JPH0852222A - 改良圧力リザーバを備えた医薬注入ポンプ - Google Patents

改良圧力リザーバを備えた医薬注入ポンプ

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JPH0852222A
JPH0852222A JP7147048A JP14704895A JPH0852222A JP H0852222 A JPH0852222 A JP H0852222A JP 7147048 A JP7147048 A JP 7147048A JP 14704895 A JP14704895 A JP 14704895A JP H0852222 A JPH0852222 A JP H0852222A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体状態屁の圧力流体の完全な相変化を防ぐ
ための手段を備えた植え込み可能な医薬注入ポンプを提
供することを目的とする。 【構成】 隣接した医薬室内の液状医薬を実質的に一定
の圧力に維持するための所定の圧力流体を収容した圧力
リザーバを有する種類の植え込み可能な医薬注入ポンプ
を提供する。リザーバは、少なくとも１つの可動壁部に
より構成され、且つ液体−蒸気状態の特に所定のフルオ
ロカーボンのような所定量の圧力流体が充填されるよう
になっている中空の構造包囲体よりなる。圧力リザーバ
の可動壁部は共有され、医薬室の一方の側を構成してお
り、圧力流体は適切な状態変化を受けて医薬を実質的に
一定の圧力下に維持するようにして圧力リザーバを膨張
させたり収縮指せたりする。改良圧力リザーバは圧力流
体の液体状態の容量より少なくとも僅かに大きい最小の
容積を越えた圧力リザーバの収縮を防ぐために内部スペ
ーサ要素を有している。この構成では、圧力リザーバ内
の少なくとも幾らかの圧力流体が常に蒸気状態で残留す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、特に、患者の
身体に直接植え込み、医薬を患者に送り出すようにプロ
グラミング化作動するように設計された種類の医薬注入
ポンプに関する。より詳細には、本発明は所定の医薬の
供給を制御圧力条件下に維持するために液体−気体相の
所定の圧力流体が装填される簡単な流体圧力リザーバを
有する改良植え込み可能な注入ポンプに関する。改良圧
力リザーバは液体状態への所定の圧力流体の完全な相変
化を防ぐための内部スペーサ手段を組み入れてある。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】所定の
医薬を予定化またはプログラミング化方法で患者に送り
出すのに使用する医薬注入ポンプは当業界で一般に公知
である。最近、このような注入ポンプは患者の身体に直
接植え込み、インシュリンのような特定の医薬を長い期
間にわたって個々の投与量で患者に送り出すようになっ
ているコンパクトな形態で開発された。この一般種類の
植え込み注入ポンプは液状の所定の医薬の供給を受入れ
て貯えるための内部医薬室を有しており、医薬は小型ポ
ンプおよび関連制御手段に使用により正確な繰り返し可
能な送り出し条件を確保するために所定の貯蔵圧力を受
ける。多くの場合、貯蔵圧力は、医薬室から患者の身体
の中への望ましくない漏れを防ぐ、それにより或る機能
不全モード中の不慮の過投与を確実に防ぐために、望ま
しくは周囲体圧未満である。この一般種類の植え込み医
薬注入ポンプの１つの例示的な例については、米国特許
第 4,573,994号を参照されたい。従来、ポンプ医薬室内
の医薬は医薬室の少なくとも一部を所定の圧力流体が装
填された圧力リザーバと共有される可動壁部として形成
することによって所望の貯蔵圧力を受けていた。より詳
細には、圧力流体は所定のフルオロカーボンのような液
体−蒸気混合状態で設けられ、圧力流体は、可動壁部を
介して作用するようにして圧力リザーバを適切に膨張さ
せたり収縮させたりするして医薬室を実質的一定の圧力
条件下に維持するために通常の体温で液体−蒸気の状態
変化を受ける。医薬室が医薬の充填で膨張されると、圧
力流体は液体相への十分な状態変化を受けて圧力リザー
バの容積サイズを減ずる。逆に、医薬が種々の投与量で
患者に送り出されると、圧力流体は蒸気相への状態変化
を漸進的に受けて医薬室の容積サイズを減し、且つ医薬
を実質的に一定の圧力に維持する。患者の通常の体温お
よび海抜約２１５．９ｍ（８５００フィート）までの標
高変化に応じて医薬を僅かに負の圧力すなわち周囲以下
の圧力に維持するのにフレオン１１３が使用されてき
た。
【０００３】多くの従来の植え込み可能注入ポンプで
は、圧力リザーバを医薬室から分離する可動壁部は、金
属箔ダイヤフラムまたはベローズ装置の形態で構成され
ており、これらの装置は製造コストが比較的高く、許容
不可能または信頼不可能な作動性能を示していた。より
最近では、エラストマー材料から構成され、所定の圧力
流体を装填した可撓性サックすなわちバッグの形態の改
良され且つ可なり簡単化された圧力リザーバが提案され
た。例えば、出願中の米国特許第 5,167,633号を参照さ
れたい。可撓性のエラストマー圧力リザーバは、注入ポ
ンプの医薬収容容量を増し且つ／或いは注入ポンプの全
大きさを減じるリザーバの容積サイズの減少に加えて、
製造コストおよび複雑さの低減の利点をもたらす。しか
しながら、医薬室を液状医薬で完全に満たすと、エラス
トマーリザーバ内の圧力流体は圧力リザーバ内の液体状
態への完全な相変化に合う。かかる完全相変化が起こる
と、液状圧力流体の蒸気相への再形成が自発的には起こ
らず、それどころか、可なりの追加の入力エネルギを必
要とする。この点では、患者への少量の医薬の通常供給
では、蒸気状態への圧力流体の再形成を確保するのに十
分なエネルギでリザーバの可動壁部を変位させない。従
って、圧力流体を液体状態へ全く変化せさると、通常の
ポンプの作動中には、蒸気状態への更にの相変化が起こ
らなく、それにより圧力リザーバは医薬を所望の一定の
圧力条件下に維持することができない。
【０００４】従って、特に液体状態への圧力流体の完全
な相変化を防ぐための手段を提供することに関して、植
え込み可能な医薬注入ポンプにおける改良圧力リザーバ
の必要がある。本発明はこの必要を満たし、更に関連し
た利点をもたらす。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明によれば、所定の液状医
薬を実質的に一定の圧力条件下に維持するための改良さ
れ且つ簡単化された圧力リザーバを備えており、患者の
身体に植え込みようになっている植え込み可能な医薬注
入ポンプが提供される。圧力リザーバは所定の液体−気
体相圧力流体を収容するようになっている中空の構造包
囲体として構成されており、このリザーバ包囲体の一部
は医薬室と共有される可動壁部を構成している。圧力流
体は、医薬室が空になったり、充填されたりして医薬室
内の医薬を実質的に一定の圧力条件にさらすときに、適
切な液体−気体相変化により膨張および収縮させたりす
るように選択される。圧力リザーバの容積が常に液体状
態の圧力流体の容量より少なくとも僅かに大きいことを
確保するために、圧力リザーバ内には、内部スペーサ要
素が設けられている。その結果、圧力流体の少なくとも
わずか一部が常に蒸気状態で残留し、それにより液体形
態への圧力流体の完全な状態変化を防いでいる。本発明
の好適な一実施例では、圧力リザーバは植え込み可能な
注入ポンプのハウジング内に設けるための適切なディス
ク形状または他の適当な形状を有する可撓性サックすな
わちバッグよりなる。このリザーババッグは、フレオン
１１３のようなフルオロカーボン圧力流体に対して適合
性および比較的負透過性のために選択されるハーラープ
ラスチック(Halar plastic）のような可撓性エラストマ
ー材料から構成されている。リザーババッグを閉鎖し且
つシールする前に、スペーサ要素をバッグ内部に取付け
る。好適な一形態では、スペーサは、ディスク形状また
は他の適当な形状を有し、且つリザーババッグ内に収容
すべき圧力流体の液体状態の容量より少なくとも大きい
内部開放容積を有する多孔性プラスチック部材よりな
る。次いで、リザーババッグに適切な量の圧力流体を装
填し、シールし、その後、ポンプハウジングの中に設け
る。バッグの少なくとも一方の側はハウジングと協働し
て医薬室を構成する。
【０００６】変更例の好適な形態では、リザーババッグ
はポンプハウジングの中にコンパクトに且つスペース効
率的に設けるようになっている半円形または他の適当な
形状を有してもよく、バッグの一方の側は医薬室の一部
を構成する。スペーサ要素は、バッグ内に収容すべき圧
力流体の液体状態の容量より少なくとも僅かに大きい最
小の容積サイズを越えるバッグの収縮を防ぐように設計
された１つまたはそれ以上の小さいブロックまたは他の
構造部材として設けてもよい。好適なスペーサ部材は開
放内部容積を構成するか、さもなくば、バッグ内の空隙
の存在を確保する多孔性構成を有しており、この場合、
開放内部容積または空隙は圧力流体の液体状態の容量を
少なくとも僅かに越えている。本発明の他の特徴および
利点は、例として本発明の原理を示す添付図面と関連し
た下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【０００７】
【実施例】例示的な図面に示すように、所定の医薬を制
御／予備プログラミング化方法で患者に投与するのに使
用される図１および図２に参照番号１０で示す植え込み
可能な医薬注入ポンプが設けられている。この注入ポン
プ１０は或る量の所定の医薬を内部医薬室１２（図２）
に受入れ、そこに貯える。この際、医薬は、液体−気体
混合状態で所定の圧力流体が装填された改良／簡単化圧
力リザーバ１４の使用により所定の実質的に一定な圧力
を受ける。圧力リザーバ１４内には、スペーサ要素１５
が設けられており、このスペーサ要素１５は液相への圧
力流体の完全な状態変化を防ぐように機能する。例示的
な医薬注入ポンプ１０は患者の身体に直接植え込むため
の小さい実質的に自己収容式のユニットよりなる。ポン
プ１０はチタンまたはチタン合金のような生物適合性材
料から形成された気密シールされたポンプハウジング１
６を備えている。このポンプハウジング１６は糖尿病患
者用のインシュリンのような液体状の所定医薬の供給を
受入れて貯えるための内部医薬室１２を構成している。
更に、ポンプハウジング１６は、小型の供給ポンプ１８
と、これと関連した電子制御回路２０とを、医薬投与量
を室１２から適切なカテーテル２４等を経て患者に送り
出すためにポンプ１８を周期的に作動するためのバッテ
リ２２と組み合わせて収容している。制御回路は個々の
患者の必要に応じて医薬を送り出すように適当にプログ
ラミングされている。ポンプハウジング１６の入口すな
わち再充填取付け具２６は、注入ポンプ１０への外科的
接近を必要とすることなしに医薬室１２の経皮再充填を
可能にするために皮下注射針（図示せず）を受け入れる
ようになっている。この種類の植え込み可能な注入ポン
プの全体の構成および作動のより詳細な説明について
は、米国特許第 4,373,527号および第4,573,994 号を参
照されたい。
【０００８】当業界で公知のように、注入ポンプ１０は
ポンプハウジング１６内の設けられた容積可変の圧力リ
ザーバ１４を有しており、圧力リザーバ１４の少なくと
も１つの壁部は医薬室１２に露出され、それにより医薬
室１２の少なくとも一部を構成している。より詳細に
は、圧力リザーバ１４内の液体−気体相圧力流体は医薬
室１２内の医薬の量に応じて医薬室１２の容積サイズを
変化させて医薬を実質的に一定の圧力条件下に維持する
ように鳴っている。好適な圧力流体は通常の人の体温で
且つ通常の標高範囲で液体から蒸気状態およびその反対
に変化するときの実質的に線形の圧力特性を有するフル
オロカーボンよりなる。好適な圧力流体は約−2.5 〜−
4.0 psi の僅かに負の実質的一定な圧力を医薬室１２に
及ぼすために通常の体温で、且つ海面の上方約 215.9 m
((8500 フィート) までの標高変化で液体−蒸気状態を
とるフレオン１１３である。この僅かに負の圧力はポン
プハウジング１６から患者の身体への望ましくない漏れ
を防ぐように医薬を有利の閉じ込める。ほかに、幾つか
の植え込み可能なポンプ設計に必要とされることがある
ような僅かに正の圧力のような他の特定な圧力を医薬に
加えるための他の液体−蒸気圧力流体が当業界で公知で
ある。
【０００９】図２および図３に示す圧力リザーバ１４
は、中空の構造包囲体を構成するように熱シール等によ
り周囲が連結された可塑正フィルム材料の円形シート２
９、３０により構成された概ねディスク形状で示される
可撓性且つ膨張可能なサックすなわちバッグ２８を備え
ている。この可撓性バッグ２８は注入ポンプ１０の残り
の部品とは別体の構造ユニットとして形成されており、
シート２９、３０の好適な材料はアライド・コーポレー
ション・オブ・モリストタウン（ニュージャージー州）
によりハーラー（Halar)の名で販売されている。この点
では、ハーラーのフィルムは、フレオン１１３のような
フルオロカーボンに対する適合性および透過性が比較的
高いことに因り植え込み可能な注入ポンプの環境に使用
するのに特に適している。リザーババッグ２８の一般構
成および変更例の幾何学的配置に関するより詳細な説明
については、「改良液体−蒸気圧力リザーバを備えた医
薬注入ポンプ」と称する出願中の米国特許第 5,167,633
号を参照されたい。操作中、可撓性リザーババッグ２８
内の液体−蒸気圧力流体は医薬室１２内の医薬の量と逆
に変化するようにしてバッグの容積を膨張・収縮させ
る。詳細には、医薬室に医薬を充填すると、圧力流体は
医薬を実質的に一定の圧力下に維持するのに必要な程度
まで漸進的に液体相への適切な状態変化を受ける。医薬
をカテーテル２４を通して患者に供給すると、圧力流体
は室１２内の残りの医薬を実質的に一定の圧力下に維持
するのに十分にリザーババッグ２８の対応する膨張に伴
って蒸気相への漸進的または徐々の状態変化を受ける。
スペーサ要素１５は液体相への圧力流体の完全な状態変
化を可能にする最小の容積構成を越えて溜めバッグが収
縮しないようにするために設けられている。液体相への
かかる完全な状態変化の防止が望ましい。というのは、
蒸気相への状態変化を再開始すなわち再発生するのに可
なりのエネルギを必要とし、患者に投与された通常の医
薬量は蒸気相発生を際開始するのに不適切なエネルギを
生じるからである。それどころか、スペーサ要素１５
は、医薬室を際充填したり空にしたりするときに実質的
に一定の圧力条件を維持するために、医薬供給と関連さ
れた最小のエネルギレベルが広い範囲の状態変化をもた
らすように、圧力流体の少なくともほんの一部が常に蒸
気相で残留することを確保する。
【００１０】図２および図３に示すように、好適なスペ
ーサ要素１５は、リザーババッグ２８の内部容積の一部
を占めるようにリザーババッグ２８の内部に装着された
概ねディスク状の部材よりなる。好適なスペーサ部材は
圧力流体を吸収するための開放内部容積を有する多孔性
のプラスチック材料よりなり、開放内部容積はリザーバ
バッグ２８内の圧力流体の液相の容量を少なくとも僅か
に越えている。この構成では、医薬室１２を完全に充填
したら、リザーババッグ２８の可なりの容積が収縮し、
これに対応して圧力流体が液体状態へ可なり相変化す
る。しかしながら、スペーサ要素１５がなす残留開放内
部容積は液体相への完全な圧力流体の状態変化を防ぐ。
その結果、液状医薬の医薬室１２への完全充填はリザー
ババッグ２８を圧力流体の液体容量に等しい容積サイズ
へ収縮させるのに効果的ではない。従って、蒸気状態相
変化を再開始する再形成エネルギを必要としないよう
に、圧力流体の少なくとも一部が常に蒸気相で残留す
る。スペーサ要素１５の特定な設計および幾何学的配置
は、最小の内部容積が維持されるかぎり、広く変化し得
る。好適なスペーサ要素１５は圧力流体と一般に適合性
である多孔性ポリエチレンディスクまたはフィルタより
なり、このディスクまたはフィルタは多孔性と、リザー
バ１４内の圧力流体の液体状態の容量を少なくとも僅か
に越える液体容量を吸収するのに十分な厚さとを有して
いる。変更例として、医薬室１２が充填されるときに所
望の最小の内部バッグ容積を定めるために、環状リング
または切欠き付きまたはスロット付きのディスク等のよ
うな他の適当な構造体を設けてもよい。いずれの場合に
も、リザーバが膨張したり収縮したりするときにバッグ
材料との摩耗接触を防ぐために、スペーサ要素１５には
滑らかな外面が望まれる。
【００１１】医薬注入ポンプ１０′のための変更例の幾
何学的配置が図４ないし図７に示されており、図１ない
し図３に示して説明したものと機能が対応する部品を共
通の付与参照数字により示してある。図示のように、ポ
ンプ１０′は、医薬を医薬室１２′からカテーテル２
４″を経て患者に供給するために図４および図５に数字
４０で示す関連バッテリおよび制御回路により作動され
る小型ポンプ１８′との組み合わせで、概ね半円形状の
圧力リザーバ１４′を収容したポンプハウジング１６′
を有している。入口取付け具２６′によりリザーバ１
４′の経皮的再充填を可能にしている。半円形リザーバ
１４′も、ハーラーのプラスチックフィルムの相互連結
シートから可撓性バッグ２８′として形成されており、
この半円形リザーバ１４′は所定の液体−気体圧力流体
が装填されるようになっており、一方の側が医薬室１
２′に露出されている。半円形バッグの両コーナのよう
なバッグ内部の所定位置に１つまたはそれ以上のスペー
サ要素１５′（図４，図６および図７）が取付けられて
おり、好適なスペーサ要素の構成は多孔性プラスチック
材料よりなる。スペーサ要素１５′自身により、或いは
スペーサ要素１５′とバッグ２８′内の残留容積との組
み合わせにより与えられる総合開放内部容積により、圧
力流体の少なくとも一部が常に蒸気状態で残留する。
【００１２】本発明の改良植え込み可能な注入ポンプの
様々な更にの変更例および改良が当業者には明らかであ
ろう。例えば、スペーサ要素を任意の特定な位置で関連
リザーババッグ内に固定されたものとして説明しなかっ
たが、望むなら、適当な接着剤等を使用してスペーサ要
素を適所に固定してもよいことは理解されよう。従っ
て、添付の特許請求の範囲に記載される以外は、上記説
明および添付図面により本発明を制限しようとするもの
ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者に身体に植え込むようになっており、更に
本発明の新規な特徴を具体化する改良液体−蒸気圧力リ
ザーバを有するようになっている植え込み可能な医薬注
入ポンプの斜視図である。
【図２】本発明の改良圧力リザーバを示す、図１の線２
−２に沿った拡大垂直断面図である。
【図３】改良圧力リザーバの構成を示す部分斜視図であ
る。
【図４】変更例の好適な幾何学的構成の液体−蒸気圧力
リザーバを設けた植え込み可能な注入ポンプの別な構成
を示す頂平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った拡大垂直断面図であ
る。
【図６】図４の円で取り囲まれた領域６に対応する拡大
部分断面図である。
【図７】図６の線７−７に沿った拡大部分垂直断面図で
ある。
【符号の説明】
１０ 注入ポンプ １２ 内部医薬室 １４ 圧力リザーバ １５ スペーサ要素 １６ ポンプハウジング １８ コガタ供給ポンプ ２０ 電子制御回路 ２２ バッテリ ２４ カテーテル ２８ 可撓性サックすなわちバッグ ２９、３０ 円形シート

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の医薬の供給を受け入れるための医
    薬室を形成したポンプハウジングと、該ハウジング内に
    設けられ、医薬を上記医薬室から患者に送り出すための
    ポンプ手段とを有する医薬注入ポンプにおいて、 所定の液体−蒸気圧力流体を有する圧力リザーバを備
    え、上記圧力リザーバは上記ポンプハウジング内に設け
    られ、上記医薬室に露出された移動可能な壁部を構成し
    ており、上記圧力流体は上記医薬室内の医薬の量に応じ
    て上記圧力リザーバの容積サイズを膨張させたり収縮さ
    せたりして医薬を所定の実質的に一定の圧力下に維持す
    るために十分な液体−蒸気相変化を受けるようになって
    おり、 圧力流体の液相量より少なくとも僅かに大きい最小の開
    放内部容積を越えて圧力リザーバが収縮するのを防ぐた
    めのスペーサ手段を上記リザーバ内に設け、それにより
    圧力流体の少なくとも一部が常に蒸気相で残留すること
    を特徴とする医薬注入ポンプ。
  2. 【請求項２】 上記圧力リザーバは膨張可能なバッグと
    して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
    医薬注入ポンプ。
  3. 【請求項３】 上記スペーサ手段は圧力流体の液相量よ
    り少なくとも僅かに多い開放内部容積を有する少なくと
    も１つの多孔性スペーサ部材よりなることを特徴とする
    請求項１に記載の医薬注入ポンプ。
  4. 【請求項４】 上記スペーサ手段は圧力流体を吸収する
    ための少なくとも１つの多孔性スペーサ部材よりなるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の医薬注入ポンプ。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの上記スペーサ部材は上
    記リザーバと協働して上記開放内部容積を定めることを
    特徴とする請求項４に記載の医薬注入ポンプ。
  6. 【請求項６】 上記スペーサ部材は多孔性プラスチック
    材料のディスクよりなることを特徴とする請求項４に記
    載の医薬注入ポンプ。
  7. 【請求項７】 上記圧力リザーバは概ねディスクの形状
    を有することを特徴とする請求項１に記載の医薬注入ポ
    ンプ。
  8. 【請求項８】 上記圧力リザーバは概ね半円形の形状を
    有することを特徴とする請求項１に記載の医薬注入ポン
    プ。
  9. 【請求項９】 上記圧力流体は所定のフルオロカーボン
    であることを特徴とする請求項１に記載の医薬注入ポン
    プ。
  10. 【請求項１０】 上記スペーサ手段は滑らかな外面を有
    することを特徴とする請求項１に記載の医薬注入ポン
    プ。
JP14704895A 1994-06-14 1995-06-14 改良圧力リザーバを備えた医薬注入ポンプ Expired - Fee Related JP3571804B2 (ja)

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US08/259440 1994-06-14
US08/259,440 US5514103A (en) 1994-06-14 1994-06-14 Medication infusion pump with improved pressure reservoir

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Publication Number Publication Date
JPH0852222A true JPH0852222A (ja) 1996-02-27
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US (1) US5514103A (ja)
EP (1) EP0687475B1 (ja)
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