JP4847858B2 - 医薬品送達装置において使用されるのに適切な駆動機構 - Google Patents

医薬品送達装置において使用されるのに適切な駆動機構 Download PDF

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Description

本発明は、投与量設定手段を有し、複数投与量カートリッジから医薬品を投与することを可能にする、医薬品送達装置において使用されるのに適切な駆動機構、具体的にはペン型注射器に関する。具体的には、本発明は、使用者が投与量を設定することが可能であるような医薬品送達装置に関する。
そのような医薬品送達装置は、正式な医療訓練のない個人、すなわち患者による規則的な注入が行われる応用分野を有する。これは、糖尿病の人々の間ではますます一般的になってきており、自己処置により、そのような個人が、自分の糖尿病の有効な管理を実施することが可能になる。
これらの状況は、この種類の医薬品送達装置についていくつかの要件を設定する。装置は、構造は頑強であるが、部分の操作、動作の使用者による理解、および薬剤の必要な投与量の送達の観点において、使用が容易でなければならない。投与量の設定は、容易で明確でなければならない。糖尿病の人々の場合、多くの使用者は身体的に虚弱であり、視力が損なわれている可能性もあり、駆動機構が小さいディスペンス力を有し、かつ投与量設定表示を読み取ることが容易であることを必要とする。装置が再使用可能ではなく、使い捨て可能である場合、装置は、製造が安価で廃棄が容易であるべきである(リサイクルに適切であることが好ましい)。これらの要件を満たすために、装置を組み立てるのに必要な部品の数、および装置が作成される材料のタイプの数は、最小限に維持されることが必要である。
使用者操作医薬品送達装置が、医療の分野では周知である。WO01/95959は、カートリッジから医薬の設定投与量を注入する注入装置を開示する。開示された装置は、ピストン・ロッドとねじ込み式に結合されるナットと、注入ボタンとの間に配置されるギア・ホイール・ギアボックスを備える。ギアボックスは、投与量設定ドラムの第2ピッチとピストン・ロッドの第1ピッチとの比に等しいギア率を提供する。
WO01/95959
驚くべきことに、本発明による駆動機構は、作動と送達(それぞれ、高い値)との間における広範な低減率を見込む、コンパクトな駆動機構の設計について価値ある技術上の代替物を提供し、安全な投与量ダイヤリングおよびディスペンスの利点をさらに提供することが判明した。さらに、構成要素が比較的少数であることにより、製造および組立ての労力が低減される。さらに、本発明による駆動機構は、薬剤を損失せずに、設定投与量の訂正を直感的かつ容易に使用することを可能にする利点を有する。
本発明の第1態様によれば、遊星ギアボックスを備える、医薬品送達装置において使用される駆動機構が提供され、好ましくは、医薬品送達装置において使用される駆動機構は、
らせん線条を有するハウジングと、
前記ハウジングとねじ込み式に係合し、かつ前記ハウジングに関して回転可能である投与量ダイヤル・スリーブと、
非円形断面および外部らせん線条を有するピストン・ロッドと、
前記ハウジングと前記ピストン・ロッドとの間に配置され、前記ピストン・ロッドとねじ込み式に係合する駆動スリーブとを備え、
遊星ギアボックスをさらに備え、具体的には、前記投与量ダイヤル・スリーブを前記駆動スリーブに取外し式に接続する遊星ギアボックスをさらに備えることを特徴とする。
本発明による「医薬品送達装置」という用語は、たとえば、インシュリン、成長ホルモン、低分子量ヘパリン、ならびにそれらの類似物および/または誘導体など、好ましくは複数選択投与量である医療産物の選択投与量をディスペンスするように設計された単回投与量または多重投与量の廃棄可能または再使用可能な装置を意味する。前記装置は、コンパクトまたはペン型など、任意の形状とすることが可能である。投与量送達は、機械(随意選択で手動)装置または電気駆動機構、あるいはばねなどの蓄積エネルギー駆動機構により提供されることが可能である。投与量の選択は、手動機構または電子機構により提供されることが可能である。さらに、前記装置は、血液のグルコース・レベルなど、生理学的特性を監視するように設計された構成要素を含むことが可能である。さらに、前記装置は、針を備えることが可能であり、または針のないことも可能である。具体的には、「医薬品送達装置」という用語は、機械および手動の投与量送達および投与量選択機構を有する使い捨て可能複数投与量ペン型装置を意味する。これは、患者など、正式な医療訓練を受けていない個人による規則的な使用のために設計される。医薬品送達装置は、注射器型であることが好ましい。
本発明による「ハウジング」という用語は、好ましくは、任意の外部ハウジング(「主要ハウジング」、「本体」、「シェル」)または内部ハウジング(「インサート」、「内部本体」)を意味する。ハウジングは、医薬品送達装置またはその機構のいずれかの安全、正確、かつ快適な取扱いを可能にするように設計されることが可能である。通常、液体、埃、汚れなどの汚染物質への暴露を限定することによって、医薬品送達装置の内部構成要素のいずれか(たとえば、駆動機構、カートリッジ、プランジャ、ピストン・ロッド)を収容、固定、保護、誘導し、および/またはそれと係合するように設計される。一般に、ハウジングは、環状または非環状の形状の一体式または複数部分の構成要素とすることが可能である。通常、外部ハウジングは、医薬品のいくつかの投与量が送達されることが可能である元のカートリッジを収容するように作用する。
本発明による「係合している」という用語は、具体的には、スプラインまたは線条接続など、駆動機構/医薬品送達装置の2つ以上の構成要素のインターロック、好ましくは構成要素のらせん線条のインターロック(「ねじ込み係合」)を意味する。
本発明による「らせん線条」という用語は、好ましくは、円筒らせんリブ/溝などの完全線条または部分線条を意味し、医薬品送達装置の構成要素の内表面および/または外表面上に位置し、構成要素間の連続的な自由回転および/または軸方向運動を可能にするように設計された本質的に3角形または正方形または円形のセクションを有する。場合によっては、前記線条が、一方向においてある構成要素の回転運動または軸方向運動を防止するようにさらに設計されることが可能である。
本発明による「投与量ダイヤル・スリーブ」という用語は、好ましくはより小さい直径の第1部分およびより大きい直径の第2部分を備える本質的に円形断面の本質的に管状の構成要素を意味し、第1部分および第2部分は、投与量ダイヤル・スリーブの径方向に延びる環状領域によって接続されることが好ましい。好ましい実施形態では、投与量ダイヤル・スリーブの第2部分の直径は、ハウジングの直径と同じである。他の好ましい実施形態では、投与量ダイヤル・スリーブは、ディスペンス可能産物の選択投与量を示すように設計される。これは、たとえば投与量ダイヤル・スリーブまたはオドメータなどの外表面上に印刷された、マーキング、記号、数値などを使用して達成することが可能である。よ
り特定の実施形態では、投与量ダイヤル・スリーブの第2部分の内表面は、遊星ギアボックスと係合するように設計された縦方向に延びるギア歯の形態にあるスプラインを備える。他の実施形態では、投与量ダイヤル・スリーブの第2部分の外表面は、投与量のダイヤリングを補助するようにフィンガ・グリップとして作用するテキスチャ表面を備える。
本発明による「駆動スリーブ」という用語は、本質的に円形の断面であり、ピストン・ロッドと係合する、任意の本質的に管状の構成要素を意味する。本発明の駆動スリーブは、ジャーナルにおいて遊星ギア・ボックスのプラネタリ・ギアを担持することが好ましい。好ましい実施形態では、駆動スリーブは、インサートの円筒部分とピストン・ロッドとの間に位置するより小さい直径の第1部分、および投与量ダイヤル・スリーブの内向きフランジを越えて延びるより大きい直径の第2部分を備える。他の好ましい実施形態では、駆動スリーブの径方向に延びる環状領域が、駆動スリーブの第1部分と第2部分とを接続する。
本発明による「ピストン・ロッド」という用語は、ハウジングを通って/ハウジング内において動作するように適合された構成要素を意味し、注入可能医薬品を放出/ディスペンスするために、好ましくは駆動スリーブからピストンまで、医薬品送達装置を通って/医薬品送達装置の内部において軸方向に並進運動するように設計される。前記ピストン・ロッドは、柔軟である、または柔軟でないことが可能である。これは、簡単なロッド、リードねじ、ラック・アンド・ピニオン・システム、ウォーム・ギア・システムなどを備えることが可能である。本発明のピストン・ロッドは、当業者に既知の任意の適切な材料で作成されることが可能である。
本発明による「取外し式に接続される」という用語は、好ましくは、たとえばクラッチによる結合および脱結合を可能にする、本機構または装置の2つの構成要素が互いに取外し式に接合されることを意味する。
本発明による「遊星ギアボックス」という用語は、中央サン・ギア(「サン・ギア」)、1つまたは複数のプラネタリ・ギア、およびリング・ギアからなる、ギアのシステムを意味する。一般に、そのような遊星ギアボックスでは、プラネタリ・ギアは、軸が固定されているサン・ギアの回りを進行する。さらに、そのような遊星ギアボックスのリング・ギアの軸は、サン・ギアの固定軸と同一である。本発明による「リング・ギア」は、スプラインなどの円形構成を場合によっては包含することが可能である。本発明による遊星ギアボックスは、投与量ダイヤル・スリーブまたは投与量ボタンから駆動スリーブまたはピストン・ロッドにトルクを伝達するように作用することが好ましい。本発明の1つの特定の実施形態では、遊星ギアボックスは、投与量ダイヤル・スリーブを駆動スリーブに取外し式に接続し、それにより、リング・ギアは、投与量ダイヤル・スリーブの第2端部に随意選択で配置される。場合によっては、遊星ギアボックスは、リング・ギアと、場合によっては駆動スリーブである遊星ギアを担持する構成要素との間の径方向速度の低減率を与えるように設計される。本発明の他の特定の実施形態では、サン・ギアは、投与量ボタンと駆動スリーブとの間に配置される。
本発明による「第1端部」という用語は、近位端部を意味する。装置または装置の構成要素の近位端部は、装置のディスペンス端部に最も近い端部を意味する。
本発明による「第2端部」という用語は、遠位端部を意味する。装置または装置の構成要素の遠位端部は、装置のディスペンス端部から最も遠い端部を意味する。
本発明の第2態様が、本発明による駆動機構を備える医薬品送達装置において使用されるアセンブリーを提供する。
本発明の第3態様が、本発明による駆動機構またはアセンブリーを備える医薬品送達装置を提供する。
本発明の第4態様が、本発明による駆動機構またはアセンブリーを提供するステップを含む医薬品送達装置を組み立てる方法を提供する。
本発明の第5態様が、医薬品産物をディスペンスするための、好ましくはインシュリン、成長ホルモン、低分子量ヘパリン、それらの類似物、およびそれらの誘導体からなるグループから選択される活性化合物を備える医薬処方物(pharmaceutical formulation)(たとえば、溶液、懸濁液など)をディスペンスするための、本発明による医薬品送達装置の使用法である。
限定としてではなく、本発明は、好ましい実施形態に関して、図面を参照して、以下においてより詳細に記述される。
まず図1および図2を参照すると、本発明による医薬品送達装置を見ることが可能である。装置は、医薬品を包含するカートリッジ4、排出される医薬品の投与量を選択または設定する手段、および医薬品の選択投与量を排出する手段が内部に配置されるハウジング2を備える。ハウジング2は、ほぼ円筒の形状であり、以下においてより詳細に記述されるウエブ6によって2つの区画にほぼ分割される。カートリッジ4は、ハウジング2の第1部分の内部に配置され、一方、投与量設定手段および医薬品選択投与量排出手段は、ハウジング2の第2部分内に配置される。
カートリッジ4は、任意の適切な手段によってハウジング2の第1部分の適所に固定されることが可能である。針ユニット(図示せず)が、ハウジング2の第1端部に固定されることが可能である。カートリッジ4は、変位可能ピストン10をさらに備える。ピストン10をカートリッジ4の第1端部に向けて前進させることにより、医薬品は、カートリッジ4から針ユニットを経て排出される。キャップが、注射器が使用されていない場合、針ユニットを覆うために備えうる。
ハウジング2を分割するインサート6は、開口8を画定するように、円筒ハウジングから径方向内向きに延びるウエブを備える。縦方向に延びるスカート12が、ウエブの外周から延びる。使用時、スカート12は、任意の適切な手段によってハウジング2に適所において固定される。ほぼ円筒の部分14が、ウエブから装置の第2端部に向かって延びる。ピストン・ロッド20が、インサート6の開口8を通って延びる。
ピストン・ロッド20は、ピストン10の第2面、および装置の第2端部向かって縦方向に延びるシャフトまたはほぼ円筒の部分24を駆動するように適合されて使用される端部面22を備える。
ほぼ円筒の投与量ダイヤル・スリーブ30が、インサート6のほぼ円筒の部分とハウジング2との間に位置するより小さい直径の第1部分32、およびハウジング2を超えて延びるより大きい直径の第2部分34を備える。示される実施形態のように、第2部分34は、装置が使用されていないとき、滑らかな印象全体が生成されるように、ハウジング2と直径が等しいことが好ましい。投与量ダイヤル・スリーブ30の第1部分32および第2部分34は、投与量ダイヤル・スリーブ30の径方向に延びる環状領域36によって接続される。
投与量ダイヤル・スリーブ30の第1部分32の内表面が、内向きフランジ38を備える。ねじ込み接続40が、投与量ダイヤル・スリーブ30とインサート6との間において提供される。示される実施形態では、らせんリブ42が、投与量ダイヤル・スリーブ30の第1端部と内向きフランジ38との間において、投与量ダイヤル・スリーブ30の第1部分32の内面上に提供される。この実施形態では、らせんリブ42は、インサート6の外表面上に提供される整合溝44の内部にある。
投与量ダイヤル・スリーブ30の第2部分34の内表面が、縦方向に延びるギア歯の形態にあるスプライン46を備える。投与量ダイヤル・スリーブ30の第2部分34の外表面は、フィンガ・グリップとして作用するようにテキスチャ表面を備えることが好ましい。
ほぼ円筒の駆動スリーブ50が、投与量ダイヤル・スリーブ30の内部に配置される。駆動スリーブ50は、インサート6のほぼ円筒の部分14とピストン・ロッド20との間に一般に位置するより小さい直径の第1部分52、および投与量ダイヤル・スリーブ30の内向きフランジ38を超えて延びるより大きい直径の第2部分54を備える。駆動スリーブ50の第1部分52および第2部分54は、駆動スリーブ50の径方向に延びる環状領域56によって接続される。
駆動スリーブ50および投与量ダイヤル・スリーブ30は、相対的に縦方向に変位しないように、駆動スリーブ50の第1部分52上のスナップばめフィーチャ58によって保持され、スナップばめフィーチャ58は、スナップばめフィーチャ58と駆動スリーブ50の環状領域56との間に投与量ダイヤル・スリーブ30の内向きフランジ38を配置する。投与量ダイヤル・スリーブ30と駆動スリーブ50との間の相対回転が依然として可能であることが理解されるであろう。
ねじ込み接続60が、駆動スリーブ50とピストン・ロッド20との間において提供される。示される実施形態では、らせんリブ62が、駆動スリーブ50の第1部分52の内面上に提供される。この実施形態では、らせんリブ62は、ピストン・ロッド20のシャフト24の外表面に沿って延びる溝64の内部にある。
ほぼ円筒のサン・ギア70が、駆動スリーブ50の第2部分54の内部に配置される。サン・ギア70の内径は、ピストン・ロッド20のシャフト24がそれを通過するのを可能にするのに十分である。サン・ギア70の外表面は、径方向に延びるフランジ72によって2つの部分に分割される。スプライン74が、サン・ギア70の第1端部から径方向フランジ72まで延びる。第2径方向フランジ76が、サン・ギア70の第2端部に配置される。第2径方向フランジ76は、第2表面上において周上に延びる複数の歯78を備える。
駆動スリーブ50の第2部分54は、投与量ダイヤル・スリーブ30の第1部分32の内部において、かつ投与量ダイヤル・スリーブ30の第2部分34の中に延びる。ばね手段80が、駆動スリーブ50の環状領域56とサン・ギア70の第1端部との間に配置される。投与量ダイヤル・スリーブ30の第2部分34内に延びる駆動スリーブ50の部分は、プラネタリ・ギア82を担持する。プラネタリ・ギア82は、駆動スリーブ50と一体的にジャーナル上において回転するように取り付けられる。駆動スリーブ50の第2端部は、ばねフィーチャ66をも備え、ばねフィーチャ66の自由端部が、外向き歯68を有する。
駆動スリーブ50上の成型されたクラッチ・フィーチャが、駆動スリーブ50と投与量ダイヤル・スリーブ30との間において動作する。クラッチは、ばねフィーチャ66の外
歯68と投与量ダイヤル・スリーブ34のスプライン46との間に形成される。装置が使用されていないとき、または投与量がダイヤルされているとき、径方向に延びるフランジ72は、スプライン46と係合するように適所に歯68を保持し、それにより、駆動スリーブ50が投与量ダイヤル・スリーブ30に対して回転しないようにロックする。ディスペンス中、フランジ72の軸方向変位が、クラッチを脱係合し、それにより、駆動スリーブ50は、投与量ダイヤル・スリーブ30に関して回転することが可能になる。
プラネタリ・ギア82は、縦方向に延びるギア歯を外表面上において備える。
ほぼ円筒の投与量ボタン90が、シャフト92、およびシャフト92の第2端部における第1の径方向に延びるフランジ94を有する。投与量ボタン90のシャフト92は、ピストン・ロッド20に関して縦方向に変位するが、回転しないように、ピストン・ロッド20のシャフト24内に配置される。これは、好都合には、ピストン・ロッド20まで投与量ボタン90をスプライン化することによって達成されることが可能である。ねじ込み部分98が、シャフト92の少なくとも一部に沿って提供され、第2径方向フランジ96が、ねじ込み部分98と第1フランジ94との間に配置される。
第1投与量ボタン・フランジ94の第1面および第2サン・ギア・フランジ76の第2面が、投与量ボタン90およびサン・ギア70が共に対合されるとき、投与量ボタン90およびサン・ギア70を相対回転しないように固定するフィーチャを備える。
ナット100が、投与量ダイヤル・ボタン90とサン・ギア70との間において、ねじ込み部分98の上に備えられる。ナット100は、スプラインによってサン・ギア70に結合される。装置の動作がここで記述される。送達される望ましい投与量を設定するために、使用者が、投与量ダイヤル・スリーブ30の第2部分34を回転させる。初期位置において(図2または図4)、投与量ダイヤル・スリーブ30、駆動スリーブ50、およびサン・ギア70は、スプライン・フィーチャ66によって共に結合され、投与量ダイヤル・スリーブ30がターンされる際に共に回転する。クラッチ手段が係合しているので、駆動スリーブ50および投与量ダイヤル・スリーブ30は、共に結合され、プラネタリ・ギア82は回転することができない。これにより、サン・ギア70は、投与量ダイヤル・スリーブ30および駆動スリーブ50に結合される。サン・ギア70の上のショルダが、駆動スリーブ・クラッチ手段を投与量ダイヤル・スリーブ30にロックする。ばね手段80は、駆動スリーブ50の外向き歯68が投与量ダイヤル・スリーブ30のスプライン46に対して回転しないようにロックされる位置にサン・ギア70を押し込む。
投与量ボタン90とサン・ギア70との間の相対回転運動により、ナット100は、投与量ボタン・シャフト92のねじ込み部分98に沿って前進する。ナット100がねじ込み部分92の端部に到達するとき(図5のように)、使用者は、投与量ボタン90を回転させることを阻止される、すなわちあらゆる他の投与量をダイヤルすることを阻止される。
インサート6と投与量ダイヤル・スリーブ30との間のねじ込み接続40は、ピストン・ロッド20と駆動スリーブ30との間のねじ込み接続60と同じリードを有する。これは、投与量ダイヤル・スリーブ30が回転されるとき、ピストン・ロッド20が、カートリッジ・ピストン10の第2面と依然として接触していることを意味する。
選択投与量をディスペンスするために、使用者が、投与量ボタン90を押す(図3または図5)。投与量ボタン90を装置の第1端部に向かって変位させることにより、サン・ギア70が投与量ボタン90に対して回転するのをロックするように、投与量ボタン90はサン・ギア70に結合される。サン・ギア70の縦方向運動により、ばね手段80は圧
縮される。駆動スリーブ50と投与量ダイヤル・スリーブ30との間においてクラッチ手段をロックするサン・ギア70上のショルダは、脱係合され、それにより、駆動スリーブ50は、投与量ダイヤル・スリーブ30に関して回転することが可能になる。次いで、プラネタリ・ギア82は、サン・ギア70と投与量ダイヤル・スリーブ30との間の歯数比を創り出す。
投与量ボタン90をさらに押すことにより、軸方向負荷がサン・ギア70に加えられる。この軸方向負荷の下で、投与量ダイヤル・スリーブ30は、第1端部に向かってインサート6の線条に逆らって回転する。サン・ギア70は、周上歯78によって投与量ボタンにロックされ、それにより、駆動スリーブ50は、遊星ギアボックスの行為によって、投与量ダイヤル・スリーブ30とは異なる角速度において回転する。駆動スリーブ50の回転により、ピストン・ロッド20は、駆動スリーブ50とピストン・ロッド20との間のねじ込み係合によって、第1端部に向かって前進する。
本発明による医薬品送達装置の構成要素の分解図である。 第1未使用位置における、本発明による医薬品送達装置の断面側面図である。 第1投与量が選択され、ディスペンス行為が開始されたばかりのときの第2位置における、図1の医薬品送達装置の断面側面図である。 第1選択投与量のディスペンスに続く第3位置における、図1の医薬品送達装置の断面側面図である。 ディスペンス行為が開始されたばかりのときの最大最終投与量の設定に対応する第4位置における、図1の医薬品送達装置の断面側面図である。 最終投与量がディスペンスされたときのライフ位置の最終端部における、図1の医薬品送達装置の断面側面図である。

Claims (7)

  1. サン・ギアと1つまたは複数のプラネタリ・ギア、およびリング・ギアを含む遊星ギアボックスを備える医薬品送達装置において使用される駆動機構において
    らせん線条を有するハウジングと、
    非円形断面および外部らせん線条を有するピストン・ロッドと、
    前記ハウジングとねじ込み式に係合し、このハウジングに関して回転可能である投与量ダイヤル・スリーブと、
    前記ハウジングと上記ピストン・ロッドとの間に配置され、このピストン・ロッドとねじ込み式に係合する駆動スリーブとを備え、
    前記投与量ダイヤル・スリーブが遊星ギアボックスによって前記駆動スリーブに取外し式に接続されているものであって、
    前記リング・ギアが先記投与量ダイヤル・スリーブの一端に配置され、前記サン・ギアが前記駆動スリーブ内に配置され、また、前記プラネタリ・ギアが前記駆動スリーブにより担持され、
    駆動スリーブ上に備えられたばねフィーチャの外歯と投与量ダイヤル・スリーブ上のスプラインとの間に形成されるクラッチが駆動スリーブと投与量ダイヤル・スリーブとの間において動作し、
    前記クラッチが係合されることにより前記投与量ダイヤル・スリーブと前記駆動スリーブが結合されるとき、前記スプラインにより係合する前記外歯により、前記駆動スリーブが回転する前記投与量ダイヤル・スリーブとロックされ、
    前記クラッチが脱係合されることにより前記投与量ダイヤル・スリーブと前記駆動スリーブが脱結合されるとき、前記駆動スリーブが投与量ダイヤル・スリーブに対して回転できる駆動機構。
  2. 駆動スリーブがばねフィーチャの外歯が投与量ダイヤル・スリーブのスプラインと係合するとき、回転する投与量ダイヤル・スリーブにロックされる、請求項に記載の駆動機構。
  3. スナップばめフィーチャが縦方向変位に対して駆動スリーブと投与量ダイヤル・スリーブを保持し、前記駆動スリーブと前記投与量ダイヤル・スリーブとの間の相対的な回転が
    依然として可能である、請求項に記載の駆動機構。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載の駆動機構を備える医薬品送達装置において使用されるアセンブリ。
  5. 請求項1〜のいずれかに記載の駆動機構またはアセンブリを備える医薬品送達装置。
  6. 請求項1〜のいずれかに記載の駆動機構またはアセンブリを提供する段階を含む、医薬品送達装置を組み立てる方法。
  7. インシュリン、成長ホルモン、低分子量ヘパリン、その類似物、およびその誘導体からなるグループから選択される活性化合物を包含する医薬品をディスペンスするための、請求項において定義される医薬品送達装置。
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