KR20110113203A - 약제 전달 디바이스 - Google Patents

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KR20110113203A
KR20110113203A KR1020117020482A KR20117020482A KR20110113203A KR 20110113203 A KR20110113203 A KR 20110113203A KR 1020117020482 A KR1020117020482 A KR 1020117020482A KR 20117020482 A KR20117020482 A KR 20117020482A KR 20110113203 A KR20110113203 A KR 20110113203A
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KR
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plunger
input drive
piston rod
drive
rod assembly
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KR1020117020482A
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Inventor
울리히 부뤼그게만
크리스토퍼 존스
폴 드레이퍼
Original Assignee
사노피-아벤티스 도이칠란트 게엠베하
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Publication date
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Abstract

약제 전달 디바이스(1)는 하우징(15), 약제 용기(9)의 마개(20)를 구동하기 위한 신축식 피스톤 로드 조립체(12), 및 신축식 피스톤 로드 조립체용 구동 메커니즘(17)을 포함한다. 신축식 피스톤 로드 조립체(12)는 중간 커플링을 경유하여 마개(20)를 구동하기 위해 플런저(55)에 신축식으로 결합된 입력 드라이브(23)를 갖는다. 중간 커플링은 서로 신축식으로 결합된 제 1 및 제 2 실린더(45, 49)를 포함한다. 플런저(55)는 제 1 및 제 2 실린더(45, 49) 중 하나에 신축식으로 결합되고, 입력 드라이브(23)는 다른 실린더에 신축식으로 결합된다. 키이(14)가 하우징(15)에 대한 플런저(55)의 회전을 억제하기 위해 제공되어 구동 메커니즘(17)이 입력 드라이브를 구동할 때 플런저, 제 1 및 제 2 부재 및 입력 드라이브가 서로에 대해 신축식으로 신장 또는 수축하게 된다.

Description

약제 전달 디바이스{MEDICAMENT DELIVERY DEVICES}
본 발명은 인간 또는 동물 신체에 약제를 전달하기 위한 약제 전달 디바이스에 관한 것으로서, 특히 한정적인 것은 아니지만 교체 가능한 약제 카트리지를 갖는 디바이스에 관한 것이다. 이러한 디바이스는 인슐린의 투여를 위해 당뇨병이 있는 사람들에 의해 통상적으로 사용된다.
약제 전달 디바이스는 통상적으로 정식 의료 훈련을 받지 않은 사람, 즉 이들의 상태의 자가 관리가 점점 통상적인 환자에 의해 사용된다. 이들 상황은 이 종류의 약제 전달 디바이스에 대한 다수의 요구를 설정한다. 주사기는 구성이 견고해야 하면서 사용자에 의한 그 작동 및 부분의 조작의 견지에서 사용이 용이해야 한다. 당뇨병이 있는 사람들의 경우에, 다수의 사용자는 시력이 약화될 수 있고 또한 물리적으로 허약할 수 있다. 따라서, 너무 많이 성가신 디바이스는 특히 감소된 손재주를 갖는 사람들에게 사용이 어려운 것으로 판명될 수 있다.
특허 명세서 WO 03/061736호는 축방향 변위 가능한 리드 스크류를 갖는 약제 주입 디바이스를 설명하고 있다. 이 디바이스에서, 리드 스크류는 기어 및 전기 모터를 포함하는 구동 메커니즘과 나사산 형성 피스톤 결합하고 있다. 모터의 회전 드라이브는 기어 및 나사산 형성 피스톤에 의해 축방향 힘으로 변환되고, 축방향 힘은 약제 카트리지의 마개(bung) 또는 탄성 피스톤에 인가되어 있다. 이 구동 작용은 카트리지로부터 소정량의 약제를 축출하도록 작동한다. 카트리지를 완전히 비우기 위해, 리드 스크류의 길이는 카트리지의 길이와 적어도 동일하여, 디바이스의 총 길이가 카트리지의 길이의 적어도 2배가 되게 해야 한다. 이 유형의 주입 디바이스가 갖는 문제점은 총 길이가 재킷 주머니 또는 핸드백 내에 주의 깊게 적합되기에 너무 길다는 것이다.
카트리지의 길이의 2배보다 짧게 디바이스를 제조하기 위해, 신축식 피스톤 로드가 개발되어 왔다. 이러한 신축식 피스톤 로드는 WO 97/00091호에 도시되어 있고 주입 디바이스에 이용된다. 이 특허 명세서는 정합 나사산에 의해 서로 연결된 복수의 부분 또는 부품을 포함하는 피스톤 로드를 갖는 선형 투과 주사기를 설명하고 있다. 신축식 피스톤 로드의 원위부는 주사기의 탄성 중합 피스톤에 연결되고, 신축식 피스톤 로드를 둘러싸는 다수의 부싱에 의해 회전하는 것이 방지된다. 최대 직경의 부싱은 신축식 피스톤이 상당한 크기의 주사기에 적합한 결과로 주사기의 직경 내에 적합될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 더 콤팩트한 신축식 피스톤 로드 조립체를 갖는 약제 전달 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 하우징, 약제 용기의 마개를 구동하기 위한 신축식 피스톤 로드 조립체 및 신축식 피스톤 로드 조립체용 구동 메커니즘을 포함하고, 신축식 피스톤 로드 조립체는 중간 커플링을 경유하여 마개를 구동하기 위해 플런저에 신축식으로 결합된 입력 드라이브를 갖는 약제 전달 디바이스에 있어서,
중간 커플링은 서로 신축식으로 결합된 제 1 및 제 2 부재로서, 플런저가 제 1 및 제 2 부재 중 하나에 신축식으로 결합되고 입력 드라이브가 제 1 및 제 2 부재 중 다른 하나에 신축식으로 결합되는 제 1 및 제 2 부재 및 하우징에 대한 플런저의 회전을 억제하기 위한 키이를 포함하고,
입력 드라이브가 구동 메커니즘에 의해 구동될 때, 입력 드라이브, 제 1 및 제 2 부재 및 플런저는 서로에 대해 신장하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 약제 전달 디바이스가 제공된다.
키이는 서로에 대해, 플런저 및 하우징에 대해 신축식으로 결합되고 키이 고정되어 이들이 하우징에 대해 축방향으로 이동 가능하지만 회전 불가능하게 하는 제 1 및 제 2 슬리브를 포함할 수 있다. 달리 말하면, 플런저 및 중간 커플링은 하우징에 대해 회전 가능하지 않다. 키이는 플런저, 제 1 및 제 2 슬리브 내에 제공된 스플라인 및 대응 홈 또는 리세스를 경유하여 동작될 수 있다. 제 1 및 제 2 부재는 제 1 및 제 2 실린더를 형성하기 위해 일반적으로 원통형일 수 있다. 제 1 및 제 2 슬리브는 바람직하게는 제 1 및 제 2 실린더의 각각의 길이에 실질적으로 대응하는 길이를 갖는다. 플런저 및 입력 드라이브는 바람직하게는 또한 수축 상태에 있을 때 신축식 피스톤 로드 조립체의 길이를 최소화하기 위해 제 1 및 제 2 실린더의 길이에 대응하는 길이를 갖는다. 플런저, 제 1 및 제 2 실린더 및 입력 드라이브 사이의 신축식 관계는 이들의 각각의 직경이 플런저로부터 입력 드라이브로 점진적으로 감소하도록 이루어진다. 역으로, 플런저, 제 1 및 제 2 슬리브 사이의 신축식 관계는 이들 각각의 직경이 플런저로부터 입력 드라이브로 점진적으로 증가하도록 이루어진다.
플런저는 제 2 실린더의 수나사와 협동하는 암나사를 가질 수 있다. 제 2 실린더는 제 1 실린더의 수나사와 협동하는 플런저로부터 이격된 그 단부에 암나사를 구비한다. 유사하게, 제 1 실린더는 입력 드라이브 상에 제공된 수나사와 협동하는 제 2 실린더로부터 이격된 그 단부에 암나사를 구비한다. 입력 기어가 구동 메커니즘의 기어열과의 맞물림을 위해 제 1 실린더로부터 이격하여 입력 드라이브의 단부에 고정된다. 이는 구동 메커니즘의 배터리 구동식 모터로부터 기어열을 경유하여 신축식 피스톤 로드 조립체로의 구동의 전달을 제공한다.
본 발명의 실시예는 임의의 특정 페이즈 또는 스테이지 방식으로 신장하고 수축하는 신축식 피스톤 로드 조립체에 한정되지 않는다. 플런저, 제 1 및 제 2 실린더 및 슬리브가 서로의 내에 위치되는 수축 상태로/로부터 신축식 피스톤 로드 조립체의 신장/수축은 몇몇 실시예에서 점진적으로 수행될 수 있다. 이는 3개의 페이즈 또는 스테이지에 있을 수 있고, 또는 다른 실시예에서 신축식 피스톤 로드의 구성 요소의 신장/수축은 순차적일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 신축식 피스톤 로드 조립체 구성 요소의 신장 또는 수축은 어떠한 한정된 예측 가능한 순서에 있지 않을 수 있다. 플런저, 제 1 및 제 2 부재 및 입력 드라이브가 신장되거나 수축되는 순서는 내부 및 수나사의 디자인, 뿐만 아니라 이들 구성 요소의 인터페이스에서의 상대 직경 및 마찰 특징에 따라 상이할 수 있다.
페이즈 1에서, 입력 드라이브는 입력 기어와 맞물린 구동 메커니즘의 기어열에 의해 회전되지만, 하우징에 의해 축방향으로 구속된다. 따라서, 입력 드라이브는 구동 메커니즘으로부터 제 1 실린더 내로 토크 입력을 전달하면서 하우징 내에 축방향 힘을 전달한다. 페이즈 1 중에, 제 1 실린더, 제 2 실린더, 제 1 및 제 2 슬리브 및 플런저는 입력 드라이브의 길이를 따라 축방향으로(회전 없이) 전체로 이동한다. 이는 제 1 실린더가 입력 드라이브로부터 토크 입력을 전달하고 제 2 실린더 내에 축방향 힘을 제공하고, 제 2 실린더가 제 1 실린더로부터 축방향 입력 힘을 전달하고 축방향 입력 힘을 플런저 내에 전달하고, 제 1 슬리브가 제 2 슬리브로부터 토크에 반응하고 이를 하우징 내에 전달하고, 제 2 슬리브가 플런저로부터 토크에 반응하고 이를 제 1 슬리브 내에 전달하고, 플런저가 약제를 분배하기 위해 약제 카트리지의 마개 내로 축방향 힘을 전달하기 때문에 발생한다.
페이즈 2는 제 1 실린더가 완전히 신장될 때, 즉 이들 사이의 상대 회전이 신장 정지부에 의해 저지될 때까지 입력 드라이브의 길이를 따라 아래로 이동될 때 시작된다. 이 시점에서, 제 1 실린더는 더 이상 축방향으로 이동하지 않고 입력 드라이브와 함께 회전한다. 제 1 실린더는 이어서 입력 드라이브로부터 제 2 실린더 내로 입력 토크를 전달하고, 따라서 제 2 실린더가 회전 없이 제 1 실린더를 따라 축방향으로 전진하게 한다. 제 2 실린더는 제 1 실린더로부터 토크 입력을 전달하고, 축방향 힘을 플런저 내에 제공한다. 플런저는 회전 없이 축방향으로 이동한다. 플런저는 제 2 실린더로부터 토크 입력을 전달하고, 약제를 분배하기 위해 약제 카트리지의 마개 내에 축방향 힘을 제공한다. 페이즈 2 중에, 제 1 슬리브는 이동하지 않지만 제 2 슬리브로부터의 토크에 반작용하고 이를 구동 메커니즘 하우징 내에 전달한다. 제 2 슬리브는 이동하지 않지만 플런저로부터의 토크에 반작용하고 이를 제 1 슬리브 내에 전달하여 슬리브가 회전하지 않게 된다. 슬리브의 키이 고정은 축방향으로 연장하는 스플라인과 대응 홈 사이의 가벼운 끼워맞춤을 경유하여 용이하게 될 수 있다. 슬리브의 이동 순서는 필수적이거나 예측 가능하지 않다. 이는 슬리브와 플런저 사이의 상대 마찰에 의존할 것이다. 홈은 슬리브 및 플런저 결합 해제를 방지하기 위해 일 단부(미도시)에서 막혀 있을 수 있다.
페이즈 3은 제 2 실린더가 완전히 신장될 때, 즉 상대 회전이 제 2 신장 정지부에 의해 저지될 때까지 제 1 실린더의 길이를 따라 아래로 이동될 때 시작되고, 이는 더 이상 축방향으로 이동하지 않고 입력 드라이브 및 제 1 실린더와 함께 회전한다. 제 2 실린더는 이어서 플런저가 회전하지 않고 제 2 실린더의 길이를 따라 축방향으로 이동하도록 제 1 실린더로부터 플런저 내로 토크를 전달한다. 플런저는 제 2 슬리브에 키이 고정되어 입력 드라이브와 함께 회전하는 것이 방지되게 되고, 이에 의해 제 2 실린더와 함께 상대 회전을 성취한다. 제 3 신장 정지부는 플런저가 그에 대해 완전히 신장될 때 플런저와 제 2 실린더 사이의 상대 회전을 저지하도록 제공된다. 폐쇄 단부 나사산에 의해 제공될 수 있는 제 1, 제 2 및 제 3 신장 정지부는 또한 신축식 피스톤 로드 조립체가 결합 해제하는 것을 방지하는 기능을 한다. 클립-온 정지 링(clip-on stop ring)이 나사 구성 요소가 결합 해제되는 것을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 클립-온 정지 링은 접합 프로세스를 요구하지 않고 또는 나사 구성 요소의 재료 선택을 구속하지 않고 충분한 정지 강도를 제공하도록 특히 전개되어 있다.
제 1 및 제 2 슬리브의 작동 순서는 구동 나사의 마찰 효율에 의해 지배된다. 제 1 실린더는 입력 드라이브와 제 1 실린더 사이의 최소 직경 나사 사이의 비교적 낮은 마찰에 기인하여 신축식 피스톤 로드 조립체의 순차적인 신장의 제 1 페이즈 중에 제 2 실린더 및 플런저에 우선하여 먼저 이동하는 경향이 있을 것이다. 달리 말하면, 제 1 실린더, 이어서 제 2 실린더 및 마지막으로 플런저의 연속적인 신장은 이들의 각각의 나사가 인터페이스할 때 발생하는 증가하는 마찰에 의해 가능화된다.
본 발명에 따른 용어 "약제 전달 디바이스"는 예를 들어, 인슐린, 성장 호르몬, 저분자량 헤파린 및 이들의 유사물 및/또는 유도체 등과 같은 약학 제품의 사용자 선택 가능한 또는 사전 규정된 투여량, 바람직하게는 다중 투여량을 분배하도록 설계된 1회 투여량 또는 다중 투여량 또는 사전 설정된 투여량 또는 사전 규정된 1회용 또는 재사용 가능 디바이스를 의미할 수 있다. 상기 디바이스는 임의의 형상, 예를 들어 콤팩트 또는 펜형일 수 있다. 투여량 전달은 스프링 등과 같은 기계적(선택적으로 수동) 또는 전기 구동 메커니즘 또는 저장된 에너지 구동 메커니즘을 통해 제공될 수 있다. 투여량 선택은 수동 메커니즘 또는 전자 메커니즘을 통해 제공될 수 있다. 추가적으로, 상기 디바이스는 혈당량 등과 같은 생리학적 특성을 모니터링하도록 설계된 구성 요소를 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 디바이스는 니들을 포함할 수 있거나 무니들일 수 있다. 특히, 용어 "약제 전달 디바이스"는 환자와 같은 정식 의료 훈련을 받지 않은 사람에 의해 사용을 위해 설계된 전기 구동 메커니즘을 갖는 다수 투여량을 제공하는 니들 기반 디바이스를 칭할 수 있다. 바람직하게는, 약물 전달 디바이스는 자동형, 즉 자동-주사기이다.
본 발명에 따른 용어 "하우징"은 바람직하게는 특정 구성 요소의 근위측 이동을 방지하기 위해 단방향성 축방향 커플링을 갖는 임의의 외부 하우징("주 하우징", "본체", "외피") 또는 내부 하우징("인서트", "내부 본체")을 의미할 수 있다. 하우징은 약물 전달 디바이스 또는 임의의 그 메커니즘의 안전하고, 정확하고, 편안한 취급을 가능하게 하도록 설계될 수 있다. 일반적으로, 이는 액체, 먼지, 오물 등과 같은 오염물로의 노출을 제한함으로써 약물 전달 디바이스의 임의의 내부 구성 요소(예를 들어, 구동 메커니즘, 카트리지, 플런저, 피스톤 로드)를 수납하고, 고정하고, 보호하고, 안내하고, 그리고/또는 맞물리도록 설계된다. 일반적으로, 하우징은 관형 또는 비관형 형상의 단일 또는 다부분 구성 요소일 수 있다. 일반적으로, 외부 하우징은 의료 제품의 다수의 투여량이 분배될 수 있는 카트리지를 수납하는 기능을 한다.
본 발명에 따른 용어 "모터"는 바람직하게는 기어 연동 시스템을 구동하기 위한 임의의 모터화 수단 및 궁극적으로는 입력 드라이브 수단을 의미할 수 있다. 본 발명에 있어서, 스텝퍼 모터가 바람직하게는 이용되지만, 기계적 또는 수동 작동 수단을 포함하는, 기어 연동 시스템 또는 구동 수단을 구동하기 위한 임의의 수단이 또한 디바이스 내에 합체될 수 있다.
디바이스 또는 디바이스의 구성 요소의 "근위 단부"는 디바이스의 분배 단부로부터 가장 먼 단부를 의미할 수 있다.
디바이스 또는 디바이스의 구성 요소의 "원위 단부"는 디바이스의 분배 단부에 가장 근접한 단부를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예는 디바이스의 축방향 길이 뿐만 아니라 약제 용기의 직경의 견지의 모두에서 더 콤팩트한 약제 전달 디바이스를 위한 4-스테이지 신축식 피스톤 로드 조립체를 제공한다. 본 발명을 구체화하는 신축식 피스톤 로드 조립체는 복잡한 기술 플라스틱 재료를 사용하여 극도로 얇은벽 사출 성형된 부분으로부터 제조될 수 있다. 특히, 입력 드라이브는 주위 구성 요소를 위한 공간을 제공하도록 감소되어 있는 직경을 갖는다. 따라서, 본 발명을 구체화하는 디바이스는 교체 가능한 약제 카트리지를 포함하는 재사용 가능한 약제 전달 디바이스 내에서 유용하게 전개될 수 있고, 또한 자동-주사기 디바이스 내에서 전개될 수 있다.
본 발명이 이제 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 나타내고 있는 첨부 도면을 참조하여 예로서 더 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 포함할 수 있는 약제 전달 디바이스의 정면도.
도 2는 약제 카트리지를 수용하기 위한 개방 위치에서 도시된 약제 카트리지 도어를 갖는 도 1의 약제 전달 디바이스의 정면도.
도 3은 모터, 기어 및 구동 메커니즘 하우징을 도시하는 본 발명을 구체화하는 신축식 피스톤 로드 조립체의 사시도.
도 4는 도 3의 모터, 기어열 및 구동 메커니즘의 단면 사시도.
도 5는 약제 카트리지 내의 신장된 위치에서 신축식 피스톤 로드 조립체의 단면도.
도 6은 신장된 위치에서 신축식 피스톤 로드 조립체 및 도어 잠금 부재의 수정된 실시예의 단면도.
도 7은 수축된 상태에서 도 3의 신축식 피스톤 로드 조립체 및 전방 위치에서 도어 잠금 부재의 수정된 실시예의 단면도.
도 8은 도어 잠금 부재가 후방 위치에 있는 도 7의 수정된 실시예의 단면도.
도 1에서, 약제 전달 디바이스(1)는 설정 투여량, 약제 카트리지 내에 남아 있는 투여량의 수를 포함하는 약제 전달 디바이스의 작동에 관한 기능 정보를 표시하기 위한 디스플레이(3)를 갖는 케이스(2)를 포함한다. 사용자 인터페이스 버튼(4, 5, 6)이 기폭, 투여량의 설정, 약제 카트리지 홀더 및 도어(7)의 개방 및 설정 투여량의 분배를 활성화하는 것을 포함하는, 사용자가 주사기를 작동하는 것을 허용하도록 제공된다. 니들이 투여량 전달을 위해 부착되고 이후에 제거되어 폐기될 수 있는 나사산 형성된 니들 부착부(8)가 제공된다. 커버(미도시)가 입자 및 유체의 진입으로부터 디바이스를 보호하는 것을 지원하기 위해 케이스(2)의 하부 부분 상에 끼워지도록 제공될 수 있다. 도 2는 카트리지 홀더 및 도어(7)가 교체 약물 카트리지(9)를 수용하기 위해 개방 위치에 있는 약제 전달 디바이스(1)를 도시한다.
도 3은 도 5 내지 도 8을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되는 신축식 피스톤 로드 조립체(12)와, 모터(13) 및 신축식 피스톤 로드 조립체(12)에 구동을 전달하기 위한 구동 메커니즘을 수용하는 하우징(15)의 사시도이다. 신축식 피스톤 로드 조립체(12)는 도 5를 참조하여 이하에 설명되는 키이(14)를 구비한다. 이 조립체는 약제 전달 디바이스(1)의 섀시(chassis)(16) 내에 수용될 수 있다. 약제 전달 디바이스(1)의 섀시는 배터리(미도시)용 공간 및 약제 카트리지 홀더 및 도어(7)용 공간을 포함한다.
도 4는 하우징(15)이 제거되어 있는 도 3의 조립체의 단면 사시도이다. 이 도면은 신축식 피스톤 로드 조립체(12)의 기어열(19), 입력 기어(21) 및 입력 드라이브(23)를 포함하는 구동 메커니즘(17)을 도시한다. 기어열(19)은 모터 피니언(25) 및 3개의 복합 기어 스테이지(27, 29, 31)를 포함한다. 모터 피니언(25)은 간섭 끼워맞춤으로 모터(13)의 샤프트 상에 보유되고, 모터 피니언(25)에 대해 180도로 배치된 한 쌍의 성형된 플래그(33)를 갖는다. 플래그(33)는 섀시 내의 움직임 검출 광학 센서(미도시)를 중단시키고, 센서는 모터(13)의 회전 속도를 지시하고 이에 대응하는 출력을 제공하도록 작동한다. 모터 피니언(25), 각각의 복합 기어 스테이지(27 내지 31) 및 입력 기어(21)는 함께, 입력 드라이브(23)의 매 회전에 대해 모터가 62.8배 회전하도록 예를 들어 62.8:1일 수 있는 임의의 적합한 비로 모터(13)와 입력 드라이브(23) 사이의 드라이브의 회전 속도를 감속시키는 기능을 한다. 복합 기어(31)와 입력 기어(21) 사이에 위치된 전달 기어(35)는 비감속형이고 따라서 기계적인 링크를 제공하는 기능을 한다. 복합 감속 기어 스테이지(27 내지 31)는 2개의 평행한 스테인레스강 핀(37, 39) 상에 장착된다. 입력 기어(21)는 예를 들어 입력 드라이브(23)를 회전 구동하기 위해 전달 기어(35)와 회전 가능하게 맞물리도록 하우징(15) 내에 지지된다. 입력 기어(21) 및 입력 드라이브(23)는 축방향으로 이동 불가능하다.
도 5는 약제 카트리지(9) 내의 신장된 위치에서 신축식 피스톤 로드 조립체(12)의 단면도이다. 신축식 피스톤 로드 조립체(12)는 입력 기어(21)에 회전 불가능하게 고정된 근위 단부에서 입력 드라이브(23)를 포함한다. 입력 드라이브(23)는 수나사면(47)을 또한 갖는 중간 커플링의 제 1 실린더(45)의 암나사 부분(43)과 협동하는 수나사면(41)을 갖는다. 제 1 실린더(45)의 수나사면(47)은 중간 커플링의 제 2 실린더(49)의 근위 단부에서 암나사 부분(48)과 협동하고, 제 2 실린더는 또한 수나사면(51)을 갖는다. 수나사면(51)의 원위 단부(63)는 플런저(55)의 근위 단부에서 암나사 부분(53)과 협동한다. 플런저(55)는 약제 카트리지(9)의 마개(59) 상에 플런저(55)에 의해 인가된 하중을 확산시키기 위한 외향 연장 플랜지(57)를 그 원위 단부에 구비한다. 마개(59) 상에 인가된 하중은 사용 중에 그로부터 약제를 축출하기 위해 약제 카트리지(9)를 따라 마개(55)를 구동하기 위해 신장되도록 모터(13)가 신축식 피스톤 로드 조립체(12)를 구동할 때 발생한다. 내향 연장 환형 인서트(61)가 플런저(55)의 원위 단부에 제공되고, 제 2 실린더(49)의 원위 단부(63)를 넘어 플런저가 수축하는 것을 정지시키는 기능을 한다. 대응 단부 정지부(62)가 제 1 실린더(45)의 근위 단부 상에 장착되고, 제 1 실린더(45)의 근위 단부를 넘어 제 2 실린더(49)가 수축하는 것을 정지하는 기능을 한다. 입력 드라이브(23), 제 1 실린더(45) 및 제 2 실린더(49)의 원위 단부는 이들이 서로로부터 결합 해제되는 것을 방지하기 위한 폐쇄된 나사산을 구비한다.
플런저(55)는 제 1 슬리브(65) 및 제 2 슬리브(67)에 의해 하우징에 키이 고정된다. 키이(14)(도 3 참조)는 플런저(55)와 제 1 및 제 2 슬리브(65, 67)를 서로에 대해 그리고 하우징에 대해 회전 불가능하게 하기 위해 제공된다. 키이(14)는 플런저(55)와 제 1 및 제 2 슬리브(65, 67)의 각각의 외부면을 따라 연장하는 길이방향(즉, 축방향 연장) 홈 또는 리세스에 의해 제공된다. 홈 또는 리세스는 하우징(미도시)의 내부면 뿐만 아니라 제 1 슬리브(65) 및 제 2 슬리브(67)의 내부면에 제공된 대응 페그 또는 스플라인(69)과 협동한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 디바이스의 수정된 실시예를 도시한다. 도 6은 하우징(15) 내에 회전 가능하고 축방향으로 이동 가능하게 안착된 잠금 부재(71)의 상세와 함께 신장 위치에서 신축식 피스톤 로드 조립체(12)를 도시한다. 도 7 및 도 8을 참조하여 이하에 더 상세히 설명되는 잠금 부재(71)는 입력 기어(21) 및 입력 드라이브(23)에 대한 그 축방향 위치에 따라 도어 캐치 해제 메커니즘(미도시)과 맞물리고/분리하기 위해 작동하는 외향 연장 탭(73)을 갖는다. 클립-온 정지 링(75)이 구성 요소가 결합 해제되는 것을 방지하기 위해 제 1 및 제 2 나사산 형성 실린더(45, 49) 중 각각의 하나의 근위 단부 상에 추가로 제공된다. 클립-온 정지 링(75)은 한편으로는 충분한 정지 강도를 구비하지만, 다른 한편으로는 접합 프로세스를 요구하지 않는다.
도 7 및 도 8은 도어 잠금 부재가 전방의 '도어 폐쇄" 위치 및 후방의 '도어 해제' 위치에 각각 있는 수축 상태로 도시되어 있는 신축식 피스톤 로드 조립체(12)의 단면도이다. 구동 메커니즘이 신축식 피스톤 로드 조립체(12)를 수축하기 위해 입력 기어(21) 및 입력 드라이브(23)를 구동할 때, 플런저(55), 제 1 및 제 2 실린더(47, 49)는 결국에는 도 7에 도시된 바와 같은 수축 상태로 이동한다. 이 위치에서, 잠금 부재(71)의 근위 단부와 입력 기어(21) 사이에는 간극(d)이 남아 있다. 이 위치에서, 탭(73)은 약제 카트리지 도어 개방 래치(미도시)를 분리하기 위해 충분히 전진되거나 또는 수축되지 않는다. 약제 카트리지(9)를 교체하도록 요구될 때, 모터 제어기(미도시)는 모터(13)를 구동하여, 간극(d)이 폐쇄될 때까지 신축식 피스톤 로드 조립체(12)를 수축하여, 따라서 탭(73)을 분리하고 도어 개방 래치를 해제하도록 구동 메커니즘(17)이 입력 드라이브(23)를 구동하게 된다.
전술된 약제 전달 디바이스(1)의 작동이 이제 설명될 것이다.
플런저(55), 제 1 및 제 2 실린더(45, 49) 및 슬리브(65, 67)가 서로의 내에 위치되어 있는 초기 수축 상태(도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이)로부터의 신축식 피스톤 로드 조립체(12)의 신장은 3개의 페이즈 또는 스테이지에서 수행된다.
페이즈 1에서, 입력 드라이브(23)는 입력 기어(21)와 맞물린 구동 메커니즘(17)의 기어열(19)에 의해 회전된다. 따라서, 입력 드라이브(23)는 구동 메커니즘(17)으로부터 제 1 실린더(45) 내로 토크 입력을 전달하면서 하우징(15) 내에 축방향 힘을 전달한다. 페이즈 1 중에, 제 1 실린더(45), 제 2 실린더(49), 제 1 및 제 2 슬리브(65, 67) 및 플런저(55)는 입력 드라이브(23)의 길이를 따라 축방향으로(회전 없이) 전체로 이동한다. 이는 제 1 실린더(45)가 입력 드라이브(23)로부터 토크 입력을 전달하고 제 2 실린더(49) 내에 축방향 힘을 제공하고, 제 2 실린더(49)가 제 1 실린더(45)로부터 축방향 입력 힘을 전달하고 축방향 입력 힘을 플런저(55) 내에 전달하고, 제 1 슬리브(65)가 제 2 슬리브(67)로부터 토크에 반응하고 이를 하우징(15) 내에 전달하고, 제 2 슬리브(67)가 플런저(55)로부터 토크에 반응하고 이를 제 1 슬리브(65) 내에 전달하고, 플런저(55)가 플런저로부터 축방향 힘을 전달하고 이를 약제 카트리지(9) 내에 전달하기 때문에 발생한다.
페이즈 2는 제 1 실린더(45)가 완전히 신장될 때, 즉 이들 사이의 상대 회전이 신장 정지부(75) 또는 폐쇄된 나사산에 의해 저지될 때까지 입력 드라이브(23)의 길이를 따라 아래로 이동될 때 시작된다. 이 시점에서, 제 1 실린더(45)는 그 축방향 한계에 도달되고 더 이상 축방향으로 이동하지 않고 입력 드라이브(23)와 함께 회전한다. 제 1 실린더(45)는 이어서 입력 드라이브(23)로부터 제 2 실린더(49) 내로 입력 토크를 전달하고, 따라서 제 2 실린더가 회전 없이 제 1 실린더를 따라 축방향으로 전진하게 한다. 제 2 실린더(49)는 제 1 실린더(45)로부터 토크 입력을 전달하고, 축방향 힘을 플런저(55) 내에 제공한다. 플런저는 회전 없이 축방향으로 이동한다. 플런저(55)는 제 2 실린더(67)로부터 토크 입력을 전달하고, 약제 카트리지(9) 내에 축방향 힘을 제공한다.
페이즈 2 중에, 제 1 슬리브(65)는 이동하지 않지만 제 2 슬리브(67)로부터의 토크에 반작용하고 이를 구동 메커니즘 하우징(15) 내에 전달한다. 제 2 슬리브(67)는 이동하지 않지만 플런저(55)로부터의 토크에 반작용하고 이를 제 1 슬리브(65) 내에 전달하여 슬리브가 회전하지 않게 된다.
페이즈 3은 제 2 실린더(49)가 완전히 신장될 때, 즉 상대 회전이 제 2 신장 정지부(75)에 또는 폐쇄된 나사산에 의해 저지될 때까지 제 1 실린더(45)의 길이를 따라 아래로 이동될 때 시작되고, 그 축방향 한계에 도달할 때 더 이상 축방향으로 이동하지 않고 입력 드라이브(23) 및 제 1 실린더(45)와 함께 회전한다. 제 2 실린더(49)는 이어서 플런저가 회전하지 않고 제 2 실린더의 길이를 따라 축방향으로 이동하도록 제 1 실린더(45)로부터 플런저(55) 내로 토크를 전달한다. 플런저(55)는 제 2 슬리브(67)에 키이 고정되어 입력 드라이브(23)와 함께 회전하는 것이 방지되게 되고, 이에 의해 제 2 실린더(49)와 함께 상대 회전을 성취한다. 폐쇄된 나사산의 형태의 제 3 신장 정지부가 플런저가 그에 대해 완전히 신장될 때 플런저(55)와 제 2 실린더(67) 사이의 상대 회전을 저지하도록 제공된다.
약제 전달 디바이스(1)는 디바이스의 작동을 제어하기 위한 전자 제어 시스템(미도시)을 포함한다. 제어 시스템은 구동 메커니즘(17)을 경유하여 입력 디바이스(23)를 구동하도록 모터(13)를 제어하기 위해 작동한다. 센서(미도시)는 신축식 피스톤 로드 조립체(12)의 상태를 감지하고 작동 정보를 사용자에 제공하기 위해 제공된다.
1: 약제 전달 디바이스 2: 케이스
3: 디스플레이 4: 사용자 인터페이스 버튼
7: 카트리지 홀더 및 도어 8: 니들 부착부
12: 신축식 피스톤 로드 조립체 13: 모터
14: 키이 15: 하우징
19: 기어열 21: 입력 기어
23: 입력 드라이브 45: 제 1 실린더
49: 제 2 실린더 55: 플런저
65: 제 1 슬리브 67: 제 2 슬리브

Claims (12)

  1. 하우징, 약제 용기의 마개를 구동하기 위한 신축식 피스톤 로드 조립체 및 상기 신축식 피스톤 로드 조립체용 구동 메커니즘을 포함하고, 상기 신축식 피스톤 로드 조립체는 중간 커플링을 경유하여 상기 마개를 구동하기 위해 플런저에 신축식으로 결합된 입력 드라이브를 갖는 약제 전달 디바이스에 있어서,
    상기 중간 커플링은 서로 신축식으로 결합된 제 1 및 제 2 부재로서, 상기 플런저가 상기 제 1 및 제 2 부재 중 하나에 신축식으로 결합되고 상기 입력 드라이브가 상기 제 1 및 제 2 부재 중 다른 하나에 신축식으로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 부재 및 상기 하우징에 대한 상기 플런저의 회전을 억제하기 위한 키이를 포함하고,
    상기 구동 메커니즘이 상기 입력 드라이브를 구동할 때, 상기 플런저, 상기 제 1 및 제 2 부재 및 상기 입력 드라이브는 서로에 대해 신축식으로 신장하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 약제 전달 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 키이는 서로에 대해, 플런저 및 하우징에 대해 신축식으로 결합되고 키이 고정되어 이들이 상기 하우징에 대해 축방향으로 이동 가능하지만 회전 불가능하게 하는 제 1 및 제 2 슬리브를 포함하는 약제 전달 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 플런저, 상기 제 1 및 제 2 부재 및 상기 입력 드라이브 사이의 신축식 관계는 이들의 각각의 직경이 상기 플런저로부터 상기 입력 드라이브로 점진적으로 감소하도록 이루어지는 약제 전달 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 플런저, 상기 제 1 및 제 2 슬리브 사이의 신축식 관계는 이들 각각의 직경이 상기 플런저로부터 상기 입력 드라이브로 점진적으로 증가하도록 이루어지는 약제 전달 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 기어가 상기 구동 메커니즘의 기어열과의 맞물림을 위해 상기 제 1 부재로부터 이격하여 상기 입력 드라이브의 단부에 제공되는 약제 전달 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플런저, 상기 제 1 및 제 2 부재 및 상기 슬리브들이 적어도 실질적으로 서로의 내에 위치하는 초기 수축 상태로부터 상기 신축식 피스톤 로드 조립체의 신장은 점진적으로 수행되는 약제 전달 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 입력 드라이브는 축방향으로 이동하도록 회전되어 상기 신축식 피스톤 로드 조립체가 상기 입력 드라이브의 길이를 따라 회전 없이 전체로 그리고 축방향으로 이동하게 되는 약제 전달 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 부재는 상기 입력 드라이브로부터 상기 제 2 부재 내로 입력 토크를 전달하도록 상기 입력 드라이브와 함께 회전하기 위해 축방향 한계에 도달하여, 따라서 상기 제 2 부재 및 상기 플런저가 회전 없이 상기 제 1 부재를 따라 축방향으로 전진하게 되는 약제 전달 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 부재는 상기 입력 드라이브 및 상기 제 1 부재와 함께 회전하기 위해 축방향 한계에 도달하여 따라서 상기 제 1 부재로부터 상기 플런저 내로 토크를 전달하여 상기 플런저가 회전 없이 상기 제 2 부재의 길이를 따라 축방향으로 이동하게 되는 약제 전달 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 슬리브는 수축 상태에 있을 때 상기 신축식 피스톤 로드 조립체의 길이를 최소화하기 위해 상기 제 1 및 제 2 부재의 각각의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 각각 갖는 약제 전달 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 사용자 교체 가능 약제 카트리지를 위한 리셉터클을 포함하는 약제 전달 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 약제 전달 디바이스를 포함하는 자동-주사기.
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