JP7127022B2

JP7127022B2 - 容積測定装置

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Publication number: JP7127022B2
Application number: JP2019522824A
Authority: JP
Inventors: レーネ・リヒター; ロベルト・ヴィット; リヒャルト・ギュンター; トーマス・ナゲル
Original assignee: サノフィ－アベンティス・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2022-08-29
Anticipated expiration: 2037-10-30
Also published as: US11246984B2; EP3534991A1; JP2019532763A; CN109922847A; WO2018083062A1; US20200061289A1

Description

本発明は、測定デバイスおよび測定方法の分野に関し、詳細には、リザーバに入っている液体媒体の体積変化を測定するように構成された測定装置およびそれぞれの方法に関する。他の態様では、本開示は、そのような測定装置を備えた薬物送達デバイスに関する。本開示は、さらに、リザーバの液体媒体の体積変化を測定する方法に関する。

シリンジシステムまたは注入システムは、一般的に、液体の薬物または薬剤の非経口的な投与に使用される。特に、慢性疾患を患う患者にとって、液体薬剤の定期的な繰り返しの送達は重要である。液体薬剤は、一般的に、注射または静脈内注入により送達される。様々なタイプの薬剤送達のための注射器または注入ポンプなど特定の薬物送達デバイスが存在する。そのようなデバイスの場合、薬剤自体は、一般的に、別個の容器内に収納されて提供される。シリンジタイプの注射デバイスの場合、液体薬剤は、たとえば、一方の長手方向端が穿孔可能セプタムによって封止され、反対の長手方向端が、バレル内を摺動可能に変位可能なピストンまたはストッパによって封止された、管状形状バレルを有するカートリッジ内に提供される。

前進するピストンロッドを通常含む適当な駆動機構によって、カートリッジのピストンまたはストッパは、カートリッジから所定量の液体薬剤を排出するように遠位方向に変位可能である。このため、穿孔可能セプタムは、一般的に、中空注射針によって穿孔され貫通される。

注入ポンプのような他の薬剤送達システムおよびデバイスは、液体薬剤を含むたとえば可撓性容器または可撓性リザーバと流体連通する管路を使用する。蠕動ポンプのようなポンプは、吸引によって明確な量の薬剤を送り込むことができる。吸引ポンプに基づいた薬物送達デバイスは、薬剤容器と、薬剤送達を受けるべき生体組織と直接流体連通し得る管路の出口端との間に延びる管路の完璧なフラッシングが必要である。薬剤送達システムの適切な動作および実際の薬剤送達の経過を追うため、実際に投薬された薬剤の薬剤量または流量を定量的に測定することが望ましい。やはりまた、用量投与履歴を記録するように、薬剤送達プロセスを監視しログに記録することが望ましい。

したがって、目的は、リザーバに入っている液体媒体が占める容積を測定するための測定装置を提供することである。測定装置は、具体的には、液体媒体の体積変化を測定し、液体媒体が占める容積の複数の測定を提供するように構成され適当であるべきである。測定装置は、比較的簡単かつ単純に実施されるべきである。測定装置は、小型で費用効率が高いやり方で実施可能であるべきである。測定装置は、液体薬剤のような液体媒体または液体物質を含み封入するように構成された様々なタイプのリザーバに例外なく適用可能であるべきである。

測定装置は、さらに、たとえば注入ポンプ、シリンジタイプの注射デバイスまたはシリンジタイプの注入デバイスである薬物送達デバイスのような送達デバイスと組合せ可能であるべきである。測定装置は、そのようなデバイスに組み込み可能であるべきである。測定装置は、薬剤送達プロセスの前またはその間にいつでも、液体媒体の体積変化の正確かつ信頼性の高い測定を提供すべきである。したがって、さらなる目的は、リザーバに入っている液体媒体の体積変化を測定する方法を提供することである。その体積変化は、液体媒体と接触せずに測定可能であるべきである。

一態様では、リザーバに入っている液体媒体が占める容積の容積変化を測定する測定装置が提供される。測定装置は、内部容積を有する気密エンクロージャを含む。内部容積は、ガスリザーバを含み、液体媒体で充填された液体リザーバをさらに含む。ガスリザーバは、ガス状媒体で充填される。典型的には、ガスリザーバは、ガス状媒体で完全に充填され、液体リザーバは、液体薬物または液体薬剤などの液体媒体で完全に充填される。測定装置は、ガスリザーバと流れ連結にあるガス入口をさらに含む。ガス入口は、エンクロージャの境界を通って気密エンクロージャの外部へと延びる。

さらに、液体リザーバに連結可能、または液体薬剤リザーバに連結された出口が設けられる。出口は、エンクロージャの境界を通って延びる。典型的には、出口は、さらに、気密エンクロージャの外部へと延びる。ガス入口は、外部に対してガスリザーバと直接流れ連結しているので、具体的には、ガスリザーバへのガス状媒体の流入のために構成され、それに適している。それに対して、液体リザーバに連結可能または連結された出口は、内部容積からしたがって液体リザーバから流出するように、液体媒体に流れ連結をもたらすためだけに構成され適用される。換言すると、液体リザーバに含まれている液体媒体は、出口からしか液体リザーバから流出することができない。

ガスリザーバおよび液体リザーバは、不透過性分離壁によって気密分離される。ガスリザーバおよび液体リザーバは、不透過性分離壁を介して互いに直接接触することができる。分離壁は、ガスリザーバのガス状媒体に対しても液体リザーバに含まれる液体媒体に対しても不透過性である。

測定装置は、出口を通じて液体リザーバから液体媒体を抜き取ったことに応じた入口からのガス状媒体の流入量を測定するように、ガス入口内またはそれを横断して配置された流量計をさらに含む。一般的には、液体リザーバからの液体媒体の抜き取りは、不透過性分離壁の変形および／または変位につながる。液体媒体のたとえば明確な量または用量である一部分が液体リザーバから抜き取られるにつれ、液体リザーバの容積はガスリザーバのために減少する。換言すると、液体リザーバの容積減少量は、概ね、ガスリザーバの容積増加の増加量と一致する。

気密エンクロージャの内部容積は実質的に固定しており不変であることから、液体の抜き取りにより引き起こされる液体リザーバの容積変化は、ガスリザーバの容積のそれぞれの増加につながる。典型的な構造では、気密エンクロージャの内部容積は、ガスリザーバ、液体リザーバおよび不透過性分離壁が占める総容積と同じである。液体リザーバおよびガスリザーバのうちの一方の増加または減少はそれぞれ他方の減少または増加につながる。

ガスリザーバは入口を介して外部と流れ連結する液体リザーバは出口と流れ連結しているので、液体リザーバからの液体媒体の抜き取りは、ガスリザーバが入口を介して外部または大気圧と流れ連結しているので、分離壁の変位または変形につながる。分離壁の動き、変位または変形は、液体リザーバからの液体媒体のある量の抜き取りに応じて自動的に起こる圧力均衡または圧力平衡の結果である。

ガス入口を横断してまたはその内部に流量計を配置することによって、分離壁の変位または変形に応じて気密エンクロージャに入るまたはそこから出るガス状媒体の量を測定することができる。ガス入口を通ってガスリザーバに入るまたはそこから出るその量のガス状媒体体積は、液体リザーバに入るまたは液体リザーバから実際に抜き取られたその量の液体媒体体積とほぼ同じである。したがって、ガス状媒体の流入量の測定は、液体リザーバに含まれている液体媒体の体積変化を直接示す。このように、液体リザーバに入っている液体媒体の体積変化は、液体媒体への接触なしに決定することができる。ガスリザーバと外部との間の恒久的な圧力平衡により、ガス状媒体の流入は、液体リザーバに入っている液体媒体の体積変化を直接もたらす。

流量計が、ガス入口を通って双方向に流れるガスの量を測定するように構成される場合、ガスの流入量だけでなく流出量も定量的に測定することができる。このように、ガスリザーバのサイズ減少につながる液体リザーバの容積増加も測定することができる。

いずれにせよ、容積変化のかなり正確な直接的かつ即時の測定を行うことができる。流量計が液体媒体または液体リザーバに接触しないので、さらに精密で高品質な流量計を測定装置に使用することができる。使い捨て液体リザーバの場合、測定装置は、気密エンクロージャの内部容積内に配置可能な一連の液体リザーバに対して繰り返し使用することができる。

測定装置は、従来の容積測定をかなり困難にさせていた、たとえば多少可撓性の形状である、多少複雑または一定でない形状を有する液体リザーバに特に有用である。液体リザーバの容積変化に応じたガス状媒体の流入量の測定による液体リザーバの容積変化の測定は、気密エンクロージャが一定の形状および一定の内部容積をもたらす限り、および液体リザーバの全体が気密エンクロージャの内部容積内に配置される限り、任意形状の液体リザーバに対して例外なく適用可能である。

一実施形態では、エンクロージャの境界は、剛性構造を含む。たとえば境界の側壁または端壁である境界は、実質的に、互いに対して固定され動くことができないようにしっかりと締結される。境界、その側壁およびその端壁は、非可撓性かつ変形不能タイプのものである。このように、それによって、特に液体媒体のある量が液体リザーバから抜き取られたとき、気密エンクロージャによって囲まれその境界によって形成される内部容積は変わらないままになる。気密エンクロージャの境界が剛性構造の場合、液体リザーバの容積変化が等しくガスリザーバの容積変化を引き起こすことが一応保証される。

他の実施形態では、液体リザーバは、液体媒体で充填された可撓性バッグによって形成される。典型的には、液体リザーバは、完全に封止され、可撓性バッグの側壁によって完全に閉じ込められる内部容積を形成する。その場合、液体リザーバとガスリザーバとの間の分離壁は、可撓性バッグによって形成される。液体リザーバは、典型的には、液体薬剤などの液体媒体で完全に充填される。液体リザーバ内には、典型的には、ガスまたは空気の泡がない。可撓性バッグとして形成されるまたは提供される場合、液体リザーバ全体が気密エンクロージャ内に収容され配置される。液体リザーバの内部と流れ連結可能または流れもしくは流体連結するたとえば管路の形態である出口だけが、エンクロージャを通って延びる。

可撓性バッグは、エンクロージャ内に配置される場合、ガスリザーバと液体リザーバとの間の分離壁を形成する。液体リザーバは、可撓性バッグの可撓性側壁部分によって完全に閉じ込められる。可撓性バッグは、さらに、ガスリザーバによって完全に囲繞される。容積測定は、可撓性バッグが液体媒体で完全に充填される限り、および可撓性バッグが容器内のガスリザーバに分離壁を介して直接接触する限り、液体リザーバおよびその可撓性バッグの特定の幾何形状にまったく依存せずに独立に実施することができる。

他の実施形態では、液体リザーバは、一部がエンクロージャによって形成される。ここでは、液体リザーバは、可撓性膜によってガスリザーバから隔てられる。可撓性膜は、エンクロージャの内部容積を、内部容積の液体チャンバとガスチャンバとに隔てることができる。可撓性膜の形状および位置は、液体リザーバからの液体薬剤の送達または抜き取りに従って変わり得る。典型的には、初期構成では、可撓性膜の少なくとも外側境界は、エンクロージャの内向きの側壁部分に固定される。液体リザーバが絶えず空になっていくにつれて、可撓性膜の外側境界領域から間隔を置いて位置する中央部分は、エンクロージャの出口の方に向けて変形させられる。可撓性膜は、液体リザーバとガスリザーバを隔てる不透過性の分離壁の単なる他の実施形態である。

エンクロージャ内部に可撓性膜を配置することで、費用効果がさらに高くなり、製造が簡単になり得る。ここでは、可撓性膜を含むエンクロージャまたはその少なくとも一部は、液体媒体がそこから抜き取られたまたは排出された後にその全体が廃棄されることを意図する使い捨てユニットとして設計され構成される。

可撓性バッグが液体リザーバを形成する実施形態では、可撓性バッグは、液体媒体がそこから抜き取られたまたは排出された後にその全体が廃棄されることを意図する使い捨てユニットとして設計され構成される。

他の実施形態では、液体リザーバは、一部がエンクロージャによって形成される。ここでは、分離壁は、エンクロージャの長手方向に延びる案内セクション内に摺動可能に配置されるピストンを含む。この実施形態の場合、不透過性分離壁は、ピストンによって形成され、したがってピストンと一致する。ピストン自体は、可撓性または剛性とすることができる。液体媒体の抜き取りが行われると、ガスリザーバと外部との恒久的な圧力平衡によってガス状媒体のそれぞれの量の流入がもたらされ、それによってエンクロージャの案内セクションに沿ったピストンの典型的には出口の方に向かうそれぞれの変位が可能になり支援される。典型的な実施形態では、ピストンは、液体リザーバとガスリザーバとの間の分離壁として働き、挙動する。典型的には、それは、気密エンクロージャの境界に封止係合する。典型的には、ピストンは、長手方向に延びる案内セクションに気密係合する。ここでは、案内セクションは、気密エンクロージャの境界の少なくとも一部分を形成することができる。

この実施形態では、気密エンクロージャの境界は、液体リザーバならびにガスリザーバの両方を構成する。その場合、液体リザーバおよびガスリザーバは、変位可能ピストンだけで隔てられる。典型的には、気密エンクロージャのガス入口および出口は、ピストンの互いに反対の側に位置する。やはりここでも、ピストンだけでガスリザーバから隔てられる液体リザーバ内には、いかなるガス封入物またはガスの泡もなく、その逆も同様である。ガスリザーバ内には、典型的には液体媒体はない。

したがって、測定装置は、多種多様な形状の気密エンクロージャに対して例外なく適用可能である。分離壁としてピストンを含む場合、気密エンクロージャは、ガスリザーバと液体リザーバに分割されるシリンジタイプの管状形状カートリッジを含むことができる。他の実施形態では、気密エンクロージャは、まさに、内部容積が一定であり、内部に配置された、したがって液体媒体で充填された液体リザーバを形成する可撓性バッグを有するエンクロージャである。

一実施形態では、流量制限器は、ガス入口の入口端と流量計との間に、ガス入口内またはそれを横断して配置される。流量制限器によって、入口を通るガス状媒体の流入が制御され減速される。このように、ガス状媒体の流入量の測定の精度を向上させることができる。入口を通るガス状媒体の流入の流れまたは流束は、流量制限器によってより良く制御することができる。流量制限器は、ガス入口を通るガス状媒体の流入に対して明確な流れ抵抗をもたらす一種のガス貫通可能膜を含むことができる。

さらなる一実施形態では、流量計は、差圧センサを含む。たとえば、圧力センサは、ベンチュリ効果を併用して流れを測定するように実施される。したがって、差圧は、異なるアパーチャを有するベンチュリ管の２つのセグメント同士の間で測定される。２つのセグメント同士の間の圧力差は、ベンチュリ管を通る流量に直接比例する。そのようなベンチュリ管は、典型的には流量計の下流であるがガスリザーバの上流に、ガス入口内および／またはそれを横断して配置される。

ベンチュリに基づいた流量測定の代わりに、流量計は、ガス状媒体の流入流れの中に電子膜（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ）を曝すように、ガス入口を横断して配置されるかなり薄い電子膜を含むこともできる。膜は、上流側の印刷された薄膜温度センサと、下流側の他の薄膜温度センサとを有することができる。加熱器は、膜の中央に組み込まれ、いわゆる熱線手法と同様に一定温度を維持する。いかなる気流もなしに、膜全域での温度プロファイルは均一である。ガス状媒体が膜を横切って流れると、下流側とは異なって、上流側は冷える。上流側温度と下流側温度との差は、質量空気流量を示す。近年の技術進歩により、この種のセンサは、マイクロ電子機械（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）システム技術を用いてマイクロセンサのように顕微鏡規模での製造が可能である。

一般に、流量計は、ガス状媒体の流れの定量的測定についての上述した技術的解決策に限定されない。一般に、入口を通るガス状媒体の流量を正確に決定するように構成されるあらゆるタイプの流量計を、本測定装置に組み込むことができる。

さらなる一実施形態では、測定装置は、流量計から受ける信号に基づいた液体リザーバの容積変化を計算するように流量計に接続される制御装置を含む。制御装置は、典型的には、流量計から得られる電気信号を処理し分析するマイクロプロセッサを含む。流量計によってもたらされる信号の信号分析または信号処理は、液体リザーバからの液体媒体の抜き取りによって引き起こされるガスリザーバと液体リザーバの圧力平衡の間にガスリザーバに入るガス状媒体の量（ｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄａｍｏｕｎｔ）を直接示す。制御装置は、液体リザーバの対応する相補的な容積変化と一致する、ガスリザーバの容積変化を決定するように構成される。

他の実施形態では、エンクロージャは、内部容積を形成するように取り外し可能に連結可能な第１の部材と第２の部材とを含む。第１の部材および第２の部材は、さらに、気密かつ液密に封止係合可能である。液体リザーバとガスリザーバを隔てる分離壁は、エンクロージャの第１の部材または第２の部材の外側境界を形成することができる。液体リザーバが可撓性バッグとして実施される場合、液体リザーバは、気密エンクロージャの第１または第２の部材のうちの一方の内部に少なくとも部分的に配置される。

気密エンクロージャを少なくとも第１の部材と第２の部材に分けることによって、気密エンクロージャのハイブリッド設計が可能になる。たとえば、第１の部材が気密エンクロージャの再使用可能構成要素として構成され、第２の部材が気密エンクロージャの使い捨て構成要素として構成される。測定装置の高品質で長く使える高価な構成要素は、第１の部材に固定して取り付けられ、その一方でより低いコストの構成要素および／または液体媒体に直接接触する構成要素または部分は、気密エンクロージャの使い捨て構成要素として構成される第２の部材内に設けられるまたはそれに取り付けてもよい。使い捨て構成要素は、長期にわたって繰り返し使用することができる再使用構成要素とは逆に、使用後完全に廃棄されるように構成され意図される。

気密エンクロージャを少なくとも第１の部材と第２の部材に分けることによって、さらに、薬物送達デバイスに測定装置を直接組み込むことが可能になる。気密エンクロージャの第１の部材および第２の部材のうちの少なくとも一方は、薬物送達デバイスのハウジングまたはハウジングの一部分もしくは一部を形成するまたはそれと一致することができる。このように、薬物送達デバイスのハウジング内の、外部に対して気密に封止された空の空間は、上述したように測定装置のガスリザーバとして働き挙動することができる。

他の実施形態では、ガス入口は、エンクロージャの第１の部材に連結される。あるいは、ガス入口は、第１の部材に組み込まれる。やはりまた、流量計も第１の部材に連結される。流量計は、やはり、ガス入口内またはそれを横断して配置される。この実施形態の場合、第１の部材、流量計ならびにガス入口は、測定装置の再使用可能構成要素として構成される。ここでは、気密エンクロージャの第２の部材は、使い捨て構成要素として構成される。液体リザーバのタイプに応じて、気密エンクロージャの第２の部材は再使用可能であり気密エンクロージャを形成するように第１の部材に繰り返し封止的に取り付けられることも考えられる。

気密エンクロージャの第１の部材またはその内部に流量計をもたらすことによって、典型的には使い捨て部材として構成され設計される一連の液体リザーバと一緒に繰り返し使用可能な高品質の流量計の使用が可能になる。

したがって、測定装置の長く使えて高品質でありしたがって費用効果の高い構成要素は、複数回の使用が意図され、したがって、測定装置の実施の総費用が低減される。

一実施形態では、液体リザーバは、液体薬剤で充填される。他の実施形態では、液体リザーバは、第２の部材内に配置される、または、部分的に気密エンクロージャの第２の部材によって形成される。液体リザーバは、第２の部材内に予め配置される、および／または第２の部材に単に取り付けられる。液体リザーバは、第２の部材と一緒に予め構成され、空になった液体リザーバを新しいものと取り替えるための取り替えキットのように互いに組み合わせられて販売することができる。取り換えの過程で、空になった液体リザーバを含む第２の部材を第１の部材から取り外し、液体充填済みリザーバを含む新しい第２の部材を第１の部材に取り付けて気密エンクロージャを形成する。

ガス入口および流量計は、再使用可能な第１の部材に取り付けられた状態にあるので、液体リザーバの交換は、測定装置によって実施される容積測定のプロセスに影響しない。さらに、液体リザーバの取り替え後に制御装置をリセットする必要もない。液体リザーバからの液体媒体の抜き取りが続いている間、流量計は、まさに、気密エンクロージャ内の液体リザーバおよびガスリザーバのそれぞれの容積測定変化を検出する。

他の態様では、ハウジングを含み、上述したような測定装置をさらに含む、薬物送達デバイスが提供される。薬物送達デバイスは、液体リザーバから液体媒体のある量を抜き取るように液体リザーバに動作可能に係合可能な送達機構をさらに含む。薬物送達デバイスは、注入ポンプまたは注入システムとして構成され実施される。あるいは、薬物送達デバイスは、シリンジタイプの注射デバイスのような注射デバイスとして構成される。

典型的な実施形態では、測定装置の上述した制御装置は、薬物送達デバイスの電子制御装置と一致しそれによって提供される。したがって、上述したような測定装置は、完全に薬物送達デバイスに組み込まれる。測定装置を薬物送達デバイスに組み込むことによって、具体的には液体薬剤である液体媒体で充填された液体リザーバの容積変化の正確な容積測定が可能になる。薬剤送達の間、液体リザーバから液体媒体が抜き取られる結果としてのガスリザーバへのガス状媒体の流入は、流量計によって持続的（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｌｙ）に検出され、したがって、測定装置の制御装置および／または薬物送達デバイスの制御装置によって監視されログに記録される。

さらなる一実施形態によれば、送達機構は、液体リザーバから液体媒体を抜き取るように出口または液体リザーバと流れ連結可能な吸引ポンプを含む。吸引ポンプは、出口と流れまたは流体連通にあってよく、したがって液体リザーバと流体連通にあってよい。吸引ポンプは、一例として蠕動ポンプまたはピストンポンプのように実施することができる。吸引ポンプは、液体リザーバからの液体媒体の定常流またはパルス流をもたらすことができる。吸引ポンプは、液体リザーバ内に負圧を生む。可撓性、変形可能または変位可能な分離壁により、液体リザーバは、ガスリザーバとの圧力平衡にある。その結果、液体リザーバからの液体媒体のある量の抜き取りに応じて、分離壁の構造または位置が、ガスリザーバの容積を変更するように変わる。これは、流量計によって実際に測定される、ガスリザーバへのガス状媒体の測定可能な流入につながる。

他の実施形態の場合、送達機構は、ピストンタイプの構造を含み、それによって、たとえば気密エンクロージャの案内セクションに摺動可能に係合されるピストンの変位によりたとえば分離壁の機械誘起変位によって、液体媒体のある量が液体リザーバから吸い出される、または液体媒体が液体リザーバから排出される。

薬物送達デバイスの他の実施形態では、エンクロージャは、少なくとも第１の部材と第２の部材とを含む。気密エンクロージャの第１の部材および第２の部材のうちの少なくとも一方は、薬物送達デバイスのハウジングの少なくとも一部分を形成する。このように、ハウジング内の空の空間は、ガスリザーバとして働くことができる。薬物送達デバイスのハウジングが測定装置の気密エンクロージャと一致することも考えられる。この場合、第１のハウジング部分は、気密エンクロージャの第１の部材と一致してよく、第２のハウジング部分は、気密エンクロージャの第２の部材と一致してよい。その場合、第１および第２のハウジング部分は、気密になるように解放可能に連結することができる。第１の部材および第２の部材は、内部容積を形成するように、取り外し可能に連結可能であってよい。

この実施形態の場合、測定装置の気密エンクロージャが、薬物送達デバイスのハウジングだけで形成されることが考えられる。したがって、薬物送達デバイスのハウジング内に別の気密エンクロージャを設けることは不要になる。それによって、薬物送達デバイスと測定装置を実施するための構成要素の総数の削減がもたらされ可能になる。

他の実施形態では、液体リザーバ内に入っており気密エンクロージャ内に配置された液体媒体の体積変化を測定する方法が提供される。ここで、エンクロージャは、さらに、不透過性分離壁によって液体リザーバから気密分離されたガスリザーバを含む。体積変化の測定方法は、液体リザーバから液体媒体の一部分を抜き取り、それによりガスリザーバの容積を増加させる分離壁の動きまたは変形につながる液体リザーバの容積変化を引き起こす工程を含む。その後、さらなる工程では、ガスリザーバと流れ連結するエンクロージャの境界を通って外部へと延びるガス入口を通ってガスリザーバに入るガス状媒体の流入量が測定される。

この測定およびさらなる工程に基づいて、液体リザーバの容積変化量、したがって中に含まれる液体媒体の体積変化量が、測定されたガスリザーバに入るまたはそこから出るガス状媒体の流れに基づいて導かれる。

典型的には、液体リザーバに入っている液体媒体の体積変化、すなわち体積減少は、実質的に、液体リザーバと、ガスリザーバと、外部との間の圧力平衡が達成されるとすぐにガスリザーバに流入するガス状媒体の体積と等しい。このように、液体媒体の体積変化は、液体媒体と直接接触する必要なしに正確に測定することができる。したがって、液体媒体の汚染の危険を最低まで低減させることができる。

液体媒体の体積変化の測定方法は、典型的には、上述したような測定装置および／または薬物送達デバイスによって実施される。測定装置および／または薬物送達デバイスによって得られる任意の機能、利点および効果は、上述した液体媒体の体積変化の測定方法に対しても等しく有効であり、その逆も同様であることに留意すべきである。

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、ＲｏｔｅＬｉｓｔｅ、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_Ｈ）と可変領域（Ｖ_Ｈ）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’ｓＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ」１７版、ＡｌｆｏｎｓｏＲ．Ｇｅｎｎａｒｏ（編）、ＭａｒｋＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ、Ｅａｓｔｏｎ、Ｐａ．、Ｕ．Ｓ．Ａ．、１９８５およびＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ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、添付の特許請求の範囲において定義されるような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。さらに、添付の特許請求の範囲で使用されるあらゆる参照数字は、本発明の範囲を限定するものとみなしてはならないことに留意すべきである。

以下において、図面を参照して本発明の実施形態について述べる。

測定装置の概略ブロック図である。第１および第２のハウジング構成要素が取り外された構成にある、薬物送達デバイスの図である。組み付けられた構成にある、図２による薬物送達デバイスの図である。可撓性膜により液体リザーバとガスリザーバが隔てられている、測定装置の他の実施形態の図である。液体媒体のある量が抜き取られ引き出された後の、図４による実施形態の図である。吸引ポンプと連結したカートリッジタイプまたはシリンジタイプの気密エンクロージャを含む、他の実施形態の図である。カートリッジタイプまたはシリンジタイプの気密エンクロージャを含む測定装置の他の実施形態の図である。図１に示されるものと類似の測定装置と組み合わさったシリンジタイプの送達機構を含む薬物送達デバイスの他の実施形態の図である。液体リザーバ内の液体媒体の体積変化を測定する方法の流れ図である。

図１には、測定装置１０の一実施形態が概略的に示されている。測定装置１０は、内部容積２１を閉じ込める気密エンクロージャ２０を含む。エンクロージャ２０内には、ガス状媒体１５で充填されたガスリザーバ２２が位置する。さらに、内部容積２１内には、液体媒体１４で充填された液体リザーバ２４が設けられ含まれる。ガスリザーバ２２および液体リザーバ２４は、不透過性分離壁２５によって気密分離される。分離壁２５は、ガス状媒体１５に対しても液体媒体１４に対しても不透過性である。図１の実施形態では、分離壁２５は、可撓性かつ／または変形可能である。分離壁２５は、たとえば液体薬剤である液体媒体１４を収納する可撓性バッグ１２によって形成される。

典型的には、液体媒体１４は、液体リザーバ２４の内部を完全に充填する。液体リザーバ２４内には、空気またはガスの泡はない。液体リザーバ２４は、その全体がエンクロージャ２０の内部容積２１内に配置される。エンクロージャ２０は、剛性境界１９を有する。図１に示されるように、剛性境界１９は、剛性側壁２６ならびに剛性端壁２７、２９を含む。ガスリザーバ２２内、したがって液体リザーバ２４の外側の内部容積２１内には、ガス入口３０が配置される。ガス入口３０は、ガスリザーバ２２と流れ連結する、エンクロージャ２０の境界１９を通って外部５へと延びる。外部５は、測定装置１０の外部環境であってよい。

外部５は、大気圧下にあり得る。測定装置１０は、液体リザーバ２４に連結される出口４２をさらに含む。出口４２は、液体リザーバ２４の内部と流れ連結または流体連結する管路４５として構成される。図１にさらに示されるように、出口４２、したがって管路４５は、吸引ポンプ４６と流れ連結する。吸引ポンプ４６は、液体媒体１４のある量を液体リザーバ２４から引き出すまたは抜き取ることができる。ガス入口３０を横断してまたはその内部には、流量計２８が設けられる。流量計２８は、液体リザーバ２４から液体媒体１４を抜き取ったことに応じた入口３０からのガス状媒体１５の流入量を測定するように構成される。

典型的には、液体リザーバ２４とガスリザーバ２２は、圧力平衡にあるので、可撓性バッグ１２から液体媒体１４を抜き取ったことに応じた可撓性バッグ１２の変形は、ガスリザーバ２２の容積の増加につながる。ガスリザーバ２２と液体リザーバ２４との間の圧力平衡、および外部５とのガスリザーバ２２の流れ連結により、ガス状媒体のある量がガスリザーバ２２へと流れ込む。流量計２８は、たとえば周囲空気であるガス状媒体の流入量を測定するように構成される。したがって、測定されたガス状媒体の流入量は、液体リザーバ２４の容積変化、したがって液体リザーバ２４から抜き取られた液体媒体１４の量および体積を直接示している。

図面には、さらに、流量計２８に接続された制御装置４０が示されている。制御装置４０は、液体リザーバ２４の容積変化に応じて起こる、測定されたガスリザーバ２２へのガス状媒体１５の流入に基づいて、液体リザーバ２４の容積変化を計算するように構成される。

場合により、制御装置４０は、吸引ポンプ４６にも連結される。典型的には、制御装置４０は、吸引ポンプ４６をトリガまたは起動することができる。吸引ポンプ４６の起動に応答して、制御装置が、流量計２８からの測定可能または適当な信号を受けなかった場合、それは、測定装置１０または薬物送達デバイス１００が故障していることを示す。制御装置４０から吸引ポンプ４６に送信された制御信号が流量計２８から得られる測定信号と一致しない場合、流路が、たとえば塞がっている可能性がある。ガス入口３０の内部またはそれを横断して流量計２８を組み込みガス状媒体の流入量を測定することによって、液体リザーバ２４の実際の容積変化が直接示される。

図２および図３には、測定装置１１０の他の実施形態が示されている。ここでは、測定装置１１０は、薬物送達デバイス１００に組み込まれている。薬物送達デバイス１００は、ハウジング１０２を含む。薬物送達デバイス１００に含まれ組み込まれる測定装置１１０は、ハウジング１０２と一致するまたは薬物送達デバイス１００のハウジング１０２を形成することができるエンクロージャ１２０を含む。他の実施形態では、エンクロージャ１２０は、ハウジング１０２内に配置される、またはハウジング１０２の一部だけを形成することができる。

エンクロージャ１２０は、第１の部材１２３と、第２の部材１２５とを含む。図２および図３に示されるように、第１および第２の部材１２３、１２５は、気密エンクロージャ１２０を形成するように、または薬物送達デバイス１００の気密閉ハウジング１０２を形成するように、解放可能かつ取り外し可能に連結可能である。第１の部材１２３および第２の部材１２５によって形成されるエンクロージャ１２０は、内部容積１２１を含む。図２および図３に示されるような実施形態では、第２の部材１２５は、上述したような液体リザーバ２４、したがってたとえば液体薬剤である液体媒体１４を含む可撓性バッグ１２を備える。

２つの部材１２３、１２５が一緒に気密に組み付けられると、液体リザーバ２４は、薬物送達デバイス１００のハウジング１０２内の空の空間によって形成されるガスリザーバ１２２によって完全に囲繞される。図示の実施形態では、液体リザーバ２４は、第１および第２の部材１２３、１２５のさらにコンパクトで平坦な設計を可能にするやや平坦な可撓性バッグ１２を含むことができる。こうして、さらにコンパクトなハウジング１０２、およびさらに小型化された薬物送達デバイス１００が提供される。ここでは、ハウジング１０２の上側部材として図示される第１の部材１２３は、ガス入口１３０を横断して配置される流量計２８を備える。

図１の実施形態に関連して上述したのと同様、流量計２８は、制御装置４０に接続され、制御装置４０は、吸引ポンプ４６に接続される。制御装置４０および吸引ポンプ４６のうちの少なくとも一方または両方は、やはりまた第１の部材１２３に取り付けられ組み付けられる。第１の部材１２３は、測定装置１１０または薬物送達デバイス１００の再使用可能部材として構成され、その一方で、液体リザーバ２４および場合により管路４５も備える第２の部材１２５は、使い捨て部材として構成される。一緒に組み付けられると、図３に示されるように、たとえば蠕動ポンプ４６として構成される吸引ポンプ４６は、液体リザーバ２４の内部と流れ連結する可撓性管路４５に係合することができる。

液体リザーバ２４からの液体媒体１４の抜き取りは、可撓性バッグ１２の容積の連続的または段階的な減少につながり、それによってガスリザーバ１２２の利用可能容積が増加する。その結果、ガス状媒体１５は、外部５からガス入口１３０を通ってガスリザーバに吸い込まれる。ガス状媒体１５の流入量を流量計２８によって測定することによって、液体リザーバの容積変化、したがって液体リザーバ２４から抜き取られた液体媒体１４の体積を正確に決定することができる。

典型的には、薬物送達デバイス１００および／または測定装置１１０のすべての再使用可能なかなり高価または高品質の構成要素がすべて、第１の部材１２３内に設けられるまたは取り付けられる。このように、使い捨ての第２の部材１２５の製造コストを最低まで低減させることができる。

液体リザーバ２４付きで予め構成され出口４２および／または管路４５と典型的には恒久的に流体連通にある単回使用可能な第２の部材１２５の場合、測定装置１１０および／または薬物送達デバイス１００の、液体媒体１４と直接接触し得るすべての流体案内構成要素は、液体媒体１４の送達後に廃棄されることを意図する使い捨て構成要素として構成される。

図２および図３に示されるような薬物送達デバイス１００は、ディスプレイ１３６と、薬物送達デバイス１００の動作を制御するように、作動部材１３８したがって入力装置とをさらに備えることができる。ディスプレイ１３６は、デバイスの使用者に、実際に行われる薬剤送達について、および／または用量投与もしくは送達の履歴についての情報を提供することができる。作動部材１３８によって、液体媒体の送達プロセスがトリガされ制御される。

図４および図５には、他のタイプの薬物送達デバイス２００を表す測定装置２１０の他の実施形態が示されている。測定装置２１０の全体的な構造および機能性は、図１に関連して述べたような測定装置１０とほぼ同一または類似している。別段明確に示されない限り、同じ構成要素は同じ参照数字で示される。

閉じた可撓性バッグ１２の代わりに、ここでは、液体リザーバ２４は、ガス状媒体１５に対しても液体媒体１４に対しても不透過性の膜１６によって形成される。図４による初期構成に示されるように、典型的には可撓性膜１６として実施される膜１６は、気密エンクロージャ２２０の側壁２６の内部に取り付けられる。エンクロージャ２２０、その境界１９、したがってその側壁２６は、管状形状を含むことができる。膜１６の外周は、エンクロージャ２２０の耐圧性かつかなり剛性の境界１９の側壁２６の内面に恒久的に固定して取り付けられる。

図４と図５を比較して明らかなように、それぞれの薬物送達デバイス２００が動作すると、たとえば吸引ポンプ４６の起動により液体媒体１４が抜き取られる。その結果、液体リザーバ２４は、ガスリザーバ２２に対して気密封止されているので、液体リザーバ２４の容積は、絶えずまたは段階的に減少することになる。液体リザーバ２４のサイズの変化は、分離壁２５’の変形、したがって可撓性膜１６’のそれぞれの変形をもたらす。境界１９、したがって気密エンクロージャ２２０の容積は不変なので、液体リザーバ２４の容積の減少は、ガスリザーバ２２の容積の増加につながる。その結果、上述したように、液体リザーバ２４から管路４５を介した液体媒体１４の抜き取りは、ガスリザーバ２２へのガス状媒体１５のそれぞれの流入につながる。内部容積２１に入るガス状媒体１５の量を測定するように構成される流量計２８は、上述したように制御装置４０によって処理されるそれぞれの電気信号を生成する。

図６に示されるようなさらなる実施形態は、他の測定装置３１０および他の薬物送達デバイス３００を示している。ここでは、気密エンクロージャ３２０は、細長い案内セクション３２２をもたらす管状形状バレル３２４を含む。バレル３２４の内部容積２１は、分離壁２５によって分割される。ここでは、分離壁２５は、バレル３２４内で摺動可能に変位可能なピストン３１６によって形成される。ピストン３１６は、液体リザーバ２４とガスリザーバ２２を隔てる。さらに図示されるように、液体リザーバ２４は、穿孔可能出口３４２と流れ連結する。出口３４２は、穿孔可能セプタム３４１を含むことができる。穿孔可能セプタム３４１は、吸引ポンプ４６と流れ連結するカニューレのような穿孔要素３４８によって貫通可能かつ穿孔可能である。このように、吸引ポンプ４６の起動によって、液体媒体１４は、液体リザーバ２４から抜き取られる。

バレル３２４の、出口３４２と反対の端部は、気密エンクロージャ３２０の第１の部材３２３によって封止される。第１の部材３２３は、管状形状バレル３２４の端部に対して封止的に取り付け可能なたとえばクロージャキャップの形態であるクロージャを形成または含むことができる。ここでは、バレル３２４は、気密エンクロージャ３２０の第２の部材を形成することができる。さらに、図６に示されるように、第１の部材３２３は、流量計２８を含むガス入口３０を含む。図示されないが、流量計２８は、流量計２８から得られる電気信号を測定し処理する制御装置４０に接続可能または接続される。

液体媒体１４が液体リザーバ２４から抜き取られると、ピストン３１６は出口３４２の方に向けて摺動変位し、それによってガスリザーバ２２の容積が増加する。その結果、上述したように、ピストン３１６、したがって分離壁２５のこの変位は、ガスリザーバ２２へのガス状媒体１５のそれぞれの測定可能な量の流入になる。

図７には、測定装置４１０のさらなる一実施形態と連結した薬物送達デバイス４００のさらなる一実施形態が示されている。図７による実施形態は、液体媒体１４の抜き取りが吸引に基づくものではなく、分離壁２５の機械的な推力誘起変位に基づくことを除いて、図６の実施形態とかなり類似している。図示のように、気密エンクロージャ３２０の第１の部材３２３には、送達機構４５０が交差する。送達機構４５０は、ガスリザーバ２２内に位置する、端部に径方向に拡大した押圧片４５４を含む変位可能ピストンロッド４５２を有する。ピストンロッド４５２は、ピストン３１６を出口３４２の方に向けて動かすように、ピストン３１６に圧力を及ぼすように構成される。

第１の部材３２３は、オリフィス３２７を含み、そこを通ってピストンロッド４５２が延びる。典型的には、オリフィス３２７は、ガス状媒体１５の流入が、バレル３２４の開端部のクロージャ３２６を形成する第１の部材３２３の別のオリフィス３２８によってもたらされるガス入口３０だけを介して起こるように、ピストンロッド４５２に対して気密に封止される。ピストンロッド４５２の前進動作は、制御装置４０によってトリガされ制御される。あるいは、前進動作は、手動で適用される。

図８には、薬物送達デバイス５００のさらなる一実施形態に関連した測定装置５１０の他の実施形態が示されている。ここでは、気密エンクロージャ２０は、図１に示されるエンクロージャ２０と実質的に同一またはかなり類似している。しかし、図１に示される実施形態とは逆に、ガス入口３０は、細長い形状をしている。ガス入口３０は、ガス状媒体がそこを介して吸引または抜き取られる開入口端３１を含む可撓性管を含むことができる。

流量計２８は、ガス入口３０内にそれを横断して配置される。さらに、入口端３１と流量計２８との間には流量制限器３２が設けられる。流量制限器３２は、液体リザーバ２４の容積増加に応じてガス入口３０に入るガス状媒体１５の流束を均一化し減速させるように、流量計２８の上流に配置される。

液体リザーバ２４からの液体媒体１４の抜き取りのため、管路４５は、切換可能弁５５１に連結される。弁５５１の一方端は、変位可能ピストン５５４を含むシリンジ５５２に連結される。弁５５１が管路４５とシリンジ５５２との間の流れ連結をもたらすような構成にされるとき、液体媒体１４のある量が液体リザーバ２４からシリンジ５５２内へと抜き取られる。次いで、弁５５１の構成は、シリンジ５５２から管路４５をデカップリングし、シリンジ５５２と、ソケット５５６を介して弁５５１の出口に連結される注射針５５８との間の流れ連結を確立するように、変えられなければならない。次いで、シリンジ５５２に含まれる液体媒体１４は、注射針５５８を介して排出される。

図１～図８に示される様々な実施形態は、異なるタイプの送達機構を開示する。図１～図６に示されるような送達機構５０は、液体媒体１４、したがって液体リザーバ２４からの液体薬剤の吸引により実施される抜き取りに基づいている。典型的には、送達機構５０は、吸引ポンプ４６を含む。図７に示されるような送達機構４５０は、分離壁２５の機械的変位に基づいており、図８に示されるような送達機構５５０は、液体リザーバ２４からの液体媒体１４の、シリンジタイプの、吸引に基づいた抜き取りに基づいている。

図９は、液体媒体１４の体積変化を測定する方法の流れ図である。最初の工程６００で、液体媒体１４のある量または一部分が液体リザーバ２４から抜き取られる。これは、分離壁２５の動きまたは変形につながる液体リザーバ２４の容積変化を引き起こす。エンクロージャ２０の全容積は一定であり液体リザーバ２４およびガスリザーバ２２は圧力平衡にあるので、分離壁２５の変形または動きは、ガスリザーバ２２の容積を増加させる。次の工程６０２で、ガス入口３０からガスリザーバ２２内へと流入するガス状媒体１５の量が流量計２８によって測定される。流量計２８の測定値および流量計２８によって生成される電気信号に基づいて、次の工程６０４で、液体リザーバ２４の容積変化、したがって中に含まれる液体媒体１４の体積変化が、流量計２８によって提供される信号に基づいて、したがってガスリザーバ２２内へのガス状媒体１５の測定された流入に基づいて、導かれるおよび／または計算される。

５外部
１０測定装置
１４液体媒体
１５ガス状媒体
１６膜
１９境界
２０エンクロージャ
２１内部容積
２２ガスリザーバ
２４液体リザーバ
２５分離壁
２６側壁
２７端壁
２８流量計
２９端壁
３０ガス入口
３１入口端
３２流量制限器
４０制御装置
４２出口
４５管路
４６吸引ポンプ
５０送達機構
１００薬物送達デバイス
１０２ハウジング
１１０測定装置
１２０エンクロージャ
１２３第１の部材
１２５第２の部材
１３０ガス入口
１３６ディスプレイ
１３８作動部材
２００薬物送達デバイス
２１０測定装置
２２０エンクロージャ
３００薬物送達デバイス
３１０測定装置
３２０エンクロージャ
３２２案内セクション
３２３第１の部材
３２４バレル
３２５第２の部材
３２６クロージャ
３２７オリフィス
３２８オリフィス
３４１セプタム
３４２出口
３４８穿孔要素
４００薬物送達デバイス
４１０測定装置
４５０送達機構
４５２ピストンロッド
４５４押圧片
５００薬物送達デバイス
５１０測定装置
５５０送達機構
５５１弁
５５２シリンジ
５５４ピストン
５５６ソケット
５５８注射針

Claims

液体リザーバ（２４）に入っている液体媒体（１４）の体積変化を測定するための測定装置（１０；１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）であって：
ガスリザーバ（２２；１２２）および液体媒体（１４）で充填された液体リザーバ（２４）を含む内部容積（２１；１２１）を有する気密エンクロージャ（２０；１２０；２２０；３２０）と、
ガスリザーバ（２２；１２２）と流れ連結し、気密エンクロージャ（２０；１２０；２２０；３２０）の境界（１９）を通って気密エンクロージャ（２０；１２０；２２０；３２０）の外部（５）へと延びる、ガス入口（３０；１３０）と、
液体リザーバ（２４）に連結可能であり、気密エンクロージャ（２０；１２０；２２０；３２０）の境界（１９）を通って延びる、出口（４２）と
を含み、
ここで、ガスリザーバ（２２；１２２）および液体リザーバ（２４）は、不透過性分離壁（２５）によって気密分離され、
さらに、該測定装置は、
出口（４２）を通じて液体リザーバ（２４）から液体媒体（１４）を抜き取ったことに応じた入口（３０；１３０）を通るガス状媒体（１５）の流入量を測定するようにガス入口（３０；１３０）内またはそれを横断して配置され、ガスリザーバ（２２；１２２）はガス入口（３０；１３０）を介して大気圧と流れ連結した流量計（２８）
を含む、前記測定装置。
気密エンクロージャ（２０；１２０；２２０；３２０）の境界（１９）は、剛性構造を含む、請求項１に記載の測定装置。
液体リザーバ（２４）は、液体媒体（１４）で充填された可撓性バッグ（１２）によって形成される、請求項１または２に記載の測定装置。
液体リザーバ（２４）は、部分的に気密エンクロージャ（２２０）によって形成され、
分離壁（２５）は、可撓性膜（１６）を含む、請求項１または２に記載の測定装置。
液体リザーバ（２４）は、部分的に気密エンクロージャ（３２０）によって形成され、分離壁（２５）は、気密エンクロージャ（３２０）の長手方向に延びる案内セクション（３２２）内に摺動可能に配置されたピストン（３１６）を含む、請求項１または２に記載の測定装置。
流量制限器（３２）は、ガス入口（３０；１３０）の入口端（３１）と流量計（２８）との間に、ガス入口（３０；１３０）内またはそれを横断して配置される、請求項１～５のいずれか１項に記載の測定装置。
流量計（２８）は、差圧センサを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の測定装置。
流量計（２８）から受けた信号に基づいて液体リザーバ（２４）の容積変化を計算するように流量計（２８）に接続された制御装置（４０）をさらに含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の測定装置。
気密エンクロージャ（１２０；３２０）は、内部容積（１２１）を形成するように取り外し可能に連結可能な、少なくとも第１の部材（１２３；３２３）と第２の部材（１２５；３２５）とを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の測定装置。
ガス入口（３０；１３０）は、第１の部材（１２３；３２３）に連結され、または、ガス入口（３０；１３０）は、第１の部材（１２３；３２３）に組み込まれ、流量計（２８）は、第１の部材（１２３；３２３）に連結される、請求項９に記載の測定装置。
液体リザーバ（２４）は、液体薬剤（１４）で充填され、液体リザーバ（２４）は、第２の部材（１２５）内に配置される、請求項９または１０に記載の測定装置。
薬物送達デバイス（１００；２００；３００；４００；５００）であって、
ハウジング（１０２）と、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の測定装置（１０；１１０；２１０；３１０；４１０；５１０）と、
液体リザーバ（２４）に動作可能に係合可能な送達機構（５０；４５０；５５０）と
を含む、前記薬物送達デバイス。
送達機構（５０）は、液体リザーバ（２４）から液体媒体（１４）を抜き取るように、出口（４２）または液体リザーバ（２４）と流れ連結可能な吸引ポンプ（４６）を含む、請求項１２に記載の薬物送達デバイス。
測定装置（１００；３００）の気密エンクロージャ（１２０；３２０）は、内部容積（１２１）を形成するように取り外し可能に連結可能な少なくとも第１の部材（１２３；３２３）と第２の部材（１２５；３２５）とを含み、該第１の部材（１２３）および該第２の部材（１２５）のうちの少なくとも一方は、ハウジング（１０２）の少なくとも一部分を形成する、請求項１２または１３に記載の薬物送達デバイス。