KR102378728B1 - 해제력이 감소된 주사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약학 조성물의 전달에 적합한 주사기에 관한 것으로, 주사기는,
- 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더로서, 내벽과, 외벽, 및 작동 단부에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더와,
- 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 압축부를 포함하는 피스톤 조립체를 포함하고, 피스톤 요소들은 인접 계면에서 실린더의 내벽에 인접함으로써 피스톤 조립체가 실린더에 삽입될 때 압축부를 밀봉하고, 압축부는 압축성 유체 및 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 탄성 프레임을 포함한다. 주사기는 단백질 기반 약학 조성물의 장기간 보관이 가능한 미리 충전된 주사기에 적합하다.

Description

해제력이 감소된 주사기

본 발명은 해제력(break loose force; BLF)이 감소된 주사기에 관한 것이다. 주사기는, 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더로서, 내벽과, 외벽, 및 작동 단부에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더 및 피스톤 조립체를 포함한다. 본 발명의 주사기는 감소된 BLF를 제공하며, 약학 조성물의 장기간 보관이 가능한 미리 충전된 주사기에 특히 적합하다.

약학 조성물 전달용 주사기는 전형적으로 실린더 내의 피스톤이 실린더의 일단으로부터 타단으로 밀려서 실린더 내에 포함된 액체를 방출할 수 있도록 실린더 내에 피스톤을 포함한다. 실린더 내의 피스톤은 실린더의 내벽에 인접하게 되고, 피스톤과 내벽 사이의 계면에는 정지 마찰과 동적 마찰이 있을 것이다. 실린더 내에서의 피스톤 이동은 초기에는 정지 마찰을 이후에는 동적 마찰을 극복하기에 충분한 힘의 인가를 요구할 것이고; 정지 마찰은 동적 마찰보다 크고 따라서 피스톤의 초기 이동을 제공하는 힘은 피스톤의 지속적인 이동을 제공하는 데 필요한 힘보다 크다. 피스톤이 멈추면, 초기 이동을 제공하는 힘은 다시 극복되어야 한다. 전통적으로, 실린더의 내벽은, 피스톤에 대한 충분한 미끄러짐을 보장하고 피스톤이 실린더 내에서 쉽게 이동하여 주사하는 동안 약학 조성물이 쉽게 전달되도록, 충분히 낮은 동적 마찰을 유지할 수 있도록 윤활된다. 정지 마찰은 종종 제약 주사기의 맥락에서 "해제력(BLF)"이라고 하며, 동적 마찰은 일반적으로 "미끄럼력(glide force)"라고 한다. 사용하기 편하고 쉬운 주사기를 제공하기 위해 낮은 BLF 값을 갖는 주사기를 제공하는 것에 관심이 있다.

BLF는 몇 가지 요인에 의해 결정되지만, 피스톤의 밀봉 요소와 주사기의 내벽 사이의 상호작용 지속시간이 증가하는 경우 특히 민감하다. 몇 분 안에 충전되고 비워지는 전통적인 주사기와는 달리, 미리 충전된 주사기는 밀봉 요소가 주사기의 내벽에 부착되는 경향이 있기 때문에 더 오랜 기간 동안 보관되며, 이는 시간이 지나면서 증가되고 높은 온도, 습도 등의 주변 악조건에 의해 더 증가하는 "스틱 효과(stick effect)"라고도 알려져 있다.

BLF는 미리 충전된 주사기에 대해 특히 중요한데, 이들 주사기가 최대 3년의 기간 동안 보관되기 때문이다. 일반적으로 높은 BLF에 관련된 문제는 피스톤 및/또는 주사기의 내벽을 윤활함으로써 해결되지만, 실리콘 윤활제는 종종 액체 상태의 주사 가능한 약학 조성물 내의 단백질을 응집시켜 비효율적이거나 심지어는 주사를 맞은 환자를 해롭게 하는 악영향을 초래할 수 있다는 것을 시험은 입증하였다. 더욱이, 안과 주사와 관련하여, 실리콘 윤활제는 눈에 잔류하는 경향이 있으며, 이는 그것만으로도 바람직하지 않다. BLF는 유리 주사기, 특히 미리 충전된 주사기와 관련하여 더욱 중요한데, 정밀 성형 플라스틱 배럴과 달리 이들의 배럴이 실질적으로 높은 공차를 갖고 제조됨으로써 피스톤이 너무 꼭 끼게 되거나 그 반대가 되게 하여 윤활의 사용을 필요로 하기 때문이다. 유리 주사기의 내경의 경우, 용기의 내경은 플러스 또는 마이너스 1/10 밀리미터까지 변할 수 있고, 이는 하나의 용기로부터 다른 하나의 용기까지 최대 0.2 mm의 총 불일치를 유발하여 피스톤과 용기 사이의 마찰에 상당한 영향을 미치며, 용기 폐쇄 완전성(container closure integrity, CCI) 표준을 준수하기 위해 밀봉이 절대적으로 필요하기 때문에, 유리 배럴용 기존 피스톤은 배럴 직경이 낮은 쪽에 있을 때 해당 직경보다 현저히 큰 외경을 가져야 한다.

주사기의 일반적인 사용자 편의에 관한 다양한 문제점을 해결하거나 그 밖의 더욱 구체적인 목적을 달성하기 위한 몇 가지 제안이 선행 기술에 존재한다.

US 2003/105433은 마스터 플런저와 슬레이브 플런저 사이에 공기 챔버가 형성된 일회용 주사기를 개시하고 있다. 사용할 때, 압력이 마스터 플런저에 가해져 슬레이브 플런저 쪽으로 미끄러지게 하고, 공기 챔버 내의 기체가 액체 챔버 내의 액체보다 더 압축되기 때문에, 슬레이브 플런저가 미끄러져서 바늘에서 액체를 밀어내기 시작할 만큼 충분한 압력이 있을 때 슬레이브 플런저는 움직일 것이다. 공기 챔버 내의 공기를 압축하면 "에어 쿠션"을 제공하여 액체의 더욱 제어된 주사를 가능하게 하는데, 이는 주사기 사용자에 의해 가해진 압력의 약간의 변화가 에어 쿠션과 협력하여 작용하는 압축력/압축 해제력에 의해 흡수되기 때문이다.

EP 2218473은 치과 주사에서의 압력 변화 감쇠에 관한 US 2003/105433와 동일한 문제를 다루고, 주사 중에 주사기 내의 액체를 흡인할 수 있는 것이 중요한 것으로 간주된다. EP 2218473의 주사기는 또한 플런저 부품 사이에 에어 쿠션을 사용하고, 가스 부피의 압력 표시기를 포함할 수 있다.

DE 4428467은 댐프닝 효과(dampening effect)가 척추 마취 및 정맥내 주사와 관련이 있는 주사 피스톤을 구비한 주사기를 개시하고 있다. 주사기는 주사 피스톤과, 압축 피스톤 및 두 개의 피스톤 요소 사이의 압축 수단을 갖는다. 주사기는 스프링을 더 포함할 수 있지만, 스프링의 영향은 없다.

US 2006/247582는 혈관 접근 장치의 세정 절차에 사용하기 위한 "세정 주사기(flush syringe)"를 개시하고 있다. 세정 주사기는 세정 절차 후에 역류가 발생하지 않도록 설계되고, 이는 원위 마개 부분과 근위 마개 부분을 갖는 마개를 구비하는데, 이들 원위 및 근위 마개 부분은, 마개를 결합한 후 주사기의 챔버에서 더욱 많은 액체를 배출하도록 원위 마개 부분을 원위 방향으로 이동시키기 위한 스프링 수단에 의해 분리되어 있다. 분명히, 세정 주사기는 BLF를 낮추는 것과 관련이 없다.

산업계 내의 몇몇 제조업체들은 실리콘 윤활제의 첨가를 제거하려고 노력하였으나, 대신에 피스톤의 이동을 개시하는 데 필요한 힘을 줄이기 위해 제안된 다양한 소성(baked-on) 표면 등과 함께 다른 솔루션이 도입되었다. 선행 기술에는 BLF를 낮추는 문제를 해결하기 위한 많은 제안이 존재하며, 이들은 일반적으로 윤활제의 변형, 예를 들어, 윤활제의 적용 방법 또는, 예를 들어, 점도와 관련된 윤활제의 유형을 포함한다. 대안으로서, WO 2014/194918는 BLF가 어떻게 피스톤의 특수 설계를 사용하여 제어될 수 있는지를 제시한다.

추가의 개선이 가능할 것으로 기대되며, 본 발명의 목적은 감소된 BLF가 감소된 주사기를 제공하는 것이다. 본 발명은 주로 미리 충전된 주사기에 관한 것이지만, 다른 의료 적용 및 목적을 위해 유용성을 갖는 것을 목표로 한다.

본 발명은 약학 조성물의 전달에 적합한 주사기에 관한 것이다. 주사기는,

- 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더로서, 내벽과, 외벽, 및 작동 단부에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더와,

- 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 압축부를 포함하는 피스톤 조립체를 포함하고, 피스톤 요소들은 인접 계면에서 실린더의 내벽에 인접함으로써 피스톤 조립체가 실린더에 삽입될 때 압축부를 밀봉하고, 압축부는 압축성 유체 및 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 탄성 프레임을 포함한다.

압축부는 압축성 유체 및 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 탄성 프레임을 포함한다. 본 발명의 문맥에서, "연결하는"이란 용어는 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소가 물리적으로 서로 결합됨으로써 요소들 중 하나가 작동하여 다른 하나의 요소를 작동시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 작동 피스톤 요소가 밀리면 탄성 프레임이 수동 피스톤 요소를 밀고, 작동 피스톤 요소가 당겨지면 탄성 프레임이 수동 피스톤 요소를 당길 것이다. 피스톤 조립체 내에 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 압축부를 포함시킴으로써, 피스톤 조립체의 해제력(BLF)이 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소가 서로 견고하게 결합된 피스톤 조립체에 비해 낮아질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 작동 피스톤 요소와, 수동 피스톤 요소 및 이들 사이에 에어 쿠션을 피스톤 조립체는 감소된 BLF를 가질 것이다. 그러나, 놀랍게도 본 발명자는 본 발명에 따른 탄성 프레임으로 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결함으로써 전체 BLF가 피스톤 조립체의 미끄럼력으로 정렬되고 그와 유사한 값을 가질 수 있다는 것을 발견하였다. 이는 피스톤의 최종 사용자에게, 예를 들어, 에어 쿠션을 사용하여 얻을 수 있는 것보다 훨씬 더 부드러운 경험을 제공하는데, 이는 BLF가 미끄럼력과 유사하여 주사기의 작동 중에는 인식되지 않기 때문이다.

주사기는 실린더를 포함한다. 본 발명의 문맥에서, "실린더"는 피스톤 조립체가 실린더 내의 하나의 위치로부터 다른 하나의 위치로 움직일 수 있게 하는 임의의 종류의 튜브 등이다. 실린더는 서로 대향하는 "작동 단부"와 "출구 단부"를 갖는다. 실린더의 작동 단부는 실린더 내에서 작동 피스톤 요소를 통해 피스톤 조립체를 이동시키기 위해, 즉 피스톤 조립체를 "작동"시키기 위해 피스톤 조립체에 접근할 수 있게 한다. 실린더의 출구 단부는 실린더 내에 수용된 유체를 위한 출구를 포함한다.

실린더는 내벽과 외벽을 갖는다. 내벽은 일반적으로 돌출부, 오목부 등이 없이 매끄럽다. 특히, 피스톤 조립체는 바람직하게 실린더의 축 방향 길이 전체에 걸쳐 밀봉을 제공할 수 있다. 외벽은 실린더의 길이를 따른 임의의 위치, 예를 들어, 실린더의 작동 단부에 배치된 핑거 그립(finger grip)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 본원에 참고로 포함된 WO 2016/192739, 특히 3 페이지 7 줄 내지 5 페이지 14 줄에 기술된 바와 같이 실린더는 실린더 외부에 장착하기 위한 바늘 가드(needle guard)와 함께 출구 단부와 작동 단부 사이에 배치된 핑거 그립을 포함한다. 바늘 가드는 본원에 참고로 포함된 WO 2016/192739의 6 페이지 3 줄 내지 7줄 및 25 줄에 기술되어 있다. 마찬가지로, WO 2016/192739의 제 1 항 내지 제 9 항의 본문이 또한 참고로 포함된다.

실린더는 임의의 관련 재료로 제조될 수 있으며, 전형적인 재료는 환형 올레핀 공중합체(cyclic olefin copolymer, COC), 예를 들어, TOPAS 중합체(TOPAS Advanced Polymers GmbH사 공급), 환형 올레핀 중합체(cyclic olefin polymer, COP), 예를 들어 Zeonor, 또는 폴리스티렌과 같은 중합체 재료, 또는 유리, 예를 들어, 붕규산염 유리를 포함한다. COC 중합체는 이들의 우수한 장벽 특성으로 인해 유리하고, 따라서 약제학적 제제의 장기간 보관에 대한 요구에 부응한다. 또 다른 실시형태에서, 실린더는 유리, 예를 들어, 붕규산염 유리로 제조된다. 실린더는 금속으로 제조될 수 있거나 또는 중합체 물질, 유리 또는 금속의 임의의 조합을 포함할 수 있다는 것이 또한 고려된다. 실린더의 단면 형상은 제한되지 않지만, 실린더는 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 단면은 계란형, 타원형, 다각형 등일 수도 있는 것이 또한 고려된다. 실린더가 원형 단면을 가질 때 직경, 예를 들어, 내경은 주사기와 함께 통상적으로 사용되는 임의의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시형태에서, 실린더는 4.65 mm, 6.35 mm 또는 8.80 mm와 같은 2 mm 내지 10 mm 범위의 내경을 갖지만, 본 발명에 따라 더 큰 값을 가질 수 있다.

피스톤 조립체는, 기존의 피스톤과 상호작용하기에는 너무 넓은 내경 공차(tolerance)를 갖고 동시에 기존의 피스톤에 대한 너무 높은 BLF 값으로 인해 윤활을 생략하는 유리 주사기 배럴과의 무윤활(lubrication free) 상호작용에 특히 적합하다. 낮은 직경 값에서 BLF는 너무 높을 것이고, 높은 직경 값에서 용기 폐쇄 완전성(CCI)은 종래의 피스톤으로 손상될 것이다. 이에 반해서, 본 발명에서 사용되는 피스톤 조립체는 밀봉 요소의 변위 이동으로 인해 넓은 공차를 보상할 수 있으며, BLF를 허용 가능한 값으로 유지하면서 동시에 종래의 윤활을 생략할 수 있는 더욱 큰 피스톤 직경을 가능하게 한다.

본 발명의 주사기는 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소를 갖는 피스톤 조립체를 구비하고, 작동 피스톤 요소는 실린더의 작동 단부에 더 가까운 피스톤 요소이고, 수동 피스톤 요소는 실린더의 출구 단부에 더 가까운 피스톤 요소이다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소는 동일할 수도 있고, 또는 작동 피스톤 요소는 수동 피스톤 요소와 비교하여 다를 수도 있다. 작동 피스톤 요소는 실린더의 작동 단부를 향하는 작동 표면을 갖고, 수동 피스톤 요소는 작동 표면에 대향하고 따라서 실린더의 출구 단부를 향하는 출구 표면을 갖는다. 각각의 피스톤 요소는 압축부를 향하는 내부 표면을 가질 수 있다.

피스톤 조립체는 작동 피스톤 요소의 작동 표면으로부터 수동 피스톤 요소의 출구 표면까지, 즉 피스톤 조립체가 이완 상태에 있고 최종 사용자로부터 외부 압력을 받지 않을 때, 계산된 전체 길이를 갖는다. 일반적으로, 압축부의 축 방향 길이는 이완 상태의 피스톤 조립체의 전체 축 방향 길이의 10% 내지 90%의 범위에 있다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소는 일반적으로 낮은 압축성을 갖는다, 즉 피스톤 몸체는 압축성이 아니다. 특정 실시형태에서, 압축부의 축 방향 길이는 이완 상태의 피스톤 조립체의 전체 축 방향 길이의 적어도 20%, 예를 들어, 적어도 25% 또는 적어도 30%이다. 따라서, 탄성 프레임은 이완 상태에서 피스톤 조립체의 전체 축 방향 길이의 10% 내지 70%의 길이를 가질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 탄성 프레임은 이완 상태의 피스톤 조립체의 전체 축 방향 길이의 30% 내지 70%, 예를 들어, 30%, 40%, 50%, 60% 또는 70%의 길이를 갖는다.

피스톤 요소는 각각의 피스톤 요소와 실린더의 내벽 사이에 액체 밀봉 및 선택적으로 공기 밀봉을 제공하여 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 압축부를 형성한다. 따라서, 작동 피스톤 요소가 실린더의 작동 단부로부터 밀리면, 압축부는 압축될 것이고, 결국 수동 피스톤 요소를 실린더의 출구 단부 쪽으로 밀어냄으로써 실린더에 함유된 액체를 방출할 것이다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소는 각각 정지 마찰을 가지며, 이는 각각의 피스톤이 실린더 내에서 움직이기 시작하기 전에 극복되어야 한다. 기존의 피스톤과는 대조적으로, 본 발명에 따른 피스톤은 밀봉 요소의 단계적 이동에 의해 전체 BLF를 더 작은 단위로 균등하게 나누는 밀봉 요소의 변위 운동을 도입함으로써 BLF를 감소시켜 피스톤을 상당히 낮은 값으로 이동시킨다. 작동 피스톤이 움직이기 시작했을 때, 이의 이동이 수동 피스톤 요소를 밀어낼 것이지만, 놀랍게도 본 발명자는 피스톤 조립체를 이동시키고 실린더에서 액체를 방출하기 위해 필요한 힘에 대해 수동 피스톤 요소의 정지 마찰만이 미미하게 기여하고 따라서 피스톤 조립체의 부드러운 이동은 피스톤 조립체의 정지 마찰에 기여하는 작동 피스톤 요소만의 정지 마찰로 달성된다는 것을 발견하였다. 탄성 프레임은 또한 BLF에 대한 영향에 기여하고, 따라서 탄성 프레임, 예를 들어, 피스톤 조립체의 전체 길이의 적어도 25%의 축 방향 길이를 갖는 탄성 프레임이 피스톤 조립체 내에 존재할 때, BLF(N으로 측정됨)는 미끄럼력(N으로 측정됨)의 두 배나 작고, 예를 들어, BLF와 미끄럼력이 거의 동일하면, 최종 사용자에게 더욱 부드러운 경험을 제공한다.

두 개의 피스톤 요소를 갖는 피스톤 조립체를 구비함으로써, 하나의 피스톤 요소를 갖는 피스톤을 사용하는 것보다 실린더 내의 내용물, 예를 들어, 백신과 같은 약학 조성물의 더욱 효율적인 밀봉이 달성된다. 이는 특히 약학 조성물로 미리 충전된 주사기와 관련이 있다. 종래의 피스톤, 즉 압축부가 없는 종래의 피스톤이 본 발명의 피스톤 조립체의 피스톤 요소에 대응하는 두 개의 밀봉 요소를 이용한다면, 훨씬 더 높은 BLF가 관찰되어 주사기의 사용을 불편하게 할 것이다. 따라서, 본 발명은 주사기 내의 약학 조성물의 효율적인 밀봉을 갖는, 사용자 친화적인 주사기를 제공한다. 본 발명자는, 임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 압축부의 탄력이 수동 피스톤 요소에 가해지는 힘의 균등을 제공하고, 결국 피스톤 조립체의 전체 BLF를 낮출 것이라 생각한다. 또 다른 실시형태에서, 주사기는 피스톤 요소의 쌍 사이에 압축부를 갖는 두 개 이상의 피스톤 요소를 포함할 수 있다.

사용자가 느끼는 최대 BLF는 따라서 하나의 피스톤 요소에 대한 BLF 이상이 될 수 없다. 다음의 값은 본 발명의 일 실시형태에서 얻어진 BLF 힘을 예시한다: 약 4 N의 평균 미끄럼력으로 감소된 약 7 N의 작동 피스톤 요소의 BLF는 주사가 완료될 때 약 4 N의 평균 미끄럼력으로 감소된 약 7 N의 수동 피스톤 요소의 BLF로 증가하고, 이는 약 14 N인 종래 피스톤의 BLF의 거의 50%에 해당한다. 본 발명에 따른 피스톤은 따라서 임의의 공지된 피스톤에 비해 BLF를 절반 이하의 값으로 감소시킬 수 있고, 또한 탄성 프레임이 존재할 때, 미끄럼력은 전형적으로 BLF의 절반 이상이고 따라서 더욱 부드러운 최종 사용자 경험을 제공한다.

가장 간단한 형태에서, 피스톤 조립체는 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소, 및 압축성 유체로 구성된 압축부를 포함할 수 있다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 존재하는 비압축성 유체는 압축부의 일부가 아닌 것으로 간주된다. 예를 들어, 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이의 공기와 같은 압축성 유체는 일반적으로 습기를 포함하며, 이는 실린더의 내벽 또는 피스톤 요소의 내부 표면에 물방울을 형성할 수 있다. 이 경우, 압축부는 본 발명의 맥락에서 공기와 같은 압축성 유체로 구성되는 것으로 고려된다. 예를 들어, 압축부는 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 갇힌 공기일 수 있다. 작동 피스톤 요소가 움직이면, 압축성 유체가 압축되고, 결국 압축부의 압력은 움직이기 시작하는 수동 피스톤 요소의 정지 마찰을 극복하기에 충분히 클 것이다. 압축성 유체는 스프링과 같은 효과를 제공할 것이고, 따라서 최종 사용자는, 두 밀봉 요소가 동시에 이동을 개시해야만 하고 따라서 상당히 높은 BLF 값을 유발하는, 두 개의 피스톤 요소와 함께 하나의 마개를 갖는 주사기를 작동시키는 것보다 더 부드러운 경험을 할 수 있다. 그러나, 탄성 프레임이 존재하지 않고 압축부가 압축성 유체로만 구성되는 경우, 수동 피스톤 요소는 작동 피스톤 요소에 의해서만 밀릴 수 있고, 작동 피스톤 요소를 통해 수동 피스톤 요소를 당기는 것은 거의 불가능하다.

압축부는 압축성 유체 및 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 탄성 프레임을 포함한다. 탄성 프레임은 원하는 형태를 취할 수 있으며, 적절한 탄성을 제공하는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이의 재료는 본 발명의 맥락에서 "줄기(stem)"라고 할 수도 있다. 예를 들어, 프레임을 구성하는 줄기를 떠나 재료 블록에서 재료를 제거할 수 있다. 탄성 프레임은, 예를 들어, 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE)와 같은 탄성 중합체, 또는 탄성 금속으로 제조될 수 있다. 특정 실시형태에서, 탄성 프레임은, 예를 들어, 수소화된 스티렌 블록 공중합체(styrene block copolymer, SBC) 또는 비수소화된 SBC 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 SBC와 같은 TPE로 사출 성형된다.

유사하게, 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소는 또한 원하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 작동 피스톤 요소요소와 수동 피스톤 요소는 전형적으로 중합체 재료, 특히 각각의 피스톤 요소가 피스톤 요소와 실린더의 내벽 사이에서 밀봉될 수 있게 하는 탄성 중합체 재료로 제조될 것이다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임을 위한 바람직한 재료는, 예를 들어, 수소화된 스티렌 SBC 또는 비수소화된 SBC 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 SBC와 같은 TPE이다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소는, 예를 들어, 상기한 TPE와 같은 TPE로 사출 성형되는 것이 더 바람직하다. 따라서, 일 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소, 탄성 프레임, 또는 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은, 예를 들어, 단일 부품으로서, TPE로 제조된다.

일 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소, 탄성 프레임, 또는 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은, 예를 들어, 단일 부품으로서, 사출 성형에 의해 제조된다.

본 발명에서 TPE가 적절한 경우, 임의의 TPE가 사용될 수 있다. 적절한 열가소성 중합체는, 예를 들어, 수소화된 SBC-(SEBS)(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 또는 이와 유사한 것) 또는 비수소화된 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌) 또는 이들의 합금 또는 COC 엘라스토머와 같은 다른 혼화성 중합체를 포함한다. 바람직한 SBC는 AlphaGary Corporation(Leominster, MA, USA)이 판매하는 에보프렌(Evoprene)이라는 상표로 알려진 것들이다. 에보프렌은 "EVOPRENE™ 열가소성 엘라스토머(TPE) 화합물-일반 정보"(AlphaGary사에서 2007년 7월 발행)라는 책자에 기술되어 있으며, 바람직한 Evoprene™ 중합체는 Evoprene™ Super G, Evoprene™ G, Evoprene™ GC 및 Evoprene™ HP이며, 이들은 "EVOPRENE™ SUPER G 열가소성 엘라스토머(TPE) 화합물", "EVOPRENE™ G 열가소성 엘라스토머(TPE) 화합물", "EVOPRENE™ GC 열가소성 엘라스토머(TPE) 화합물" 및 "EVOPRENE™ HP 열가소성 엘라스토머(TPE) 화합물(AlphaGary사에서 2007년 7월 발행)"이라는 책자에 기술되어 있다. AlphaGary가 발행한 상기한 모든 책자의 내용은 본원에 참고로 포함된다. 다른 관련 엘라스토머는, 예를 들어, TOPAS® 엘라스토머 E-140과 같은 COC 엘라스토머를 포함한다.

피스톤 조립체가 사출 성형될 때, 피스톤 조립체는 종래의 고무 피스톤, 예를 들어, 브로모부틸 또는 클로로부틸로 제조되는 피스톤의 제조에서 통상적으로 사용되는 가황(vulcanization)과 같은 기술에 의해 제공되는 것보다 낮은 공차로 제조될 수 있다. 적절한 재료는 고무, 예를 들어, 천연 고무, 합성 고무(폴리이소프렌 고무, 부틸 고무), 실리콘 고무 등의 고무와 같은 엘라스토머를 포함하고, 이들은 탄성 재료의 탄성을 나타내고 탄성 재료의 경도를 측정하는, 예를 들어, 쇼어 경도(Shore durometer)와 관련하여 정의될 수 있으며, 경도가 높을수록 화합물은 더 단단하다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 예를 들어 변형 가능한 밀봉 요소를 포함하는 피스톤 조립체는 50 내지 90, 바람직하게는 60 내지 80, 더욱 바람직하게는 71 내지 76의 쇼어 A 경도를 갖는다. "쇼어 경도(Shore hardness)"와 "쇼어 경도(Shore durometer)"라는 용어는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 변형 가능한 밀봉 요소는 변형 가능한 밀봉 요소의 부피 전체에 걸쳐 동일한 재료로 구성되며 동질성이고, 이 재료는 주어진 범위의 쇼어A 경도를 갖는다. 상기한 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 재료를 사용함으로써, 비교적 단단한 탄성 재료가 제공된다. 쇼어 A 경도는 선택된 재료의 재료 특성을 특성화하는 많은 방법 중 하나일 뿐이며 재료를 특성화하기 위해 다른 시험도 이용할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 쇼어 A 경도의 측정은 숙련자에게 잘 알려져 있으며, 특히 쇼어 A 경도는 일반적으로 ISO 868 표준에 따라 기록된다.

예시적인 TPE 및 이들의 쇼어 A 경도가 표 1에 요약되어 있다.

일 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소, 탄성 프레임, 또는 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는다. 탄성 프레임이 50 내지 90, 특히 70 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 가질 때, BLF(N으로 측정됨)는 일반적으로 미끄럼력(N으로 측정)의 150% 이내이다.

TPE는 또한 이들의 압축 변형(compression set) 값에 의해 정의될 수 있는데, 이는 적용된 힘을 제거한 후에 남은 변형에 해당한다(그리고 일반적으로 %로 표시된다). 압축 변형 값은 전형적으로 특정 기간 동안, 예를 들어, 18 시간 내지 96 시간 동안, 그리고 예를 들어 ISO 815 표준에 따른 특정 온도에서 기록된다. 본 발명의 맥락에서, 압축 변형은 일반적으로 "주위 온도", 예를 들어, 10℃ 내지 40℃ 범위에서 기록된다. 일반적으로, 온도가 높을수록 압축 변형을 기록하는 데 필요한 시간은 짧아진다. 압축 변형은 일반적으로 가능한 한 낮아야 하지만, 본 발명의 피스톤 조립체 또는 피스톤 조립체의 일부의 경우, 압축 변형은 15% 내지 40%의 범위일 수 있다. 압축 변형 값은 일반적으로, 피스톤 조립체가 실린더에 삽입되고 이에 따라 미리 충전된 주사기가 장시간 동안 보관될 때 압축되는, 사전 충전된 주사기와 관련이 있다. 피스톤 요소가 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도와 적어도 25%, 예를 들어, 25% 내지 35% 범위의 압축 변형 값을 갖는 경우, 본 발명의 미리 충전된 주사기의 BLF는 보관할 때, 예를 들어 적어도 5 일 동안 감소할 것이며, 따라서 본 발명의 피스톤 조립체는 미리 충전된 주사기에 특히 유리하다. 압축 변형이 60% 미만이기만 하면, CCI는 보장된다.

특정 실시형태에서, 피스톤 조립체의 피스톤 요소는 각각 하나 이상의 볼록한 변형 가능한 밀봉 요소를 포함하며, 변형 가능한 밀봉 요소는 인접 계면에서 실린더의 내벽에 인접하고 피스톤 요소와 피스톤의 내벽 사이에 밀봉을 제공한다. "인접 계면"이라는 용어는 내벽과 변형 가능한 밀봉 요소가 서로 접촉하는 임의의 부분을 지칭하며, "인접 계면"은 실린더의 내벽 또는 밀봉 요소의 표면 상에 어떠한 제한도 가하지 않는다. 이러한 맥락에서, "볼록한"이란 용어는 변형 가능한 밀봉 요소 내의 임의의 두 지점 사이의 직선이 변형 가능한 밀봉 요소의 표면을 가로지르지 않는다는 것을 의미한다. 특히, 변형 가능한 밀봉 요소는 각각의 피스톤 요소가 "이완 상태(relaxed state)", 예를 들어, 실린더에 피스톤 조립체를 삽입함으로써 야기되는 변형과 같은 변형이 없는 상태일 때 볼록하지만, 피스톤 조립체는 실린더에 삽입될 때 또한 볼록한 것이 바람직하다. 변형 가능한 밀봉 요소의 직경, 즉 피스톤 요소의 직경은 일반적으로 실린더의 내경보다 3% 내지 20%, 예를 들어, 5% 내지 15% 더 크다. 실린더의 내경보다 3% 내지 20% 큰 직경을 갖는 볼록 변형 가능한 밀봉 요소를 갖는 피스톤 요소가, 예를 들어, 50 내지 90 범위, 예를 들어, 70 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는, 예를 들어, TPE 재료로 제조될 때, 피스톤 조립체는 윤활 없이 사용될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 주사기는 윤활제를 포함하지 않고, 특히 주사기는 실리콘 윤활제를 포함하지 않는다. 윤활제, 예를 들어, 실리콘 윤활제는 특정 약학 화합물, 예를 들어, 백신과 같은 단백질 분자를 기반으로 하는 약학 화합물에 대해 불활성이 아니며, 윤활제는 약학 화합물로 미리 충전된 주사기의 장기간 저장을 위해 피해야 한다. 따라서, 본 실시형태는 바람직하게 약학 화합물에 해로운 영향을 주지 않으면서 약학 화합물, 예를 들어, 단백질 기반 약학 화합물로 미리 충전된 본 발명의 주사기의 장기간 저장을 가능하게 한다. 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소, 특히 실린더의 내부 표면과 접촉하는 변형 가능한 밀봉 요소가 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 TPE로 제조될 때, 윤활제, 예를 들어, 실리콘 윤활제가 없는 경우에도 스틱-인(stick-in) 효과는 회피된다. 따라서, 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소가 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 TPE로 제조되고 윤활제가 존재하지 않는 임의의 실시형태는 장기간 저장에 특히 적합한데, 이는 스틱-인 효과가 발생하지 않고, 장기간 밀봉이 제공되며, 본 발명의 피스톤 조립체에 의해 제공되는 BLF의 감소로 인한 부드러운 최종 사용자 경험을 여전히 유지하면서, 윤활제로부터 약제에 미치는 부정적인 영향이 회피되기 때문이다. 이 효과는 중합체 실린더뿐만 아니라 유리 실린더를 갖는 주사기에서 관찰된다.

특정 실시형태에서, 예를 들어 피스톤 조립체가 이완 상태에 있을 때, 작동 피스톤 요소의 직경은 수동 피스톤 요소의 직경보다 작다. 이에 따라, 작동 피스톤 요소와 관련된 BLF는 수동 피스톤 요소와 관련된 BLF보다 작고, 결국 전체 BLF 및 미끄럼력 모두가 감소되어, 주사기를 비울 때 최종 사용자에게 더욱 부드러운 경험을 제공한다. 더욱이, 작동 피스톤 요소의 BLF는 수동 피스톤 요소의 BLF보다 낮기 때문에, 작동력이 작동 피스톤 요소로부터 제거될 때 수동 피스톤 요소는 그대로 남아 있고 작동 피스톤 요소만이 움직일 것이다. 따라서 주사 용량의 더욱 양호한 제어가 가능하다.

밀봉 요소의 차동 이동(differential movement)으로 전체 BLF를 감소시키는 독특한 설계로 인해, 윤활이 생략되는 경우에도 상당한 공차에도 불구하고 피스톤 조립체는 유리 배럴과 부드럽게 상호 작용할 수 있는데, 이는 피스톤 요소의 차동 이동으로 인해 낮은 BLF를 여전히 달성하면서 피스톤 조립체의 직경이 최대화될 수 있기 때문이다. 따라서, 바람직한 실시형태에서, 실린더는 유리, 예를 들어, 붕규산염 유리로 제조되고, 주사기는 윤활제 특히 실리콘계 윤활제를 포함하지 않는다. 두 개의 피스톤 요소를 사용하여 달성되는 효율적인 밀봉과 감소된 BLF의 조합은 미리 충전된 주사기의 장기간 보관에 특히 유리한데, 이는 스틱-인 효과가 발생하지 않고, 또한 약학 조성물, 예를 들어, 단백질 기반 약학 조성물에 대한 윤활제의 유해한 영향이 방지되기 때문이다. 본 발명은 스틱-인 효과가 없는 약학 조성물의 장기간 보관을 위한 주사기를 제공한다고 할 수 있다.

일 실시형태에서, 탄성 프레임은 접착, 용접, 예를 들어, 레이저 용접, 초음파 용접 등에 의해 또는 임의의 적절한 방법에 의해 작동 피스톤 요소 및 수동 피스톤 요소와 결합된다. 본 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 제조될 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은 재료의 단일 부품으로 제공되며, 이는 예를 들어 원하는 형상의 탄성 프레임 또는 피스톤 요소를 제공하기 위해 변형될 수 있다. 예를 들어, 원하는 형상을 제공하기 위해 재료 블록에서 부분을 제거할 수 있다. 피스톤 요소를 제조하는 또 다른 옵션은 3D 인쇄이다.

바람직한 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및 탄성 프레임은 최종 형상으로 재료의 단일 부품으로 제공된다. 이러한 재료는, 예를 들어, TPE의 사출 성형에 의해 제공될 수 있다. 피스톤 조립체는 50 내지 90 범위, 예를 들어, 50 내지 90의 쇼어 A 경도를 갖는 TPE로 최종 형상의 단일 부품으로 사출 성형되는 것이 바람직하다. 이 피스톤 조립체는 윤활제, 예를 들어, 실리콘 윤활제를 함유하지 않은 주사기에 적합하다.

압축부는 압축부를 향하는 작동 피스톤 요소의 내부 표면으로부터 압축부를 향하는 수동 피스톤 요소의 내부 표면까지 계산된 부피를 갖는다. 압축부는 소정 부피를 가질 수 있고, 탄성 프레임에 의해 점유된 부피의 일부는 본 발명의 맥락에서 "부피 분율(volumetric fraction)"이라 한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 탄성 프레임은 압축부 부피의 5% 내지 90% 범위, 예를 들어, 10% 내지 70%, 15% 내지 50% 또는 20% 내지 40%의 부피 분율을 갖는다. 예를 들어, 탄성 프레임은 프레임 재료의 탄성 특성과 함께 탄성을 제공하는 하나 이상의 구멍 또는 오목부를 갖는 대체로 원통형 형상을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 원통형 프레임은 하나의 관통 구멍을 갖는다. 관통 구멍은 임의의 단면 형상, 예를 들어, 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형 등의 형상을 가질 수 있다. 관통 구멍은 벽에 프레임을 제공하거나 프레임에 탄성을 제공하는 "취약부"을 제공한다. 프레임이 관통 구멍을 포함할 때, 탄성 프레임의 부피 분율은 전형적으로 30% 내지 70% 범위에 있을 것이다. 특정 실시형태에서, 탄성 프레임은 피스톤 조립체의 전체 길이의 30% 내지 70% 범위의 축 방향 길이를 갖고, 탄성 프레임은 10% 내지 70% 범위의 압축부의 부피 분율을 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 탄성 프레임은 피스톤 조립체의 전체 길이의 30% 내지 70% 범위의 축 방향 길이를 갖고, 탄성 프레임은 10% 내지 70% 범위의 압축부의 부피 분율을 갖고, 탄성 프레임은 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는다.

탄성 프레임은 또한 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 하나 이상의 기둥(pillar) 또는 줄기(stem)의 형태를 취할 수 있다. 본 발명의 문맥에서, "줄기" 및 "기둥"이라는 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다. 기둥은 자유롭게 설계될 수 있지만, 기둥의 폭, 두께 및 길이는 주어진 피스톤 조립체에 대한 힘과 마찰 요건에 영향을 미치는 실린더의 치수와 내경에 따라 달라질 수 있는 필요한 수축을 달성하기 위해 변할 수 있다. 작동 피스톤 요소를 밀면, 기둥(들)이 변형되어 프레임에 탄성을 제공한다. 일 실시형태에서, 기둥 또는 기둥들은 선형이다. 기둥 또는 기둥들은 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에서 직각으로 연장될 수 있거나, 기둥 또는 기둥들은 직각을 벗어난 각도로 연장될 수 있다. 기둥(들)의 각도가 직각에서 벗어날 때 기둥(들)의 변형은 기둥(들)이 직각에 있을 때보다 일반적으로 더 부드러워지고, 따라서 주사기의 더욱 사용자 친화적인 작동을 제공한다. 특정 실시형태에서, 기둥은 만곡되거나 각도를 포함한다. 만곡된 또는 각진 기둥은 또한 더욱 부드럽게 변형되어 주사기의 더욱 사용자 친화적인 작동을 제공할 것이다. 또 다른 실시형태에서, 탄성 프레임은 나선 형상을 갖는다. 나선형의 탄성 프레임은 또한 주사기의 더욱 사용자 친화적인 작동을 제공할 것이다.

또 다른 실시형태에서, 압축부는 스폰지 형태 등의 프레임을 포함한다. 탄성 프레임의 재료, 예를 들어, 탄성 재료는 규칙적인 또는 불규칙한 구조의 네트워크를 가질 수 있으며, 재료는 구조 전체 부피의 10% 내지 40%를 구성한다. 이러한 구조를 갖는 프레임을 구비한 피스톤 조립체는 2-성분 성형(two-component moulding)에 의해 제조될 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 약학 조성물 전달용 주사기에 관한 것으로, 주사기는,

- 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더로서, 내벽과, 외벽, 및 작동 단부에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더와,

- 작동 피스톤 요소와 수동 피스톤 요소 사이에 압축부를 포함하는 피스톤 조립체를 포함하고, 피스톤 요소들은 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖고, 인접 계면에서 실린더의 내벽에 인접함으로써 피스톤 조립체가 실린더에 삽입될 때 압축부를 밀봉하고, 압축부는 압축성 유체로 구성된다.

본 양태의 주사기는 바람직하게 윤활제를 필요로 하지 않으며, 특정 실시형태에서 주사기는 윤활제, 예를 들어, 실리콘 윤활제를 필요로 하지 않는다.

본 발명의 일 실시형태에서, 작동 피스톤 요소의 작동 표면은 피스톤에 부착된 영구 플런저를 갖는 종래의 미리 충전된 주사기용 플런저 또는 로드의 끝(tip)과 상호작용하기 위한 공동(cavity)을 포함할 수 있다. 플런저 또는 로드의 쉽고 간단한 장착을 위한 공간을 제공하기 위해, 또 다른 실시형태는 작동 피스톤 요소의 작동 표면과 수동 피스톤 요소의 출구 표면에 공동, 예를 들어, 동일한 공동을 포함한다. 이는 대칭 설계로 인해 실린더 내부로 삽입될 때 피스톤 조립체의 배향에 대한 필요성을 제거한다.

또 다른 실시형태에서, 작동 피스톤 요소는 피스톤 로드의 상보적 결합 장치와 결합되는 결합 장치를 포함한다. 특히, 작동 피스톤 요소가 결합 장치를 포함하는 경우, 피스톤 조립체는 바람직하게 작동 피스톤 요소를 수동 피스톤 요소에 연결하는 탄성 프레임을 갖는다. 따라서, 주사기는 사용자가 환자에게 주사하기 위한 약학 조성물로 주사기를 충전할 수 있게 하는 종래의 주사기로서 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 주사기는 상보적 결합 장치, 즉 작동 피스톤 요소의 결합 장치에 상보적인 장치를 갖는 피스톤 로드를 또한 포함한다. 결합 장치와 상보적 결합 장치의 예시적인 세트는 내부 및 외부 나선형 나사산을 포함한다. 주사기가 피스톤 로드의 상보적 결합 장치와 결합하기 위한 결합 장치를 구비한 작동 피스톤 요소를 갖는 피스톤 조립체를 구비하는 경우, 피스톤 로드를 사용하여 피스톤 조립체를 밀고 당길 때 모두, 즉, 주사기를 비우거나 채울 때, BLF에 대한 피스톤 조립체의 효과가 달성된다. 따라서, BLF와 미끄럼력 사이의 낮은 차이로 인하여 주사기의 더욱 정확한 충전이 달성될 수 있다.

일반적으로, 압축부에 존재하는 압축성 유체는 주사기의 주변 압력에 대응하는 압력에 있을 것이다. 그러나, 두 개의 피스톤 요소를 갖는 주사기가 탄성 프레임의 존재에 관계없이 증가되거나 감소된 압력으로 조립될 수 있다는 것도 고려된다. 변형된 압력에서의 조립 후에, 피스톤 요소의 이동 가능한 특성은 압축부의 압력이 주위 압력으로 조정되도록 할 것이다.

피스톤 조립체가 탄성 프레임을 포함하는 경우, 피스톤 조립체는 수동 피스톤 요소의 출구 표면과 비교하여 작동 피스톤 요소의 작동 표면에 대해 대칭인 것이 바람직하다. 따라서, 실린더 내부로의 피스톤 조립체의 삽입은 그 방향에 의존하지 않는다. 이는 피스톤 로드를 수용하기 위한 수단과 함께 피스톤과 결합하는 피스톤 로드를 갖는 주사기와 비교하여 주사기의 제조를 단순화한다.

주사기는 환자의 피부를 통해 환자에게 약학 조성물을 전달하기 위해 사용되는 임의의 종류의 주사기일 수 있다. 예를 들어, 주사기는, 예를 들어, 피하(subcutaneous, SC), 근육내(intramuscular, IM), 피내(intra-dermal, ID) 또는 정맥내(intravenous, IV) 전달 또는 다른 유형의 전달을 통해 약학 조성물을 주입하기 위해 피하주사 바늘이 장착된 주사기일 수 있다.

주사기는 작동 피스톤 요소를 작동시키기 위한 관형 부분을 갖는 바늘 캡(needle cap)을 포함할 수 있으며, 바늘 캡은 바늘 캡이 실린더 상에 장착될 때 실린더의 실린더 출구의 상보적 결합 장치와 결합하기 위한 결합 장치를 포함하는 바늘 삽입 단부를 가지며, 바늘 캡은, 예를 들어, 이완 상태에서 실린더의 작동 단부로부터 실린더의 출구 단부까지의 거리에서 길이방향 축과 평행한 피스톤 조립체의 치수를 뺀 길이에 의해 정의되는 실린더의 작동 길이와 동일하거나 그보다 큰 길이를 갖는다. 일반적으로, 실린더의 작동 단부로부터 실린더의 출구 단부까지의 거리에서 실린더의 길이방향 축과 평행한 피스톤 조립체의 치수를 뺀 거리는 실린더의 "작동 길이"를 정의한다. 피스톤 조립체는 작동 단부로부터 임의의 수단을 사용하여 출구 단부를 향해 이동될 수 있으며, 예를 들어 피스톤 조립체는 피스톤 로드 또는 플런저를 사용하여 출구 단부를 향해 이동될 수 있다. 피스톤 조립체는 작동 단부로부터, 예를 들어, 피스톤 로드 등과의 피스톤 조립체의 결합으로 인해, 예를 들어, 출구 단부로부터 작동 단부를 향해 이동될 수 없는 것이 바람직하다. 바늘 캡은 탄성 재료로 구성될 수 있거나 또는 강성 물질, 예를 들어, 중합체 강성 물질 또는 탄성 재료로 구성될 수 있다. 본 실시형태에 대한 자세한 내용은 본원에 참고로 포함된 US 2016/0129197 및 DK 178284 B1에서 찾을 수 있다. 특히, 각각의 청구 범위는 참고로 포함된다.

작동 단부에서 실린더는 실린더의 전체 단면을 가로 질러 개방될 수 있으며, 이는 피스톤 조립체의 제거 및 삽입을 가능하게 함으로써 작동 단부를 통한 주사기의 충전을 가능하게 한다. 작동 단부에서 실린더는 실린더에 삽입된 피스톤 조립체의 제거를 방지하는 리지(ridge) 또는 돌출부(들)를 가질 수 있다. 특히, 리지 또는 돌출부는 "스프링-잠금 장치"의 "잠금 장치"를 제공할 수 있고, 상보적 "스프링 장치"는 피스톤 로드 상에 수용된다. 스프링-잠금 장치 등은 피스톤 조립체를 실린더의 출구 단부로 이동시킨 후에 피스톤 로드를 잠글 수 있고, 따라서 실린더의 재충전을 방지할 수 있다.

주사기는, 예를 들어, 출구 단부에서 피하주사 바늘을 부착 또는 장착하기 위한 부품을 포함한다. 실린더는 따라서 피하주사 바늘의 상보적 결합 장치와 결합하기 위한 결합 장치를 제공하는 실린더로부터 테이퍼진 출구, 예를 들어, 관형 출구를 가질 수 있고, 예를 들어, 결합 장치와 상보적 결합 장치는 암수 상호작용을 포함할 수 있고, 관형 출구는 선택적으로 외부 나사산, 예를 들어, 나선형 외부 나사산을 포함하며, 피하주사 바늘은 선택적으로 상보적 내부 나사산, 예를 들어, 나선형 외부 나사산을 포함한다. 피하주사 바늘은 피하주사 바늘의 제거와 교체를 쉽게 하도록 장착될 수 있고, 또는 피하주사 바늘은 주사기에 영구적으로 장착될 수 있다. 특히, 피하주사 바늘은 이의 제거가 주사기의 파괴를 필요로 하고 따라서 재사용을 방지할 수 있도록 주사기에 장착될 수 있는데, 이는 본 발명의 맥락에서 "영구적인" 것으로 간주된다. 주사기는 실린더의 출구에 부착된, 예를 들어, 영구적으로 부착된 피하주사 바늘을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에서, 바람직하게 미리 충전된 주사기는 피하주사 바늘을 구비한 주사기이다. 주사기는 관형 출구 또는 또 다른 형상의 출구 상에 장착된, 예를 들어, 영구적으로 장착된 피하주사 바늘을 가질 수 있다. 주사기가 미리 충전될 때, 특히 피스톤 로드로 사용하기 위한 바늘 캡을 포함하는 경우, 실린더의 작동 단부와 피스톤 조립체의 작동 표면 사이에 간격(clearance)이 있을 수 있다. 간격은 피스톤 로드가 실린더에 삽입될 때 이의 안정성을 보장하여 주사기의 안전하고 쉬운 작동을 가능하게 한다. 예를 들어, 길이의 단위로 측정된 간격은 주사기의 크기, 예를 들어, 부피 및 주사기 내의 약학 조성물의 투여량과 관련된 임의의 값일 수 있다. 간격의 전형적인 값은 약 2 mm 내지 약 20 mm이다. 그러나, 주사 가능한 부피의 실제 부피가 실린더 사용 가능한 부피보다 상당히 작은 경우, 예를 들어, 주입 가능한 부피가 단지 0.05 ml 이지만, 사용자가 주사기를 취급하고 제어할 수 있도록 하기 위해 주사기 몸체와 이에 따른 실린더가 상당히 크고 특히 더 긴 안과 주사의 경우, 간격은 20 mm를 초과할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 작동 피스톤 요소, 수동 피스톤 요소 및/또는 탄성 프레임은 하나 이상의 안정화 핀(stabilising fin)을 포함한다. 안정화 핀은 원하는 대로 임의의 형태 또는 형상을 취할 수 있으며, 통상적으로 각각의 피스톤 요소 또는 탄성 프레임과 실린더의 내벽 사이에 비-밀봉 접촉을 제공할 것이다. 안정화 핀은 일반적으로 피스톤 요소와 실린더의 내벽 사이에서, 예를 들어, 작동 피스톤 요소의 작동 표면과 변형 가능한 밀봉 요소 사이에서, 또는 수동 피스톤 요소의 출구 표면과 변형 가능한 밀봉 요소 사이에서, 또는 존재하는 경우 탄성 프레임의 일부로서 인접 계면과는 다른 위치에서 각각의 피스톤 요소 상에 존재할 것이다. 일 실시형태에서, 안정화 핀은 실린더의 내벽과 접촉하지 않는 피스톤 요소의 몸체를 둘러싸는 원형의 외향 돌출부이고, 안정화 핀은 각각의 피스톤 요소의 내면 및 실린더의 내면에 인접하는 각각의 피스톤 요소의 부분, 예를 들어, 볼록한 변형 가능한 밀봉 요소 사이, 또는 실린더의 내벽에 인접하는 각각의 피스톤 요소의 부분과 탄성 프레임 사이, 또는 탄성 프레임 상에 배치된다. 안정화 핀, 예를 들어, 원형의 외향 돌출부의 형태인 안정화 핀이 각각의 피스톤 요소의 내부 표면 및 실린더의 내벽에 인접하는 수동 피스톤 요소의 부분 사이에 배치될 때, 실린더의 내벽에 인접하는 수동 피스톤 요소의 부분과 외부 표면 사이에 안정화 핀을 갖는 실시형태에 비해, 주사를 완료한 이후 주사 가능한 물질이 남아있게 될 위험이 낮다. 안정화 핀은 또한 변형 가능한 밀봉 요소와 피스톤 요소의 압축부 사이의 위치에 존재할 수 있다. 일 실시형태에서, 안정화 핀은 피스톤 요소가 삽입되는 실린더에 대해 길이 방향을 갖는다. 안정화 핀은 따라서 피스톤 조립체의 BLF에 아주 미미하게만 기여한다. 피스톤 요소 상의 위치에 관계없이, 안정화 핀은 각각의 피스톤 요소의 기울임을 방지한다. 기울임의 방지는 더욱 견고한 주사기를 제공한다. 주사기 내의 피스톤이 기울어지면, 주사기의 작동은 예측하기 어려워지며, 특히 압축성 유체가 압축부에 존재하는 본 발명의 주사기의 실시형태에서, 기울임은 BLF를 낮추는 것과 관련하여 주사기의 오작동을 유발할 수 있다. 따라서, 안정화 핀은 본 발명의 주사기에 특히 유리하다.

특정 실시형태에서, 안정화 핀은 특히 주사기의 실린더의 축 방향으로 유연하다. 유연한 안정화 핀은 전형적으로 피스톤 몸체를 둘러싸는 하나 이상의 부분을 포함하고, 실린더의 내벽 사이의 내경 또는 거리, 예를 들어, 반경 거리보다 큰 반경 연장부를 갖는다. 예를 들어, 유연한 안정화 요소는 실린더의 내경 또는 내벽 사이의 거리의 120% 내지 200% 범위의 직경 또는 반경 치수를 가질 수 있다. 실린더 내부로 삽입될 때, 유연한 안정화 핀은 피스톤 조립체의 미끄럼력에 크게 기여하지 않으면서 실린더의 내벽을 따라 구부러지고 미끄러질 것이다. 실린더 내부로 삽입되면, 유연한 안정화 핀을 갖는 피스톤 조립체의 유연한 안정화 핀은 피스톤 조립체의 BLF에 미미한 기여만 제공할 것이다. 유연한 안정화 핀, 예를 들어, 주사기의 실린더의 내경보다 큰 반경 연장부를 갖는 유연한 안정화 핀은 피스톤 조립체의 기울임에 대한 안정성을 향상시킬 것이다. 안정화 핀은 예를 들어 피스톤 몸체를 둘러싸는 칼라(collar)의 형태를 취할 수 있고, 또는 안정화 핀은 피스톤 몸체의 중심축으로부터 반경 방향으로 연장되는 두 개 이상, 예를 들어, 세 개 또는 네 개의 플랩(flap)을 포함한다. 유연한 안정화 핀의 두께, 예를 들어, 피스톤 몸체의 축 방향으로의 두께는 전형적으로 최대 1 mm, 예를 들어, 0.1 mm 내지 1.0 mm 범위일 것이다. 유연한 안정화 핀은 바람직하게 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 가지며, 더욱 바람직하게는 피스톤 몸체 및/또는 피스톤 요소와 동일한 재료로 제조된다. 일 실시형태에서, 유연한 안정화 핀을 포함하는 피스톤 조립체는 단일 부품으로서, 예를 들어, TPE로 사출 성형된다. 축 방향으로 유연한 안정화 핀은 압축부가 압축성 유체로 구성되는 경우에 특히 적합한데, 이는 작동 피스톤 요소 또는 수동 피스톤 요소의 기울임이 압축부를 밀봉하는 것을 방지하기 때문이다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 약학 조성물 전달용 주사기에 관한 것으로, 주사기는,

- 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더로서, 실린더의 내경을 정의하는 내벽과, 외벽, 및 작동 단부에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더와,

- 인접 계면에서 실린더의 내벽에 인접함으로써 피스톤이 실린더에 삽입될 때 주사기를 밀봉하는 단일 밀봉 요소를 구비하는 피스톤 몸체 및 실린더의 내경보다 큰 반경 연장부를 갖고, 피스톤 몸체를 둘러싸는 하나 이상의 부분을 구비하는 유연한 안정화 핀을 갖는 피스톤을 포함하고, 밀봉 요소는 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는다. 실린더는 원형 단면을 갖는 것으로 국한되지 않고, "내경"은 실린더의 두 개의 대향 벽 사이의 임의의 반경 거리를 나타낼 수 있다. 본 양태의 주사기는 바람직하게 윤활제를 필요로 하지 않으며, 특정 실시형태에서 주사기는 윤활제, 예를 들어, 실리콘 윤활제를 필요로 하지 않는다.

본 양태에서, 유연한 안정화 핀은 상기한 임의의 실시형태에 따를 수 있지만, 유연한 안정화 핀은 주사기의 실린더의 축 방향으로 유연한 것이 특히 바람직하다. 기울임을 방지하기 위한 유연한 안정화 핀의 병용 효과는 단일 밀봉 요소를 갖는 피스톤과 결합할 때 특히 유리한데, 이는 기울임을 방지하면 단일 밀봉 요소가 피스톤에 대해 충분한 밀봉을 제공하여, 피스톤이 장기간 보관을 위해 미리 충전된 주사기와 함께 사용될 수 있게 한다. 단일 밀봉 요소를 가지지만 유연한 안정화 핀이 없는 피스톤은 주사기의 실린더 내부로 쉽게 삽입될 수 없고 충분한 밀봉을 제공을 제공할 수 없다. 더욱이, 단일 밀봉 요소를 가지지만 유연한 안정화 핀을 갖지 않는 피스톤을 구비한 미리 충전된 주사기의 장기간 저장 이후, 피스톤을 움직일 때 피스톤이 기울어지는 경향은 유연한 안정화 핀을 갖는 본 발명의 피스톤에 비해 증가된다. 따라서, 본 발명의 본 양태는 장기간 보관 후에 기울임이 방지되는 주사기를 제공한다. 또한, 본 양태에서 피스톤의 BLF는 단일 밀봉 요소에 의해서만 야기되는데, 이는 유연한 안정화 핀이 BLF에 크게 기여하지 않기 때문이다. 단일 밀봉 요소만으로, BLF는 최종 사용자에게 부드러운 사용 경험을 제공할 수 있을 정도로 충분히 낮다. 특히 바람직한 실시형태에서, 단일 밀봉 요소는 볼록하고, 피스톤이 이완 상태에 있을 때, 즉 실린더 내부로 삽입되지 않았을 때 실린더의 내경보다 3% 내지 15% 큰 직경을 갖는다. 본 양태의 피스톤은 단일 부품으로서 TPE로 사출 성형되는 것이 더욱 바람직하다.

본 양태의 주사기는 또한 피스톤 로드를 포함할 수 있다. 특히, 피스톤 몸체는 실린더의 작동 단부를 향하는 작동 표면을 포함할 수 있고, 피스톤 로드는 피스톤 몸체의 작동 표면에 상보적인 작동 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 피스톤 몸체와 피스톤 로드는 각각 위에서 정의된 바와 같은 결합 장치와 상보적 결합 장치를 포함할 수 있고, 예를 들어, 결합 장치와 상보적 결합 장치의 예시적인 세트는 내부 및 외부 나선형 나사산을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 피스톤, 예를 들어, 피스톤 몸체는 견고하고 공동을 포함하지 않는다. 견고한 피스톤 몸체는 일반적으로 피스톤 로드와 피스톤 몸체 간의 결합을 허용하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 피스톤 몸체는, 예를 들어, 작동 표면에서, 진동 피더(vibration feeder), 예를 들어, 볼 피더(bowl feeder)에서 배향을 용이하게 하기 위한 공동을 포함한다. 진동 피더에서 배향을 용이하게 하기 위한 공동은 전형적으로 내부 나선형 나사산을 포함하지 않는다.

본 발명의 임의의 양태의 주사기의 특징은 자유롭게 조합될 수 있고, 특정 특징에 대해 달성된 임의의 이점은 주사기의 각각의 특징을 통합함으로써 어느 양태에나 이용 가능하다.

본 발명은 BLF가 감소된 주사기를 제공함으로써 의료 적용 및 목적을 위해 유용성을 갖도록 하는 효과가 있다.

이하, 실시예에 의해 그리고 개략적인 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것이다, 도면에서:
도 1은 종래 기술의 피스톤의 사시도를 도시하고;
도 2는 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 3은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고;
도 4는 본 발명의 주사기의 측면도를 도시하고;
도 5는 본 발명의 주사기의 측면도를 도시하고;
도 6은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고;
도 7은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고;
도 8은 도 7에 도시된 주사기의 피스톤 조립체의 상면도를 도시하고;
도 9는 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 10은 도 9에 도시된 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고;
도 11은 도 9 및 도 10의 피스톤 조립체를 구비한 주사기의 측면도를 도시하고;
도 12는 본 발명의 피스톤 조립체 및 주사기의 측면도를 도시하고;
도 13은 본 발명의 피스톤 조립체 및 주사기의 측면도를 도시하고;
도 14는 본 발명의 피스톤 조립체 및 주사기의 측면도를 도시하고;
도 15는 본 발명의 주사기의 측면도를 도시하고;
도 16은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 17은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 18은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도 및 측면도를 도시하고;
도 19는 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고;
도 20은 피스톤 로드를 구비한 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 21은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 사시도를 도시하고;
도 22는 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 다른 도면을 도시하고;
도 23은 본 발명의 주사기의 피스톤 조립체의 다른 도면을 도시하고;
도 24는 종래 기술의 주사기에 대한 하중-변위 그래프를 도시하고;
도 25는 본 발명의 주사기에 대한 하중-변위 그래프를 도시한다.
다양한 실시형태에서의 특징들의 조합이 또한 고려될 수 있으며; 다양한 특징, 세부사항 및 실시형태가 다른 실시형태로 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
도면에 대한 참조는 본 발명을 설명하는 역할을 하며, 특징을 도시된 특정 실시형태로 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명은 약학 조성물 전달용 주사기에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것이다. 특정 도면은 본 발명의 주사기의 "단면도"로 도시되며, 여기서 "단면도" 내의 주사기는 달리 도시된 주사기와 비교하여 90 °의 각도로 도시된다. 특정 도면은 본 발명의 주사기의 측면도를 도시하고 있다. 이들 측면도는 주사기의 출구를 도시하지는 않지만, 본 발명의 주사기는, 예를 들어, 피하주사 바늘이 장착된 출구를 가질 것이다.

도 1은 약학 화합물 주입사용 주사기(미도시)의 종래의 피스톤(100)을 도시하고 있다. 종래의 피스톤은 피스톤 몸체(101), 및 도시된 버전에서 종래의 피스톤(100)이 주사기에 삽입될 때, 피스톤 몸체(101)와 주사기의 내벽 사이의 환형 갭을 밀봉하는 두 개의 밀봉 요소(102)를 포함한다. 피스톤 몸체(101)는 전형적으로 고무 또는 낮은 압축성을 갖는 유사한 재료로 제조된다. 주사기 내에서 종래의 피스톤(100)을 이동시키기 위해, 해제력(BLF)은 두 개의 밀봉 요소(102)의 결합된 정지 마찰을 포함할 것이다.

도 2는 작동 피스톤 요소(32)와 수동 피스톤 요소(33) 사이에 압축부(31)를 갖는 피스톤 조립체(3)의 사시도를 도시하고 있다. 작동 피스톤 요소(32)는 도시된 실시형태에서 하나의 관통 구멍(35) 및 대응 벽(36)을 갖는 탄성 프레임(34)을 포함한다. 작동 피스톤 요소(32)는 작동 표면(321)을 갖고, 수동 피스톤 요소(33)는 출구 표면(331)을 가지며; 도시된 실시형태에서, 피스톤 조립체(3)는 작동 표면(321)과 출구 표면(331)에 대해 대칭이고, 따라서 주사기 내의 피스톤 조립체(3)의 배향은 상관없다. 도 2의 피스톤 조립체(3)의 피스톤 요소(32, 33)는 볼록한 변형 가능한 밀봉 요소(5)를 가지며, 피스톤 조립체(3)는, 예를 들어, 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 열가소성 엘라스토머(TPE)의 사출 성형에 의해 단일 부품으로 제조된다. 도 2의 피스톤 조립체(3)는 도 3에서 측면도로 도시되어 있고, 도 4에는 피스톤 조립체(3)가 주사기(1)에 삽입된 것으로 도시되어 있다. 도 4는 핑거 그립(4)이 배치되는 실린더(2)의 작동 단부(24)를 도시하고 있다. 피스톤 요소(32, 33)의 볼록한 변형 가능한 밀봉 요소(5)는 실린더(2)의 내벽(21)에 인접하고 피스톤 조립체(3)와 내벽(21) 사이에 밀봉을 제공한다. 도 4(좌측 패널)에서 피스톤 조립체(3)는 이완 상태로 도시되어 있고, 도 4(우측 패널)에서 작동 표면(321)에 힘(화살표로 표시됨)이 가해져서 압축부(31)가 압축되며, 탄성 프레임의 벽(36)은 압축에 의해 변형된다. 피스톤 조립체(3)(이완 상태)의 전체 길이에 대한 압축부(31)의 축 방향 길이는 약 50%이며, 탄성 프레임(34)의 부피 분율은 도 2 내지 도 4에서 약 30%이다.

도 5는 압축부(31)가 압축성 유체, 예를 들어, 공기로 구성된 실시형태를 도시하고 있다. 따라서, 피스톤 조립체(3)는 모두 71의 쇼어 A 경도를 갖는 에보프렌(Evoprene)으로 제조된 작동 피스톤 요소(32)와 수동 피스톤 요소(33)를 포함하고, 탄성 프레임은 포함하지 않는다. 작동 피스톤 요소(32)와 수동 피스톤 요소(33)는 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 임의의 TPE, 예를 들어, 표 1에 나열된 임의의 TPE로 제조될 수 있다. 도 5(좌측 프레임)에서 피스톤 조립체(3)는 이완 상태로 도시되어 있고, 도 5(우측 프레임)에서 작동 표면(321)에 힘(화살표로 표시됨)이 가해져서 압축성 유체의 압축부(31)가 압축된다.

관통 구멍(35)은 도 2 및 도 3에서 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 관통 구멍은 단면 형상에 대해 제한되지 않는다. 따라서, 도 6은 관통 구멍(35)이 직사각형 단면을 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 다른 실시형태에서, 탄성 프레임(34)은 임의의 개수의 임의의 단면 형상의 관통 구멍을 가질 수 있다. 또한, 탄성 프레임(34)은 하나 이상의 오목부, 예를 들어, 관통 구멍이 아닌 구멍을 가질 수 있다.

도 7 내지 도 14는 탄성 프레임(34)이 하나 이상의 기둥(37)의 형태를 갖는 실시형태를 도시하고 있고; 이들 실시형태에서, 탄성 프레임(34), 작동 피스톤 요소(32) 및 수동 피스톤 요소(33)는 전형적으로 동일한 재료로, 예를 들어, TPE의 사출 성형에 의해 제조된다.

도 7은 탄성 프레임(34)이 네 개의 기둥(37)으로 구성된 실시형태를 도시하고 있고; 도 8에서 네 개의 기둥(37)은 (단면) 상면도로 도시되어 있다. 기둥(37)은 정사각형 단면을 갖고 피스톤 요소(32, 33)의 내부 표면(311) 사이에서 직각으로 연장된다. 탄성 프레임(34)의 부피 분율은 도 7 및 도 8의 실시형태에서 15% 내지 25%의 범위에 있다.

도 9는 도 10의 측면도로 도시된 단일 기둥으로 구성된 탄성 프레임(34)을 갖는 피스톤 조립체(3)의 사시도를 도시하고 있다. 기둥은 피스톤 요소(32, 33)의 내부 표면(311) 사이에서 직각으로 연장되며, 도 11은 실린더(2)에 삽입되어 외력(화살표로 표시됨)에 의해 변형된 피스톤 조립체(3)를 도시하고 있다.

도 12에서, 탄성 프레임(34)은 작동 피스톤 요소(32)의 내부 표면(311)의 측면으로부터 수동 피스톤 요소(33)의 내부 표면(311)의 중심까지 또는 그 반대로 연장되는 두 개의 기둥을 갖는다. 도 12a는 이완 상태의 피스톤 조립체(3)를 도시하고, 도 12b에서 피스톤 조립체(3)는 실린더(2)에 삽입되어, 화살표로 표시된 바와 같이 외력의 인가에 의해 기둥이 변형되는 압축 상태로 도시되어 있다. 도 12b는 실린더(2)에 대한 한 방향에서의 피스톤 조립체(3)를 도시하고 있지만, 본 실시형태는 각각의 피스톤 요소(32, 33)의 작동 표면(321)과 출구 표면(331)에 대해 대칭인 것으로 간주되며, 실린더(2) 내의 배향은 피스톤 조립체(3)의 정확한 작용과 관련이 없다.

도 13은 피스톤 조립체(3)가 각도(341)를 각각 포함하는 두 개의 기둥 형태의 탄성 프레임(34)을 갖는 피스톤 조립체(3)(도 13a) 및 피스톤 조립체(3)를 포함하는 실린더(2)(도 13b)를 도시하고 있다. 기둥은 TPE로 제조되지만, 각도(341)로 인해 더욱 단단한 재료, 예를 들어, 중합체로도 제조될 수 있다. 각도(341)는 탄성 프레임(34)에 탄성을 제공하고, 도 13b에 도시된 바와 같은 외력에 노출될 때 각도(341)는 구부러져서 작동 피스톤 요소(32)가 압축부(31)를 압축할 수 있게 하고, 결국 각각의 피스톤 요소(32, 33)의 부가된 BLF와 비교하여 수동 피스톤 요소(33)를 감소된 BLF로 누를 수 있게 한다.

도 14는 도 13에 도시된 실시형태의 변형을 도시하고 있고, 여기서 도 14a는 이완 상태의 피스톤 조립체(3)를 도시하고, 도14b는 외력(화살표로 표시됨)에 의해 압축된 실린더(2) 내의 피스톤 조립체(3)를 도시하며, 여기서 탄성 프레임(34)을 구성하는 기동의 각도(341)는 도 13의 실시형태의 각도(341)와 비교하여 반영되어 있다. 도 13의 실시형태에 대해 이루어진 모든 관찰은 도 14의 실시형태에도 관련된다.

도 15는 흡수성 물질(38)로 제조된 압축성 요소(31)를 구비한 피스톤 요소(3)를 갖는 주사기(1)의 측면도를 도시하고 있다. 도 15(좌측 패널)는 이완 상태의 피스톤 요소(3)를 도시하고, 도 15(우측 패널)에서 흡수성 물질(38)은 외력(화살표로 표시됨)에 의해 압축되고, 압축부(31) 또한 압축된다.

도 16 및 도 17은 탄성 프레임(34)과 피스톤 요소(32, 33)가 각각 안정화 핀(7)을 구비하는 실시형태를 도시하고 있다. 피스톤 요소(32, 33)는 피스톤 조립체가 실린더(2)에 삽입되고 나면 실린더(2)의 내벽(21)과 접촉하지 않는 피스톤 몸체(8)를 각각 구비한다. 안정화 핀(7)은 피스톤 조립체(3)가 실린더(2)에 삽입될 수 있도록 그리고 피스톤 조립체(3)가 피스톤 요소(32, 33)의 기울임의 위험 없이 변형될 수 있도록 한다. 안정화 핀(7)은 탄성 프레임(34) 및/또는 피스톤 요소(32, 33) 상에서 길이방향으로 연장된 돌출부로서 존재하며, 실린더의 내벽과의 비-밀봉 접촉을 제공한다.

도 17에 도시된 실시형태는 실린더에 대해 가로지르는 원통형 탄성 프레임(34)을 갖는다. 피스톤 조립체(3)의 이러한 실시형태는 적절한 형상의 피스톤 요소(32, 33)를 탄성 프레임(34)에 접착 또는 용접함으로써 제조될 수 있고, 또는 피스톤 요소(32, 33)와 탄성 프레임(34)을 포함하는 피스톤 조립체(3)는 단일 부품으로 사출 성형될 수 있다.

도 18은 작동 피스톤 요소(32)와 수동 피스톤 요소(33)가 각각 원주 구조 형태이지만 다른 방법으로 상기한 안정화 핀(7)의 기능을 제공하는 안정화 핀(7)을 구비하는 피스톤 조립체(3)의 실시형태를 도시하고 있다. 피스톤 조립체(3)는 도 18a의 사시도와 도 18b 및 도 18c의 서로 다른 직각에서의 측면도로 도시되어 있다.

도 19는 원형의 안정화 핀(7)이 피스톤 조립체가 실린더(2)에 삽입되고 나면 실린더(2)의 내벽(21)과 접촉하지 않는 실린더 몸체(8)를 둘러싸는 피스톤 조립체(3)의 실시형태의 측면도를 도시하고 있다. 안정화 핀(7)은 피스톤 조립체가 실린더(2)에 삽입되고 나면 실린더(2)의 내벽(21)에 인접하는 각각의 피스톤 요소(32, 33)의 부분과 탄성 프레임(34) 사이에 위치한다.

도 20은 작동 피스톤 요소(32)가 피스톤 로드(6)의 상보적 결합 장치(62)와 결합하기 위한 결합 장치(61)를 갖는 피스톤 조립체(3)의 실시형태의 측면도를 도시하고 있다. 피스톤 로드(6)가 결합 장치(61)와 상보적 결합 장치(62)를 통해 작동 피스톤 요소(32)와 결합하면, 환자에게 주사하기 위한 약학 조성물로 주사기를 충전할 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시된 피스톤 조립체(3)에 대해 주사기(1)의 자동 조립을 용이하게 하기 위해, 수동 피스톤 요소(33)는 제조하는 동안 피스톤 배향의 생략을 가능하게 하는 유사한 결합 장치(미도시)를 가질 수 있다.

도 21은 피스톤 몸체(8)가 유연한 안정화 핀(71)을 갖는 피스톤 조립체(3)의 실시형태의 측면도를 도시하고 있다. 도시된 실시형태의 유연한 안정화 핀(71)은 피스톤 몸체(8)를 완전히 둘러싸는 TPE의 단일 부품으로 제조된다. 그러나, 유연한 안정화 핀(71)은 또한, 예를 들어, 플랩 형태의 하나 이상, 예를 들어, 세 개, 네 개 이상의 부분으로 구성될 수 있다. 도 21a에서, 피스톤 조립체(3)는 내벽(21)과 함께 도시된 실린더에 부분적으로 삽입된 것으로 도시되어 있고, 도 21b에서는 피스톤 조립체(3)가 내벽(21) 사이에 완전히 삽입된 것으로 도시되어 있다. 유연한 안정 핀(71)의 반경 연장부, 예를 들어, 직경은 실린더의 내경보다 크고, 따라서 유연한 안정 핀(71)이 실린더에 삽입될 때 유연한 안정 핀(71)은 실린더에 대한 피스톤 조립체(3)의 이동 방향과 반대인 방향으로 실린더의 내벽(21)을 따라 구부러질 것이다.

도 22 및 도 23은 각각 0.5 mL 및 1.0 mL 부피의 유리 실린더용으로 제조된 피스톤 조립체의 실시형태를 도시하고 있다. 피스톤 조립체는 단일 부품으로서 에보프렌으로 사출 성형되며, 피스톤 조립체는 각각의 피스톤 요소의 작동 표면과 출구 표면에 대해 대칭이고, 따라서 실린더에 삽입할 때 피스톤 조립체의 배향은 필요하지 않다. 작동 표면과 출구 표면은 각각 특정 기능을 제공하는 돌출부를 갖는다. 출구 표면의 돌출부는 주사할 때 실린더가 완전히 비워질 수 있는 형태로 제조되고, 작동 표면의 동일한 돌출부는 피스톤 로드의 역할을 하는 바늘 캡, 예를 들어, US 2016/0129197 및 DK 178284 B1에 기술된 피하주사 바늘을 수용하기 위한 관형 부분의 형상에 상보적인 형상을 갖는다. 도 22 및 도 23은 피스톤 조립체의 측면도를 도시하고 있고, 여기서, 하나의 도면은 원통형 탄성 프레임을 도시하고 있고, 이는 다른 도면에서 90° 회전으로 도시되어 있으며; 피스톤 조립체는 또한 원통형 탄성 프레임을 나타내는 사시도에 도시되어 있다. 측정 값(mm)이 도 22 및 도 23에 나타나 있다.

실시예

실시예 1

본 발명의 주사기의 용기 폐쇄 완전성을 시험하였다. 통합된 피하주사 바늘을 구비한 유리 주사기를 ASTM F 1929의 가이드라인에 따라 제조된 청색 염료 용액으로 충전하였다. 시험이 시작될 때까지 주사기를 23℃, 상대 습도 50%에서 보관하였다. 시험 부품들은 실리콘화되지 않았거나 다른 윤활제가 없었다. 본 연구에서 사용된 사전 충전된 주사기는 이완 상태에서 4.88 mm 피스톤 요소의 직경을 갖는 열가소성 엘라스토머(TPE)인 에보프렌 G970의 피스톤 조립체를 구비하였다. 주사기의 공칭 용량은 0.5 mL였고, 실린더는 붕규산염 유리로 제조하였다.

시험은 주사기를 건조기 내의 흡수지 상에 놓고 다음과 같이 수행하였다:

- 10 분 동안 25 mbar, 검사

- 10 분 동안 35 mbar, 검사

- 10 분 동안 100 mbar, 최종 검사.

결과는 표 2에 요약되어 있다.

용기 폐쇄 완전성 시험 결과

반복시험 횟수	10 분 동안 25 mbar, 검사	10 분 동안 35 mbar, 검사	10 분 동안 100 mbr, 최종 검사
5	누출 주사기 없음	누출 주사기 없음	누출 주사기 없음

실시예 2

본 발명의 주사기를 비우는 데 필요한 힘을 시험하고 종래 기술의 주사기와 비교하였다. 통합된 피하주사 바늘을 구비한 사전 충전된 유리 주사기를 시험이 시작될 때까지 23℃, 상대 습도50%에서 보관하였다. 시험 부품들은 실리콘화되지 않았거나 다른 윤활제 또는 코팅이 없었다. 본 연구에서 사용된 본 발명의 사전 충전된 주사기는 이완 상태에서 4.88 ㎜의 피스톤 요소의 직경을 갖는 에보프렌 G970의 피스톤 조립체를 구비하였다. 구체적으로, 본 발명의 시험 피스톤 조립체가 도 2에 도시되어 있다. 종래 기술의 주사기는 마찬가지로 에보프렌 G970의 피스톤을 구비하였다. 주사기의 공칭 용량은 0.5 mL 였고, 실린더는 붕규산염 유리로 제조하였다. 시험은 ISO 7886-3:2005 부록 B의 일회용 무균 피하주사 주사기-3 부: 고정 용량 예방주사용 자동-폐기 주사기, 플런저 작동에 필요한 힘에 대한 시험 방법을 기반으로 하였다. 100 N 로드 셀이 장착된 인스트론(Instron) 기계 시험기를 100 mm/min으로 사용하였다.

결과는 표 3에 요약되어 있으며 도 24(종래 기술의 피스톤을 갖는 주사기) 및 도 25(본 발명의 주사기)에 도시되어 있다.

주사기를 비우는 데 필요한 힘의 시험 결과

샘플	시험반복 횟수	평균 최대 BLF	미끄럼력(N)
종래 기술	5	14(1)	5-15
본 발명의 주사기	5	6(1)	3-6

도 24 및 도 25로부터, 본 발명의 주사기는 전체 BLF를 피스톤 조립체의 미끄럼력과 유사한 값으로 감소시킨다는 것이 명백하다. 이는 본 발명이 최종 사용자가 경험하는 부드러운 힘 프로파일을 갖는 주사기를 제공한다는 것을 증명한다. 이에 반해서, 종래 기술의 주사기는 유지하는 움직임과 비교하여 운동을 개시하는 데 훨씬 높은 힘을 필요로 하는 종래의 힘 프로파일을 가졌다. 표 3에 요약된 결과는 두 개의 시험된 주사기의 BLF를 보여주며, 괄호 안의 숫자는 표준 편차를 나타낸다.

Claims (18)

1. 약학 조성물 전달용 주사기(1)로서, 주사기(1)는,
   - 길이방향 축을 따라 연장되는 실린더(2)로서, 내벽(21)과, 외벽, 및 작동 단부(24)에 대향하는 출구 단부에 출구를 포함하는 실린더(2)와,
   - 작동 피스톤 요소(32)와 수동 피스톤 요소(33) 사이에 압축부(31)를 포함하는 피스톤 조립체(3)를 포함하고, 피스톤 요소(32, 33)들은 인접 계면에서 실린더(2)의 내벽(21)에 인접함으로써 피스톤 조립체(3)가 실린더(2)에 삽입될 때 압축부(31)를 밀봉하고, 압축부(31)는 압축성 유체 및 작동 피스톤 요소(32)를 수동 피스톤 요소(33)에 연결하는 탄성 프레임(34)을 포함하는, 주사기에 있어서, 탄성 프레임(34)은 탄성 중합체 또는 탄성 금속으로 제조되고 압축부(31) 부피의 5% 내지 90% 범위의 부피 분율을 갖는 것을 특징으로 하는 주사기(1).
   
2. 제 1 항에 있어서,
   압축부(31)의 축 방향 길이는 이완 상태의 피스톤 조립체(3)의 전체 축 방향 길이의 25% 내지 90%의 범위에 있는, 주사기(1).
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   탄성 중합체는 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 열가소성 엘라스토머인, 주사기(1).
   
4. 제 1 항에 있어서,
   탄성 프레임(34)은 피스톤 조립체(3)의 전체 길이의 30% 내지 70% 범위의 축 방향 길이를 갖고, 탄성 프레임(34)은 10% 내지 70% 범위의 압축부(31)의 부피 분율을 갖는, 주사기(1).
   
5. 제 1 항에 있어서,
   작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(33), 탄성 프레임(34), 또는 작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(34) 및 탄성 프레임(34)은 열가소성 엘라스토머(TPE)로 제조되는, 주사기(1).
   
6. 제 1 항에 있어서,
   작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(33), 또는 작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(33) 및 탄성 프레임(34)은 50 내지 90 범위의 쇼어 A 경도를 갖는, 주사기(1).
   
7. 제 1 항에 있어서,
   작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(33) 및 탄성 프레임(34)은 단일 부품으로 사출 성형되는, 주사기(1).
   
8. 제 1 항에 있어서,
   피스톤 조립체(3)는 수동 피스톤 요소(33)의 출구 표면(331)과 비교하여 작동 피스톤 요소(32)의 작동 표면(321)에 대해 대칭인, 주사기(1).
   
9. 제 1 항에 있어서,
   주사기(1)는 피스톤 로드(6)를 포함하고, 작동 피스톤 요소(32)는 피스톤 로드(6)의 상보적 결합 장치(62)와 결합하기 위한 결합 장치(61)를 포함하는, 주사기(1).
   
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주사기(1)는 윤활제를 포함하지 않는, 주사기(1).
    
11. 제 1 항에 있어서,
    실린더(2)는 유리로 제조되는, 주사기(1).
    
12. 제 1 항에 있어서,
    작동 피스톤 요소(32), 수동 피스톤 요소(33) 및/또는 탄성 프레임(34)은 하나 이상의 안정화 핀(71)을 포함하는, 주사기(1).
    
13. 제 1 항에 있어서,
    실린더(2)는 2 mm 내지 10 mm 범위의 내경을 갖는, 주사기(1).
    
14. 제 1 항에 있어서,
    실린더(2)는 약학 조성물로 미리 충전되는, 주사기(1).
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