JP2020081882A - 流路チャネルおよび吸着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスの全体サイズおよび複雑性を最小限に抑えるか、または低減しながら、コスト効果の高い方法で薬剤を送ることができる、パッチポンプデバイスなどの限定された空間環境において使用するための改良された流路設計が求められる。【解決手段】インスリンなどの薬剤を患者に送達するための送達デバイス(1)は、ハウジング(40)と、内部空洞を封止するベース(42)とを含む。ハウジングに封入されるのは、薬剤を含有するためのリザーバ(4)と、薬剤を患者に送達するための送達機構と、リザーバおよび送達機構と流体連通するポンプ(3)である。ベースは、リザーバおよび送達機構と流体連通する一体的に形成された流体チャネル(62,64)と、流体チャネル内に位置決めされて、薬剤と接触し、流体チャネルを通って運ばれた薬剤から安定化剤化合物の少なくとも一部分を取り出す吸着剤を含有するフィルタ材(90)とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、医療デバイスに関し、より詳細には、吸着剤またはフィルタ材を有する少なくとも１つの流体チャネルを備えた薬剤送達デバイスであって、チャネルが、インスリンなどの薬剤を、薬剤を患者に送達するための送達機構に向ける、薬剤送達デバイスに関する。

糖尿病は、糖尿病患者が必要なときに適切なレベルのインスリン生成を維持することができないことに起因する高血糖値によって特徴付けられる疾患のグループである。糖尿病は、治療しない場合、罹患患者に危険を及ぼす可能性があり、これは、深刻な健康上の合併症および早期の死に至る恐れがある。しかし、そのような合併症は、１つまたは複数の治療オプションを利用して、糖尿病を制御し、合併症のリスクを低減することによって最小限に抑えられ得る。

糖尿病患者の治療オプションは、食事療法、経口投薬、および／またはインスリン療法を含む。糖尿病治療の主なゴールは、糖尿病患者の血糖値を制御することである。しかし、適切な糖尿病管理を維持することは、これが糖尿病患者の活動とバランスをとる必要があるため、複雑になり得る。１型糖尿病（Ｔ１Ｄ）患者は、その体は通常インスリンを生成することができないため、血流からグルコースを移動させるために、インスリンを（たとえば注射または注入によって）取り込む必要がある。２型糖尿病（Ｔ２Ｄ）患者は、通常、インスリンを生成できるが、その体はインスリンを適切に使用して血糖値を医療的に許容可能な範囲内に維持することはできない。Ｔ１Ｄを有する人とは対照的に、Ｔ２Ｄを有する人の大部分は、通常、生きるためにインスリンの日常的投薬を必要としない。多くの人々は、保健食および身体活動の増大または経口投薬によって自らの状態を管理することができる。しかし、血糖値を調節できない場合、インスリンが処方される。たとえば、（たとえば米国、西ヨーロッパおよびカナダでは）推定６２０万人の２型糖尿病患者が、２４時間の基礎インスリンと、血糖管理制御のために食事時に取り込まれる短作用型迅速インスリンとからなる頻回注射法（ＭＤＩ）を行っている。

１型糖尿病（Ｔ１Ｄ）、および時に２型糖尿病（Ｔ２Ｄ）の治療のために、日常的インスリン療法の２つの基本的な方法が存在する。第１の方法では、糖尿病患者は、必要とされるときに、シリンジまたはインスリンペンを使用してインスリンを自己注射する。この方法は、注射ごとに針の突き刺しを必要とし、糖尿病患者は、毎日３回から４回の注射を必要とし得る。インスリンを注射するために使用されるシリンジおよびインスリンペンは、比較的使用が簡単で、コスト効果が高い。

インスリン療法および糖尿病を管理するための別の効果的な方法は、注入療法、またはインスリンポンプが使用される注入ポンプ療法である。インスリンポンプは、インスリンの連続的注入を可変速度で糖尿病患者に提供して、必要とされるインスリンを生成する非糖尿病者の適切に動作する膵臓の機能および挙動により厳密に合致させることができ、インスリンポンプは、糖尿病患者の個々の必要性に基づいて糖尿病患者が自らの血糖値を目標範囲内に維持するのを助けることができる。注入ポンプ療法は、糖尿病患者の皮膚を突き刺し、そこからインスリン注入を行う、典型的には注入針の形態の注入カニューレまたは可撓性カテーテルを必要とする。注入ポンプ療法は、インスリンの連続的な注入、正確な投薬、およびプログラム可能な送達スケジュールの利点を提供する。

注入療法では、インスリン用量は、典型的には、基礎速度およびボーラス用量で投与される。インスリンが基礎速度で投与されるとき、インスリンは、２４時間にわたって連続的に送達されて、食事と休憩との間、典型的には夜間において糖尿病患者の血糖値を一貫した範囲に維持する。インスリンポンプはまた、インスリンの基礎速度を日夜の異なる時間によって変動するようにプログラムすることができる。これとは対照的に、ボーラス用量は、典型的には、糖尿病患者が食事を消費するときに投与され、通常は単一の追加のインスリン注射を提供して、消費された炭水化物とのバランスをとる。インスリンポンプは、糖尿病患者によって消費される食事のサイズまたはタイプにしたがって糖尿病患者がボーラス用量のボリュームをプログラムすることができるように構成され得る。加えて、インスリンポンプは、糖尿病患者がインスリンの補正または補助ボーラス用量を注入して、消費される特定の食事のためのボーラス用量を糖尿病患者が算出しているときの低い血糖値を補償することができるようにも構成され得る。

インスリンポンプは、有利には、単回注射ではなく経時的にインスリンを送達し、典型的にはその結果、推奨される血糖範囲内の変動は小さくなる。加えて、インスリンポンプは、糖尿病患者が耐えなければならない針の突き刺しの回数を低減し、糖尿病管理を改善して、糖尿病患者の生活の質を高めることができる。たとえば、インスリン療法が処方されたＴ２Ｄ患者の多くは、制御の改良の臨床的必要性がまだ満たされないことにより、注射から注入療法に変わっていくことが予想され得る。すなわち、頻回注射法（ＭＤＩ）を行う多数のＴ２Ｄ患者は、目標グルコース制御を達成していないか、または処方されたインスリン療法を十分に守っていない。

典型的には、糖尿病患者が頻回注射法（ＭＤＩ）を使用するか、またはポンプを使用するかに関係なく、糖尿病患者は、睡眠からの覚醒時に空腹時血糖薬物療法（ＦＢＧＭ）を行い、さらに、各食事中、またはその後に血中のグルコースをテストして、補正用量が必要とされるかどうかを決定する。加えて、糖尿病患者は、睡眠前に血中のグルコースをテストして、たとえば、睡眠前にスナックを食べた後、補正用量が必要とされるかどうかを決定することができる。

注入療法を容易にするために、通常、２つのタイプのインスリンポンプ、すなわち従来のポンプおよびパッチポンプが存在する。従来のポンプは、典型的には注入セット、チュービングセット、またはポンプセットと呼ばれる、インスリンをポンプ内のリザーバからユーザの皮膚に運ぶ使い捨て可能な要素を使用する。注入セットは、ポンプコネクタと、長さのあるチュービングと、中空金属注入針または可撓性のプラスチックカテーテルの形態のカニューレがそこから延びるハブまたはベースとを含む。ベースは、通常、使用中にベースを皮膚表面に保持する接着剤を有する。カニューレは、手動で、または手動もしくは自動の挿入デバイスを使用することによって皮膚に挿入され得る。挿入デバイスは、ユーザによって使用される別個のユニットであることができる。

インスリンポンプの別のタイプは、パッチポンプである。従来の注入ポンプおよび注入セットの組み合わせとは異なり、パッチポンプは、流体の構成要素のほとんどまたはすべてを単一のハウジング内に組み合わせる一体型デバイスである。一般に、ハウジングは、患者の皮膚の注入部位に接着式に取り付けられ、別個の注入セットまたはチュービングセットの使用を必要としない。インスリンを含有するパッチポンプは、皮膚に接着され、一体型の皮下カニューレによって一期間にわたってインスリンを送達する。いくつかのパッチポンプは、（商標名ＯｍｎｉＰｏｄ（登録商標）下でＩｎｓｕｌｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されている１つのデバイスのように）別個の制御装置デバイスと無線式に通信することができ、他のものは、完全な自己充足型である。そのようなパッチポンプは、３日おきなど頻繁に、またはインスリンリザーバが使い果たされたときに取り換えられる。さもなければ、カニューレまたは注入部位内の制限などの問題が起こり得る。

パッチポンプは、患者によって着用される自己充足型ユニットであるように設計されるため、好ましくはパッチポンプは小さく、それにより、これは、ユーザの活動を妨げない。したがって、ユーザの不快感を最小限に抑えるために、パッチポンプの全厚さを最小限に抑えることが好ましくなる。しかし、パッチポンプの厚さを最小限に抑えるには、その構成部品のサイズをできるだけ低減しなければならない。

現在のパッチポンプ設計では、プラスチックチューブなどのチューブが、流体経路として採用されて、流体の流れを１つの内部構成要素から別のものへと経路付ける。たとえば、チューブは、薬剤リザーバを送達針に連結するが、そのようなチューブを内部に収容するのに必要とされる空間が、パッチポンプの全体サイズに付加される。チューブの使用は、コストを増大させる可能性があり、また、その結果、自動化されたデバイスの組み立てプロセス中、複雑性を付加し得る。たとえば、そのようなデバイス組立体は、チューブ同士を連結することを含み、これは組立プロセスにステップを付加する。加えて、そのような連結部からの漏出を防止することは、さらなる難題を引き起こし得る。

したがって、デバイスの全体サイズおよび複雑性を最小限に抑えるか、または低減しながら、コスト効果の高い方法で薬剤を送ることができる、パッチポンプデバイスなどの限定された空間環境において使用するための改良された流路設計に対する必要性が存在する。

本発明の特徴は、少なくとも１つの流体チャネルを有して薬剤を患者に投与する、パッチポンプなどの送達デバイスであって、流体チャネルは、フィルタ材を有して、患者への送達前に薬剤から安定剤化合物の少なくとも一部分を取り出す、送達デバイスを提供する。１つの実施形態では、流体チャネルは、特有のインターフェースから離れるように流れを経路付けることによって、複雑性を最小限にして、湿ったインターフェースから乾燥インターフェースまでのバイパスを提供する。

本発明の態様は、薬剤を患者の皮膚に送達するためのデバイスであって、薬剤を収容するためのリザーバを含むハウジングを有する、デバイスを提供することによって達成され得る。流体侵入からシールされた第１の内部領域は、送達デバイスの１つまたは複数の構成要素を含むことができる。流体侵入からシールされない第２の内部領域は、送達デバイスの１つまたは複数の構成要素を含むことができる。ハウジングは、第１の内部領域および第２の内部領域を分離する障壁を有することができる。送達カニューレは、薬剤を患者の皮膚に送達する。１つの実施形態では、ベースは、患者の皮膚に向かって配向するための底部表面を有する。ベースの底部表面は、内部に配設された１つまたは複数の一体的に形成された流体チャネルを有する。流体チャネルの少なくとも１つは、送達カニューレと流体連通する吸着剤またはフィルタ材を含有する。

送達デバイスは、ハウジングと、ハウジングを封止して、送達デバイスのための作動構成要素を受け入れるための内部空洞を形成するベースとを有する。送達デバイスは、インスリンを制御された速度で、カニューレまたはカテーテルを通して患者に送達するのに特に適している。送達デバイスは、パッチポンプまたは注入ポンプとして示されているが、送達デバイスは他の形態を有することができる。ハウジングまたはベースの少なくとも１つの表面は、吸着剤を含有するフィルタ材が内部に位置決めされた一体的に形成された流体チャネルを有する。チャネルは、インスリンを１つの構成要素からカニューレまたはカテーテルに送達し、ここでチャネルを通過するインスリンは、吸着剤と接触して、インスリンを患者に導入する前にインスリン中に存在する安定化剤または安定化化合物の少なくとも一部分を取り出す。患者に導入する前にインスリン内の安定化化合物の濃度を低減することにより、単一の注射部位においてインスリンの送達が長期化した後で頻繁に起こる、患者内の注射部位または注入部位における炎症および刺激が、低減されるか、または阻害される。

流体チャネルは、デバイスのベースの表面上に成形された開放チャネルとして形成され得る。流体チャネルは、入口端部における開口部と、出口端部における開口部とを有し、これらの開口部は、ベースを通過して開放チャネルとは反対側に至り、ここで開口部は、デバイスの構成要素およびカニューレまたはカテーテルに連結され得る。フィルムまたは層などのカバー部材が、開放チャネルに重なってベースの表面にあてられて、開放チャネルを封止し、流体チャネルを形成する。流体チャネルは、吸着剤を含有するフィルタ材を含有し、ここで薬剤流体は、薬剤を患者に導入する前に薬剤中に存在する安定化剤の少なくとも一部分を取り出すために吸着剤と接触する。

１つの実施形態では、薬剤を患者に送達するための送達デバイスは、開放端部を有するハウジングと、開放端部に結合され、内側空洞を画定するベースとを含む。薬剤を含有するリザーバが、ハウジングの空洞内に提供される。カニューレまたはカテーテルなどの送達機構、およびポンプ機構は、リザーバに連結される。ベースは、リザーバおよび送達機構と流体連通する流路を有する、一体的に形成された流体チャネルを有する。フィルタ材は、薬剤を送達機構に送達する前に薬剤から化合物の少なくとも一部分を取り出すために流体チャネル内に位置決めされる。

本発明の特徴はまた、薬剤を患者に送達するための送達デバイスであって、内部空洞を有するハウジングと、内部空洞を封止するベースとを含む、送達デバイスによって達成される。ハウジングは、入口および出口と一体的に形成された流体チャネルを有する。リザーバが、薬剤を含有するために空洞内に位置決めされ、ここで薬剤は安定剤化合物を含有する。リザーバは、流体チャネルの入口と流体連通する。ハウジングは、薬剤を患者に送達するためのカニューレを有する送達機構を含み、ここでカニューレは、流体チャネルの出口と流体連通する。ポンプは、薬剤をリザーバからカニューレに向けるためにカニューレと流体連通する。流体チャネルは、吸着剤を含み、ここで流体チャネルを通過する薬剤は、吸着剤と接触し、薬剤を患者に導入する前に薬剤から安定剤化合物の少なくとも一部分を取り出す。

本発明の追加および／または他の態様および利点は、後続の説明において記載されるか、または本説明から明らかになるか、または本発明を実践することによって習得され得る。本発明は、上記の態様の１つまたは複数および／または特徴の１つまたは複数およびその組み合わせを有する、送達デバイスおよびこれを形成し作動させるための方法を含むことができる。本発明は、たとえば、添付の特許請求の範囲において挙げるような、上記の態様の特徴の１つまたは複数および／またはその組み合わせを含むことができる。

本発明の実施形態のさまざまな態様および利点は、付属の図を併用して、以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
本発明の例示的な実施形態によって構築された送達デバイスの斜視図である。 図１の送達デバイスのさまざまな構成要素の分解図である。 図１の送達デバイスの流体アーキテクチャおよび計量サブシステムダイアグラムの概略図である。 図１の送達デバイスの断面図である。 明確にするためにカバーおよびリザーバを省略した、図４の送達デバイスの斜視図である。 構成要素が取り外された、図１の送達デバイスのベースの底面図である。 構成要素が取り外された、図１の送達デバイスのベースの上面図である。 流体チャネルを示す送達デバイスの部分断面図である。 リザーバに連結された流体チャネルを示す、送達デバイスの部分断面図である。 別の実施形態における送達デバイスのベースの上面図である。

次に、添付の図に示す本発明の実施形態を詳細に参照する。図にわたって、同じ参照記号は同じ要素を指す。本明細書に説明する実施形態は、図を参照することによって本発明を例示するが、限定するものではない。

本開示が、後続の説明に記載するか、または図に示す構成要素の構造および配置の詳細にその適用範囲において限定されないことを当業者は理解するであろう。本明細書における実施形態は、さまざまな方法で実践されるか、または実施されることが可能である。また、本明細書において使用する表現および用語は、説明の目的のためであり、限定するとみなされてはならない。本明細書における「含む」、「備える」、または「有する」およびその変形形態の使用は、それ以後に挙げる項目およびその等価物、ならびに追加の項目を包含するように意味する。別途限定されない限り、本明細書における用語「連結される」、「結合される」、および「装着される」、ならびにその変形形態は、幅広く使用され、直接的および間接的な連結、結合、および装着を包含する。加えて、用語「連結される」および「結合される」およびその変形形態は、物理的または機械的連結または結合に制限されない。さらに、上方、下方、底部および上部などの用語は、相対的であり、説明を助けるために使用されるが、限定的ではない。本明細書に開示する実施形態および／または要素および特徴のいずれも、これらが互いに矛盾せず、または互いに不一致でない限り、互いに組み合わせて、具体的に開示していないさまざまな追加の実施形態を形成することができる。「実質的に」、「約」、および「ほぼ」などの程度の用語は、所与の値を含みその近辺の妥当な範囲、および所与の値の外側の範囲、たとえば実施形態の製造、組み立て、および使用に関連付けられた一般的公差を指すことが当業者によって理解されるであろう。構造または特性を指すときの用語「実質的に」は、大部分であるか、または全体的である特性を含む。

例示的な実施形態は、インスリン療法を使用する糖尿病管理を参照して説明される。これらの例示的な実施形態を異なる薬物療法およびレジメと共に使用して、インスリン以外の異なる薬剤を使用する、糖尿病以外の他の生理学的状態を治療することができることを理解されたい。

図１は、パッチポンプ１として示す薬剤送達デバイスの例示的な実施形態の斜視図である。本明細書に説明するパッチポンプは、インスリン溶液の形態のインスリンを制御された速度で患者に送達するように構成される。図２は、主要カバー２と共に示す、図１のパッチポンプのさまざまな構成要素の分解図である。パッチポンプ１のさまざまな構成要素は、インスリンを保存するためのリザーバ４と、インスリンをリザーバ４から圧送するためのポンプ３と、１つまたは複数の電池の形態の電源５と、カニューレ３６付きの挿入針をユーザの皮膚に挿入するための挿入機構７と、スマートフォンを含む遠隔制御装置およびコンピュータなどの外側装置との任意選択の通信能力を備えた回路基板の形態の制御電子装置８と、ボーラス用量を含むインスリン用量を作動させるためのカバー２上の用量ボタン６の対と、上記のさまざまな構成要素が締結具１０によって取り付けられるベースとを含む。パッチポンプ１はまた、リザーバ４から圧送されたインスリンを注入部位に移送するさまざまな流体コネクタラインも含む。カニューレ３６は、当技術分野で知られているような剛性カニューレまたは可撓性カニューレであることができる。

図３は、パッチポンプのパッチポンプ流体アーキテクチャおよび計量サブシステムダイアグラムである。パッチポンプ用の蓄電サブシステムは、電池１２を含む。パッチポンプの制御電子装置１４は、マイクロコントローラ１６と、感知電子装置１８と、ポンプおよび弁制御装置２０と、感知電子装置２２と、配備電子装置２４とを含み、これらの電子装置は、パッチポンプの作動を制御する。パッチポンプは、リザーバ４と、リザーバ４用のボリュームセンサ２６と、詰め替えシリンジ３０を受け入れてリザーバ４を詰め替えるためのリザーバ充填ポート２８とを含むことができる流体サブシステムを含む。流体サブシステムは、ポンプおよび弁作動装置３２と、一体化されたポンプおよび弁機構３４とを備える計量システムを含むことができる。流体サブシステムは、障害物センサと、配備作動装置と、ユーザの皮膚上の注入部位に挿入するためのカニューレ３６とをさらに含むことができる。パッチポンプのアーキテクチャは、図１に示すものと同じか、または同様のものである。

図１を参照すれば、パッチポンプ１などのウエアラブル医療送達デバイス（たとえば、インスリン送達デバイス（ＩＤＤ））は、好ましくはポンプ１と無線式に通信し、これ以後無線制御装置（ＷＣ）と称される遠隔制御装置と共に動作可能である。ＷＣは、たとえば、ディスプレイ作動の中でもとりわけ、構成設定、パッチポンプとの無線接続が成功したときの表示、および用量が送達されているときの視覚表示などのパッチポンプ１の作動についてのユーザ視覚情報を提供するためのグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）ディスプレイを備えることができる。ＧＵＩディスプレイは、ユーザインターフェース作動の中でもとりわけ、スワイプしてロック解除する、スワイプしてリクエストを確認してボーラスを送達する、確認ボタンまたは設定ボタンの選択などのタッチ入力をユーザが提供することを可能にするようにプログラムされたタッチスクリーンディスプレイを含むことができる。

ＷＣは、いくつかの通信インターフェースのうちの任意の１つまたは複数を使用して送達デバイス（たとえばパッチポンプ１）と通信することができる。たとえば、近距離放射インターフェースが提供されて、ＷＣおよびパッチポンプ１のタイミングを同期させて、起動時のペアリングを容易にする。ＷＣとパッチポンプ１との間の無線通信に、標準的なブルートゥースローエナジー（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）（ＢＬＥ）層およびトランスポートおよびアプリケーション（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）層を採用する別のインターフェースを提供することができる。アプリケーション層命令の非限定的な例は、プライミング、基礎用量の送達、ボーラス用量の送達、インスリン送達の取り消し、パッチポンプ１の状態のチェック、パッチポンプ１の停止およびパッチポンプ１の状態または情報の返信を含む。

図４は、例示的な実施形態によるパッチポンプ１の断面図である。パッチポンプ１は、ベース４２に液体シールまたは好ましくは気密シールすることができる主要カバーを形成するハウジング４０を有する。ベース４２は、以下に詳細に説明するさまざまな構成要素を担持する。ハウジング４０とベース４２との間の気密シールは、流体の侵入を防止し、他の粒子がシールを通過するのを防止する。パッチポンプ１の実施形態はまた、図６および７に示す通気口４４、または通気膜を含んで、ハウジング４０の内部と外部大気との間に均圧化をもたらす。

ハウジング４０とベース４２との間のシールの実施形態は、たとえば、液密シール、Ｏリングシール、または別の機械的シール、ガスケット、エラストマー、ヒートシール、超音波溶接シール、レーザ溶接、化学接合、接着剤、溶媒溶接、または接着溶接を含む。レーザ溶接は、これが適切に実施されたとき、継ぎ目の無い完全な気密シールが形成されるため、好ましいシール方法である。通気口４４または通気膜は、内圧を均圧化し、殺菌環境をもたらすという機能的目的を有し続ける。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく他のシールを使用できることを理解するであろう。

図４を参照すれば、ハウジング４０およびベース４２は、障壁４８を形成する壁によって第１の内部領域５０および第２の内部領域５２に分割された内部４６を画定する。１つの実施形態によれば、障壁４８は、ハウジング４０の一部であり、ハウジングとの単一構造として一体的に形成される。障壁４８は、好ましくは、ベース４２上の突起リブ５４にシールされ、それにより、障壁４８とリブ５４との間のインターフェースは、適切なシール方法を使用して気密に接合される。障壁４８は、第１の内部領域５０を第２の内部領域５２から分離し、第１の内部領域５０を、第２の内部領域からの流体の侵入から保護する。１つの実施形態によれば、第２の内部領域５２は、流体の侵入からシールされない。

第１の内部領域５０は、ポンプ３、力感知レジスタ３２、および電子装置１８などの構成要素を含む。電子装置の例は、半導体チップ、制御装置、ダイオード、アンテナ、コイル、電池、個別構成要素（たとえばレジスタおよびコンデンサ）、およびパッチポンプ１を作動させ、制御し、ポンプ３を作動させるために使用される回路基板を含む。当業者に容易に理解されるように、これらの構成要素、特に電子装置１８の適切な作動のために乾燥環境を有することが望ましい。第２の内部領域５２は、挿入機構７と、カニューレ３６とを含む。１つの実施形態によれば、挿入機構７は患者の皮膚と界接するため、第２の内部領域５２は、気密シールされた環境、または液密環境にはなり得ない。

１つの実施形態によれば、第１の内部領域５０の構成要素は、第２の内部領域５２の構成要素とは異なる。あるいは、第１の内部領域５０および第２の内部領域５２は、同じ構成要素のいくつかを共有する。たとえば、いくつかの実施形態では、リザーバ４の一部分が、第１の内部領域および第２の内部領域の両方内に配設される。リザーバおよび挿入機構７が障壁４８によって分離される場合、この２つの内部領域は、パッチポンプ１の効果的な作動ならびにリザーバおよびポンプ機構からの流体の移送のために流体的に連通する。

図５は、明確にするために主要カバーおよびリザーバ４が取り外されたパッチポンプ１の主要構成要素のいくつかを斜視図で示す。１つの実施形態によれば、充填ポート５６が、薬剤をリザーバ４に供給するため導管に連結される。充填ポート５６は、第１の内部領域５０または第２の内部領域５２内に配設することができるが、典型的には、第１の内部領域５０内に位置する。いくつかの実施形態では、充填ポート５６は、リザーバ４を出る薬剤のための流路の一部としての役割を果たす一部分を含む。

図６は、パッチポンプ１のベース４２の底部表面５８を示す。使用中、底部表面５８は、患者の皮膚に向かって配向される。いくつかの実施形態では、底部表面５８は、ベースを患者の皮膚に取り外し可能に取り付ける接着剤を含む。あるいは、図１に示すような接着剤パッド６０が、底部表面５８および患者の皮膚の両方に接着する。典型的には、３Ｍ（商標）医療テープ（たとえば製品ＮＯ．１７７６）が、使用される接着剤であるが、さまざまなタイプの知られている工業接着剤を使用することができる。接着剤は、人の皮膚との適合性を確実にするように選択されて、望ましくない反応を防止する。また、接着剤およびインスリンの適合性が、接着剤およびインスリンが偶発的に混合される場合において考慮される。

図６に示すように、ベース４２の底部表面５８は、ベース４８を通って第１の場所から第２の場所までの流体チャネルを形成するために少なくとも１つの凹部を含む。流体チャネルを形成する凹部は、長手方向寸法と、底部表面５８から外方向を向く開放側とを備えた実質的にＵ字形状または溝形状を有することができる。図示する実施形態では、第１の流体チャネル６２および第２の流体チャネル６４が、提供される。流体チャネルは、ベース４２の平面に対して平行に長手方向に延び、デバイス内の１つの場所からデバイス内の第２の場所に流体を向けるように構成され、位置する。図示する実施形態では、第１の流体チャネル６２は、入口端部６６および出口端部６８を有する凹部によって形成される。第１の流体チャネル６２は、通常、底部表面５８内に成形され、カバー部材７０によって覆われてチャネルを封止し、チャネルを通過する流体のための流体密封経路を形成する。カバー７０は、底部表面５８に結合された薄い可撓性の膜、シート、またはフィルムであることができ、それによって図６に示すようにチャネルに重なり、これを覆って、薬剤のための流体密封経路を形成する。図７に示すように、チャネル６２の出口端部６８は、底部表面５８と上部表面７４との間のベース４２を通過する開口部７２を含む。継手７６が上部表面７４上に形成され、ここで開口部は、継手を通過する。継手７６は、図５に示すように可撓性導管７８を受け入れるための開放端部分を有する。図示する実施形態では、導管７８は、カニューレに薬剤を供給し、患者に送達するために、チャネル６２の出口端部６８から挿入機構のカニューレ３６の間を延びる。本明細書では、カニューレは、薬剤を患者に導入するための管腔を有する送達デバイスを指す。カニューレは、当技術分野で知られているような中空鋼カニューレまたは可撓性カテーテルであることができる。

チャネル６２の入口端部６６もまた、上部表面と底部表面との間に流路を形成する、底部表面５８と上部表面７４との間を延びる開口部８０を含む。継手８２が、上部表面７４上にあり、開口部８０およびチャネル６２と連通する。図示する実施形態では、継手８２は、ポンプ３２とチャネル６２との間を延びる、チャネルを通して薬剤を供給するための導管を受け入れる。図示する実施形態では、チャネル６２は、流体をベースの上面上の２つの離間した場所間に導くために、ベース４２の上面７４内に流体開口部を備えたベース４２の平面に平行に延びる。チャネル６２は、ハウジング４０の空洞内に位置する送達デバイスの作動構成要素間に流体連通をもたらすように位置し、そのような長さを有する。１つの実施形態では、チャネル６２は、入口端部６６および出口端部６８が、第１の内部領域５０と第２の内部領域５２との間に流体連通をもたらすために障壁４８の両側にあるように配向されるか、または位置決めされる。

図６を参照すれば、チャネル６２は、第１のセクション８４および第２のセクション８６と、第１のセクション８４と第２のセクション８６との間の拡大された凹状領域８８とを有する。第１のセクションおよび第２のセクションは、インスリンなどの薬剤を、薬剤を患者に導入するのに効果的な速度でカニューレ３６に運ぶのに十分な第１の内径を有する。図示する実施形態の凹状領域８８は、第１のセクションおよび第２のセクションより大きい断面および直径を有する。フィルタ材９０が、凹状領域内に含められ、チャネル６２を通過する流体を濾過し、および／または処理するのに十分な量で凹状領域を充填する。

フィルタ材９０は、チャネル６２を通過する流体から１つまたは複数の成分の少なくとも一部分を吸収し、取り出すことができる吸着剤材料を含むか、または含有する。適切な吸着剤材料の例は、炭素材料、木炭、活性化木炭、およびこれらの混合物を含む。フィルタ材９０は、ビーズ、粉末、ペレット、または押し出し成形された形状の形態の吸着剤であることができる。フィルタ材９０は、吸着剤材料から作製することができるか、または吸着剤材料を含むか、もしくは含有する支持構造であることができる。吸着剤は、ポンプの正常な作動状態下でチャネルを通る医薬品の流れを邪魔する、または制限することなく、患者の送達部位における刺激および／または炎症を阻害するのに十分な量の、医薬品中の安定剤を取り出すことができる。

送達デバイスは、延長された期間にわたってインスリンを患者に送達するのに特に適している。送達デバイスは、カニューレ３６を患者に挿入するように作動される。ポンプは、インスリンをリザーバ４からカニューレ３６に運ぶように作動され、ここでインスリンは、患者に導入される。インスリン溶液は、典型的には、安定化剤および保存剤およびこれらの化合物を含んで、患者に導入する前のインスリンの使用寿命を延ばす。一般的に使用される保存剤および安定化剤は、インスリンの貯蔵年数を延ばすのに効果的であるフェノールおよびｍクレゾールを含む。フェノール、ｍクレゾール、および他の安定化剤は、インスリンを安定化するために効果的であるが、一定期間後および使用が長引いた後、注入部位に刺激および炎症をしばしば引き起こす。数日間インスリンの持続的送達を提供するパッチポンプなどの注入デバイスは、特に、インスリン溶液中の安定化化合物によって引き起こされ得る、注入部位における刺激および炎症を起こしやすい。注入部位における刺激および炎症の結果、インスリンの吸収が失われ、患者内に所望のインスリンおよびグルコースレベルを維持するための効果性が低減する恐れがある。吸着剤は、インスリンの効果性を妨げることなく安定化剤の少なくとも一部分を取り出すように選択される。

デバイスの実施形態では、吸着剤は、インスリンの流路内に提供されるか、または配置されて、インスリンを患者に導入する前、インスリン中の安定化剤の不在が患者への導入前にインスリンの劣化を引き起こさない時間内で安定化剤を取り出す。図示する実施形態では、吸着剤は、ポンプとカニューレとの間に位置して、インスリンと接触し、インスリンをカニューレに供給する前および患者に導入する前に安定化剤の少なくとも一部分を取り出す。あるいは、吸着剤は、ポンプ機構の前または上流側に位置決めされ得る。患者に導入する直前または寸前にインスリンからフェノール、および／またはｍクレゾールなどの安定化剤の量を低減することにより、送達部位または注入部位において安定化剤によって引き起こされる刺激および炎症の発生を低減および／または阻害することができる。好ましくは、吸着剤は、インスリン中に存在する安定化剤の濃度を低減して、安定化剤によって引き起こされる、注入部位における刺激を低減するか、または解消する。吸着剤は、インスリンが、インスリンの分解が最小限に抑えられる時間内に患者に送達されるようにカニューレまたはカテーテルの近くに位置する。１つの実施形態では、吸着剤は、インスリンから安定化剤のすべてまたはかなりの部分を取り出すことができる。インスリンから取り出される安定化剤の量は、特有の吸着剤、チャネルを通過するインスリンのボリュームに対する吸着剤のボリュームまたは量、インスリンと吸着剤の接触時間、および吸着剤を通るインスリンの流れ速度によって制御され得る。典型的には、吸着剤は、ある量のフェノールもしくはｍクレゾール、または他の安定化剤を取り出して、患者内の送達部位におけるフェノールまたはｍクレゾールによって引き起こされる刺激および／または炎症を阻害することができる。

凹状領域８８は、好ましくは、チャネル６２の流路内に十分な量の吸着剤を含有し、それにより、インスリンなどの薬剤は、カニューレに進む前に吸着剤を通過する。チャネルは、第１のセクションと第２のセクションとの間に拡大された凹状領域を有するものとして示される。他の実施形態では、凹状領域および吸着剤は、チャネル６２の出口端部または入口端部に位置することができる。さらなる実施形態では、チャネル全体を吸着剤で充填することができ、チャネルは、入口端部と出口端部との間を延びる均一の幅または直径を有することができる。カバー部材７０は、ベース４２の底面に取り付けられて、吸着剤を凹状領域内に保持し、チャネル６２を通る流体の流路を画定する。フィルタ材および／または吸着剤は、典型的には多孔性を有して、インスリン送達部位における炎症を阻害するのに効果的な量の安定化剤を取り出す。

図７に示すように、ベース４２の上面７４は、ポンプ、印刷回路基板、リザーバおよび図４および５に示すようなものなどの送達デバイスのさまざまな作動構成要素を支持するためにさまざまなポストおよび装着構造９１を備えて形成される。開口部９３が、カニューレ挿入機構７を受け入れるために一方の端部に示される。図４および図５の構成要素は、明確にするために示されない。

図８は、カバー部材７０によって封止されたチャネル６２およびチャネル６２内の流路に含有された吸着剤を含むフィルタ材９０を示す送達デバイスの部分断面の側面図である。継手７６が、挿入機構およびカニューレに至る可撓性の導管７８に連結されて示される。図８では、挿入機構は作動位置で示され、カニューレ３６は、患者の皮膚に挿入される。チャネル６２の入口端部における継手８２は、ポンプ３２まで延びる導管９２に連結されて示される。この実施形態のフィルタ材および吸着剤９０は、ポンプ３２とカニューレ３６との間に位置決めされ、それにより、インスリンなどの薬剤は、カニューレに到達する前に吸着剤を通過して、インスリンを患者に導入する前に安定化剤の少なくとも一部分を取り出す。図８に示すように、流体チャネルは、第１の内部領域５０と第２の内部領域５２との間の障壁４８の下方を延びる。このようにして、流体チャネルは、障壁４８を直接通過することなく、領域５０と５２との間で流体または薬剤を運ぶことができる。

図６に示す第２のチャネル６４もまた、ベース４２の底部表面５８内に形成され、入口端部９４および出口端部９６を備えて形成される。第２のチャネル６４は、インスリンなどの薬剤をデバイス内の１つの場所から別の場所に、また１つの作動構成要素から別の構成要素に運ぶのに十分な寸法を有するように底面内に成形される。チャネル６４は、入口端部９４に、ベース４２から上部表面、継手１００まで延びる開口部９８を有する。出口端部は、ベース４２を通って継手１０４まで延びる開口部１０２を含む。図９に示すように、カバー部材７０は、チャネル６４上に重なりチャネルを封止する。カバー７０は、チャネル６２および６４を覆う単一のフィルムとして示される。あるいは、各チャネル６２および６４は、別個のカバー部材によって封止され得る。導管１０６が、継手１００とリザーバ４との間を延びて、薬剤をリザーバからチャネル６４まで運ぶ。導管１０８は、チャネル６４の出口端部において継手１０４に連結され、ポンプに連結される。使用において、ポンプは、薬剤をリザーバ４から、導管１０６を通り、チャネル６４を通り、そして導管１０８を通ってポンプまで圧送するように作動される。ポンプは、次いで、薬剤を、導管９２を通って第１のチャネル６２に、そしてフィルタ材９０の吸着剤を通るように向け、ここで処理された薬剤は、カニューレに連結された導管７８を通るように向けられる。処理された薬剤は、次いで、患者に送達するためにカニューレに向けられる。

図１０に示す別の実施形態では、ベース４２の底面は、図６の実施形態と同様にベース４２の底面内に形成された流体チャネル１１０および１１２を含む。流体チャネル１１０および１１２は、先の実施形態のようにリザーバ、ポンプ、およびカニューレと流体連通して、薬剤をリザーバからカニューレに運ぶ。カバー部材１１４が、チャネル上にあてられて、流体をチャネルに通すように向けるために流体チャネルを封止する。図示する実施形態では、チャネル１１０は、吸着剤１１８を含有するフィルタ材を含む凹状領域１１６を含み、それにより、チャネル１１０を通過する流体薬剤は、吸着剤と接触して、薬剤中の安定剤化合物の一部分を取り出す。先の実施形態のように、チャネル１１０は、処理された流体をカニューレに向けるためにポンプおよびカニューレと流体連通する。第２のチャネル１１２も、類似の方法で形成され、吸着剤を含有するフィルタ材１２２用の拡大された凹状領域１２０を含む。第２のチャネル１１２は、先の実施形態のようにポンプおよびリザーバと流体連通して、流体薬剤を、リザーバから取り出した後、および患者への送達のためにカニューレに運ぶ前に処理する。

流体チャネルは、射出成形などの成形プロセスによって、またはフライス加工などの切断プロセスによってベースの底部表面から窪められる（または彫り込まれる）。他の実施形態では、流体チャネルは、ハウジングの主要カバー上、またはハウジング４０の内側空洞内のベース４２上に配設される。類似の流体チャネルが、デバイス内の複数の場所に位置決めされ得る。

流体チャネルの断面形状および寸法は、所望の流れ特性によって規定される。流体チャネルの幾何学的形状は、コスト、製造可能性、および所望の用途などの要因に基づいて選択される。流体チャネルの例示的な断面形状は、正方形、矩形、および半円形を含む。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の断面形状を使用できることを理解するであろう。

好ましくは、流体チャネルは、制限されない薬剤流体の流れを可能にするようにサイズ設定される。流体チャネルに連結されたポンプは、流体チャネルのサイズの代わりに、薬剤流体の流量を制御し、決定する。流体チャネルが小さすぎるとき、毛細管作用が起こる可能性があり、場合によっては薬剤流体の流れを妨害する結果となる。好ましくは、流体チャネルの断面積は、カニューレ３６のゲージより大きい。

１つの実施形態では、フィルムチャネルカバー７０は、Ｏｌｉｖｅｒ−Ｔｏｌａｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇから入手可能なホイル（たとえばＴＰＣ−０７７７Ａホイル）から作製される。好ましくは、フィルムチャネルカバー７０は、Ｏｌｉｖｅｒ−Ｔｏｌａｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ＩＤＴ−６１８７透明フィルムから作製され、ベース４２の底部表面にヒートシールされるか、またはヒートステークされて流体チャネルを封止する。たとえば、レーザ溶接が、レーザ光を、透明フィルムを通るようにあてて、フィルムチャネルカバー７０をベース４２の底部表面に固定する。レーザ溶接は有利であり、その理由は、溶接プロセス中、レーザが流体チャネルのチャネル縁をまたぎ、他の方法よりもチャネル縁に近い領域内でフィルムをベース４２に接着することができるためである。

シールされた流体チャネルカバー７０は、薬剤を、流体チャネルを通って進行している間封入し、汚染物質から保護する。流体チャネルが、上記で説明したようにハウジング４２の内部空洞内に配設されるとき、１つまたは複数の流体チャネルカバー７０は、ベース４２の上面内に適切に配設され得る。

１つの実施形態によれば、薬剤は、ベース４２内の開口部を介してハウジング４０の第１の内部領域５０を出て、ベース４２の底部表面５８内の第１の流体チャネル６２に入る。その後、第１の流体チャネル６２の第１の端部に配設された流体チャネル通路を介して、薬剤は、ハウジング４０の内部を進んで第２の内部領域５２に入る。ハウジングの内部の外側の第１の流体チャネル６２を通るように薬剤を経路付することにより、第１の流体チャネル６２は、有利に、そして効果的に、障壁４８を迂回する。第１の流体チャネルは、障壁４９を迂回しながらポンプ３とカニューレ４７との間の流体連通を確立し、それによって障壁４８の完全性を維持する。第１の流体チャネル６２は、流体の侵入からシールされた第１の内部領域５０と、流体の侵入からシールされていない第２の内部領域５２との間に、障壁４８の完全性を損なうことなく流体連通をもたらす。

本発明のわずかな実施形態のみが示され説明されてきたが、本発明のデバイスは、説明する実施形態に限定されない。その代わり、デバイスの原理および趣旨から逸脱することなくこれらの実施形態に変更を加えてよいことが、当業者によって理解されるであろう。種々の実施形態は、これらが互いに不一致とならない限り、他の実施形態と組み合わせられ得る。当業者は、上記で説明したさまざまな例示的な実施形態のさまざまな要素のさまざまな技術的態様を数多くの他の方法で容易に組み合わせることができ、これらすべては、本開示およびその等価物の範囲内にあると考えられることが、特に留意される。

Claims (22)

1. 薬剤用の送達デバイスであって、
   開放端部を有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記開放端部に結合され、内部空洞を画定するベースと、
   前記空洞内の、前記薬剤を含有するためのリザーバと、
   前記薬剤を患者に送達するための送達機構と、
   前記薬剤を前記リザーバから前記送達機構に送達するためのポンプ機構と、
   前記ベースの有する一体的に形成された流体チャネルであって、前記リザーバおよび前記送達機構と流体連通する流路を有した流体チャネルと、
   前記薬剤と接触し、前記薬剤を前記送達機構に送達する前に前記薬剤から化合物の少なくとも一部分を取り出すために前記流体チャネル内に位置決めされるフィルタ材と、
   を備える、送達デバイス。
2. 前記化合物は、安定化剤であり、前記フィルタ材は、前記薬剤を前記患者に送達する前に前記薬剤から前記安定化剤の少なくとも一部分を取り出す請求項１に記載の送達デバイス。
3. 前記薬剤は、インスリン溶液であり、前記安定化剤は、ｍクレゾール、フェノール、およびその混合物からなる群から選択され、前記フィルタ材は、前記送達機構の送達側における刺激を阻害するために、前記安定化剤の少なくとも一部分を取り出すのに効果的な量で含まれる請求項２に記載の送達デバイス。
4. 前記フィルタ材は、炭素、木炭、活性化木炭、およびその混合物からなる群から選択された吸着剤を含む請求項２に記載の送達デバイス。
5. 前記ベースは、開放チャネルを備えた底面と、前記流体チャネルを画定する前記開放チャネルを覆い、封止するカバーとを有する請求項１に記載の送達デバイス。
6. 前記カバーは、前記ベースの前記底面に結合されたホイルである請求項５に記載の送達デバイス。
7. 前記流体チャネルは、前記ポンプと流体連通する入口端部と、前記送達機構と流体連通する出口端部とを有する請求項５に記載の送達デバイス。
8. 前記送達機構は、前記患者の皮膚を貫通するための遠位端部と、近位端部とを有するカニューレと、前記カニューレの前記近位端部と、前記流体チャネルの前記出口端部との間を延びる導管とを含む請求項７に記載の送達デバイス。
9. 前記フィルタ要素が、前記カニューレと前記ポンプ機構との間の前記流体チャネル内に位置決めされる請求項８に記載の送達デバイス。
10. 前記流体チャネルが、第１の内径を有する第１のセクションと、前記第１の内径より大きい第２の内径を有する凹部とを有し、前記フィルタ材は、前記凹部内に位置決めされる請求項５に記載の送達デバイス。
11. 前記ハウジングは、第１の内部領域および第２の内部領域を画定する障壁をさらに備え、前記流体チャネルは、前記第１の内部領域と前記第２の内部領域との間を延びる請求項５に記載の送達デバイス。
12. 薬剤を患者に送達するための送達デバイスであって、
    内部空洞を有するハウジング、および前記空洞を封止するベースであって、前記ハウジングは、入口および出口を有する一体的に形成された流体チャネルを有する、ハウジングおよびベースと、
    前記薬剤を含有するための前記空洞内のリザーバであって、前記薬剤は安定化剤を含有し、前記リザーバは、前記流体チャネルの前記入口と流体連通する、リザーバと、
    前記薬剤を前記患者に送達するためのカニューレを有する送達機構であって、前記カニューレは、前記流体チャネルの前記出口と流体連通する、送達機構と、
    前記カニューレと流体連通する、前記薬剤を前記リザーバから前記カニューレに向けるためのポンプと、
    前記流体チャネル内の吸着剤であって、前記流体チャネルを通過する前記薬剤は、前記吸着剤と接触して、前記薬剤から前記安定剤化合物の少なくとも一部分を取り出す、吸着剤と
    を備える、送達デバイス。
13. 前記薬剤は、インスリン溶液であり、前記安定化剤は、ｍクレゾール、フェノール、およびその混合物からなる群から選択され、前記吸着剤は、前記送達機構の送達側における刺激を阻害するために、前記安定化剤の少なくとも一部分を取り出すのに効果的な量で含まれる請求項１２に記載の送達デバイス。
14. 前記吸着剤は、炭素、木炭、活性化木炭、およびその混合物からなる群から選択され、前記吸着剤は、前記流体チャネルを通過する前記安定化剤の少なくとも一部分を取り出す量で含まれる請求項１３に記載の送達デバイス。
15. 前記ベースは、前記空洞に面する内側表面および前記流体チャネルを画定する開放チャネルを有する外側表面と、前記開放チャネルを覆い、封止するカバーとを有する請求項１２に記載の送達デバイス。
16. 前記カバーは、前記ベースに取り付けられたホイルを備える請求項１５に記載のデバイス。
17. 前記流体チャネルの前記入口は、前記ポンプと流体連通し、前記出口は、前記カニューレと流体連通する請求項１２に記載のデバイス。
18. 前記ベースは、第１の継手であって、前記流体チャネルの前記入口および前記第１の継手に結合された導管と連通する流体通路を備える、第１の継手と、第２の継手であって、前記流体チャネルの前記出口、および前記第２の継手に結合され、かつ前記カニューレに結合された導管、と連通する流体通路を備える、第２の継手とを有し、前記吸着剤は、前記薬剤から前記安定剤化合物の少なくとも一部分を取り出すために前記ポンプと前記カニューレとの間に位置決めされる請求項１５に記載の送達デバイス。
19. 前記流体チャネルは、第１の内径を有する第１のセクションと、前記第１の直径より大きい第２の内径を有する凹部とを有し、前記吸着剤は、前記凹部内に配設される請求項１２に記載の送達デバイス。
20. 前記流体チャネルは、第１の内径を有する第１のセクションと、前記第１の内径より大きい第２の内径を有する凹部とを有し、前記フィルタ材は、前記凹部内に位置決めされる請求項１９に記載の送達デバイス。
21. 薬剤送達デバイスであって、
    内部空洞を有するハウジングであって、前記ハウジングは、ベースであって、前記ベース内に形成された一体型流体チャネルと、前記流体チャネル内にある、前記薬剤と接触する吸着剤とを備えた、ベースを有する、ハウジングと、
    前記薬剤を患者に送達するための送達機構であって、前記流体チャネルは、前記薬剤を前記送達機構に送達するために前記送達機構と流体連通し、前記薬剤は、前記吸着剤を通過して、前記薬剤中の安定剤化合物の少なくとも一部分を取り出す、送達機構と
    を備える薬剤送達デバイス。
22. 前記ベースは、開放チャネルを備えた外側表面と、前記開放チャネルを覆い封止して前記流体チャネルを画定するカバーとを有し、前記ハウジングは、第１の内部領域および第２の内部領域を画定する障壁をさらに備え、前記流体チャネルは、前記第１の内部領域と前記第２の内部領域との間を延びる請求項２１に記載の薬剤送達デバイス。

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