JP2020513997A - 化学反応による流体の送達のためのプロセスおよびデバイス - Google Patents

Abstract

ガスを発生させる化学反応による、治療用流体、特に高粘度治療用流体（例えば、タンパク質治療薬）の非経口送達のためのプロセスおよびデバイスが開示される。デバイスは、第１の試薬を収容する第１の作動チャンバ、第２の試薬を収容する第２の反応チャンバ、および治療用流体を収容する第３の治療用流体チャンバを含み得る。装填構成において、プランジャは、第１のチャンバを第２のチャンバから分離する。送達構成において、プランジャは、第１のチャンバからの第１の試薬が第２のチャンバからの第２の試薬と連通し、かつ反応することを可能にする。発生したガスは、第３のチャンバから治療用流体を送達するようにプランジャに作用する。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年２月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／４６０，４１４号に対する優先権を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。

本開示は、治療用流体を非経口送達するためのプロセスおよびデバイスに関する。より具体的には、本開示は、ガスを発生させる化学反応による高粘度治療用流体（例えば、タンパク質治療薬）の非経口送達のためのプロセスおよびデバイスに関する。

タンパク質治療薬は、自己免疫障害、心血管疾患、糖尿病、および癌などの広範囲の疾患に対する治療を提供する新たに生まれた分類の薬物療法である。モノクローナル抗体などのいくつかのタンパク質治療薬の一般的な送達方法は、静脈内注入によるものであり、そこでは大量の希釈溶液が経時的に送達される。静脈内注入は、通常、医師または看護師の監督を必要とし、臨床現場で行われる。これは患者にとっては不便であり得、家庭でタンパク質治療薬の送達を可能にするための努力がなされている。望ましくは、タンパク質治療製剤は、静脈内投与を必要とする代わりに皮下送達用の注射器を使用して投与され得る。皮下注射は、一般に、例えば糖尿病患者によるインスリンの投与において、専門家でない人によって投与される。

静脈内送達から注射器および注射ペンのような注射デバイスへの治療用タンパク質製剤の移行は、容易で、信頼性があり、かつ患者に最小限の痛みしか引き起こさない様式で高濃度の高分子量分子を送達することと関連付けられた課題に取り組むことを必要とする。これに関して、静脈内バッグは典型的には１リットルの容量を有するが、注射器の標準容量は、０．３ミリリットル〜最大２５ミリリットルの範囲である。このように、薬物に応じて、同量の治療用タンパク質を送達するために、濃度を４０倍以上増加させなければならない場合がある。また、注射療法は、患者の快適さおよび服薬遵守を目的として、より小さい針直径およびより速い送達時間を目指している。

タンパク質治療薬の送達もまた、かかる治療製剤と関連付けられた高い粘度、およびかかる製剤を、非経口デバイスを通して押し出すのに必要とされる高い力のために困難である。４０〜６０センチポアズ（ｃＰ）を超える絶対粘度を有する製剤は、複数の理由で従来のばね駆動自動注入器によって送達することが困難であり得る。構造的には、送達される圧力または力の量に対するばねの設置面積は、比較的大きく、特定の形状に固定されているため、送達デバイスの設計の柔軟性を低下させる。次に、自動注入器は、通常プラスチック部品から作られる。しかしながら、高粘度の流体を確実に送達するためには、大量のエネルギーをばね内に蓄える必要がある。適切に設計されていない場合、この蓄えられたエネルギーが、プラスチック部品が応力下で永久的に変形する傾向であるクリープによりプラスチック部品に損傷を与える可能性がある。自動注入器は、典型的には、ばねを使用して、針含有内部構成要素を注射器のハウジングの外縁に向かって押すことによって動作する。ばね式自動注入器の操作と関連付けられた音は、患者の不安を引き起こし、将来の服薬遵守を低下させる可能性がある。このようなばね駆動式自動注入器の発生圧力対時間プロファイルは、容易に修正することができず、これはユーザが彼らの送達ニーズを満たすために圧力を微調整することを妨げる。

治療用流体、特に高粘度流体を妥当な時間内に限られた注入スペースで自己投与することができるプロセスおよびデバイスを提供することが望ましいであろう。これらのプロセスおよびデバイスは、高濃度タンパク質、高粘度医薬製剤、または他の治療用流体を送達するために使用され得る。

本開示は、ガスを発生させる化学反応による治療用流体、特に高粘度治療用流体（例えば、タンパク質治療薬）の非経口送達のためのプロセスおよびデバイスを提供する。デバイスは、第１の試薬を収容する第１の作動チャンバ、第２の試薬を収容する第２の反応チャンバ、および治療用流体を収容する第３の治療用流体チャンバを含み得る。装填構成において、プランジャは、第１のチャンバを第２のチャンバから分離する。送達構成において、プランジャは、第１のチャンバからの第１の試薬が第２のチャンバからの第２の試薬と連通し、かつ反応することを可能にする。発生したガスは、プランジャに作用して、第３のチャンバから治療用流体を送達する。

本開示の実施形態によれば、化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスが開示される。デバイスは、第１のチャンバ、第２のチャンバ、および第３のチャンバを有するバレルと、バレルの第１のチャンバと第２のチャンバとの間に配置されたピストンと、ピストンを移動させるように構成されたばねと、バレルの第２のチャンバと第３のチャンバの間に配置されたプランジャと、アクチュエータと、を含む。アクチュエータは、アクチュエータがバレルに対して軸方向に移動することが防止されるロック構成と、アクチュエータがバレルに対して軸方向に移動することができる非ロック構成と、アクチュエータがバレルに対して軸方向に移動する送達構成と、を有する。ロック構成および非ロック構成において、第１のチャンバは第１の試薬を収容し、第２のチャンバは第２の試薬を収容し、かつピストンによって第１のチャンバから分離され、第３のチャンバが治療用流体を収容する。送達構成において、ばねがピストンを移動させて、第１のチャンバを第２のチャンバと連通させ、第１および第２の試薬が反応し、プランジャを駆動して治療用流体を第３のチャンバから送達するガスを発生する。

本開示の別の実施形態によれば、化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスが開示される。デバイスは、第１のチャンバ、第２のチャンバ、および第３のチャンバを有するバレルと、バレルの第１のチャンバと第２のチャンバとの間に配置されたピストンと、ピストンを移動させるように構成されたばねと、バレルの第２のチャンバと第３のチャンバの間に配置されたプランジャと、第１の構成と第２の構成との間でバレルに対して回転するように構成されたアクチュエータと、を含む。第１の構成において、第１のチャンバは、第１の試薬を収容し、第２のチャンバは、第２の試薬を収容し、かつピストンによって第１のチャンバから分離され、第３のチャンバは、治療用流体を収容する。第２の構成において、ばねは、ピストンを移動させて、第１のチャンバを第２のチャンバと連通させ、第１および第２の試薬が反応し、プランジャを駆動して治療用流体を第３のチャンバから送達するガスを発生する。

本開示の別の実施形態によれば、化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスが開示される。本デバイスは、第１の試薬を収容する第１のチャンバと、第２の試薬および吸収性粉末を収容する第２のチャンバと、治療用流体を収容する第３のチャンバと、を有するバレル、バレルの第１のチャンバと第２のチャンバとの間に配置されたピストン、バレルの第２のチャンバと第３のチャンバとの間に配置されたプランジャ、およびピストンを移動させて、第１のチャンバを第２のチャンバと連通させるように構成されたアクチュエータを含み、第１の試薬および第２の試薬が反応し、液体混合物およびガスを形成し、液体混合物の少なくとも一部分が、吸収性粉末によって吸収され、ガスがプランジャを駆動して、第３のチャンバから治療用流体を送達する。

本開示のさらに別の実施形態によれば、化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスが開示される。デバイスは、装填構成および送達構成を有する。本デバイスは、バレルと、装填構成と送達構成との間でバレルに対して第１の長手方向において移動するアクチュエータと、装填構成と送達構成との間でアクチュエータの第１の長手方向と反対側の第２の長手方向において移動するピストンと、送達構成から第２の長手方向におけるアクチュエータの移動を防止するロック機構と、を含む。

本開示の上述および他の特徴および利点、ならびにそれらを達成する様式は、本発明の実施形態の以下の説明を添付の図面と併せて参照することによってより明らかになり、またよりよく理解されることとする。

本開示の第１の例示的な送達デバイスの組み立て斜視図であり、デバイスは、注射器、アダプタ、およびアクチュエータ組立体を含む。 図１のデバイスの断面図である。 図１のデバイスの分解斜視図である。 図１のアクチュエータ組立体の分解斜視図であり、アクチュエータ組立体は、下部プラグ、下部混合チャンバ、上部混合チャンバ、螺旋ばね、ピストン、アクチュエータシャトル、上部プラグ、上部ハウジング、後退防止リング、およびアクチュエータボタンを含む。 図４の下部プラグの斜視図である。 図４の下部混合チャンバの斜視図である。 図４の上部混合チャンバの斜視図である。 図４のピストンの斜視図である。 図４のシャトルの斜視図である。 図４の上部ハウジングの斜視図である。 図４の後退防止リングの斜視図である。 図４のボタンの斜視図である。 ロック構成および非ロック構成で示される、図４のアクチュエータ組立体の断面図である。 図１９は図４の混合チャンバおよびシャトルの分解立面図である。図２０は図４のシャトルの底面図である。図２１はシャトルが取り除かれた、図４の混合チャンバおよびピストンの平面図である。 送達構成で示される、図４のアクチュエータ組立体の断面図である。 図２２の送達構成に向かって移動するアクチュエータ組立体の垂直断面図である。 図２２の送達構成に向かって移動するアクチュエータ組立体の水平断面図である。 下部キャップを含む修正されたアクチュエータ組立体の斜視図である。 図２５の修正されたアクチュエータ組立体の断面図である。 本開示の第２の例示的なアクチュエータ組立体の分解斜視図である。 図２８は、ロック構成および装填構成で示される図２７の第２のアクチュエータ組立体の組立斜視図である。図２９は、図２８の第２のアクチュエータ組立体の断面図である。 図３０は、送達構成で示される、図２７の第２のアクチュエータ組立体の組立斜視図である。図３１は、図３０の第２のアクチュエータ組立体の断面図である。 本開示の第３の例示的なアクチュエータ組立体の断面図である。 図３３は、ロック構成および装填構成にある図１の第１のデバイスの断面図であり、アクチュエータ組立体はまた吸収性粉末と、フィルタと、を含む。図３４は、送達構成にある図１の第１のデバイスの断面図であり、アクチュエータ組立体はまた吸収性粉末と、フィルタと、を含む。

複数の図面全体を通して、対応する参照符号は、対応する部品を示す。本明細書に記載される例証は、本発明の例示の実施形態を例示し、そのような例証は、いかなる様式においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

本開示は、高粘度治療用流体の非経口送達のためのプロセスおよびデバイスに関する。デバイスは、１つ以上の試薬間の化学反応を通してデバイス内にガスを発生させることによって駆動される。好適なデバイスは、例えば、注射器または自動注入ペンを含み得る。

１．治療用流体
本開示のデバイスから分配される治療用流体は、溶液、分散液、懸濁液、エマルジョン、または他の好適な流体形態等の、様々な形態をとり得る。

治療用流体は、治療上有用な薬剤を含有し得る。ある実施形態において、薬剤は、モノクローナル抗体等のタンパク質、または治療上有用ないくつかの他のタンパク質である。いくつかの実施形態において、タンパク質は、治療用流体中で約７５ｍｇ／ｍＬ〜約５００ｍｇ／ｍＬの濃度を有し得る。ある実施形態において、タンパク質は、約１５０ｍｇ／ｍＬ、２００ｍｇ／ｍＬ、２５０ｍｇ／ｍＬ、またはそれ以上の濃度を有し得る。治療用流体は、水、ペルフルオロアルカン溶媒、ベニバナ油、または安息香酸ベンジル等の、溶媒または非溶媒をさらに含有してもよい。

治療用流体は、高粘度流体と見なすことができ、約５ｃＰ〜約１０００ｃＰの絶対粘度を有し得る。ある実施形態において、高粘度流体は、少なくとも約１０ｃＰ、２０ｃＰ、３０ｃＰ、４０ｃＰ、５０ｃＰ、６０ｃＰ、またはそれ以上の絶対粘度を有する。

いくつかの実施形態において、治療用流体は、限定されるわけではないが、インスリン、インスリンリスプロまたはインスリングラルギン等のインスリン類似体、インスリン誘導体、デュラグルチドまたはリラグルチド等のグルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）受容体アゴニスト、グルカゴン、グルカゴン類似体、グルカゴン誘導体、胃抑制ポリペプチド（ＧＩＰ）、ＧＩＰ類似体、ＧＩＰ誘導体、オキシントモジュリン類似体、オキシントモジュリン誘導体、治療用抗体、および本開示のデバイスによって送達することができる任意の治療薬を含む、１つ以上の薬物または治療薬を含み得る。デバイス内で使用される薬物は、１つ以上の賦形剤と共に処方されてもよい。デバイスは、本明細書に概して記載されているように、患者、介護者、または医療従事者によって、人に薬物を送達する様式で操作される。

２．ガス発生化学反応
本開示のデバイスにおいてガスを発生させるために、任意の好適な化学試薬を使用することができる。発生ガスの例には、二酸化炭素ガス、窒素ガス、酸素ガス、塩素ガスなどが含まれる。望ましくは、発生ガスは、不活性、かつ不燃性である。デバイスを操作するために必要なガスの量は、デバイス内で使用される各試薬のタイプ、量、および濃度に影響を与える可能性がある。試薬は、乾燥形態（例えば、粉末形態、錠剤形態）および／または液体形態であり得る。

例示的な一実施形態において、重炭酸塩（これは乾燥形態で存在し得る）が酸（これは液体形態で存在し得る）と反応して、デバイス内に二酸化炭素ガスを発生する。好適な重炭酸塩の例には、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、および重炭酸アンモニウムを含む。珪藻土等の他の成分もまた、重炭酸塩と共に存在してもよい。好適な酸の例には、酢酸、クエン酸、酒石酸水素カリウム、ピロリン酸二ナトリウム、およびリン酸二水素カルシウムを含む。特定の一例において、重炭酸塩は重炭酸カリウムであり、酸はクエン酸水溶液であり、反応して、二酸化炭素ガスと、水と溶解したクエン酸カリウムとの液体混合物と、を生成し得る。

本開示のデバイスを駆動するために他の反応が使用されてもよい。一例において、炭酸銅または炭酸カルシウム等の金属炭酸塩が、熱分解されて、デバイス内に二酸化炭素ガスおよび対応する金属酸化物を生成する。別の例において、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を加熱して、デバイス内に窒素ガスを生成する。さらに別の例において、酵素（例えば、イースト）を糖と反応させて、デバイス内に二酸化炭素ガスを生成する。いくつかの物質は、容易に昇華し、固体から気体になる。かかる物質には、ナフタレン、ヨウ素が含まれるが、これらに限定されない。さらに別の例において、過酸化水素を、酵素（例えばカタラーゼ）または二酸化マンガン等の触媒で分解して、デバイス内に酸素ガスを生成する。さらに別の例において、塩化銀を、光に曝すことによって分解して、デバイス内にガスを発生する。本開示のデバイスを駆動するために使用される好適な試薬、化学製剤、および反応は、米国特許出願第１４／４３４，５８６号（米国特許公開第２０１５／０３１４０７０号）表題「Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅ，Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｌｙ Ｖｉｓｃｏｕｓ Ｆｌｕｉｄｓ」にさらに記載され、その開示内容は、その全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

３．第１の送達デバイス
図１〜図３は、本開示の第１の例示的な送達デバイス１００を示す。例示的なデバイス１００は、第１の遠位端１０２（例示的には下端）から第２の近位端１０４（例示的には上端）まで長手方向軸Ｌに沿って延在する細長い構造体である。例示的なデバイス１００は、第１の端部１０２に位置付けられた針注射器１１０と、第２の端部１０４に位置付けられたアクチュエータ組立体１２０と、それらの間に位置付けられた下部ハウジングまたはアダプタ１３０と、を備える実質的に円筒形のバレルもしくはハウジング１０６を含む。これらの構成要素は、以下でさらに説明される。アクチュエータ組立体１２０は、例示的に注射器１１０に結合されながら、アクチュエータ組立体１２０は、代替的に、自動注入ペンまたは他の好適な送達デバイスを伴い使用され得る。

デバイス１００の注射器１１０は、ガラス、プラスチック、または他の好適な材料で構成することができる。図２および図３に示されるように、例示的な注射器１１０は、アダプタ１３０の内側肩部１３２上に載置されるように構成された上部リム１１２を含む。注射器１１０の上部リム１１２の下には、注射器１１０とアダプタ１３０との間の動きを減衰させるためにダンパ１１４が提供されてもよい。ダンパ１１４は、注射器１１０および／またはアダプタ１３０に一体的に結合（例えば、オーバーモールド）されてもよい。代替的に、ダンパ１１４は、別個の構成要素（例えば、Ｏリング）であり得る。注射器１１０の上部リム１１２の上に、封止部１１５（例えば、Ｏリング）を提供して、注射器１１０とアクチュエータ組立体１２０との間の接続部を封止することができる。例示的な注射器１１０はまた、プランジャ１１６、針１１７、および針１１７を覆う保護端部キャップ１１８を含む。

デバイス１００のアダプタ１３０は、比較的小さい内径を有する下部シャフト１３４と、比較的大きい内径を有する上部ヘッド１３６と、を含む。内側肩部１３２は、上述したように、シャフト１３４とアダプタ１３０のヘッド１３６との間に位置付けられて、注射器１１０のリム１１２を受容する。アダプタ１３０は、所望の注射器１１０を受容するようにサイズ決定され、かつ成形されてもよい。例えば、シャフト１３４の内径は、所望の注射器１１０の外径を収容するようにサイズ決定され、かつ成形されてもよい。組み立てられると、アダプタ１３０のシャフト１３４は、下向きに延在して、注射器１１０の少なくとも一部を囲んで支持し、ヘッド１３６は、上向きに延在して、アクチュエータ組立体１２０と結合する。例解された実施形態において、アダプタ１３０のヘッド１３６は、外側に螺合され、アクチュエータ組立体１２０は、内側に螺合され、そのためアダプタ１３０は、アクチュエータ組立体１２０とねじ結合される。アダプタ１３０をアクチュエータ組立体１２０に、スナップ嵌め、摩擦嵌め、または他の方法で結合することもまた本開示の範囲内である。アダプタ１３０はまた、フランジ１３８（図１）、例示的に楕円形状のフランジを含むことができ、これはユーザのための把持面として機能するように半径方向外向きに延在する。

デバイス１００のアクチュエータ組立体１２０は、図４により詳細に示される。例示的なアクチュエータ組立体１２０は、長手方向軸Ｌに沿って配置された以下の構成要素：下部プラグ１４０、下部混合チャンバ１５０、上部混合チャンバ１６０、らせん状のばね１７０、ピストン１８０、アクチュエータシャトル１９０、上部プラグまたはねじ２００、上部ハウジング２１０、後退防止（ＡＢＤ）リング２２０、およびアクチュエータボタン２３０を含む。これらの構成要素の各々は、以下にさらに説明される。

下部プラグ１４０を、図５に示す。例示的なプラグ１４０は、図１８に示されるように、注射器１１０内で受容するようにサイズ決定された比較的大きいヘッド１４１、および下部混合チャンバ１５０内で受容するようにサイズ決定された比較的小さいシャフト１４２を有する。下部プラグ１４０は、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）または別の好適な材料で構成され得る。

下部混合チャンバ１５０を、図６および図７に示す。例示的な下部混合チャンバ１５０は、比較的小さい内径を有する下部分１５１と、比較的大きい内径を有する上部分１５２と、を含む。下側混合チャンバ１５０の下部分１５１は、図１８に示されるように、下部プラグ１４０を受容するようにサイズ決定された下部ポートまたは孔１５３を画定する。また、封止部１１５は、下部混合チャンバ１５０の下部分１５１の周りに嵌合するようにサイズ決定される。下部混合チャンバ１５０の上部分１５２は、図１８に示されるように、ばね１７０およびピストン１８０を受容するようにサイズ決定される。下部混合チャンバ１５０は、ガラス強化高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ガラス強化ポリプロピレン、または別の好適な材料で構成することができる。

上部混合チャンバ１６０を、図８および図９に示す。例示的な上部混合チャンバ１６０は、図１８に示されるように、下部混合チャンバ１５０に結合（例えば、超音波溶接）される。混合チャンバ１５０、１６０が、一体的に共に形成され得ることも本開示の範囲内である。上部混合チャンバ１６０は、下部混合チャンバ１５０よりも大きい内径を有し、図１８に示されるようにシャトル１９０を受容するようにサイズ決定される。上部混合チャンバ１６０は、ピストン１８０と相互作用するように半径方向内向きに延在する１つ以上のロックタブ１６１と、シャトル１９０と相互作用するように半径方向内向きに延在する１つ以上のガイドキー１６２と、を含む。より具体的には、例示的な上部混合チャンバ１６０は、互いに１８０度離れて配置された２つのロックタブ１６１と、互いに１８０度離れて配置された２つのガイドキー１６２と、を含む（図２１も参照）。ロックタブ１６１は、ピストン１８０に達するために半径方向に比較的長くてもよく、一方ガイドキー１６２は、シャトル１９０に達するために半径方向に比較的短くてもよい。上側混合チャンバ１６０はまた、上部ハウジング２１０と相互作用するように上向きに延在する１つ以上の位置合わせキー１６３を含み、例示的に、比較的広い第１の位置合わせキー１６３Ａ、比較的狭い第２の位置合わせキー１６３Ｂ、ならびに比較的高く、かつ狭く、その端部に結合タブ１６４を備える、第３の位置合わせキー１６３Ｃ、および第４の位置合わせキー１６３Ｄも含む。上部混合チャンバ１６０は、ガラス強化ＨＤＰＥ、ガラス強化ポリプロピレン、または別の好適な材料で構成することができる。

ピストン１８０を、図１０に示す。例示的なピストン１８０は、図１８に示されるように、封止部１８１（例えば、Ｏリング）によって囲まれて、下部混合チャンバ１５０の内壁への封止インターフェースを提供する。ピストン１８０は、回転ツール（図示せず）と相互作用するように上方を向く、ツール係合特徴部、例示的には交差スロット１８２を含む。ピストン１８０はまた、上部混合チャンバ１６０のロックタブ１６１と相互作用するように半径方向外向きに延在する１つ以上のロックタブ１８３と、シャトル１９０と相互作用するように半径方向外向きに延在する１つ以上の回転タブ１８４と、を含む。より具体的には、例示的なピストン１８０は、互いに１８０度離れて配置された２つのロックタブ１８３と、互いに１８０度離れて配置された２つの回転タブ１８４と、を含む。各回転タブ１８４は、上部傾斜面１８５を有する。ピストン１８０は、ガラス強化ＨＤＰＥ、ガラス強化ポリプロピレン、または別の好適な材料で構成することができる。

シャトル１９０を、図１１および図１２に示す。例示的なシャトル１９０は、図１８に示されるように、封止部１９１（例えば、Ｏリング）によって囲まれて、上部混合チャンバ１６０の内壁への封止インターフェースを提供する。シャトル１９０は、その外面に沿って、１つ以上の階段状のキー溝１９２を含み、各キー溝１９２は下部垂直部分１９２Ａ、中間水平部分１９２Ｂ、および上部垂直部分１９２Ｃを有する。キー溝１９２の中間水平部分１９２Ｂは、上壁または停止面１９３によって境界を定められてもよい。図１８に示されるように、シャトル１９０は、その上端で、上部プラグ２００を受容するようにサイズ決定された上部ポートまたは孔１９４と、ボタン２３０と相互作用するように構成された外側凹部１９５と、を画定する。シャトル１９０は、その下端で、ピストン１８０と相互作用するように構成された１つ以上の傾斜面１９６を含む。シャトル１９０は、ガラス強化ＨＤＰＥ、ガラス強化ポリプロピレン、または別の好適な材料で構成することができる。

上部ハウジング２１０を、図１３および図１４に示す。図１８に示されるように、上部ハウジング２１０は、その下端で、アダプタ１３０を受容するために内側に螺合される。図１８に示されるように、上部ハウジング２１０は、その上端で、ＡＢＤリング２２０と相互作用するように構成された内側リム２１１を含む。その内面に沿って、上部ハウジング２１０は、上部混合チャンバ１６０の対応する位置合わせキー１６３を受容するように構成された１つ以上の位置合わせキー溝２１２を含み、例示的には、比較的狭い第１の位置合わせキー溝２１２Ａ、第２の位置合わせキー溝２１２Ｂ、およびまた比較的狭い第３の位置合わせキー溝２１２Ｃおよび第４の位置合わせキー溝２１２Ｄを含む。上部ハウジング２１０は、その外側表面に沿って、ロックインジケータ２１３Ａと、非ロックインジケータ２１３Ｂと、を含む。上部ハウジング２１０は、ガラス強化ＨＤＰＥ、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、または別の好適な材料で構成することができる。

ＡＢＤリング２２０を、図１５に示す。例示的なＡＢＤリング２２０は、比較的大きい直径まで半径方向外向きに付勢され、比較的小さい直径まで半径方向内向きに屈曲または圧縮するように構成されたＣ字形ばねである。ＡＢＤリング２２０は、ステンレス鋼または別の好適な材料で構成することができる。

ボタン２３０を、図１６および図１７に示す。例示的なボタン２３０は、接触面２３１、内側リング２３２、および外側リング２３３を含む。内側リング２３２は、シャトル１９０の凹部１９５と相互作用するように半径方向内向きに延在する１つ以上の内側リブ２３４と、図１８に示される、ＡＢＤリング２２０の上方で半径方向外向きに延在する１つ以上の外側リブ２３５と、を含む。外側リング２３３は、図４に示されるように、上部ハウジング２１０のロックインジケータ２１３Ａまたは非ロックインジケータ２１３Ｂと選択的に位置合わせするように構成されたロックインジケータ２３６を含む。ボタン２３０は、ＡＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレート（ＰＡ）、または別の好適な材料で構成することができる。

例示的なアクチュエータ組立体１２０は、以下の例示的な組み立てプロセスに従って、図１８を参照して組み立てられてもよいが、これらの工程の順序は異なり得る。一度組み立てられると、デバイス１００の注射器１１０、下部混合チャンバ１５０、上部混合チャンバ１６０、および上部ハウジング２１０は、協働して、デバイス１００のバレル１０６を画定し得る。

まず、ＡＢＤリング２２０を、上部ハウジング２１０に取り付ける。この工程は、上部ハウジング２１０の内側リム２１１がＡＢＤリング２２０を半径方向内向きに圧縮するまで、ＡＢＤリング２２０を下向きに押すことを含み得る。圧縮されたＡＢＤリング２２０は、可能な限り半径方向外向きに拡張して、上部ハウジング２１０の内側リム２１１と係合することになる。

第２に、ばね１７０を、下部混合チャンバ１５０内に設置する。この工程は、ばね１７０を上部混合チャンバ１６０内に挿入し、ばね１７０を下方混合チャンバ１５０内に下向きに摺動させることを可能にすることを含み得る。

第３に、ピストン１８０を、混合チャンバ１５０、１６０内に設置する。この工程は、図２１に示されるように、ピストン１８０を下向きに強制して、ばね１７０を圧縮すること、およびピストン１８０のロックタブ１８３が上部混合チャンバ１６０上の対応するロックタブ１６１の下に位置合わせされるまで、ピストン１８０を回転させることを含み得る。回転ツール（例えば、スクリュードライバ）（図示せず）が、ピストン１８０の交差スロット１８２と係合して、ピストン１８０を押し下げて回転させることができる。ピストン１８０は、圧縮ばね１７０の力の下で、上方混合チャンバ１６０の内部ロックタブ１６１と係合するように上向きに付勢されてもよい。この位置において、ピストン１８０上の封止部１８１は、下部混合チャンバ１５０に対して封止されてもよい。

第４に、シャトル１９０を、ピストン１８０の上方の上部混合チャンバ１６０内に設置する。この工程は、上部混合チャンバ１６０のガイドキー１６２がシャトル１９０のキー溝１９２を通って進む際に、シャトル１９０を下向きに移動させることを含み得る。より具体的には、ガイドキー１６２は、図１９を参照して示されるように、キー溝１９２の下部垂直部分１９２Ａとキー溝１９２の中間水平部分１９２Ｂとの間の交点に達するまで、キー溝１９２の下部垂直部分１９２Ａを通って進む。この位置において、停止面１９３は、上部混合チャンバ１６０の内部ガイドキー１６２に当接して、シャトル１９０のそれ以上の下向きの移動を防止し得る。シャトル１９０は、圧縮ばね１７０の力の下で、上部混合チャンバ１６０に対して上向きに付勢されてもよい。

第５に、下部混合チャンバ１５０が、第２の試薬（図示せず）を装填される。この工程は、下部混合チャンバ１５０内の下部孔１５３を通して第２の試薬を挿入することを含み得る。一例において、第２の試薬は、珪藻土粉末中の重炭酸カリウム等の重炭酸塩粉末である。他の好適な試薬は、上記のセクション２に記載されている。例示的な下部混合チャンバ１５０は、約２００ｍｇ、２５０ｍｇ、３００ｍｇ、またはそれ以上の第２の試薬を保持するようにサイズ決定され得るが、この量は変動し得る。この工程はまた、下部混合チャンバ１５０に第２の試薬を充填した後に、下部孔１５３を下部プラグ１４０で閉じることを含み得る。下部プラグ１４０は、下部混合チャンバ１５０の下部孔１５３に摩擦嵌合され得る。

第６に、上部ハウジング２１０を、上部混合チャンバ１６０上に設置する。この工程は、上部ハウジング２１０のキー溝２１２を上部混合チャンバ１６０の対応する位置合わせキー１６３と位置合わせすることを含み得る。より具体的には、この工程は、上部ハウジング２１０の比較的広い第１の位置合わせキー溝２１２Ａを上部混合チャンバ１６０の比較的広い第１の位置合わせキー１６３Ａと位置合わせすること、上部ハウジング２１０の比較的狭い第２の位置合わせキー溝２１２Ｂを上部混合チャンバ１６０の比較的狭い第２の位置合わせキー１６３Ｂと位置合わせすること、および上部ハウジング２１０の第３の位置合わせキー溝２１２Ｃと第４の位置合わせキー溝２１２Ｄを上部混合チャンバ１６０の第３の位置合わせキー１６３Ｃと第４の位置合わせキー１６３Ｄと位置合わせすること、を含み得る。上部ハウジング２１０が位置に低下すると、第３および第４の位置合わせキー１６３Ｃおよび１６３Ｄ上の結合タブ１６４が、上部ハウジング２１０上で嵌り、上部ハウジング２１０を上部混合チャンバ１６０に対して定位置に保持する。

第７に、シャトル１９０が、第１の試薬（図示せず）を装填される。この工程は、シャトル１９０内の上部孔１９４を通して第１の試薬を挿入することを含み得る。一例において、第１の試薬は、水性クエン酸である。他の好適な試薬は、上記のセクション２に記載されている。例示的なシャトル１９０は、約５００μＬ、５５０μＬ、６００μＬ、またはそれ以上の第１の試薬を保持するようにサイズ決定され得るが、この量は変動し得る。この工程はまた、上部プラグ２００を上部孔１９４に螺合することによって等、シャトル１９０に第１の試薬を装填した後、上部孔１９４を上部プラグ２００で閉じることを含み得る。

第８に、ボタン２３０を、シャトル１９０に設置する。この工程は、ボタン２３０の内側リブ２３４をシャトル１９０の外側凹部１９５と位置合わせして、ボタン２３０とシャトル１９０を共に回転可能にロックすることを含み得る。この位置において、ボタン２３０上のインジケータ２３６は、図３に示されるように、上部ハウジング２１０上のロックインジケータ２１３Ａと位置合わせし得る。ボタン２３０は、シャトル１９０内の上部孔１９４および上部プラグ２００を隠すことを援助し得る。ボタン２３０はまた、シャトル１９０と共に回転するように摩擦嵌合、超音波溶接、または他の方法でシャトル１９０に結合されてもよい。

最後に、注射器１１０が、アダプタ１３０を用いてアクチュエータ組立体１２０に結合され得る。この接続は、上記でさらに説明されている。

最初に、デバイス１００は、図２および図１８に示されるように、ピストン１８０が下向きに保持されて、ばね１７０を圧縮する、装填かつロック構成で提供され得る。この装填かつロック構成において、デバイス１００のバレル１０６は、複数のチャンバ、例示的には第１の作動チャンバ３００、第２の反応チャンバ３０２、および第３の治療用流体チャンバ３０４に分割され得る。第１の作動チャンバ３００は、ピストン１８０の上方の上部混合チャンバ１６０およびシャトル１９０内に位置付けられ、第１の試薬（例えば、クエン酸水溶液）を含有する。第２の反応チャンバ３０２は、ピストン１８０の下の下部混合チャンバ１５０内に位置付けられ、第２の試薬（例えば、重炭酸カリウム）を含有する。第３の治療用流体チャンバ３０４は、プランジャ１１６の下の注射器１１０内に位置付けられ、治療用流体を含有する。これら３つのチャンバ３００、３０２、および３０４は、同軸であり、各々が円筒形状を有するように図示される。デバイス１００は、この装填かつロック構成で格納されてもよい。

デバイス１００の使用準備が整ったとき、デバイス１００を、ロック構成から非ロック構成に移動させることができる。この工程は、上部ハウジング２１０に対してボタン２３０を回転させることを含み得る。ボタン２３０上のインジケータ２３６は、図３に示されるように、上部ハウジング２１０上のロックインジケータ２１３Ａから離れて、上部ハウジング２１０上の非ロックインジケータ２１３Ｂと位置合わせするように移動することができる。

ボタン２３０の回転は、例示的にはボタン２３０上の内側リブ２３４とシャトル１９０上の外側凹部１９５との間の係合を介して、シャトル１９０の回転をもたらす。この回転中、上部混合チャンバ１６０のガイドキー１６２は、図１９〜図２１に示されるように、シャトル１９０のキー溝１９２を通って進み続ける。より具体的には、ガイドキー１６２は、キー溝１９２の中間水平部分１９２Ｂと上部垂直部分１９２Ｃとの間の交点に達するまで、キー溝１９２の中間水平部分１９２Ｂを通って進む。

図２２に示されるように、非ロック構成から、デバイス１００は、治療用流体を患者に送達するために、非装填または送達構成に移動され得る。この工程は、上部ハウジング２１０に対して下向きにボタン２３０の接触面２３１を押すことを含み得る。

ボタン２３０の下向き移動は、上部混合チャンバ１６０に対するシャトル１９０の下向き移動を引き起こす。ボタン２３０およびシャトル１９０は共に動作するので、２つの構成要素は、まとめてアクチュエータとして呼ぶことができる。シャトル１９０のこの下向き移動中、上部混合チャンバ１６０のガイドキー１６２は、図１９〜図２１に示されるように、シャトル１９０のキー溝１９２を通って進み続ける。より具体的には、ガイドキー１６２は、キー溝１９２の上部垂直部分１９２Ｃを通って進む。

付加的に、ボタン２３０、具体的にはボタン２３０の外側リブ２３５の下向き移動は、ＡＢＤリング２２０の下向き移動を引き起こす。ＡＢＤリング２２０が上部ハウジング２１０の内側リム２１１を通過して移動すると、ＡＢＤリング２２０は、図２２に示されるように、上部混合チャンバ１６０に半径方向外向きに自由に拡張する。拡張されたＡＢＤリング２２０は、上部混合チャンバ１６０の上部リップ１６５の下に捕捉される。拡張されたＡＢＤリング２２０は、ボタン２３０および上部リップ１６５を通過するシャトル１９０の上向き移動を阻止し、送達構成においてボタン２３０およびシャトル１９０を下向きに保持することによって、ロック機構として機能し得、それによりボタン２３０およびシャトル１９０が、初期の装填構成へと上向きに戻ることを防止する。送達構成においてボタン２３０およびシャトル１９０を下向きに保持することは、バレル１０６内部の容積が送達プロセスを通して一貫したままであることを確実にする。また、送達構成においてボタン２３０およびシャトル１９０を下向きに保持することによって、ユーザが、デバイス１００が使用されていることを視覚的に検出することが可能になる。

シャトル１９０の下向き移動は、ピストン１８０の回転を引き起こす。図２３に示されるように、シャトル１９０の傾斜面１９６は、ピストン１８０の対応する傾斜面１８５と係合して、ピストン１８０の回転を駆動する。図２４に示されるように、ピストン１８０が回転する際、ピストン１８０の回転タブ１８４がシャトル１９０の下から解放され、ピストン１８０のロックタブ１８３が上部混合チャンバ１６０のロックタブ１６１の下から解放される。

図２２に示されるように、解放されたピストン１８０は、ばね１７０がその圧縮状態からその中立または解放状態に移行するにつれて、上向きに移動してシャトル１９０に入る。この移行中、ばね１７０は、ピストン１８０の上方の空気を圧縮し、封止部１８１と下部混合チャンバ１５０との間の摩擦力を克服するのに十分な力を及ぼすことになる。ばね１７０によって及ぼされる力は、例えば、約２．５ポンド_ｆ、３．０ポンド_ｆ、３．５ポンド_ｆ、４．０ポンド_ｆ、４．５ポンド_ｆ、またはそれ以上であってもよい。特定の一例において、ばね１７０は、ピストン１８０の上方の空気を圧縮するために約２．０ポンド_ｆ、封止部１８１と下部混合チャンバ１５０との間の摩擦力を克服するために約０．９ポンド_ｆを及ぼす必要があり、そのためばね１７０は、３．６ポンド_ｆ等、少なくとも約２．９ポンド_ｆを及ぼすように設計されるべきである。

ピストン１８０の上向き移動は、それらの間の封止されたインターフェースを破壊することによって作動チャンバ３００を反応チャンバ３０２と連通させる。例解された実施形態において、シャトル１９０は、下部混合チャンバ１５０よりもわずかに大きい内径を有し、そのためピストン１８０上の封止部１８１は、図１８の装填構成においては下部混合チャンバ１５０に抗して封止するが、図２２の送達構成においてはシャトル１９０に抗する封止をしない。ピストン１８０は、封止されたインターフェースが破壊される前に短い距離だけ進む必要があり得、それはピストン１８０の上部の最小のヘッドスペースを可能にする。作動チャンバ３００からの第１の試薬は、反応チャンバ３０２内の第２の試薬に曝され、そしてこの曝射はデバイス１００の内部でガス発生化学反応を引き起こす。封止部１８１とシャトル１９０との間の空間は、試薬が互いに曝される速度を制御するために変えることができる。例えば、シャトル１９０の内面は、１つ以上の流体送達チャネル１９８（図２２および図２３）を含み、第１の試薬が作動チャンバ３００から、ピストン１８０を通過して、反応チャンバ３０２内に流れるのを促進することができる。ピストン１８０上の１つ以上の交差スロット１８２は、送達構成において流体送達チャネル１９８と位置合わせするように回転して、ピストン１８０を横切る流体の流れをさらに方向付けることができる。

発生したガスは、デバイス１００内の圧力を上昇させる。ボタン２３０は、送達構成において下向きに保持され、初期装填構成に上向きに戻ることが防止されるので、バレル１０６内部の容積は、送達プロセスを通して一定のままであり、バレル１０６内部の圧力は、デバイス１００から下向きに逃げることを強いられる。閾値圧力がデバイス１００の内部に到達し、対応する閾力が下部プラグ１４０に適用されると、下部プラグ１４０は、図２の送達前位置、すなわち装填位置から、下部孔１５３からプランジャ１１６に向かう送達位置まで、下向きに強いられ得る。下部プラグ１４０の下向き移動は、プランジャ１１６を注射器１１０を通して下向きに押し、プランジャ１１６の下向き移動は、患者への送達のために、治療用流体を針１１７を通して治療用流体チャンバ３０４から押し出す。下部プラグ１４０上の閾力は、例えば、約０．１ポンド_ｆ、０．２ポンド_ｆ、０．３ポンド_ｆ、０．４ポンド_ｆ、０．５ポンド_ｆ、またはそれ以上であり得る。デバイス１００は、治療用流体を患者に迅速に送達するためにこの閾力に素早く達することができる。反応が続くにつれて、デバイス１００内の圧力は、閾値圧力を超えて著しく増加することがある。例えば、デバイス１００内の圧力は、約２００ｐｓｉ、３００ｐｓｉ、４００ｐｓｉ、５００ｐｓｉ、またはそれ以上に達する場合がある。

デバイス１００は、デバイス１００が送達構成において使用されたとき、ユーザに視覚的に示すように構成され得る。この可視表示の一例は、上述のように、ボタン２３０の下向きのロックである。別の例は、デバイス１００内の下部プラグ１４０および／またはプランジャ１１６の可視位置である。一実施形態において、デバイス１００は、１つ以上の窓（図示せず）を含み、それを通してユーザは、下部プラグ１４０および／またはプランジャ１１６が図２の送達前位置もしくは装填位置にあるか、最終送達位置にあるかを見ることができる。ラベル（図示せず）は、窓に隣接して提供されて、下部プラグ１４０および／またはプランジャ１１６の位置をユーザにさらに伝えることができる。さらに別の例は、反応チャンバ３０２内の可視圧力インジケータである。一実施形態において、デバイス１００は、１つ以上の窓（図示せず）を含み、それを通してユーザが、生成されたガスで満たされ、使用中に膨張する反応チャンバ３０２内のバルーン（図示せず）を見ることができる。

例示的な実施形態において、封止部１１５、１８１、１９１は、デバイス１００の内部の圧力および反応状態に耐えることができる。封止部１１５、１８１、１９１のための例示的な材料としては、ブチルゴム、およびフルオロエラストマー（例えば、Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＶｉｔｏｎ（登録商標））が挙げられる。

図２５および図２６は、デバイス１００（図２）と共に使用するための修正版アクチュエータ組立体１２０を示し、エラストマ下部プラグ１４０が取り外し可能な下部キャップ２４０と交換される。アクチュエータ組立体１２０が注射器１１０（図２）に結合される前に、下部キャップ２４０を下部混合チャンバ１５０に結合して、下部孔１５３を閉じ、第２の試薬を下部混合チャンバ１５０内に保持することができる。アクチュエータ組立体１２０が注射器１１０に結合される準備ができたとき、下部キャップ２４０は、下部混合チャンバ１５０から取り外すことができる。一実施形態において、下部キャップ２４０を取り外した状態で試薬を保持するのを助けるために、フィルタ（例えば、図３３のフィルタ４０２）が下部孔１５３内に配置される。発生したガスは、下部プラグ１４０ではなく、プランジャ１１６（図２）を移動させるだけでよいので、修正されたデバイス１００は、より低い圧力要件を有してもよい。

４．第２の送達デバイス
図２７は、本開示の第２の例示的な送達デバイスのアクチュエータ組立体１２０’を示す。第２の例示的な送達デバイスのアクチュエータ組立体１２０’は、デバイス１００のアクチュエータ組立体１２０と同様であり、以下に説明されることを除いて、同じ参照番号は同じ部品を示す。アクチュエータ組立体１２０のように、アクチュエータ組立体１２０’は、注射器（例えば、図２の注射器１１０）、自動注入ペン、または別の好適な送達デバイスに結合されてもよい。アクチュエータ組立体１２０’の以下の構成要素は、図２７に示されている、下部混合チャンバ１５０’、上部混合チャンバ１６０’、らせん状ばね１７０’、ピストン１８０’、シャトル１９０’、および上部プラグまたはネジ２００’である。アクチュエータ組立体１２０’は、（デバイス１００の下部プラグ１４０と同様の）下部プラグ、（デバイス１００の下部キャップ２４０と同様の）下部キャップ、および／または（ボタン２３０と同様の）アクチュエータノブ等の、図に示されていない付加的な構成要素を含み得る。

例示的な下部混合チャンバ１５０’および上部混合チャンバ１６０’は、単一のユニットとして一体的に共に形成される。その下端において、混合チャンバ１５０’、１６０’は、（デバイス１００のアダプタ１３０と同様に）アダプタに結合するために外側に螺合される。その上端で、混合チャンバ１５０’、１６０’は、１つ以上のロック表示窓１６６’を画定する。混合チャンバ１５０’、１６０’は、積層された配置におけるばね１７０’、ピストン１８０’、およびシャトル１９０’を受容するようにサイズ決定される。

例示的なピストン１８０’は、シャトル１９０’と相互作用するように半径方向外向きに延在する１つ以上のロックタブ１８３’を含む。より具体的には、例示的なピストン１８０’は、ピストン１８０’の周囲に互いに４５度離れて配置された８つのロックタブ１８３’を含む。

例示的なシャトル１９０’は、図２９に示されるように、ピストン１８０’と相互作用するように半径方向内向きに延在する１つ以上のロックタブ１９７’を含む。より具体的には、例示的なシャトル１９０’は、シャトル１９０’の周囲に互いに４５度離れて配置された８つのロックタブ１９７’を含む。シャトル１９０’はまた、隣接するロックタブ１９７’の間にチャネル１９８’を含む。その上端で、シャトル１９０’は、１つ以上の二重目的ロックインジケータタブ１９９’を含み、混合チャンバ１５０’、１６０’に対するシャトル１９０’の位置を制御し、かつ伝達の両方をする。

例示的なアクチュエータ組立体１２０’は、混合チャンバ１５０’、１６０’内にばね１７０’、ピストン１８０’およびシャトル１９０’を設置することによって組み立てることができる。シャトル１９０’が混合チャンバ１５０’、１６０’に対して下向きに移動する際、ロックインジケータタブ１９９’は、内向きに撓み、次いでシャトル１９０’を混合チャンバ１５０’、１６０’内に保持するためにロックインジケータ窓１６６’に外向きに嵌める。

組み立てられたアクチュエータ組立体１２０’は、図２８および図２９に示されるように、装填かつロック構成を有して、ピストン１８０’が下向きに保持されて、ばね１７０’を圧縮し得る。ピストン１８０’は、ピストン１８０’のロックタブ１８３’をシャトル１９０’のロックタブ１９７’の下に位置合わせすることによって、この位置に保持され得る。シャトル１９０’のロックインジケータタブ１９９’は、混合チャンバ１５０’、１６０’のロックインジケータ窓１６６’を通してロック位置（例えば、左向きの位置）に視認可能である。

図３０および図３１に示されるように、アクチュエータ組立体１２０’を、ロック構成から、送達構成に移動させることができる。この工程は、シャトル１９０’のロックタブ１９７’がピストン１８０’のロックタブ１８３’からオフセットされ、シャトル１９０’のチャネル１９８’がピストン１８０’のロックタブ１８３’と位置合わせされるまで、混合チャンバ１５０’、１６０’に対してシャトル１９０’を回転させることを含み得る。ロックタブ１８３’、１９７’のサイズおよび位置に応じて、シャトル１９０’の必要な回転は、約２５度、２０度、１５度、１０度以下等、小さくてもよい。この回転中、シャトル１９０’のロックインジケータタブ１９９’は、混合チャンバ１５０’、１６０’のロックインジケータ窓１６６’内の非ロック位置（例えば、右向きの位置）に移動する。

ばね１７０’がその圧縮状態からその中立または解放状態に移行するにつれて、解放されたピストン１８０’は、シャトル１９０’に上向きに移動する。より具体的には、ピストン１８０’の係止タブ１８３’は、シャトル１９０’のチャネル１９８’を通って上向きに移動する。ピストン１８０’の上向き移動は、ピストン１８０’の両側の封止されたインターフェースを破壊し、ピストン１８０’を横切る流体連通を可能にする。シャトル１９０’のチャネル１９８’は、この実施形態において二重の目的を果たすことができる。ピストン１８０’のロックタブ１８３’を上向きに案内することに加えて、シャトル１９０’のチャネル１９８’は、ピストン１８０’を横切って下向きに流れる流体を案内することができる。このため、チャネル１９８’のサイズは、制御されて、ピストン１８０’を横切る流体の流れおよび混合の速度を制御することができる。ピストン１８０’はまた、流体の流れをさらに方向付けるために、図１０のピストン１８０のスロット１８２と同様に、その外面上にチャネルを含んでもよい。ピストン１８０’は、封止部が破壊される前に短い距離だけ進む必要があり得、ピストン１８０’の上部の最小のヘッドスペースを可能にする。破壊された封止部は、デバイス１００に関して上述されたように、第２の例示的な送達デバイスのアクチュエータ組立体１２０’の内部でガス発生化学反応を引き起こす。

５．第３の送達デバイス
図３２は、本開示の第３の例示的な送達デバイス１００”を示す。デバイス１００”は、デバイス１００と同様であり、以下に説明されることを除いて、同じ参照番号は同じ部品を示す。デバイス１００”は、注射器１１０”、自動注入ペン、または別の好適な送達デバイスを含み得る。アクチュエータ組立体１２０”の以下の構成要素が図３２に示され、作動チャンバ３００”および反応チャンバ３０２”を有するバレル１０６”、一方向バルブ３８０”（例えば、チェックバルブ、アンブレラバルブ）、ステム３９２”を有するプランジャ３９０”、ばね１７０”、およびボタン２３０”を有する。アクチュエータ組立体１２０”は、（デバイス１００の下部プラグ１４０と同様の）下部プラグ、または（デバイス１００の下部キャップ２４０と同様の）下部キャップ等、図に示されていない付加的な構成要素を含み得る。

デバイス１００”は、装填かつロック構成を有し、一方向バルブ３８０”が作動チャンバ３００”内の第１の試薬（例えば、水性クエン酸）を反応チャンバ３０２”内の第２の試薬（例えば、重炭酸カリウム）から分離することができる。ボタン２３０”は、ばね１７０”の力を受けてバレル１０６”に対して上向きに付勢されてもよい。ボタン２３０”はまた、プランジャ３９０”のステム３９２”との物理的干渉により、バレル１０６”に対して下方に移動することが防止されてもよい。

デバイス１００”の使用準備が整ったとき、デバイス１００”を、ロック構成から非ロック構成に移動させることができる。この工程は、ステム３９２”に対してボタン２３０”を回転させることを含み、ステム３９２”に対する以前の干渉を排除することができる。この非ロック構成において、ボタン２３０”は、図３２に示されるように、バレル１０６”に対して下向きに自由に移動し得る。

ロック構成から、デバイス１００”を送達構成に移動させることができる。この工程は、ボタン２３０”をバレル１０６”に対して下向きに押すことを含み得る。まず、ステム３９２”は、バレル１０６”と摩擦係合し、そのためボタン２３０”の下向き移動がばね１７０”を圧縮し得る。圧縮ばね１７０”内に蓄えられたエネルギーが、ステム３９２”とバレル１０６”との間の摩擦係合を克服するのに十分であるとき、ばね１７０”は、プランジャ３９０”を解放し、バレル１０６”に対して下向きに駆動することができる。有利には、ばね１７０”は、プランジャ３９０”の速く、一定した移動を促進することができる。

プランジャ３９０”の下向き移動は、第１の試薬を作動チャンバ３００”から押し出す。ばね１７０”はプランジャ３９０”の速く、一定した移動を促進することができるので、ばね１７０”もまた、第１の試薬の速く、一定した送達を促進し得る。第１の試薬は、一方向バルブ３８０”を横切って反応チャンバ３０２”に進み、反応チャンバ３０２”内に既に存在する第２の試薬と混合することができる。この混合は、デバイス１００に対して上述したように、反応チャンバ３０２”内でガス発生化学反応を引き起こす。反応チャンバ３０２”内の圧力は、一方向バルブ３８０”を閉じることができ、それによって、発生したガスおよび他の材料が作動チャンバ３００”に上向き（すなわち、逆流）に逃げることを防止する。

６．液体吸収
デバイス１００に関して上述されたように、液体試薬は、送達前または装填構成（図３３）内で作動チャンバ３００内に蓄えられ得、送達構成（図３４）内で反応チャンバ３０２に進むことができ、液体試薬は、乾燥試薬と混合して反応する。送達構成（図３４）において反応チャンバ３０２内に存在する液体は、作動チャンバ３００からの任意の未反応液体試薬および／または反応チャンバ３０２内の化学反応中に生成された任意の液体の混合物であり得る。混合物はまた、乾燥試薬等の溶解固体、および／または反応チャンバ３０２内の化学反応中に生成される任意の固体を含有し得る。ある実施形態において、混合物は、水を含有してもよく、それ自体、水性混合物と見なされてもよい。

デバイス１００、または上述の他のデバイスのいずれかは、１つ以上の液体吸収剤（図示せず）を含んで、送達構成（図３４）において反応チャンバ３０２内に存在する混合物から過剰の液体を吸収することができる。ある実施形態において、吸収剤（複数可）は、送達構成（図３４）において反応チャンバ３０２内に存在する液体の大部分を吸収することができる。反応チャンバ３０２内の吸収剤（複数可）の比、場所、および特性に基づいて、吸収は、液体が治療用流体チャンバ３０４に入ることを防止しながら、反応チャンバ３０２内の化学反応干渉する（例えば、遅くする）ことを回避するように制御されてもよい。

第１の例示的な吸収剤は、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）粉末（例えば、ヒドロゲル）等の吸収性粉末４００（図３３および図３４）である。吸収性粉末４００は、その吸収速度および吸収能力、長期安定性、価格、反応物およびデバイス材料との化学的適合性、加圧下での液体保持性、ならびに化学的安全性に基づいて選択することができる。吸収速度は、吸収性粉末４００の粒径を変えることによって制御することができる。例えば、吸収性粉末４００の粒径範囲は、１５０ミクロン以下、２５０ミクロン以下、または他の好適な範囲であり得る。例示的な吸収性粉末４００は、光架橋を有するポリ（アクリル酸）ナトリウム塩（すなわち、ポリアクリル酸ナトリウム）、または光架橋を有するポリ（アクリル酸）カリウム塩（すなわち、ポリアクリル酸カリウム）などの他の好適な塩である。塩の吸収特性は、架橋の量に対応し得る。

初期の装填構成において、吸収性粉末４００は、乾燥試薬と混合され得る。図３３に示されるように、吸収性粉末４００は、反応チャンバ３０２内で第２の試薬（例えば、重炭酸カリウム）と混合される。

送達構成において、液体試薬が乾燥試薬と混合して反応すると、吸収性粉末４００は、液体混合物から過剰な液体を吸収して膨潤することがある。図３４に示されるように、第１の試薬（例えば、クエン酸水溶液）が作動チャンバ３００を出て、反応チャンバ３０２内の第２の試薬と混合かつ反応した後、吸収性粉末４００は、反応チャンバ３０２内の液体混合物から過剰な液体を吸収し得る。例えば、吸収性粉末４００は、反応チャンバ３０２内に存在する過剰な液体試薬および／または液体生成物を吸収することがある。

吸収性粉末４００に加えて、または代替的に、粘度調整剤ポリマーが、提供されて、溶解させ、それによって水性反応混合物の粘度を増大させることができる。例示的な粘度調整剤は、例えば、ポリ（エチレンオキシド）、キサンタンガム、およびポリ（エチレングリコール）メチルエーテルを含む。かかる材料（例えば、粉末）は、溶解を通して反応チャンバ３０２内の水性混合物の粘度を変更することがあり、そのため液体が治療用流体チャンバ３０４に流れ込むには粘性が高くなりすぎる。

第２の例示的な吸収剤は、ガス透過性の親水性フィルタ４０２である。フィルタ４０２は、実質的に反応チャンバ３０２と治療用流体チャンバ３０４との間（すなわち、反応チャンバ３０２の下流側かつ治療用流体チャンバ３０４の上流側）に配置されてもよい。図３３に示されるように、初期の装填構成において、フィルタ４０２は、反応チャンバ３０２内に第２の試薬（例えば、重炭酸カリウム）を収容することを援助し得る。図３４に示されるように、送達構成において、フィルタ４０２は、治療用流体チャンバ３０４に入ろうとするいずれの液体を吸収することができる。例えば、フィルタ４０２は、治療用流体チャンバ３０４に入ろうとするいずれの液体試薬および／または液体製品を吸収することができる。フィルタ４０２はまた、治療用流体チャンバ３０４に入ろうとするいずれの固体または粒子を遮断し得る。フィルタ４０２は、上述のように、反応チャンバ３０２内の生成ガスを注射器１１０のプランジャ１１６に向かって通過させて、治療用流体チャンバ３０４から治療用流体を送達することを可能にするように適合される。例示的なフィルタ４０２は、ランダムに配向された繊維を有する未使用の綿から形成される。一実施形態において、綿は、円筒形または他の好適な形状に巻かれ、組み立て中に反応チャンバ３０２の出口に圧入される。他の例示的なフィルタ４０２は、天然繊維、スポンジ、セルロース（例えば、結合セルロースアセテート）、吸収性布（例えば、ＳｈａｍＷＯＷ（登録商標）布）、および発泡体から形成される。必要であれば、フィルタ４０２を定位置に保持するためにハウジング（図示せず）を設けることができる。ハウジングは、デバイス１００の下部プラグ１４０（図５）のシャフト１４２と同様に、反応チャンバ３０２の出口に摩擦嵌合する成形プラグを含み得る。一実施形態において、下部キャップ２４０（図２５）は、アクチュエータ組立体１２０を注射器１１０または他の送達デバイスに取り付ける前に、貯蔵のために出口収容フィルタ４０２を覆って結合される。

吸収性粉末４００（および／または粘度調整剤粉末）およびフィルタ４０２は、単独でまたは組み合わせて使用することができる。吸収性粉末４００をフィルタ４０２全体に分配することによって、または吸収性粉末４００をフィルタ４０２の凹部内に配置することによって等、吸収性粉末４００をフィルタ４０２と物理的に組み合わせることも本開示の範囲内である。一実施形態において、吸収性粉末４００（および／または粘度調整剤）は、フィルタ４０２内、反応チャンバ３０２内の両方において第２の試薬を伴い提供される。

デバイス１００、デバイス１００’、および／またはデバイス１００”は、米国特許第９，３２１，５８１号、表題「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ ｂｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ」において開示された他の特徴を有してもよく、その開示内容は、その全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

本発明は例示の設計を有するものとして記載されてきたが、本発明は、本開示の趣旨および範囲内でさらに修正されてもよい。したがって、本出願は、本発明の一般的原理を用いた本発明の任意の変形、使用、または適応を包含することが意図される。さらに、本出願は、本発明が関係し、添付の特許請求の範囲の限定の範囲内に入る、当該技術分野で既知のまたは慣習的な実施の範囲内に入るものとして、本開示からのそのような逸脱を網羅することを意図する。

Claims (38)

1. 化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスであって、前記デバイスが、
   第１のチャンバ、第２のチャンバ、および第３のチャンバを有するバレルと、
   前記バレルの前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に配置されたピストンと、
   前記ピストンを移動させるように構成されたばねと、
   前記バレルの前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に配置されたプランジャと、
   アクチュエータであって、
   前記アクチュエータが前記バレルに対して軸方向に移動することが防止されるロック構成と、
   前記アクチュエータが前記バレルに対して軸方向に移動可能である非ロック構成と、
   前記アクチュエータが前記バレルに対して軸方向に移動する送達構成と
   を有する前記アクチュエータと
   を備え、
   前記ロック構成および前記非ロック構成において、前記第１のチャンバが第１の試薬を収容し、前記第２のチャンバが第２の試薬を収容し且つ前記ピストンによって前記第１のチャンバから分離され、前記第３のチャンバが前記治療用流体を収容し、
   前記送達構成において、前記第１のチャンバを前記第２のチャンバと連通させるように前記ばねは前記ピストンを移動させ、前記第１の試薬および前記第２の試薬は反応し、前記治療用流体を前記第３のチャンバから送達するように前記プランジャを駆動するガスを発生する、前記デバイス。
2. 前記アクチュエータが、前記ロック構成と前記非ロック構成との間で前記バレルに対して回転される、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記アクチュエータが、
   前記バレル内に受容されたシャトルと、
   前記バレルに結合されたボタンと
   をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記シャトルが、前記第１の試薬を受容するように構成されたポートを含み、前記ボタンが、前記シャトル内の前記ポートを覆っている、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記シャトルが、キー溝を含み、前記バレルが、前記シャトルの前記キー溝と相互作用するように半径方向内向きに延在するキーを含む、請求項３に記載のデバイス。
6. 前記シャトルの前記キー溝が、水平部分および垂直部分を有し、前記バレルの前記キーが前記ロック構成と前記非ロック構成との間で前記キー溝の前記水平部分を通って且つ前記非ロック構成と前記送達構成との間で前記キー溝の前記垂直部分を通って進む、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記バレルの前記キーが、前記ロック構成において前記シャトルの停止面に当接する、請求項５に記載のデバイス。
8. 前記バレルが、
   上部ハウジングと、
   前記上部ハウジングに結合され、内側肩部を有するアダプタと、
   前記アダプタの前記内側肩部上に載置されるように構成された上部リムを有する注射器と
   を備える、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記ピストンが、
   前記ロック構成および前記非ロック構成において前記バレルと相互作用する少なくとも１つのロックタブと、
   前記送達構成において前記アクチュエータと相互作用する少なくとも１つの傾斜回転タブと
   を備える、請求項１に記載のデバイス。
10. 前記少なくとも１つの傾斜回転タブが、隣接するロックタブ間で周囲方向に配置されている、請求項９に記載のデバイス。
11. 前記アクチュエータが前記非ロック構成に上向きに戻ることを防止するために、前記送達構成において、前記アクチュエータを前記バレルに対して下向きに保持するＣ字形リングをさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記ピストンと前記プランジャとの間で前記バレルに結合されたプラグをさらに備え、前記プラグは、前記ロック構成および前記非ロック構成において前記第２のチャンバを封止し、前記送達構成において前記第２のチャンバを開く、請求項１に記載のデバイス。
13. 液体が前記第３のチャンバに達する前に、前記第２のチャンバ内の前記液体を吸収するように構成された少なくとも１つの吸収剤をさらに含み、前記液体は、前記第１の試薬と、前記第１の試薬及び前記第２の試薬の化学反応の間に生じる液体とを含む、請求項１に記載のデバイス。
14. 前記少なくとも１つの吸収剤が、超吸収性ポリマーである、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記超吸収性ポリマーが、前記第２のチャンバ内で第２の試薬と混合される、請求項１４に記載のデバイス。
16. 前記少なくとも１つの吸収剤が、前記第３のチャンバの上流に配置されたガス透過性フィルタである、請求項１３に記載のデバイス。
17. 化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスであって、
    第１のチャンバ、第２のチャンバ、および第３のチャンバを有するバレルと、
    前記バレルの前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に配置されたピストンと、
    前記ピストンを移動させるように構成されたばねと、
    前記バレルの前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に配置されたプランジャと、
    第１の構成と第２の構成との間で前記バレルに対して回転するように構成されたアクチュエータと
    を備え、
    前記第１の構成において、前記第１のチャンバが第１の試薬を収容し、前記第２のチャンバが第２の試薬を収容し且つ前記ピストンによって前記第１のチャンバから分離され、前記第３のチャンバが前記治療用流体を収容し、
    前記第２の構成において、前記第１のチャンバを前記第２のチャンバと連通させるように前記ばねは前記ピストンを移動させ、前記第１の試薬および前記第２の試薬は反応し、前記治療用流体を前記第３のチャンバから送達するように前記プランジャを駆動するガスを発生する、前記デバイス。
18. 前記ピストンが、半径方向外向きに延在する少なくとも１つのロックタブを含み、
    前記アクチュエータが、半径方向内向きに延在する少なくとも１つのロックタブを含み、
    前記ピストンの前記少なくとも１つのロックタブが、前記第１の構成において前記アクチュエータの前記少なくとも１つのロックタブの下に位置合わせされ、前記第２の構成において前記アクチュエータの前記少なくとも１つのロックタブからオフセットされている、請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記アクチュエータが、複数のロックタブと、前記ロックタブ間の複数のチャネルとをさらに含み、
    前記第２の構成において、前記ピストンが、前記チャネルを通って上向きに進み、前記第１の試薬が、前記チャネルを通って下向きに進む、請求項１８に記載のデバイス。
20. 前記アクチュエータが、複数のロックタブと、前記ロックタブ間の複数のチャネルとをさらに含み、前記第２の構成において、前記ピストンが、前記チャネルを通って上向きに進み、前記第１の試薬が、前記ピストンの周囲を進む、請求項１８に記載のデバイス。
21. 前記バレルが、ロックインジケータ窓を含み、前記アクチュエータが、前記ロックインジケータ窓を通してユーザに視認可能なロックインジケータタブを含み、前記ロックインジケータタブが、前記ロックインジケータ窓を通って、前記第１の構成内の第１の位置から前記第２の構成内の第２の位置に並進する、請求項１７に記載のデバイス。
22. 前記アクチュエータを前記バレル内に保持するように、前記ロックインジケータタブが、前記ロックインジケータ窓に嵌る、請求項２１に記載のデバイス。
23. 前記ピストンが、前記第２の構成において、軸方向上向きに、かつ前記アクチュエータに向かって進む、請求項１７に記載のデバイス。
24. 液体が前記第３のチャンバに達する前に、前記第２のチャンバ内の前記液体を吸収するように構成された少なくとも１つの吸収剤をさらに含み、前記液体は、前記第１の試薬と、前記第１の試薬及び前記第２の試薬の化学反応の間に生じる液体とを含む、請求項１７に記載のデバイス。
25. 前記少なくとも１つの吸収剤が、超吸収性ポリマーである、請求項２４に記載のデバイス。
26. 前記超吸収性ポリマーが、前記第２のチャンバ内で前記第２の試薬と混合される、請求項２５に記載のデバイス。
27. 前記少なくとも１つの吸収剤が、前記第３のチャンバの上流に配置されたガス透過性フィルタである、請求項２４に記載のデバイス。
28. 前記アクチュエータが、前記第１の構成と前記第２の構成との間で非ロック構成を有し、前記アクチュエータが、前記第１の構成から前記非ロック構成に、前記バレルに対して回転するように構成され、前記非ロック構成から前記第２の構成に、前記バレルに対して軸方向に移動するように構成されている、請求項１７に記載のデバイス。
29. 化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスであって、
    第１の試薬を収容する第１のチャンバ、第２の試薬および吸収性粉末を収容する第２のチャンバ、および前記治療用流体を収容する第３のチャンバを有するバレルと、
    前記バレルの前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に配置されたピストンと、
    前記バレルの前記第２のチャンバと前記第３のチャンバとの間に配置されたプランジャと、
    前記第１のチャンバを前記第２のチャンバと連通させるために、前記ピストンを移動させるように構成されたアクチュエータと
    を備え、
    前記第１の試薬および前記第２の試薬が反応し、液体混合物およびガスを生成し、前記液体混合物の少なくとも一部は、前記吸収性粉末によって吸収され、前記ガスは、前記第３のチャンバから前記治療用流体を送達するように前記プランジャを駆動する、前記デバイス。
30. 前記第１の試薬が、液体であり、前記第２の試薬が、固体である、請求項２９に記載のデバイス。
31. 前記第２の試薬が、前記吸収性粉末と混合されている、請求項２９に記載のデバイス。
32. 前記液体混合物が、前記第１の試薬と前記第２の試薬との間の前記反応からの少なくとも１つの液体生成物を含む、請求項２９に記載のデバイス。
33. 前記液体混合物が、前記第１の試薬の未反応部分を含む、請求項３２に記載のデバイス。
34. 化学反応によって治療用流体を送達するためのデバイスであって、前記デバイスが、装填構成および送達構成を有し、
    バレルと、
    前記装填構成と前記送達構成との間で前記バレルに対して第１の長手方向において移動するアクチュエータと、
    前記装填構成と前記送達構成との間で前記アクチュエータの前記第１の長手方向とは反対側の第２の長手方向において移動するピストンと、
    前記送達構成から前記第２の長手方向における前記アクチュエータの移動を防止するロック機構と
    を備える前記デバイス。
35. 前記治療用流体を送達するように、前記装填構成と前記送達構成との間で前記バレルに対して前記第１の長手方向において移動するプランジャをさらに備える、請求項３４に記載のデバイス。
36. 前記ロック機構が、Ｃ字形リングを備える、請求項３４に記載のデバイス。
37. 前記ロック機構が、前記装填構成において半径方向内向きに圧縮され、前記送達構成において半径方向外向きに拡張されている、請求項３４に記載のデバイス。
38. 前記拡張ロック機構が、前記送達構成において前記バレルのリップと係合する、請求項３７に記載のデバイス。

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