JP5666806B2 - 溶液を投与するための医療機器 - Google Patents

Description

本発明は、医療用溶液、例えばインスリン含有溶液を投与する分野に関する。

溶液を投与するように設計された、いくつかのタイプの医療機器が存在する。このような機器は、ポンプと連絡する少なくとも１つのリザーバを含み、該機器全体は、チューブ、又は皮下、筋内、又は静脈アクセス手段によって患者に接続される。

リザーバ内に含有された溶液は一般に、一定の期間にわたって、あるいは規定の間隔を置いて投与される。

従来技術の機器の課題は、溶液がリザーバ内に貯蔵されるという理由から、溶液の濃度が時間の経過とともに変化するおそれがあることである。この点については、「Topas」タイプのリザーバ内における３５日間にわたるインスリン濃度の変化を示す添付のグラフを参照されたい。このタイプのリザーバは、壁のうちの１つに、内側のSurlynと外側のMylarとから形成された軟性フィルムを含み、インスリン溶液が３７℃で貯蔵される。

この変化の原因は、溶液の蒸発、薬剤の安定性、又はその内容物の分解及び／又は変化である場合がある。

リザーバ壁が透過性である場合、及び／又は溶液が長時間にわたって投与される場合、このような現象は一層顕著である。

時間経過とともに濃度及び特性が変化する溶液の投与は、厄介な事態を引き起こす可能性があり、また患者の治療又は健康に脅威を及ぼす恐れさえある。

従って、前述の課題を改善する必要がある。

本発明は、従来技術の機器を凌ぐ改善を示す。

本発明において、前述の課題に対する解決手段は、溶液を投与するための医療機器であって、前記機器が、ポンプ手段、リザーバ、前記リザーバと前記ポンプ手段との間の連絡手段、及び医療機器を患者に接続するラインを含む形式にある。本発明の機器は、時間の関数としてのリザーバ壁の透過率と溶液の温度を考慮する数学モデルによって、時間の関数として溶液の物理的特性／化学的特性を決定する手段を含むことを特徴とする。

本発明の１実施態様によれば、医療機器は、数学モデルによって決定された溶液濃度における変化の関数として、該溶液の投与を変化させる手段を含む。

有利には、該数学モデルは、特に、温度、湿度、圧力、及び任意の他の使用条件に対する曝露の関数として、時間の経過にともなう溶液の蒸発、吸収、吸着、又は任意の他の変化の特性、ならびに好適な場合には、時間の経過にともなうリザーバの老朽化及び／又は劣化を考慮してもよい。したがって、溶液の特性は、該数学モデルの関数として、いずれの時点でも計算することができる。

溶液の特性に変化が生じたら、効果的且つ信頼性の高い投与を確実に行うために、溶液の投与モードにおいて、この事項を考慮することが望ましい。

この変化は、特に、時間の経過と共にリザーバを形成する柔軟膜を介して水分が蒸発することをともなうことがあり、その結果、溶液中の活性主成分の濃度を高めることになる。この場合、濃度を修正しないと過剰量の薬剤が投与されるという影響が生じることになる。本発明の原理は、時間の経過にともなう溶液の有効濃度を考慮し、そして結果としての流量を適合させるために数学モデルを使用することにより、活性主成分の有効量をあらゆる時点で確保することを目的として溶液の投与量を修正することである。このような蒸発はしばしば温度に依存するので、所与の瞬間における溶液の予想濃度をより正確に予測することができるように、時間の経過にともなう温度に対する曝露の影響を、数学モデル内に組み入れることも有用である場合がある。このようにするために、好ましくは連続的に作動する温度センサを提供することが必要であり、数学モデルは、非線形であり得るモデルに従って、時間の経過にともなう蒸発の計算を組み入れることができる。

特定の医薬物質（例えばインスリン）と組み合わせて極めて頻繁に使用される、リザーバ内に含有される特定の物質、例えば保存剤（メタ−クレゾール、フェノール）の量を任意の時点で予測するために、数学モデルを使用することが有用となりうる。これらの物質のうちのいくつかの含有量が十分でない場合、リザーバの補給が必要であること、又はリザーバを交換しなければならないことを使用者に警告することが有用である。これらの物質のうちのいくつかは極めて揮発性であるため、リザーバ内で減少する最初の物質となる傾向がある（例えばフェノール）。

本発明の１実施態様によれば、溶液の一定のパラメータを測定することが有用となりうる。このようなパラメータの変化は、溶液の特性の計算を修正するために、数学モデルに対する指標として役立つことができる。このパラメータは、例えば溶液の導電率であってよく、この導電率は時間の経過にともなう水分の蒸発の良好な指標である。

本発明の１実施態様によれば、使用者は、リザーバ内に含有される溶液の特性に関連する情報を連続的に読み取ることができる。このような表示は、例えば、溶液の補給及び／又はリザーバの交換に関する事前の警告を使用者に与えるために、溶液の品質（優、平均、ボーダーライン）を表してよい。このような種類の表示は、投与機器上における今日利用可能な唯一の表示、すなわち溶液の残余容積のみの表示とは大きく異なり、より高度な安全性を使用者に提供する。

本発明は、特に、時間の経過にともなう溶液特性の予測可能な変化を考慮して、患者に対する投与量が可能な限り正確であることを常に保証する、といった数多くの利点を提供する。本発明はまた、効力及び／又は安全性の条件がもはや保証されない場合、使用者が警告を受け、そしてリザーバが時間内に交換又は補給されることを確実にする。最後に、本発明はまた、リザーバの補給又は交換が必要であるという十分な事前警告を使用者に与えることを可能にする。

リザーバを補給する場合、古い溶液と新しい溶液との間の希釈の関数として補給後に得られる新しい溶液の特性を修正するために、補給時点に存在する溶液の考えられ得る残余容積（この残留溶液が空にはなっていない場合）を考慮することが重要である場合もある。その目的はここでもやはり、患者への溶液の投与の際に、改善された効力及び安全性を確保することである。

本明細書に添付されたグラフは、Topas Advanced Polymers GmbHのTopas 8007S-04から形成された剛性部分、及び内側のSurlyn 1702（３０μｍ）と外側のMylar D820（１２μｍ）（これら２種の材料はDuPontから入手）とから形成された軟性フィルムを含むリザーバ内の、時間の経過にともなうインスリン溶液U100 (Novorapid)の種々の成分の濃度の変化を示し、そしてこの溶液は３５日間にわたって一定の温度（３７℃）で維持される。

インスリン及び異なる保存剤の濃度に対して温度の関数として時間の経過に伴い観察された結果は、異なる評価条件下における以下の表にも示されている。

Ａ） バッグの振動を伴い又は伴わずに３５℃で４週間にわたり行われた３つの異なるバッグ内のインスリンU100 Novorapidの実験：

Ｂ） バッグの振動を伴い（振動）又は伴わずに（静止）、異なる温度（４℃及び３５℃）で１〜６週間にわたって行われたカルプーレ（カートリッジ）内に含有されたインスリンと比較した、５つの異なるバッグ（Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ及びＦ）内のインスリンU100 Novorapidの実験：

Claims (15)

1. 溶液を投与するための医療機器であって、該機器が、
   ポンプ手段、
   リザーバ、
   該リザーバとポンプ手段との間の連絡手段、
   該医療機器を患者に接続するためのライン、及び
   温度に対する曝露、湿度に対する曝露、溶液の圧力に対する暴露、あるいはリザーバの老朽化又は透過率の関数として、時間の経過にともなう溶液の変化を考慮する数学モデルの手段によって時間の関数として溶液の物理的／化学的特性を決定する手段、
   を具備し、そして
   前記数学モデルが、時間及び／又は温度の関数としての溶液の分解を考慮することを特徴とする、医療機器。
2. 前記数学モデルが、任意の他の使用条件に対する曝露を考慮する、請求項１に記載の機器。
3. 前記医療機器が、該数学モデルの手段によって決定された溶液濃度の変化の関数として、溶液の投与量を変化させる手段を具備することを特徴とする、請求項１に記載の機器。
4. 溶液の温度を定期的に測定する手段を具備し、溶液の投与量を変化させる手段が、温度を連続的に測定する手段に機能的に接続されている、請求項１に記載の機器。
5. 前記機器が、リザーバ内に含有された分解されていない活性物質の濃度の関数として溶液の投与量を変化させる手段を具備する、請求項１に記載の機器。
6. 前記数学モデルが、溶液の残余容積及び新しい溶液の補給容積の関数として、リザーバのその都度の補給後の新しい溶液濃度の変化を決定するように設計されている、請求項１に記載の機器。
7. 前記数学モデルが、リザーバのその都度の補給後の溶液の特性を決定するように設計されている、請求項１に記載の機器。
8. 溶液の一定の特性を測定するセンサを具備し、該センサは数学モデルによって使用される情報を供給する、請求項１に記載の機器。
9. 前記センサが、溶液の導電率及び／又は抵抗、溶液のｐＨ又は任意の他の物理的パラメータを測定するセンサである、請求項８に記載の機器。
10. リザーバ内に含有される溶液が治療要件に合致しないと評価される場合に発動するように設計された第１のアラームを具備する、請求項１に記載の機器。
11. 前記アラームの目的が、リザーバが補給されなければならないことを使用者に警告することである、請求項１０に記載の機器。
12. リザーバ内に含有される溶液の温度が、最小の継続時間中に、規定の閾値を超える場合に発動するように設計された第２のアラームを具備する、請求項１に記載の機器。
13. 溶液が各瞬間に曝露された温度及びこの曝露の継続時間を考慮する数学モデルの関数として発動するように設計された第３のアラームを具備する、請求項１に記載の機器。
14. 現在の使用条件下及び／又は予測可能な使用条件下で溶液を使用することができる残り時間を示す手段を具備する、請求項１に記載の機器。
15. 医療用注射機器が、使用者が事前に交換及び／又は補給を予期するのを可能にするように、溶液の品質を使用者に知らせるように設計されている、請求項１に記載の機器。

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