JP6366680B2 - 薬物送達デバイスの駆動機構 - Google Patents

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Description

本発明は、薬物送達デバイスの駆動機構、およびそれぞれの薬物送達デバイスに関する。詳細には、本発明はペン型注射器などの、とりわけ単一用量および/または最終用量制限機構を含む、注射デバイスに関する。
液体薬剤の単一または複数の用量を設定し投薬するための薬物送達デバイスが、当技術分野でよく知られている。一般に、このようなデバイスは通常のシリンジと実質的に同様の目的を有する。
薬物送達デバイス、特にペン型の注射器は、使用者特有のいくつかの要件を満たさなければならない。たとえば、糖尿病などの慢性疾患の患者の場合、患者は物理的に虚弱であることがあり、また視力が低下していることもある。したがって、特に家庭薬物療法のための適切な薬物送達デバイスは、構造が堅牢である必要があり、また使いやすくなければならない。さらに、デバイスおよびその部材の操作、ならびに一般的な取扱いは分かりやすく、かつ容易に理解可能でなければならない。その上、用量設定および用量投薬手順は、操作しやすくなければならず、また明確でなければならない。
通常、このようなデバイスは、送達されるべき薬剤が少なくとも部分的に満たされたカートリッジを受けるように適用されたハウジングまたは特定のカートリッジホルダを備える。このデバイスはさらに、カートリッジのピストンと動作可能に係合するように適用された変位可能なピストンロッドを通常有する駆動機構を備える。駆動機構およびそのピストンロッドによって、カートリッジのピストンは、遠位方向すなわち送達方向に変位可能であり、したがって、薬物送達デバイスのハウジングの遠位端部と解放可能に連結される穿孔アセンブリを経由して、既定量の薬剤を排出することができる。
薬物送達デバイスによって投薬されるべき薬剤は、複数用量カートリッジ内に提供され含まれる。通常、このようなカートリッジは、穿孔可能シールによって遠位方向で封止され、かつピストンによってさらに近位方向で封止されたガラス質バレルを含む。再使用可能な薬物送達デバイスでは、空のカートリッジが新しいものと交換される。これとは対照的に、使い捨てタイプの薬物送達デバイスは、カートリッジ内の薬剤が完全に投薬されるか、または使い切られると、全部廃棄される。
特許文献1には、たとえば、ねじりばねおよび回転表示装置を有する注射デバイスが開示されている。このデバイスでは、ピストンロッドが、注射デバイスのねじ付部分と係合および協働するねじ付外面を有する。ピストンロッドは、ピストンロッドの溝と係合する駆動部材によって駆動される。ピストンロッドの軸方向運動は、ピストンロッドを注射デバイスのねじ付部分で回転させることによってもたらされる。さらに、ロッキング部材が、いくぶん遠位部分に、したがって注射デバイスの投薬端の近くにある。ロッキング部材は、投薬されるべき薬剤を含むカートリッジまたはカートリッジホルダに沿って延び得る。
典型的なペン注射器型の薬物送達デバイスでは、患者または使用者は、デバイスの近位端に両方とも置かれている用量設定部材と用量投与部材によって用量を設定し、それに続いて用量投薬動作を誘導することに慣れている。手持ち注射デバイスを閉じられた手に取ると、次に、近位にある用量投薬部材を遠位方向に親指を用いて押し下げることによって、注射処置を簡単に起動することができる。
米国特許第8,357,120B2号
したがって、本発明の目的は、適切に画成された用量の薬剤をかなり容易に直感的に設定および投薬することを可能にする、改善された薬物送達デバイスの駆動機構を提供することである。デバイスの使いやすさを改善するために、デバイスの近位端部に両方とも置かれている用量設定部材と用量投薬部材を有する駆動機構を提供することが別の目標である。
このような駆動機構を含むと共に、このような駆動機構のピストンロッドと動作可能に係合するようにピストンで封止されたカートリッジを含む、薬物送達デバイスを提供することが別の目的である。
第1の態様では、薬物送達デバイスの駆動機構が薬剤の用量の投薬のために提供される。この駆動機構は、軸方向に延びる細長いハウジングを含む。通常、ハウジングは、駆動機構または薬物送達デバイス全体を使用者の片手で把持し操作することを可能にして助ける、実質的に管状または円筒形である。
駆動機構はさらに、駆動機構によって投薬されるべき薬剤を収容するカートリッジのピストンと動作可能に係合するためのピストンロッドを含む。カートリッジは、ある量の薬剤を軸方向の遠位方向に変位することによってカートリッジから排出するように機能するピストンを含む。前記排出または投薬される量は、駆動機構のピストンロッドのそれぞれの軸方向変位によって決まるピストンの軸方向変位と相互に関連している。
通常、ピストンはカートリッジを軸方向の近位方向で封止する。駆動機構のピストンロッドは、カートリッジのピストンを軸方向に変位させるように機能する。したがってピストンロッドは、薬剤のそれぞれの量に対応する、したがって投薬されるべき薬剤の用量に対応する既定の距離だけピストンを遠位方向に変位させるための、遠位向きの推力または圧力をカートリッジのピストンに加えるように動作可能である。
加えて、駆動機構は、ハウジングに軸方向に固定される駆動ホイールを含む。駆動ホイールはまた、ピストンロッドと係合され、さらにはピストンロッドを遠位方向に駆動するためにハウジングに対して回転可能である。
さらに、駆動機構は、遠位用量投薬位置で駆動ホイールと回転可能に係合するように、また近位用量設定位置で駆動ホイールから係合解除するように、駆動ホイールに対して軸方向に変位可能な駆動スリーブを含む。駆動スリーブは、遠位用量投薬位置と近位用量設定位置の間で、駆動ホイールに対して、したがってハウジングに対して軸方向に変位可能である。
用量設定位置にあるとき、駆動スリーブは駆動ホイールから係合解除され、したがって、駆動ホイールとのいかなる相互作用もなしに用量設定の目的のために回転させることができる。その近位用量設定位置では、したがって駆動機構の用量設定モードでは、駆動スリーブは駆動ホイールと無接触である。駆動ホイールと動作可能に係合させるために、したがって回転可能に係合させるために、たとえば駆動スリーブを駆動ホイールに向けて軸
方向の遠位方向に変位させることによって、用量投薬モードの駆動機構を切り替えると、駆動スリーブのそれぞれの用量投薬回転または用量投薬トルクが駆動ホイールへ移り、それによって、ピストンロッドが遠位方向に駆動されて所定の量の薬剤がカートリッジから排出される。
駆動スリーブは、ラチェット部材によって近位用量設定位置でハウジングに回転可能に留められる。ラチェット部材によって、駆動スリーブはハウジングに対して離散的および段階的に回転可能になる。通常、駆動スリーブは、保持力または後退力の作用に抗して用量増加方向に回転可能であるのに対し、ラチェット部材は、駆動スリーブをハウジングに対して連続する離散的な段階で留めて固定するように機能する。ラチェット部材は、投薬されるべき薬剤のサイズと合致し得る適切に規定された回転構成で駆動スリーブを留めて保持できるように、保持力または後退力を補償する働きをする。
通常、駆動スリーブは、用量設定位置にあるとき、ハウジングだけに、またはハウジングに限って回転可能に留められる。駆動スリーブを遠位方向に遠位用量投薬位置に向けて、またはその位置へと変位させると、ラチェット部材は実質的に効果がなくなり、または抑えられ、それによって、駆動スリーブに作用する保持力または後退力によって誘発または引き起こされるハウジングに対する駆動スリーブの回転が解放される。
その結果、用量設定位置にあるとき、駆動スリーブは自由に回転し、さらには駆動ホイールに回転可能に係合されるか、または回転可能にロックされる。したがって、駆動スリーブの回転が駆動ホイールに移され、さらにピストンロッドの遠位向き変位に変わる。このようにして、駆動スリーブは、具体的にはハウジングに対する、および駆動ホイールに対するその軸方向の変位は、クラッチ機構を提供し、このクラッチ機構は、用量投薬目的でピストンロッドを遠位方向に変位させるための駆動ホイールに対する駆動トルクを選択的に誘導するように動作可能である。
ラチェット部材は、駆動スリーブがその近位用量設定位置にあるときだけ能動的であるので、駆動機構の用量設定は、駆動ホイールとのいかなる干渉または相互作用もなしに駆動スリーブを回転させることによって行うことができ、この駆動スリーブはその後、駆動ホイールから動作可能に分離および係合解除することができる。トルクを移すようにして駆動スリーブを駆動ホイールと同時または連続的に連結することによる、また駆動スリーブをハウジングから解放することによる、遠位用量投薬位置への駆動スリーブの遠位向き変位の故に、駆動機構を用量設定モードと用量投薬モードの間で切り換えるためのクラッチ機構だけでなく効果的インターロック機能もまた、駆動機構が用量設定モードにあるときに駆動ホイールの回転変位を妨げるのに効果的な、したがってピストンロッドの遠位向き変位を妨げるのに効果的な駆動機構に提供することができる。
さらなる実施形態によれば、駆動スリーブは、近位用量設定位置にあるときに、ばね要素の作用に抗して用量増加方向に回転可能である。したがって、駆動スリーブがその近位用量設定位置にあるときに能動的であるラチェット部材は、ハウジングに対する駆動スリーブの用量増加回転を少なくとも可能にする。ラチェット部材は特に、他の場合では引っ張られたばね要素の作用を受けて起こり得る、駆動スリーブの自己起動回転変位を妨げるための単方向インターロックとして機能する。
通常、ラチェット部材とハウジングの相互係合は、適切に規定された離散的な回転位置に駆動スリーブを留めて固定するように作用可能であり、この回転位置は通常、薬物送達デバイスによって投薬されるべき薬剤の標準単位に対応する。ラチェット部材と、ハウジングおよび/または駆動スリーブとの相互係合によって支配される刻み幅は、薬物送達デバイスがインスリン注射用に設計される場合には、たとえばインスリンの国際単位IUと相互に関連し得る。
ばね要素は通常、駆動スリーブをハウジングに対して回転させることによって緊張させることができる螺旋ばね、またはねじりばねとして実施することができる。駆動スリーブが前記ばね要素の作用に抗してハウジングに対し用量増加方向に回転した後で、駆動スリーブが、ラチェット部材によって前記回転構成でハウジングに対して回転可能に留められると、用量を投薬するための機械的エネルギーは駆動機構内に保存すること、具体的には緊張したばね要素によって保存することができる。
解除するとき、駆動スリーブは、それがハウジングから解放されると、前に付勢されたばね要素の作用を受けて反対の用量減少方向に回転することができる。このようにして、ばね要素は機械的エネルギー保存手段として機能し、これによって、半自動または全自動の用量投薬を実施することができる。通常、ばね要素は、駆動スリーブが近位用量設定位置にある用量設定操作時に、緊張および付勢される。駆動スリーブを用量投薬方向に変位させると、そのラチェット部材に支配されたハウジングとの連結が除かれ、駆動スリーブは、それぞれのトルクを駆動ホイールに移すためのばねの作用を受けて、用量減少方向に回転することができる。
駆動スリーブと恒久的に連結および係合されたばね要素によって、また選択的に回転可能にハウジングと係合可能な駆動スリーブによって、ばねエネルギーで駆動される投薬手順を行うことができる。言い換えると、用量投薬手順時に遠位方向にピストンロッドを駆動するために、ピストンロッドに移されるべき駆動力は、先行する用量設定手順時にあらかじめ付勢または伸張されたばね要素によって完全に提供することができる。
別の実施形態によれば、駆動スリーブは、近位用量設定位置にあるとき、ラチェット部材の作用に抗して用量減少方向に回転可能である。したがって、ラチェット部材による駆動スリーブとハウジングの相互係合は、駆動スリーブが近位用量設定位置にあるときに、付勢されたばね要素の作用を受けたハウジングに対する駆動スリーブの自己起動回転変位をラチェット部材が効果的に妨げるように設計される。しかし、力を駆動スリーブに対し用量減少方向に能動的に加えると、ラチェット部材の留める効果を抑えることができる。したがって、ラチェット部材は、ハウジングに対して駆動ホイールに、トルクまたは力に依存する回転インターロックを提供するように機能する。
所定の閾値を超える力またはトルクを用量減少方向に加えると、ラチェット部材の効果および作用を抑えることができる。このようにして、駆動スリーブの用量増加操作だけでなく用量減少操作も、駆動機構が用量設定モードのときに可能になる。選択された用量が大きすぎる場合、駆動スリーブの用量補正回転、したがって用量増加回転がラチェット部材によって実行可能であり、可能になる。
別の実施形態によれば、駆動スリーブは、近位用量設定位置にあるときに、ハウジングの第1の鋸歯状輪郭と噛み合うラチェット部材を含む。ハウジングの鋸歯状輪郭は、通常は円環形であり、ハウジングの半径方向内側向き側壁部分の上に延びる。したがって、駆動スリーブのラチェット部材は、ハウジングの第1の鋸歯状輪郭と噛み合うように半径方向に弾性変形可能である。
ラチェット部材は通常、第1の鋸歯状輪郭の歯と合致する幾何形状の半径方向外向きに延びる突起を特徴として備える、円弧形掛止要素を含む。通常、ラチェット部材の歯および/または半径方向外向きに延びる突起は、駆動スリーブを用量増加方向および用量減少方向にそれぞれ回転させるときに異なる機械的抵抗をもたらすように、何らかの形で非対称形になっている。
通常、第1の鋸歯状輪郭の形状および/またはラチェット部材の突起の形状は、駆動スリーブを用量減少方向に回転させるためのトルクが、駆動スリーブを用量増加方向に回転させるためのトルクよりも大きくなければならないように設計される。このようにして、かなり滑らかで容易な用量設定または用量増加がもたらされるのに対し、用量減少または用量補正では、所定の閾値を超えるかなりのトルクを加えることが必要である。
別の実施形態によれば、駆動スリーブは、ハウジングによって軸方向に支持された保持ばね要素の作用に抗して、遠位方向に変位可能である。保持ばね要素によって、駆動スリーブは、初期設定でその近位用量設定位置に保持される。用量の投薬のために、駆動スリーブは、前記保持ばね要素の作用に抗して遠位方向に能動的に変位させなければならない。
通常では、また用量投薬のために、駆動スリーブは、用量投薬処置の全体を通じて遠位用量投薬位置に能動的に保持されなければならない。これにはたとえば、用量投薬の持続期間中、薬物送達デバイスの使用者がそれぞれの用量投薬部材を常に押し下げていることが必要になり得る。たとえば用量投薬部材の早すぎる解除、または早めの解除はすぐに、保持ばね要素の作用を受けた駆動スリーブの近位向け変位を招き得る。
その場合、駆動スリーブは直ちに、駆動ホイールからデカップリングまたは係合解除される。その結果、ピストンロッドの遠位向け変位はすぐに止まることになり、駆動ホイールは、ラチェット部材によって繰り返し回転可能にハウジングと係合することができる。このようにして、用量設定手順時にばね要素にあらかじめ保存された機械エネルギーはなくならない。
さらに、駆動スリーブを遠位用量投薬位置に保つには、用量投薬部材の少なくとも押下げを常にしておく必要があるので、使用者は、非常に直感的かつ簡単に、ただ単にそれぞれの用量投薬部材を解除することによって投薬手順を終わらせる、または中断することができる。
保持ばね要素は、駆動スリーブとハウジングのそれぞれの支持体との間で軸方向に変位させることができる。さらに、保持ばね要素は、駆動スリーブまたはハウジングと一体化して形成することもできる。通常、保持ばね要素は螺旋形であり、用量投薬手順時に軸方向に圧縮することができる。保持ばね要素は、駆動スリーブの遠位端に位置することができると共に、ハウジングの半径方向内向きに延びるフランジまたはリムの近位面と軸方向に当接することができる。あるいは、保持ばね要素は、ハウジングと一体化して形成され、駆動スリーブの遠位当接面と軸方向に当接する。この遠位当接面は、必ずしも駆動スリーブの遠位端に位置しなくてよく、どこか別の場所に、たとえば駆動スリーブの中間部または近位端に位置してもよい。
別の実施形態によれば、駆動機構はさらに、ハウジングの近位端に置かれた用量投薬部材を含む。この用量投薬部材は、動作可能に駆動スリーブと係合されており、駆動スリーブを遠位用量投薬位置へ変位させるために、ハウジングに対して遠位に押し下げ可能である。ここで、用量投薬部材は、用量投薬処置を起動させるための始動手段として機能する。これは具体的には、遠位に押し下げ可能な用量投薬部材であり、これによって駆動スリーブは、通常では保持ばね要素の作用に抗して、遠位方向および遠位用量投薬方向に変位可能になる。したがって、用量投薬部材、駆動スリーブ、ラチェット部材およびハウジングはインターロック−解除機構を提供し、これによって使用者は、用量投薬手順を起動および制御することができる。
動作可能に駆動スリーブと係合された用量投薬部材がハウジングの近位端に置かれているので、用量投薬部材を遠位向けに押し下げることは、使用者の親指によって制御および誘導することができる。
別の実施形態によれば、駆動スリーブは、対応する駆動ホイールのクラウンホイールと係合するように、その遠位端にクラウンホイールを含む。駆動スリーブおよび駆動ホイールのそれぞれのクラウンホイールは、駆動ホイールに対し駆動スリーブを軸方向に変位させることを可能にし、助ける。駆動スリーブおよび/または駆動ホイールのクラウンホイールの歯の軸方向伸張は、駆動ホイールがその近位用量設定位置からその遠位用量投薬位置へと遠位向きに変位する間に、駆動スリーブが対応するクラウンホイールによって駆動ホイールと回転可能に連結および係合されてから、ラチェット部材が駆動ホイールの回転をハウジングに対して解放または解除するように、選択される。このようにして、螺旋ばね要素またはねじりばね要素によって保存された機械エネルギーの消散を効果的に防止する、むしろ無すべりのクラッチ機構を提供することができる。
別の実施形態によれば、駆動ホイールは、インターロック部材によって用量増加方向に対し回転可能にハウジングにロックされる。インターロック部材は、ハウジングの第2の鋸歯状輪郭と係合される。通常、ハウジングの第1と第2の鋸歯状輪郭は、軸方向に分離されるか、または軸方向にオフセットされる。駆動スリーブは、その遠位端で駆動ホイールと係合可能であるので、駆動ホイールのインターロック部材と協働し噛み合う第2の鋸歯状輪郭は、第1の鋸歯状輪郭から遠位方向に軸方向に分離される。
インターロック部材は通常、半径方向外向きに延びる自由端の突起を特徴とする、半径方向に弾性変形可能なラチェットまたはラチェット部材を含む。たとえば用量投薬手順時に、用量減少方向に回転するとインターロック部材は、第2の鋸歯状輪郭と段階的および離散的に噛み合う。具体的には、インターロック部材の半径方向外向きに延びる突起は、円周方向に、具体的にはハウジングの内側向き側壁部分に、隣り合って配置されている第2の鋸歯状輪郭の各歯と連続して係合し噛み合う。
駆動スリーブのラチェット部材と、第1の鋸歯状輪郭との相互係合とは対照的に、駆動ホイールのインターロック部材は、駆動ホイールの用量増加方向の回転を厳格に阻止するように適用される。このようにして、ピストンロッドの後向きの動き、したがって近位向き変位は、効果的に防止することができる。加えて、駆動ホイールのインターロック部材と、ハウジングの第2の鋸歯状輪郭との係合はまた、用量投薬手順時に使用者に可聴フィードバックを提供する。弾性変形可能なインターロック部材の半径方向外向きに延びる突起が、第2の鋸歯状輪郭の連続した隣接する歯と繰り返して噛み合い、係合するとき、かなり規則的なクリック音を発生させて、用量投薬手順が現に進行中であることを使用者に可聴的に示すことができる。このようにして、インターロック部材は、一種の投薬クリック音発生器として機能する。
実際上、駆動ホイール、および駆動ホイールと、ハウジングとの係合は、用量投薬時にピストンロッドを遠位方向に限って変位させるための一方向クラッチを提供する。駆動スリーブが駆動ホイールからデカップリングされる用量設定時に、駆動ホイールは、ハウジングに対してピストンロッドを軸方向に固定するように機能する。
別の実施形態によれば、駆動ホイールはねじ付オリフィスを、したがって、中心に置かれた貫通口を含み、この貫通口はピストンロッドの外側ねじ付部分とねじ係合される。このねじ係合によって、ピストンロッドが回転可能にハウジングに留められていることを考えると、駆動ホイールの用量減少回転がピストンロッドの遠位向き変位に変わる。駆動ホイールとピストンロッドのねじ係合のリードにより、さらに伝達率が決まる。
通常、ねじ付オリフィスのリード、および対応するピストンロッドのねじ付部分のリードは、自己ロック型である。したがって、遠位向きまたは近位向きの力をピストンロッドに加えることが駆動ホイールの回転に変わることはない。駆動ホイールはハウジングに軸方向に固定されているので、半径方向に広がる圧力足を遠位端に通常含むピストンロッドは、用量注射手順が完了または終了した後に、カートリッジのピストンと軸方向に当接したままである。
さらに、駆動機構の遠位端でのその配置により、駆動ホイールは、ピストンロッドならびにピストンロッドの軸方向インターロックのための、かなり直接的で隣接した半径方向誘導部を提供する。したがって、ピストンロッド、駆動ホイールおよびハウジングの間の機械的遊びまたはバックラッシュの悪影響が最小限に低減され、それによって用量設定精度ならびに用量投薬精度が向上し得る。
別の実施形態によれば、ピストンロッドは、ハウジングの案内部分の半径方向突起と係合した、軸方向に延びる半径方向溝を含む。このようにして、ピストンロッドは、回転可能にハウジングにロックすることができる。ハウジングの半径方向突起はピストンロッドの軸方向に延びる溝または切込みと係合するので、ピストンロッドは、ハウジングに対して回転しないように軸方向にもっぱら摺動自在に変位可能である。ピストンロッドと、軸方向に固定された駆動ホイールとのねじ係合により、ピストンロッドは、駆動ホイールが用量減少方向に回転すると、ハウジングに対して遠位向きの変位をする。
代替実施形態では、ピストンロッドがその外側ねじ付部分によってハウジングの案内部分とねじ係合されることが考えられ、ここでピストンロッドは、駆動ホイールと回転可能に係合可能である。両方の場合で、ピストンロッドは、長手方向または軸方向に延びる少なくとも1つの溝が横切るねじ付部分を含む。代替実施形態では、前記溝は、駆動ホイールの、対応した形の半径方向内向きに延びる突起またはピンと係合される。
このようにして、駆動ホイールの回転がピストンロッドの回転に同等に移る。ピストンロッドと、ハウジングの案内部分とのねじ係合により、次に、ピストンロッドの回転がすぐに、ハウジングに対するピストンロッドの遠位向き変位を招く。しかし、回転するピストンロッドによって、カートリッジのピストンの近位端面と軸方向に係合している半径方向に広がった圧力足は、ピストンロッドの遠位端で自由に回転可能に支持されるはずである。
別の実施形態では、駆動スリーブは、駆動トルクを駆動ホイールに移すために遠位用量投薬位置にあるとき、ばね要素の作用を受けて用量減少方向に回転可能である。駆動スリーブを遠位方向に変位させることによって、そのラチェット部材はハウジングの第1の鋸歯状輪郭から係合解除し、したがって駆動スリーブは解放されて、螺旋形ねじりばねの作用を受けて回転する。ねじりばねは通常、駆動スリーブのまわりに配置され、やはり軸方向に延びる。
ねじりばねの一端は通常、駆動スリーブと連結され、ねじりばねの他端はハウジングに、またはハウジングに固定して取り付けられたベース部材に、連結される。駆動スリーブは、その遠位用量投薬位置に達したときにハウジングから係合解除されるので、ばね要素の作用に従って自由に回転する。駆動スリーブはさらに、駆動ホイールと回転可能に連結または回転可能に係合されるので、駆動スリーブのトルクおよび回転運動を変更不能に駆動ホイールに移し、それによって、ピストンロッドを遠位方向に駆動し、カートリッジのピストンをさらにカートリッジの中に強制的に入れて、所定の量の薬剤をカートリッジから排出することができる。
したがって、駆動スリーブは、用量の設定または投薬のために、ハウジングまたは駆動ホイールと交互に係合可能である。通常、駆動スリーブとハウジングの係合解除は、スリーブと駆動ホイールの係合が確立された後に行われるだけであり、逆も同様である。
さらなる実施形態では、駆動機構はまた、少なくとも用量増加方向に回転可能にハウジング上に支持された用量設定部材を含む。このようにして、用量設定部材は、用量設定位置にあるときに用量増加トルクを駆動スリーブに移すように動作可能である。
加えて、用量設定部材はまた、すでに設定された用量を減らすために反対方向に、したがって用量減少方向に、回転可能とすることもできる。用量設定部材の回転を用量増加方向と用量減少方向の両方で可能にすることによって、用量設定ならびに用量訂正を単独の用量設定部材によって非常に直感的に行うことができる。用量設定および用量訂正が駆動機構の用量設定モードで行われるので、用量設定も用量訂正もピストンロッドの軸方向位置に影響を及ぼさない。
用量設定部材は通常、駆動機構が用量設定モードにあるときにだけ、駆動スリーブと選択的に連結される。その場合、用量設定部材の回転変位があれば、駆動スリーブのそれぞれの回転に変えることができる。通常、ハウジングと駆動スリーブのラチェット部材との間の相互係合は、異なる大きさの用量増加トルクおよび用量減少トルクを実現するために、ある程度非対称になっている。このようにして、用量を設定する、すなわち用量を増加するには、駆動スリーブしたがって用量設定部材を反対に、したがって用量減少方向に回転させて、たとえばあらかじめ設定された用量を訂正するための、反対向きの駆動トルクよりも小さい駆動トルクを用量設定部材に加える必要があり得る。
さらなる実施形態によれば、駆動スリーブが用量投薬位置にあるときに、用量設定部材は回転可能にハウジングにロックされ、駆動スリーブから回転可能にデカップリングされる。用量投薬時に用量設定部材と駆動スリーブをデカップリングすることによって、駆動スリーブは、用量設定部材とのいかなる相互作用もなしに用量減少方向に回転することができる。さらに、用量設定部材をハウジングに回転可能にロックすることによって、用量増加タイプまたは用量減少タイプの用量設定部材のいかなる操作も効果的に阻止される。これは、カートリッジ内に残っている薬剤の量を越える用量の設定を妨げるように動作可能である内容物終了機構を提供するための特別な使用法である。
別の態様では、本発明はまた、薬剤の用量を投薬するための薬物送達デバイスに関する。薬物送達デバイスは、上述の駆動機構と、薬物送達によって投薬されるべき薬剤で少なくとも部分的に満たされたカートリッジとを含む。カートリッジは、駆動機構のハウジング内に配置されるか、または、たとえば使い捨て薬物送達デバイスの場合には、解除可能または解除不能にハウジングに固定されている薬物送達デバイスのカートリッジホルダ内に配置される。したがって、薬物送達デバイスは、薬剤で満たされたカートリッジを受けるため、および収容するためのカートリッジホルダを含む。
本明細書では、遠位方向は投薬およびデバイスの方向を示し、デバイスには、薬剤の送達のために生物組織または患者の皮膚に挿入される両頭注射針を有するニードルアセンブリが好ましくは設けられる。
近位端または近位方向は、投薬端から最も遠い、デバイスまたはその構成要素の端部を示す。駆動部材は通常、薬物送達デバイスの近位端に位置し、回転させて用量を設定するように使用者が直接操作可能であり、また遠位方向に押し下げて用量を投薬するように動作可能である。
駆動機構は特に、薬剤の用量を投薬する目的のためにピストンロッドを軸方向に変位させるように機能する。加えて、駆動機構は通常、以下の機構の一部を形成する、またこれらの機構のうちの少なくとも1つとして機能を有する、構成要素:すなわち、用量設定機構、最終用量制限機構および用量標示機構を含む。本明細書に記載の実施形態から明らかになるように、たとえば駆動機構の様々な構成要素はまた、用量設定機構、最終用量制限機構および/または用量標示機構のうちの少なくとも1つに属し、逆も同様である。したがって、本明細書に記載の本発明では、駆動機構、用量設定機構、最終用量制限機構および/または用量標示機構について同様に言及し、定義する。
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、少なくとも1つの薬学的に活性な化合物を含む医薬製剤を意味し、
ここで、一実施形態において、薬学的に活性な化合物は、最大1500Daまでの分子量を有し、および/または、ペプチド、タンパク質、多糖類、ワクチン、DNA、RNA、酵素、抗体もしくはそのフラグメント、ホルモンもしくはオリゴヌクレオチド、または上述の薬学的に活性な化合物の混合物であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病関連の合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症、急性冠症候群(ACS)、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および/または関節リウマチの処置および/または予防に有用であり、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、糖尿病または糖尿病性網膜症などの糖尿病に関連する合併症の処置および/または予防のための少なくとも1つのペプチドを含み、
ここで、さらなる実施形態において、薬学的に活性な化合物は、少なくとも1つのヒトインスリンもしくはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド(GLP−1)もしくはその類似体もしくは誘導体、またはエキセンジン−3もしくはエキセンジン−4もしくはエキセンジン−3もしくはエキセンジン−4の類似体もしくは誘導体を含む。
インスリン類似体は、たとえば、Gly(A21),Arg(B31),Arg(B32)ヒトインスリン;Lys(B3),Glu(B29)ヒトインスリン;Lys(B28),Pro(B29)ヒトインスリン;Asp(B28)ヒトインスリン;B28位におけるプロリンがAsp、Lys、Leu、Val、またはAlaで置き換えられており、B29位において、LysがProで置き換えられていてもよいヒトインスリン;Ala(B26)ヒトインスリン;Des(B28−B30)ヒトインスリン;Des(B27)ヒトインスリン、およびDes(B30)ヒトインスリンである。
インスリン誘導体は、たとえば、B29−N−ミリストイル−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−パルミトイル−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−ミリストイルヒトインスリン;B29−N−パルミトイルヒトインスリン;B28−N−ミリストイルLysB28ProB29ヒトインスリン;B28−N−パルミトイル−LysB28ProB29ヒトインスリン;B30−N−ミリストイル−ThrB29LysB30ヒトインスリン;B30−N−パルミトイル−ThrB29LysB30ヒトインスリン;B29−N−(N−パルミトイル−γ−グルタミル)−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−(N−リトコリル−γ−グルタミル)−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−(ω−カルボキシヘプタデカノイル)−des(B30)ヒトインスリン、およびB29−N−(ω−カルボキシヘプタデカノイル)ヒトインスリンである。
エキセンジン−4は、たとえば、H−His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Met−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Arg−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH2配列のペプチドであるエキセンジン−4(1−39)を意味する。
エキセンジン−4誘導体は、たとえば、以下のリストの化合物:
H−(Lys)4−desPro36,desPro37エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−(Lys)5−desPro36,desPro37エキセンジン−4(1−39)−NH2、
desPro36エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,IsoAsp28]エキセンジン−(1−39)、
desPro36[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14Trp(O2)25,IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39);または
desPro36[Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,IsoAsp28]エキセンジン−(1−39)、
desPro36[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)、
desPro36[Met(O)14,Trp(O2)25,IsoAsp28]エキセンジン−4(1−39)、
(ここで、基−Lys6−NH2が、エキセンジン−4誘導体のC−末端に結合していてもよい);
または、以下の配列のエキセンジン−4誘導体:
desPro36エキセンジン−4(1−39)−Lys6−NH2(AVE0010)、
H−(Lys)6−desPro36[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−Lys6−NH2、
desAsp28Pro36,Pro37,Pro38エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro38[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−Asn−(Glu)5desPro36,Pro37,Pro38[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
desPro36,Pro37,Pro38[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−Lys6−NH2、
H−desAsp28Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
desPro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−Lys6−NH2、
desMet(O)14,Asp28Pro36,Pro37,Pro38エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2;
desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−Asn−(Glu)5desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−Lys6−desPro36[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−Lys6−NH2、
H−desAsp28,Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−NH2、
desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2、
H−(Lys)6−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(S1−39)−(Lys)6−NH2、
H−Asn−(Glu)5−desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]エキセンジン−4(1−39)−(Lys)6−NH2;
または前述のいずれか1つのエキセンジン−4誘導体の薬学的に許容される塩もしくは溶媒和化合物
から選択される。
ホルモンは、たとえば、ゴナドトロピン(フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン)、ソマトロピン(ソマトロピン)、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、ゴセレリンなどの、Rote Liste、2008年版、50章に列挙されている脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストである。
多糖類としては、たとえば、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、たとえば、ポリ硫酸化形態、および/または、薬学的に許容されるそれらの塩がある。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。
抗体は、基本構造を共有する免疫グロブリンとしても知られている球状血漿タンパク質(約150kDa)である。これらは、アミノ酸残基に付加された糖鎖を有するので、糖タンパク質である。各抗体の基本的な機能単位は免疫グロブリン(Ig)単量体(1つのIg単位のみを含む)であり、分泌型抗体はまた、IgAなどの2つのIg単位を有する二量体、硬骨魚のIgMのような4つのIg単位を有する四量体、または哺乳動物のIgMのように5つのIg単位を有する五量体でもあり得る。
Ig単量体は、4つのポリペプチド鎖、すなわち、システイン残基間のジスルフィド結合によって結合された2つの同一の重鎖および2本の同一の軽鎖から構成される「Y」字型の分子である。それぞれの重鎖は約440アミノ酸長であり、それぞれの軽鎖は約220アミノ酸長である。重鎖および軽鎖はそれぞれ、これらの折り畳み構造を安定化させる鎖内ジスルフィド結合を含む。それぞれの鎖は、Igドメインと呼ばれる構造ドメインから構成される。これらのドメインは約70〜110個のアミノ酸を含み、そのサイズおよび機能に基づいて異なるカテゴリー(たとえば、可変すなわちV、および定常すなわちC)に分類される。これらは、2つのβシートが、保存されたシステインと他の荷電アミノ酸との間の相互作用によって一緒に保持される「サンドイッチ」形状を作り出す特徴的な免疫グロブリン折り畳み構造を有する。
α、δ、ε、γおよびμで表される5種類の哺乳類Ig重鎖が存在する。存在する重鎖の種類により抗体のアイソタイプが定義され、これらの鎖はそれぞれ、IgA、IgD、IgE、IgGおよびIgM抗体中に見出される。
異なる重鎖はサイズおよび組成が異なり、αおよびγは約450個のアミノ酸を含み、δは約500個のアミノ酸を含み、μおよびεは約550個のアミノ酸を有する。各重鎖は、2つの領域、すなわち定常領域(C)と可変領域(V)を有する。1つの種において、定常領域は、同じアイソタイプのすべての抗体で本質的に同一であるが、異なるアイソタイプの抗体では異なる。重鎖γ、α、およびδは、3つのタンデム型のIgドメインと、可撓性を加えるためのヒンジ領域とから構成される定常領域を有し、重鎖μおよびεは、4つの免疫グロブリン・ドメインから構成される定常領域を有する。重鎖の可変領域は、異なるB細胞によって産生された抗体では異なるが、単一B細胞またはB細胞クローンによって産生された抗体すべてについては同じである。各重鎖の可変領域は、約110アミノ酸長であり、単一のIgドメインから構成される。
哺乳類では、λおよびκで表される2種類の免疫グロブリン軽鎖がある。軽鎖は2つの連続するドメイン、すなわち1つの定常ドメイン(CL)および1つの可変ドメイン(VL)を有する。軽鎖のおおよその長さは、211〜217個のアミノ酸である。各抗体は、常に同一である2本の軽鎖を有し、哺乳類の各抗体につき、軽鎖κまたはλの1つのタイプのみが存在する。
すべての抗体の一般的な構造は非常に類似しているが、所与の抗体の固有の特性は、上記で詳述したように、可変(V)領域によって決定される。より具体的には、各軽鎖(VL)について3つおよび重鎖(HV)に3つの可変ループが、抗原との結合、すなわちその抗原特異性に関与する。これらのループは、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる。VHドメインおよびVLドメインの両方からのCDRが抗原結合部位に寄与するので、最終的な抗原特異性を決定するのは重鎖と軽鎖の組合せであり、どちらか単独ではない。
「抗体フラグメント」は、上記で定義した少なくとも1つの抗原結合フラグメントを含み、そのフラグメントが由来する完全抗体と本質的に同じ機能および特異性を示す。パパインによる限定的なタンパク質消化は、Igプロトタイプを3つのフラグメントに切断する。1つの完全なL鎖および約半分のH鎖をそれぞれが含む2つの同一のアミノ末端フラグメントが、抗原結合フラグメント(Fab)である。サイズが同等であるが、鎖間ジスルフィド結合を有する両方の重鎖の半分の位置でカルボキシル末端を含む第3のフラグメントは、結晶可能なフラグメント(Fc)である。Fcは、炭水化物、相補結合部位、およびFcR結合部位を含む。限定的なペプシン消化により、Fab片とH−H鎖間ジスルフィド結合を含むヒンジ領域の両方を含む単一のF(ab’)2フラグメントが得られる。F(ab’)2は、抗原結合に対して二価である。F(ab’)2のジスルフィド結合は、Fab’を得るために切断することができる。さらに、重鎖および軽鎖の可変領域は、縮合して単鎖可変フラグメント(scFv)を形成することもできる。
薬学的に許容される塩は、たとえば、酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩としては、たとえば、HClまたはHBr塩がある。塩基性塩は、たとえば、アルカリまたはアルカリ土類、たとえば、Na+、またはK+、またはCa2+から選択されるカチオン、または、アンモニウムイオンN+(R1)(R2)(R3)(R4)(式中、R1〜R4は互いに独立に:水素、場合により置換されたC1〜C6アルキル基、場合により置換されたC2〜C6アルケニル基、場合により置換されたC6〜C10アリール基、または場合により置換されたC6〜C10ヘテロアリール基を意味する)を有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」17版、Alfonso R.Gennaro(編)、Mark Publishing Company、Easton、Pa.、U.S.A.、1985およびEncyclopedia of Pharmaceutical Technologyに記載されている。
薬学的に許容される溶媒和物は、たとえば、水和物である。
さらに、当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく様々な修正および変形を本発明に加えることができることが明らかであろう。さらに、添付の特許請求の範囲において使用されるいかなる参照数字も、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことに留意されたい。
以下では、図面の簡単な説明が提供される。
ペン型薬物送達デバイスの組立て済み駆動機構を概略的に示す長手方向切取図である。 完全な薬物送達デバイスおよびその様々な構成要素を透視的に示す分解組立図である。 図1によるA−Aに沿った断面図である。 図1によるB−Dに沿った断面図である。 図1によるC−Cに沿ったデバイスの断面図である。 図1によるD−Dに沿ったデバイスの断面図である。 図1によるE−Eに沿った断面図である。 図1によるF−Fに沿った断面図である。 図1によるG−Gに沿った断面図である。 図1によるH−Hに沿ったデバイスの断面図である。 図1によるJ−Jに沿った断面図である。 ピストンロッドと係合する駆動ホイールの長手方向拡大断面図である。 駆動機構を示す分離斜視図である。 駆動機構を示す長手方向断面の斜視図である。 駆動機構の別の長手方向断面図である。 駆動機構の遠位端の部分切取図である。 表示アセンブリの斜視長手方向切取図である。 表示アセンブリの近位部分の長手方向拡大断面図である。 表示アセンブリの近位部分の長手方向拡大断面図である。 用量投薬部材が押し下げられている薬物送達デバイスの近位端の部分切取斜視図である。 代替実施形態による駆動機構の近位端の拡大図である。 図21による実施形態の断面K−Kを示す図である。
図1および図2では、完全な薬物送達デバイス10が、長手方向断面切取図および拡大図で示されている。薬物送達デバイス10は、ペン注射器型であり、実質的に円筒の軸方向に細長い形状を含む。図すべてを通して、軸遠位方向は参照番号1で示され、反対の近位方向は参照番号2で示される。薬物送達デバイス10は駆動機構3を含み、これは近位ハウジング20を有するか、または薬物送達デバイス10のそれぞれの本体20の中に組み立てられる。
遠位方向においてハウジング20はカートリッジホルダ13と連結され、このカートリッジホルダは、薬物送達デバイス10によってその駆動機構3を用いて投薬されるべき薬剤を含むカートリッジ12を収容し受けるように適用される。カートリッジ12は通常、円筒または管の形状のガラス質バレルを含み、セプタムのような穿孔可能封止部材によって遠位方向1で封止される。
近位方向2において、カートリッジ12は、カートリッジ12のバレル内に摺動可能に配置されたピストン14によって封止される。ピストン14は通常、流体および気体を通さないようにしてカートリッジ12の近位端を効果的に封止できるようにするためのエラストマー材料を含む。カートリッジ12のピストン14は、薬物送達デバイス10の駆動機構3のピストンロッド160の遠位端と動作可能に係合される。ピストンロッド160によって通常は誘発および制御されるピストン14の遠位向き変位が、カートリッジ12内側の流体圧のそれぞれの増大を招く。カートリッジ12の遠位出口が、図1に示されるように、たとえばニードルアセンブリ16と連結されると、あらかじめ設定された薬剤の用量と等しい既定された量の液体薬剤をカートリッジ12から排出することができ、ニードルアセンブリ16の注射針17を介して投薬することができる。
図1に示されるように、ニードルアセンブリ16は両頭注射針17を含む。ニードルアセンブリ16は通常、カートリッジホルダ13の遠位端部に取外し可能に配置される。ここで、カートリッジホルダ13の遠位に置かれたソケットおよびニードルアセンブリ16は、ニードルアセンブリ16をカートリッジホルダ13に解除可能および取外し可能なように螺着するために、相互に対応するねじ山を含む。
カートリッジホルダ13、したがってその中に組み込まれたカートリッジ12は、取外し可能キャップ19によって保護され覆われる。用量の設定および/または投薬の前に、保護キャップ19ならびにニードルアセンブリ16の内側ニードルキャップ18は取り外さなければならない。たとえば生物組織の中への薬剤の投薬または注射の後で、ニードルアセンブリ16は通常、カートリッジホルダ13から分離され廃棄される。
様々な図3〜図19に示されるように、駆動機構3は、可変サイズの用量を設定してから次に投薬できるようにするための、多数の機能的な機械的に相互係合する構成要素を含む。駆動機構3は半自動型である。これは、用量設定手順中に機械エネルギーを保存する手段を含む。その場合、前記機械エネルギーは、用量投薬手順中に遠位方向1にピストンロッドを駆動するのに使用可能である。その結果、注射手順を行うための機械エネルギー、および駆動力または駆動トルクを供給するのは、デバイス10および駆動機構3になる。それゆえに、用量投薬処置中に注射力が使用者によって提供されなくてもよい。
用量投薬には、カートリッジ12に対して、したがってカートリッジホルダ13に対して、またハウジング20に対して、ピストンロッド160が遠位向きに前進する必要がある。駆動機構3は、駆動機構3を用量投薬モードと用量設定モードの間で切り換えるためにハウジング20に対して軸方向に変位可能である、長手方向に延びる空洞形駆動スリーブ30を含む。駆動スリーブ30は、ピストンロッド160の中心と一致し得る長手方向軸4上に回転可能に支持される。
駆動スリーブ30はさらに、ばね要素43と連結され、このばね要素は螺旋形を特徴とし、ねじりばねとして作用する。図1および図4に示されるように、螺旋ばね要素43の遠位端44は駆動スリーブ30の遠位端部と連結されるのに対し、反対側の螺旋ばね要素43の近位端45は、図6に示されるように遠位ベース部材70に連結される。ベース部材70は、ハウジング20に留められ、取外し不可能に固定される。ベース部材70がない実施形態では、螺旋ばね要素43の近位端45はまた、ハウジング20の一部分に接続することもできる。
図4に示されるように、駆動スリーブ30は、螺旋ばね要素43の作用に抗して用量増加方向5に回転可能である。用量を設定するために、したがって設定される用量を増大させるために、駆動スリーブ30は用量増加方向5に回転し、それによって螺旋ばね要素43が緊張され付勢される。駆動機構3内にそれぞれの機械エネルギーを保存するために、駆動スリーブ30は、ラチェット部材32によってハウジング20と回転可能に係合される。ラチェット部材32は、半径方向外向きに延びる受け部分または突起33を特徴として備える、アーチ形の弾性変形可能な、円周方向に延びる部分を含み、突起33は、ハウジング20の内側向き側壁部分にある、対応した形の第1の鋸歯状輪郭21と係合するように適用される。
図4に示されるように、駆動スリーブ30のラチェット部材32の受け部分または突起33は、第1の鋸歯状輪郭21の連続ラチェット歯22と確実に係合する。このようにして駆動スリーブ30は、少なくともその近位用量設定位置にあるときは、ハウジング20に回転可能に留めることができる。ラチェット部材32は、螺旋ばね要素43の作用を受けて用量減少方向6に、駆動スリーブ30が自己作動回転をしないように適用される。
しかし、ラチェット部材32の受け部分33の形状、および様々なラチェット歯22の形状または斜面は、既定の閾値を超えるそれぞれのトルクが駆動スリーブ30に加えられた場合に、駆動スリーブ30もまた用量減少方向6に回転できるように設計される。このようにして用量補正を、駆動スリーブ30がラチェット部材32によってハウジング20に回転可能に留められている場合でも、行うことができる。
駆動スリーブ30が遠位方向1に変位すると、ラチェット部材32が第1の鋸歯状輪郭21から係合解除する。その結果、駆動スリーブ30は、それが遠位の用量投薬位置にあるときに、螺旋ばね要素43の作用を受けて用量減少方向6に自由に回転する。
図4にさらに示されるように、ピストンロッド160は、駆動スリーブ30の中心の長手方向に延びる内腔34を通って軸方向に延びる。したがって、駆動スリーブ30はまた、ピストンロッド160の直線案内としての役割を果たすこともできる。
図13および図16にさらに示されるように、駆動スリーブ30は、その遠位端に少なくとも1つの保持ばね要素35を有し、これは、ハウジング20の径方向内向きに延びるフランジ25aに軸方向に係合するように、また軸方向に当接するように動作可能である。このようにして駆動スリーブ30は、初期状態で近位用量設定位置に保たれる。したがって、駆動スリーブ30の遠位向き変位が、前記少なくとも1つの保持ばね要素35に抗して作用し得る。したがって、駆動スリーブ30を遠位用量投薬位置に入れて保持するには、駆動スリーブ30に対し遠位方向1にそれぞれの推力または圧力を常に加える必要がある。
駆動スリーブ30の遠位向き変位が、図12による断面で図示されるように、ハウジング20に軸方向で固定されている駆動ホイール110との軸方向の当接によって制限される。駆動ホイール110は、ハウジング20に対して回転可能に支持される。具体的には、ハウジング20は、ねじ付ピストンロッド160が延びて通り抜ける中心オリフィス28を特徴として備える、半径方向内向きに延びる案内部分27を含む。さらに図4に示されたピストンロッド160は、直径方向に対向して位置する半径方向内向きの軸方向に延びる2つの溝162を含み、この溝は、図5に示された案内部分27の、対応した形の半径方向内向きに延びる突起28aと係合する。
駆動ホイール110は、半径方向内向きに延びる固定部分材29との確実な係合によってハウジング20に軸方向に固定され、固定部分材29は、駆動ホイール110の遠位フランジ部分118から遠位に半径方向外向きに延びる、対応した形の固定または掛止要素116と係合するための、半径方向内向きに延びる掛止部分を有す。図12に示されるように、ハウジングの固定部分材29は、駆動ホイール110の掛止要素116と、その半径方向外向きに延びる突起117と、半径方向外向きに延びるフランジ部分118との間で軸方向に拘束されている。このようにして、駆動ホイール110は軸方向に拘束され、ハウジング20に軸方向に固定されるが、回転軸としての長手方向軸または中心軸4によって、ハウジング20に対して回転することができる。
しかし、駆動ホイール110と、ハウジング20の固定部分材29との相互係合により、図11に示される、少なくとも用量減少方向6での駆動ホイール110の自由回転が可能になる。その図に示されるように、駆動ホイール110は、円周方向に延びる弾性変形可能なインターロック部材111を含み、このインターロック部材は、ハウジング20の第2の鋸歯状輪郭23と係合するための、半径方向外向きに延びるラチェット歯または突起112を特徴として備える。第2の鋸歯状輪郭23は、ハウジング20の内側向き側壁部分から半径方向内向きに突出する多数のラチェット歯24を含む。それぞれのトルクが駆動ホイール110に作用する場合、駆動ホイール110のインターロック部材111と、第2の鋸歯状輪郭23との相互係合によって、駆動ホイール110の単方向の回転、すなわち用量減少方向6の回転だけが可能になる。
インターロック部材111のラチェット歯112、ならびに様々なラチェット歯24の形状および設計は、ハウジング20に対する駆動ホイール110の用量増加回転が厳重に阻止されるように設計される。このようにして、ハウジング20に対してピストンロッド160の近位向き変位を効果的に防止することができる。
図12にさらに示されるように、ピストンロッド160は、駆動ホイール110の対応した形の内側ねじ115とねじ係合した、外側ねじ付部分161を含む。したがって、駆動ホイール110は、ピストンロッドのねじ付部分161とねじ係合する中心オリフィス113を含む。その溝162によって、ピストンロッド160はハウジング20に、その半径方向内向きに延びる突起28aを介して、回転可能にロックされる。駆動ホイール110が用量減少方向6に回転する場合、ハウジング20に対する駆動ホイール110の軸方向固定、および駆動ホイールと、ピストンロッド160とのねじ係合が、ピストンロッド160の、遠位向きであるが非回転の運動、したがって摺動運動を招く。
その結果、ピストンロッド160の遠位端にある半径方向に広がった圧力足163は、カートリッジ12のバレルに対して遠位方向1にピストンを駆動するように、遠位向き圧力をピストン14に及ぼす働きをする。したがって、駆動ホイール110の回転が直接、ピストンロッド160の遠位向き変位に変わる。
駆動スリーブ30と駆動ホイール110は、選択的に連結およびデカップリングして、その間で角運動量を移すことができる。駆動ホイール110は、駆動スリーブ30の遠位端に設けられた駆動スリーブ30の対応した形のクラウンホイール40と係合するための、近位方向に向くクラウンホイール114を含む。駆動スリーブ30を遠位方向1に、したがってその遠位の用量投薬位置へと変位させることによって、相互に対応する駆動スリーブ30のクラウンホイール40と駆動ホイール110のクラウンホイール114とは相互に、トルクが移るようにして係合する。このようにして、駆動スリーブ30の用量減少回転6は直接、駆動ホイール110のそれぞれの用量減少回転に変えることができる。
駆動スリーブ30のクラウンホイール40と駆動ホイール110のクラウンホイール114との相互に対応する歯41、119の軸方向寸法は、駆動スリーブ30が遠位の用量投薬位置に達する前でも、それぞれのクラウンホイール40、114がすでに係合しており回転可能にロックするように設計される。駆動スリーブ30の遠位向き用量投薬変位中に、クラウンホイール40、114は、駆動スリーブ30のラチェット部材32がハウジング20の第1の鋸歯状輪郭21から係合解除する前に、相互に係合する。このようにして、駆動スリーブ30と、駆動ホイール110およびハウジング20との、どちらかと言えば無すべりの交互の回転係合および回転係合解除を実現することができる。
図17に詳細に示されるように、駆動スリーブ30の近位端は、用量設定スリーブ50の遠位端部に堅固に連結および固定され、この用量設定スリーブは、近位ベース部材60の近位ねじ付軸部分61の中に、またはほとんど貫通して、近位方向2に延びる。用量設定スリーブ50は、対応した形の窪みと係合するための、または駆動スリーブ30のそれぞれの掛止要素42と係合するための、少なくとも1つの半径方向外向きに延びる突起57を含む。このようにして、用量設定スリーブ50と駆動スリーブ30は軸方向に堅固に結び付けて、遠位向き推力を用量設定スリーブ50から駆動スリーブ30に向けて移すことができる。
加えて、また図6に示されるように、用量設定スリーブ50と駆動スリーブ30はまた、相互に対応する連結部分によって回転可能に係合することもできる。ここで、駆動スリーブ30は、用量設定スリーブ50の対応した形の連結器53を受けるための、非円形形状レセプタクル39aを含む。このようにしてまた、用量設定スリーブ50の回転が変更不能に駆動スリーブ30のそれぞれの回転に変わる。
駆動機構3はさらに、図14および図17に詳細に示された表示アセンブリ80を含む。表示アセンブリ80は、第1の用量標示部材81および第2の用量標示部材82を含む。用量標示部材81、82は、円板状またはスリーブ状の形を含み、両方が、カバー部分65の窓68を通して、またはハウジング20の側壁部分を通して可変用量サイズを視覚表示するための環状表示面86、87を含む。
第1の用量標示部材81は第1の表示面86を含み、第2の用量標示部材82は第2の環状表示面87を含む。第1の表示面86は、投薬されるべき薬剤の単一ユニットを表し、したがって0〜9の数字を含むのに対し、第2の用量標示部材82(具体的にはその表示面87)は、0、1、2などの数字を含み、それによって、10、20などの十または10を単位とする数を表す。駆動機構3がたとえば、インスリンのたとえば120IUの最大用量を設定および注射するように適用される場合、第2の環状表示面87にある数字は1〜12の範囲をとる。
2つの用量標示部材81、82は両方とも、長手方向軸4上に回転可能に配置され、用量設定時に用量増加方向5に回転し、用量投薬時に反対方向に、したがって用量減少方向6に回転することができる。それに応じて、窓68に現われる数字は、用量設定時および用量投薬時に一定して増加するか、または一定して減少する。
さらに、第1の用量標示部材81は中心オリフィス81aを含み、第2の用量標示部材82は第2の中心オリフィス82aを含む。前記オリフィス81a、82aは、図17の概略図から明らかになるように、軸方向に同じ高さにあり、用量設定スリーブ50および/または駆動スリーブ30を受けるように適用される。用量設定スリーブ50と駆動スリーブ30のアセンブリは、両方の用量標示部材81、82を貫通して延びるが、用量設定スリーブ50と、駆動スリーブ30と、2つの用量標示部材81、82との間には間接的な角運動量の移送しかない。
具体的には、第1および第2の用量標示部材81、82は、たとえば図17に示されるように、ハウジング20に対して、および/または近位ベース部材60に対して、および/または遠位ベース部材70に対して、軸方向に固定される。それとは対照的に、駆動スリーブ30と用量設定スリーブ50のアセンブリは、駆動機構3を用量設定モードと用量投薬モードの間で切り換えるために、両方の用量標示部材81、82に対して軸方向に変位可能である。
用量設定スリーブ50と、駆動スリーブ30と、第1および第2の用量標示部材81、82のうちの少なくとも1つとの間で駆動トルクを移すために、第1および第2の表示ホイール94、100が設けられる。図17および図7に示されるように、用量設定スリーブ50は第1の歯車付部分54を含み、これは、第1の表示ホイール94の、対応した形の近位に位置する歯車付部分96と噛み合う。前記表示ホイール94はさらに、近位ベース部材60の遠位および軸方向に延びるピンまたは支承部64を受けるための、近位に位置するポケット穴またはレセプタクル97を含む。
近位歯車付部分96から遠位にオフセットされた第1の表示ホイール94はさらに、第1の用量標示部材81の中心歯車88と噛み合う遠位歯車付部分95を含む。このようにして、用量設定スリーブ50の用量増加回転または用量減少回転を、第1の用量標示部材81のそれぞれの回転に変えることができる。第1の用量標示部材81と第2の用量標示部材82は、駆動スリーブ30および用量設定スリーブ50を介して間接的にしか回転可能に係合していない。
したがって、第2の用量標示部材82は、第2の表示ホイール100によって駆動スリーブ30と回転可能に係合する。第1の表示ホイール94と同様に、第2の表示ホイール100もまた、長手方向中心軸4から半径方向にオフセットされて位置するが、第1および/または第2の表示部材81、82の表示面86、87と比較して、半径方向内側に位置する。また、第2の表示ホイール100は、図19に示された遠位ベース部材70の、軸方向であるが近位に延びるピンまたは支承部78上に、回転可能に支持される。第2の表示ホイール100の遠位に位置する歯車付部分101は、図5に示された駆動スリーブ30の半径方向外向きに延びるタペット38と噛み合う。このようにして、駆動スリーブ30の連続回転が、第2の表示ホイール100の離散的で段階的な回転に変わる。
第2の表示ホイール100はさらに、第2の用量標示部材82の中心歯車89と噛み合う、近位に位置する歯車付部分102を含む。
図5による本実施形態では、駆動スリーブ30は、反対の位置に位置する2つのタペット38を含む。したがって、駆動スリーブ30が完全に1回転する間に、第2の用量標示部材82は、連続して離散的、段階的に2回転することになる。
長手方向軸4と平行に、したがって駆動スリーブ30および用量設定スリーブ50と平行に延びる第1および第2の表示ホイール94、100によって、用量設定スリーブ50および駆動スリーブ30は、第1および第2の用量標示部材81、82と同じ回転の意味で、常に回転する。
さらに、また図17に示されるように、第1の用量標示部材81は、近位方向2に向かって開いている第1の環状溝84を含み、第2の用量標示部材82は、遠位方向に向かって開いている第2の環状溝85を含む。両方の環状溝84、85が、それぞれ第1および第2の表示ホイール94、100のピン99、103を受けるように個別に適用される。このようにして、第1の表示ホイール94の遠位端は、第1の用量標示部材81によって半径方向に拘束することができ、第2の表示ホイール100の近位端は、第2の用量標示部材82によって半径方向に拘束することができる。
2つの用量標示部材81、82は軸方向に直に当接するので、第1ならびに第2の用量標示部材81、82は、そのそれぞれの第1および第2の表示ホイール94、100によって軸方向に拘束し、かつ軸方向に支持することができる。図18に示されるように、第1の表示ホイール94は、そのポケット穴97によって、近位に位置するベース部材60の遠位に延びる支承部64と軸方向に当接する。反対側に位置するピン99は、第1の用量標示部材81の環状溝84と軸方向係合している。対応するようにしてまた、第2の表示ホイール100のポケット穴104は、遠位ベース部材70の近位に延びる支承部78を受け、それによって第2の用量標示部材82が、その近位ピン103と第2の用量標示部材82の環状溝85との軸方向当接によって支持される。
このようにして、第1の用量標示部材81は、第1の表示ホイール94によって近位方向2の軸方向に支持することができ、第2の用量標示部材82は、第2の表示ホイール100によって遠位方向1の軸方向に支持することができる。2つのベース部材60、70を相互連結すると、第1と第2の用量標示部材81、82は相互に当接し、したがって、第1および/または第2のベース部材60、70に対して軸方向に拘束され、かつ軸方向に固定される。第1および第2のベース部材がハウジング20に固定して取り付けられる実施形態では、第1および第2の用量標示部材81、82はまた、軸方向に拘束され、ハウジング20に固定される。
第1および第2の表示ホイール94、100は、それぞれ用量設定スリーブ50および駆動スリーブ30と恒久的に係合したままになる。したがって、第1および第2の表示ホイール94、100のそれぞれの歯車付部分96、101が軸方向に伸張することで、駆動機構3を用量投薬モードと用量設定モードの間で切り換えるための、駆動スリーブ30および用量設定スリーブ50の遠位向き変位が可能になる。
近位ベース部材60および遠位ベース部材70があることで、駆動機構3をほぼ完全に組み立てた後に、駆動機構3をそっくりそのままの形でハウジング20の中に挿入し固定することが可能になる。図15にさらに示されるように、遠位ベース部材70は、その近位端に、表示アセンブリ80を受けて支持するための半径方向に広がったレセプタクル部分76を含む。
加えて、表示アセンブリ80はさらに、第1および第2の用量標示部材81、82から軸方向にオフセットされている第3の用量標示部材83を含む。図13および図17に示された本実施形態では、第3の用量標示部材83もまた管状形状を有し、近位ベース部材60のカバー部分65の別の窓67を通して識別できる第3の表示面92を特徴として備える。第3の表示面92は、デバイス10がアイドル状態にあり用量を設定する用意ができているかどうか、または用量設定もしくは用量投薬作業が現に進行中であるかどうかを使用者に視覚的に示すための、記号または色を特徴として備える。
第3の用量標示部材83は、その内側向き側壁部分上の、図9に示された第1の表示ホイール94の半径方向外向きに延びるタペット98と係合するように適用されている歯車付リム91を含む。タペット98は、第1の表示ホイールの遠位歯車付部分95と近位歯車付部分96の間に軸方向に位置する。
第2ならびに第3の表示ホイール82、83はさらに、第1の表示ホイール94のタペット98が、したがって駆動スリーブ30のタペット38が、保持構造体93から、または表示ホイール100の歯車付部分101から、現に係合解除されているときに、それぞれの用量標示部材82、83を特定の回転位置に保つための維持構造体を含むか、またはそれと相互作用する。図1および図9に示されるように、近位ベース部材60は、ピンのような形の遠位に延びる保持部材69を含み、また、第3の用量標示部材83の保持構造体93の対応した形の凹部93aと係合するための、半径方向外向きに延びる隆起部分を特徴として備える。
隣り合う各凹部93aの円周方向距離は、歯車付リム91とタペット98が相互係合することに対応する。このようにして、第3の用量標示部材83の離散的で段階的な回転は常に、保持部材69と保持構造体93との相互係合で始まり、相互係合で終わる。このようにして、第3の用量標示部材83は、第1の表示ホイール94のタペット98が第3の用量標示部材83の歯車付リム91から係合解除された場合でもベース部材60に、したがってハウジング20に、回転可能に留めることができる。
同様にして、第2の用量標示部材82もまた、遠位ベース部材70に回転可能に留めることができる。図5および図6に示されるように、ベース部材70は、半径方向内向きであるが円周方向に間隔をあけた様々な突起73を特徴として備える、半径方向外向きに延びる円環形の保持構造体72を含む。図5および図6に示されるように、第2の用量標示部材82は、ベース部材70の半径方向外向きに延びる突起73に対応し係合する多数の凹部87aがある、対応した形の内側向き凹部構造体を含む。ここではまた、相互に対応する凹部87aおよび突起73は、第2の用量標示部材82と、ベース部材70との段階的で連続した固定または係合を行う働きをする。
図5、図7および図14の概略図からまた、ハウジング20と近位ベース部材60の相互組立も明らかになる。ハウジング20はその近位端に、近位ベース部材60のカバー部分65を受けるための長手方向に延びるスロットまたは凹部26を含む。凹部26の円周方向側面縁部のところにハウジング20は、両側から少なくとも部分的に凹部26の中に接線方向または円周方向に延びる、半径方向内向きに位置する突出部25を含む。ここで、突出部25は、カバー部分65の半径方向支持構造体を提供する。加えて、突出部25は、ハウジング20の内側壁から半径方向内向きに延び、したがって、遠位ベース部材70の円弧形固定部分79の、対応した形の凹部75と係合することができる。
この確実な係合によって、近位ならびに遠位のベース部材60、70は、ハウジング20に回転可能に固定することができる。さらに、図14に示されるように、近位ベース部材60は、近位ベース部材60をハウジング20に軸方向に固定できる、少なくとも1つの遠位に延びて半径方向に変形可能な固定要素63を含む。具体的には、近位ベース部材60はハウジング20に留めることができ、遠位ベース部材70は、ハウジング20の半径方向に段を付けた部分または窪ませた部分に軸方向に当接することができる。
図14および図15に詳細に示されるように、近位ベース部材60は、外側ねじ山62を特徴として備える近位軸部分61を含む。加えて半径方向に前記軸部分62からオフセットされて、近位ベース部材60は、用量設定部材120の固定要素125と係合するように適用された半径方向内向きに延びるフランジ部分66を含む。図14に示されるように、スリーブ形の用量設定部材120は、近位ベース部材60の半径方向内向きに延びるフランジ部分66によって形成された窪みと係合するための、掛止形で半径方向に弾性変形可能な固定要素125を含む。このようにして、用量設定部材120は、ベース部材に軸方向に固定することができ、またベース部材に対して自由に回転することができる。
加えて、カップ形の用量投薬部材130が設けられる。前記用量投薬部材130は、図3の断面から明らかになるように、スリーブ状の用量設定部材120と恒久的に回転可能に係合することができる。用量ボタンとして機能する用量投薬部材130は、近位ベース部材60の中空近位軸部分61を通って延びる用量設定スリーブ50の近位スリーブ部分51の近位端に向かって、軸方向に延びる軸部分132を含む。
用量設定部材120は、その外面の様々なグリップ構造体127を特徴とする環状断面を含む。用量設定部材120はさらに、図3に示された、円周方向に延びるアーチ形の部分121、121a、121bの中に延びる、様々な半径方向内向きに延びる突起124を含む。ここで、突起124は、内側アーチ形部分121を用量設定部材120の外側スリーブ部分と一体化して連結するための架橋部分として機能することができる。アーチ形部分121a、121bの間に、最終用量制限部材140の半径方向内向きに延びる突起141を受けるための、軸方向に延びるスロットまたは凹部123が形成される。
図3および図14に示されるように、前記最終用量制限部材140は、近位ベース部材60の間に、具体的にはその近位軸部分61と用量設定部材120の間に、半径方向に挟まれる。最終用量制限部材140は、近位ベース部材60の外側ねじ山62とねじ係合された内側ねじ山142を含む。このようにして、円環形の最終用量制限部材140は、用量設定部材120が用量増加方向5または用量減少方向6にダイヤルが回されるときに、ベース部材60に対して回転される。
用量設定部材120の軸方向に細長い凹部123により、最終用量制限部材140は、用量設定部材120が回転するにつれ軸方向に移動することが可能になる。
最終用量制限部材140はさらに、図20に示された内容物終了状態に達するときにベース部材60の対応した形の半径方向止め具61aと係合するための、半径方向止め具143を含む。
図15に詳細に示されるように、用量投薬部材130は側壁部分135が、用量設定部材120の内側アーチ形部分121、121a、121bと、用量設定部材120の外側側壁部分128との間に延びる。さらに、図15に示されるように、用量投薬部材130は、用量設定部材120の底部129に当接するための、少なくとも1つまたはいくつかの軸方向に延びるばね要素136を含む。前記底部129は、アーチ形部分121間で延びることができ、またアーチ形部分121を、用量設定部材120の半径方向外向きに位置する側壁部分128と連結することができる。
このようにして、用量投薬部材130は、少なくとも1つのばね要素136の作用に抗して、用量設定部材120に対して遠位方向1に軸方向に変位させることができる。このばね要素136は、用量投薬部材130を動かして、たとえば図15に示された近位用量設定状態に変えるために特に使用するものである。
駆動機構3を用量設定モードから用量投薬モードに変えるのに、使用者は、用量投薬部材130を遠位方向1にただ単に押し下げる。その結果、その軸部分132が用量設定スリーブ50の近位端と軸方向に当接し、それによって用量設定スリーブ50が遠位方向1に変位する。用量設定スリーブ50が駆動スリーブ30と軸方向に堅固に連結されているので、駆動スリーブ30もまた、遠位用量投薬構成に達するまでそれぞれの遠位向き変位を受け、駆動スリーブ30がハウジング20から解放され、また駆動スリーブ30が螺旋ばね要素43の作用を受けて自由に回転する。
さらに、用量投薬部材130を遠位方向1に変位させることによって、前記用量投薬部材130の軸方向に延びる軸部分132の歯車付部分131が、近位ベース部材60に回転可能にロックするように適用され、それによって、ベース部材60またはハウジング20に対して用量投薬部材130が回転する可能性が抑止される。
用量投薬部材130のそれぞれの凹部またはスロット133を通って延びる、半径方向内向きに延びる突起124によって、用量投薬部材130が恒久的に回転可能に用量設定部材120にロックされているので、用量設定部材120もまた、用量設定部材120がその遠位用量投薬位置にあるときにはベース部材60に回転可能にロックされている。ベース部材60に対する用量設定部材120の回転インターロックにより、用量設定部材120は用量投薬手順中に回転することができない。このようにして、最終用量制限部材140もまた、用量投薬手順中に回転させること、または軸方向に変位させることができない。
さらに、図15に示されるように用量設定部材120は、半径方向内向きに延びる歯車付構造体126aと一緒に中心貫通口を特徴として備えるその近位端に、半径方向内向きに延びるフランジ部分126を含む。前記歯車付構造体126aは、用量設定スリーブ50の近位スリーブ部分51の、対応した形の歯車付部分56と回転可能に係合される。したがって、近位の用量設定位置にある場合、用量設定スリーブ50は、用量設定部材120と回転可能にロックされるか、または回転可能に係合される。したがって、ベース部材60に対する用量設定部材120の回転が、用量設定スリーブ50のそれぞれの回転を招き、したがって、駆動スリーブ30のそれぞれの回転を招く。
用量投薬部材130を遠位方向1に変位させることによって、また対応して用量設定スリーブ50をその遠位用量投薬位置で変位させることによって、用量設定スリーブ50は、用量設定部材120から動作可能に係合解除される。同時に、または用量設定スリーブ50と用量設定部材120の係合解除の前でも、用量投薬部材130は近位ベース部材60に回転可能にロックする。
このようにして、用量設定部材120は、駆動機構3がその用量設定位置にあるときにだけ回転可能である。用量投薬時に用量設定部材120から用量設定スリーブ50をデカップリングすることにより、最終用量制限部材140の軸方向位置が、駆動機構によって連続して設定され投薬された用量の合計を表す。
以下では、用量の設定について説明する。
用量の設定のために使用者は、用量設定部材120を用量増加方向5にただ単にダイヤルを回す。用量設定部材と、用量設定スリーブ50との回転係合により、前記用量設定スリーブ50もまた、駆動スリーブ30と一緒に、したがって螺旋ばね要素43の作用に抗して回転する。前記回転変位は、駆動スリーブ30のラチェット部材32によって留められる。ここで、ラチェット部材32は、それがハウジング20の第1の鋸歯状輪郭21の連続して半径方向内向きに延びる歯22に沿って噛み合うと、使用者に可聴フィードバックをもたらす。ラチェット部材32は弾性変形可能であるので、第1の鋸歯状輪郭21の歯22に対して回転するときにクリック音を発生するように動作可能である。加えて、少なくとも第1の用量標示部材81、ならびに第3の用量標示部材83は用量が増加するように回転し、それによって、現に設定されている用量のサイズが使用者に示される。
さらに、また図10および図15から明らかになるように、駆動スリーブ30と遠位ベース部材70の間に半径方向に配置される、単独用量制限部材150が設けられる。ここで、円弧形または半円形の単独用量制限部材150は、ベース部材70の遠位スリーブ部分74の、対応して半径方向外向きに延びて軸方向に細長い凹部71と係合した、半径方向外向きに延びる突起151を含む。このようにして、単独用量制限部材150は固定ベース部材70に回転可能にロックされ、駆動スリーブ30の用量増加回転5または用量減少回転6の間に、固定ベース部材の軸方向に延びる溝または凹部71に沿って摺動することしかできない。
加えて、また図15に示されるように、駆動スリーブは、単独用量制限部材150の内側ねじ山152と係合した外側ねじ付部分31を含む。駆動スリーブ30の回転が単独用量制限部材150の軸方向変位へと変わるのは、単独用量制限部材150の、遠位ベース部材70との固定係合またはキー溝付係合によるものであり、また単独用量制限部材150と、駆動スリーブ30とのねじ係合によるものである。単独用量制限部材150は、たとえばその円周端に、駆動スリーブ30の、たとえばそのねじ付部分31の遠位端近くにある対応した形の半径方向止め具36と係合するための、少なくとも1つの半径方向止め具154、155を含む。駆動スリーブ30が用量増加方向5にダイヤルが回され回転すると、単独用量制限部材150は、それが駆動スリーブ30の遠位止め具36と係合するまで遠位方向1に進むことができる。
相互に対応する半径方向止め具面155および半径方向止め具36が直に当接すると、単独用量制限部材150と、遠位ベース部材70とのキー溝付係合または固定係合により、駆動スリーブ30のさらなる回転が効果的に阻止される。止め具36の軸方向位置、ならびに単独用量制限部材150と駆動スリーブ30のねじ係合のリードは、このような阻止形態が、たとえば120IUのインスリンの最大許容用量サイズと互いに関連するように適用される。
単独用量制限部材150の対向して位置する半径方向止め具154は、駆動スリーブ30の、別の半径方向であるが近位に位置する止め具37と係合するように適用されたゼロ用量止め具として機能することができる。単独用量制限部材150の半径方向止め具154と、駆動スリーブ30の近位に位置する止め具37との相互係合が、使用者が負の用量を設定する可能性を効果的に抑止する。
加えて、単独用量制限部材150はさらに、弾性変形可能クリック部材153を含み、これは、単独用量制限部材150がゼロ用量状態に近づくと、具体的には用量投薬手順が終了するとき、少なくとも時々は駆動スリーブ30の止め具37と可聴的に係合することができる。このようにして、駆動機構3が初期状態に戻るという可聴フィードバックを使用者に提供することができる。クリック部材は通常、軸方向に変形可能であり、したがって、そこから半径方向外向きに延びる駆動スリーブ30の止め具37を可聴的に係合することができる。
単独用量制限部材150は、それが駆動スリーブ30と恒久的にねじ係合されているので、駆動スリーブ30が用量設定時に用量増加方向5に回転するとき、また駆動スリーブ30が用量投薬時または用量訂正時に反対の用量減少方向6に回転するとき、前後に動く。
意図されたサイズの用量が設定された後、駆動機構3は、したがって薬物送達デバイス10は、前記用量の投薬の準備ができている。
以下では、用量の投薬について説明する。
投薬手順は、用量投薬部材130を遠位方向1に押し下げることから開始する。次に、用量投薬部材130は、近位ベース部材60に回転可能にロックし、したがってまた、近位ベース部材60に対する用量設定部材120の回転をロックする。図20に示されるように、用量投薬部材130は、近位ベース部材60の対応した形の窪み構造体(図示せず)と係合するための、遠位に延びるピン131aを含む。用量投薬部材130を遠位方向に押し下げると、用量投薬部材は、ピン131aによって近位ベース部材60に回転可能にロックし、それによってまた、デバイス10が用量投薬モードにあるときの用量設定部材120のさらなる回転が妨げられる。この種のインターロックによってデバイスの誤使用が、したがって用量投薬時の用量設定部材のダイヤル回しが、効果的に防止される。
次に、最終用量制限部材140の軸方向位置は、少なくとも用量投薬手順の継続期間中に固定される。加えて、遠位に延びる軸部分132は、用量設定スリーブ50と軸方向に当接し、用量設定スリーブ50を用量設定部材120から脱係合するように駆動する。用量設定スリーブ50の軸方向変位は直接に、かつ変更不能に駆動スリーブ30に移されるので、駆動スリーブ30は、駆動ホイール110の対応した形のクラウンホイール114によって、そのクラウンホイール40と係合する。
駆動スリーブ30と駆動ホイール110のトルク移送連結が確立された後、または確立されるとすぐに、たとえば駆動スリーブ30と一体化して形成されたラチェット部材32もまた、ハウジング20の第1の鋸歯状輪郭21から係合解除し、それによって、駆動スリーブ30の回転が解放され解除される。その結果、駆動スリーブ30は、したがって駆動ホイール110は、用量設定中にあらかじめ緊張および付勢された螺旋ばね要素43の作用を受けて、用量減少方向6に回転し始める。
すでに述べたように、ピストンロッド160が駆動ホイール110の回転によって遠位方向1に駆動されるだけでなく、単独用量制限部材150もまた、その半径方向止め具154が駆動スリーブの対応する半径方向止め具37と係合するまで、その初期位置へと戻る。加えて、クリック要素153は、用量投薬手順がちょうど終了したことを使用者に可聴的に示すために、駆動スリーブの止め具37と可聴的に係合する。
用量注射処置または用量投薬処置の全体を通じて使用者は、駆動スリーブ30の保持ばね要素35の作用に抗して、用量投薬部材130を押し下げたままにしておく必要がある。用量投薬部材130を解放すると、駆動スリーブ30ならびにそれと相互連結された用量設定スリーブ50は、その近位用量設定位置に戻り、この位置はたとえば、図15にたとえば示された遠位ベース部材70の対応した形の半径方向内向きに延びるフランジ部分77と軸方向に当接する、駆動スリーブ30の半径方向外向きに延びるフランジ部分46によって特徴づけられる。駆動スリーブ30と用量設定スリーブ50のこの近位向き変位はまた、用量投薬部材130と近位ベース部材60の回転インターロックを係合解除する。その結果、用量設定部材120は、連続した用量を設定するために繰り返し回転させることができる。
図11からさらに明らかになるように、用量投薬手順中の駆動ホイール110の用量減少回転には通常、第2の鋸歯状輪郭23のラチェット歯24と噛み合うインターロック部材111が付随する。したがって、駆動ホイール110の用量減少回転には、用量投薬手順が現に進行中であることをデバイス10の使用者に示す、たとえばクリック音の形の可聴フィードバックが付随する。
図21および図22には代替実施形態が示されており、最終用量制限部材240は、近位ベース部材260の対応した形の半径方向止め具部分と係合するための、両側に位置する半径方向止め具部分243a、243bがある半円形、アーチ形の形状しか含まない。またここで、近位ベース部材260は、最終用量制限部材240の内側ねじ山242と係合するための外側ねじ山262を特徴として備える、近位に延びる軸部分261を含む。用量設定部材220は、その内側に向く側壁部分228に、最終用量制限部材240の半径方向外向きに延びる突起241を受けるための凹部223を含む。
またここで、用量投薬部材230は、共に心合わせされた用量設定スリーブ50に遠位向きの推力を加えるための、遠位に延びる軸部分231を含む。用量投薬部材230および用量設定部材220の側壁部分235と228は、たとえば、ここでは特に図示されていない、相互に対応して半径方向に延びる突起と凹部によって回転可能に係合する。このようにしてまた、用量設定部材220と用量投薬部材230の恒久的な回転インターロックを得ることができる。
用量投薬部材230をベース部材260に回転可能に固定するために、または回転可能にインターロックするために、用量投薬部材230は段付部分233を含み、この段付部分は、用量投薬位置へと遠位に変位された場合に近位ベース部材260に回転可能にロックするための、クラウンホイールまたは半径方向外向きに延びる歯車を含むことができる。
加えて、用量設定スリーブ50と用量投薬部材230の軸部分232との間に、トルク移送連結部分材として機能するスリーブ形移送要素210が設けられる。図20および図21による実施形態では、使用者が引き起こした外側用量設定部材220の回転がまず、用量設定部材230のそれぞれの回転に移され、次に、用量投薬部材230およびその遠位に延びる軸部分232を介し、移送要素210を介して、用量設定スリーブ50へ移される。用量投薬のための用量投薬部材230を遠位に変位させることによって、用量設定スリーブ50は、歯車付移送要素210から係合解除するように遠位方向に進められ押される。
1 遠位方向
2 近位方向
3 駆動機構
4 長手方向軸
5 用量増加方向
6 用量減少方向
10 薬物送達デバイス
12 カートリッジ
13 カートリッジホルダ
14 ピストン
16 ニードルアセンブリ
17 注射針
18 ニードルキャップ
19 保護キャップ
20 ハウジング
21 鋸歯状輪郭
22 ラチェット歯
23 鋸歯状輪郭
24 ラチェット歯
25 突出部
25a フランジ部分
26 凹部
27 案内部分
28 オリフィス
28a 突起
29 固定部分材
30 駆動スリーブ
31 ねじ付部分
32 ラチェット部材
33 受け部分
34 穴
35 ばね要素
36 止め具
37 止め具
38 タペット
39a レセプタクル
40 クラウンホイール
41 クラウン歯
42 掛止要素
43 ばね要素
44 遠位端
45 近位端
46 フランジ部分
50 用量設定スリーブ
51 スリーブ部分
52 軸部分
53 連結器
54 歯車付部分
56 歯車付部分
57 突起
60 ベース部材
61 軸部分
61a 半径方向止め具
62 外側ねじ山
63 固定要素
64 支承部
65 カバー部分
66 フランジ部分
67 窓
68 窓
69 保持部材
70 ベース部材
71 凹部
72 保持部材
73 突起
74 スリーブ部分
75 凹部
76 レセプタクル
77 フランジ部分
78 支承部
79 固定部分
80 表示アセンブリ
81 用量標示部材
81a 中心オリフィス
82 用量標示部材
82a 中心オリフィス
83 用量標示部材
84 環状溝
85 環状溝
86 表示面
87 表示面
87a 凹部
88 中心歯車
89 中心歯車
91 歯車付リム
92 表示面
93 保持構造体
93a 凹部
94 表示ホイール
95 歯車付部分
96 歯車付部分
97 ポケット穴
98 タペット
99 ピン
100 表示ホイール
101 歯車付部分
102 歯車付部分
103 ピン
104 ポケット穴
110 駆動ホイール
111 インターロック部材
112 ラチェット歯
113 オリフィス
114 クラウンホイール
115 内側ねじ山
116 掛止要素
117 突起
118 フランジ
119 クラウン歯
120 用量設定部材
121 アーチ形部分
121a アーチ形部分
121b アーチ形部分
123 凹部
124 突起
125 固定要素
126 フランジ部分
126a 歯車付構造体
127 グリップ構造体
128 側壁
129 底部
130 用量投薬部材
131 歯車付部分
131a ピン
132 軸部分
133 スロット
134 近位端段階
135 側壁
136 ばね要素
140 最終用量制限部材
141 突起
142 内側ねじ山
143 半径方向止め具
150 単独用量制限部材
151 突起
152 ねじ山
153 クリック要素
154 半径方向止め具
155 半径方向止め具
160 ピストンロッド
161 ねじ付部分
162 溝
163 圧力足
210 移送要素
220 用量設定部材
223 スロット
228 側壁部分
230 用量投薬部材
231 歯車付部分
232 軸部分
233 段付部分
235 側壁部分
240 最終用量制限部材
241 突起
242 内側ねじ山
243a 半径方向止め具
243b 半径方向止め具
260 ベース部
261 軸部分
262 外側ねじ山

Claims (15)

  1. 薬剤の用量を投薬するための薬物送達デバイスの駆動機構であって、
    軸方向(1、2)に延びる細長いハウジング(20)と、
    カートリッジ(12)のピストン(14)と動作可能に係合してピストン(14)を軸方向の遠位方向(1)に変位させるためのピストンロッド(160)と、
    該ピストンロッド(160)を遠位方向(1)に駆動するために、ハウジング(20)に軸方向に固定され、ピストンロッド(160)と係合され、ハウジング(20)に対して回転可能な駆動ホイール(110)と、
    遠位用量投薬位置で駆動ホイール(110)と回転可能に係合するように、また近位用量設定位置で駆動ホイール(110)から係合解除するように、駆動ホイール(110)に対して軸方向に変位可能な駆動スリーブ(30)と
    を含み、
    ここで、駆動スリーブ(30)は、ラチェット部材(32)によって近位用量設定位置でハウジング(20)に回転可能に留められる、前記駆動機構。
  2. 駆動スリーブ(30)は、近位用量設定位置にあるときに、ばね要素(43)の作用に抗して用量増加方向(5)に回転可能である、請求項1に記載の駆動機構。
  3. ラチェット部材(32)は、駆動スリーブ(30)が近位用量設定位置にあるときに、付勢されたばね要素(43)の作用を受けたハウジングに対する駆動スリーブ(30)の自己起動回転変位を効果的に妨げるように構成される、請求項に記載の駆動機構。
  4. 駆動スリーブ(30)は、近位用量設定位置にあるときに、ハウジング(20)の第1の鋸歯状輪郭(21)と噛み合う半径方向に弾性変形可能なラチェット部材(32)を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動機構。
  5. 駆動スリーブ(30)は、ハウジング(20)によって軸方向に支持された保持ばね要素(35)の作用に抗して遠位方向(1)に変位可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動機構。
  6. ハウジング(20)の近位端に位置し、駆動スリーブ(30)と動作可能に係合され、駆動スリーブ(30)を遠位用量投薬位置に変位させるためにハウジング(20)に対して遠位に押し下げ可能な用量投薬部材(130;230)をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の駆動機構。
  7. 駆動スリーブ(30)は、駆動ホイール(110)の対応するクラウンホイール(114)と係合するように、その遠位端にクラウンホイール(40)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の駆動機構。
  8. 駆動ホイール(110)は、ハウジング(20)の第2の鋸歯状輪郭(23)と係合したインターロック部材(111)によって、用量増加方向(5)に対して回転可能にハウジング(20)にロックされる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の駆動機構。
  9. 駆動ホイール(110)は用量減少方向(6)に回転可能であり、インターロック部材(111)は第2の鋸歯状輪郭(23)と可聴的に噛み合う、請求項8に記載の駆動機構。
  10. 駆動ホイール(110)は、ピストンロッド(160)の外側ねじ付部分(161)とねじ係合したねじ付オリフィス(113)を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の駆動機構。
  11. ピストンロッド(160)は、ハウジングの案内部分(27)の半径方向突起(28a)と係合した軸方向に延びる半径方向溝(162)を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の駆動機構。
  12. 駆動スリーブ(30)は、駆動トルクを駆動ホイール(110)へ移すために遠位用量投薬位置にあるときに、ばね要素(43)の作用を受けて用量減少方向(6)に回転可能である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の駆動機構。
  13. 用量設定位置にあるときに用量増加トルクを駆動スリーブ(30)へ移すために、少なくとも用量増加方向(5)に回転可能にハウジング(20)上に支持される用量設定部材(120;220)をさらに含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の駆動機構。
  14. 用量設定部材は、駆動スリーブ(30)が用量投薬位置にあるときに、ハウジング(20)に回転可能にロックされ、駆動スリーブ(30)から回転可能にデカップリングされる、請求項13に記載の駆動機構。
  15. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の駆動機構(3)と、
    少なくとも部分的に薬剤で満たされていると共に、駆動機構(3)のハウジング(20)内に、またはハウジング(20)に固定されたカートリッジホルダ(13)内に配置されているカートリッジ(12)と
    を含む、薬剤の用量を投薬するための薬物送達デバイス。
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