KR20070033331A

KR20070033331A - 치료 제제의 전기 매개식 이송을 위한 개선된 장치

Info

Publication number: KR20070033331A
Application number: KR1020067020757A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 피. 마스터슨; 앤드류 더블유. 한나만; 로버트 엠. 버나드
Original assignee: 아이커 메디칼 시스템스 인코포레이티드
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2007-03-26
Also published as: ES2542139T3; US20120078161A1; US20180272120A1; US10561834B2; ES2695235T3; US9802035B2; EP1729848B1; AU2005221687A1; US20170050015A1; EP3466483A9; CN102886101A; IL177942A; JP5221127B2; PL1729848T3; CN102886101B; HUE025052T2; JP2012143583A; CN1997423A; IL177942A0; HK1216239A1

Abstract

본 발명은 환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장의 이송을 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 모든 전극들의 총 단면적에 기여하는 단면적을 각각 갖는, 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과, 전극을 전개시키기 위해 복수의 전극에 작동식으로 연결된 비생물 에너지원을 포함하는 구조적 수단을 포함하고, 에너지원은 전극의 전개의 개시 시에 모든 전극들의 총 단면적의 평방 인치당 적어도 1000 파운드(제곱 밀리미터당 0.7 킬로그램)의 힘을 부가하기에 충분하다. 장치는 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 또한 포함하고, 수단은 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결된다.

치료 제제, 투약기, 주사기, 바늘, 전기장, 전극

Description

치료 제제의 전기 매개식 이송을 위한 개선된 장치 {IMPROVED APPARATUS FOR ELECTRICALLY MEDIATED DELIVERY OF THERAPEUTIC AGENTS}

본 발명은 환자에 대한 예방 및 치료 제제의 이송을 위한 장치에 관한 것이고, 특히 안전하고, 재현 가능하고, 효율적이고, 비용 효과적인 방식으로 그러한 제제를 세포내로 이송하기 위해 전기장을 이용하는 장치에 관한 것이다.

예방 및 치료 제제는 오랫동안 외용, 경구, 정주, 장관외 등과 같은 다양한 보편적인 투여 루트를 사용하여 환자에게 이송되어 왔다. 선택된 루트에 의해 환자에게 투여되면, 관심 조직으로의 제제의 이송 및 그의 조직과의 상호 작용은 대개 그의 고유한 물리화학적인 인자에 의존하지만, 예를 들어 담지체, 보강제, 완충제, 첨가제 등과 같은 이송 성분의 선택된 구성요소에 의해 용이해질 수 있었다.

더욱 최근에, 전기장의 인가가 생체 조직 내의 거대 분자의 이동 및 흡수를 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 예방 또는 치료 제제의 투여에 대한 조직 내의 그러한 전기장의 인가는 조직 및/또는 이송되는 제제에 대해 바람직한 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, 전기 천공(electroporation) 및 이온 영동(iontophoresis)과 같은 기술이 다양한 제제의 조직 내의 이송 및/또는 흡수를 향상시키기 위해 이용되어 왔다. 그러한 제제는 약품, 단백질, 항체, 및 핵산을 포함한다. 그러한 기 술의 잠재적인 임상 적용은 종양에 있어서의 화학 요법 약물 및/또는 치료 유전자의 이송, 예방 및 치료 면역 요법을 위한 DNA 백신의 이송, 및 치료 단백질을 암호화하는 핵산 서열의 이송을 포함한다.

많은 장치가 제제 이송을 향상시키기 위한 목적으로 조직 내의 전기장의 인가에 대해 설명되었다. 이들의 대부분은 조직의 목표 부위 내의 전기장의 효과적인 인가를 위한 수단에 초점을 맞췄다. 다양한 표면 및 침투 전극 시스템이 원하는 전기 생리학적 효과를 발생시키기 위해 개발되었다.

전기 매개 제제 이송 및 이러한 기술의 잠재적인 임상 적용과 관련된 유망성에도 불구하고, 이러한 기술을 사용하여 효율적이고 신뢰할 수 있는 제제 이송의 전반적인 목적을 달성하기 위한 효과적인 수단의 결여에 의해 진보가 이루어지지 않았다. 현재의 시스템의 현저한 단점은 복잡한 투약 절차, 대형 장치 설계, 사용자 및 환자에 대한 잠재적인 유해성, 및 투여를 위한 비용 효과적인 수단을 제공하지 못하는 것을 포함한다.

치료 제제 투여를 위한 안전하고, 효과적이고, 일관되고, 비용 효과적인 수단이 매우 바람직하다면, 개선된 투약 시스템의 개발이 충분히 정당화된다. 그러한 개발은 전기 매개 제제 이송의 널리 보급된 임상 적용 중에 마주치기 쉬운 환자 특징의 차이의 수용을 제공하면서, 작업자 관련 변동성을 최소화하고 사용자 및 환자의 안전을 보장하기 위한 수단을 포함해야 한다.

본 발명은 전기 매개 치료 제제 이송(Electrically Mediated Therapeutic Agent Delivery: EMTAD)이 안전하고, 일관되고, 비용 효과적인 방식으로 달성되는 것을 가능케 하는 통합식 장치를 제공한다. 본 발명은 핵산, 약물, 항체, 및 단백질과 같은 치료 또는 예방 제제의 효과적인 근육내, 피내, 및/또는 피하 투여를 허용한다.

일 태양에서, 본 발명은 환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장의 이송을 위한 장치를 제공한다. 이러한 태양에서, 장치는 모든 전극들의 총 단면적에 기여하는 단면적을 각각 갖는, 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과, 전극을 전개시키기 위해 복수의 전극에 작동식으로 연결된 비생물(inanimate) 에너지원을 포함하는 구조적 수단을 포함하고, 에너지원은 전극의 전개의 개시 시에 모든 전극들의 총 단면적의 평방 인치당 적어도 1000 파운드(제곱 밀리미터당 0.7 킬로그램)의 힘을 부가하기에 충분하다. 장치는 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 또한 포함하고, 수단은 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결된다.

본 발명의 다른 태양은 적어도 하나의 주입 오리피스에 작동식으로 연결되어 치료 제제를 담기 위한 유체 저장소를 수용하도록 구성된 구조적 수단 또는 유체 저장소 자체와, 치료 제제를 오리피스를 통해 환자의 조직 내의 소정의 부위로 전달하도록 구성된 작동 수단을 장치에 제공한다.

본 발명의 다른 태양은 교체 가능한 치료 제제 유체 저장소 조립체, 전극 조립체, 및 이들의 조합을 수용하도록 구성된 장치를 포함한다. 또한, 카트리지의 삽입 시에 투약기 내에 통합된 자동화된 메커니즘을 준비시키고, 삽입된 카트리지의 모델 또는 유형을 식별하고, 사용자 및 환자를 장치의 사용과 관련된 우발적인 손상으로부터 보호하기 위한 수단이 포함된다.

본 발명의 추가의 태양은 투약기 (즉, 사용자 인터페이스)의 기능성 및 인간공학적 특징을 다양한 방식으로 개선하도록 구성된 장치를 포함한다. 비생물 에너지원은 유체 저장소를 따라 위치될 수 있어서, 장치의 전체 길이를 감소시키고 사용의 용이성을 개선한다. 전극의 전개 및 치료 제제의 투여와, 전기장의 생성은 단일 활성화 개시 장치에 의해 실시될 수 있다. 아울러, 안전 인터로크 및 차폐부가 우발적인 토출 및 전극 및 유체 오리피스와의 의도하지 않은 접촉을 감소시키도록 포함될 수 있다.

다른 개선은 유리, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 등과 같은 바이알을 이용하는 것과 같은 유체 저장소, 건조, 예를 들어 동결 건조된 치료 제제를 이용하는 수단인 바이알, 및 유체 공급부의 설계 내에 포함될 수 있고, 분리된 구성요소들이 사용 직전에 혼합되도록 허용한다.

또 다른 개선은 장치가, 광범위한 환자, 예를 들어 환자의 피하 지방 층의 두께의 범위를 표시하는 매우 다양한 체중 지표를 갖는 환자, 또는 환자의 소정의 부위의 깊이를 조정하기 위한 요구에 더 쉽게 적응되게 하기 위해 포함될 수 있다. 그러한 개선은 예를 들어 전극 및 오리피스의 침투 깊이를 조정하기 위한 깊이 게이지, 또는 상이한 길이 및/또는 직경의 전극 및 오리피스 구조물, 예를 들어 상이한 길이 및 게이지의 주사기 바늘의 사용을 포함할 수 있다.

도1은 본 발명의 통합식 장치의 일 실시예의 3개의 구성요소(투약기, 카트리지, 주사기)를 분해도로 도시한다.

도2는 투약기와 조립된 도1의 실시예의 카트리지를 도시한다.

도3은 삽입 및 주입 스프링 메커니즘이 준비되어 있는 도1의 실시예의 투약기/카트리지/주사기의 단면도이다.

도4는 삽입 및 주입 스프링 메커니즘이 준비되어 있지 않은 도1의 실시예의 투약기의 단면도이다.

도5는 주사기가 삽입된 도1의 실시예의 카트리지의 단면도이다.

본 발명은 안전하고, 일관되고, 비용 효과적인 방식으로 달성되는 전기 매개 치료 제제 전달(EMTAD)을 가능케 하는 통합식 장치를 제공한다. 본 발명은 핵산, 약물, 항체, 및 단백질과 같은 치료 또는 예방 제제의 효과적인 근육내, 피내, 및/또는 피하 투여를 허용한다.

일 태양에서, 본 발명은 환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장의 이송을 위한 장치를 제공한다. 이러한 태양에서, 장치는 모든 전극들의 총 단면적에 기여하는 단면적을 각각 갖는, 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과, 전극을 전개시키기 위해 복수의 전극에 작동식으로 연결된 비생물 에너지원을 포함하는 구조적 수단을 포함하고, 에너지원은 전극의 전개의 개시 시에 모든 전극들의 총 단면적의 평방 인치당 적어도 1000 파운드(제곱 밀리미터당 0.7 킬로그램)의 힘을 부가하기에 충분하다. 장치는 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 또한 포함하고, 수단은 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결된다.

본 발명의 추가의 태양은 투약기 (즉, 사용자 인터페이스)의 기능성 및 인간공학적 특징을 다양한 방식으로 개선하도록 구성된 장치를 포함한다. 비생물 에너지원은 유체 저장소를 따라 위치될 수 있어서, 장치의 전체 길이를 감소시키고 사용의 용이성을 개선한다. 전극의 전개 및 치료 제제의 투여와, 전기장의 생성은 단일 활성화 개시 장치에 의해 실시될 수 있다. 아울러, 안전 인터로크 및 차폐부가 우발적인 토출과 전극 및 유체 오리피스와의 의도하지 않은 접촉을 감소시키도록 포함될 수 있다.

다른 개선은 유리, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 등과 같은 바이알을 이용하 는 것과 같은 유체 저장소, 건조, 예를 들어 동결 건조된 치료 제제를 이용하는 수단인 바이알, 및 유체 공급부의 설계 내에 포함될 수 있고, 분리된 구성요소들이 사용 직전에 혼합되도록 허용한다.

일반적인 측면에서, 본 발명은 양호하게는 작업자 및 환자에 대해 효과적이고, 재현 가능하고, 안전한 방식으로 환자의 피부 및/또는 골격근 내의 소정의 부위로의 치료 제제 및 전기장의 이송을 위한 장치를 제공할 것이다. 장치의 일 실시예는 1회용 하위 조립체 "카트리지"와 휴대형 "투약기"를 포함한다. 1회용 하위 조립체는 관심 제제를 담기 위한 저장소, 제제가 그를 통해 환자에게 이송되는 적어도 하나의 오리피스, 및 조직 내에서 전기장을 전파시킬 수 있는 둘 이상의 전극을 포함한다. 휴대형 투약기는 1회용 카트리지와 접속하고, (1) 전극을 목표 조직 부위로 전개시키고, (2) 오리피스를 목표 조직 부위에 대해 위치시키고, (3) 제제를 저장소로부터 오리피스를 통해 목표 조직 부위 내로 전달하고, (4) 전기 신호를 적합한 펄스 발생기로부터 전극으로 전송하기 위한 자동화된 수단을 포함한다.

몇몇 특징이 예방 목적으로 환자에게 투여되는 제제와 치료 목적으로 투여되 는 제제 사이에서 구별될 수 있지만, 본 발명의 맥락에서, 그러한 제제들은 실질적으로 동등하다고 고려되며, 달리 표시되지 않으면 본원에서 치료 제제로 불릴 것이다.

장치 실시예

본 발명은 전기 매개 치료 제제 이송(EMTAD)에 의한 치료 제제의 안전하고, 효율적이고, 재현 가능한 경피 근육내(intramuscular: IM) 이송을 위한 개선된 장치를 제공한다.

경피 IM 투약을 위한 통합식 유닛의 특정 실시예가 도1 내지 도5에 도시되어 있다. 장치는 주 유닛(100; 투약기)과, 별도의 1회용 하위 조립체(200; 카트리지)로 구성된다. 카트리지는 이송 이전의 투여 제제를 담기 위한 저장소를 포함하도록 구성된다. 저장소는 제제를 안정된 환경에서 유지하고 오염을 방지하도록 설계되고 구성될 것이다. 저장소는 제제가 그를 통해 환자 내로 투여되는 오리피스에 작동식으로 연결된다. 가장 일반적으로는, 저장소 및 오리피스는 중공 주입 바늘(300)에 연결된 주사기로 구성된다. 카트리지는 전극 어레이를 둘러싸고, 전극 및/또는 오리피스/주입 바늘과의 원치 않은 접촉에 대한 일체형 자동 보호부 (즉, "찔림 보호부")를 포함한다.

투약기(100)는 전극 어레이 및 주입 바늘의 목표 조직 내로의 자동 삽입을 위한 스프링 메커니즘을 포함한다. 투약기는 통합된 주사기를 통한 자동화되고 제어된 치료 제제 주입을 위한 별도의 스프링 메커니즘을 또한 포함한다. 투약기는 처치 적용 시퀀스를 제어할 수 있는 적합한 펄스 발생 장치와의 전기적 연통을 허 용하기 위한 수단을 포함한다. 가장 일반적인 전기적 연통은 도체 케이블 및 커넥터를 통해 달성된다. 투약기 상의 개시 장치(101)가 처치를 개시하기 위해 이용된다. 마지막으로, 삽입된 카트리지를 식별하고 카트리지에 기초하여 처치 파라미터를 설정하기 위한 시스템이 투약기 내에 제공된다.

제제/주사기의 카트리지와의 통합

이러한 특징의 앞서 개시된 장치에서, 저장소와 제제가 그를 통해 투여되는 적어도 하나의 오리피스를 포함하는 치료 제제의 투여를 위한 수단이 설명되었다. 앞서 개시된 발명의 임상 적용에서, 치료 제제의 투여를 위한 수단(저장소 및 오리피스)을 카트리지와 통합하는 것이 바람직하다. 투여 수단을 카트리지와 통합하는 것은 장치 취급을 감소시킴으로써 절차를 간소화할 수 있다. 장치 취급을 감소시키는 것은 또한 바늘 찔림 위험 및 용량 오류를 제거함으로써 작업자 및 환자 안전을 개선할 수 있다. 통합은 또한 제제 이송 오리피스와 전극 어레이 사이의 소정의 공간적 관계의 정확성을 개선한다.

제제 투여 수단을 1회용 카트리지와 통합한 여러 적합한 실시예가 있다. 카트리지는 저장소 및 오리피스로서 주사기 및 바늘을 수용하도록 구성될 수 있다. 주사기가 카트리지와 통합되면 통합이 영구적인 것이 바람직하다. 영구적인 통합은 주사기 및 바늘의 분해를 방지하고, 바늘 찔림 상해의 가능성을 감소시킬 것이다. 주사기는 제제 투여 절차 이전에 제제로 채워지는 규격품 주사기일 수 있다. 규격품 주사기의 이용은 많은 제제 및 용량 조합을 이송하는 한 가지 카트리지 구성을 허용한다. 추가적으로, 규격품 주사기는 쉽게 구입 가능하고 비용 효과적이 다. 주사기는 대안적으로 제제로 미리 충전되고 카트리지와 함께 포장될 수 있다. 미리 충전된 주사기의 이용은 용량 오류의 가능성을 감소시킨다. 추가적으로, 미리 충전된 주사기는 제제를 손으로 채우기 위해 주사기의 기부 단부로부터 연장되는 플런저를 요구하지 않는다. 플런저 연장부의 제거는 더 적은 재료를 사용하며 더욱 인간공학적인 소형의 장치를 허용한다.

저장소 및 오리피스를 카트리지와 통합하는 다른 실시예는 저장소를 카트리지 설계 내로 통합하여, 별도의 주사기에 대한 필요를 제거하는 것이다. 제제와의 반응을 방지하기 위해 카트리지가 불활성 재료로 구성되는 것이 양호하다. 적합한 재료는 유리, 폴리카보네이트, 및 폴리에틸렌을 포함하지만 그에 제한되지 않는다.

보관 수명을 개선하기 위해 특정 제제를 동결 건조된 상태로 저장하는 것이 바람직하다. 그러한 제제는 투여 전에 희석제와 혼합된다. 동결 건조된 제제 및 희석제가 분리된 챔버 내에 저장되는 이중 챔버 저장소가 그러한 제제에 대해 이용될 수도 있다. 처치 이전에, 챔버들 사이의 분리부가 제거되거나 파단되어 제제 및 희석제의 혼합을 허용한다. 챔버들 사이의 한 가지 적합한 분리부는 손으로 개방되는 스톱콕(stopcock) 밸브이다. 다른 적합한 분리부는 적절한 압력이 희석제 챔버에 인가될 때 개방될 수 있는 박막 또는 체크 밸브이다. 그러한 이중 챔버 저장소는 카트리지 내로 통합될 수 있다.

제제 투여를 위한 수단을 카트리지와 통합하기 위한 특정 실시예가 본원에서 설명된다. 특정 실시예는 투여 저장소 및 오리피스에 대해 규격품 주사기 및 바늘(300)을 이용한다. 카트리지(200)는 주사기를 수용하고 바늘 오리피스를 전극 어레이와의 소정의 공간적 관계로 위치시키도록 구성된다. 또한, 카트리지는 주사기가 카트리지 내로 삽입되면 그를 제 위치에 로킹시키는 스냅 탭(224)을 구비하여 구성된다.

구동 메커니즘

전극 및 주입 바늘을 피부를 통해 목표 처치 조직 내로 삽입하고, 아울러 바늘을 통해 제제를 주입하기 위한 비생물 에너지원으로서 적합한 여러 메커니즘이 있다. 압축 기체 동력식 메커니즘이 한 가지 그러한 장치이다. 솔레노이드, 선형 모터, 및 리드 스크루와 같은 전자/기계식 메커니즘도 허용 가능하다. 그러나, 경피 전극 및 주입 바늘 삽입을 위한 양호한 접근은 스프링에 기초한 메커니즘이다.

전극 삽입 메커니즘은 피부를 신속하게 침투하여 전극을 근육 내로 이식하기에 충분한 힘을 요구한다. 신속한 삽입은 삽입 부위에서의 피부의 벌어짐을 감소시켜서, 전극 또는 바늘의 휨을 감소시킬 수 있다. 전극 휨은 전극 어레이를 왜곡시킬 수 있고, 처치 효과 및 환자 안전에 영향을 미칠 수 있다. 바늘 왜곡은 제제 및 전기장의 동일 배치에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 휨을 최소화하기 위해 전극 및 바늘을 신속하게 삽입하는 것이 바람직하다. 추가적으로, 신속한 전극/바늘 삽입은 환자 불편을 감소시킨다. 스프링에 기초한 메커니즘의 에너지 저장 및 방출 특징은 전극 및 주입 바늘의 최소의 왜곡을 갖는 조직 내로의 신속한 전개를 가능케 하기에 매우 적합하다.

경피 투약을 위한 삽입 및 주입 메커니즘은 또한 전극을 목표 처치 깊이로 이식하고 제제의 소정 체적/용량을 주입하기에 충분한 선형 이동(행정)을 요구한 다. 스프링 메커니즘은 소형의 경량 패키지 내에서 적절한 선형 이동을 달성할 수 있으므로, 양호하다. 추가적으로, 스프링 메커니즘은 전기 또는 기체 연결을 요구하지 않고, 압축 기체 캐니스터와 같은 소모품을 요구하지 않고, 마지막으로 비용 효과적이다.

자동/수동 스프링 준비

스프링 메커니즘은 그의 기능적 특징 및 비용 효과가 그를 전반적으로 양호하게 만들지만, 준비(priming)를 요구한다. 에너지가 처치 시퀀스를 실행하기 전에 스프링에 부가되어 그 안에 저장된다. 이러한 특징의 앞서 개시된 장치는 사용자가 장치의 사용 이전에 스프링 메커니즘을 준비시키기 위한 별도의 단계를 능동적으로 수행할 것을 요구한다. 개시된 발명은 투약기(100) 내로의 카트리지(200)의 삽입 시에 스프링 메커니즘을 자동 또는 수동으로 준비시키기 위한 수단을 포함한다. 스프링 메커니즘의 준비("스프링 준비")가 투약기(100) 내로의 카트리지(200)의 삽입과 관련하여 달성되는 것이 바람직하다. 절차를 간소화하는 것에 추가하여, 자동/수동 스프링 준비는 또한 스프링을 준비시키지 않는 문제가 되는 고장 모드를 제거한다. 다양한 에너지를 공급받는 메커니즘이 자동화된 스프링 준비를 달성하기 위해 장치 내에 채용될 수 있다. 이러한 메커니즘은 에너지원, 적합한 개시 장치, 및 에너지원으로부터 스프링(들)에 에너지를 전달하기 위한 수단을 포함한다. 투약기 내로의 카트리지의 삽입은 개시 장치를 활성화하여, 에너지원으로부터 스프링(들)으로의 에너지의 전달로 이어진다. 이러한 기능을 달성하기 위한 에너지원/메커니즘은 압축 기체, 솔레노이드, 및 전기 모터에 기초한 메커니 즘을 포함하지만 그에 제한되지 않는다.

양호한 방법 및 장치는 투약기 내로의 카트리지의 삽입, "카트리지 준비" 중에 스프링 메커니즘을 수동으로 준비시키기 위한 수단으로서 투약기(100)로의 카트리지(200)의 삽입 및 부착을 이용하는 것이다. 카트리지 준비 방법을 이용하는 것은 자동화된 스프링 준비에 대해 요구되는 추가의 준비 메커니즘에 대한 요구를 제거하면서, 설명된 발명의 이점을 제공한다. 이는 장치를 간소화하고, 사용상 편의 및 안전을 희생하지 않고서 비용을 감소시킨다.

카트리지가 스프링 구동 메커니즘을 준비시키기 위해 이용되는 실시예에서, 스프링 플런저를 누르지 않으며 주사기로부터 제제를 배출하지 않고서, 카트리지를 통해 주입 구동 메커니즘으로 힘을 인가하기 위한 수단이 있을 것이다. 추가적으로, 작업자가 스프링 메커니즘을 준비시키기 위해 카트리지에 힘을 인가하므로, 장치가 바늘 찔림 상해를 방지하기 위해 투약기 내로의 카트리지의 삽입 중에 전극 및/또는 바늘의 우발적인 전개를 방지하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 찔림 방지를 위한 수단은 또한 준비 중에 전극 및 바늘에 대한 손상 및/또는 오염을 방지하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 그러한 실시예에서, 작업자가 준비를 완료하기 전에 카트리지를 해제할 수 있는 위험이 있다. 이는 저장된 스프링 에너지가 카트리지를 투약기로부터 배출시켜서, 상해 및/또는 장치에 대한 손상을 일으키게 할 수 있다. 그러므로, 카트리지의 우발적인 배출을 방지하는 것이 바람직하다.

카트리지 준비의 본 발명을 달성하기 위한 한 가지 특정 실시예가 도1 내지 도5에서 제시된다. 당업자는 카트리지 준비를 달성하기 위해 사용되는 특정 메커니즘이 대체로 편리하고, 카트리지 준비를 달성하기 위한 다른 메커니즘의 사용이 설명되는 발명의 범주로부터 벗어나지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본원에서 설명되는 특정 실시예에서, 카트리지(200) 및 투약기(100)는 카트리지(200)가 특정 준비 배향으로만 투약기(100) 내로 삽입될 수 있도록 구성된다. 준비 배향에서, 카트리지의 적어도 하나의 외팔보형 연장부(202)가 주입 구동 메커니즘(110)과 맞물려서, 메커니즘이 주사기 플런저(302)와 접촉하는 것을 방지하면서 메커니즘에 준비력을 부가한다. 이러한 특정 실시예는 찔림 방지를 제공하고, 전극/바늘을 카트리지 내에 안전하게 후퇴되어 로킹되게 유지함으로써 전극/바늘을 준비 중에 손상/오염으로부터 보호한다. 카트리지 내에 통합된 스냅 탭(222)은 전극 허브(220)가 카트리지 칼라(210)에 대해 축방향으로 이동하는 것을 방지하여, 전극/니들을 카트리지 내에 안전하게 후퇴되게 유지한다. 추가의 찔림 및 오염 보호가 카트리지의 말단부 위의 캡(230)에 의해 제공된다. 캡(230)은 처치 적용 이전에 제거된다. 양호하게는, 캡은 펑크(puncture) 저항성 재료로 구성되고, 캡과 카트리지 사이의 접속부는 취급 중에 오염의 위험을 최소화하도록 설계된다. 전극 허브(220)는 삽입 구동 메커니즘(120)과 맞물려서, 카트리지 칼라(210)에 인가된 준비력을 삽입 메커니즘으로 전달한다. 준비 중의 카트리지의 우발적인 배출을 방지하기 위해, 이러한 특정 실시예는 카트리지가 준비 배향에서 삽입되도록 허용하지만 그러한 배향에서 제거되거나 배출되는 것을 방지하는 투약기 내의 일 방향 판 스프링 래치(130)를 포함한다. 래칫 메커니즘이 카트리지의 우발적인 배출을 방지하기에 적합한 다른 수단이다. 카트리지가 투약기 내로 완전히 삽입되면, 2개의 판 스프링 작동식 래치(112, 122)는 삽입 및 주입 스프링 메커니즘을 포착하여, 이들을 처치 중에 작동될 때까지 준비되어 에너지를 공급받는 상태로 유지한다. 솔레노이드 액츄에이터(114, 124)가 각각의 래치(112, 122)에 부착되고, 활성화되었을 때, 래치를 변위시키고 스프링 메커니즘(110, 120)을 해제한다.

카트지리 삽입 및 스프링 메커니즘 준비의 완료 시에, 카트리지는 1/4 회전으로 비틀려서 투약기에 대한 카트리지의 부착을 완료한다. 이러한 부착 배향에서, 외팔보형 연장부(202)는 주입 구동 메커니즘(110)으로부터 분리되어, 주입 메커니즘이 해제될 때 메커니즘을 주사기 플런저(302) 상에 작용하도록 해제한다. 추가적으로, 이러한 부착 배향에서, 투약기는 탭(222)을 누르고, 전극 허브를 카트리지에 대해 축방향으로 이동하도록 해제하여, 삽입 메커니즘은 메커니즘이 해제되면 전극 및 바늘을 전진시킬 수 있다.

개선된 사용자 인터페이스 인자를 가능케 하는 설계

본 발명의 실시에 있어서, 인간공학 및 사람의 인자는 안전하고 효과적인 제제 투여를 일관되게 제공하는데 있어서 중요한 역할을 한다. 제제 투여를 위해 사용되는 장치의 크기 및 형상(사용자 인터페이스)은 제제를 목표 조직 부위로 효과적으로 이송하는 작업자의 능력에 영향을 미칠 수 있다. 장치의 설계가 적절한 위치 및 배향에서 장치의 정확한 위치 설정을 용이하게 하는 것이 바람직하다. 장치의 부적절한 위치 설정은 처치의 안전 및 효과에 영향을 미칠 수 있다.

사용자와 관련된 사람 인자에 추가하여, 장치의 크기 및 형상은 또한 환자 순응도에 영향을 미칠 수 있다. 장치는 환자에게 위협적일 수 있고, 특히 매우 크면, 무기를 연상시키는 형태를 갖거나 두려움을 준다. 그러므로, 장치가 인간공학적이며 위협적이지 않은 형태 인자를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 특징의 앞서 개시된 장치에서, 구동 메커니즘은 카트리지와 동일 선상에서 일렬로 배열되었다. 이는 장치를 길고 크게 만든다. 설명된 발명은 카트리지 그리고 전극 및 주사기의 작용선과 평행하게 배열된 하나 이상의 구동 메커니즘을 이용한다. 평행 구동 메커니즘은 서로 직선적으로 또는 오프셋 방식으로 배열될 수 있다. 평행 구동 메커니즘은 더욱 콤팩트하고 인간공학적이며 위협적이지 않은 장치를 산출한다.

오프셋된 평행 스프링 메커니즘들을 채용한 한 가지 특정 실시예가 도1 내지 도5에 설명되어 있지만, 본 발명은 다른 스프링 및 구동 메커니즘을 이용하는 바람직한 형태 인자를 달성하도록 적응될 수 있다. 예를 들어, 스프링은 전극 어레이 또는 주사기를 둘러쌀 수 있다. 추가적으로, 메커니즘은 선형 이동 또는 힘을 증가시키기 위한 기계적 장점을 이용할 수 있다.

도1 내지 도5에 도시된 특정 실시예에서, 삽입 및 주입 스프링 메커니즘은 카트리지와 평행하게 오프셋되어 투약기 내에 위치된다. 스프링 메커니즘의 힘과 이동은 투약기를 통해 연장되어 카트리지와 접속하는 구동 아암(116, 126)을 통해 카트리지로 전달된다.

카트리지 식별

임상 적용 시의 사용에 대해 적합하도록, EMTAD 장치는 주어진 제제에 대해 처방될 수 있는 용량의 범위를 수용해야 한다. EMTAD를 채용하면, 제제의 "용량" 은 투여되는 체적 및 농도, 전극 어레이 구성, 그리고 (파형, 전압, 지속 시간, 주파수, 및 펄스 수를 포함하는) 조직에 인가되는 전기장 파라미터에 의해 결정된다. 처방 "용량"이 주어진 환자에게 투약되도록 보장하기 위해, 적절한 전기 파라미터가 펄스 발생기로 전달될 것이다. 이는 사용자 입력을 통해 달성될 수 있지만, 그러한 시스템은 사용자 오류가 유해한 작동 상태를 생성할 수 있는 위험을 수반한다. 그러므로, 유해한 작동 상태의 위험을 최소화하는 용량 인식을 위한 자동화된 수단을 제공하는 것이 바람직하다.

용량 인식을 위한 여러 자동화된 수단이 있지만, 양호한 방법은 투약기 내로의 카트리지의 삽입과 관련하여 달성된다. 그러한 실시예에서, 용량을 부분적으로 결정하는 전기 신호 파라미터는 다른 2개의 용량 파라미터(제제 및 전극 어레이)를 포함하는 카트리지에 의해 결정된다. 전기 신호 파라미터가 설정될 때까지 처치 시퀀스가 개시될 수 없는 것도 바람직하다. 이는 투약기에 대한 카트리지의 안전하고 적절한 부착을 보장한다. 이러한 특징의 앞서 개시된 장치에서, 프로그램 가능한 집적 회로 및 다른 비교적 고가의 수단이 설명되었다. 상업적인 적용에 적합하도록, 카트리지 식별/전기 신호 파라미터 인식을 위한 수단은 비용 효과적이어야 한다. 특히, 1회용 카트리지의 일부인 식별 시스템의 구성요소 및 관련 제조 공정은 비용 효과적이어야 한다.

당업자는 카트리지 식별/전기 신호 인식을 위한 여러 적합한 수단이 있다는 것을 인식할 것이다. 적합한 수단은 광학 바코드 식별 및 무선 고주파 식별을 포함한다. 바코드 식별의 경우에, 바코드는 카트리지 상으로 부착되거나 각인되고, 판독기가 투약기 내로 통합된다. 고주파 식별의 경우에, 트랜스폰더가 카트리지 내로 통합되고, 수신기가 투약기 내에 포함된다. 양호하게는, 수신기는 카트리지가 투약기에 적절하게 부착되었을 때, 고주파 신호를 수신하기 위해서만 조정된다. 다른 적합한 방법은 카트리지가 삽입되면 폐쇄될 수 있는 투약기 내의 일련의 이산 스위치를 이용하는 것이다. 개방 및 폐쇄 스위치의 패턴은 전기 신호 파라미터를 결정한다. 스위치는 전자/기계식, 광학/전자식, 또는 임의의 다른 적합한 스위치일 수 있다.

예를 들어, 투약기(100) 내의 3개의 개방 접점 쌍을 이용하는 일 실시예가 설명된다. 전도성 테이프가 카트리지(200)에 부착되어, 카트리지가 투약기에 부착될 때 접점 쌍을 폐쇄한다. 이러한 3-비트 시스템은 7개의 전기 신호 파라미터 설정을 식별하고, 아울러 3개의 개방 접점 쌍은 카트리지가 부착되지 않았을 때를 표시한다. 투여 용량을 한정하는 것에 추가하여, 설명된 방법은 또한 효과적인 이송을 달성하기 위해 상이한 전기적 조건을 요구하는, 복수의 부류의 제제의 이송을 위한 1회 투약 시스템의 사용을 용이하게 한다.

조정 가능한 처치 깊이

근육내 이송을 위한 EMTAD의 효과적이고, 일관되고, 안전한 적용은 부분적으로 근육 조직의 일관된 체적을 처치하는 것에 의존한다. 그러나, 환자들 그리고 목표 근육 조직에 접근하기 위해 침투되는 피하 지방 층 두께 내의 처치 부위들 사이의 현저한 변동이 있다. 한 가지 연구(폴랜드 지에이(Poland GA) 등, JAMA . 1997년 6월 4일, 277(21), 1709 - 11면)에서, 3.7 mm 내지 35.6 mm의 델타형 지방 층 두께의 범위가 보고되었다. 따라서, 주어진 전극 어레이 크기에 대해, 영향을 받는 근육 조직의 체적은 지방 층 두께에 따라 변할 것이다. 추가적으로, 피부와 뼈 사이의 근육의 두께도 환자들 사이에서 그리고 처치 부위들 사이에서 현저하게 변한다. 따라서, 큰 환자를 치료하기에 적절한 전극/바늘 길이는 작은 환자 내로의 삽입 중에 뼈에 충돌할 수 있다. 뼈와의 전극 접촉은 환자에게 상해를 입힐 수 있고, 그리고/또는 전극 어레이 왜곡시켜서 처치의 안전 및 효율에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 처치 부위 및 환자의 해부학적 특징에 기초하여 전극/바늘 침투의 깊이를 조정하기 위한 수단을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 본 발명의 말단 팁 위의 조정 가능한 링(240)이 전극/바늘 침투 깊이를 변형시킨다. 링은 장치의 말단 팁을 넘어 연장되는 링의 길이가 환자 내로 침투하는 전극/바늘의 길이를 감소시키도록, 카트리지(200) 팁에 대해 축방향으로 조정될 수 있다. 도1 내지 도5에 도시된 특정 실시예는 이산된 축방향 위치들 내로 스냅 결합되는 다이아몬드형 링을 이용한다. 그의 위치를 변형시키기 위해, 다이아몬드형 링의 주축은 압축되어, 부축이 팽창하여 링을 카트리지로부터 해제시키게 한다. 다른 적합한 실시예는 카트리지 팁 상으로 나사 결합되어 링을 카트리지 상에서 전후로 나사식으로 이동시킴으로써 조정될 수 있는 링이다. 이러한 실시예는 연속적인 개수의 깊이 조정 위치를 허용한다.

개시 안전 장치의 자동/수동 해제

준비된 삽입 및 주입 스프링 메커니즘의 의도하지 않은 해제는 상해, 치료 제제의 손실, 및/또는 장치에 대한 손상을 생성할 수 있다. 그러므로, 스프링 메 커니즘의 우발적인 해제를 방지하기 위한 안전 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 안전 시스템이 진동 및 충격과 같은 외부력으로 인한 스프링 메커니즘의 우발적인 해제를 방지하는 것이 양호하다. 추가적으로, 작업자는 장치를 취급할 때 처치 시퀀스를 의도하지 않게 활성화할 수 있고, 따라서 안전 시스템은 장치가 처치 부위에 적절하게 인가되지 않으면 처치 시퀀스의 활성화를 방지하는 것이 양호하다. 처치 부위에서의 적절한 배치는 또한 처치 효과에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 장치는 바람직하게는 전극/바늘이 조직 내로 완전한 처방 깊이로 침투하도록 보장하기 위해 적절한 힘으로 처치 부위에 인가된다. 양호하게는, 안전 시스템은 장치가 적절한 힘으로 처치 부위에 인가되면 자동 및 수동으로 불활성화된다. 안전 시스템의 자동 및 수동 불활성화는 별도의 작업자 단계를 요구하지 않는다. 절차를 간소화하는 것에 추가하여, 자동화/수동 안전 장치 불활성화는 또한 안전 시스템을 불활성화하지 않는 가능한 고장 모드를 제거한다.

전극/바늘이 조직 내로 완전한 처방 깊이로 침투하도록 보장하기 위해, 장치가 처치 부위에 인가되는 최소의 힘("인가력")은 전극/바늘을 삽입하기 위해 필요한 힘("전극 삽입력")을 초과할 것이다. 전극 삽입력은 본원에서 아래에서 상세하게 설명되는 여러 변수에 의존한다. 예시적으로, 전형적인 전극 삽입력은 2.5 파운드(11.1 뉴턴)일 수 있고, 그러므로 최소 인가력은 2.5 파운드(11.1 뉴턴)이다. 양호하게는, 안전 여유가 삽입력에 추가되어, 인가력이 3.5 내지 5.0 파운드(15.6 내지 22.2 뉴턴) 사이가 된다. 양호하게는, 요구되는 인가력은 작업자가 처치 부위에 편하게 인가할 수 있는 힘을 초과하지 않을 것이다.

개시된 안전 시스템의 양호한 실시예가 본원에서 설명된다. 장치(100) 내에서, 적어도 하나의 기계식 멈춤부(140)는 래치(112, 122)가 삽입 및 주입 스프링 메커니즘(120, 110)으로부터 분리되는 것을 물리적으로 방지한다. 투약기 개시 장치와 펄스 발생기 사이의 연결은 전자식 스위치(142)에 의해 개방 유지되어, 처치 시퀀스의 우발적인 활성화를 방지한다. 투약기의 내부 메커니즘은 외측 하우징(102) 내에서 축방향으로 부동(浮動)하고, 내부 투약기와 외부 하우징 사이에서 작용하는 스프링(144)에 의해 연장 위치 내에 유지된다. 스프링은 양호한 인가력과 동일하다. 장치가 스프링력을 극복하기에 적절한 압력으로 처치 부위에 인가되면, 내부 투약기는 외측 하우징(102) 내에 재위치된다. 이러한 위치에서, 안전 시스템은 불활성화된다. 멈춤부(140)는 래치에 대해 재위치되고, 래치가 삽입 및 주입 스프링 메커니즘으로부터 분리되는 것을 더 이상 방지하지 않는다. 또한, 전자식 스위치(142)는 외측 하우징과 접촉하고, 폐쇄되어 개시 장치가 펄스 발생기와 연통되도록 허용하고, 처치 시퀀스를 개시한다.

전극 어레이 삽입 스프링력 /스프링 상수

전극 삽입 메커니즘은 피부를 신속하게 침투하여 전극을 근육 내로 이식하기에 충분한 힘을 요구한다. 신속한 삽입은 삽입 부위에서의 피부의 벌어짐을 감소시켜서, 전극 또는 바늘의 휨을 감소시킬 수 있다. 전극 휨은 전극 어레이를 왜곡시킬 수 있고, 처치 효과 및 환자 안전에 영향을 미칠 수 있다. 바늘 왜곡은 제제 및 전기장의 동일 배치에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 휨을 최소화하기 위해 전극 및 바늘을 신속하게 삽입하는 것이 바람직하다. 추가적으로, 신속한 전극/바늘 삽입은 환자 불편을 감소시킨다. 스프링에 기초한 에너지 저장 및 방출 특징은 전극 및 주입 바늘의 최소의 왜곡을 갖는 조직 내로의 신속한 전개를 가능케 하기에 매우 적합하다.

전극 직경, 전극의 개수, 전극들 사이의 간격, 및 전극 팁의 기하학적 형상을 포함한 여러 변수가 신속한 근육내 전극 삽입을 위해 필요한 스프링력에 영향을 미친다. 근육내 EMTAD에 대해, 일반적인 전극 직경은 0.25 mm 내지 1.50 mm의 범위이고, 전형적인 전극 어레이는 2 내지 7개의 전극을 포함한다. 이러한 범위 내의 전극 어레이를 삽입하기 위해 요구되는 힘은 전극 직경 및 전극의 개수에 비례한다. 예를 들어, 전극 직경 및/또는 전극의 개수를 증가시키는 것은 최소로 요구되는 삽입력을 증가시킨다. 전극 간격은 다른 한편으로, 전극들 사이의 간격에 반비례한다. 전극이 삽입될 때 변위되는 조직의 상호 작용으로 인해, 더 작은 전극 간격이 더 높은 삽입력을 생성한다. 침투 전극의 어레이를 포함한 전형적인 EMTAD 장치는 어레이를 구성하는 전극의 직경보다 적어도 10배, 더욱 일반적으로는 15 내지 20배 더 큰 전극내 간격을 이용한다. 이러한 범위 내에서, 변위된 조직의 상호 작용이 거의 없고, 그러므로 전극 간격은 삽입력에 대한 최소의 효과를 갖는다. 절단형 전극 팁 기하학적 형상은 삽입력을 최소화하기 위해 양호하다. 무디고 확대된 팁 기하학적 형상은 증가된 삽입력을 요구한다.

신속한 경피 근육내 전극 이식을 위해 필요한 최소의 스프링력/스프링 상수를 결정하기 위한 실험이 수행된다. EMTAD의 근육내 인가에 대해 적절하고 절단형 팁 전극을 갖는 전극 어레이의 선택이 평가된다. 각각의 전극 어레이는 돼지 모델 내로 이식되고, 피부 조직을 신속하게 침투하여 현저한 왜곡이 없이 전극 어레이를 이식하기 위해 필요한 최소의 스프링력이 결정된다. 에너지가 스프링으로부터 방출될 때의 스프링 감소에 의해 가해지는 힘 때문에, 2가지 결과가 주어진다. 제1 결과는 스프링 행정의 시작 시의 힘이고, 피부 조직을 침투하기 위해 필요한 최소의 힘을 나타낸다. 제2 결과는 스프링 행정의 종료 시의 힘이고, 피하 및 근육 조직을 통해 전극 어레이를 이식하기 위해 필요한 최소의 힘을 나타낸다. 힘이 전극 직경 및 전극의 개수에 의존하기 때문에, 결과는 어레이 내의 전극들의 총 단면적에 대한 힘의 비율로서 주어진다. 결과는 이식 행정의 시작 시의 전극들의 단면적의 평방 인치당 최소 1000 파운드(제곱 밀리미터당 0.7 킬로그램)의 힘과, 이식 행정의 종료 시의 전극들의 단면적의 평방 인치당 최소 500 피운드(제곱 밀리미터당 0.35 킬로그램)의 힘이 전극을 이식하기 위해 바람직하다는 것을 표시한다. 전극의 일관되고 신뢰할 수 있는 전개를 보장하기 위해, 전극 단면적의 평방 인치당 적어도 2000 파운드(제곱 밀리미터당 1.4 킬로그램)의 초기 이식력과, 전극 단면적의 평방 인치당 적어도 750 파운드(제곱 밀리미터당 0.5 킬로그램)의 말기 이식력이 양호하다.

예시적으로, 각각 0.02 인치의 직경을 갖는 4개의 전극으로 구성된 어레이는 대략 0.00125 평방 인치(0.8 제곱 밀리미터)의 총 단면적을 가질 것이다. 따라서, 예시적인 어레이의 전개를 위한 메커니즘이 삽입을 달성하기 위해 1.25 파운드(5.5 뉴턴)의 최소력, 더욱 양호하게는 적어도 2.50 파운드(11 뉴턴)의 힘을 요구할 것이다.

스프링 메커니즘이 손으로 준비되는 실시예에서, 작업자가 스프링을 편하게 준비시킬 수 있도록 스프링의 힘을 제한하는 것이 양호하다. 스프링 준비를 위한 양호한 한계는 15 파운드 힘(67 뉴턴) 미만이다. 각각의 스프링 메커니즘이 별도로 준비되는 실시예에서, 스프링에 대한 최대력은 15 파운드(67 뉴턴)이다. 그러나, 삽입 및 주입 스프링 메커니즘들이 동시에 준비되는 실시예에서, 조합된 스프링력은 양호하게는 15 파운드(67 뉴턴)를 초과하지 않을 것이다.

제제 투여 스프링력 /스프링 상수

여러 변수가 치료 제제를 투여하기 위해 필요한 힘에 영향을 미친다. 이러한 변수는 제제 점성, 주사기의 단면적, 바늘 게이지, 오리피스(들)의 단면적, 및 조직 밀도를 포함한다. 근육내 EMTAD에 전형적인 파라미터에 대해, 치료 제제를 투여하기 위해 필요한 최소의 스프링력은 0.25 파운드(1.1 뉴턴)이다. 양호하게는, 주입 스프링력은 1 내지 10 파운드(4.5 내지 45 뉴턴) 사이이다.

주입 스프링 메커니즘의 기능적 특징 및 비용 효과가 그를 전반적으로 양호하게 만들지만, 주사기 플런저 상으로의 구동 메커니즘의 충격은 "수격" 효과를 생성할 수 있다. 충격으로부터 발생된 힘의 파는 주사기 내의 제제를 통해 이동하여 주사기 또는 바늘을 손상시킬 수 있다. 특히, 표준 플라스틱 바늘 허브는 균열되거나 분할될 수 있어서, 제제가 완전히 투여되기 전에 누출되게 한다. 그러므로, 제제 주입의 힘/속도에 영향을 미치지 않고서 구동 메커니즘의 충격 에너지를 감쇠시키는 것이 바람직하다.

구동 메커니즘의 충격 에너지를 감쇠시키기 위한 여러 수단이 있다. 한 가 지 그러한 수단은 주사기 플런저(302)와 구동 메커니즘(116) 사이에 에너지 흡수 재료(118)를 위치시키는 것이다. 적절한 에너지 흡수 재료는 실리콘 및 폴리우레탄과 같은 탄성중합체와 폐쇄 셀 발포체를 포함하지만 그에 제한되지 않는다. 충격을 흡수하기 위한 다른 적합한 수단은 구동 메커니즘의 속도를 늦추기 위한 기체/유체 감쇠이다. 그러한 장치는 주입 구동 메커니즘의 적어도 일부가 기체 또는 유체를 전방으로 이동시키기 위해 작은 유출 구멍을 통해 변위시킬 것을 요구한다. 양호하게는, 기체는 공기이고, 유출 구멍은 감쇠가 주입 바늘을 통해 제제를 투여하는 것으로부터 생성되는 감쇠보다 작도록 조정된다. 그러한 경우에, 기체 감쇠는 단지 주입 바늘을 통해 제제를 투여하는 것으로부터 생성된 감쇠가 제제 투여에 영향을 미치는 제한 인자가 되는 지점에서 주사기와 접촉할 때까지 구동 메커니즘의 속도에 영향을 미친다.

자동/수동 찔림 방지부

처치 후에, 전극 및 주입 바늘은 바늘 찔림 및 혈중 병원체의 전달에 대한 유해성을 나타낸다. 그러므로, 장치가 일체형 찔림 보호부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 찔림 보호부는 자동 및 수동인 것이 바람직하다. 자동 찔림 보호부는 찔림 보호부를 손으로 전개시킬 때 가능한 상해를 제거하고, 이는 또한 찔림 보호부를 전개시키지 않는 가능한 고장 모드를 제거한다. 양호하게는, 활성화 시에, 찔림 보후부는 전개되면 사람이 찔림 보호부를 고장내는 것을 방지하기 위해 제 위치에 로킹시키기 위한 수단을 포함한다.

일체형 자동 로킹 찔림 보호부의 한 가지 양호한 실시예가 제시된다. 그러 나, 당업자는 동일한 목적을 달성할 수 있는 다른 실시예를 이해할 것이다. 본원에서 설명되는 특정 실시예는 환자로부터 제거될 때 전극/바늘 위로 자동으로 연장되는 카트리지와 일체인 찔림 차폐부(250)를 이용한다. 카트리지 내의 압축 스프링(252)이 찔림 차폐부와 전극 허브(220) 사이에서 찔림 차폐부에 근접하여 위치된다. 전극 허브가 전극/바늘 삽입 중에 말단으로 전진하면, 스프링은 압축된다. 전극/바늘이 처치 후에 환자로부터 제거되면, 스프링은 연장되어, 찔림 차폐부를 전극 및 바늘 위로 말단으로 연장시킨다. 차폐부가 전극 및 바늘 위로 완전히 연장되면, 찔림 차폐부 상의 외팔보형 탭은 칼라(210) 내의 대응하는 홈 내로 스냅 결합되어, 차폐부를 연장 위치에 로킹시킨다.

1회 사용

사용자는 비용을 절감하거나 비인가 제제를 투약하기 위해 1회용 카트리지를 재사용하기를 시도할 수 있다. 카트리지의 재사용은 처치의 안전성과 효능에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 생체 친화성을 보장하기 위해 이용될 수 있는 전극 상의 코팅이 다중 사용을 견디지 못할 수 있고, 따라서 처치는 환자에게 독성 결과를 생성할 수 있다. 추가적으로, 재사용된 장치의 멸균은 보장될 수 없다. 그러므로, 재사용을 방지하는 특징을 장치 내에 포함시키는 것이 바람직하다.

본원에서 설명되는 장치는 재사용을 방지하는 3가지 특징을 포함한다. 찔림 차폐부(250)는 전극 및 바늘이 환자 내로 삽입되는 것을 방지하는 연장 위치에 로킹된다. 주사기는 삽입될 때 카트리지에 영구적으로 부착되어, 주사기는 제제로 다시 채워지도록 탈착될 수 없다. 마지막으로, 전극 삽입 후에, 카트리지 허브/칼 라 구성은 칼라 내에 삽입된 허브와 고정된다. 이러한 구성에서, 카트리지는 삽입 및 주입 스프링 메커니즘을 준비시키지 않을 것이다. 또한, 이러한 구성에서, 투약기 내의 카트리지 식별 접점은 카트리지와 통신하지 않아서, 제어 시스템은 카트리지를 인식하지 않고 처치를 방지할 것이다.

당업자는 재사용을 방지하기 위한 다른 적합한 수단이 있다는 것을 인식할 것이다. 한 가지 그러한 방법은 퓨즈를 카트리지 내로 통합하고 처치의 종료 시에 퓨즈를 끊는 펄스 발생기로부터의 신호를 인가하는 것이다. 다른 그러한 수단은 투약기에 의해 판독된 고유한 제품 번호에 의해 각각의 카트리지를 식별하는 것이다. 펄스 발생기는 제품 번호를 저장하고, 제품 번호가 이미 판독되어 저장된 카트리지를 통해서는 처치를 적용하지 않는다.

제조성

상업적인 적용에 적합하도록, 1회용 카트리지의 제조 비용은 가능한 한 낮아야 한다. 또한, EMTAD를 적용할 때, 다중 전극 어레이 구성이 주어진 제제에 대해 처방된 용량의 범위를 이송하기 위해 요구될 수 있다. 다중 어레이 구성을 생성하면서 제조 비용을 절감하는 한 가지 방법은 다중 카트리지 구성에서 많은 동일한 구성요소를 이용하는 것이다. 이러한 접근은 가공 비용, 재고 비용, 품질 제어 비용, 및 취급 비용을 포함하지만 그에 제한되지 않는 비용을 절감할 것이다.

도5에 도시된 특정 실시예에서, 전극 어레이 구성은 전극(260)만의 기하학적 형상을 변화시킴으로써 변형된다. 전극의 말단부 근방의 굽힘부(262)가 카트리지 내에서의 전극의 침투 단부들의 상대 위치를 변화시켜서, 어레이 구성을 변화시킨 다. 카트리지 구성요소들은 다중 전극 기하학적 형상을 수용하도록 설계되고, 그러므로 다중 전극 어레이 구성 내에서 이용될 수 있다. 추가적으로, 카트리지 구성요소들은 카트리지 구성요소들 사이에 전극을 확실하게 포착하기 위해, 서로 스냅 결합되고 전극 내의 굽힘부를 이용하도록 설계되었다. 이러한 접근은 접착 결합, 용제 결합, 삽입 성형 및 초음파 용접과 같은 더욱 비용이 드는 결합 기술의 제거에 의해 제조 비용을 더욱 절감한다.

본 명세서에서 언급된 모든 특허 및 특허 출원은 전체적으로 참조되도록 구체적이고 개별적으로 표시된 바와 같이 본원에서 전체적으로 참조되었다.

상기 발명은 명확함 및 이해를 위한 목적으로 예시적으로 어느 정도 상세하게 설명되었지만, 몇몇 변경 및 변형이 첨부된 청구범위의 취지 또는 범주로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다는 것이 개시 내용에 비추어 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장의 이송용 장치이며,

a) 모든 전극들의 총 단면적에 기여하는 단면적을 각각 가지며, 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과,

b) 상기 전극을 전개시키기 위해, 상기 복수의 전극에 작동식으로 연결된 비생물 에너지원을 포함하는 구조적 수단과,

c) 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결되고, 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 포함하고,

상기 에너지원은 상기 전극의 전개의 개시 시에 모든 전극들의 총 단면적의 평방 인치당 적어도 1000 파운드(0.7 kg/mm²)의 힘을 부가하기에 충분한 장치.
환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 위한 장치이며,

a) 모든 전극들의 총 단면적에 기여하는 단면적을 각각 가지며, 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과,

b) 상기 전극을 전개시키기 위해, 상기 복수의 전극에 작동식으로 연결된 비생물 에너지원을 포함하는 구조적 수단과,

c) 적어도 하나의 주입 오리피스에 작동식으로 연결되고, 치료 제제를 담기 위한 유체 저장소를 수용하도록 구성된 구조적 수단과,

d) 상기 치료 제제를 상기 오리피스를 통해 환자의 조직 내의 소정의 부위로 전달하도록 구성된 작동 수단과,

e) 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결되고, 상기 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 포함하고,

상기 에너지원은 상기 전극의 전개의 개시 시에 모든 전극들의 총 단면적의 평방 인치당 적어도 1000 파운드(0.7 kg/mm²)의 힘을 부가하기에 충분한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극을 전개시키기 위한 에너지원은 적어도 하나의 스프링인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극을 전개시키기 위한 에너지원은 적어도 하나의 압축 기체인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극을 전개시키기 위한 에너지원은 선형 모터인 장치.
제1항에 또는 제2항에 있어서, 전극은 에너지원으로부터 분리될 수 있는 하 위 조립체를 포함하는 장치.
제2항에 있어서, 저장소 및 오리피스는 바늘 및 주사기를 포함하는 장치.
제7항에 있어서, 주사기는 치료 제제로 미리 충전되어 제공되는 장치.
제2항에 있어서, 저장소는 유리 바이알을 포함하는 장치.
제2항에 있어서, 저장소 및 오리피스는 에너지원으로부터 분리될 수 있는 하위 조립체를 포함하는 장치.
제2항에 있어서, 전극, 저장소, 및 오리피스는 에너지원으로부터 분리될 수 있는 단일 하위 조립체 내에 수용되는 장치.
제11항에 있어서, 저장소는 치료 제제로 미리 충전되어 제공되는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극은 전도성의 전기화학적으로 안정된 화합물로 코팅된 전도성 금속을 포함하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성의 전기화학적으로 안정된 화합물은 질화티타늄, 백금, 백금 이리듐 합금, 및 산화이리듐으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기장을 발생시키기 위한 수단은 적어도 2개의 상기 전극들 사이에서 대략 50 내지 대략 300 V/cm의 전기장을 유도하도록 구성된 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기장을 발생시키기 위한 수단은 대략 1 ms 내지 대략 100 ms의 지속 시간 동안, 대략 0.1 Hz 내지 대략 1 mHz의 주파수로 상기 전기장을 적어도 2개의 상기 전극에 이송하도록 구성된 장치.
환자의 조직 내의 소정의 부위로의 치료 제제의 세포내 이송을 위한 장치이며,

a) 적어도 하나의 주입 오리피스에 작동식으로 연결되고, 치료 제제를 담기 위한 유체 저장소와,

b) 상기 치료 제제를 상기 오리피스를 통해 환자의 조직 내의 소정의 부위로 전달하도록 구성된 작동 수단과,

c) 소정의 공간적 관계로 배열된 복수의 침투 전극과,

d) 상기 침투 전극, 상기 유체 저장소, 및 상기 주입 오리피스에 대한 작동식 연결을 통합하고, 소정의 공간적 관계에 따라 환자의 조직 내의 상기 복수의 전 극 및 상기 주입 오리피스의 배치를 허용하도록 구성된 구조적 수단과,

e) 상기 작동 수단에 작동식으로 연결되며, 적어도 0.25 파운드(1.1 뉴턴)의 힘을 상기 유체 저장소를 통해 상기 치료 제제에 인가하도록 구성된 비생물 에너지원과,

f) 적어도 전개된 상태의 상기 전극에 작동식으로 연결되고, 상기 치료 제제의 세포내 이송을 용이하게 하는 전기장을 발생시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
제17항에 있어서, 치료 제제를 저장소로부터 오리피스를 통해 전달하기 위한 에너지원은 적어도 하나의 스프링인 장치.
제17항에 있어서, 치료 제제를 저장소로부터 오리피스를 통해 전달하기 위한 에너지원은 적어도 하나의 압축 기체인 장치.
제17항에 있어서, 치료 제제를 저장소로부터 오리피스를 통해 전달하기 위한 에너지원은 선형 모터인 장치.
제17항에 있어서, 저장소 및 오리피스는 주사기 및 피하 바늘을 포함하는 장치.
제21항에 있어서, 주사기는 치료 제제로 미리 충전되어 제공되는 장치.
제17항에 있어서, 저장소는 유리 바이알인 장치.
제17항에 있어서, 전극은 비생물 에너지원으로부터 분리될 수 있는 하위 조립체를 포함하는 장치.
제17항에 있어서, 저장소 및 오리피스는 비생물 에너지원으로부터 분리될 수 있는 하위 조립체를 포함하는 장치.
제17항에 있어서, 전극, 저장소, 및 오리피스는 비생물 에너지원으로부터 분리될 수 있는 단일 하위 조립체 내에 수용되는 장치.
제17항에 있어서, 전극은 전도성의 전기화학적으로 안정된 화합물로 코팅된 전도성 금속을 포함하는 장치.
제17항에 있어서, 상기 전도성의 전기화학적으로 안정된 화합물은 질화티타늄, 백금, 백금 이리듐 합금, 및 산화이리듐으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료인 장치.
제17항에 있어서, 전기장을 발생시키기 위한 수단은 적어도 2개의 상기 전극 들 사이에서 대략 50 내지 대략 300 V/cm의 전기장을 유도하도록 구성된 장치.
제17항에 있어서, 전기장을 발생시키기 위한 수단은 대략 1 ms 내지 대략 100 ms의 지속 시간 동안, 대략 0.1 Hz 내지 대략 1 mHz의 주파수로 상기 전기장을 적어도 2개의 상기 전극에 이송하도록 구성된 장치.