JP2022171885A - ペンニードルハブの注射深さの最適化 - Google Patents

Abstract

【課題】従来装置は、意図された使用に全体的に適しているが、薬物または薬剤を選択された目標領域に送達するためにカニューレの貫入深さを制御するための改良された装置に対する継続的な要求が存在している。【解決手段】ペンニードル用のニードルハブ（１０）は、患者の皮膚と接触するための拡大された表面を備えて提供される。拡大された表面は、ニードルまたはカニューレが皮膚を所望の深さまで貫入することができ、ニードルまたはカニューレの実質的に全体の露出された長さが皮膚を所望の深さまで貫入することを可能にする、寸法および形状を有する表面を備えて提供される。ニードルハブの表面は、約１～５ｍｍ2の表面積を有する第１の接触表面を形成する内側円錐形状部材（２６）と、第２の接触表面を形成する、周辺縁にある外側リング（２８）とによって、約１５から５０ｍｍ2の合計表面積を有して形成され得る。【選択図】図２

Description

本出願は、２０１７年２月１６日出願の米国特許仮出願第６２／４５９，７２７号明細書に対する優先権を主張し、参照によりその全体が組み込まれる。

本発明は、ニードルまたはカニューレの挿入深さを制御するように構成されたニードルハブおよびニードルハブ面を対象にする。本発明はまた、初期挿入中および患者への物質の注入中にニードルの貫入深さを制限する界接特徴を備えたニードルハブを有する、ペンニードルを対象にする。接触面は、貫入または挿入の深さを最適化するように構成され、ここでは実質的に、ハブから露出したニードルまたはカニューレの全長を皮膚に挿入することができ、それにより、向上した貫入深さの安定性を提供する。ニードルハブは、皮膚の表面に印加された表面圧力を選択された領域内に集中させて、皮膚内への貫入深さを制御するための、特定の領域を備えたハブ面を有する。

患者の皮膚へのニードルの挿入は、主に、ニードル支持体の特徴または構造ではなく、ニードルの特徴に基づいて決定され、これは、非特許文献１に開示されている。患者の皮膚へのニードル挿入は、通常、注射深さに影響を与える３つの段階に分類される。第１段階は、ニードルと皮膚との初期接触に相当し、ここでは皮膚の表面を穿孔することなく、組織が変形する。第２段階は、皮膚の穿孔および皮膚の弛緩を指し、このときニードルの挿入力は止められている。第３段階は、ニードルが抜かれる段階であり、ニードルが抜かれるにつれて、皮膚を外方向に引っ張り、または伸張させるものである。

支持構造がニードルの注射または抜き取り中に皮膚と接触しない、さまざまな注射装置が生み出されてきている。他の装置も提案されてきており、ここでは装置の端面は、皮膚の表面と接触して患者への貫入深さを制限するように位置決めされる。

ペン注射器送達装置が、非経口薬剤の自己投与を容易にするために開発されてきた。ペンニードルは、ニードルベースの注射システムの構成要素であり、接着剤を使用してプラスチックハブ内に組み付けられた両頭カニューレからなる。ハブは、雌ねじを有し、それにより、ハブをペン注射器装置に取り付けることを可能にする。ペンニードル取付具は、カニューレの近位端部が薬剤カートリッジのゴムセプタムを貫通して流体流路を作りだすことを可能にする。多くの糖尿病患者の場合、血糖制御の維持は、便利で目立たない、バイアルおよびシリンジの代替となるように開発されたペン注射器送達装置を使用して、皮下（ＳＣ）組織内へのインスリンの頻回投与を実行することによって達成される。数多くのペン注射器が、使い捨て構成または複数回使用構成として市販されており、その各々は、さまざまな患者中心の特徴を提供している。遠位のペンニードルカニューレは、送達部位と接触し、送達のための導管を提供する。ペンニードル設計は、標的組織空間への安定した送達を可能にし、注射液の漏出を最小限に抑え、注射に関連する出血および損傷などの痛み／不快感および副作用を低減するように意図される。主な設計特徴、ニードルの長さ／ゲージおよびハブ面の幾何学的形状は、送達システムの機構および注射技術と共に、注射の成功を決定づけるものである。

注射は、皮膚の皮内領域、皮下領域、および筋肉内（ＩＭ）領域内で行われてもよい。インスリンを含む、多くのタイプの注射可能な薬剤の場合、ＳＣ領域が注射の投与に好ましい。例として、非特許文献２を参照されたい。

ニードルの長さ、例えば約４ｍｍから５ｍｍの長さを有するニードルなどが、薬剤を皮下領域内の特定の目標深さに注射するために適応される。本発明は、ニードルを所望の目標深さに安定して挿入できるような構造を提供する。従来のペンニードルは、ハブから延びる軸方向のポスト上に支持されたカニューレを有する。ポストは、狭い部分と、注射中に皮膚に接触しない、相対的に広い基部と、を形成する。当技術分野で知られている他のペンニードルでは、注射部位に接して置かれるハブの遠位面は、相対的に大きくすることができ、縁にわずかなテーパが提供されることがある。ハブの縁は、カニューレが患者の皮膚表面に対して角度を付けて挿入されたときに、皮膚と係合することができる。

Ｎｅｅｄｌｅ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ；Ｉｄｅｎｔｉｆｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ，Ｌ．Ｂａｒｂｅ，Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ２ （２０７） １９１－１９８ Ｌｏ Ｐｒｅｓｔｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｓｋｉｎ ａｎｄ ｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｔ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ｉｎ ｃｈｉｌｄｒｅｎ ｗｉｔｈ ｄｉａｂｅｔｅｓ：ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｆｉｎｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｇｉｖｉｎｇ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，Ｐｅｄｉａｔｒｉｃ Ｄｉａｂｅｔｅｓ （２０１２）

従来装置は、意図された使用に全体的に適しているが、薬物または薬剤を選択された目標領域に送達するためにカニューレの貫入深さを制御するための改良された装置に対する継続的な要求が存在している。

本発明は、注射装置、特にペン注射器などの注射装置と共に使用するためのニードルハブを対象にする。本発明は、さらに、薬物、薬剤、または他の物質を患者に、皮膚の表面に対する所望の深さで注射するための注射装置を対象にする。ニードルハブは、皮膚との接触表面を形成するハブ面を有し、また、ニードルまたはカニューレによる貫入深さを制御および最適化して、ニードルまたはカニューレによる所望の深さ以上の貫入を阻害するための所定の形状、寸法、および幾何学的形状を含む。ニードルハブは、露出したカニューレまたはニードルの全長が組織に挿入されるように挿入深さを最適化し、それにより、注射の深さの向上した安定性を提供する。ニードルハブは、ユーザによって印加された挿入力の範囲にわたって、カニューレ挿入の深さの安定性を提供する形状および構成を備えた、皮膚接触面を有する。

本発明の一実施形態におけるニードルハブ面は、ニードルの貫入深さを制御する形状および寸法によって決定された表面幾何学形状を備えた皮膚接触表面を有する。ニードルハブの面は、皮膚に印加された圧力を注射部位に集中させて、貫入深さを制御しながら挿入深さを最大化する、表面領域を提供する。一実施形態において、ニードルハブは、ニードルの長さを補完してニードルまたはカニューレによる筋肉内貫入を最小限にする、形状および寸法を有する。ニードルハブ面は、皮膚の選択された表面領域上に力を分配して、ニードルまたはカニューレの実質的な全長が皮膚または組織に所望の深さで貫入することを可能にしながら、所定の深さ以上の貫入を阻害する、寸法および構成を有することができる。

本発明の一実施形態において、皮膚に対して圧力または力を集中させるためのニードルの基部周りの領域と、挿入中の皮膚の変形を制限することにより挿入中の挿入深さを制御するための周囲特徴と、を有する接触面を備えたニードルハブを有する、注射装置が提供される。接触面の輪郭は、与えられたニードルの長さに対して、ニードルの最大貫入深さを提供する。ハブの周囲は、皮膚表面とニードルハブとが完全に係合した時、ユーザによって印加された圧力または力を皮膚の所定の表面領域に分配する形状を有する。ニードルハブの周囲は、挿入力を皮膚の表面領域上に分配することにより、ニードル貫入および皮膚の変位を制限する形状および寸法を有し、注射部位における皮膚の偏りおよび歪みを制御する。

本発明の別の特徴は、患者による向上した快適感の知覚を伴う所望の圧力分布を提供するための、所定の輪郭を有する接触表面を備えた、ニードルハブを提供することである。ニードルハブの接触表面は、図示する実施形態において、円錐状または凸状の形状を有する。

本発明の一実施形態において、ニードルハブは、送達容量の範囲にわたって物質の安定した送達を提供するため、および、安定性があり、再現可能な操作者内および操作者間の送達結果を提供するための形状および寸法を備えた、接触表面を有する。

本発明のニードルハブはまた、１～６０Ｕの用量における、漏れ、浮腫、および紅斑などの注射の副作用を最小限に抑える皮膚接触面も提供する。接触表面は、ユーザにより知覚される低レベルの痛みおよび不快感をもたらす形状および寸法を有する。本発明のニードルハブはまた、使用の不安感を低減する、より小さく／より短く知覚されるプロファイルを提供する。

本発明の一実施形態は、主にペン注射器装置用のニードルハブを提供し、ここで、ニードルハブの接触表面は、異なるユーザ間の注射技術の影響を低減し、皮下送達のための短いペンニードルの安定した導入を提供する、形状および寸法を有する。ニードルハブは、ニードルハブが患者の皮膚に押しつけられたとき、皮膚の表面の変形を制御することにより、最適な貫入深さおよび注入される物質の送達を提供するように構成される。

本発明のこれらおよび他の目的は、約１ｍｍ²から５ｍｍ²の初期接触表面領域を形成する形状を備えた皮膚接触面を有する、ペンニードル用のニードルハブを提供することにより達成される。別の実施形態において、初期接触表面は、約１～１０ｍｍ²であり得る。ニードルハブは、皮膚と完全に接触した時、約５～５０ｍｍ²の表面積を有する形状を有する。一実施形態において、完全接触における表面積は、約１５から約３５ｍｍ²であり得る。

本発明の特徴は、基本的に、ペン注射器送達装置に結合するように構成されたニードルハブを提供することによりもたらされ、ここでニードルハブは、近位端部および遠位端部を備える本体を含み、近位端部はペン注射器送達装置と結合するように構成される。カニューレは本体と結合し、患者への挿入のために遠位端部から延びる。遠位ハブ端部は、患者の皮膚へカニューレを挿入する際に、患者の皮膚表面と接する。接触表面は第１の部分を有し、これはカニューレの基部を取り囲み、約１～５ｍｍ²の表面積を有する環状の第１の接触表面を形成する。接触表面は第２の部分を有し、これは環状の第１の接触表面を取り囲み、環状の第１の接触表面から外側に径方向に離間され、環状の第２の接触表面を形成する。ここで、第１の接触表面および第２の接触表面は、約１５～５０ｍｍ²の合計表面積を有する。別の実施形態において、環状の第１の接触表面および環状の第２の接触表面は、約１５ｍｍ²から約３５ｍｍ²の合計表面積を有し得る。一実施形態において、内側円錐形状部材は、第１の接触表面を形成し、第２の接触表面を形成する外側リングから約０．５ｍｍの距離を軸方向に延びる。

本発明の特徴は、ペンニードルに結合するための本体と、本体の遠位端部から延びるポストと、ポストに結合されたカニューレと、を有する、ニードルハブを備えた薬剤ペンを提供することで、薬剤を薬剤ペンで注射するための方法を提供することにより、さらに達成される。ポストは、皮膚へカニューレを挿入する際に患者の皮膚と接触するための、接触表面を有する。接触表面は、約１～５ｍｍ²の表面積を有する環状の第１の接触表面を形成しながらカニューレを取り囲む第１の部分と、第１の部分を取り囲み、第１の部分から外側に径方向に離間され、環状の第２の接触表面を形成する第２の部分と、を有し、ここで、第１の接触表面および第２の接触表面は、約１５～３５ｍｍ²の合計表面積を有する。

本発明の１つの特徴は、凸状表面を形成する、実質的に円錐形状を有する皮膚接触表面を備えたニードルハブを提供することである。一実施形態において、円錐形状の皮膚接触表面は、凸状表面に対して、約０．３から０．７ｍｍの軸方向高さを有するニードルハブの遠位面から突出する、中央に配置された円錐形状の環状部分を有する。カニューレは、皮膚を貫入するために、環状部分の中央部分から延びる。本発明の一実施形態において、ニードルハブの凸状接触表面は、約０．５から２．０ｍｍの軸方向高さと、約５．０から８．０ｍｍ、典型的には約５．０から７．０ｍｍの幅とを有し、皮膚と接触し、カニューレによる皮膚内への制御された貫入深さを提供するために十分な表面積および適切な形状を提供する。

本発明の別の特徴は、皮膚を貫入するためのカニューレを有する注射装置を提供することであり、装置は、カニューレの基部周りに、貫入深さを制御するための幅および高さを有する実質的に凸状の表面を有する、皮膚接触表面を有する。凸状表面は、カニューレの挿入中に皮膚の変形を制御して、カニューレが皮膚を貫入して筋肉内層まで達することを防ぐ、高さおよび幅を有する。

ニードルハブの凸状の湾曲した接触面は、患者の注射部位と接触して、患者により優れた快適感および安定性を提供するための表面積を提供する。インスリンおよび他の糖尿病関連の薬物は、皮下領域に送達されることが多いため、ニードルの貫入深さを制御することが望ましい。

さまざまな実施形態のそれぞれの好ましい特徴または任意選択の特徴を他の特徴と組み合わせてもよく、１つまたは複数の特定の特徴と組み合わせて説明した特徴もまた、他の実施形態の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせてもよいことが理解されるであろう。

本発明のこれらおよび他の特徴は以下の本発明の詳細な説明から明らかとなり、図と共に本発明のさまざまな実施形態を開示するであろう。

以下は、図の簡単な説明である。

本発明の一実施形態におけるニードルハブの側面図である。 図１のニードルハブの上部斜視図である。 図１の実施形態におけるニードルハブの上面図である。 図１のニードルハブの底面図である。 ニードルハブの側部断面図である。 皮膚へのカニューレの初期挿入および皮膚内への初期貫入深さを示す、ニードルハブの側面図である。 皮膚に挿入されたカニューレおよびニードルハブの端部表面の形状に適合するように弛緩する皮膚、および貫入深さを示す、ニードルハブの側面図である。 ニードルの着座深さの密度分布を示す図である。

本発明のペンニードルは、薬剤または他の物質を患者に注射するためのペン注射器装置に取り付けられるニードルハブを指す。ニードルおよびカニューレという用語は、本明細書において同じ意味で用いられ、対象者の注射部位へ挿入するための鋭利な端部を有する細い管状部材を指す。遠位方向は、注射部位に向かう方向であり、近位方向は、反対方向である。軸方向は、ニードルおよびニードルハブの長手方向軸に沿う、またはこれに平行な方向を指し、径方向は、軸方向に対して垂直の方向を指す。ペン注射器装置は、従来技術で知られているような標準的な装置であることができ、ここで、ニードルハブは、物質を患者に送達するためのペン注射器の端部に取り付けられ得る。使用後、ニードルハブは取り外されて破棄され、次の注射のために新しいニードルハブに交換される。

成人の皮内層は、通常、約２から３ｍｍの厚さを有し、それにより、皮内注射深さは、皮膚の外側表面から測定して、約０から３ｍｍの範囲である。皮下層の厚さは、患者の年齢、性別、肥満度指数（ＢＭＩ）、および注射が投与される体の部位に応じて変わる。皮下領域は、約７ｍｍから約１５ｍｍの平均厚さを有する。インスリンは、好ましくは、皮下領域に送達される。

本発明は、注射装置、特に皮膚を所定の貫入深さまで貫入するための所定の長さを有するカニューレを備える、ニードルハブを対象にする。ニードルまたはカニューレは、たとえば、３～８ｍｍであることができ、３１～３３ゲージであることができる。他の実施形態において、ニードルまたはカニューレは、意図する目的に適した他のゲージであることができる。一実施形態において、ニードルは４～８ｍｍであることができる。他の実施形態において、ニードルは２７～３３ゲージであることができる。ニードルハブは、カニューレが皮膚を貫入するときに、皮膚と接触し、これを変形させる皮膚接触表面を有し、制御された貫入深さを提供する。接触表面は、皮膚の適切な表面領域にわたって挿入力を分散させることにより、カニューレ挿入中、皮膚の変形を制御して皮膚内への貫入深さを制限する、所定の形状、幅、および高さを有する。約３ｍｍ以下の小さく狭い皮膚接触表面を有する装置での印加力は、使用中に装置が皮膚に押しつけられたとき、カニューレ周りの皮膚を圧迫することができる。集中的な圧迫は、カニューレを皮膚内の所望の深さより下に貫入させることがある。本発明のニードルハブの外周は、圧力を分散させて皮膚の圧迫およびカニューレの貫入深さを制限する。一実施形態において、ニードルハブは、ユーザによって印加加えられる通常のまたは普通の挿入力によって、カニューレの全長が組織に挿入されるような形状および構成を備えた、皮膚と接触する表面領域を有する。接触表面の形状および構成は、印加力の範囲にわたって皮膚内への注射深さの向上した安定性を提供する。

カニューレを取り囲むペンニードル装置の皮膚接触表面は、皮膚と接触して接触圧力を分散させ、カニューレの貫入深さを制限または制御するように構成された幅および高さを有する。本発明の一実施形態において、ペンニードル装置は、約４ｍｍのカニューレの貫入を得るように構成される。皮膚接触表面は、カニューレの貫入中、装置が皮膚に押しつけられたとき、皮膚表面の変形の形状、幅、および深さを制御するようにさらに構成される。幅は、皮膚へのカニューレの初期挿入中に皮膚と接触する表面領域、およびユーザによって印加される通常の力における薬物の注射または送達中に皮膚と接触する表面に対応する。高さは、接触表面の外側周辺縁と、接触表面の近位端部を形成するカニューレの基部との間の軸方向の距離を指す。接触表面の表面領域および形状は、ニードルまたはカニューレの全長または実質的な全長が、貫入深さを制御しながら皮膚を貫入することを可能にするように構成され得る。

一実施形態におけるニードルハブは、カニューレを取り囲む、約１．０ｍｍ²から約５．０ｍｍ²の、皮膚と最初に接触するための第１の接触表面領域を有する。他の実施形態において、第１の接触表面は、約１．０から４．０ｍｍ²の表面積を有する。環状形状の第２の接触表面は、第１の接触表面領域を取り囲み、これから径方向に外側に、かつ軸方向に離間されており、約１０．０から４０ｍｍ²の表面積を有する。さまざまな実施形態において、ニードルハブの皮膚接触表面領域は、約１５．０ｍｍ²から５０．０ｍｍ²を有する第１の接触表面領域および第２の接触表面領域によって画定された、表面領域を有する。一実施形態において、第１の接触表面領域および第２の接触表面領域の合計表面積は、約１５．０から３５．０ｍｍ²であり得る。さらなる実施形態において、第１の接触表面領域および第２の接触表面領域の合計表面積は、約１５．０から２０．０ｍｍ²であり得る。さらなる実施形態において、第１の接触表面領域は、約１ｍｍ²から５ｍｍ²の表面積を有することができ、第２の接触表面領域は、約１０ｍｍ²から３０ｍｍ²の表面積を有することができ、それにより約１５ｍｍ²から約３５ｍｍ²の合計表面積を提供する。

ニードルハブの皮膚接触表面は、実質的に円形の形状と、丸みのある、または、湾曲した凸状プロファイルとを有することができ、カニューレは円形の皮膚接触表面の中心軸に沿って配置される。接触面の湾曲したまたは傾斜した表面は、カニューレの基部にある中心点に向けて収束し、ここでカニューレは、ニードルハブから延びて接触表面の基部から最も遠い接触面の外側端部を画定する。この実施形態におけるカニューレは、約４．０ｍｍから約６．０ｍｍの長さを有し、薬物、特にインスリンを、特定の薬剤に対する皮膚の目標深さまで送達するための深さおよび皮膚層まで皮膚を貫入する。別の実施形態において、カニューレは、約３．５から約８．０ｍｍの長さを有する。

図示する実施形態において、ニードルハブは、ハブの外側周辺縁からカニューレの基部にあるニードルハブの接触表面の遠位の軸方向端部まで延びる、実質的に凸状の形状を有する皮膚接触表面を有し、それにより、皮膚接触表面は、実質的に半球状または円錐の形状を有して、カニューレの初期貫入中および薬物の送達のための完全な挿入中、皮膚と接触する。ニードルハブの皮膚接触領域の凸状表面は、外側リングによって形成された接触表面の外側周辺縁から、カニューレを取り囲み、周辺縁から軸方向に離間された接触表面の最も外側の中央円錐部分まで測定して、約２．０から８．０ｍｍの幅または直径と、約０．５から約１．０ｍｍの軸方向高さとを有することができる。一実施形態において、ニードルハブの凸状表面を形成する軸方向面は、約５．０から９．０ｍｍの直径を有し、約２０．００ｍｍ²から約７０．０ｍｍ²、典型的には約２５．０から６５．０ｍｍ²の合計表面積を提供することができる。別の実施形態において、軸方向面は、約５．０から約７．０ｍｍの直径を有する。

一実施形態において、凸状皮膚接触表面は、約０．５ｍｍの高さと、第１の接触表面領域および第２の接触表面領域によって形成された約１５ｍｍ²から２０ｍｍ²の組み合わせられた、または合計の皮膚接触表面積とを有する。第１の接触表面および第２の接触表面は、約２から３ｍｍの距離を離して離間され得る。高さは、ニードルハブおよび外側リングの外側縁から、ニードルハブの中央内側円錐形状部材の軸方向面までの軸方向距離によって測定され、通常、約０．５から１．０ｍｍである。ニードルハブの合計の軸方向表面領域は、第１の接触表面、第２の接触表面、および第１の接触表面と第２の接触表面との間の領域によって形成され、約２５．０から６５．０ｍｍ²であることができる。

接触表面領域の直径、高さ、および合計表面積の間の関係は、カニューレが皮膚に挿入されたとき、ニードルハブに通常加えられる印加力の範囲にわたってカニューレの制御された貫入深さを提供する。図示するニードルハブは、主に、ペン注射器送達装置と共に使用することを対象にする。他の実施形態において、接触表面の構成は、再使用可能な、または使い捨ての注射器装置、自動注射器、シリンジ、パッチポンプまたは皮膚との接触を必要とする他の送達装置と共に使用するのに適している。

本発明の一実施形態において、ニードルハブの皮膚接触表面は、中央の内側円錐形状部材と、内側円錐形を取り囲み、これから径方向に外方向に離間され、内側円錐形との間に環状凹部を形成する外側リングとを備えた、実質的に円錐の形状を有する。一実施形態における外側リングは、ニードルハブの接触面の外側周辺縁を形成する。一実施形態における凹部は、皮膚へのカニューレの挿入中、装置が皮膚に押しつけられたとき、皮膚が凹部の底部と接触することを可能にする深さを有する。他の実施形態では、凹部は、皮膚が凹部の底部と接触しない深さを有する。１つの実施形態では、凹部の深さおよび径方向の幅は、カニューレの貫入中、皮膚表面の変形を制御して貫入深さを制御する接触表面の部分を形成するように構成され得る。凹部は、約０．４から２．０ｍｍの深さ、通常は約０．４から１．０ｍｍの深さを有することができる。凹部は、ニードルハブの外側周辺縁において外側リングにより、および接触表面の中央においてカニューレを取り囲む内側円錐リングにより、画定され得る。他の実施形態では、皮膚接触表面内に形成された凹部は、約６から３５．０μｌの容積を有することができる。

内側円錐形状部材は、約２．０から約４．０ｍｍ、典型的には約２．０から３．０ｍｍの外径と、約１．０から５．０ｍｍ²の範囲の軸方向接触表面領域と、を有する内側環状リングを形成する。一実施形態において、外側リングは、約１０．０から３５．０ｍｍ²の軸方向表面領域を有することができる。内側円錐形状部材は、カニューレが最初に皮膚に挿入されたときの初期接触表面を形成することができる。内側円錐形状部材は、外側リングの軸方向面の外側縁に対して０．３～０．７ｍｍの軸方向高さを有することができる。別の実施形態では、内側円錐形状部材は、外側リングの外側縁に対して約０．５から１．０ｍｍの軸方向高さを有することができる。ニードルハブは、１～１５ｍｍ²の初期接触表面領域と、５～５０ｍｍ²の完全着座表面積とを有することができる。一実施形態において、初期接触表面領域は、内側円錐形状部材の軸方向面により形成される。

一実施形態において第２の接触表面を形成する外側リングは、患者の皮膚と接触するための約１０．０～３０．０ｍｍ²の軸方向表面領域を有することができる。外側リングは、凹部の底部から、約０．４から約１．２５ｍｍの軸方向高さを有することができる。患者の皮膚へカニューレまたはニードルを挿入する、および引き抜く間、カニューレの貫入に影響を与える皮膚表面の歪みおよび変形が引き起こされる。図１～７を参照すれば、本発明の一実施形態は、ペンニードルと連結するための本体１２と、カニューレ２０を支持し、挿入および注射中に患者の皮膚と接触するための面を形成するポスト１４と、を有するニードルハブ１０である。本体１２は、側壁１６と、本体の中心軸に向かって内方向に延びる肩部１８とを備えた、実質的に円筒形状を有する。図示する実施形態では、肩部１８は、本体の長手方向軸に対して実質的に垂直に延びる。

ポスト１４は、肩部１８から軸方向に延び、カニューレを支持し、皮膚接触表面を画定する軸方向面２４を備えて形成される。ポスト１４は、使用中にポストの面特徴のみが皮膚と接触するような距離で、本体１２から延びる軸方向高さまたは長さを有する。ポスト１４の軸方向面２４は、使用中、ニードルハブの皮膚接触表面を形成する。軸方向面２４は、接触表面の第１の部分および第１の接触表面を形成するためにポスト１４から軸方向に突出する、せり出した中央円錐形状部材２６によって形成される。ポストの周囲に形成された環状外側リング２８は、第２の接触表面領域を形成する。環状形状凹部３０が、中央円錐形状部材２６と外側リング２８との間に形成される。軸方向面２４および皮膚接触表面は、外側リング２８の外側周辺縁および内側円錐形状部材２６によって画定される。図示する実施形態では、環状凹部３０は、中央円錐形状部材２６と外側リング２８との間に延びる、実質的に円錐形状を有する底部表面３４を有し、それにより、底部表面３４は、内側部材２６から外方向に、外側リング２８に向かって傾斜して延びる。図示する実施形態では、環状凹部３０は、内側部材２６および外側リング２８に対して実質的に均一の深さを有する。底部表面３４は、実質的に均一の深さの連続表面を形成し、内側部材２６および外側リング２８の軸方向面によって形成された曲率を補完する、円錐曲率を有する。

中央円錐形状部材２６は、ポスト１４の軸方向面から延びて、図１に示すように、ニードルハブの軸方向寸法に関して、外側リング２８の軸方向高さより大きい軸方向高さを画定する。中央円錐形状部材２６の高さ、外側リング２８の高さ、およびこれら高さの相違は、初期挿入中は皮膚の歪みおよび偏向に寄与し、使用中、皮膚が弛緩した後は、カニューレの貫入深さの制御に寄与する。円錐形状部材２６の軸方向面と外側リング２８の軸方向面との間の軸方向空間は、中央円錐形状部材２６が第１の接触表面によって皮膚と初期接触して皮膚を変形させ、圧力を中央部材に集中させることを可能にする。次いで、第２の接触表面を形成する外側リング２８が皮膚と接触して、軸方向面の全幅にわたって圧力を分散させることにより、中央円錐形状部材２６の高さの違いによって貫入深さおよび皮膚の変形を制限し、制御する。

図示する実施形態における中央円錐形状部材２６は、ポスト１４の軸方向中央に位置決めされた、実質的に環状のリング様形状を有し、ポスト１４の軸方向に延びる。中央円錐形状部材２６の環状軸方向表面３８は、軸方向に外方向に面して内側リングを形成し、ニードルハブ１０の皮膚接触表面の環状の第１の接触表面を形成する、第１の皮膚接触部分を画定する。図１～３および５に示す実施形態では、中央円錐形状部材２６は、カニューレおよびカニューレをハブ１０に固定するための接着剤を受け入れるための接着剤ウエル３２を形成する、中央凹部を有する。接着剤ウエル３２は、カニューレがペン注射器装置と連通するためのハブを通って延びるための軸方向通路を有する。接着剤ウエルは、内側円錐形の内側縁において約１．５から２ｍｍの直径を有することができる。

図１～３および５に示すように、中央円錐形状部材２６は、軸方向面３８と共に円錐形状を形成する環状外側表面３６を有する。図示する実施形態における外側環状表面３６は、実質的に軸方向に延び、僅かな外方向テーパを有して形成される。図示する実施形態では、軸方向面３８は、ニードルハブおよび中央部材２６の中央長手方向軸に対して外方向に延びる表面を有する。図示する実施形態では、中央部材２６の軸方向面３８は、僅かな曲率を有し、内側円錐形状部材２６の内側縁から外側周辺縁に向かって湾曲する円錐形状を形成して、円錐形状皮膚接触表面の第１の部分を形成する。これまで論じたように、軸方向面３８は、第１の接触表面を画定し、通常、約１から約５ｍｍ²の表面積を有する。

外側リング２８は、丸みのある湾曲した内側縁と、ポスト１４の外側環状表面と共に収束する、丸みのある外側縁とを備えた、僅かに湾曲した軸方向面４０を有する。中央円錐形状部材２６の軸方向面３８は、ポスト１４の周辺縁に向かって僅かに外方向に傾斜して、実質的に円錐形状の接触表面を形成する。軸方向面３８は、ポスト１４の接触表面の第１の部分を形成する。外側リング２８の軸方向面４０は、接触表面の第２の接触表面部分を形成する。円錐形状部材の軸方向面３８の曲率半径は、外側リング２８の軸方向面４０の曲率半径を補完し、連続的な曲線を形成するように位置合わせされる。

図示する実施形態における外側リング２８の軸方向面４０および内側円錐形状部材２６の軸方向面３８は、約６から約９ｍｍの曲率半径を有する曲率を形成するように配向される。外側リングの軸方向表面４０は、約１０．０から約４０．０ｍｍ²の表面積を有する第２の接触表面を形成することができる。外側リング２８および軸方向面４０は、約５．０から７．０ｍｍの直径を有することができる。一実施形態では、軸方向面３８は、ニードルハブの長手方向軸に対して垂直に、および中央円錐形状部材の軸に対して垂直に延びる、実質的に平坦な表面を有することができる。

一実施形態では、ニードルハブは、約５．０から約１０ｍｍ²の表面積を有する環状軸方向面３８を有する内側円錐形状部材２６と、約２５．０から４０ｍｍ²の表面積を有する環状軸方向面４０を有する外側環状リング２８とによって形成された、約５．０から約７．０ｍｍの直径を有する軸方向面を有し、ここで、円錐形状部材２６の軸方向面３８によって形成された第１の接触表面および外側リング２８の軸方向面４０によって形成された第２の接触表面の合計表面積は、約３０．０ｍｍ²から約５０．０ｍｍ²である。内側円錐形状部材および外側リングは、一実施形態では約１から３ｍｍの距離で離間させることができ、ここで、外側リングおよび接触表面の外形寸法は、約６～８ｍｍである。他の実施形態では、内側円錐形状部材および外側リングは、約２から３ｍｍの距離で離間させることができる。別の実施形態では、第１の接触表面は、約５～１０ｍｍ²の表面積を有することができ、第２の接触表面は、約１０～２５ｍｍ²の表面積を有することができ、それにより、約１５～３５ｍｍ²の合計表面積を提供する。内側円錐形状部材および外側リングは、約０．３から１．０ｍｍの距離で軸方向に離間させることができる。別の実施形態では、内側リングは、約０．３ｍｍから０．７ｍｍ、通常は約０．５から１．０ｍｍで軸方向に離間させることができる。

さらなる実施形態では、内側円錐形状部材２６は、円錐形状部材の内側縁から外側縁まで測定して、約０．８から１．２ｍｍ、典型的には約１．０ｍｍの径方向幅を有することができる。内側円錐形状部材は、一実施形態では、約３．０から４．０ｍｍの表面積を有することができる。一実施形態では、内側円錐形状部材は、約３．５から３．７ｍｍ²の表面積を有する。外側リング２８は、外側リングの外側縁から内側縁まで測定したときに、約１．２から１．７ｍｍ、通常は約１．５ｍｍの径方向幅を有することができる。外側リングは、約１４．０から１６．０ｍｍ²の表面積を有することができる。一実施形態では、外側リングは、約１５．０から１５．５ｍｍ²の表面積を有することができる。ニードルはまた、５ベベルニードルまたはカニューレであることもできる。

図６および７に示すように、ニードルハブ１０は、カニューレ２０の挿入中、患者の皮膚４２と接触して、カニューレを皮膚内の所望の深さに位置決めする。図５に示すように、カニューレ２０は、皮膚４２に挿入され、ここでは中央部材２６の軸方向接触表面は、皮膚と初期接触して皮膚を押し下げる。カニューレ２０をさらに挿入した結果、外側リング２８の軸方向接触表面は皮膚４２と接触して、皮膚の変形を制限し、皮膚内へのカニューレ２０の貫入深さを制御する。図６を参照すれば、ニードルハブ１０のポスト１４の内側部材２６は、初めに皮膚４２と接触して、下方向の挿入力によって皮膚の歪みを生じさせる。図６に示すように、外側リング２８は皮膚と接触して、皮膚との表面接触を増大させ、圧力を分散させて貫入深さを制限する。外側リング２８に対する中央部材２６の高さ、および内側部材と外側リングとの合計表面積を含むハブの形状および寸法は、与えられた印加力に対する、組織による圧迫および弛緩の程度に影響を与える。挿入後、皮膚４２は図７に示すように弛緩し、それにより、カニューレ先端部は、注射される物質を送達するための所望の深さにある。貫入深さは、以下のように表現され得る。

ｆ（深さ）＝Ｌ＋ｌ₀＊σ／Ｅ＋ψ
式中
Ｌ＝有効ニードル長さ
Ｅ＝σ／ε 組織弾性率
σ＝Ｆ_n／Ａ 圧迫応力
ε＝Δｌ／ｌ₀ 印加された応力による変形
Ｆ_n＝法線成分力
Ａ_c＝断面界接表面積、＝ｆ（ｚ）
ｌ₀＝圧迫されていない長さ
Δｌ＝長さの変化
ψ＝経験的データによって補正決定されたテンティング（ｔｅｎｔｉｎｇ）係数
ｆ（ｚ）＝初期表面積、円錐形高さ、円錐形高さ＞ｚ≧０＝増大された表面積、ｚ＞円錐形高さ
＊表面積（ＳＡ）は、独自の面幾何学的形状の特徴に依存する。固体モデルを使用して、ニードルｚ軸並進に対する接触表面積を特定し、ｆ（ｚ）関数生成を可能にする。単層組織モデルが、本発明の動作原理の説明目的のために提供される。

皮膚接触表面の形状および構成に基づくニードル貫入深さは、図８に示される。図８は、ニードルが組織内の指定された目標深さに着座していることを示す密度プロットを示す図である。グラフでは、装置Ａは、図１に示す装置に対応する。皮膚表面から２Ｕデポー剤の上部までが測定され、この測定値は、より多くの容量送達によって起こり得る不均一なデポー剤の分散からのコンボリューションをせずに、組織内のニードル貫入深さを表す。装置Ｂおよび装置Ｃは、従来の装置である。ニードル着座深さ平均／標準の（ｓｄ）プールされた横断して印加される力レベルは、履歴データに類似しており、ここでは印加力は測定されなかった。

ニードルハブ１０は、ペン注射器と共に使用可能であるように構成される。図４および５に示すようなニードルハブ１０の本体１６は、典型的な方法でペン注射器に連結するための、ねじ山４４を備えた壁を有する。カニューレ２０は、送達される物質が入ったカートリッジのセプタムを突き刺すために、ニードルハブの中央内に下方向に延びる。この実施形態では、内部リブ４６が上壁４８からポスト１４の全長を延びて、追加の強度および完全性をニードルハブ１０に提供する。内側ポスト５０は、カニューレ２０を支持するために、上壁４８から、ポスト１４の軸方向長さに対応する長さを延びる。リブ４６は、ポスト５０およびカニューレ２０を支持するために、ポスト１４の内側表面から内側ポスト５０の外側表面までの間を延びて、ペン注射器に連結したときのカニューレ２０およびポスト５０の曲がりまたは偏向に抵抗する。図示する実施形態では、リブ４６は、ポスト５０を安定化させる軸方向長さを有する。

非経口送達システムの特徴は、装置と送達部位との間の界接面であり、ここでは組織生物力学が装置の機能に影響を与える。装置の構造および設計は、これらの要因に対応する。送達機構、バイオ界接面、ならびに送達性能を決定する薬剤の物理的および化学的特性の間の複雑な関係は、よく理解されていない。従来の装置は、通常、長さ、ゲージ、貫入力、潤滑および流れ特性などのニードルまたはカニューレの特徴に焦点をあてている。ペンニードル設計およびニードルハブ面の幾何学的形状は、指定された印加に対する標的組織空間内の安定性のあるニードル深さ配置を容易にする。これらの特徴は、区別可能な構成を提供し、使用中の快適感、筋肉内注射のリスクの低減、ニードルの恐怖感の低減を向上させる。ニードルハブ面の幾何学的形状、ニードル長さおよびゲージは、送達システムの機構および注射技術と共に、装置の成功を決定する。

ニードルハブの接触表面は、皮膚の変形を制御し、それによりカニューレの貫入深さを制御する幅および高さを有する。接触表面の形状および寸法は、皮膚表面との完全係合時に印加される圧力を分散させる。輪郭は、圧力分散と共に、患者に向上した快適感を提供する。ハブの高さおよび表面積ならびに周囲表面領域は、与えられた印加力に対する組織の圧迫および弛緩の程度に影響を与える。

説明する実施形態では、中央円錐形状部材２６および外側リング２８は、実質的に円筒状または環状の形状を有し、ポスト１４から軸方向に延び、ここで、中央部材２６および外側リング２８の軸方向表面は、ニードルハブ１０の皮膚接触表面を画定する。外側リング２８は、使用中に皮膚と接触する直径を有し、内側円錐形状部材２６の寸法と共に皮膚の変形を制御する。図示する実施形態では、内側円錐形状部材２６は、外側リング２８の軸方向高さより大きい軸方向高さまたは長さを有し、皮膚との初期接触を提供する。内側円錐形状部材２６との接触に続き、カニューレ２０をさらに挿入すると外側リング２８と接触し、皮膚が弛緩する。内側部材および外側リングの寸法は、所望の貫入深さおよびカニューレの長さに基づいて選択される。本明細書に説明する実施形態は、寸法の例示であり、これは、必要に応じて変更されて、使用の間カニューレの所望の貫入深さを提供することができる。

環状凹部３０の深さは、カニューレ２０による所望の貫入深さに応じて変化し得る。図示する実施形態では、環状凹部３０の径方向寸法は、内側部材および外側リングの合計径方向寸法より大きい。通常、凹部の深さが大きくなるほど、遠位面の接触表面領域は小さくなり、皮膚表面の変形が大きくなるほど、カニューレによるより深い貫入が可能になる。接触表面を形成する内側円錐形および外側リングの軸方向表面の角度は、意図する結果に基づいて選択され得る。環状凹部３０は、内側部材２６および外側リング２８の軸方向面に対する深さを有することができ、それにより、皮膚は環状凹部３０の底部表面と接触して、内側円錐形状部材２６と外側リング２８との間の皮膚変形を制御することができる。他の実施形態では、環状凹部３０の深さは、使用中に皮膚が環状凹部３０の底部と接触しないような十分な深さであることができる。

ニードルハブ装置は、浅い注射を減らす方法における使用に適し、また、薬物を患者に注射するのに適している。方法は、薬剤コンパートメントと、ペンニードルを受け入れるように構成された遠位端部と、を有するペン本体を提供することを含む。ペンニードルは、受け入れおよびペン本体への結合のために、近位側に凹部を備えた基部を有するハブを含む。遠位面として、近位側と遠位面との間を開口部が延びる。好ましい実施形態の上記の説明は、本発明を限定するとみなされるべきものではなく、本発明は付属の特許請求の範囲によって定められる。本開示は、本発明の範囲を逸脱することなく、説明される本発明の変形形態を当業者が実践することができることが意図される。本明細書および特許請求の範囲において、本明細書の数量的限定は、修飾子「約」によって限定されるように理解され、それにより、等価の結果をもたらす小さい逸脱は本発明の範囲内にある。１つの実施形態または独立請求項に関連して開示する特徴または従属請求項の限定事項は、本発明の範囲から逸脱することなく、別の実施形態または異なる独立請求項において組み合わせられてよい。

Claims (19)

1. ペンニードル送達装置に結合するように構成されたニードルハブであって、前記ニードルハブは、
   近位端部および遠位端部を備える本体であって、前記近位端部は、前記ペンニードル送達装置に結合されるように構成され、ポストが、前記本体の前記遠位端部から延びる、本体と、
   前記ポストに結合され、前記ポストから延びるカニューレと、
   を含み、
   前記ポストは、ポスト側壁および上壁を有し、前記上壁は、患者の皮膚へ前記カニューレを挿入すると前記患者の皮膚の表面と接触するための接触表面を形成する外側表面を有し、前記接触表面は、前記カニューレを取り囲み、環状の第１の接触表面を形成する、第１の部分と、前記第１の部分を取り囲み、前記第１の部分から径方向に外方向に離間され、環状の第２の接触表面を形成する、第２の部分と、を有し、
   前記第１の接触表面および第２の接触表面は、挿入力の範囲にわたって安定性のある送達を提供し、
   前記上壁は、前記上壁の内側表面から前記本体の前記近位端部に向かって延在する内側ポストを有し、前記内側ポストと前記ポストの前記ポスト側壁の内側表面との間に前記内側ポストを安定化させるための複数のリブが延在する、
   ニードルハブ。
2. 前記接触表面は、前記第１の接触表面と前記第２の接触表面との間に環状凹部を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
3. 前記第１の接触表面は、前記カニューレを挿入すると前記患者の皮膚と接触して前記皮膚の表面を変形させるように位置決めされ、前記第２の接触表面は、前記第１の接触表面と接触する前記皮膚が偏向した時に前記皮膚と接触する、請求項２に記載のニードルハブ。
4. 前記ニードルハブの前記接触表面は、前記第１の接触表面および前記第２の接触表面の合計表面積を補完して、前記カニューレが前記皮膚を所定の深さで貫入できるようにする、軸方向高さを有する実質的に円錐状の構成を有する、請求項３に記載のニードルハブ。
5. 前記カニューレは、前記接触表面および前記合計表面積の前記軸方向高さを補完して、前記カニューレが前記皮膚を所定の深さまで貫入できるようにする長さおよびゲージを有する、請求項４に記載のニードルハブ。
6. 前記第１の接触表面は、２ｍｍから３ｍｍの直径を有する、前記カニューレに隣接する湾曲した表面を有し、前記第２の接触表面は、５．０から７．０ｍｍの外径を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
7. 前記ポストの前記接触表面は、前記ポストの外側周辺縁と前記カニューレとの間を延びる実質的に凸状の表面を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
8. 前記カニューレを取り囲む前記第１の接触表面は、前記第２の接触表面の曲率半径を補完する曲率半径を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
9. 前記カニューレは、３．５から８．０ｍｍの長さを有する、請求項１に記載のニードルハブ。
10. 前記ポストは、遠位表面から延びる内側リングを有し、および、前記第１の接触表面を画定して、前記患者の皮膚内への前記カニューレの挿入中に前記皮膚の表面と接触する径方向幅を備えた軸方向遠位面を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
11. 前記ポストは、前記第２の接触表面を画定する軸方向面を有する、前記ポストから延びる外側リングを備えた外側周辺縁と、前記第１の接触表面を画定する、前記カニューレを取り囲む軸方向面を備えた内側円錐形状部材と、前記外側リングと前記内側円錐形状部材との間を延びる環状形状の凹状部分と、を有し、前記内側円錐形状部材および外側リングは、連続曲線内で位置合わせされる、請求項１に記載のニードルハブ。
12. 前記凹状部分は、前記内側円錐形状部材の前記軸方向面および前記外側リングの軸方向面と位置合わせされた連続的な凸状表面を有する、請求項１１に記載のニードルハブ。
13. 前記凹状部分は、０．４から１．０ｍｍの深さを有する、請求項１２に記載のニードルハブ。
14. 前記内側円錐形状部材および前記外側環状リングは、２～３ｍｍ離間され、前記接触表面は、５～８ｍｍの直径を有する、請求項１１に記載のニードルハブ。
15. 前記環状の第１の接触表面および前記第２の環状接触表面は、１５～３５ｍｍ²の合計表面積を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
16. 前記環状の第１の接触表面が、３～４ｍｍ²の表面積を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
17. 前記第２の部分が、１４～１６ｍｍ²の表面積を有する、請求項１に記載のニードルハブ。
18. 前記環状の第１の接触表面は、１～５ｍｍ²の表面積および０．８～１．２ｍｍの径方向幅を有し、
    前記第２の部分は、１．２～１．７ｍｍの径方向幅を有し、
    前記第１の接触表面および前記第２の接触表面は、１５～５０ｍｍ²の合計表面積を有する、
    請求項１に記載のニードルハブ。
19. 前記複数のリブが、前記ポストの前記上壁の前記内側表面から前記ポストの全体の長さにわたって延在する、請求項１に記載のニードルハブ。

Images