JP6078540B2 - ピストンロッドフット - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジの内部でピストンロッドが、ピストンまたはプランジャを前方に移動させる、ペン型注射器のような医薬品投与装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、そのようなペン型注射器のための、ピストンロッドフットまたはワッシャに関する。

糖尿病を患っている人々は往々にして、日常的に自分でインシュリンを注射しなければならないことがある。この目的のために、過去３０年にわたり、異なるペン型システムが多数開発されてきた。こうしたペン型注射器は、注射される薬液の入った容器またはカートリッジを備えているのが一般的である。カートリッジはピストンを備え、そのピストンが前方へと移動されると、ペン型注射器から使用者の体内に薬液が移される。

米国特許第６，２３５，００４号が、このようなペン型注射器で商業的に成功した一例である、ノボノルディスク社製のフレックスペン（登録商標）を開示している。たとえば図１５から１７に示されているカートリッジ（８９）は、排出される薬液を保持している。カートリッジ（８９）の基端部は、ゴム製のピストンによってふさがれている。カートリッジ（８９）内部では、ピストンロッド（７）がピストンを前方に移動する。このピストンロッド（７）からゴム製のピストンに力を分配しつつ伝達するために、ピストンロッドフット（９）がピストンロッド（７）とゴム製のピストンの間に設けられる。このピストンロッドフットは、カートリッジの内径や、カートリッジ内を摺動するピストンの外径よりもかなり小径に作られている。

あらかじめ薬剤が充填されたペン型注射器には、使用者があらかじめ充填された量の薬剤を使い終わったら廃棄されることを特徴とするようなものがある。こうしたペン型注射器では、使用者がピストンロッドを使用開始時の位置に戻すことはない。薬剤投与のための機構は、ピストンロッドが先端方向にのみ動くように通常作られている。なぜならこうしたペン型注射器は、あらかじめ充填された量の薬剤が使い切られるまでしか使われないように設計されているからである。さらに、こうしたペン型注射器は密閉されていて、使用者がピストンロッドに物理的に接触することができないようなっている。このようなペン型注射器において、ピストンロッドフットは通常、ゴム製のピストンとピストンロッドの間に、いずれにも取り付けられることなく、遊離状態で置かれている。それは、このようにすれば、ペン型注射器を組み立てるのが最も容易だからである。

多くの製薬会社は、その薬液を冷蔵庫やその他の低温貯蔵施設に保管するように指示している。しかし同時に、現在出回っている薬液の多くが、凍結するような低温には弱い。したがって薬液は常に、摂氏０度より高い温度の下で保管されねばならない。また、薬液はガラス製のカートリッジに入れられていることがよくある。そのようなガラス製のカートリッジが、凍結するような低温にさらされると、薬液はダメージを受けるだけでなく、その体積を膨張させる。膨張によって圧力が上昇すると、他に体積の膨張を可能にする方法がなければ、ガラス製のカートリッジのガラスは破損してしまう。

国際出願公開第２００７０６８０６１号（特に図６および７）は薬液容器を開示しているが、その容器は、薬液が凍結するような低温にさらされると、キャップが軸方向に動くようになっている。

あらかじめ薬液が充填されたペン型注射器では、やはり薬液を排出するために使われるピストンロッドがあるので、ピストンは自由に後方に動くことはできない。しかしもし、ピストンロッドや、ピストンロッドとピストンの間にあるピストンロッドフットが、ピストンの面全体よりも小さい面積しかカバーしていないならば、ピストンの周縁部が、ピストンロッドフットを囲むように後方に動くことができる。

薬液を排出する際には、カートリッジの壁面とピストンの間には摩擦が生じる。そのため、注射することができる投与量を極めて正確に排出するには、ピストンロッドからピストンに、圧力が均等に分配されてかけられなければならない。とりわけ、カートリッジの壁面にできるだけ近いところまで均等な圧力が分配されていることが必要である。ピストンの周縁部にまで圧力がかかるように分配するためには、大径のピストンロッドフットが有利である。しかし凍結するような低温にさらされた際には、大径のピストンロッドフットは、ピストンが少なくとも部分的に後方に動くのさえ妨げてしまうので、ガラスが破損する危険性を増してしまう。

本発明の一つの目的は、ピストンロッドフットを備えた注射装置を提供することであるが、そのピストンロッドフットは、ピストンの周縁部に圧力をかけることが可能でありながら、もし薬液が凍結するような低温にさらされて膨張した場合には、ピストンが少なくとも部分的に後方に動くことを妨げない。また本発明の他の目的は、注射装置に内蔵される凍結解凍インジケータを提供することであるが、そのインジケータは、注射装置に保持されている薬剤が、凍結するような低温にさらされたことがあるかどうかを、使用者に示すことができる。

本発明は請求項１に定義されている。

本発明の第一の態様において、ピストンロッドフットは、中央部品と、その中央部品に分離可能に結合された外側部品を有する。カートリッジに保持された薬液が凍結すると、薬液が膨張するが、この膨張はピストンを後方に動かす。それはピストンが通常、ゴム組成物からなり、最も弱い箇所だからである。しかし、ピストンロッドフットの中央部品がピストンロッドに当接しているが、そのピストンロッドは、注射機構と結合されているので後方に動くことができない。その結果、ピストンのうち、ピストンロッドフットの中央部品の周縁部よりも外側にはみ出した部分だけが後方へ動くことができる。この後方への動きにより、ピストンロッドフットの外側部品は後方へ動き、ピストンロッドフットの中央部品から分離する。

注射装置が一旦凍結されたのちに解凍されると、ピストンは非凍結時の位置に動くが、ピストンロッドフットの外側部品は凍結時に移動した位置にとどまる。そのため、注射装置の正確性は若干損なわれるが、それでも注射装置は十分機能する。しかも使用者は、注射装置を検査する際に、ピストンロッドフットの外側部品が中央部品に対してずれているかどうかを目視でチェックすることができる。

ピストンロッドフットの中央部品と外側部品は、どのような結合方式で分離可能に結合してもよい。しかし、これらの二つの部品にある閾値を超えた力がかかると、両者が分離するようになっていなければならない。たとえば、中央部品と外側部品が、破壊可能な要素によって結合されてもよく、そのような要素としては、所定の閾値より大きな力がかかると壊れるような突起があげられる。

カートリッジ内の薬液が凍結するような低温にさらされると、ピストンはピストンロッドフットの外側部品を軸方向後方に動かす。本発明の一実施例においては、ピストンロッドフットの中央部品と外側部品にはそれぞれ異なる色がつけてある。そのため、外側部品が中央部品からずれて動いてしまっているかどうかを、使用者が容易にチェックできる。

本発明の他の態様において、ピストンロッドフットの中央部品と外側部品に、それぞれ異なる熱膨張率を持たせてもよい。仮に、中央部品が第一の素材から、外側部品が第二の素材からそれぞれなるとして、凍結時には第一の素材は第二の素材よりも収縮するとする。そうすると凍結時に、これらの二つの部品を径方向に、完全または部分的に分離させることが可能である。

ピストンロッドフットは、遊離状態の部品として設けられる必要は必ずしもなく、ピストンロッドに回転可能または回転不能に蝶番で取り付けられていてもよい。ピストンロッドフットの中央部品を、ピストンロッドに一体に形成してもよい。ただしそれは、薬剤を排出する際に、ピストンロッドフットがピストンロッドに対して回転しないようになっている注射装置の場合に限られる。

本発明はまた、互いに脱着可能に結合された中央部品と外側部品を有するピストンロッドフットに関するものでもある。

これらの二つの部品を互いに分離させることは、多くの異なる方法で実現されてよい。たとえば二つの部品の一方に突起を設け、他方に相応の窪みを設け、両者を嵌合させる。そして、ある所定の閾値より大きい力が軸方向にかかると、突起が破壊されるようにしてやるとよい。また、本発明の異なる態様においては、二つの部品に縁部と軌道部を設けて結合される。そしてある閾値を超える力がかかると、両者が分離するようにしてやるとよい。それら二つの部品が嵌め合っている物理的な形状を工夫して、分離を容易にすることもできる。また、それらの二つの部品を熱膨張率のそれぞれ異なる素材で作れば、これらの部品が径方向に分離するのを容易にすることができる。

用語の説明
「ペン型注射器」は典型的には、あらゆる種類の、矩形あるいは細長い形で、筆記用のペンにいくらか似た形状の注射器である。通常そのようなペン型注射器は、管状の断面を有するが、三角形や長方形、あるいは正方形、さらにはこれらの形状に類似の形など、様々な断面を持ち得る。「注射器」という用語の代わりに、「薬剤投与装置」やもっと簡単に「注射装置」といった用語も時に同じものを指して用いられる。広義では、液体を人体の皮下に、あるいは人体の皮下から移すために用いることができるあらゆる種類の装置を指して用いられる。

また、本明細書で用いられているように、「薬剤」という用語は薬物を含んだ流動性のある医薬品で、制御されつつ中空の針のような投与手段に通すことができるものを包括的に指す。それは液体でも、溶液でも、ゲルでも、微細粒子の懸濁液などでもよい。ここでいう薬剤の代表的なものとしては、ペプチドやタンパク質（たとえば、インシュリン、インシュリン類似体、Ｃ−ペプチド）、ホルモン剤、生物由来の薬物や生物活性剤、ホルモンや遺伝子に基づく薬物、栄養剤、さらにはその他の物質であって、（分注できるように調剤された）固形のものや液体のものがある。

上述の定義に対応して、「皮下」注射という用語は、対象者に対して経皮的に投与するいかなる方法も含んで用いられる。

「カートリッジ」は、薬剤を保持している容器を指す用語である。通常、カートリッジはガラス製であるが、適当な高分子材料を用いて型で成形したものであってもよい。好ましくは、カートリッジあるいはアンプルの一端は、たとえば注射針などで突いて穿孔可能な被膜で密封されているとよい。また他端は、ゴムや適当な高分子材料でできたプランジャやピストンで塞がれている。プランジャまたはピストンはカートリッジ内を摺動できる。穿孔可能な被膜と、移動可能なプランジャとの間の空間には、薬剤が保持されている。その薬剤を保持している空間の容積をプランジャが減らすと、薬剤はカートリッジから押し出される。「ピストンロッドフット」は、移動可能なプランジャまたはピストンにピストンロッドから力を分配する要素である。通常、ピストンロッドフットは、ピストンロッドと移動可能なピストンまたはプランジャとの間に配される。

出版物、特許出願書、特許文書などを含む、本明細書において引用されているすべての文献は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれ、また、これらの文献すべては、各文献が参照によって組み込まれるように個別に具体的に指示されているのと同様に、さらに、本明細書に各文献の全体が説明されているのと同様に、本明細書に参照によって組み込まれるものとする。

本明細書中に使われているすべての見出しと小見出しは、あくまでも便宜上のものであり、本発明をいかなる点でも限定するものとして理解すべきではない。

本明細書に使われているあらゆる例や、あるいは例示を表す言い回し（たとえば、「のような」）の使用は、本発明を単により明確にするためであり、特にそうではないという主張がされていないかぎりは、本発明の範囲にいかなる限定をするものでもない。また、本明細書に用いられたいかなる言葉も、請求項において主張されていないいかなる要素についても、それが本発明を実施するために不可欠であるものとして指し示すとは理解すべきではない。

本明細書内で特許文献が引用され、本明細書に組み込まれるが、それはあくまでも便宜上のことであり、そのような特許文献の妥当性や、特許可能性、実施可能性のすべてあるいはいずれかについての、いかなる見解をも反映しない。

本発明は、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載される発明の主題の、あらゆる変形例や等価物を関係法によって認められたものとして含む。

以下、本発明を、好ましい実施形態により、また図面を参照しつつ詳しく説明する。以下において、
本発明の、薬剤投与装置用ピストンロッドフットの一例を示す図である。 本発明の他の実施形態の、ピストンロッドフットを示す図である。 薬液が凍結し解凍する際の、カートリッジ内に設けられたピストンロッドフットの異なる状態を示す図である。 薬液が凍結し解凍する際の、カートリッジ内に設けられたピストンロッドフットの異なる状態を示す図である。 薬液が凍結し解凍する際の、カートリッジ内に設けられたピストンロッドフットの異なる状態を示す図である。 薬液が凍結し解凍する際の、カートリッジ内に設けられたピストンロッドフットの異なる状態を示す図である。

図面は模式的なものであり、明瞭にするために簡略化されている。本発明の理解に不可欠である細部については示されているが、その他の細部は省略されている。また、すべての図面を通じて、同一あるいは、対応する部分に対しては同一の符号がつけられている。

以下において、「上」や「下」、「右」や「左」、「水平」や「垂直」、「時計回り」や「反時計回り」または同様の相対的表現が用いられた場合、それらは添付の図面内での方向を示しており、実際の使用環境における方向を示してはいない。また図面は模式的に描かれたものであり、異なる構造物の構成やそれらの相対的寸法は、例示を目的としたものにすぎない。

そのような文脈においては、「先端部」という用語が添付の図面に関連して用いられた場合には、それが患者に差し込まれる針管に向かう方向の端部を示すと定義し、「基端部」という用語は、その逆側の端部を示すものと定義するのが都合良いであろう。

図１は、本発明にかかる医薬品投与装置用のピストンロッドフット１を示す。ピストンロッドフット１は、互いに結合されている中央部品２と外側部品３からなる。中央部品２は、基端面６の中心部にあたり、基端面６には図示しないピストンロッドが当接する円形の窪み４が設けられている。開口部５が、窪み４の中心部に設けられている。使用時には、基端面６の反対側である先端面７が、ピストン１５（図３参照）に当接している。中央部品２と外側部品３は、複数の栓状の突起８が、相応する形状の窪み９に嵌合することで、互いに結合されている。図中では、突起８が中央部品２に設けられ、窪み９が外側部品３に設けられている。しかし、この配置は逆になってもよいし、ランダムでもよい。

図２は本発明の他の実施形態を示し、中央部品２と外側部品３が、Ｖ字型の嵌め合いで互いに嵌合している。嵌合が外れるのを容易にするために、Ｖ字の一方の脚が他方よりも大きくなっている。中央部品３のＶ字形は、中央部品２を取り囲む縁部１８を形成し、外側部品３のＶ字形の底部は軌道部１９を形成している。そして軌道部１９に縁部１８が嵌るようになっている。中央部品２と外側部品３は、それぞれ異なる熱膨張率を持つ素材から作られていてもよい。たとえば、もし凍結時に、中央部品２が外側部品３よりも大きく収縮するという場合には、中央部品２と外側部品３は、凍結するほどの低温にさらされた時には、径方向に完全にあるいは部分的に分離する。

図３Ａから３Ｄは、本発明にかかる医薬品投与装置用のカートリッジ１０を示す。図３Ｂから３Ｄは、図３Ａの線Ａ−Ａに沿った断面図である。カートリッジ１０は、その先端部１１が被膜１２によって密封され、被膜１２には図示しない注射針を用いて貫通穴を開けることができる。先端部１１の反対側である基端部１３で、カートリッジ１０は移動可能なピストン１５によって塞がれている。被膜１２と移動可能なピストン１５の前壁１６の間に空間１４が存在し、ピストン１５の前壁１６は、空間１４に封入された薬液と接触している。また、ピストン１５の後壁１７は、ピストンロッドフット１の先端面７に当接している。

ピストンロッド２０は、図示しない注射機構に連結されている。この注射機構は、注射時にピストンロッド２０を前方に移動させる。注射時には、ピストンロッドフット１の基端面６に設けられた円形の窪み４に、ピストンロッド２０の先端部２１が当接する。ピストンロッドフット１の先端面７は、ピストン１５の後壁１７に接触し、ピストンロッドフット１とピストン１５の接触面を介して、ピストンロッド２０にかかる力がピストン１５に伝えられる。

図３Ｂは、凍結するほどの低温にはさらされていない状態のカートリッジ１０を示す。中央部品２と外側部品３は互いに結合されていて、ともにピストン１５に当接しており、最も正確に薬液を排出できる。

図３Ｃに示すように、カートリッジ１０内に保持されている薬液が凍結するような低温にさらされた場合には、薬液が空間１４内で膨張する。そして、通常はゴム製のピストン１５を後方に押して移動させようとする。しかし、中央部品２は、ピストンロッド２０によってその位置が保たれ、後方へ移動できない。そこで、中央部品２に対して外周側にずれている、ピストン１５の周辺部分１５Ａのみが後方に移動して、図示されているように、中央部品２を取り囲む。この移動は外側部品３に伝わる。そして外側部品３は、ピストン１５の周辺部分１５Ａの後方への移動に追随し、中央部品２との嵌合状態から分離する。もし図１に示すように、中央部品２と外側部品３が突起８と窪み９によってきちんと嵌った状態になっていた場合には、外側部品２が後方に移動するにつれて、突起８が破壊される。

図３Ｄに示されるように、薬液が解凍するとピストン１５は元の形状に戻る。中央部品２は、ピストン１５と当接する位置を保持している。他方、外側部品３は、凍結時に移動した位置にとどまる。この薬剤投与装置の使用者は、この装置をこのまま使用することができるようになる。ただし、その薬剤投与の正確さは若干損なわれている。なぜならば、ピストンロッドフット１は、ピストン１５の周辺部分１５Ａにはもはや当接していないためである。同時に、外側部品３が新たな位置にあるため、薬液が一旦凍結するような低温にさらされたことを、使用者は知ることができる。

カートリッジ１０は通常、薬剤投与装置のケースに収められており、このケースには、外側部品３が凍結時に移動した先に該当する位置に窓が開けられていてもよい。そうすれば、使用者はこの窓をチェックするだけで、この薬剤投与装置が薬剤を凍結させるような低温にさらされていたかどうかについての情報を得ることができる。さらにこのケースには、外側部品２をこの後方の位置に保持するための手段が設けられていてもよい。なお、好ましくは、外側部品３は目立つ色が付けられているとよく、そうすることで窓から外側部品３をより見やすくすることができる。

これまでに、本発明の好ましい実施形態をいくつか説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことは強調されねばならない。また、本発明は、後述の特許請求の範囲に定められる発明の主題の範囲において、上述された以外の形態で実施することもできるということも強調されねばならない。

Claims (8)

1. 薬液を投与するための医薬品投与装置で、投与される薬液を保持するカートリッジ（１０）を備えた医薬品投与装置であって、前記カートリッジ（１０）は、前記薬液を保持する容積可変空間（１４）を形成する内壁で、互いに接続された先端部（１１）と基端部（１３）を有し、前記先端部（１３）は被膜（１２）によって塞がれ、前記基端部（１３）は、前壁（１６）と後壁（１７）を有する移動可能なピストン（１５）で塞がれ、前記ピストン（１５）は、ピストンロッド（２０）によって前記カートリッジ（１０）の前記先端部（１１）に向かって移動させることが可能であり、その移動によって、前記被膜（１２）と前記ピストン（１５）の間の容積可変空間（１８）の容積を減少させる医薬品投与装置において、
   前記ピストンロッド（２０）と前記ピストン（１５）の間に設けられたピストンロッドフット（１）が、前記ピストンロッド（２０）と当接する前記中央部品（２）と外側部品（３）とを備え、前記中央部品（２）と前記外側部品（３）とが分離可能に結合されていて、前記ピストンロッドフット（１）の前記外側部品（３）が、薬液の凍結に際して、前記中央部品（２）に対して軸方向の基端側に移動する、医薬品投与装置。
2. 前記中央部品（２）と前記外側部品（３）が破断可能に結合されている、請求項１に記載の医薬品投与装置。
3. ある閾値限界を超える力が前記外側部品（３）にかかると、前記中央部品（２）と前記外側部品（３）が分離する、請求項１または２に記載の医薬品投与装置。
4. 前記ピストンロッドフット（１）の前記中央部品（２）と前記外側部品（３）とに、異なる色がつけられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の医薬品投与装置。
5. 前記外側部品（３）が前記中央部品（２）よりも基端側に位置していることにより、薬液がかつて凍結されたことが示される、請求項１から４のいずれか一項に記載の医薬品投与装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の医薬品投与装置に用いられるピストンロッドフットであって、互いに分離可能に結合された中央部品（２）と外側部品（３）からなるピストンロッドフット（１）。
7. 前記中央部品（２）及び／又は前記外側部品（３）に複数の突起（８）が設けられ、前記突起（８）が、前記中央部品（２）及び／又は前記外側部品（３）に設けられた、対応する窪み（９）に嵌合する、請求項６に記載のピストンロッドフット。
8. 前記中央部品（２）又は前記外側部品（３）に縁部（１８）が設けられ、前記縁部（１８）は、前記中央部品（２）又は外側部品（３）の他方に設けられた軌道部（１９）に嵌合する、請求項６に記載のピストンロッドフット。

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