JP4125517B2 - 一時的に保持される押し込み手段を有する無針注射器 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ヒトまたは獣医の医学における治療上の使用のための液体活性成分の皮内、皮下または筋肉内注射のために使用される無針注射器の分野に関する。
【０００２】
無針注射器は、定義により非侵襲性である：活性成分を、それが作用すべき場所にもってくるために、皮膚を通過する針がない。無針注射器のためには、開口部または注入導管から出てくる液体活性成分の噴射が皮膚を貫通し、所望の注射のタイプに依存して、より大きいかまたはより小さい深さに浸透することが必要であり、そうするために、噴射は高速を有していなければならない。噴射が遅すぎると、皮膚を貫通せず、液体は皮膚の表面で広がり、治療効果を生じないので失われる。
【０００３】
ほとんどの注射器においては、注射器によって液体活性成分を放出するための装置は一般にピストンタイプまたは変形できる膜タイプの、移動し得る壁であり、これは、皮膚を貫通するための高速噴射を直ちに生じるために、大きく加速されて速やかに移動するかまたは変形されなければならない。
【０００４】
米国特許第2,322,245号において、ロックハート(Lockhart)は、移動し得る壁が圧縮された機械的スプリングによって、または圧縮された保留気体によって移動するかまたは押しやられる無針注射器を記載する。この駆動装置は、それから比較的長い距離に配置されたデリバリーピストンをたたく棒に直接作用する；棒は、スプリングの解放によってこの距離にわたって加速され、デリバリーピストンをたたき、それを動くようにし、素早く移動して、非常に細い導管を通って活性成分を霧化し、噴射させる。
【０００５】
対比すると、同じ特許または米国特許第3,802,430号及び米国特許第4,124,024号に記載されている火工術 (pyrotechnique)駆動を有する注射器については、火工術装入物がデリバリーピストンに直接にまたは該ピストン上に置かれるベローズを経由するかのいずれかで作用する。
【０００６】
もっと最近では、無針注射器に関する特許出願WO95/03844号が再び、デリバリーピストンに作用する衝撃棒の基本的に同じ技術を取り上げる。衝撃棒は、機械的スプリングまたは圧縮保留気体によって駆動される。駆動装置は、高エネルギー状態にあり、それによってスプリングの解放または圧縮気体の放出を防ぐ錠によって保持される衝撃棒に直接作用する。使用前の全貯蔵期間中、棒および錠は、大きくプレストレスを与えられる。
【０００７】
直接またはカムによって該錠が開かれると、衝撃棒および貯蔵エネルギーが解放され、これが可動の構成要素を移動させ、液体を注入する。系は、注入の終わりに、高エネルギーレベルから低エネルギーレベルへと変化する。使い捨て注射器については、初期状態へ戻ることは不可能である。数回使用される注射器は、スプリングを再圧縮し、液体活性成分の貯蔵器を再充填または交換するための補助装置を含む。
同様に特許出願WO97/13537号は、移動し得る壁と、ピストンヘッドを有するロッドからなる押し込み手段とを含む無針注射器を記載する。押し込み手段は、ピストンヘッド上の発生器のガス圧から生じる力がピストンの摩擦から生じる力より大きい時始動し、したがって、この力の平衡により実現した一時的保持は移動し得る壁の全く遅い動きに変わる。
【０００８】
これらの装置は、幾つかの欠点を有する。これらの装置によって得られるバイオアベイラビリティは、完全には満足のいくものではない。バイオアベイラビリティは、注射器の貯蔵器を最初に満たす量に対しての実際に注入される液体の量によって限定される。
【０００９】
これらの装置は、衝撃棒の加速のために比較的長い移動進路を可能にするのに十分大きいことが必要であるので、扱い難く重い。さらに、使用前のかなりの時間高レベルのエネルギーを貯えるために備えられたスプリングまたは圧縮気体のモータは、構造的に非常に重い。その上、これらの装置は、信頼性に関して問題を有する。長期貯蔵の場合には、最大範囲まで圧縮されたスプリングは劣化し、圧縮気体供給物は漏れやすく、高度にプレストレスを与えられた錠も操作が困難になり得る。全ての場合に、これらの装置は、記載した信頼性の問題を改善する試みにおいて大きすぎ(surdimensionnes)、したがって、少々取扱い難く、少々重い。
【００１０】
本発明の目的は、液体の加速の状態を改善することによって活性成分のバイオアベイラビリティを向上させること、およびまたより小型で信頼性のある利用可能な装置を作ることである。
【００１１】
本発明は、液体活性成分の注入のための無針注射器であって、該液体活性成分は、一方には、少なくとも１つの注入導管を含み、治療されるべき対象の皮膚と接触して、または皮膚にすぐ接近して置かれる注入器と、他方には、気体発生器からの気体によって移動し、注射器の下流端に置かれる注入器を通して液体活性成分の加圧および放出を保証する押し込み手段から最初は分離されている移動し得る壁との間に最初は置かれており、該無針注射器は、該押し込み手段が、引金部材により開始される気体発生器の機能により効果を取り除かれる一時的保持装置を含むようにされている、該無針注射器に関する。
【００１２】
押し込み手段は、最初は、以下で説明する方法で決定される短い距離だけ、移動し得る壁から分離されている。気体発生器の機能は一時的保持手段の効果を取り除き、押し込み手段を突然移動させて、移動し得る壁と接触させ、それによって液体の非常に急速な加圧および高速での注入を保証する。より正確には、作業者は、気体発生器の機能の引金を引く部材に働きかけ、気体発生器は押し込み手段に働きかけ、そのようにして、該押し込み手段の一時的保持装置の効果を取り除く。それに比べて、従来技術の装置では、作業者は、装置の機能に必要なエネルギーを放出するために、（直接または間接に）保持装置である錠に働きかける。
【００１３】
本発明においては、液体活性成分は、本質的に幾分粘稠な液体または液体混合物またはゲルとして理解される。活性成分は、適当な液体中の多少濃縮された懸濁液中の粉末の形態での固体であることができる。固体および微粉活性成分の粒度分析は、導管の形が適合されなければならないので、導管の閉塞を避けるように適合されなければならない。
【００１４】
この注射器について有利には、一時的保持装置は壊れやすく、気体発生器が機能すると壊される。該一時的保持系は較正される。すなわち、壊れやすい一時的保持装置の破壊は、高速で動く液体噴射を非常に急速に得るために、特に活性成分および使用条件に依存して、押し込み手段が、発生器からの気体の効果によって、与えられた力に供されたときにのみ生じる。
【００１５】
この注射器において好ましくは、押し込み手段の移動し得る壁から分離されている最初の距離は、一時的保持装置の破壊前の最大変形より大きい。この状態を観察することによって、押し込み手段は、一時的保持装置の変形により、移動し得る壁と接触しない、したがって、壊れやすい一時的保持装置の変形中に非常に低速で放出される液体はない。
【００１６】
押し込み手段の移動し得る壁から分離されている最初の距離は、有利には、注射器の大きさを制限するために、小さいままである。該距離は、最大で、壊れやすい一時的保持装置に作用する力を決定する押し込み手段の顕著な寸法の大きさのオーダーを有する。例えば、該距離は、押し込み手段の直径または当直径の約10分の１より小さいままである。
【００１７】
注射器を駆動する気体発生器は好ましくは、火工術の気体発生器である。このタイプの気体発生器は、機能する前に、固体あるいは粉末形態での火工術の装入物、該装入物の燃焼を開始するための装置、および該開始装置の引金を引くための部材を含む。圧縮スプリングの場合と逆に、引金部材はいかなるプレストレスにも供されない。
【００１８】
一時的保持装置は有利には、ピン（簡単な取ることができるピンまたは弱くされた領域を有するピン）、壊れやすい鋲、押し込み手段が円形なら円形にはずされる、とれやすい保護キャップ、とれやすいフランジを含む群より選択される。
【００１９】
一時的保持装置はまた、有利には、１端が押し込み手段に固定され、他端が気体発生器側の適当な装置に固定される軸棒であることができる。この軸棒の破壊は、伸びによって起こり；この破壊は、棒の適当に弱くされた領域によって制御し得る。
【００２０】
壊れやすい一時的保持装置の機能を満たすために、ある要素、例えば、該装置が押し込み手段に施用される実質的な所定の応力に供されるときに、変形される留金または移動されるつめを有する装置の変形または移動によって効果を取り除かれる保持装置を使用することが可能である。
【００２１】
押し込み手段はまた、有利には、装置の大きさを制限するために、ピストンである。このピストンは、封止装置、例えばO-リングシールを含んで、その正しい機能を保証し、かつ活性成分貯蔵器への気体の漏れを避ける。
【００２２】
第１の実施態様においては、移動し得る壁がまたピストンであり、第２のレベルの封止を形成するための封止装置を有するデリバリーピストンである。押し込み手段および移動し得る壁のために適当な材料を選択することによって、２つの構成要素の衝撃の力をある程度まで制御することが可能である。
【００２３】
この実施態様においては、押し込み手段を構成するピストンおよびデリバリーピストンは、等しいかまたは異なる直径を有する。しかしながら、押し込み手段がデリバリーピストンより大きい直径を有するときには、該押し込み手段は、その下流部分に、直径が最大でデリバリーピストンに等しい突出し部分を有し、この突出し部分の長さは押し込み手段の移動の過程より大きい。
【００２４】
第２の実施態様においては、移動し得る壁は変形可能な膜である。この膜は好ましくは薄く、金属またはエラストマーまたはプラスチック材料でできており、これらの材料は、活性成分と適合性である。該膜の注射器への固定は、その封止を確実にする。この固定は、例えばはさむ(pincement)か、嵌め込む(sertissage)か、または型再複製(surmoulage)によって達成することができる。
【００２５】
この実施態様においては、押し込み手段の下流面は、活性成分貯蔵器を完全に空にするために、注入の終わりに、変形した膜が押し込み手段の下流面と注入器の内面との間にはさまれるように、注入器の内面上に変形可能な膜を押しつけ、変形するのに適合される形を有する。押し込み手段の下流面および注入器の内面は合う形を有することに留意する。
【００２６】
火工術の気体発生器および壊れやすい一時的保持装置を用いて利用可能な動力のために、皮膚に穴をあけるために高速噴射が非常に速く得られ、かくして活性成分のバイオアベイラビリティが改善される。
【００２７】
注射器の大きさおよび質量は、移動し得る壁に対する押し込み手段の排除の制限によって減少する。火工術の気体発生器が小型になることがさらにこの効果に加わる。
【００２８】
最後に、火工術の気体発生器の信頼性は、特に組立てと使用との間の状態中ずっと優れており、火工術の気体発生器の要素はプレストレスに供されない。
この注射器の別の利点は、押し込み手段および移動し得る壁の分離に関連し、注射器において２つのサブアセンブリ間で区別を付けることが可能である。第１のサブアセンブリは活性成分を含み、製薬工業に合った条件下で製造され、かつ包装され、他のサブアセンブリは気体発生器を含み、このタイプの装置に合った条件下でまた製造され、かつ包装される。２つのサブアセンブリは、規則で定められかつ技術的な強制が非常に制限される作業領域で互いに結合される。
【００２９】
本発明を、以下で特定の実施態様を示す図によって、より詳細に説明する。
説明を容易にするために、注射器は、底に向かう下流部分を有して垂直であるということにする。
【００３０】
図１は、一部長手部分において、本発明の無針注射器を示す。注射器の下流部分９は、この例では、単一の注入導管３を有する注入器２を含む。注入器２は、治療されるべき対象の皮膚にある。液体活性成分１は、デリバリーピストン４によって閉じられた注射器の下流部分９の内側の一部によって形成される貯蔵器中に位置する。デリバリーピストン４はO-リングシールを含んで、耐漏えい性を保証する。押し込み手段（この場合、ピストン５）は、本体71中に位置し、下流部分９にねじ込むことによって固定され、O-リングシールを有して、耐漏えい性を保証する。該ピストン５は、ピストンと本体71を通って伸びるピン６によりその場に一時的に保持される。この例では、押し込みピストン５は、デリバリーピストン４より少し小さい直径を有し、押し込みピストンは、正しい機能を保証するために、（例えば先に記載したような）いかなる特定の配置をも必要としない。押し込みピストン５は、デリバリーピストン４から短い距離に置かれる。この距離は、破壊前のピンの最大変形より大きい。ピストン５はこのゆっくりとした変形中、ピストン４と接触せず、したがって低速で放出される液体はない。この距離を制限し、全体の大きさを減らすために、ピストン５は、ピンの直径の約２倍に等しい距離にある。
【００３１】
押し込みピストン５とデリバリーピストン４との間に位置する体積は、少なくとも１つの穴、例えば穴８によって外部と連絡することができ、この穴は、下流部分９および本体71を通して穴をあけられ、機能中２つのピストン間から空気を抜くために働く。
【００３２】
この例では、ピストン５は、その主な要素をここで記載する火工術の気体発生器７によって移動する。火工術の気体発生器７は、駆動ピストン５の上の本体71中に、火工術の装入物72を含み、その燃焼は、ストライカー(striker)74によってたたかれる導火線(primer)80により開始され、このストライカーは断面図に示されていないが、側面から見える。導火線80は、導火線ホルダー73に収容されている。最初の位置では、ストライカー74は、ストライカーガイド75中に保持され、ストライカーの溝に部分的に束縛された少なくとも１つのボール、例えばボール77を介してねじ込むことによって、本体71と一体化される。打撃装置は、溝79および内部スプリング76を有するプッシャー(pusher)78を含む。
【００３３】
プッシャー78は、ストライカーガイド75の外側をすべり、側面の溝の中で移動するスタッドによって保持される。このプッシャー78は、この場合、引金部材である。
もちろん、本発明の範囲から外れることなしに、火工術の装入物72の燃焼を開始するために、ここに記載した打撃装置以外の開始装置を使用することが可能である。詳しくならず、かつ網羅しようとせずに、例として、電池を有する開始装置または圧電性の開始装置を挙げる。
【００３４】
適当なら、火工術の気体発生器は、速やかに開く弁によって閉じられた圧縮気体貯蔵器により形成された気体発生器で置き換えることができる。注入を行うために一時的保持装置の効果を取り除き、押し込み手段を加速し、移動し得る壁に関して押し込み手段を移動させるために、引金部材は該弁を開き、貯蔵器の圧縮気体は解放され、押し込み手段に作用する。
【００３５】
図１においては、注射器は使用する用意ができており、治療されるべき対象の皮膚にある。作業者は、親指でプッシャー78を押し、プッシャーは下方へ動き、スプリング76を圧縮する。プッシャーは、溝79がストライカー74の溝のレベルに達するまで移動され、ボール、例えばストライカー74を保持するボール77は溝79へと逃れ、ストライカーを解放し、ストライカーは導火線80に激しく衝突し、その開始は火工術の装入物72に点火する。導火線ホルダー73にあるストライカーは、耐漏えい性を保証し、燃焼の気体はプッシャーの方へ戻って上がることはない。
【００３６】
火工術の装入物の燃焼は、押し込みピストン５へ作用する気体を生じる。このピストンの上の圧力は、得られる力がピン６を取るのに十分となるまで増加する。ピン６が壊れるときに、著しい力を供されるので、押し込みピストン５は非常に速く加速される。押し込みピストン５はデリバリーピストン４をたたき、非常に速くデリバリーピストンを移動させる。液体活性成分１は、高速で注入器２の導管３を通って噴射され、それは容易に皮膚を貫通し、後者を通ってより大きいかまたはより小さい深さに広がる。火工術の装入物72の燃焼の動態およびピン６の較正は、液体噴射の速度を調節することを可能にする。
【００３７】
より詳細な実施態様においては、切断しにくい材料でできたピンは、押し込みピストンの外表面と調和した、２つの弱くした部分を有する。ピンの破壊はより小さい断面積となり、押し込みピストンの機能について効果が少ない。ノッチ（弱くされた断面積の領域に対応する）が、あまり切断しにくくない材料でできた単純なピンを用いたときと同じ圧力で破壊が生じるような寸法にされる。
【００３８】
一時的な壊れやすい保持系については、押し込みピストン、本体71およびピン６は好ましくは金属、例えば適当な鋼でできている。液体活性成分と接触しているデリバリーピストン４は、該活性成分と適合性の、金属またはプラスチック材料またはエラストマーでできている。
【００３９】
火工術の装入物は、例えばニトロセルロースに基づく粉末からできていて、この粉末の粒度分析は、適当な動態の燃焼を与えるように選択され、例えば、12mm径のピストンに9 MPaの圧力にて1.5mm径の堅い鋼製のピンの切断を可能にする、SNPEカタログに従って120mgのBTu粉末である。
【００４０】
図１はまた、デリバリーピストン４から分離された押し込みピストン５、より一般的には、移動し得る壁から分離された押し込み手段の使用により与えられる利点に関して説明することができる。注射器は、２つのサブアセンブリに分離することができる。第１のサブアセンブリは、液体活性成分１を含有し、デリバリーピストン４によって閉じられている注射器の下流部分９を含み、このサブアセンブリは、製薬製造の標準に従って、特に無菌を考慮して、作業領域で組立て、満たすことができ、注入器２の下流面の無菌状態は、適当なストッパーで保護しなければならず、ストッパーはまた、充填後の操作中の液体の損失を避ける。第２のサブアセンブリは、火工術の標準に従って、作業領域での調製および組立てによって得られ、このサブアセンブリは、気体発生器の不注意な機能を引き起こすプッシャーの移動を防ぐことを適当に保証する。別々に製造されたその２つのサブアセンブリを、あまり用心を必要としない環境で、最終的に一緒に結合して、完全な注射器を形成し、次いで、消費者に配布するために包装される。
【００４１】
図２は、本発明の注射器の別の実施態様を示す。それは、先の注射器とは、特に押し込みピストン、一時的保持装置および移動し得る壁の形に関して異なる。
【００４２】
この図は、注入導管23を有する注入器22を示す。注入器の内側部分は、実質的に球状のキャップの形を有し、液体活性成分10を含み、薄い変形可能な膜24が貯蔵器を閉じている。この例では、薄い膜は、注入器22とガイド片29との間で締めつけられている。薄い変形可能な膜24はまた、注入器22上にはさまれるかまたは、型再複製されている。この変形可能な膜の上に配置されると、押し込みピストン25は、ガイド片29と気体発生器の本体との間に締めつけられた壊れやすいフランジ26によって保持される。押し込みピストン25は、薄い変形可能な膜24へ向いたその下流面に、注入器の面と合っている球状キャップの形を有する。押し込みピストン25の薄い変形可能な膜から分離されている距離は、壊れやすいフランジ26の厚さの２倍より小さい。この図では、薄い変形可能な膜24および壊れやすいフランジ26の厚さは、図面を明らかにする目的のために、誇張されている。
【００４３】
この例においては、押し込みピストンの前面と注入器の内面との形を合わせているのは、球状キャップであるが、より複雑な形も考えられる。
押し込みピストンは、27の火工術の気体発生器によって移動される。この発生器は前記の例におけるものと同一であり、それを再度詳細に説明しない。
【００４４】
火工術の装入物の燃焼が開始されると、得られる力がフランジを切断するまで、生成された気体が押し込みピストン25の上流面への圧力を増加し、押し込みピストン25は、著しい圧力に供されるので、非常に急速に加速される。押し込みピストン25は変形可能な膜24をたたき、注入器22の内面にそれを押しつけ、そうして、先の例におけるように、活性成分が高速で注入器22の導管23を通って噴射される。
【００４５】
図３は、機能の最後における、上記例の注射器の下流部分を概略的に示す。火工術の装入物は完全に燃え尽きている。ピストンのフランジ26は周囲付近で切断され、片29と71との間に残る。押し込みピストン25は、変形可能な膜24を押し、変形させた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、押し込みピストンおよびデリバリーピストンを有する注射器の第１の実施態様の概略的一部外面切断図である。
【図２】 図２は、薄い変形可能な膜を有する第２の実施態様の一部外面切断図である。
【図３】 図３は、使用後の上記の注射器の下流部分の詳細を示す。

Claims (9)

1. 気体発生器(7,27)、押し込み手段(5,25)、移動し得る壁(4,24)、皮膚と接触して据えられている、少なくとも１つの注入導管(3,23)を含む注入器(2,22)、及び、前記注入器(2,22)と前記移動し得る壁(4,24)との間にある液体活性成分(1,10)、を含んで成り、前記気体発生器(7,27)が前記押し込み手段(5,25)を移動させるよう気体を発生させることができ、その結果、前記液体活性成分(1,10)を注入導管(3,23)より排出させる目的で、前記移動し得る壁(4,24)を同様に移動させ、そして当該液体活性成分(1,10)に圧力をかけるように前記移動し得る壁(4,24)に圧力をかけることができる、当該液体活性成分(1,10)の注入のための無針注射器であって、前記押し込み手段(5,25)が、一端が当該押し込み手段に固定され、他端が本体 (71) に固定される鋼製の軸棒である一時的保持装置(6, 26)を含み、その結果、前記押し込み手段(5,25)が所定の圧力にかけられた場合にのみ移動しうることを特徴とする、無針注射器。
2. 押し込み手段(5,25)の移動し得る壁(4,24)から分離されている最初の距離が、一時的保持装置(6,26)の破壊前の最大変形より大きい請求項１記載の無針注射器。
3. 押し込み手段(5,25)の移動し得る壁(4,24)から分離されている最初の距離が、押し込み手段の直径の約10分の１より小さい請求項１または２記載の無針注射器。
4. 気体発生器(7,27)が火工術の気体発生器である請求項１〜３のいずれか１項記載の無針注射器。
5. 一時的保持装置(6,26)が、特にピンおよび保護キャップを含む群より選択される請求項１〜４のいずれか１項記載の無針注射器。
6. 押し込み手段(5,25)がピストンである請求項１〜３のいずれか１項記載の無針注射器。
7. 移動し得る壁(4)がデリバリーピストンである請求項１〜６のいずれか１項記載の無針注射器。
8. 移動し得る壁(24)が変形可能な膜である請求項１〜６のいずれか１項記載の無針注射器。
9. 押し込み手段(25)の下流面および注入器(22)の内面が合った形を有する請求項８記載の無針注射器。

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