流路をつくる位置に移動する。すなわち、図８ｃおよび図８ｄに示すように、一方弁３が開放位置に移動する。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、手動操作可能な弁部４３が、前述の回転軸周りを図８ａおよび図８ｂに示す位置まで回動し、チャネル４５により画定される流路を遮断して、一方弁３を閉鎖する。

図８ａ〜図８ｄに示す手動操作可能な弁部４３が、従来の意味における一方弁でなかったとしても、本発明においては一方弁であるとみなされ
ることに注目すべきである。これは、手動操作可能な弁部４３が、操作者によって能動的に操作される必要があるけれども、医療用カートリッジ１の内部５から医療用カートリッジ１の出口端７に向かって流体を流すことができる一方、医療用カートリッジ１の出口端７から医療用カートリッジ１の内部５に向かう流体の流れを妨げることができるからである。よって、図８ａ〜図８ｄに示す一方弁３は、能動的に操作される一方弁３の一例である。図８ａ〜図８ｄに示す一方弁３は、例えば、手動で操作されるので、医療用カートリッジ１の内部５の圧力が医療用カートリッジ１の出口端７の圧力よりも高い間に、閉鎖位置に移動できる。このため、医療用カートリッジ１の内部５への逆流を効果的に防ぐことができる。

この実施形態の医療用カートリッジ１の首部３９における一方弁３の位置は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の有効容量を低減し、図７ａおよび図７ｂに関して前述のとおり、この領域に画定される死容量を低減する。このため、医薬の潜在的無駄が低減される。

図９は、本発明の第９実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図９の医療用カートリッジ１は、図５ａおよび図５ｂのものと類似している。このため、ここでは、詳細には説明しない。図９の医療用カートリッジ１では、医療用カートリッジ１の内部５に配置された一方弁３は、オーリング３５が取り付けられた可動弁部材３３を付勢して周辺弁部材２６に密封接触させるように配置された圧縮ばね３１を有する点で、第５実施形態の一方弁３に類似している。第９実施形態によれば、可動弁部材３３が、出口端７に向かって方向付けられたＮ極と医療用カートリッジ１の内部５に向かって方向付けられたＳ極とを有する磁気要素４７を含んでいる。また、医療用カートリッジ１には、磁気要素４７と磁気的に相互作用可能な外部磁気要素４９が取り付けられている。

図９は、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって流体が流れることができない閉鎖位置の一方弁３を示している。

図９の医療用カートリッジ１の一方弁３は、追加された構成を除いて、図５ａおよび図５ｂに示す第５実施形態の一方弁３のように動作する。ここでは、追加された構成についてのみ説明する。

流体が搬送される場合、外部磁気要素４９は、磁力によって磁気要素４７が医療用カートリッジ１の出口端７に向かうように移動する。磁気要素４７がオーリング３５を有するばね付勢可動弁部材３３に組み込まれているので、これらは、全て、医療用カートリッジ１の出口端７に向かって接近するように移動する。この場合、一方弁３が開放され、流体が、オーリング３５を有する可動弁部材３３と周辺弁部材２６との間の通路を通って、医療用カートリッジ１の内部５から医療用カートリッジ１の出口端７まで流れることができる。

医療用カートリッジ１から流体がもはや搬送されない場合、外部磁気要素４９は、磁力によって、磁気要素４７が医療用カートリッジ１の内部５に向かうように移動する。これにより、オーリング３５を有する可動弁部材３３が周辺弁部材２６に対して押圧され、一方弁３が閉鎖される。このため、図９に示す一方弁３は、能動的に操作される一方弁３であって、磁力によりコントロールされる一方弁３の一例である。

磁力は、電磁石あるいは永久磁石により提供されることができる。

この実施形チアの一方弁３が取り付けられた医療用カートリッジ１は、オートインジェクタでの使用に、特に適している。

図１０は、本発明の第１０実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図１０の医療用カートリッジ１は、ダックビル弁４形式の一方弁３を備えるという意味で、図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１に類似している。

図１０の医療用カートリッジ１は、複数の球体５１の形をとったフィルタ材料を備え、このフィルタ材料は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の医療用カートリッジ１の首部３９に配置されている。流体は、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって、球体５１間を通過可能である。さらに、注射針１３が、注射針１３の正確な位置および方向付けにかかわらず、球体５１を含む領域に進入できる。これは、球体５１が、注射針１３が進入できるように、相互に簡単に移動するからである。また、球体５１は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間に画定される領域の一部を「占有」する。これは、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の有効容量を低減し、この領域の死容量を低減する。よって、医薬の潜在的無駄が低減される。

球体５１の密集度、表面、形状、および、サイズは、一方弁３が効果的な動作が可能であり、かつ、球体５１間を注射針１３が進入可能であるように、具体的に選択できる。

図１１は、本発明の第１１実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図１１の医療用カートリッジ１は、一方弁３がダックビル弁４形式であり、医療用カートリッジ１がフィルタ材料を備えるという意味で、図１０の医療用カートリッジ１に類似している。

図１１に示すフィルタ材料は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の首部３９に配置された繊維材料５３の形をとっている。流体は、医療用カートリッジ１の内部５から出口端７に向かって、繊維材料５３を通過可能である。さらに、注射針１３が、繊維フィルタ材料５３の繊維特性により、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域に進入可能である。また、繊維材料５３が存在することにより、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の有効容量が低減され、この領域における死容量が低減される。よって、医薬の潜在的無駄が低減される。

繊維材料５３の密集度、硬さ、および、直径は、一方弁３が効果的な動作が可能であり、かつ、繊維材料５３間を注射針１３が進入可能であるように、具体的に選択できる。

図１２は、本発明の第１２実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図１２の医療用カートリッジ１は、ダックビル弁４形式の一方弁３を備えるという意味で、図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１に類似している。図１２の医療用カートリッジ１は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域に配置されたフィルタ材料５４を備える。フィルタ材料５４がこの領域の中央部分に配置されておらず、この中央部分を介して流体がこの領域を通過できるように、フィルタ材料５４が配置されている。さらに、注射針１３が、フィルタ材料５４に当たることなく、この領域に挿入可能である。フィルタ材料５４が存在することにより、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域に画定される有効容量が低減され、この領域における死容量が低減される。よって、医薬の潜在的無駄が低減される。

図１３は、本発明の第１３実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図１３の医療用カートリッジ１は、ダックビル弁４形式の一方弁３を備えるという意味で、図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１に非常によく類似している。図１３に示す一方弁３は、医療用カートリッジ１の首部３９内に延びる部分５５を備える。首部３９内に延びる部分５５は、フィルタ材料５４が図１２の医療用カートリッジ１に配置されているのと同じように配置されている。すなわち、首部３９内に延びる部分５５は、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域における有効容量を低減すると同時に、注射針１３がこの領域に進入できるようにする。このため、この領域における有効容量が低減され、潜在的死容量が低減されて、医薬の潜在的無駄が低減される。

図１４は、本発明の第１４実施形態の医療用カートリッジ１の断面図である。図１４の医療用カートリッジ１は、ダックビル弁４形式の一方弁３を備えるという意味で、図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１に非常によく類似している。図１４に示す医療用カートリッジ１は、一方弁３を貫通する流路に配置された繊維材料５３の形をとっているフィルタ材料を備える。図１１に関して前述した状況と同様に、繊維材料５３は、流体が一方弁を通過できるようにしつつ、一方弁を通過する流路の有効容量を低減する。よって、繊維材料５３は、流路の有効容量を低減し、医療用カートリッジ１のこの部分における死容量を低減して、医薬の潜在的無駄を低減する。

図１５は、プランジャ１９の移動中の３つの異なる状況の図１ａおよび図１ｂの医療用カートリッジ１を示す。この医療用カートリッジ１において、左側のプランジャ１９は静止している。すなわち、医療用カートリッジ１の内部５の圧力Ｐ１と、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域の圧力Ｐ２は、等しくなっている（すなわち、Ｐ１＝Ｐ２）。これは、ダックビル弁４をその自然形状にし、これにより、一方弁３が閉鎖され、医療用カートリッジ１の出口端７から内部５に向かう流体の流れが妨げられる。

真ん中の医療用カートリッジ１では、プランジャ１９は、一方弁３に向かう方向に移動している。これは、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力Ｐ１を増加させる。その結果、医療用カートリッジ１の内部５の圧力Ｐ１が、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域の圧力Ｐ２を超える（すなわち、Ｐ１＞Ｐ２）。これは、ダックビル弁４のテーパー部を変形させ、互いに離れるように移動させて、一方弁３を開放する。よって、医薬が、一方弁３を介して医療用カートリッジ１の内部５から医療用カートリッジ１の出口端７まで通過できる。

右側の医療用カートリッジ１では、プランジャ１９は、一方弁３から離れる方向に若干移動している。これは、医療用カートリッジ１の内部５に広がる圧力Ｐ１を減少させる。その結果、一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域の圧力Ｐ２が、医療用カートリッジ１の内部５の圧力Ｐ１を超える（すなわち、Ｐ１＜Ｐ２）。一方弁３と医療用カートリッジ１の出口端７との間の領域のより高い圧力Ｐ２によって、テーパー部同士が強く押圧されるように、ダックビル弁４が押される。このため、一方弁３がしっかりと閉鎖され、一方弁３が意図せず開放されるリスクを最小限にできる。

図１６は、本発明の一実施形態の医療用カートリッジに配置された一方弁の弁開度を示すグラフである。このグラフでは、一方弁の圧力差の関数をΔＰとしている。一方弁の圧力差ΔＰがゼロよりも小さい限りは、一方弁は閉鎖されたままである。圧力差ΔＰがゼロよりも大きくなるとすぐに、一方弁は開放し始め、最大開度に到達するまで、圧力差ΔＰが増加するにつれて徐々に開放される。

図１７は、本発明の一実施形態の医療用カートリッジに配置された一方弁の弁開度を示すグラフである。このグラフでは、一方弁の圧力差の関数をΔＰとしている。一方弁は、圧力差ΔＰが既定閾値、すなわちトリガー値に到達するまで、閉鎖したままである。このため、図１７に示す状況では、医療用カートリッジ内部の圧力が医療用カートリッジの出口端の圧力を少量超えたとしても、一方弁は、開放されない。これにより、一方弁が意図せず開放されるリスクが低減される。閾値は、例えば、一方弁を閉鎖に向かって付勢する付勢力により定めることができる。この付勢力は、例えば、圧縮ばねにより提供されてもよい。

図１８〜図２０は、一方弁の開度を示しており、圧力差の関数をΔＰとしている。図１８〜図２０に示す状況では、一方弁を閉鎖するよりも一方弁を開放するほうがより大きい圧力差ΔＰが必要であるという意味で、一方弁の開放特性が一方弁の閉鎖特性と同一ではない。これにより、一方弁が意図せず開放されるリスクが低減される。

図２１は、本発明の一実施形態の医療用カートリッジ１を含む注入装置５５の斜視図を示す。医療用カートリッジ１は、図１〜図１４に示す医療用カートリッジ１のいずれであってもよい。注入装置５５は、医療用カートリッジ１を置き換えるために開放可能な蓋５６を備える。このため、注入装置５５は、再利用可能である。すなわち、複数の医療用カートリッジ１から医薬を搬送するために用いることができ、１つの医療用カートリッジ１が空になったとき、新たな医療用カートリッジ１が簡単に注入装置５５に挿入される。

上側の注入装置では、注射針１３が医療用カートリッジ１に取り付けられているので、注入装置５５を用いることで、医薬を医療用カートリッジ１から直接注入することができる。下側の注入装置５５では、輸液用チューブ５７が医療用カートリッジ１に代わりに取り付けられている。輸液用チューブ５７の反対側の端部には、注入針５８が配置されている。これにより、注入装置５５を注入のために用いることができる。

各注入装置５５は、注入針５８の注射針１３を介して、１回分の医薬を医療用カートリッジ１から搬送するために、医療用カートリッジ１と協働可能な手段（図示せず）を備える。

Claims (19)

1. 複数回服用量の医薬を含む医療用カートリッジであって、
   前記医療用カートリッジが、
   前記医薬を搬送する注射針に接続されるように配置された出口端と、
   前記医療用カートリッジの内部の前記出口端近くの位置に配置された一方弁と、
   を備え、
   前記一方弁が、
   前記医療用カートリッジの内部から前記出口端に向かっては流体が流れるが、前記出口端から前記医療用カートリッジの内部に向っては流体が流れないように配置されている、医療用カートリッジ。
2. 前記一方弁が、医療用カートリッジのパッシブ隔壁に代えて設けられている、請求項１の医療用カートリッジ。
3. 前記一方弁が、パッシブ弁である、請求項１または２に記載の医療用カートリッジ。
4. 前記一方弁が、前記出口端および前記一方弁間の圧力と前記医療用カートリッジ内の圧力との間の圧力差が既定閾値よりも低い場合に、密封位置に押し込まれるように配置された弾性弁部材をさらに有する、請求項３に記載の医療用カートリッジ。
5. 前記一方弁が、ダックビル弁部を有する、請求項３または４に記載の医療用カートリッジ。
6. 前記一方弁が、バックフリップ防止要素を有する、請求項３または４に記載の医療用カートリッジ。
7. 前記一方弁が、ばね付勢弁要素を有する、請求項３または４に記載の医療用カートリッジ。
8. 前記一方弁が、この一方弁の別の部分の周りに配置された弾性スリーブを有し、
   前記弾性スリーブが、前記一方弁の圧力に応じて前記一方弁の他の部分から遠ざけられ、前記一方弁を開放するように配置されている、請求項３または４に記載の医療用カートリッジ。
9. 前記一方弁が、アクティブ弁である、請求項１または２に記載の医療用カートリッジ。
10. 前記医療用カートリッジの内部の前記一方弁と前記出口端との間の領域に配置され、前記領域において液体の通過を可能にするフィルタ材料をさらに備える、請求項１から９のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
11. 前記一方弁を貫通する流路に配置され、前記流路において液体の通過を可能にするフィルタ材料をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
12. 前記一方弁の少なくとも一部が、前記医療用カートリッジの首部内に延びている、請求項１から１１のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
13. 前記医療用カートリッジが、前記一方弁と前記一方弁の内部の前記出口端との間であると共に、前記一方弁近傍かつ前記出口端から見て外側の領域に、合計死容量を定めており、この合計死容量が、前記一方弁を持たない前記医療用カートリッジの首部の残存死容積よりも小さい、請求項１から１２のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
14. 前記一方弁を閉鎖位置に向かって付勢する付勢力が、前記一方弁に加えられ、
    前記一方弁を開放させるためには、前記医療用カートリッジの内部の圧力によって加えられる力が、前記付勢力に打ち勝たなければならない、請求項１から１３のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
15. 前記一方弁が、１以上の封止部を介して、前記医療用カートリッジの内壁に取り付けられている、請求項１から１４のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
16. 前記医療用カートリッジが、薬剤充填済み注射器である、あるいは、薬剤充填済み注射器の一部である、請求項１から１５のいずれか１つに記載の医療用カートリッジ。
17. 請求項１から１６のいずれか１つに記載の医療用カートリッジを収納するハウジングと、
    前記医療用カートリッジの前記出口端を介して前記医療用カートリッジの内部にアクセス可能に注射針を支持して、この注射針を介して医薬を前記医療用カートリッジから投与可能にするように、前記注射針が配置された針接合部と、
    を備えた注入装置。
18. 前記注入装置がオートインジェクタである、請求項１７に記載の注入装置。
19. 前記注入装置が、注入が実行された後に前記医療用カートリッジ内の圧力を低減して、前記一方弁が閉鎖されるように配置されている、請求項１７または１８に記載の注入装置。

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