JP7313360B2 - ストッパ - Google Patents

Description

本説明は、ストッパを使用して薬剤を排出するように構成された医療用デバイスのカートリッジまたはシリンジ内で使用するためのストッパに関する。

薬剤の注射による治療を必要とする様々な疾病が存在する。そのような注射は、医療従事者または患者自身によって適用される注射デバイスを使用して実行することができる。一例として、１型および２型の糖尿病は、たとえば１日１回または数回のインスリン用量の注射によって、患者自身が治療することができる。たとえば、充填済みの使い捨てインスリンペンまたは自動注射器を、注射デバイスとして使用することができる。別法として、再利用可能なペンまたは自動注射器を使用することもできる。再利用可能なペンまたは自動注射器では、空の薬剤カートリッジを新しいものに交換することが可能である。典型的に、これらのデバイスはそれぞれ、エラストマーのストッパまたは栓を用いて、デバイス内のカートリッジまたはシリンジから薬剤を駆動し、これらのデバイスのいくつかは、ストッパ内に埋め込まれた１つまたはそれ以上の電子デバイスを含む。

本実施形態の例示的な開示は、医療用デバイスのカートリッジまたはシリンジ内で使用するためのストッパであって、容器閉鎖システム内に配置されるように構成されており、閉端および開端を含むシェルであり、シェルの長手方向軸に沿って閉端と開端との間に側壁が延び、開端が、空洞を画成し、側壁が、容器閉鎖システム内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成する、シェルと；空洞内へ挿入されるように構成されたインサートであり、プランジャロッドからの力を受け、その力をシェルへ分散させて、シェルを容器閉鎖システム内へ前進させるようなサイズおよび形状のインサートとを含み、ここで、空洞内のシェルの閉端は、空洞内へ挿入されたときにインサートによって接触されて偏向するように構成された凸面を画成し、シェルの閉端は、弾性および／または塑性変形可能な材料から作られる、ストッパである。

シェルの閉端は、空洞内の凸面と、シェルの閉端の外部の凹面とを画成する弓形領域を画成することができ、弓形領域は、空洞内への挿入中にインサートが凸面に接触することによって偏向するように構成することができる。

空洞は、シェルの開端から閉端へ内向きに先細りする側壁を画成することができ、内向きに先細りする側壁は、弓形領域がインサートによって偏向されたとき、内向きの先細を維持するように構成することができる。

空洞は、内部段差要素を含むことができ、インサートは、シェルの内部段差要素に当接し、プランジャロッドからの力の少なくとも一部分を内部段差要素へ分散させるように構成された対応する段差要素を含むことができる。

空洞は、空洞内へ延びるスナップ嵌め機能（ｓｎａｐ－ｆｉｔ ｆｅａｔｕｒｅ）を画成することができ、スナップ嵌め機能は、スナップ嵌め機能が弛緩してインサート内の対応するくぼみに入るまで、空洞内へのインサートの挿入中にインサートによって偏向または変形されることによって、空洞内でインサートを保持するように構成され、インサートの外面は、スナップ嵌め機能を受け入れるようなサイズおよび位置の対応するくぼみを画成することができる。

対応する段差要素は、内部段差要素を保持し、インサートに印加された力による内部段差要素の径方向の偏向に耐えるようなサイズおよび位置とすることができる。

内部段差要素は、第１の境界面を画成することができ、対応する段差要素は、第２の境界面を画成することができ、インサートをシェル内へ挿入することで、第１の境界面を第２の境界面に当接させることができる。

第１の境界面および第２の境界面は、シェルの閉端に対して鋭角を画成することができる。

空洞は、シェルの閉端からシェルの開端に向かって延びる少なくとも１つの通気チャネルを含むことができ、少なくとも１つの通気チャネルは、空洞内へのインサートの挿入中に空洞内の空気および／または流体が少なくとも１つの通気チャネルを通って排出されることを有効にするようなサイズおよび位置である。

少なくとも１つの通気チャネルは、シェルの開端に向かって部分的に延び、シェルの開端まで完全に延びていなくてもよい。

インサートは、インサートの挿入中にインサートの外部の周りで空洞内の空気の通気を有効にするように構成された円錐形に先細りする外面を画成することができる。

インサートは、感知信号を生成するように構成されたセンサを有する電子デバイスを含むことができ、シェルの閉端は、感知信号を通すように構成することができる。

センサは、容器閉鎖システム内のストッパの位置に応答するように構成することができる。

本開示の別の例示的な実施形態は、容器閉鎖システムであって、カートリッジまたはシリンジハウジングと、上述したストッパとを含み、ここで、シェルは、容器閉鎖システムが医薬品で充填される前に、ハウジング内へ挿入されるように構成され、インサートは、充填処置後にストッパ内へ挿入されるように構成される、容器閉鎖システムである。

容器閉鎖システムは、シリンジを含むことができ、カートリッジハウジングは、シリンジのハウジングとすることができ、インサートは、シリンジが医療用デバイス内へ組み立てられた後にストッパのシェル内へ挿入されるように構成されたシリンジのプランジャロッドの遠位端に配置することができる。

ハウジングは、自動注射器、ペン注射器、および注射ポンプのうちの１つまたはそれ以上とともに使用されるように構成することができる。

カートリッジまたはシリンジハウジングは、液体の薬剤を収容することができる。

本開示の別の例示的な実施形態は、容器閉鎖システム内に配置されるように構成されたストッパである。ストッパは、シェルと、シェルの空洞内へ挿入されるように構成されたインサートとを含む。シェルは、閉端および開端を含み、シェルの長手方向軸に沿って閉端と開端との間に側壁が延び、開端は、空洞を画成し、側壁は、容器閉鎖システム内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成し、空洞は、内部段差要素を有する。インサートは、プランジャロッドからの力を受け、その力をシェルへ分散させて、シェルを容器閉鎖システム内へ前進させるようなサイズおよび形状である。インサートは、シェルの内部段差要素に当接し、プランジャロッドからの力の少なくとも一部分を内部段差要素へ分散させるように構成された対応する段差要素を含む。

いくつかの例では、空洞は、空洞内へ延びるスナップ嵌め機能を画成し、スナップ嵌め機能は、スナップ嵌め機能が弛緩してインサート内の対応するくぼみに入るまで、空洞内へのインサートの挿入中にインサートによって偏向または変形されることによって、空洞内でインサートを保持するように構成され、インサートの外面は、スナップ嵌め機能を受け入れるようなサイズおよび位置の対応するくぼみを画成する。

いくつかの例では、スナップ嵌め機能は、空洞の周りに径方向に延びる。

いくつかの例では、対応するくぼみは、インサートの外面の周りに径方向に延びる。

いくつかの例では、対応する段差要素は、内部段差要素を保持し、インサートに印加された力による内部段差要素の径方向の偏向に耐えるようなサイズおよび位置である。

いくつかの例では、内部段差要素は、第１の境界面を画成し、対応する段差要素は、第２の境界面を画成し、インサートをシェル内へ挿入することで、第１の境界面を第２の境界面に当接させる。いくつかの例では、第１および第２の境界面は、シェルの閉端に対して鋭角を画成する。

いくつかの例では、インサートは、挿入されたときに空洞内に完全に嵌るようなサイズおよび形状である。

いくつかの例では、インサートは、挿入されたときに長手方向軸に対してシェルの開端の上に接触面を画成する。

いくつかの例では、空洞は、空洞の開端から開端とは反対側の空洞の後端へ延びる通気チャネルを画成し、通気チャネルは、空洞内へのインサートの挿入中に空洞内の空気および／または流体が通気チャネルを通って排出されることを有効にするようなサイズおよび位置である。いくつかの例では、通気チャネルは、少なくとも空洞の後端の長さに沿って径方向に延びる。

いくつかの例では、インサートは、インサートの挿入中にインサートの外部の周りで空洞内の空気の通気を有効にするように構成された円錐形に先細りする外面を画成する。

いくつかの例では、インサートは、感知信号を生成するように構成されたセンサを有する電子デバイスを含み、シェルの閉端は、感知信号を通すように構成される。

いくつかの例では、センサは、容器閉鎖システム内のストッパの位置に応答するように構成される。

いくつかの例では、インサートは、インサートが空洞内へ挿入されたとき、インサートに対して空洞の開端を封止するように構成されたキャップ部材を含む。

いくつかの例では、インサートは、スナップ嵌め機能、接着剤、溶接、超音波溶接、摩擦溶接、または熱溶接のうちの１つまたはそれ以上を使用して、シェルに固定されるように構成される。

いくつかの例では、シェルは、滅菌することができる材料から構築される。

いくつかの例では、インサートは、プランジャロッドの遠位端である。

いくつかの例では、ストッパは、側壁の外面の周りに配置された封止部材を含み、封止部材は、ストッパが容器閉鎖システム内に配置されたとき、外面と容器閉鎖システムの内面との間に封止を形成するように配置される。

いくつかの例では、シェルは、実質上曲げやすい材料を含む軟質シェルである。

いくつかの例では、軟質シェルの側壁の外面は、外面の周りに径方向に封止領域を画成し、封止領域は、ストッパが容器閉鎖システム内に配置されたとき、外面と容器閉鎖システムの内面との間に封止を形成するように配置される。

いくつかの例では、シェルの閉端は、空洞内へ挿入されたときにインサートによって接触されて偏向するように構成された凸状形状を空洞内に画成する。

いくつかの例では、シェルの閉端は、空洞内の凸状形状と、シェルの閉端の外部の凹面とを画成する弓形領域を画成し、弓形領域は、空洞内へ挿入されたときにインサートによって偏向するように構成される。

別の例は、カートリッジまたはシリンジハウジングおよびストッパを含む容器閉鎖システムであり、ストッパは、容器閉鎖システム内に配置されるように構成される。ストッパは、シェルと、シェルの空洞内へ挿入されるように構成されたインサートとを含む。シェルは、閉端および開端を含み、シェルの長手方向軸に沿って閉端と開端との間に側壁が延び、開端は、空洞を画成し、側壁は、容器閉鎖システム内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成し、空洞は、内部段差要素を有する。インサートは、プランジャロッドからの力を受け、その力をシェルへ分散させて、シェルを容器閉鎖システム内へ前進させるようなサイズおよび形状である。インサートは、シェルの内部段差要素に当接し、プランジャロッドからの力の少なくとも一部分を内部段差要素へ分散させるように構成された対応する段差要素を含む。シェルは、容器閉鎖システムが医薬品で充填される前に、カートリッジまたはシリンジ内へ挿入されるように構成され、インサートは、充填処置後にストッパ内へ挿入されるように構成される。

いくつかの例では、医療用カートリッジは、シリンジであり、カートリッジハウジングは、シリンジのハウジングであり、インサートは、シリンジが医療用デバイス内へ組み立てられた後にストッパのシェル内へ挿入されるように構成されたシリンジのプランジャロッドの遠位端に配置される。

いくつかの例では、ハウジングは、自動注射器とともに使用されるように構成される。

いくつかの例では、ハウジングは、ペン注射器とともに使用されるように構成される。

いくつかの例では、ハウジングは、注射ポンプとともに使用されるように構成される。

いくつかの実例では、薬剤は、医薬活性化合物を含む。

別の例は、容器閉鎖システム内に配置されるように構成されたストッパである。ストッパは、閉端および開端を有するシェルであり、シェルの長手方向軸に沿って閉端と開端との間に側壁が延びる、シェルと、ストッパの空洞内へ挿入されるように構成されたインサートであり、プランジャロッドからの力を受け、その力をシェルへ分散させて、シェルを容器閉鎖システム内へ前進させるようなサイズおよび形状のインサートとを含む。ストッパの開端は、空洞を画成し、側壁は、容器閉鎖システム内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成する。シェルの閉端は、空洞の閉端の凸面と、シェルの閉端の外部の凹面とを画成する弓形領域を画成し、弓形領域は、空洞内へ挿入されたときにインサートが凸状領域に接触することによって偏向するように構成される。

いくつかの実例では、空洞は、空洞の開端から閉端へ内向きに先細りする側壁を画成し、内向きに先細りする側壁は、弓形領域がインサートによって偏向されたとき、内向きの先細を維持するように構成される。

さらに別の例は、容器閉鎖システム内に配置されるように構成されたストッパであり、ストッパは、閉端および開端を有するシェルを含み、シェルの長手方向軸に沿って閉端と開端との間に側壁が延び、開端は、空洞を画成し、側壁は、容器閉鎖システムの内面内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成する。ストッパは、側壁の外面の周りに配置された封止要素と、空洞内へ挿入されるように構成されたインサートと、空洞内へインサートを越えて挿入され、空洞内にインサートを封止するように構成された閉鎖キャップとを含み、封止要素は、シェルと容器閉鎖システムの内面との間に封止を生み出すように構成される。

いくつかの実例では、ストッパは、空洞の閉端で空洞内に配置され、インサートをシェルに接着するように構成された接着要素を含み、接着要素は、空洞内へのインサートの挿入中またはインサートの近位端に対する空洞内への閉鎖キャップの挿入中にインサートの遠位端を受けるように構成される。

いくつかの実例では、ストッパは、空洞内でインサートと閉鎖キャップと間に配置されるように構成された変形可能要素を含み、変形可能要素は、空洞内への閉鎖キャップの挿入中に閉鎖キャップの遠位端によって変形されるように構成される。

いくつかの実例では、ストッパは、空洞の閉端で空洞内に配置されるように構成された変形可能要素を含み、変形可能要素は、空洞内へのインサートの挿入中またはインサートの近位端に対する空洞内への閉鎖キャップの挿入中にインサートの遠位端によって変形するように構成される。

概して、本明細書に記載する例は、埋込み電子機器アセンブリをカートリッジまたはシリンジシリンダ内の動作位置へ位置決めするためのセンサインサートを有する薬学的閉鎖構成要素に関する。

注射デバイスの分解図である。 注射デバイスのカートリッジ内に配置されるように構成されたストッパの側面図である。 カートリッジ内に配置された図２Ａのストッパの断面概略図である。 段差状インサートがストッパの空洞内に配置されている、ストッパの断面図である。 インサートがストッパの空洞内にスナップ嵌め機能によって固定されている、ストッパの断面図である。 インサートがストッパの空洞内に配置されている、ストッパの断面図である。 ストッパの対応する段差状空洞内内へ挿入された段差状インサートの断面図である。 プランジャによって駆動される前のインサートを収容している図６Ａの組み立てられたストッパの断面図である。 プランジャによってカートリッジ内へ駆動されている間またはその後の感知動作中の図６Ａのストッパの断面図である。 カートリッジ内に配置され、無線システムによって電力供給されるストッパの断面図である。 カートリッジ内に配置され、圧電システムによって電力供給されるストッパの断面図である。 カートリッジ内に配置され、圧電システムによって電力供給されるストッパの断面図である。 カートリッジ内に配置され、熱電気システムによって電力供給されるストッパの断面図である。 カートリッジ内に配置され、熱電気システムによって電力供給されるストッパの断面図である。 インサートが段差状プロファイルを有する、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートが鋭角を含む段差状プロファイルを有する、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートが段差状プロファイルを有する、ストッパ内に配置された先細インサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートが鋭角を含む段差状プロファイルを有する、ストッパ内に配置された先細インサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートがスナップ嵌め機能を含む段差状プロファイルを有する、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートがストッパ内へ完全に挿入されている、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートがストッパと同一平面である、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 ゴムの前部が、内側空洞の方を向いている凹状形状を有する、インサートの挿入前の図１６のストッパの側面図である。 ゴムの前部が、内側空洞の方を向いている凹状形状と、ストッパの前端の凸状形状とを有する、インサートの挿入前の図１６のストッパの側面図である。 インサートがより大きい電子機器アセンブリを収容するようなサイズである、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示すストッパの側面図である。 インサートがストッパの空洞内に配置され、空洞が通気チャネルを含む、ストッパの断面図である。 空洞内の通気チャネルを見るためにインサートが除去された、図１８Ａのストッパの上面図である。 シェルの中間部分を通る通気チャネルを示す、図１８Ａのストッパの断面図である。 円錐形空洞および弓形遠位端を有するストッパの断面図である。 弓形遠位端が偏向位置である、ストッパ内に配置されたインサートの外形を示す図１９Ａのストッパの側面図である。 インサートが接着剤によって剛性シェルの空洞内に固定されている、インモールド封止を有する剛性シェルの断面図である。 インサートが剛性シェルの空洞内の変形可能材料内へ押圧されている、インモールド封止を有する剛性シェルの断面図である。 インサートが接着剤および変形可能材料によって剛性シェルの空洞内に固定されている、インモールド封止を有する剛性シェルの断面図である。

患者による医療用デバイスの使用に関する情報は、センサによって判定することができ、センサはデータを生成し、次いで無線通信を介してこのデータにアクセスすることができる。注射デバイスの場合、薬物収容カートリッジまたはシリンジのストッパ（プランジャまたはプランジャストッパとも呼ばれる）内へ、１つまたはそれ以上のセンサを一体化することができる。データの無線通信は、エネルギー源、たとえば電池セルを必要とし、エネルギー源はまた、センサに接続する必要があり、したがってストッパに一体化することができる。注射デバイス内で使用される滅菌プランジャストッパに対する典型的な製造プロセスは、高温のプロセス工程（たとえば、ゴム成形および蒸気滅菌プロセス）を含み、これはいくつかの電子構成要素（たとえば、電池）に適合していないことがある。したがって、いくつかのカートリッジベースの注射および医療用シリンジシステムは、デバイスの交換可能部分（たとえば、カートリッジストッパまたはカートリッジハウジング）内に電子機器を含む場合、使用前に滅菌するのが困難な可能性がある。いくつかの実例では、電子アセンブリを収容する要素をプランジャストッパから分離することができ、滅菌プロセスが完了してから後の段階で組み立てることができる。

電子デバイスおよびアセンブリは、熱が印加された後に劣化する可能性のある感温材料（たとえば、ポリマー）を含むことがある。さらに、電池は、高温で性能を失う可能性がある。過度の熱への電子機器構成要素の露出を回避するために、いくつかの例では、電子機器が追加される前に、カートリッジストッパ（栓と呼ばれることもある）の一部を滅菌することができる。たとえば、ストッパシェルは、カートリッジ壁に対する封止を形成することができ、ストッパとは別個に電子デバイスを収容するインサートを使用することができ、したがってインサートは、熱滅菌工程後にストッパ内へ組み立てられる（したがって、カートリッジ内の滅菌された液体に影響しない）。いくつかの実例では、インサートは、注射デバイスのプランジャロッドの遠位端に一体化され、注射デバイスの使用前にストッパシェル内へ挿入される。いくつかの例はまた、使い捨てまたは再利用可能の薬物カートリッジの事前に熱滅菌されたストッパに電子構成要素（たとえば、ＲＦＩＤセンサ）を追加することを有効にする。

薬物収容カートリッジまたはシリンジ内で使用されるストッパは、典型的に、投与精度の実現、容器閉鎖の完全性の維持、および患者へのフィードバックによる特定の力プロファイルの提供などの機能的要件を満足させる。容器閉鎖システムは概して、典型的にガラスまたはプラスチックから作られる筒体から構成されたカートリッジまたはシリンジと、ストッパとを含み、さらに閉鎖キャップを含む。以下に詳細に説明するように、ストッパのシェルは、センサインサート（簡単にインサートとも呼ばれる）を受け入れるように構成された空洞を、開端または近位端（薬物に接触する端部とは反対側の端部）上に画成することができ、いくつかの実例では、センサインサートは機能的電子デバイスを収容する。いくつかの実例では、空洞内に配置されたインサートは、ストッパによって密閉された容積付近に電子デバイスを配置し、それによってインサート内のセンサが容積の感知動作（たとえば、カートリッジ内のストッパの位置の判定）を行うことを有効にする。センサインサートをストッパ内へ組み立てることで、機能的要件に影響する次の問題が生じることがある：
（ｉ）注射力の影響を受けたストッパの弾性変形は、投与精度に影響することがある。
（ｉｉ）センサインサートがストッパ内でその静止位置から動くことで、投与精度に影響することがある。
（ｉｉｉ）センサインサートの位置合わせ不良により、ストッパが傾斜し、容器閉鎖の完全性に影響することがある。
（ｉｖ）センサインサートの位置合わせ不良により、ストッパが傾斜し、注射中の力プロファイルに影響することがある。
（ｖ）センサインサートの位置合わせ不良により、インサート内の感知ユニットからの超音波の放出および受信に影響することがあり、したがってカートリッジまたはシリンジ内のストッパの精密な位置測定を危うくすることがある。
（ｖｉ）センサインサートとストッパとの間に空気が含まれることで、投与動作中に振動を誘起することがあり、後に投与精度に影響することがある。
（ｖｉｉ）センサインサートの前に空気が含まれることで、たとえば超音波測定原理の機能に影響し、したがって誤った結果を招くことがある。

したがって、本明細書に記載する技法は、とりわけ適当な注射力伝送、構成要素の許容可能な位置合わせおよび固定、ならびに空気の含有の回避を実現するために、センサインサートを受け入れるように構成された空洞を有するシェルを有するストッパを含む。動作の際、プランジャロッドによって印加される注射力が、ストッパの後端を押圧し、ストッパをカートリッジ内で前方へ押し、したがってカートリッジから薬剤を排出する。空洞はストッパシェルの後端内に形成され、空洞内にセンサインサートが配置される。インサートがシェル内にあるとき、プランジャロッドは、力をセンサインサートへ伝送し、いくつかの実例では、インサートは、各段差間の境界面を画成する段差状の形状を有し、したがってインサートにかかるプランジャの力は、ストッパの空洞内の対応する表面に対して境界面を介して互い違いにストッパへ分散される。いくつかの実施形態では、インサートの段差状プロファイルは、空洞と連係し、インサートに対して空洞を径方向に保持するように構成された機能を含む。いくつかの実例では、これらの機能は、インサートからストッパへの力の伝送中に、インサートに対するエラストマーストッパの径方向の固定を補強し、その結果、空洞の径方向の偏向（すなわち、インサートから離れる）を低減させるように構成される。

いくつかの実例では、センサインサートは、ストッパ内のその判定された位置に組み立てられた後、スナップ嵌め要素によって定位置で固定される。そのようなスナップ嵌め要素は、センサインサート要素内の対応する溝に整合するゴム材料の円周リングとすることができる。ストッパの後端にある１つのスナップ嵌め要素、および場合によりさらなるスナップ嵌め要素を適用することができる。

いくつかの実例では、センサインサートは、ストッパの遠位端（すなわち、薬物に接触する端部）の方を向いている遠位セクションでより小さい直径を有し、ストッパの近位端にある近位セクションでより大きい直径を有する円形形状を含む。いくつかの実例では、センサインサートの遠位セクションは、センサ要素を収容し、近位セクションは、センサ要素に接続された電源（たとえば、電池セル）を収容する。センサ要素と電源との間に、またはいくつかの実例では感知動作を行うためのストッパ内のセンサ要素の好ましい位置によって判定される異なる構成で、追加の電子構成要素（たとえば、集積回路またはプリント回路基板）を配置（または一体化）することができる。いくつかの実例では、ストッパ内の空洞は、遠位端から近位端へ細くなり、センサインサートの挿入のための案内を提供する。一実施形態では、センサインサートは、スナップ嵌め機能がセンサインサートを空洞内で定位置に保持するように係合するまで、ストッパのゴム材料とセンサインサートとの間の摩擦なく、センサインサートの挿入を可能にするための、ストッパ内側空洞の整合設計を有する円錐形状である。代替実施形態では、スナップ嵌め機能に加えてねじ山を使用して、センサインサートを定位置へロックすることができる。

境界面の円錐形状の設計に加えて、いくつかの実例では、行き詰まりに閉じ込められる前に空気を通気することを可能にするための１つまたはそれ以上の横方向チャネルが設けられる。加えて、空洞の前端は、閉じ込められた空気を行き詰まりから排出するために、インサートがゴムシェルと最初に中心で接触することを可能にするように、空洞内へ延びる凸状形状を有することができる。いくつかの実例では、ストッパの閉端は、空洞の端部の凸状形状と、シェルの遠位端の凹状外面とを含む弓形の形状を画成する。いくつかの実例では、空洞の閉端は、インサートが挿入されたときに空洞から空気を通気するように構成された横方向チャネルを含む。

「薬物」または「薬剤」という用語は、本明細書では、１つまたはそれ以上の医薬活性化合物について説明するために使用される。以下に記載するように、薬物または薬剤は、１つまたはそれ以上の疾病の治療のために、様々なタイプの調合物中に少なくとも１つの低分子もしくは高分子、またはその組合せを含むことができる。例示的な医薬活性化合物は、低分子；ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質（たとえば、ホルモン、発育因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素）；炭水化物および多糖；ならびに核酸、二本鎖または一本鎖ＤＮＡ（裸およびｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、アンチセンスＤＮＡおよびＲＮＡなどのアンチセンス核酸、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイム、遺伝子、およびオリゴヌクレオチドを含むことができる。核酸は、ベクトル、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに組み込むことができる。これらの薬物のうちの１つまたはそれ以上の混合物も企図される。

「薬物」または「薬剤」という用語は、本明細書では同義的に用いられ、１つもしくはそれ以上の活性医薬成分またはそれらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物と、場合により薬学的に許容可能な担体と、を含む医薬製剤を記述する。活性医薬成分（「ＡＰＩ」）とは、最広義には、ヒトまたは動物に対して生物学的効果を有する化学構造体のことである。薬理学では、薬剤または医薬は、疾患の治療、治癒、予防、または診断に使用されるか、さもなければ身体的または精神的なウェルビーイングを向上させるために使用される。薬物または薬剤は、限定された継続期間で、または慢性障害では定期的に使用可能である。

以下に記載されるように、薬物または薬剤は、１つもしくはそれ以上の疾患の治療のために各種タイプの製剤中に少なくとも１つのＡＰＩまたはその組合せを含みうる。ＡＰＩの例としては、５００Ｄａ以下の分子量を有する低分子；ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質（たとえば、ホルモン、成長因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素）；炭水化物および多糖；ならびに核酸、二本鎖または一本鎖ＤＮＡ（ネイキッドおよびｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、アンチセンス核酸たとえばアンチセンスＤＮＡおよびＲＮＡ、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイム、遺伝子、およびオリゴヌクレオチドが挙げられうる。核酸は、ベクター、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに取り込み可能である。１つまたはそれ以上の薬物の混合物も企図される。

薬物または薬剤は、薬物送達デバイスでの使用に適合化された一次パッケージまたは「薬物容器」に包含可能である。薬物容器は、たとえば、１つもしくはそれ以上の薬物の収納（たとえば、短期または長期の収納）に好適なチャンバを提供するように構成されたカートリッジ、シリンジ、リザーバ、または他の硬性もしくは可撓性のベッセルでありうる。たとえば、いくつかの場合には、チャンバは、少なくとも１日間（たとえば、１日間～少なくとも３０日間）にわたり薬物を収納するように設計可能である。いくつかの場合には、チャンバは、約１カ月～約２年間にわたり薬物を収納するように設計可能である。収納は、室温（たとえば、約２０℃）または冷蔵温度（たとえば、約－４℃～約４℃）で行うことが可能である。いくつかの場合には、薬物容器は、投与される医薬製剤の２つ以上の成分（たとえば、ＡＰＩと希釈剤、または２つの異なる薬物）を各チャンバに１つずつ個別に収納するように構成されたデュアルチャンバカートリッジでありうるか、またはそれを含みうる。かかる場合には、デュアルチャンバカートリッジの２つのチャンバは、人体もしくは動物体への投薬前および／または投薬中に２つ以上の成分間の混合が可能になるように構成可能である。たとえば、２つのチャンバは、互いに流体連通するように（たとえば、２つのチャンバ間の導管を介して）かつ所望により投薬前にユーザによる２つの成分の混合が可能になるように構成可能である。代替的または追加的に、２つのチャンバは、人体または動物体への成分の投薬時に混合が可能になるように構成可能である。

本明細書に記載の薬物送達デバイスに含まれる薬物または薬剤は、多くの異なるタイプの医学的障害の治療および／または予防のために使用可能である。障害の例としては、たとえば、糖尿病または糖尿病に伴う合併症たとえば糖尿病性網膜症、血栓塞栓障害たとえば深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症が挙げられる。障害のさらなる例は、急性冠症候群（ＡＣＳ）、アンギナ、心筋梗塞、癌、黄斑変性、炎症、枯草熱、アテローム硬化症および／または関節リウマチである。ＡＰＩおよび薬物の例は、ローテリステ２０１４年（Ｒｏｔｅ Ｌｉｓｔｅ ２０１４）（たとえば、限定されるものではないがメイングループ１２（抗糖尿病薬剤）または８６（オンコロジー薬剤））やメルク・インデックス第１５版（Ｍｅｒｃｋ Ｉｎｄｅｘ，１５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ）などのハンドブックに記載されているものである。

１型もしくは２型糖尿病または１型もしくは２型糖尿病に伴う合併症の治療および／または予防のためのＡＰＩの例としては、インスリン、たとえば、ヒトインスリン、もしくはヒトインスリンアナログもしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ－１）、ＧＬＰ－１アナログもしくはＧＬＰ－１レセプターアゴニスト、はそのアナログもしくは誘導体、ジペプチジルペプチダーゼ－４（ＤＰＰ４）阻害剤、またはそれらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはそれらのいずれかの混合物が挙げられる。本明細書で用いられる場合、「アナログ」および「誘導体」という用語は、天然に存在するペプチドに存在する少なくとも１つのアミノ酸残基の欠失および／または交換によりおよび／または少なくとも１つのアミノ酸残基の付加により天然に存在するペプチドの構造たとえばヒトインスリンの構造から形式的に誘導可能な分子構造を有するポリペプチドを指す。付加および／または交換アミノ酸残基は、コード可能アミノ酸残基または他の天然に存在する残基または純合成アミノ酸残基のどれかでありうる。インスリンアナログは、「インスリンレセプターリガンド」とも呼ばれる。特に、「誘導体」という用語は、天然に存在するペプチドの構造から形式的に誘導可能な分子構造、たとえば、１つまたはそれ以上の有機置換基（たとえば脂肪酸）がアミノ酸の１つまたはそれ以上に結合したヒトインスリンの分子構造を有するポリペプチドを指す。場合により、天然に存在するペプチドに存在する１つまたはそれ以上のアミノ酸が、欠失し、および／または非コード可能アミノ酸を含めて他のアミノ酸によって置き換えられ、または天然に存在するペプチドに非コード可能なものを含めてアミノ酸が付加される。

インスリンアナログの例は、Ｇｌｙ（Ａ２１）、Ａｒｇ（Ｂ３１）、Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン（インスリングラルギン）；Ｌｙｓ（Ｂ３）、Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン（インスリングルリジン）；Ｌｙｓ（Ｂ２８）、Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン（インスリンリスプロ）；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン（インスリンアスパルト）；位置Ｂ２８のプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、ＶａｌまたはＡｌａに置き換えられたうえに位置Ｂ２９のＬｙｓがＰｒｏに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。

インスリン誘導体の例は、たとえば、Ｂ２９－Ｎ－ミリストイル－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、Ｌｙｓ（Ｂ２９）（Ｎ－テトラデカノイル）－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデテミル、レベミル（Ｌｅｖｅｍｉｒ）（登録商標））；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－ガンマ－グルタミル）－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、Ｂ２９－Ｎ－オメガ－カルボキシペンタデカノイル－ガンマ－Ｌ－グルタミル－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデグルデク、トレシーバ（Ｔｒｅｓｉｂａ）（登録商標））；Ｂ２９－Ｎ－（Ｎ－リトコリル－ガンマ－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。

ＧＬＰ－１、ＧＬＰ－１アナログおよびＧＬＰ－１レセプターアゴニストの例は、たとえば、リキシセナチド（リキスミア（Ｌｙｘｕｍｉａ）（登録商標））、エキセナチド（エキセンジン－４、バイエッタ（Ｂｙｅｔｔａ）（登録商標）、ビデュリオン（Ｂｙｄｕｒｅｏｎ）（登録商標）、ヒラモンスターの唾液腺により産生される３９アミノ酸ペプチド）、リラグルチド（ビクトーザ（Ｖｉｃｔｏｚａ）（登録商標））、セマグルチド、タスポグルチド、アルビグルチド（シンクリア（Ｓｙｎｃｒｉａ）（登録商標））、デュラグルチド（トルリシティ（Ｔｒｕｌｉｃｉｔｙ）（登録商標））、ｒエキセンジン－４、ＣＪＣ－１１３４－ＰＣ、ＰＢ－１０２３、ＴＴＰ－０５４、ラングレナチド／ＨＭ－１１２６０Ｃ、ＣＭ－３、ＧＬＰ－１エリゲン、ＯＲＭＤ－０９０１、ＮＮ－９９２４、ＮＮ－９９２６、ＮＮ－９９２７、ノデキセン、ビアドール－ＧＬＰ－１、ＣＶＸ－０９６、ＺＹＯＧ－１、ＺＹＤ－１、ＧＳＫ－２３７４６９７、ＤＡ－３０９１、ＭＡＲ－７０１、ＭＡＲ７０９、ＺＰ－２９２９、ＺＰ－３０２２、ＴＴ－４０１、ＢＨＭ－０３４、ＭＯＤ－６０３０、ＣＡＭ－２０３６、ＤＡ－１５８６４、ＡＲＩ－２６５１、ＡＲＩ－２２５５、エキセナチド－ＸＴＥＮおよびグルカゴン－Ｘｔｅｎである。

オリゴヌクレオチドの例は、たとえば：家族性高コレステロール血症の治療のためのコレステロール低下アンチセンス治療剤ミポメルセンナトリウム（キナムロ（Ｋｙｎａｍｒｏ）（登録商標））である。

ＤＰＰ４阻害剤の例は、ビダグリプチン、シタグリプチン、デナグリプチン、サキサグリプチン、ベルベリンである。

ホルモンの例としては、脳下垂体ホルモンもしくは視床下部ホルモンまたはレギュラトリー活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニスト、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（Ｓｏｍａｔｒｏｐｉｎｅ）（ソマトロピン（Ｓｏｍａｔｒｏｐｉｎ））、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、リュープロレリン、ブセレリン、ナファレリン、およびゴセレリンが挙げられる。

多糖の例としては、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もしくはそれらの誘導体、もしくは硫酸化多糖たとえばポリ硫酸化形の上述した多糖、および／またはそれらの薬学的に許容可能な塩が挙げられる。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容可能な塩の例は、エノキサパリンナトリウムである。ヒアルロン酸誘導体の例は、ハイランＧ－Ｆ２０（シンビスク（Ｓｙｎｖｉｓｃ）（登録商標））、ヒアルロン酸ナトリウムである。

本明細書で用いられる「抗体」という用語は、イムノグロブリン分子またはその抗原結合部分を指す。イムノグロブリン分子の抗原結合部分の例としては、抗原への結合能を保持するＦ（ａｂ）およびＦ（ａｂ’）２フラグメントが挙げられる。抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、脱免疫化もしくはヒト化抗体、完全ヒト抗体、非ヒト（たとえばネズミ）抗体、または一本鎖抗体でありうる。いくつかの実施形態では、抗体は、エフェクター機能を有するとともに補体を固定可能である。いくつかの実施形態では、抗体は、Ｆｃレセプターへの結合能が低減されているか、または結合能がない。たとえば、抗体は、Ｆｃレセプターへの結合を支援しない、たとえば、Ｆｃレセプター結合領域の突然変異もしくは欠失を有するアイソタイプもしくはサブタイプ、抗体フラグメントまたは突然変異体でありうる。抗体という用語は、４価二重特異的タンデムイムノグロブリン（ＴＢＴＩ）および／またはクロスオーバー結合領域配向を有する二重可変領域抗体様結合タンパク質（ＣＯＤＶ）に基づく抗原結合分子も含む。

「フラグメント」または「抗体フラグメント」という用語は、完全長抗体ポリペプチドを含まないが依然として抗原に結合可能な完全長抗体ポリペプチドの少なくとも一部分を含む抗体ポリペプチド分子由来のポリペプチド（たとえば、抗体重鎖および／または軽鎖ポリペプチド）を指す。抗体フラグメントは、完全長抗体ポリペプチドの切断部分を含みうるが、この用語は、かかる切断フラグメントに限定されるものではない。本発明に有用な抗体フラグメントとしては、たとえば、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、ｓｃＦｖ（一本鎖Ｆｖ）フラグメント、線状抗体、単一特異的または多重特異的な抗体フラグメント、たとえば、二重特異的、三重特異的、四重特異的および多重特異的抗体（たとえば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ）、１価または多価抗体フラグメント、たとえば、２価、３価、４価および多価の抗体、ミニボディ、キレート化組換え抗体、トリボディまたはビボディ、イントラボディ、ナノボディ、小モジュール免疫医薬（ＳＭＩＰ）、結合ドメインイムノグロブリン融合タンパク質、ラクダ化抗体、およびＶＨＨ含有抗体が挙げられる。抗原結合抗体フラグメントの追加の例は当技術分野で公知である。

「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」という用語は、特異的抗原認識を媒介する役割を主に担う、重鎖および軽鎖の両方のポリペプチドの可変領域内の短いポリペプチド配列を指す。「フレームワーク領域」という用語は、ＣＤＲ配列でないかつ抗原結合が可能になるようにＣＤＲ配列の適正配置を維持する役割を主に担う、重鎖および軽鎖の両方のポリペプチドの可変領域内のアミノ酸配列を指す。フレームワーク領域自体は、典型的には抗原結合に直接関与しないが、当技術分野で公知のように、ある特定の抗体のフレームワーク領域内のある特定の残基は、抗原結合に直接関与しうるか、またはＣＤＲ内の１つもしくはそれ以上のアミノ酸と抗原との相互作用能に影響を及ぼしうる。

抗体の例は、抗ＰＣＳＫ－９ ｍＡｂ（たとえば、アリロクマブ）、抗ＩＬ－６ ｍＡｂ（たとえば、サリルマブ）、および抗ＩＬ－４ ｍＡｂ（たとえば、デュピルマブ）である。

本明細書に記載のいずれのＡＰＩの薬学的に許容可能な塩も、薬物送達デバイスで薬物または薬剤に使用することが企図される。薬学的に許容可能な塩は、たとえば、酸付加塩および塩基性塩である。

図１は、注射デバイス１００の分解図であり、注射デバイス１００は、使い捨てまたは再利用可能の注射デバイスとすることができる。注射デバイス１００は、ハウジング１１０を含み、ハウジング１１０内にカートリッジ１１４を有し、カートリッジ１１４はカートリッジハウジング１０４を有し、カートリッジハウジング１０４にニードルアセンブリ１１５を取り付けることができる。ニードルアセンブリ１１５の針１０９は、内側ニードルキャップ１１６および外側ニードルキャップ１１７によって保護されており、外側ニードルキャップ１１７をキャップ１１８によって覆うことができる。注射デバイス１００から排出される薬剤または薬物の用量は、投与量ノブ１１２を回すことによって選択され、選択された用量は、投与量窓またはディスプレイ１１３を介して表示される。ディスプレイは、たとえばデジタルディスプレイを含むことができる。投与量ディスプレイ１１３は、注射デバイスのうち選択された投与量が見えるセクションに関する。

以下でさらに説明するように、注射デバイス１００は、１つまたはそれ以上の電子構成要素１２２、１２４を含むことができ、たとえば電子構成要素のうちのいくつかは、ストッパ１０８内に含むことができる。

投与量ノブ１１２を回すことで、機械クリック音を引き起こして、音響フィードバックを使用者に提供する。投与量ディスプレイ１１３内に表示される数字は、ハウジング１１０内に収容されたスリーブ上に印刷されており、スリーブは、カートリッジ１１４内のストッパと機械的に相互作用する。針１０９が患者の皮膚部分に刺されて、次いで注射ボタン１１１が押されたとき、ディスプレイ１１３内に表示されている薬物用量が、注射デバイス１００から排出される。注射中、プランジャアームの外形として示されている駆動機構１０６が、ストッパ１０８をカートリッジ内へ駆動して、薬物を排出する。ストッパは、流体の漏入および漏出に対するバリア；ガスバリア（たとえば、酸素）であり、Ｈ２Ｏおよび他の流体の蒸発を防止するため、容器閉鎖システムの重要な要素である。いくつかの実施形態では、容器の壁に接触する封止要素（図６Ａの６０４、６０５）によって封止機能が提供されるが、それでもなおストッパは滑ることが可能である。注射ボタン１１１が押された後、注射デバイス１００の針１０９が特定の時間にわたって皮膚部分内に留まったとき、用量の大部分が実際に患者の体内へ注射されている。

図２Ａは、注射デバイスのカートリッジ内に配置されるように構成されたストッパ２００の側面図である。ストッパ２００は、たとえばシリンジ、注射器、自動注射器、注入ポンプデバイスなどの中のプランジャロッドまたは他の駆動デバイスによって接触されるように構成された近位端２０２を含む。ストッパはまた、遠位端２０３を含み、遠位端２０３は、ストッパ２００の薬物に接触する端部であり、ストッパ２００が配置されたカートリッジまたはシリンジ内の薬剤などに接触するように構成される。ストッパ２００は、本体２０１を含み、本体２０１は、インサートを受け入れるように構成された内部空洞を画成したときは後にシェルと呼ばれるものであり、本体２０１の外面は、直径がより大きい領域として外面内へ形成された近位および遠位封止要素２０４、２０５を含み、近位および遠位封止要素２０４、２０５は、以下で図２Ｂおよび図６Ｂに示すように、ストッパ２００が配置されたカートリッジまたはシリンジの内面と封止境界面を形成して、薬剤をカートリッジまたはシリンジ内へ封止し、ストッパ２００が内面に沿って動く間はその封止を維持するように構成される。封止境界面（ｓｅａｌｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）は、注射デバイスによって送達される薬剤の滅菌状態を維持するために必要とされるカートリッジ２９０（図２Ｂ）内の滅菌したバリアの少なくとも一部を形成することができる。

図２Ｂは、カートリッジ２９０内に配置された図２Ａのストッパ２００を含む容器閉鎖システムの断面図である。図２Ｂに示すように、ストッパ２００は、ストッパの本体２０１の外面内へ形成された近位および遠位封止要素２０４、２０５がカートリッジ２９０のハウジング２９１の内面と封止係合するように、カートリッジ２９０内に配置される。カートリッジ２９０およびストッパ２００は、カートリッジ２９０内の容積２９９を密閉し、カートリッジの遠位端は、キャップ２９２によって閉鎖されており、いくつかの実例では、キャップ２９２は、ストッパ２００がカートリッジ２９０内を前進したとき、容積２９９内に収容されている薬剤を送達するように構成されたセプタムまたはポートとすることができる。

図３は、ストッパ３００のシェル３０１の空洞内に配置された段差状インサート３１０を示すストッパ３００の断面図である。シェル３０１は、遠位端３０３および近位端３０２を含み、近位端３０２内に空洞（見えない）が形成されており、空洞の容積を占めるインサート３１０が示されている。インサートは、シェル３０１の近位端と同一平面の近位端３１１と、シェル３０１の遠位端付近に位置する遠位端３１２とを含む。インサート３１０は、３つの主部材３１３ａ～ｃから構築されており、主部材３１３ａ～ｃは、ユニボディ構造の区分、またはともに接合もしくは他の方法で固定された個々の部材とすることができる。インサート３１０の主部材３１３ａ～ｃはそれぞれ、遠位端３１２に向かって減少する円錐形の先細を有する外面３１４ａ～ｃを画成し、各外面３１４ａ～ｃ間の先細直径の途切れが、主区分３１３ａ～ｃ間に段差状面３１５ａ、３１５ｂを作成する。段差状面３１５ａ、３１５ｂおよび外面３１４ａ～ｃ（および、完全を期すため、遠位端３１２）は、シェル３０１の空洞内のインサート３１０と可能な限り密接に連係するように、シェル３０１の空洞の内面によって中実に再現されている。このようにして、インサート３１０の段差状面３１５ａ、３１５ｂ（水平面として示す）は、空洞の対応する境界面に当接し、インサート３１０の近位端３１１に力（たとえば、プランジャロッドから）が印加されたとき、その力の一部分は、段差状面３１５ａ、３１５ｂに当接する境界面にわたって加えられるように伝達される。動作の際、プランジャロッドからインサートに力が印加されてカートリッジ内でストッパ３００を駆動するとき、この段差状構成は、印加された力のうち、円錐形の外面３１４ａ～ｃと空洞との相互作用によって生み出される径方向成分を低減させる。加えて、シェル３０１がエラストマー材料から構築されたとき、インサートに力がかかる結果、段差状面３１５ａ、３１５ｂが空洞の境界面を軸方向に（すなわち、ストッパの長手方向軸に沿って）押圧するため、インサート３１０から離れる方へのシェル３０１の径方向の偏向が低減される。その結果、シェル３０１が直接、シェル３０１内へのインサート３１０の動きに耐え、力が印加されたときにインサートの遠位端によって遠位端３０３を穿刺するという危険を冒すことなく、インサート３１０の遠位端３１２がシェル３０１の遠位端３０３により近づくことが有効になる。

図４は、インサート４１０がストッパ４００のシェル４０１の空洞内にスナップ嵌め機能４０８、４０９によって固定されている、ストッパ４００の断面図である。シェル４０１は、遠位端４０３および近位端４０２を含み、近位端４０２内に空洞（見えない）が形成されており、空洞の容積を占めるインサート４１０が示されている。インサートは、シェル４０１の近位端と同一平面の近位端４１１と、シェル４０１の遠位端付近に位置する遠位端４１２とを含む。インサート４１０は、３つの主部材４１３ａ～ｃから構築されており、主部材４１３ａ～ｃは、ユニボディ構造の区分、またはともに接合もしくは他の方法で固定された個々の部材とすることができる。インサート４１０の主部材４１３ａ～ｃはそれぞれ、円錐形の先細の外面４１４ａ～ｃを画成し、近位主部材４１３ａ内には２つの溝４１８、４１９が形成され、２つの溝４１８、４１９は、スナップ嵌め要素４０８、４０９（たとえば、シェル４０１の空洞内へ突出する円形または長円形のリングセクション）と嵌合し、インサート４１０をシェル４０１内で保持するように構成される。動作の際、インサート４１０をシェル４０１内に挿入すると、スナップ嵌め要素は、スナップ嵌め要素４０８、４０９がインサート内の対応する溝４１８、４１９と位置合わせされるまで、偏向または他の形で変形し、いくつかの実例では、スナップ嵌め要素は、エラストマー材料から構築される。位置合わせされたとき、スナップ嵌め要素４０８、４０９は、径方向内方へ弛緩してインサート４１０の溝４１８、４１９に入り、インサート４１０がシェル４０１から容易に外れるのを防止する。

図５は、インサートがストッパ５００のシェル５０１の空洞内に配置されている、ストッパ５００の断面図であり、空洞およびインサート５１０は、シェル５０１をインサート５１０に径方向に保持するように構成された傾斜境界面５１６ａ、５１６ｂを画成する鋭角の突出部を画成する。シェル５０１は、遠位端５０３および近位端５０２を含み、近位端５０２内に空洞（見えない）が形成されており、空洞の容積を占めるインサート５１０が示されている。インサートは、シェル５０１の近位端と同一平面の近位端５１１と、シェル５０１の遠位端付近に位置する遠位端５１２とを含む。インサート５１０は、３つの主部材５１３ａ～ｃから構築されており、主部材５１３ａ～ｃは、ユニボディ構造の区分、またはともに接合もしくは他の方法で固定された個々の部材とすることができる。インサート５１０の主部材５１３ａ～ｃはそれぞれ、円錐形の先細の外面５１４ａ～ｃを画成し、各外面５１４ａ～ｃ間の先細直径の途切れが、主区分５１３ａ～ｃ間に内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂを作成する。内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂおよび外面５１４ａ～ｃ（および、完全を期すため、遠位端５１２）は、シェル５０１の空洞内のインサート５１０と可能な限り密接に連係するように、シェル５０１の空洞の内面によって中実に再現されている。このようにして、インサート５１０の内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂは、空洞の対応する境界面に当接し、インサート５１０の近位端５１１に力（たとえば、プランジャロッドから）が印加されたとき、その力の一部分は、内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂに当接する境界面にわたって加えられるように伝達される。この構成は、印加された力のうち、円錐形の外面５１４ａ～ｃと空洞との相互作用によって生み出される径方向成分を低減させる。さらに、シェル５０１がエラストマー材料から構築されたとき、内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂは、インサート５１０から離れる方へのシェル５０１の径方向の偏向を防止する。その結果、空洞の一部分がインサート５１０と内向きの段差状面５１６ａ、５１６ｂとの間に閉じ込められるため、インサートに力が印加されたとき、たとえば連続的な円錐形インサートと比較すると、シェル５０１内へのインサート５１０の動きが低減され、この低減により、インサートの遠位端によって遠位端５０３を穿刺するという危険を冒すことなく、インサート５１０の遠位端５１２がシェル５０１の遠位端５０３により近づくことが有効になる。

シェル３０１、４０１、５０１およびインサート３１０、４１０、５１０向けに選択される材料は、それらの硬度、弾性、および耐熱性または絶縁特性に基づいて選択される。いくつかの実例では、インサート３１０、４１０、５１０は、あらゆる埋込み電子構成要素の最大露出温度を下回る温度で成形することが可能になるように選択された材料、または電子構成要素の最小熱量を下回るように埋込み電子構成要素を維持することが可能な温度および時間で成形することが可能な材料から構築される。いくつかの実装では、シェル３０１、４０１、５０１およびインサート３１０、４１０、５１０は、様々な弾性を有するポリマー材料から作られる。いくつかの実装では、耐熱性を増大させるために、たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）被覆などの耐熱性被覆をインサート３１０、４１０、５１０またはシェル３０１、４０１、５０１に適用することもできる。いくつかの場合、シェル３０１、４０１、５０１は、薬剤に適合するように選択されたより剛性の材料、たとえばＰＰ、ＰＥ、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ＰＴＦＥから作られ、または少なくとも薬剤に接触する遠位端３０３、４０３、５０３において、エラストマー材料、たとえばブチルゴム、ハロブチルゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、シリコーンゴム、ポリウレタンなどから作られる。

埋込み電子構成要素は、たとえばセンサ、エネルギー源、マイクロコントローラ、および無線トランシーバを含むことができる。いくつかの実例では、センサは、たとえば圧電デバイス、音響センサ、または電磁センサなどのセンサ／送信器デバイスとすることができる。センサ／送信器は、シェル３０１、４０１、５０１を介して、たとえば超音波、音響、光、または他の信号などの信号を伝送して、応答を測定することができ、いくつかの実例では、この応答を使用して、カートリッジ１１４、２９０内のストッパ２００、３００、４００、５００の位置、またはシリンジの注射が行われたかどうかを判定することができる。いくつかの実例では、センサによって受信された応答は、コントローラ（たとえば、埋込みまたは外部のマイクロコントローラ）へ提供され、コントローラは、この応答を受信し、カートリッジ１１４、２９０の状態を計算することができる。いくつかの実例では、カートリッジ１１４、２９０の状態は、カートリッジ１１４、２９０内の薬剤の充填レベルまたはストッパ２００、３００、４００、５００の位置に対応することができる。いくつかの実例では、カートリッジ１１４、２９０の状態により、薬剤の注射済み用量の測定が有効になる。

いくつかの実例では、エネルギー源は、キャパシタまたはソーラー源を装荷することができる任意のエネルギーハーベスティング技術による電池である。無線トランシーバは、外部電子デバイスならびにセンサおよびエネルギー源と通信することができる。外部電子デバイスは、コントローラとすることができ、センサから受信したデータを外部データベースへ通信することができる。無線トランシーバは、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、または無線周波数を含む任意の知られている無線通信技法を使用して通信することができる。

図３～図５のストッパ３００、４００、５００は、たとえば、インサート３１０、４１０、５１０の挿入前に湿熱滅菌プロセスを使用することによって、滅菌することができる。典型的な湿熱滅菌プロセスでは、インサートを収容している完成したストッパが、摂氏約１０５～１３０度の温度で約１５～６０分にわたって滅菌される。いくつかの実例では、湿熱滅菌は、飽和水蒸気滅菌（たとえば、１２１℃超／２０分）を含む。他の実例では、滅菌はまた、照射（たとえば、ガンマ線または電子ビーム）またはガス滅菌によって行うこともできる。しかし、電池は典型的に、７０℃を上回る高温に耐えない。したがって、蒸気および高熱滅菌プロセスは、電池を収容しているインサートには適当でない可能性がある。さらに、電子機器は典型的に、放射の影響を受けやすい。したがって、照射滅菌もまた、電子機器にとって適切ではない。影響を受けやすい電子機器または電池を収容しているインサートとゴムシェルとの組合せにとって好適な滅菌プロセスには、酸化エチレン（ＥｔＯ）、二酸化塩素（ＣｌＯ２）、および二酸化窒素（ＮＯ２）滅菌などのガスプロセスが含まれる。これらのプロセスは典型的に、６０℃（ＥｔＯ）および３０℃（ＮＯ２、ＣｌＯ２）を下回る温度で行われる。

いくつかの実例では、容器を充填する前に、すべての構成要素（たとえば、シェル３０１、４０１、５０１およびインサート３１０、４１０、５１０）が、無菌製造エリア内で事前に滅菌されて組み立てられる。インサートは、カートリッジまたはシリンジの充填後にストッパ内へ挿入することもできる。これには、インサートのないストッパが、充填された容器に対する密封を実現するのに十分な機械的安定性および剛性を有している必要がある。大きいセンサインサートの場合、これは、ＣＯＰ、ＣＯＣなどのより剛性の材料からストッパシェルを設計することによって最善に実現することができるのに対して、より小さいインサートの場合、ハロブチルゴムのようなよりエラストマーの材料が好ましい。シェルがインサートなしで滅菌される場合、１２１℃超／２０分の蒸気滅菌が好ましい。充填済みのストッパ付きカートリッジ内へ組み立てられるインサートは、薬物調合物に接触しないため、滅菌する必要がない。

図６Ａは、シェル６０１によって形成された空洞６０６内へインサート６１０を挿入することによって組み立てられたストッパ６００の断面図である。空洞６０６は、インサート６１０の外部段差状プロファイルに整合する内部段差状プロファイルを含む。空洞６０６は、図３に関して上記で詳述したように、インサート６１０の対応する段差状面６１５ａ、ｂに当接するように構成された境界面６０７ａ、ｂを含む。組立て中、インサート６１０は、インサート６１０の段差状面６１５ａ、ｂが境界面６０７ａ、ｂに当接するまで、空洞６０６内へ挿入される（矢印６９７によって示す）。いくつかの実例では、ストッパ６００は、エラストマー容器閉鎖部である。ストッパ６００は、カートリッジ内に配置することができ（図６Ｂに示す）、ストッパ６００の近位および遠位封止縁部６０４、６０５が、カートリッジ内に薬剤を収容するように封止を周りに形成する。いくつかの実例では、電子構成要素６８０（または電子アセンブリ）がインサート６１０内に収容され、電子構成要素６８０は、たとえば：センサ、電源（たとえば、電池）、コントローラ、無線通信モジュール（たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５、ＮＦＣ、ＲＦ、ＩｒＤＡ）、音響モジュール、メモリ、オンオフスイッチ、感熱要素、感光要素、または圧力センサを収容する。いくつかの実例では、電子構成要素６８０は、ストッパのインサート６１０に対する任意の好適な衝撃（たとえば、プランジャロッドからの力または光信号）によって電子構成要素６８０をトリガするように構成されたオンオフスイッチを含む。

図６Ｂは、プランジャロッド６６０によってカートリッジ６９０内へ駆動される前のストッパ６００を示す。いくつかの実例では、プランジャロッド６６０（たとえば、ストッパ６００に接触するように構成されたプランジャロッドおよびヘッド）は、カートリッジ６９０を有する注射器のアクチュエータもしくは駆動機構（図１に示す）によって駆動され、またはカートリッジ６９０がシリンジハウジングであるシリンジのプランジャロッドである。動作の際、プランジャロッド６６０は、インサート６１０に対して駆動され（矢印６９８によって示す）、それによってシェル６０１に力を印加して、ストッパ６００全体をカートリッジ６９０内へ動かし、薬剤６０の一部分をカートリッジ６９０から駆動する。

図６Ｃは、プランジャロッド６６０によってカートリッジ６９０内へ駆動されている間またはその後の感知動作中の図６Ａのストッパ６００の断面図である。図６Ｃは、プランジャロッド６６０がストッパ６００のインサート６１０に接触し、ストッパ６００をカートリッジ６９０内へ駆動している（矢印６９９によって示す）ところを示す。動作の際、電子構成要素６８０は、感知信号６７０を放出することができ、いくつかの実例では、感知信号６７０は、カートリッジ６９０内のストッパ６００の位置に応答し、電子構成要素６８０がストッパ６００の動きの信号標示を生成することを有効にする。

標準的な電池に対する代替手段または電池に対する補足を提供するエネルギーハーベスティングを使用して、カートリッジシステム（たとえば、本明細書に開示するもの）内の電子回路へエネルギーを提供するデバイスおよび方法について、以下に説明する。

上記で開示したシステムの態様により、医療用注射器が、埋込み電子構成要素（たとえば、ＲＦＩＤ、センサ）の付属物を用いた「スマート」技術を利用して、注射デバイス（たとえば、ペン型注射器）のカートリッジに特定の機能を与えることが有効になる。カートリッジのストッパに電子機器を一体化したとき、１つまたはそれ以上の構成要素（たとえば、注射器またはカートリッジの特定の特性を測定するセンサ）を活動状態にすることができ、それにはエネルギー源が必要とされ、エネルギー源は典型的に電池とすることができる。後述する１つの代替手段は、電池の代わりの電源代用品としてエネルギーハーベスティング手段を使用することである。

エネルギーハーベスティングシステムの一例が図７に示されており、図７は、カートリッジ７９０内に配置され、無線システム７８０によって電力供給されるストッパ７００を含む容器閉鎖システム７０の断面図である。ストッパ７００は、カートリッジ７９０内に薬剤７１１を密閉するシェルを含み、いくつかの実例では、シェル７０１は、ハウジング７０１の内面に係合された複数の封止要素を含む。ストッパ７００はまた、埋込み電子機器アセンブリ７７１、７７８、７７９を有するインサート７１０を含む。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ７７１、７７８、７７９は、インサート７１０と一体化され、またはインサート７１０によって保持されており、それによってストッパ７００のシェル７０１内へインサート７１０を挿入することは、シェル７０１内に形成された空洞内へ電子機器アセンブリ７７１、７７８、７７９を挿入することを含む。電子機器アセンブリ７７１、７７８、７７９は、感知デバイス（Ｓ）７７９、無線デバイス（ＷＬ）７７８、および容量性デバイス（ＣＥ）７７１を含む。

動作の際、感知デバイス７７９は、カートリッジ７９０内のストッパ７００の位置を感知するように構成され、無線デバイス７７８は、外部電子デバイス（図示せず）と通信して、センサデバイス７７９からの情報を通信するように構成される。容量性デバイス７７１は、カートリッジ７９０に近接して位置する無線信号７８１からの無線誘導充電によって、感知デバイス７７９および無線デバイス７７８へ電力を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、容量性デバイス７７１は、カートリッジ７９０内の感知デバイス７７９による測定の開始および実行ならびに無線デバイス７７８を使用した結果の返送に十分なエネルギーを提供するために、たとえば、近距離通信プロトコル（ＮＦＣ）信号７８１を介してスマートフォン７８０から、または他の誘導装荷手段を有する典型的な無線充電デバイスによって、電力を無線で受信するように構成された容量性回路を含む。

エネルギーハーベスティングシステムの別の例は、カートリッジ内の測定の開始および実行ならびに結果の返送に十分なエネルギーを提供するために、圧電技術を使用して、たとえば注射器の取扱いまたは注射動作中にストッパとプランジャとの間に生じる機械力からエネルギーを収集することである。図８Ａおよび図８Ｂは、カートリッジ８９０内に配置されたストッパ８００を含む容器閉鎖システム８０の断面図であり、ストッパ８００は、圧電システムによって電力供給される電子機器を有するセンサインサート８１０を含む。図８Ａは、プランジャ８６０が前進（たとえば、矢印８９７に沿って）してストッパ８００内に配置されたインサート８１０に接触する作用を受ける容器閉鎖システム８０を示す。ストッパ８００は、カートリッジ８９０内に薬剤８１１を密閉し、ストッパ８００のシェル８０１は、カートリッジ８９０の内面に封止係合される。インサート８１０は、ストッパ８００のシェルの空洞内に配置され、インサート８１０は、埋込み電子機器アセンブリ８７２、８７８、８７９を含む。インサート８１０は、プランジャ８６０の力を受けて少なくとも部分的に偏向し、または他の形でプランジャからの力を電子機器アセンブリ８７２、８７８、８７９の一部分へ伝達することを有効にするように構成される。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ８７２、８７８、８７９は、インサート８１０と一体化され、またはインサート８１０によって保持されており、それによってストッパ８００のインサート８１０を固定することは、ストッパ８００のシェルの空洞内へ電子機器アセンブリ８７２、８７８、８７９を挿入することを含む。電子機器アセンブリ８７２、８７８、８７９は、感知デバイス（Ｓ）８７９、無線デバイス（ＷＬ）８７８、および圧電要素（ＰＥ）８７２を含む。

動作の際、感知デバイス８７９は、カートリッジ８９０内のストッパ８００の位置を感知するように構成され、無線デバイス８７８は、外部電子デバイス（図示せず）と通信して、センサデバイス８７９からの情報を通信するように構成される。圧電要素８７２は、ストッパ８００に印加される力の一部分を電気エネルギーに変換することによって、感知デバイス８７９および無線デバイス８７８へ電力を提供するように構成される。図８Ｂに示すように、圧電要素８７２は、プランジャ８１６によってインサート８１０に印加される力（矢印８９７によって示す運動中）によって、図８Ａの位置８９８から図８Ｂの偏向位置８９９に変換される。位置８９８から偏向位置８９９への圧電要素８７２の変換により、エネルギーが吸収され、その一部分が電気エネルギーに変換される。

一体化されたエネルギーハーベスティングデバイスの別の例は、注射器／ペンのカートリッジ内の測定の開始および実行ならびに結果の返送に十分なエネルギーを提供するために、ペルティエ素子（ＰＥ）を含んで、冷凍（たとえば、収納中のペンまたは注射器）と加温（たとえば、室温への露出）との温度差を電気エネルギーに変換することである。図９Ａおよび図９Ｂは、カートリッジ９９０内に配置されたストッパ９００を含む容器閉鎖システム９０の断面図であり、ストッパ９００は、内部電子機器デバイスに電力供給するペルティエ熱電気デバイスを含む。図９Ａは、カートリッジ９９０が低温環境（たとえば、４℃）で収納され、カートリッジ９９０内にストッパ９００が配置され、ストッパ９００のシェル９０１内に配置されたインサート９１０にプランジャ９６０が当たっているところを示す。ストッパ９００のシェル９０１は、カートリッジ９９０の内壁に封止係合することによって、カートリッジ９９０内に薬剤９１１を密閉する。インサート９１０は、電子機器アセンブリ９７３、９７８、９７９を含み、インサート９１０またはシェル９０１は、電子機器アセンブリ９７３、９７８、９７９へ熱エネルギーを少なくとも部分的に伝達するように構成される。電子機器アセンブリ９７３、９７８、９７９は、感知デバイス（Ｓ）９７９、無線デバイス（ＷＬ）９７８、および熱電気要素（ＴＥ）９７３を含む。

動作の際、感知デバイス９７９は、カートリッジ９９０内のストッパ９００の位置を感知するように構成され、無線デバイス９７８は、外部電子デバイス（図示せず）と通信して、センサデバイス９７９からの情報を通信するように構成される。熱電気要素９７３は、熱電気要素の温度が変化したときにエネルギーを生成することによって、感知デバイス９７９および無線デバイス９７８へ電力を提供するように構成される。図９Ｂに示すように、容器閉鎖システム９０は、比較的高温の環境（たとえば、２０℃）へ動かされ、熱電気要素９７３は、容器閉鎖システム９０の外の環境から熱エネルギーを吸収することによって加熱される（矢印９９９によって示す温度遷移中）。熱電気要素９７３によって熱エネルギーを吸収することで、たとえば感知デバイス９７９および無線デバイス９７８に電力供給するための電気エネルギーが生成される。

図７～図９は、概して、埋込み電子機器構成要素を示すために、一般的な形状のインサート７１０、８１０、９１０を示すが、いくつかの実例では、インサート７１０、８１０、９１０は、本明細書に記載する段差状プロファイルのいずれかを含む形状を有することができることが理解されよう。

図１０は、ストッパ１０００のシェル１００１の空洞内に配置されたインサート１０１０の外形を示すストッパ１０００の側面図であり、インサート１０１０は、まっすぐな段差状のプロファイルを有する。インサート１０１０は、インサート１０１０の近位端１０１１がシェル１００１の近位端１００２より下に位置するように、シェル１００１内に配置され、したがってインサート１０１０は、近位端１００２でシェル１００１内に気密封止することが可能である。気密封止は、組み立てられたストッパ１０００の洗浄および滅菌中に、インサート１０１０を加工助剤との接触から保護する。さらに、気密封止は、たとえば電池が漏れている場合に、ばら積輸送中の他のストッパを汚染から保護する。気密封止されたインサートを有するストッパは、無菌製造エリア内で容易に洗浄、滅菌、および後に処理することができる。シェル１００１は、遠位端１００３および近位端１００２を含み、近位端１００２内に空洞（見えない）が形成されており、空洞の容積を占めるインサート１０１０が示されている。インサートは、シェル１００１の近位端と同一平面の近位端１０１１と、シェル１００１の遠位端付近に位置する遠位端１０１２とを含む。インサート１０１０は、まっすぐな（たとえば、長手方向の）外面区分１０１４ａ～ｃを画成し、各外面区分１０１４ａ～ｃ間の途切れが、外面区分１０１４ａ～ｃ間に段差状面１０１５ａ、１０１５ｂを作成する。段差状面１０１５ａ、１０１５ｂおよび外面１０１４ａ～ｃ（および、完全を期すため、遠位端１０１２）は、シェル１００１の空洞内のインサート１０１０と可能な限り密接に連係するように、シェル１００１の空洞の内面によって中実に再現されている。このようにして、インサート１０１０の段差状面１０１５ａ、１０１５ｂ（水平面として示す）は、空洞の対応する境界面に当接し、インサート１０１０の近位端１０１１に力（たとえば、プランジャロッドから）が印加されたとき、その力の一部分は、段差状面１０１５ａ、１０１５ｂに当接する境界面にわたって加えられるように伝達される。

図１１は、ストッパ１１００のシェル１１０１の空洞内のインサート１１１０の外形を示すストッパ１１００の側面図であり、空洞およびインサート１１１０は、シェル１１０１をインサート１１１０に径方向に保持するように構成された内向きの段差状面１１１６ａ、１１１６ｂを画成する鋭角の突出部を画成する。シェル１１０１は、遠位端１１０３および近位端１１０２を含み、近位端１１０２内に空洞（見えない）が形成されており、空洞の容積を占めるインサート１１１０が示されている。インサートは、シェル１１０１の近位端と同一平面の近位端１１１１と、シェル１１０１の遠位端付近に位置する遠位端１１１２とを含む。インサート１１１０は、まっすぐな（たとえば、長手方向の）外面区分１０１４ａ～ｃを画成し、各外面区分１０１４ａ～ｃ間の途切れが、外面区分１０１４ａ～ｃ間に内向きの段差状面１１１６ａ、１１１６ｂを作成する。内向きの段差状面１１１６ａ、１１１６ｂおよび外面１１１４ａ～ｃ（および、完全を期すため、遠位端１１１２）は、シェル１１０１の空洞内のインサート１１１０と可能な限り密接に連係するように、シェル１１０１の空洞の内面によって中実に再現されている。このようにして、インサート１１１０の内向きの段差状面１１１６ａ、１１１６ｂは、空洞の対応する境界面１１０６ａ、１１０６ｂに当接し、インサート１１１０の近位端１１１１に力（たとえば、プランジャロッドから）が印加されたとき、その力の一部分は、対応する内向きの段差状面１１０６ａ、１１０６ｂに当接する境界面１１１６ａ、１１１６ｂにわたって加えられるように伝達される。加えて、シェル１１０１がエラストマー材料から構築されたとき、内向きの段差状面１１１６ａ、１１１６ｂは、インサート１１１０から離れる方へのシェル１１０１の径方向（外方）の偏向を防止する。

図１２および図１３は、図１０および図１１の構成に対応するストッパ１２００、１３００を示すが、インサート１２１０、１３１０は、段差状面１２１５ａ、ｂおよび１３１６ａ、ｂを形成する円錐形の先細外面１２１４ａ～ｃ（図１２）および１３１４ａ～ｃ（図１３）を有する。図１３で、傾斜した境界面１３１６ａ、１３１６ｂは、印加された力のうち、円錐形の外面１３１４ａ～ｃと空洞との相互作用によって生み出される径方向（外方）成分の誘起を低減させる。

図１４は、ストッパ１４００のシェル１４０１の空洞内に配置されたインサート１４１０の外形を示すストッパ１４００の側面図であり、インサート１４１０は、空洞内にスナップ嵌め機能１４１７、１４１８、１４１９によって固定される。インサート１４１０は、まっすぐな（すなわち、長手方向の）プロファイルの外面１４１４ａ～ｃを画成し、近位外面１４１４ａおよび中間外面１４１４ｂ内には３つの溝１４１７、１４１８、１４１９が形成され、３つの溝１４１７、１４１８、１４１９は、スナップ嵌め要素１４０７、１４０８（たとえば、シェル１４０１の空洞内へ突出する円形または長円形のリングセクション）と嵌合し、インサート１４１０をシェル１４０１内で保持するように構成される。動作の際、インサート１４１０をシェル１４０１内に挿入すると、スナップ嵌め要素１４０７、１４０８、１４０９は、スナップ嵌め要素１４０７、１４０８、１４０９がインサート１４１０内の対応する溝１４１７、１４１８、１４１９と位置合わせされるまで、偏向または他の形で変形し、いくつかの実例では、スナップ嵌め要素１４０７、１４０８、１４０９は、エラストマー材料から構築される。位置合わせされたとき、スナップ嵌め要素１４０７、１４０８、１４０９は、径方向内方へ弛緩してインサート１４１０の溝１４１７、１４１８、１４１９に入り、インサート１４１０がシェル１４０１から容易に外れるのを防止する。

図１５は、ストッパ１５００のシェル１５０１内に配置されたより大きいインサート１５１０の外形を示すストッパの側面図であり、インサート１５１０は、ストッパ１５００内へ完全に挿入されている。図１５のインサート１５１０は、より大きい遠位端１５１２（すなわち、前述の図に示したインサートと比較）を含み、したがってインサート１５１０は、近位端１５１１から遠位端１５１２まで略円筒形の形状を有する。この構成では、インサート１５１０は、先細りした形状と比較すると、より大きい電子機器アセンブリを収容することが可能であり、より大きい電子機器アセンブリは、インサート１５１０の遠位端１５１２により大きい部分を有することが可能である。インサート１５１０は、外面１５１４ａ～ｃを含み、近位外面１５１４ａと遠位外面１５１４ｃとの間に凹状外面１５１４ｂが位置し、近位外面１５１４ａおよび遠位外面１５１４ｃはそれぞれ、凹状外面１５１４ｂより大きい直径を有する。段差状面１５１５および傾斜面１５１７が、凹状外面１５１４ｂを隣接する表面１５１４ａ、１５１４ｃに連結する。このようにして、インサート１５１０は、段差設計とスナップ嵌め設計との両方の組合せを含む。段差設計は、近位外面１５１４ａと凹状外面１５１４ｂとの間の段差状面１５１５内に存在し、段差状面１５１５は、上記で詳細したように、シェル１５０１へ力を送達するように構成される（たとえば、図３参照）。さらに、凹状外面１５１４ｂならびに隣接する段差状面１５１５および傾斜面１５１７は、シェル１５０１のスナップ嵌め領域１５０８がインサート１５１０を占有してシェル１５０１に固定するための溝を画成する。

図１６Ａは、ストッパ１６００のシェル１６０１内に配置されたインサート１６１０の外形を示すストッパ１６００の側面図である。図１６Ａの構成は、インサート１６１０の近位端１６１１がシェル１６０１の近位端１６０２と同一平面であることを除いて、図１５の構成に類似している。インサート１６１０の遠位端の厚さがより大きいため、いくつかの例は、挿入後にインサート１６１０の遠位端１６１２とシェル１６０１との間に空気が閉じ込められる可能性を低減させるために、異なる構造のシェル１６０１を含む。そのような空気の閉込めは、インサート１６１０とシェル１６０１との間の連結の強度を低減させることによって、容器またはシリンジ内に配置されたストッパ１６００の性能に悪影響を及ぼす可能性があり、いくつかの実例では、プランジャロッドがインサート１６１０に接触する位置に対する容器内のシェル１６０１の位置の精度を低減させる。

図１６Ｂは、シェル１６０１の遠位端１６０３の一部分を形成する凹状の弓形セクション１６０７を有するように修正された図１６Ａのストッパの側面図である。この構成は、インサート１６１０の組立て中、インサート１６１０が空洞の凸状の遠位端１６０６に最初に接触するとき、閉じ込められた空気が前端から押し出されることを確実にする。凸状の遠位端１６０６は、インサートによって押し出されて、インサート１６１０の遠位端１６１２にぴったりと接する。インサート１６１０を挿入すると、インサート１６１０は、凸状の遠位端１６０６にすぐに接触して凸状の遠位端１６０６を偏向させ、したがって凹状の弓形セクション１６０７が偏向し、遠位端１６０３の平坦な外面を形成し、したがってストッパ１６００の設計形状を形成する。インサート１６１０が凸状の遠位端１６０６に接触することを提供することによって、インサート１６１０内のセンサ（たとえば、図６の電子デバイス６８０内）と、ストッパシェル１６０１との間の確実な位置関係が確保され、したがってセンサと、ストッパ１６００の遠位端１６０３の外のカートリッジ内へ充填された薬品との間の確実な関係が確保されるため、センサ機能が改善される。これにより、ストッパ１６００の遠位端１６０３を介した感知信号の送信および受信の精度および予測可能性が改善される。いくつかの実例では、インサート１６１０を挿入したとき、遠位端１６０３の外面は偏向して平坦でない形状になり、たとえば丸い表面になる。

図１７は、ストッパ１７００のシェル１７０１内の空洞内に配置されたインサート１７１０の外形を示すストッパ１７００の側面図であり、インサート１７１０は、より大きい電子機器アセンブリを収容するようなサイズであり、２つのスナップ嵌め要素を使用してシェル１７０１に固定される。インサート１７１０は、２つの段差状要素１７１５ａ、ｂを画成する２つの凹状外面１７１４ａ、ｂと、２つの傾斜面１５１７とを含み、これらの表面はともに、シェル１７０１の空洞の内壁の２つの対応するスナップ嵌め部分１７０８ａ、ｂを受けるように構成される。動作の際、段差状要素１７１５ａ、ｂは、ストッパ１７００に印加された力の一部分をシェルへ分散させ、シェル１７０１の遠位端１７０３に対して設計された位置を越えた空洞内へのインサート１７１０の遠位端１７１２の動きに耐える。組立て中、スナップ嵌め部分１７０８ａ、ｂは偏向して、インサート１７１０がシェル１７０１の空洞内へ進むことを可能にし、インサートがシェル１７０１内のその所期の位置に到達した後、インサート１７１０の凹状外面１７１４ａ、ｂに対して弛緩する。いくつかの実例では、シェル１７０１内でインサート１７１０を固定するために、３つ以上のスナップ嵌め要素が使用される。

図１８Ａおよび図１８Ｂはそれぞれ、インサート１８１０がストッパ１８００のシェル１８０１の空洞１８０６（図１８Ｂに示す）内に配置されている、ストッパ１８００の断面図および上面図であり、空洞１８０６は、通気チャネル１８２０を含む。動作の際、インサート１８１０が空洞１８０６内へ挿入されたとき、インサート１８１０の遠位端１８１２と空洞１８０６との間に閉じ込められた空気は、通気チャネル１８２０を通ってストッパ１８００の近位端にあるインサート１８１０の近位端１８１１とシェル１８０１の近位端１８０２との間の空間１８２１へ進むことによって、ストッパ１８００の外へ誘導される。図１８Ｃは、シェル１８０１の中間部分を通る通気チャネル１８２０を示す図１８Ａのストッパの断面図である。

図１９Ａは、円錐形の空洞１９０６および弓形遠位端１９０３を有するストッパ１９００の断面図である。円錐形の空洞１９０６は、円錐形インサート（図１９Ｂの１９１０）を受け入れるように構成され、弓形遠位端１９０３は偏向して、インサート１９１０がシェル１９０１内へ完全に挿入されることを有効にする。弓形遠位端１９０３は、シェル１９０１の壁内の通気チャネル１９２０と側面を接しており、通気チャネル１９２０は、挿入中にインサート１９１０とシェル１９０１との間に閉じ込められる可能性のある空気のための出口を提供する。いくつかの実例では、通気チャネル１９２０は、空洞１９０６の開端まで完全には延びておらず、代わりに、インサート１９１０の遠位端とシェル１９０１との間に空気を閉じ込めることなく、インサート１９１０が完全に挿入されることを有効にするために、空洞１９０６の閉端の側に小さい空隙を提供する。このようにして、通気チャネル１９２０により、インサート１９１０の遠位端が挿入中に弓形遠位端１９０３に接触し、弓形遠位端１９０３を偏向させることが可能になり、その後、図１９Ｂに示すように、インサート１９１０の遠位端は、偏向した弓形遠位端１９０３と同一平面に静止する。また、空洞の開端にあるシェル１９０１の壁は、排出された空気が再びシェル１９０１とインサート１９１０との間の空間内へ侵入することを防止するために、インサート１９１０の外壁に対するフラップバルブとして作用することができる。

図１９Ｂは、ストッパ１９００内に配置されたインサート１９１０の外形を示す図１９Ａのストッパ１９００の側面図であり、弓形遠位端１９０３が偏向位置で示されている。動作の際、空洞１９０６の内向きに先細りする側壁は、弓形遠位端１９０３が偏向したとき、インサート１９１０を受け入れるために径方向外方へわずかに偏向するが、壁は、インサート１９１０の円錐形の形状を受け入れるように内向きの先細を維持しており、インサート１９１０がプランジャロッドからの力を受けて径方向外方へ押し進むとき、ストッパ１９００が配置されている容器（図示せず）の壁に押圧され、弓形遠位端１９０３の材料特性が張力変形に耐えることによって、空洞１９０６内へのインサート１９１０の過剰挿入に耐える。図１６、図１９Ａ、および図１９Ｂは、段差機能のないシェル１６０１、１９０１を示しているが、本開示の別の実施形態は、弓形の遠位領域および段差機能（図３～図６Ｃおよび図１０～図１５）を有するシェルであり、段差機能はたとえば、空洞内へのインサートの過剰挿入の防止および／または傾斜した段差状機能によるシェル壁の保持を担う（傾斜した段差状機能は図５および図１１に示す）。図３～図６Ｃおよび図１０～図１５に示す段差機能のいずれか１つのまたは組合せは、図１６、図１９Ａ、および図１９Ｂの弓形構成に適合している。

図２０は、容器２０９１内に配置されたストッパ２０００の断面図である。ストッパ２０００は、インモールド封止２００４、２００５を有する剛性シェル２００１と、接着要素２０６０によって剛性シェル２００１の空洞内に固定されたインサート２０１０とを含む。インモールド封止２００４、２００５は、ストッパ２０００と容器２０９１の内面との間の封止境界面を作成するように、剛性シェル２００１の外面上に配置される。インモールド封止に対する代替手段として、Ｏリング封止を使用することもできる（図示せず）。ストッパ２０００はまた、インサート２０１０をストッパ２０００の空洞内へ封止するように、インサート２０１０を越えて空洞内へ挿入された後端閉鎖キャップ２０８０を含む。接着要素２０６０は、閉端で剛性シェル２００１の空洞内に配置され、したがってインサート２０１０は、空洞内へ最大に挿入されたとき、接着要素２０６０に接触する。いくつかの実例では、接着要素２０６０は、接着材料から作られ、または外面上に接着材料を含む。接着要素２０６０は、インサート２０１０が空洞内へ挿入されたとき、インサート２０１０によって接触され、剛性シェル２００１の空洞の閉端にインサート２０１０を付着させる。いくつかの実例では、後端閉鎖キャップ２０８０が空洞内へ挿入されてインサート２０１０に接触したとき、接着要素２０６０はインサート２０１０によって接触され、したがってインサート２０１０は、接着要素２０６０に対して前方へ駆動され、後端閉鎖キャップ２０８０は、後端閉鎖キャップ２０８０が剛性シェル２００１に封止係合する空洞内の位置に到達する。いくつかの実例では、剛性シェル２００１の空洞は、インサート２０１０の遠位端２０１２の形状に対応する形状を画成する前（すなわち、遠位）端２００６を画成する。いくつかの実例では、剛性シェル２００１の空洞の遠位端２００６の形状は、空洞内へ延びる接着要素２０６０によって画成される。いくつかの実例では、接着要素２０６０は、剛性シェル２００１との組立て前にインサート２０１０に取り付けられる。

図２１は、容器２１９１内に配置されたストッパ２１００の断面図である。ストッパ２１００は、インモールド封止２１０４、２１０５を有する剛性シェル２１０１と、剛性シェル２１０１の空洞内の変形可能要素２１７０内へ押圧されたインサート２１１０とを含む。ストッパ２１００はまた、インサート２１１０をストッパ２１００の空洞内へ封止するように、インサート２１１０を越えて空洞内へ挿入された後端閉鎖キャップ２１８０を含む。変形可能要素２１７０は、閉端で剛性シェル２１０１の空洞内に配置され、したがってインサート２１１０は、空洞内へ最大に挿入されたとき、変形可能要素２１７０に接触する。別法として、変形可能要素２１７０は、剛性シェル２１０１内への組立て前にインサート２１１０に取り付けることができる。変形可能要素２１７０は、空洞内へ挿入されたとき、インサートによって変形するように構成され、いくつかの実例では、弾性および／または塑性変形可能な材料（たとえば、シリコーン、ＴＰＥ材料、接着剤、またはワックス）から作られる。いくつかの実例では、変形可能要素２１７０は、インサート２１１０によって接触されて変形する前に作られた平坦から凸状の形状を画成する。変形可能要素２１７０は、インサート２１１０が空洞内へ押圧されたとき、インサート２１１０によって接触されて変形し、剛性シェル２１０１の空洞の閉端にインサート２１１０を付着させる。いくつかの実例では、後端閉鎖キャップ２１８０が空洞内へ挿入されてインサート２１１０に接触したとき、変形可能要素２１７０はインサート２１１０によって接触され、したがってインサート２１１０は、変形可能要素２１７０に対して前方へ駆動され、後端閉鎖キャップ２１８０は、後端閉鎖キャップ２１８０が剛性シェル２１０１に封止係合する空洞内の位置に到達する。

図２２は、容器２２９１内のストッパ２２００の断面図である。ストッパ２２００は、インモールド封止２２０４、２２０５を有する剛性シェル２２０１と、変形可能要素２２７０によって剛性シェル２２０１の空洞内に固定されたインサート２２１０とを含む。ストッパ２２００はまた、インサート２２１０をストッパ２２００の空洞内へ封止するように、インサート２２１０を越えて空洞内へ挿入された後端閉鎖キャップ２２８０を含む。変形可能要素２２７０は、インサート２２１０と後端閉鎖キャップ２２８０との間の剛性シェル２２０１の空洞内に配置され、したがってインサート２２１０が空洞の閉端に接触し、後端閉鎖キャップ２２８０が変形可能要素２２７０に対して前方へ駆動され、剛性シェル２２０１に封止係合したとき、変形可能要素２２７０は、インサート２２１０と後端閉鎖キャップ２２８０との間で変形する。いくつかの実例では、図２０の配置と同様に、接着要素２２６０が閉端で剛性シェル２２０１の空洞内に配置され、したがって変形可能要素２２７０が後端閉鎖キャップ２２８０とインサート２２１０との間で押圧されたとき、インサート２２１０は接着要素２２６０に接触する。他の実例では、インサート２２１０は、空洞の閉端に直接係合する。

いくつかの場合、剛性シェル２００１、２１０１、２２０１は、薬剤に適合するように選択されたより剛性の材料、たとえばＰＰ、ＰＥ、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ＰＴＦＥから作られ、または少なくとも容器２０９１、２１９１、２２９１内の薬剤に接触する遠位端２００１、２１０１、２２０１において、エラストマー材料、たとえばブチルゴム、ハロブチルゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、シリコーンゴム、ポリウレタンなどから作られる。

本発明の完全な範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に記載するＡＰＩ、調合物、装置、方法、システム、および実施形態の様々な構成要素に修正（追加および／または削除）を加えることができ、本発明は、そのような修正およびそのあらゆる均等物を包含することが、当業者には理解されよう。

本開示の複数の実装について説明してきた。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることが理解されよう。したがって、他の実装も以下の特許請求の範囲の範囲内である。

Claims (16)

1. 医療用デバイスのカートリッジまたはシリンジ内で使用するためのストッパ（１０８、２００、１６００、１９００）であって、容器閉鎖システム（１１４、２９０）内に配置されるように構成されており：
   閉端（２０３、１６０３、１９０３）および開端（２０２、１６０２、１９０２）を含むシェル（２０１、１６０１、１９０１）であって、該シェル（２０１、１６０１、１９０１）の長手方向軸に沿って閉端（２０３、１６０３、１９０３）と開端（２０２、１６０２、１９０２）との間に側壁が延び、該開端（２０２、１６０２、１９０２）が、空洞（６０６、１９０６）を画成し、側壁が、容器閉鎖システム（１１４）内に嵌るようなサイズおよび形状の外面を画成する、シェル（２０１、１６０１、１９０１）と；
   空洞（６０６、１９０６）内へ挿入されるように構成されたインサート（１６１０、１９１０）であって、プランジャロッド（６６０）からの力を受け、該力をシェル（２０１、１６０１、１９０１）へ分散させて、シェル（２０１、１６０１、１９０１）を容器閉鎖システム（１１４）内へ前進させるようなサイズおよび形状のインサート（１６１０、１９１０）とを含み、
   ここで、空洞（６０６）内のシェルの閉端（２０３、１６０３、１９０３）は、空洞（６０６、１９０６）内へ挿入されたときにインサート（１６１０、１９１０）によって接触されて偏向するように構成された凸面（１６０６）を画成し、
   シェル（２０１、１６０１、１９０１）の閉端（２０３、１６０３、１９０３）は、弾性および／または塑性変形可能な材料から作られ、
   インサート（１６１０、１９１０）は、感知信号（６７０）を生成するように構成されたセンサを有する電子デバイス（６８０）を含み、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の閉端（２０３、１６０３、１９０３）は、感知信号を通すように構成される、前記ストッパ。
2. シェル（２０１、１６０１、１９０１）の閉端（２０３、１６０３、１９０３）は、空洞（６０６、１９０６）内の凸面（１６０６）と、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の閉端（２０３、１６０３、１９０３）の外部の凹面（１６０７）とを画成する弓形領域（１９０３）を画成し、該弓形領域（１９０３）は、空洞（６０６、１９０６）内への挿入中にインサート（１６１０、１９１０）が凸面（１６０６）に接触することによって
   偏向するように構成される、請求項１に記載のストッパ。
3. 空洞（６０６、１９０６）は、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の開端（２０２、１６０２、１９０２）から閉端（２０３、１６０３、１９０３）へ内向きに先細りする側壁を画成し、該内向きに先細りする側壁は、弓形領域（１９０３）がインサート（１６１０、１９１０）によって偏向されたとき、内向きの先細を維持するように構成される、請求項１または２に記載のストッパ。
4. 空洞（６０６、１９０６）は、内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）を含み、インサート（１６１０、１９１０）は、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）に当接し、プランジャロッド（１０６、６６０）からの力の少なくとも一部分を内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）へ分散させるように構成された対応する段差要素（６１５ａ、６１５ｂ）を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のストッパ。
5. 空洞（６０６、１９０６）は、前記空洞（６０６、１９０６）内へ延びるスナップ嵌め機能（４０９、１４０９）を画成し、該スナップ嵌め機能（４０９、１４０９）は、該スナップ嵌め機能（４０９、１４０９）が弛緩してインサート（１６１０、１９１０）内の対応するくぼみ（４１９、１４１９）に入るまで、空洞内へのインサート（１６１０、１９１０）の挿入中に該インサート（１６１０、１９１０）によって偏向または変形されることによって、空洞（６０６、１９０６）内でインサート（１６１０、１９１０）を保持するように構成され、インサート（１６１０、１９１０）の外面は、スナップ嵌め機能（４０９、１４０９）を受け入れるようなサイズおよび位置の対応するくぼみ（４１９、１４１９）を画成する、請求項４に記載のストッパ。
6. 対応する段差要素（６１５ａ、６１５ｂ）は、内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）を保持し、インサート（１６１０、１９１０）に印加された力による内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）の径方向の偏向に耐えるようなサイズであり、対応する段差要素（６１５ａ、６１５ｂ）は、内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）を保持し、インサート（１６１０、１９１０）に印加された力による内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）の径方向の偏向に耐えるように配置される、請求項４または５に記載のストッパ。
7. 内部段差要素（６０７ａ、６０７ｂ）は、第１の境界面（１１１６ａ、１１１６ｂ）を画成し、対応する段差要素（６１５ａ、６１５ｂ）は、第２の境界面（１１０６ａ、１１０６ｂ）を画成し、インサート（１６１０、１９１０）をシェル（２０１、１６０１、１９０１）内へ挿入することで、第１の境界面（１１１６ａ、１１１６ｂ）を第２の境界面（１１０６ａ、１１０６ｂ）に当接させる、請求項４～６のいずれか１項に記載のストッパ。
8. 第１の境界面（１１１６ａ、１１１６ｂ）および第２の境界面（１１０６ａ、１１０６ｂ）は、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の閉端（２０３、１６０３、１９０３）に対して鋭角を画成する、請求項７に記載のストッパ。
9. 空洞は、シェルの閉端（２０３、１６０３、１９０３）からシェル（２０１、１６０１、１９０１）の開端（２０２、１６０２、１９０２）に向かって延びる少なくとも１つの通気チャネル（１８２０、１９２０）を含み、該少なくとも１つの通気チャネル（１８２０、１９２０）は、空洞（６０６、１９０６）内へのインサート（１６１０、１９１０）の挿入中に空洞（６０６、１９０６）内の空気および／または流体が少なくとも１つの通気チャネル（１８２０、１９２０）を通って排出されることを有効にするようなサイズおよび位置である、請求項１～８のいずれか１項に記載のストッパ。
10. 少なくとも１つの通気チャネル（１８２０、１９２０）は、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の開端（２０２、１６０２、１９０２）に向かって部分的に延び、シェル（２０１、１６０１、１９０１）の開端（２０２、１６０２、１９０２）まで完全に延びていない、請求項９に記載のストッパ。
11. インサート（１６１０、１９１０）は、インサート（１６１０、１９１０）の挿入中にインサート（１６１０、１９１０）の外部の周りで空洞（６０６、１９０６）内の空気の通気を有効にするように構成された円錐形に先細りする外面（３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ）を画成する、請求項１～１０のいずれか１項に記載のストッパ。
12. センサは、容器閉鎖システム（１１４、２９０）内のストッパ（１０８、２００、１６００、１９００）の位置に応答するように構成される、請求項１～１１のいずれか１項に記載のストッパ。
13. 容器閉鎖システム（１１４、２９０）であって：
    カートリッジまたはシリンジハウジング（２９１）と；
    請求項１～１２のいずれか１項に記載のストッパ（１０８、２００、１６００、１９００）とを含み、ここで、シェルは、容器閉鎖システム（１１４、２９０）が医薬品（６０）で充填される前に、ハウジング（２９１）内へ挿入されるように構成され、インサート（１６１０、１９１０）は、充填処置後にストッパ（１０８、２００、１６００、１９００）内へ挿入されるように構成される、前記容器閉鎖システム。
14. 容器閉鎖システム（１１４、２９０）は、シリンジであり、カートリッジハウジング（２９１）は、シリンジのハウジングであり、インサート（１６１０、１９１０）は、シリンジが医療用デバイス（１００）内へ組み立てられた後にストッパのシェル（２０１、１６０１、１９０１）内へ挿入されるように構成されたシリンジのプランジャロッド（１０６、６６０）の遠位端に配置される、請求項１３に記載の容器閉鎖システム（１１４、２９０）。
15. ハウジング（２９１）は、自動注射器、ペン注射器、および注射ポンプのうちの１つまたはそれ以上とともに使用されるように構成される、請求項１３または１４に記載の容器閉鎖システム（１１４、２９０）。
16. カートリッジまたはシリンジハウジング（２９１）は、液体の薬剤を収容する、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の容器閉鎖システム。

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