KR102518483B1 - 약품 투여용 장치 - Google Patents

Abstract

약품 투여 장치는 투여될 약품(126)을 수용하는 용기(120)를 수용하는 용기 수용기(110); 용기(120)의 내부에 있는 약품(126)이 주사되게 하는 분배 기구(130); 및 용기 수용기(110)와 연결되어 용기(120)에 결합된 RFID 태그(125)와 쌍방향으로 통신할 수 있고 주어진 조건하에서만 약품(126)의 투여를 실행할 수 있는 RFID 시스템(140);을 구비한다. 따라서 RFID 시스템(140)에 의해 RFID 태그(125)가 판독되고 기록될 수 있다. RFID 시스템(140)은 RFID 태그(125)를 적어도 부분적으로 덮도록 배치된 안테나(145)를 더 구비한다. 약품(126)이 투여될 동물의 피부의 위에 주사 장치(100)가 가압되면 접촉 센서(15)에 의해 분배 기구(130)가 작동된다. 바늘이 없는 주사 장치는 외부 장치들(PC, 랩톱, 태블릿, 스마트폰 등)과 통신이 가능하다.

Description

약품 투여용 장치{DEVICE FOR ADMINISTERING MEDICINAL PRODUCTS}

본 출원은 2014년 2월 23일에 출원된 유럽 특허 출원 EP14200035.5의 우선권을 주장한다.

본 명세서는 의약 물질이나 제품을 포함하는 유체 제제(fluid formulations)나 조성물과 같은 약품들을 투여하기 위한 장치들과 관련되며, 보다 상세하게는 예를 들어 백신 등의 약물과 같은 약품들을 동물에게 투여하기 위한 장치와 관련된다.

본 명세서는 또한 약품 투여를 관리하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바늘이 없는 주사 장치를 구비하는 약품 투여 관리 시스템에 관한 것이다.

동물과 사람에게 약품을 투여하기 위한 기술분야에서 바늘이 없는 주사 장치들이 알려져 있다. 바늘이 없는 주사 장치들은 피하주사 바늘을 사용하는 대신 피부를 통하여 주사되는 고압의 유체의 좁은 분출류(제트; jet)를 이용한다.

바늘이 없는 주사 장치들의 전형적인 한 응용예는 동물에 대한 대량 백신 접종이다. 바늘이 없는 주사 장치들은 주입기(injector)에 의해 발생하는 힘에 따라 피부에서 근육까지 이르는 다양한 세포 깊이들에서 목표 분자를 공급할 수 있다(Mitragotri S., Nat Rev Drug Discov. 2006; 5:543-548; Schramm-Baxter J., et al., J. Control Release, 2004; 97:527-535).

공지된 바늘이 없는 주사 장치들은 주사될 약품을 포함하기 위한 챔버가 내부에 형성된 하우징을 구비하며, 약품이 분배 출구를 통하여 챔버의 외부로 분사된다. 또한 약품의 분사를 수행하는 분배 기구가 마련된다.

상기 바늘이 없는 주사 장치들은 주사바늘 및 주사기 용품과 비교할 때 복잡하지만 상당한 장점을 갖는다. 예를 들어 동물들 사이의 질병 전파가 감소되며 대량 백신 접종이 시간이 덜 소모되고 더 정확하다는 점이 발견되었다.

바늘이 없는 주사 장치의 한 예가 EP1515763의 문헌에 개시되었다. 이 문헌에 개시된 바늘이 없는 주사 장치는 배출 노즐을 통해 챔버의 외부로 주사될 약품을 수용하기 위한 챔버를 구비한다. 챔버는 공급 라인을 통해 주사될 약품을 수용하는 저장소(reservoir)와 연결된다. 주사 장치는 챔버의 내부에 배치된 피스톤을 스프링에 대해 이동시키는 동력 캠을 갖는 분배 기구를 구비한다. 피스톤의 이동은 약품이 챔버의 외부로 주사되게 한다. 상기 분배 기구의 작동은 공급 라인의 위에 마련되는 LED와 같은 센서에 의존한다. 센서는 분사될 제품의 존재를 감지하는 데 적합하다.

상술한 바늘이 없는 주사 장치의 센서 설치는 안전한 제품 투여 절차를 가능하게 한다는 장점을 갖는다. 센서가 주사될 제품의 존재를 감지하지 못하는 경우에 분배 기구가 피스톤을 이동시키지 않음으로써 제품이 주사되지 않는다. 그러나 이와 같은 주사 장치는 충분한 제품 추적 능력을 제공하지 못하므로 제품 투여 절차가 조작자에 의해 수동으로 조절되어야 한다. 이로 인해 시간이 소요되며 작업이 지루하다.

또한 EP1515763에 개시된 바늘이 없는 주사 장치는 주사될 백신과 같은 약품과 세척액만을 구분할 수 있다. 이와 같은 바늘이 없는 주사 장치는 예를 들어 백신과 같이 어떤 유형의 약품이 실제로 동물에 투여되는 것인지를 분별할 수 없다.

그러므로 한편으로는 수의과의 안전한 실무(veterinary safe practices)를 가능하게 하며, 다른 한편으로는 제품 추적 성능을 제공할 수 있는 바늘이 없는 주사 장치를 공급할 필요가 존재한다.

이하에서는 동물에 약품을 투여하기 위한 바늘이 없는 주사 장치가 설명된다.

바늘이 없는 주사 장치는, 예를 들어 하우징의 내부에 형성될 수 있는 용기 수용기를 구비한다. 용기 수용기는 투여될 약품을 수용하는 용기를 수용하도록 형성된다.

이하에서 의약 물질이나 약품은 질병을 포함하는 장애(disorder)를 예방하고 처지하기 위해, 즉 장애를 예방하거나, 개선하거나, 처치하거나, 또는 치료하는 것을 보조하기 위해 사용될 수 있는 모든 물질이나 물질들의 조합을 의미한다. 이와 같은 물질은 예를 들어 화학적 화합물, 약학적 화합물 또는 천연 또는 합성 펩티드(peptide)나 단백질, (다)당류((poly)saccharide), 또는 기타 유기 또는 무기 분자, 박테리아, 바이러스, 곰팡이류, 파지(phages), 기생충 등과 같은 죽어있거나 살아있는 미생물 등의 생물학적인 화합물일 수 있다.

상술한 내용에도 불구하고 용기는 또한 예를 들어 백신 접촉 절차의 이전 및 이후에 주사 장치의 오염물질을 제거하고 청소하기 위해 예를 들어 벤질 알콜과 같은 위생 액체나 용액과 같은 세척용 제품도 수용할 수 있다.

수용기는 상이한 유형의 용기들을 수용할 수 있다. 수용기에 수용될 수 있는 용기들의 예들은 유리병(vial), 플라스크(flasks), 또는 기술분야에서 숙련된 기술자에게 잘 알려져 있는 기타 용기이다. 주사될 약품들을 수용하는 상기 용기들은 상이한 종류일 수 있다. 예를 들어 용기들은 유리나 예를 들어 HDPE(High Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), PP(Polypropylene), PET(Polyethylene Terephthalate) 등과 같은 플라스틱 소재로 제조될 수 있다.

바늘이 없는 주사 장치는 분배 기구가 작동할 때 용기 내의 약품이 주사되게 하는 분배 기구를 더 구비한다. 이하에서 주사(injection)는 상기 약품을 피부(즉, 피부경유 경로, transdermal route)를 통해, 구체적으로는 (약품이 피하로 공급될 때에는) 피내의 경로(intradermal)를 통해 동물에게 투여하는 것을 수반한다. 주사 장치의 내부에 설정된 주사 변수들(투사 압력, 주사량, 노즐의 지름)에 따라 근육내(intramuscular) 투여나 피하(subcutaneous) 투여도 가능하다.

또한 상술한 수용기와 연결된 RFID 시스템도 마련된다. RFID 시스템은 용기와 연결된 RFID 태그와 통신이 가능하다. RFID 태그는 용기 내에 수용된 약품에 관한 적절한 정보를 포함한다. 상기 적절한 정보의 예는 제품 제조일, 만료일(expiry date), 제품의 유형, 용기 내에 포함된 투여 횟수 등일 수 있다.

용기의 RFID 태그는 RFID 시스템에 의해 고유하게 식별될 수 있다. 이를 위하여 RFID 시스템은 안테나를 통하여 RFID 태그에 조회신호를 송신하고 RFID 태그는 자신의 고유 정보로 응답한다. 어떤 경우 주사 장치에 적어도 사용자에게 정보를 표시하는 디스플레이가 마련되는 것이 유용할 수 있다.

RFID 태그는 능동형(active)이거나 수동형(passive)일 수 있다. 능동형 RFID 태그가 제공되는 경우 RFID 태그는 수백미터에 이르는 판독 범위(read range)로 송출할 수 있는 자체 동력원을 포함한다. RFID 태그의 장거리 판독 범위는 능동형 RFID 태그를 제품 위치와 추적 성능이 중요한 많은 산업분야에 적합하게 하며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 수동형인 RFID 태그가 자체 동력원을 갖지 않으므로 바람직할 수 있는데, 라디오 파장이 RFID 태그에 동력을 공급할 정도로 충분히 강하므로 RFID 태그는 RFID 송수신기로부터 전달되는 전자기 에너지에 의해 동력을 공급 받는다.

RFID 시스템과 용기의 RFID 태그의 사이의 통신 덕분에 용기에 수용된 약품의 투여는 주어진 조건 하에서만 허용될 수 있다. 예를 들어 약품 투여를 허용하는 미리 정해진 조건은 용기의 내에 존재하는 약품이 동물에게 투여될 정확한 약품인 것이다.

상술한 바와 같이 RFID 시스템은 RFID 시스템과 용기의 RFID 태그의 사이의 통신을 위한 안테나를 구비한다. 안테나는 RFID 태그를 적어도 부분적으로 덮도록 배치된다. 이하에서 안테나가 RFID 태그를 적어도 부분적으로 덮는다는 것은 RFID 시스템과 용기의 RFID 태그의 사이에 통신이 가능하게 되도록 안테나가 RFID 태그의 적어도 일부분의 위에 위치하는 것을 의미한다.

안테나가 RFID 태그의 적어도 일부를 덮거나 덮지 않는 모든 경우에서 RFID 태그가 안테나와 통신을 할 수 있는 한 RFID 태그는 용기의 바닥, 용기의 뚜껑, 또는 용기의 기타 적절한 위치와 같이 용기 내의 하나 이상의 상이한 위치들에 부착될 수 있다.

RFID 시스템의 안테나가 유연성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한 더 바람직한 실시예에서 RFID 시스템의 안테나의 형상이 만곡될 수 있다. 만곡된 안테나가 마련된 실시예에서, 안테나는 RFID 태그의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 보다 바람직하게는, 만곡된 안테나가 마련되는 경우 RFID 안테나는 RFID 태그의 길이의 적어도 절반이 덮이거나 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 만곡된 안테나의 설치는 RFID 시스템의 RFID 송수신기가 RFID 태그에 매우 가깝게 위치하게 함으로써 용기의 각도 위치와 관계없이 RFID 태그가 정확하게 판독될 수 있다. 따라서 용기의 RFID 태그가 RFID 시스템의 반대 측의 각도 위치에 위치하는 경우에도, RFID 태그가 용기를 넘어서 즉 약품 자체를 넘어서 정확하게 판독될 수 있다. 이로 인해 투여 절차가 안전하게 실행될 수 있다.

RFID 시스템이 RFID 태그와 쌍방향으로 통신 가능하게 형성됨으로써 RFID 태그가 RFID 시스템에 의해 판독되고 기록될 수 있다. 어떤 실시예들에서, RFID 시스템은 RFID 기록기(writer)와 RFID 판독기(reader)를 구비할 수 있다. 이러한 경우, RFID 시스템이 RFID 태그와 쌍방향으로 통신이 가능하게 형성됨으로써 RFID 태그는 RFID 판독기에 의해 판독되고 RFID 기록기에 의해 기록될 수 있다.

모든 경우에서 쌍방향 통신이 RFID 시스템에 의해 용기의 RFID 태그로부터 정보가 판독되고 RFID 태그에 정보가 기록되는 것을 가능하게 함으로써, 예를 들어 투여 횟수, 투여 시간, 제품 만료일, 제품 인증 등이 쉽고 안전하게 관리될 수 있다. 또한 쌍방향 통신은 용기 내에 존재하는 투여될 약품의 잔여량의 대략적인 추정값을 획득할 수 있게 한다. 이로 인하여 특정 동물이나 동물들의 무리에 투여되는 약품의 양호한 추적성능이 확보될 수 있다. 바늘이 없는 주사 장치를 통한 약품 주사 절차로부터 수집된 정보는 그 이후에 예를 들어 동물 농장에서의 특정한 관리 응용프로그램에서 처리될 수 있다.

분배 기구는 적어도 하나의 센서와 협동하여 작동할 수 있다. 상세하게는, 접촉 센서가 바늘이 없는 주사 장치의 단부(tip)에 마련될 수 있다. RFID 시스템에 의해 약품 투여 조작이 허용되는 경우 주사 장치가 동물의 피부에 접촉할 때의 주사 장치의 단부의 기계적인 압력이 분배 기구가 작동되게 만든다.

어떠한 경우들에서는 분배 기구가 작동되는 순간부터 RFID 시스템이 주사의 지연을 조정할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 주사의 지연으로 인해 약품의 투여가 지연된다. 지연 시간은 용기의 RFID 태그의 내부에 미리 저장된 투약될 약품에 관한 정보에 기초한다. 주사의 지연의 기초가 되는 RFID 태그에 저장된 정보는 예를 들어 점도, 밀도, pH 등과 같은 약품의 물리화학적 특성들일 수 있다. 주사의 지연은 약품의 특성에 기초하여 존재하거나 존재하지 않을 수 있다. 주사의 지연이 필요한 경우, 주사의 지연은 예를 들어 미리 정해진 값으로 고정될 수도 있고, 필요조건들에 따라 변화될 수 있다.

주사 장치는 약품 적재 제한 장치를 더 구비할 수 있다. 상기 약품 적재 제한 장치는 약품의 적재를 제한하도록 의도된 것이다. 일 예로, 용기 수용기의 위치가 공간에서 최대 경사도를 초과하는 것으로 감지되었을 때 약품 적재 제한 장치는 약품이 용기나 유리병으로부터 주사 장치로 적재되는 것을 제한하도록 형성될 수 있다.

공간에서 최대 경사도를 초과하는 용기 수용기의 이와 같은 위치는 약품을 적재하기 적합하지 않은 것으로 간주된다. 이로 인하여 사용자에 의해 분배 기구가 작동될 때에는 주사 장치에 항상 약품이 적재되는 것을 보장할 수 있다. 따라서 약품이 없는 상태에서, 즉 비어 있는 주사 또는 부정확한 약품 투여량으로 작동시키는 동작이 적절히 회피된다. 그 결과 주사 장치 내의 O링과 같은 내부 부품들에 대한 손상이 감소되거나 완전히 제거될 수 있다.

제한 장치는 또한 경사 센서 장치를 구비할 수 있다. 경사 센서 장치는 메인 회로기판에 연결될 수 있다. 메인 회로기판은 경사 센서 장치의 위치를 판독할 수 있는 마이크로 제어기를 구비할 수 있다. 경사 센서 장치는 가속도계(accelerometer)와 자이로스코프의 적어도 하나를 구비할 수 있다. 주사 장치의 공간에서의 위치나 방향을 감지하는 기능을 수행할 수 있는 다른 적절한 센서 장치들도 사용될 수 있다. 주사 장치가 사용될 때에 보조 가속도계 및/또는 자이로스코프에 의해 독출되는 주사 장치의 공간에서의 위치나 방향에 따라 약품이 주사 장치로 적재되는 것이 제한된다. 상술한 바와 같이, 주사 장치의 공간에서의 위치나 방향이 약품 적재 제한 장치에 의해 적절하지 않은 것으로 간주될 때에 약품의 적재의 제한이 발생할 것이다. 이러한 경우, 사용자나 조작자는 오디오 신호나 시각 신호를 통해 및/또는 주사 장치 자체의 및/또는 외부 장치의 디스플레이 스크린을 통해 경고를 받을 수 있다.

일 예로서, 공간에서의 상기 최대 경사도는 용기 수용기의 길이방향 축과 수직축의 사이에 형성되는 경사각에 의해 정해진다. 용기 수용기의 길이방향 축은 용기 수용기에 결합된 용기나 유리병의 길이방향 축에 대응할 수 있다. 수직축은 수평방향, 즉 지면(ground)에 대해 실질적으로 적어도 90도의 각도를 형성하는 축일 수 있다. 물론 상술한 경사각을 정하기 위한 다른 기준들이 사용될 수도 있다.

약품 적재 제한 장치가 약품의 적재를 제한하는 용기 수용기의 공간에서의 최대 경사도는 용기 수용기 내부에 있는 용기 또는 유리병의 경사각에 대응함으로써, 용기의 내부의 약품의 체적이 미리 정해진 체적, 즉 0.2 ml(주사 장치의 투여량임)의 미만이다. 즉 주사 장치에 장착된 유리병 또는 용기가 0.2 ml 미만의 미리 정해진 약품의 체적이 되도록 주사 장치가 위치하는 경우, 약품 적재 제한 장치가 약품이 주사 장치로 적재되는 것을 제한한다.

상기 미리 정해진 체적은 미리 정해진 약품의 투여량에 대응하며 약품 적재 제한 장치의 필요조건에 따라 정해질 수 있다. 따라서 약품 적재 제한 장치는 약품의 상기 미리 정해진 체적에 따라 또는 주사 장치의 공간에서의 경사도에 따라 조정이 가능한 소프트웨어(software)이다.

대부분의 10-50 ml 유리병을 위해서 약품의 상기 체적에 대한 경사각은 10도 내지 60도의 범위 내이거나, 바람직하게는 30도 내지 45도의 범위 내이거나, 가장 바람직하게는 45도이다. 기술분야의 숙련된 기술자는 상기 경사도들이 수직축에 대응하는 높이의 원뿔(cone)에 포함되는 각도들이며 원뿔의 모선은 용기 수용기의 길이방향 축이거나 길이방향 축에 속하는 것임을 쉽게 이해할 것이다.

용기 또는 유리병은 입구와 입구에 부착되는 공급 바늘을 구비한다. 공급 바늘은 공급 통로에 연결되도록 이루어지며 용기 입구의 외측으로 돌출하는 외측부를 갖는다. 공급 바늘은 또한 용기의 내측에 배치되는 내측부를 갖는다. 상기 공급 바늘 내측부는 예를 들어 4개의 복수 개의 구멍들을 구비한다. 이와 같은 구멍들은 바람직하게는 입구로부터 5.0 내지 6.0 mm의 수준, 예를 들어 5.2 mm의 감소된 거리에 형성될 수 있다. 바늘의 구멍들이 동일한 직경을 가지며 용기의 입구로부터 각각 동일한 거리에 형성되는 것이 바람직하다.

구멍들의 상술한 구성과, 구멍들의 위치 및 개수는 경사 각도들의 정해진 값들과 함께 약품이 주사 장치로 적절히 적재되는 것을 보장함과 아울러 주사 장치의 위치의 사이에 양호한 균형을 제공함으로써 주사 장치의 최적의 작동 방식을 제공한다.

또한 약품 적재 제한 장치는 공급 바늘 내측부의 상술한 구멍들이 약품에 의해 항상 덮이게 한다. 따라서 상기 구멍들의 적어도 하나가 약품에 의해 덮이지 않은 상태에 있는 것으로 주사 장치의 경사각이 감지되는 경우, 약품 적재 제한 장치에 의해 적재가 제한된다. 이로 인하여 주사 장치로의 약품의 최적의 적재를 확보할 수 있다.

어떤 실시예들에서, RFID 시스템은 주사 장치의 외부의 RFID 태그와 추가로 통신할 수 있게 형성될 수 있다. 이로 인해 투여되는 약품의 전체 추적 성능이 기록될 수 있다. 외부 RFID 태그의 예는 동물 식별기들일 수 있다. 이를 위하여 RFID 시스템은 외부 RFID 태그와 동일한 주파수로 작동할 수 있다.

또한 어떤 실시예들에서, RFID 시스템은 하나 이상의 외부 장치들과 통신이 가능한 통신 시스템을 포함할 수 있다. 외부 장치는 PC, 랩톱, 스마트폰, 태블릿 등으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 통신 시스템은 또한 블루투스 4.0 시스템(Bluetooth 4.0 system)과 같은 블루투스 시스템을 포함할 수 있다. 모드버스(ModBus) 프로토콜이 상기 블루투스 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 주사 장치의 펌웨어(firmware)는 블루투스 통신 시스템 또는 모드버스 통신 포트를 통하여 업데이트될 수 있다. 또한 블루투스 통신 시스템은 주사 장치가 원격으로 설정되게 할 수 있으며 또한 기록된 작동 기록들을 다운로드하게 할 수 있다. 작동 기록들은 예를 들어 주사 장치에 의해 실행된 약품 투여 작업들에 대응할 수 있다. 바람직하게는 조작자는 실행되는 주사 처치 및 투여되는 백신에 대한 더 강한 제어권을 갖는다.

어떤 실시예들에서, RFID 시스템은 고장 시에 작동 이력을 추출하기 위한 NFC(근거리 통신; near field communication) 시스템을 더 포함할 수 있다. NFC는 RFID 기술 계열에서 특화된 부분집합이다. NFC 시스템은 주사 장치가 고장이 나거나 동력이 없을 경우에도 주사 장치 내의 EEPROM과 통신이 가능하다.

또한 약품을 수용하는 용기 내의 RFID 태그의 판독이 올바른 것이라고 결정될 때에만 약품이 투여되므로 안전한 투여 절차가 제공된다. 바늘이 없는 주사 장치는 동물의 보건에 있어서 장애 및 질병의 예방 및 조절을 돕는 데 유용하며 안전한 도구이다.

상술한 신뢰 가능한 주사 동작이 주사 장치 내에서의 용기의 위치와 관계없이, 즉 주사 장치의 용기 수용기 내에 용기가 어떻게 위치하는지와 관계없이 실행될 수 있는지를 주목하는 것이 중요하다. 또한 용기의 크기는 제한적이지 않으며 상이한 크기들, 예를 들어 상이한 직경들, 높이들을 갖는 여러 가지 넓은 용기들이 주사 장치에서 교환적으로 사용될 수 있다. 부가적인 중요한 장점은 용기에서의 RFID 태그의 배치와 관계없이 주사 장치의 신뢰 가능한 작동이 실현된다는 점이 발견되었다는 것이다.

그러나 바늘이 없는 주사 장치의 주된 장점은 상술한 RFID 시스템 덕분에 주사 장치가 넓은 약품 추적 성능 및 인증을 제공하는 점이다. 바늘이 없는 주사 장치는 사용자가 약품 투여 절차로부터 수집된 데이터를 추출하여 약품 인증 및 추적 성능을 확보하게 한다. 추출된 데이터는 그 이후에 예를 들어 동물 농장에서와 같은 특정한 관리 분야를 위해 개발된 특정 응용프로그램에서 후속적으로 처리될 수 있다. 약품 추적 성능은 질병을 예방하고 및/또는 처지하기 위한 제약품(즉 백신, 약물 등)을 처리하는 데 있어서 매우 중요하다.

동물에게 약품의 투여를 관리하기 위한 시스템이 이하에서 또한 개시된다. 관리 시스템은 상술한 바늘이 없는 주사 장치와 주사 장치와 통신하도록 형성된 외부 장치를 포함한다. 외부 장치들의 예는 PC, 랩톱, 태블릿, 스마트폰 등일 수 있다. 컴퓨터 시스템 이외에 수동형 메모리와 같은 다른 외부 장치들도 배제되지 않는다.

바늘이 없는 주사 장치는 동물의 보건에 있어서 장애 및 질병의 예방 및 조절을 돕는 데 유용하며 안전한 도구이다.

본 명세서의 비제한적인 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 도 2의 A 선을 따라 절개한 입면도로서, 동물에게 백신을 투여하는 데 특별히 적합한 바늘이 없는 주사 장치의 가능한 일 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 주사 장치의 상부 평면도이다.
도 3은 도 1에 따른 절개 입면도이며, 약품 적재 제한 장치를 구비한 바늘이 없는 주사 장치의 부가적인 실시예를 도시한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바늘이 없는 주사 장치의 실시예는 전체적으로 도면부호 100으로 지시되었다. 도시된 실시예에서 주사 장치(100)는 동물에게 백신을 투여하기에 특별히 적합하다. 다른 약품을 투여하기 위한 주사 장치의 다른 응용예들도 물론 배제되지 않는다.

도시된 실시예의 바늘이 없는 주사 장치(100)는 이하에서 설명되는 복수 개의 장치 부품들이 내부에 수용되는 하우징(105)을 구비한다. 하우징(105)의 상부에는 디스플레이(170)가 마련된다. 디스플레이(170)는 예를 들어 투여된 약품(126)의 투여 횟수, 용기(120)의 내부의 약품(126)의 잔여 투여 횟수 등과 같은 상이한 정보를 사용자에게 표시하도록 형성된다. 바람직하게는 디스플레이(170)는 또한 잔여 용기(120) 내의 투여 횟수에 관한 상이한 정보를 표시하도록 형성된다. 잔여 투여 횟수에 관한 이와 같은 정보가 주사 장치(100)의 전원이 꺼질 때마다 사용자에게 표시되는 것이 바람직할 수 있다(부가 서비스).

주사 장치(100)의 하우징(105)은 하우징의 내부에 형성되는 용기 수용기(110)를 더 구비한다. 도 1에 도시된 용기 수용기(110)는 매우 다양한 종류의 상이한 용기들(120)을 수용하기 위한 크기를 갖는 실질적으로 원통의 형상을 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 용기는 유리병(120)이다. 유리병(120)은 예를 들어 동물에게 투여될 백신 제품(126)을 수용하는 데 적합한 유리 또는 플라스틱으로 제조된다. 예를 들어 작동 전 및 작동 후에 주사 장치(100)의 오염 물질을 제거하고 청소하기 위한 세정 액체와 같은 백신 이외의 상이한 약품들도 사용될 수 있다.

또한 분배 기구(130)가 도면들에 도시된 바늘이 없는 주사 장치(100)의 하우징(105)의 내부에 수용된다. 분배 기구(130)는 모터(132)에 의해 하우징(105)의 내부에서 이동이 가능한 피스톤(131)을 구비한다. 모터(132)는 역시 하우징(105)에 수용된 DC 배터리(133)에 의해 동력을 공급받는다.

하우징(105)의 내부의 피스톤(141)의 변위는 본 실시예에서 백신인 약품(126)을 추출하여 약품이 공급 통로(107)를 통해 유리병(120)의 외부로 나와 배출 오리피스(106)를 통해 주사 장치(100)에서 나오게 한다. 따라서 백신(126)은 동물의 피부를 뚫고 통과할 수 있는 유체 분출류(jet)의 형태로 공급된다.

RFID 시스템(140)이 용기 수용기(110)와 연결된다. 본 실시예에서 RFID 시스템은 13,56 MHz에서 작동하며 용기 수용기(110)에 결합되는 송수신기(140)이다. 송수신기(140)는 유리병(120)에 결합된 RFID 태그(125)와 통신이 가능하다.

유리병(120)의 RFID 태그(125)는 내부에 미리 저장된 백신의 유형, 제조 일자, 만료일, 유리병(120)에 포함된 투여 횟수 등과 같은 정보를 포함한다.

실시예에서 RFID 태그(125)는 수동형이므로 자체 동력원을 갖지 않지만 RFID 송수신기(140)로부터 전송되는 전자기 에너지에 의해 동력을 공급받는다. 자체 동력을 갖는 능동형 RFID 태그(125)가 바늘이 없는 주사 장치(100)에 사용될 수도 있다.

RFID 태그(125)은 RFID 태그(125)와 통신이 가능한 유연성을 갖는 만곡된 안테나(145)를 더 구비한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바람직한 실시예에서, 만곡된 안테나(145)가 RFID 태그(125)의 길이의 적어도 절반을 둘러싸도록 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유리병(120)에 부착된 안테나(145)의 만곡된 형상과 RFID 태그(125)의 만곡된 형상으로 인하여 안테나(145)가 유리병(120)의 RFID 태그(125)에 매우 가깝게 위치한다. 안테나(145)의 만곡된 형상은 용기 수용기(110)의 내부에서의 유리병(120)의 각도 위치와 관계없이 RFID 송수신기(140)에 의한 RFID 태그(125)의 효율적인 판독을 가능하게 한다. 따라서 RFID 태그(125)가 RFID 송수신기(140)에 의해 판독될 수 있으므로 투여 절차가 안전하게 실행될 수 있다.

RFID 송수신기(140)는 유리병(120)의 내부에 포함된 백신(126)이 예를 들어 백신(126)이 정확하거나 투여되기에 적합한 것이라고 감지되었을 때와 같이 미리 정해진 조건 하에서만 동물에게 투여될 수 있게 하기 위하여 유연성을 갖는 만곡된 안테나(145)를 통하여 용기 RFID 태그(125)와 통신이 가능하다.

RFID 시스템(140)에 의해 용기 수용기(110)에 위치하는 유리병(120)의 내부의 세정 용액이 감지되면, 바늘이 없는 주사 장치(100)는 청소 모드로 작동된다. 이와 같은 청소 모드에서, 세정 용액이 주사가 이루어질 수 없는 정도로 충분한 압력 없이 공급된다.

안테나(145)를 통한 RFID 송수신기(140)와 RFID 태그(125)의 사이의 통신은 쌍방향이다. 통신은 RFID 송수신기(140)에 의해 RFID 태그(125)가 판독되고 기록되는 것을 수반한다. 그 결과, 투여 횟수, 투여 시간, 약품 만료일, 약품 인증 등이 관리될 수 있으며, 유리병(120) 내의 약품(126)의 잔여량이 획득될 수 있다. 따라서 약품 추적 성능이 바람직하게 확보된다.

주사 장치(100)의 단부(tip)에 접촉 센서(150)가 마련된다. 접촉 센서(150)는 분배 기구(130)에 연결됨으로써 주사 장치(100)가 백신(126)이 투여될 동물의 피부에 가압되면 분배 기구(130)가 약품 주사를 수행하도록 작동한다.

실시예의 RFID 시스템(140)은 주사 장치(100)의 동물 식별기들과 같은 외부의 다른 RFID 태그들(미도시)과 통신하거나, 예를 들어 랩톱, 태블릿, 스마트폰들 등의 컴퓨터 장치들과 같은 다른 기타 장치들과 통신하도록 형성된다. 상기 외부 RFID 태그는 투여되는 약품 추적 성능을 확보 가능하게 한다. 추출된 데이터는 그 이후에 특정 관리용으로 개발된 특정 응용프로그램들에 의해 후속적으로 처리될 수 있다. 따라서 주사 장치(100)는 실행되는 각각의 주사 절차들의 이력을 저장할 수 있다.

도시된 실시예의 주사 장치(100)의 다른 구성요소들은 예를 들어 장치 펌웨어 업데이트를 허용하거나 원격으로 설정되게 하는 RS485 포트를 통하여 블루투스 4.0 시스템에 구현된 모드버스 프로토콜과, 고장 시 등에 작동 이력을 추출하기 위한 NFC(근거리 통신; near field communication)이다.

RFID 시스템(140)은 사용 중에 유리병(120)이 내부에 약품이 수용되지 않은 것을 감지하며, 디스플레이(170)에 "약품 없음"의 경고 메시지가 표시된다. RFID 시스템(140)이 유리병(120)이 정확한 약품을 수용하였다고 감지하면, "준비(ready)"의 메시지가 디스플레이(170)에 표시된다. 유리병(120)이 유리병 수용기(110)에 삽입되었는지를 표시하기 위한 "적재/비적재"와, 청소 동작이 실행될 때에는 "청소"와, 다양한 메뉴 옵션들을 검색할 때에는 "메뉴"와, 예를 들어 유리병(120)의 내부에 포함된 현재의 약품(126)이 지난 주사 동작의 약품과 상이한 것을 RFID 시스템(140)이 감지하여 퍼지 동작이 실행될 때의 "퍼지"와, 블루투스 통신이 실행되는 것을 표시하기 위한 "블루투스"와, 모드버스가 연결되어서 수동 조절이 불가능한 것을 표시하기 위한 "모드버스"와, 주사 장치(100)가 정상 동작일 때의 "정상 동작"과, 배터리 상태와 같은 장치 상태와 관련된 많은 기타 메시지들과, 장치 동작과 관련된 상이한 메시지들이 디스플레이(170)에 표시될 수 있다.

도 3에 도시된 바늘이 없는 주사 장치(100)의 특정한 실시예에서, 주사 장치(100)는 약품 적재 제한 장치(180)를 구비한다. 약품 적재 제한 장치(180)는 용기 수용기(110)에 장착된 용기 또는 유리병(120)으로부터 약품(126)이 주사 장치(100)로 적재되는 것을 제한할 수 있다.

이와 같은 약품 적재 제한 장치는 용기 수용기(110)의 위치가 공간에서 최대 경사도(α)를 초과하는 것이라고 감지되면 실행된다. 최대 경사도(α)를 초과하는 이와 같은 위치에서는 약품 적재 제한 장치(180)가 약품(126)이 공급되거나 투여되는 것을 방지하지 않지만, 약품(126)이 주사 장치(100)로 적재되는 것을 방지한다. 따라서 원하는 위치에 유지된 주사 장치(100)에 의해 약품(126)이 공급되거나 투여될 수 있다.

이를 위하여, 약품 적재 제한 장치(180)는 DC 배터리(133)에 연결된 경사 센서 장치(185)를 구비한다. 경사 센서 장치(185)의 위치를 판독하여 주사 장치(100)의 위치를 판독하도록 이루어지는 소형 마이크로 제어기(190)를 갖는 메인 회로기판(200)이 마련된다.

도 3에 도시된 비제한적인 실시예에서, 경사 센서 장치는 가속도계(185)를 구비한다. 그러나 경사 센서 장치는 자이로스코프 또는 가속도계와 자이로스코프의 모두를 구비하거나 주사 장치(100)의 공간에서의 위치 또는 방향을 감지하게 적합한 적절한 다른 장치를 구비할 수도 있는 점을 주목해야 한다. 어떠한 경우, 경사 센서 장치(185)는 필요한 경우 DC 배터리(133)와 메인 회로기판(200)에 연결되는 복수 개의 가속도계들 및/또는 자이로스코프들 및/또는 및/또는 다른 장치들을 구비한다.

주사 장치(100)의 공간에서의 위치 또는 방향이 가속도계(185)에 의해 판독됨으로써 주사 장치에 장착된 용기(120)가 미리 정해진 체적, 예를 들어 0.2 ml 미만의 약품(126)의 체적(126a)을 갖는 경우, 약품 적재 제한 장치(180)가 약품(126)이 주사 장치(100)로 적재되는 것을 제한한다. 이러한 경우 사용자 또는 조작자는 오디오 신호 또는 시각적 신호 및/또는 주사 장치(100)의 표시 스크린(170) 및/또는 원격 장치 또는 유닛(미도시)에 표시된 하나 이상의 메시지들에 의해 경고를 받는다.

도 3에 도시된 실시예에서, 약품 적재 제한 장치(180)는 용기 수용기(110)의 공간에서의 최대 경사도가 경사각(α)으로 정의되도록 이루어진다. 경사각(α)은 용기(120)의 길이방향 축(210)에 대응하는 용기 수용기(110)의 길이방향 축(210)과 수평방향, 즉 지면(ground)에 대해 실질적으로 적어도 90도의 각도를 형성하는 축인 수직축(220)의 사이에 형성되는 경사 각도로 정해진다. 따라서 용기 수용기(110), 즉 주사 장치(100)의 상기 경사각(α)에 따른 공간에서의 가능한 방향들이 모선이 상술한 용기 수용기(110)의 길이방향 축(210)에 대응하는 원뿔(cone)의 내부에 포함되고, 원뿔 축 또는 높이는 상술한 수직축(220)에 대응한다. 주사 장치(100)의 공간에서의 상기 복수 개의 가능한 방향들은 예를 들어 조작자에 의해 전방 또는 후방 및/또는 우측과 좌측으로 변경될 때에 주사 장치(100)에 대응한다.

따라서 바늘이 없는 주사 장치(100)는 상술한 원뿔의 외부의 위치에서 작동하도록 의도될 때, 약품 적재 제한 장치(180)의 가속도계(185)가 약품(126)이 용기 또는 유리병(120)으로부터 주사 장치(100)로 적재되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 유리병(120)의 내부의 약품(126)의 상술한 체적(126a)을 위한 경사각(α)은 10도 내지 60도의 범위의 내부에 위치하고, 바람직하게는 30도 내지 45도의 범위에 위치하며, 이중에서 45도의 경사각(α)이 가장 바람직하다.

도 3에 도시된 것과 같이, 용기 또는 유리병(120)은 입구(127)와 입구에 삽입되는 공급 바늘(128)을 구비한다. 용기 또는 유리병(120)의 내부의 공급 바늘(128)은 외부로 돌출되어 공급 통로(107)로 연결되도록 형성되는 외측부(128a)를 구비한다. 공급 바늘(128)은 또한 용기 또는 유리병(120)의 내측에서 연장하도록 배치된 내측부(128b)를 구비한다. 공급 바늘(128)의 내측부(128b)는 4개의 구멍들(129)을 구비한다. 본 실시예에서 공급 바늘(128)의 상기 구멍들(129)은 입구(127)로부터 약 5.0 내지 6.0 mm, 예를 들어 5.2 mm의 거리에 형성된다. 상기 공급 바늘 구멍들(129)은 동일한 직경을 가지며, 용기 입구(127)로부터 상술한 동일한 거리에 각각 형성된다.

여기에서 몇 개의 실시예들만이 개시되었으나, 개시된 내용의 다른 대체예들, 변형예들, 용도 및/또는 동등물들이 가능하다. 또한 설명된 실시예들의 모든 가능한 조합들도 포함된다. 예를 들어 주사 장치와 관리 시스템은 특별히 개시된 응용예들과 약품들에 제한되지는 않는다. RFID 시스템은 주어진 조건하에서만 약품의 투여를 가능하게 하기 위하여 용기에 부착된 RFID 태그와 통신할 수 있다면 어떤 것이든 될 수 있다. 그러므로 본 명세서의 범위는 특정한 실시예들에 의해 제한되어서는 안 되며 이하의 청구항들의 정당한 해석에 의해서만 결정되어야 한다.

도면들과 관련되고 청구항에서 괄호 내에 위치하는 참조 부호들은 오직 청구항의 이해도를 증가시키기 위한 것이므로, 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (22)

1. 동물에 약품(126)을 투여하기 위한 바늘이 없는 주사 장치(100)로서,
   -투여될 약품(126)을 수용하는 용기(120)를 수용하도록 형성되는 용기 수용기(110);
   -용기(120)의 내부에 있는 약품(126)이 주사되도록 작동하는 분배 기구(130); 및
   -용기 수용기(110)와 연결되어 용기(120)와 연결된 RFID 태그(125)와 통신할 수 있고, 주어진 조건들 하에서 약품(126)의 투여를 실행할 수 있는 RFID 시스템(140);을 구비하고,
   RFID 시스템(140)은 RFID 태그(125)를 적어도 부분적으로 덮도록 배치된 안테나(145), 및 동물의 피부의 위에 주사 장치(100)가 가압되면 분배 기구(130)를 작동시키는 접촉 센서(150)를 구비하는, 주사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 안테나(145)는 RFID 태그(125)를 적어도 부분적으로 덮도록 배치된 만곡된 안테나를 포함하는 주사 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 안테나(145)는 RFID 태그(125)의 길이의 적어도 절반이 덮이도록 배치된 주사 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   RFID 태그(125)의 내부에 저장된 투여될 약품(126)에 관한 정보에 기초하여 분배 기구(130)가 작동된 순간부터의 주사의 지연이 RFID 시스템(140)에 의해 제어될 수 있는 주사 장치.
6. 제5항에 있어서,
   주사의 지연의 기초가 되는 RFID 태그(125)의 내부에 저장된 상기 정보는 약품(126)의 점도(viscosity)에 대응하는, 주사 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 안테나(145)는 유연성을 갖는(flexible), 주사 장치.
8. 제1항에 있어서,
   약품(126)의 적재를 제한하는 약품(126)의 약품 적재 제한 장치(180)를 더 구비하는 주사 장치.
9. 제8항에 있어서,
   약품 적재 제한 장치(180)는 용기 수용기(110)의 위치가 용기 수용기(110)의 길이방향 축(210)과 수직축(220)의 사이의 경사각(α)으로 정해지는 공간에서의 최대 경사도를 초과하는 것으로 감지되었을 때 약품(126)이 용기(120)로부터 주사 장치(100)로 적재되는 것을 제한하는 주사 장치.
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 경사각(α)은 상기 용기(120)의 내부의 약품(126)의 0.2 ml 미만의 체적(126a)에 대응하는 주사 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 경사각(α)은 10 내지 60도의 범위의 사이에 위치하는 주사 장치.
13. 제8항에 있어서,
    상기 약품 적재 제한 장치(180)는 가속도계와 자이로스코프의 적어도 하나를 구비하는 경사 센서 장치(185)를 구비하는 주사 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 시스템(140)은 상기 RFID 태그(125)와 쌍방향 통신이 가능함으로써 RFID 시스템(140)에 의해 RFID 태그(125)가 판독되고 기록될 수 있는 주사 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 시스템(140)은 주사 장치(100)의 외부의 RFID 태그(125)와 추가로 통신이 가능한 주사 장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 시스템(140)은 고장 시에 작동 이력을 추출하는 NFC(근거리 통신; near field communication) 시스템을 구비하는 주사 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 시스템(140)은 외부 장치들과 통신 가능한 통신 시스템을 구비하는 주사 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 블루투스 시스템(Bluetooth system)을 구비하는 주사 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 시스템(140)은 주사 장치(100)에 의해 수행되는 약품 투여 조작의 일지를 기록하는 주사 장치.
20. 제1항에 있어서,
    피부 경유, 피내, 피하, 또는 근육의 경로에 의해 동물의 피부를 관통하여 약품(126)을 주사하는 주사 장치.
21. 동물의 약품 투여를 관리하는 시스템으로서,
    - 제1항에 따른 바늘이 없는 주사 장치(100); 및
    - 상기 주사 장치(100)와 통신을 하는 외부 장치를 구비하는 시스템.
22. 제21항에 있어서,
    상기 외부 장치는 PC, 랩톱, 스마트폰, 태블릿으로부터 선택된 적어도 하나인 시스템.

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