KR20170023143A

KR20170023143A - 마취제를 완충하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170023143A
Application number: KR1020177002127A
Authority: KR
Inventors: 매튜 제이. 스테포비치; 마이클 아이. 팔켈
Original assignee: 온파마, 인코포레이티드
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2017-03-02
Also published as: JP5693672B2; PL2288405T3; JP2011520558A; CR11798A; WO2009142944A1; CN102036711B; US20120180432A1; ES2621816T3; BRPI0912843B8; BRPI0912843A2; MX2010012665A; JP5504258B2; KR20110021911A; JP2013236954A; IL209487A; CA2725139C; AU2009249363A1; CN103356387A; BRPI0912843B1; US20090292271A1

Abstract

완충제 용액을 완충제 카트리지로 전달하는 장치는 바늘 어셈블리 및 푸셔를 포함한다. 완충제 카트리지 및 마취제 카트리지의 격막은 이송 바늘 상으로 전진하고, 푸셔는 플런저를 완충제 카트리지로 전진시켜 이송 바늘을 통해 완충제를 마취제 카트리지로 전달한다. 별개인 배출 바늘은 마취제 카트리지로부터의 과량의 마취제가 배기되도록 한다. 압축 부재는 일반적으로 완충제 카트리지 상의 플런저에 대해 힘을 유지하기 위해 제공되어 살균 및/또는 저장시 내용물을 가압하고 안정화시킨다.

Description

마취제를 완충하는 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR BUFFERING ANESTHETICS}

본 발명은 일반적으로 마취제를 완충하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 나트륨 비카보네이트 완충 용액을 제조하고 저장하는 방법 및 이러한 용액을 작은 카트리지 내에 저장된 마취제와 조합하는 방법에 관한 것이다.

비카보네이트 이온을 함유하는 수용액은 해독제, 투석액, 인공 뇌척수액, 안구 세척 용액, 심장 관류액, 심정지액, 복막 세척 용액 및 장기 보존(organ preservation)용 용액 등과 같은 다양한 의학적 적용 분야에서 사용된다. 본 출원의 비카보네이트 용액은 치과 및 기타 마취제를 완충하는데 사용됨으로써 pH를 조절하는 것이 특히 중요하다. 가장 흔하게 사용되는 의학용 비카보네이트 용액 중 하나는 물(H₂O)과 혼합된 나트륨 비카보네이트(NaHCO₃)로 구성된다. 의학용 비카보네이트 용액 내에서 비카보네이트 이온은 다음의 식에 의해 나타내는 바와 같이 평형 상태에 있다.

상기 반응이 닫힌 계 내에서 일어난다면, 평형 상태는 일정하게 남아있는 반응물의 양과 함께 도달된다. 그러나 열린 계에서 이산화탄소 기체가 빠져나오고, 비카보네이트(2HCO₃)가 이산화탄소 기체(CO₂), 카보네이트(CO₃) 및 물(H₂O)로 변화되고, 점진적으로 비카보네이트 이온의 농도는 감소하며 카보네이트 이온의 농도는 증가하면서 반응은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행된다. 카보네이트 이온이 비카보네이트 이온보다 더 알칼리성이기 때문에 용액의 pH는 점진적으로 증가할 것이다.

비카보네이트 의학용 용액의 임상학적 유효성은 종종 특정의 pH 범위, 일반적으로는 7 내지 9를 유지하는 것에 의존한다. 몇 가지 적용 분야에 있어서, 보다 좁은 범위 내에서 유지하는 것이 유익하다. pH 및 CO₂ 함량을 안정화시키기 위하여, 통상적으로 나트륨 비카보네이트 용액은 방출된 이산화탄소가 대기로 누출되는 것을 제한하는 기밀 용기 내에 채워진다. 방출된 CO₂의 손실을 제한함으로써 pH 변화는 감소될 것이다. CO₂가 용액을 빠져나와 용기의 "헤드스페이스(headspace)"(용액 위쪽의 가스로 충전된 영역)로 들어감에 따라, 방출된 CO₂의 분압은 증가하여 결과적으로 CO₂가 빠져나간 용액과 CO₂가 되돌아온 용액 간의 평형 상태가 확립될 것이다.

의학용 비카보네이트 용액을 저장하는데 가장 흔하게 사용되는 기밀 용기는 관통 가능한 고무 캡을 갖는 유리 바이얼로, 상기 캡은 격막(septum)으로 일컬어진다. 이러한 바이얼은 의사가 피하 바늘로 격막을 관통하게 하고, 주사기에 원하는 부피의 비카보네이트 용액을 빼거나 또는 "끌어올리게" 한다. 비카보네이트를 빼는 것을 용이하게 하기 위해, 바이얼은 전형적으로 의사가 유체를 끌어올리려고 시도할 때 진공이 형성되는 것을 방지하는 상당한 헤드스페이스를 포함한다. 일단 유체가 주사기로 끌어올려지면 주사기는 카테터 또는 혈관으로 유체를 전달하는데 사용될 수 있다. 본 발명에서 특별히 중요한 것은 부분적으로 충전된 주사기가 나트륨 비카보네이트와 제 2 용액을 혼합하기 위하여 다른 바이얼로부터 국부 마취제와 같은 제 2 용액을 끌어올리는데 사용될 수 있고, 이때 주사기는 결과물인 pH 완충된 용액에 대한 혼합 및 전달 용기의 역할을 한다.

이러한 비카보네이트 용액을 저장, 혼합 및/또는 전달하는 바이얼-및-주사기 시스템을 사용하는 것에 대한 한가지 결점은 용액을 주사기로 끌어올림으로써 CO₂를 용액에서 빠져나오게 하고 이송시 용액 내에 CO₂ 거품을 생기게 하는 비카보네이트 용액 위의 압력을 감소시키는 것이다. 또한 거품이 주사기로 들어감에 따라 용액이 심하게 뒤섞일 수 있고, 아울러 CO₂가 용액 밖에서 용해되게 한다. 이들 이유로 인해, 바이얼 형태의 저장 용기 내의 나트륨 비카보네이트 완충 용액의 pH가 전달 전에 평가되거나 또는 확인되더라도, 비카보네이트계의 끌어올림, 혼합 및/또는 전달은 바람직하지 않은 정도로 용액의 pH를 바꿀 수 있다.

통상의 카트리지 내에서 나트륨 비카보네이트와 같은 완충 용액과 치과 마취제와 같은 마취제를 조합하는 특정한 장치가 미국 특허 제5,603,695호에 기재되어 있다. 상기 장치는 마취제 카트리지의 격막을 통해 관통할 수 있는 바늘을 갖는 완충제 카트리지를 포함한다. 상기 완충제는 상당한 헤드스페이스를 갖는 카트리지 내에 저장되고, 비카보네이트 마취제 내의 용액 중에 휘발성 CO₂를 유지하기 위해 제공되지 않는다. 더욱이 완충제가 도입됨에 따라 마취제 카트리지로부터 마취제를 대체하기 위해 제공되지 않는다.

의학용 용액을 저장하는 유리 바이알 및 카트리지가 미국 특허 제 1,757,809호; 제2,484,657호; 제4,259,956호; 제5,062,832호; 제5,137,528호; 제5,149,320호; 제5,226,901호; 제5,330,426호; 및 제6,022,337호에 기재되어 있다. 약물 카트리지를 이용하는 주입 펜은 미국 특허 제5,984,906호에 기재되어 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 특정한 일회용 약물 카트리지는 미국 특허 제5,603,695호에 기재되어 있다. 이송 바늘을 이용하는 마취제 카트리지로 완충제를 전달하는 장치는 미국 특허 제5,603,695호에 기재되어 있다. 파우치 내에서 용액 중에 용해된 기체를 유지하는 장치는 미국 특허 제5,690,215호; 제5,610,170호; 및 제4,513,015호, 및 미국 공개특허 제2007/0265593호에 기재되어 있다. 관심 대상인 다른 특허 및 출원은 미국 특허 제2,604,095호; 제3,993,791호; 제4,154,820호; 제4,630,727호; 제4,654,204호; 제4,756,838호; 제4,959,175호; 제5,296,242호; 제5,383,324호; 제5,603,695호; 제5,609,838호; 제5,779,357호; 및 미국 공개특허 제2004/0175437호에 기재되어 있다.

이들 이유로 인해 마취제 또는 다른 의학용 용액과, 특히 통상의 유리 카트리지 내에 보유되는 완충제 용액을 조합하는 향상된 방법 및 기구를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 상기 방법 및 장치가 사용 전 최소한의 pH 변화 및 이산화탄소 손실이 되는 안정한 상태에서 완충제 용액, 좀더 구체적으로는 나트륨 비카보네이트 용액이 유지된 완충제 카트리지를 적용한다면 특히 유익할 것이다. 상기 방법 및 계가 마취제 용액과 완충제 용액을 도입하여 조합하다면 훨씬 더 바람직할 것이고, 이때 마취제 용액은 마취제 카트리지에 과잉의 완충제를 전달하지 않고, 카트리지로부터 동일 부피의 마취제를 경감시키거나 소비하지 않으면서 통상의 카트리지 내에 보유된다. 최소한 몇 가지 이들 목표가 하기에 기재된 발명에 의해 충족될 것이다.

본 발명은 일반적으로 본 명세서에 참조로서 전체 발명 내용이 병합되는 미국 특허 제5,603,695호에 기재된 것들과 같은 특히 관통 가능한 격막 및 접동 가능한 플런저 또는 플러그를 갖는 통상의 카트리지 내에 보유되는 마취제 또는 다른 의학용 용액을 완충하는 방법 및 기구를 제공한다. 이러한 카트리지는 치과 진료, 특히 진행에 앞서 환자에게 마취제를 전달하는데 흔히 사용된다. 이러한 카트리지는 통상적으로 주사기 또는 다른 전달 장치에 적재되고, 이때 주사기는 카트리지 내의 플런저와 맞물려 격막을 통해 관통하는 바늘을 통해 마취제를 분배한다. 마취제의 유효성을 최적화하고 주입 고통을 감소시키기 위하여 통상의 마취제, 전형적으로는 리도카인, 아티카인, 프릴로카인 또는 메피바카인과 같은 치과 마취제를 사용 직전에 완충하는 것이 바람직하다. 그러나 완충된 마취제가 최적 효과 및 최소한의 주입 고통을 달성하도록 하기 위해 완충 용액 그 자체는 예측 가능하고, 안정한 pH 및 화학적 조성을 갖는 것이 매우 중요하다.

이러한 마취제 카트리지를 완충하는 본 발명에 따른 방법은 완충제 카트리지를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 완충제 카트리지는 전형적으로 격막 및 플런저도 갖고, 종종 마취제 카트리지의 구조와 유사하거나 또는 동일할 수 있다. 이송 바늘은 완충제 카트리지와 마취제 카트리지 사이에 유체 이송 경로를 제공하기 위하여 완충제 카트리지와 마취제 카트리지 상의 격막을 통해 관통된다. 배출 바늘은 또한 완충제 카트리지 상의 격막을 통해 관통하지만 마취제 카트리지 상의 격막을 통해서는 관통하지 않는다. 완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시킴으로써, 특정 부피의 완충제가 완충제 카트리지로부터 마취제 카트리지로 이송되고, 동일 부피의 마취제는 마취제 카트리지로부터 배출 바늘을 통해 일반적으로 하기에 개시된 바와 같이 폐기물 용기로 배출된다. 마취제를 동시에 배출시킴으로써 마취제 카트리지를 가득 채우지 않고서도 또는 마취제 카트리지 내의 플런저를 초과 부피로 밀어내지 않고도 마취제 카트리지로 소정 부피의 완충제를 도입할 수 있게 한다.

본 발명의 바람직한 양상에서, 원하는 pH의 완충 용액으로 카트리지를 채운 다음, 비카보네이트 완충제로부터 이산화탄소의 손실 및 증발과 같은 휘발성 종(species)의 증발을 억제하기 위하여 완충제 용액에 충분한 압력을 적용함으로써, 특정 pH에서 또는 그 근처에서 사용하기 전에 완충제 용액의 안정도는 유지될 수 있고, 이때 압력 수준은 선적 및 저장시 겪게 되는 최대 온도뿐만 아니라 pH에 따라 다르다. 예를 들어, 완충제는 8.4% 나트륨 비카보네이트를 포함하고, pH는 7.62로 유지되며, 최대 예상 온도는 25℃이고, 최대 25℃의 온도, pH 7.2에서 8.4% 나트륨 비카보네이트 용액 중의 이산화탄소 기체의 적어도 평형 분압만큼 높은 완충제 카트리지 내에서 절대 압력을 유지하기에 충분한 힘으로, 헨더슨-하셀바흐(Henderson-Hasselbach) 방정식 및 헨리의 법칙에 따라 1.64기압이 적용되어야 한다. 예상되는 저장 또는 운송 온도보다 더 높은 경우에 안전 마진을 갖기 위해 일반적으로 더 큰 힘이 적용될 것이다. 카트리지가 열 살균될 것으로 예상되는 경우, 적용되는 힘은 적어도 6기압의 압력을 만들기에 충분해야 하고, 전형적으로 안전 마진을 위해 더 높아야 한다.

예시적 구현예에서, 상기 힘은 플런저에 대해 압축하에 보유되는 스프링과 맞물리거나, 또는 압축성 탄력 물질 또는 압축성으로 만들어진 다른 것으로부터 형성되는 플런저를 사용함으로써 적용되고, 그 결과 푸셔에 의해 특정 거리 압축되면 카트리지 내의 용액은 소정량의 압력 하에 위치할 것이다. 실시예에 의해, 목표하는 pH가 7.62이면, 요구되는 압력은 적어도 1.64기압이며(상기에 기재된 바와 같이), 플런저는 대략 37㎟의 마취제에 노출된 영역을 갖고, 스프링은 9.4lbs/in²의 플런저에 대해 최소한의 힘을 적용하기 위하여 필요할 것이다. 상기 힘은 스프링 상수와 스프링 압축 깊이 모두에 따라 달라질 것이다.

완충제 카트리지 내에 보유되는 완충제에 대한 일정한 양의 압력의 적용이 일반적으로 안정도를 유지하는데 충분할 것이지만, 밀봉에 앞서 완충제 카트리지로부터 공기 및 기타 기체를 완전히 제거하는 것이 바람직할 것이다. 모든 "헤드스페이스"를 제거함으로써, 비카보네이트 완충제 내의 이산화탄소와 같은 휘발성 종은 손실이 없이 또는 거의 없이 상승된 압력에 의해 용액 내에 보유될 것이다. 작은 기체 헤드페이스가 존재하더라도 약간의 이산화탄소 또는 기타 휘발성 종의 손실을 허용할 것이어서, 결과적으로 휘발성 종이 평형 분압에 도달함에 따라 완충제의 pH 및 조성은 작지만 측정 가능하게 변화된다. 더욱이, 헤드스페이스의 부족으로 헤드스페이스 내의 기체가 양의 압력에 의해 용액으로 몰리는 것을 방지하여, 완충제의 화학적 특성을 바꿀 수 있다.

본 발명의 방법의 특정 양상에서, 이송 바늘을 관통시키는 단계는 완충제 카트리지 격막을 통해 이송 바늘을 전진시키기 위하여 이송 및 배출 바늘을 지지하는 노브(knob)를 돌리는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 마취제 카트리지 격막을 통해 이송 바늘 및 배출 바늘을 관통시키는 단계는 일반적으로 마취제 카트리지가 노브 상의 용기로 삽입됨에 따라 일어난다. 바람직하게는 배출 바늘은 배출된 마취제가 저장소로 향하게 한다. 예를 들어 예시적 구현예에서, 배출된 마취제는 완충제 카트리지를 둘러싸는 하우징 내의 공간으로 흘러들어 갈 수 있다. 상기 공간은 흡수성 물질을 포함할 수 있다. 완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시키는 단계는 일반적으로 플런저에 대해 푸셔를 맞물리고 푸셔를 전진시켜 플러저가 카트리지 내부를 따라 진행하도록 하는 단계, 카트리지 내의 완충제에 대해 플런저를 구동하는 단계 및 완충제를 이송 바늘로 밀어 넣는 단계를 포함한다. 전형적으로 상기 푸셔는 완충제 카트리지가 보유된 하우징 상에 왕복 운동 가능하게 장착될 것이다.

본 발명의 방법의 추가적 특정 양상에서, 분배된 완충제의 부피는 일반적으로 완충제의 제 1 전달 부피를 정의하는 하우징 상의 제 1 정지부와 맞물릴 때까지 푸셔를 전진시킴으로써 조절될 수 있다. 제 2의 후속의 전달 부피는 제 2 전달 부피를 정의하는 제 2 정지부와 맞물릴 때까지 제 1 정지부를 지나 푸셔를 전진시킴으로써 분배될 수 있고, 선택적으로 추가의 전달된 부피를 정의하기 위하여 추가로 정지시킨다. 이러한 완충제의 복수의 전달 부피는 완충제 전달 기구에 순차적으로 연결된 연속하는 마취제 카트리지 또는 하나의 마취제 카트리지와 함께 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 완충제 카트리지로부터의 특정 부피의 완충제 용액을 마취제 카트리지에 이송하기 위한 것이다. 상기 완충제 카트리지는 전형적으로 한쪽 끝 위에서 밀봉되고, 다른 쪽 끝 위에 접동 가능한 플러그를 가지며, 이들 사이의 공간에 보유되는 완충 용액을 갖는 공동 튜브(hollow tube)를 포함한다. 상기 장치는 또한 이송 바늘 및 배출 바늘을 갖는 바늘 어셈블리를 포함하고, 이때 이송 바늘은 완충제 카트리지 상의 격막을 관통하기 위해 전진시킬 수 있다. 바늘 어셈블리는 또한 마취제 카트리지를 분리 가능하게 수용함으로써, 이송 및 배출 바늘이 마취제 카트리지 상의 격막을 관통하게 된다. 상기 장치는 마취제가 완충제로 대체됨에 따라 마취제 카트리지로부터 초과량의 마취제가 소비되는 동안에, 이송 바늘을 통해 완충제를 마취제 카트리지로 이송하기 위하여 완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시키는 푸셔도 포함한다. 다른 구현예에서, 약간 변경된 완충제 카트리지가 사용된다. 이러한 구현예에서, 카트리지는 한쪽 끝 위만 열린 공동 튜브이고, 접동 가능한 플런저는 플런저와 격막의 역할을 모두 하는데, 이는 이송 바늘이 플런저 자체를 관통하여 완충제 용액에 대한 유체 경로를 만듦으로써, 완충제 용액이 완충제 카트리지로부터 흘러나와 마취제 카트리지로 흘러들어 가게 함을 의미한다. 푸셔가 유리 튜브 아래의 플런저를 전진시킴에 따라, 상기 용액은 이송 바늘로부터 나와 마취제 카트리지로 밀어 넣어진다.

본 발명의 장치는 전형적으로 부착형 말단, 열린 말단 및 열린 내부를 갖는 하우징을 추가로 포함할 것이다. 상기 하우징의 내부는 부착형 말단에 인접하는 완충제 카트리지의 격막 및 열린 말단에 인접하는 플런저를 갖는 완충제 카트리지를 수용한다. 상기 장치는 일반적으로 하우징의 부착형 말단을 꿰기 가능하게(threadably) 연결하는 노브를 추가로 포함하고, 상기 바늘 어셈블리가 노브에 의해 운반됨으로써 노브를 돌려 이송 바늘을 완충제 카트리지로 전진시킨다. 상기 이송 및 배출 바늘은 노브 상의 마취제 카트리지 용기로 연장됨으로써 마취제 카트리지를 용기에 삽입하여 마취제 카트리지 상의 격막을 통해 이송 및 배출 바늘을 관통시킬 것이다.

완충제 카트리지 내의 완충제를 가압하고 안정화시키기 위하여, 상기 장치는 전형적으로 완충제 카트리지의 플런저와 푸셔 사이에 배치되는 압축 부재를 추가로 포함할 것이다. 상기 압축 부재는 푸셔가 완충제 카트리지에 대해 소정 거리에서 전진되거나 또는 위치할 때 플런저 상에 소정의 힘을 가하기 위하여 압축되거나 그렇지 않으면 개조된다. 일반적으로 압축 부재는 코일 스프링일 것이고, 상기 장치는 완충제 카트리지에 대해 소정의 전진 거리에서 푸셔를 지지하는 고정 장치를 추가로 포함할 것이다. 유리하게는 일단 이송 바늘이 완충제 카트리지 상의 격막을 관통하면, 압력은 해제될 것이고, 스프링 또는 기타 압축 부재는 전진해서 작은 부피의 완충제를 통과시키고 이송 바늘을 준비시켜 잔류 기체를 제거할 것이다.

적어도 하나의 정지부가 장치 상에, 전형적으로는 하우징 상에 제공됨으로써 푸셔의 제 1 전진 스트로크를 조절하여 소정의 제 1 부피의 완충제를 마취제 카트리지로 전달할 것이다. 선택적으로 제 2 정지부는 전형적으로 하우징 상에 다시 제공됨으로써, 푸셔가 추가로 전진함에 따라 소정의 제 2 부피의 완충제를 전달하기 위하여 제 1 정지부를 지나 푸셔를 지나 푸셔의 전진을 조절 또는 제한할 수 있다. 별도의 정지부가 2 이상의 소정 부피를 허용하기 위하여 포함될 수 있다. 다른 구현예는 의사가 전달되는 부피를 조정하도록 하는 메커니즘을 포함한다.

본 발명의 추가적 양상에서, 비카보네이트 완충제 용액을 저장하는 방법은 열린 내부, 바늘이 관통할 수 있는 격막, 및 열린 내부로 전진하여 열린 내부의 내용물을 가압할 수 있는 플런저를 갖는 카트리지를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 카트리지는 실온 및 실압에서 이산화탄소를 방출할 비카보네이트 완충제 용액으로 충전된다. 이산화탄소의 방출은 플런저에 힘이 가해지는 동안 카트리지를 저장함으로써 억제되고, 이때 상기 힘은 이산화탄소의 방출을 억제하는 압력에서 비카보네이트 완충제 용액을 가압하기에 충분하며, 따라서 완충제의 pH 및 조성을 안정화시킨다. 예시적 구현예에서, 상기 완충제는 7.5 내지 7.8 범위의 pH를 갖는 나트륨 비카보네이트를 포함하고, 가해진 압력은 바람직한 pH와 함께 1.2기압 이상이며, 압력 범위는 상기에 설명되었다. 추가의 예시적 구현예에서, 상기 힘은 플런저에 대해 스프링 또는 기타 압축 부재를 압축하고, 카트리지가 사용될 때까지 압력을 유지함으로써 가해진다. 바람직하게는 상기 카트리지는 용액의 pH 및 카보네이트 함량을 더욱 안정화시키기 위하여 비워진 모든 기체(제거된 헤드스페이스)로 충전된다.

본 발명의 더욱 추가적인 양상에서, 비카보네이트 완충제 저장 어셈블리는 상기에 기재된 바와 같이 완충제 카트리지 및 압력 하에서 완충제 카트리지 내의 완충제 용액을 위치시키는 메커니즘을 포함한다. 한 구현예에서, 저장 어셈블리는 완충제 카트리지를 수용하고, 플런저 상에 비카보네이트 완충제 용액을 가압하여 예상 저장 온도에서 이산화탄소의 방출을 억제하는데 충분한 힘, 일반적으로는 1.2기압 이상의 힘을 가하는 압축 부재를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 상기 압력은 오토클레이브 온도에서 이산화탄소의 방출을 억제하기에 충분한, 일반적으로는 5기압일 것이다.

바람직한 구현예에서, 카트리지의 열린 내부는 실질적으로 남아 있는 헤드스페이스 없이 나트륨 비카보네이트로 완전히 충전된다. 압축 부재는 압축 상태가 유지되고 플런저와 맞물리는 압축성 스프링을 포함할 수 있다. 일반적으로 상기 압축성 스프링은 코일 스프링이고, 카트리지 어셈블리는 추가로 하우징을 포함하며, 상기 카트리지는 하우징 내에 배치되고, 상기 코일 스프링은 하우징과 플런저 사이에서 압축 상태를 유지한다.

도 1은 본 발명의 완충제 이송 장치 및 통상의 마취제 카트리지를 도시하는 투시도이다.
도 2는 노브, 하우징, 완충제 카트리지, 스프링 및 이들의 푸셔 성분을 도시하는 완충제 이송 장치의 분해도이다.
도 3은 스프링이 완충제 카트리지 내에서 완충제에 압력을 가하는 압축하에 있는 완충제 카트리지의 격막을 통해 이송 바늘을 관통시키기 전을 나타낸 도 1 및 도 2의 완충제 이송 장치의 단면도이다.
도 3a는 도 3의 3A-3A선을 따라 취해진 정지 부재의 상세도이다.
도 4는 이송 바늘이 완충제 카트리지의 격막을 통해 관통하고, 압력을 해제시켜 스프링이 완충제 카트리지의 플런저를 전진시켜 작은 부피의 완충제를 방출하고 이송 바늘을 준비시키는 것을 제외하고는, 도 3과 유사한 완충제 이송 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 완충제 이송 장치의 노브 및 바늘 성분에 대한 확대된 상세 단면도이다.
도 5a는 완충제 카트리지 상의 격막을 도시하는 더욱 확대된 상세 단면도이다.
도 6은 마취제 카트리지가 노브에 형성된 용기 내에 삽입됨으로써 이송 바늘 및 배출 바늘이 마취제 카트리지의 격막을 관통하도록 하는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 유사한 완충제 이송 장치의 단면도이다.
도 7은 제 1 부피의 완충제를 완충제 카트리지로부터 부착된 마취제 카트리지로 전달하기 위하여 푸셔가 제 1 이동 길이를 통해 전진되는 것을 제외하고는 도 3, 도 4 및 도 6의 완충제 이송 장치와 유사한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 완충제 이송 장치로부터 제 1 및 제 2의 순차적 부피의 전달을 허용하기 위하여 푸셔의 이동을 제한하고 조절하는 하우징 상의 정지 부재의 개략적 도시이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 완충제 이송 장치(10)는 노브(12), 및 하우징(14), 완충제 카트리지(16), 스프링(18) 또는 기타 압축 부재, 및 푸셔(20)를 포함한다. 노브(12)는 하우징(14)의 원위 끝부(distal end)에서 나사산(thread)(22) 상에 회전 가능하게 장착되고, 완충제 카트리지(16)는 하우징의 열린 근위 끝부(proximal end)(24)로 삽입될 수 있다. 하기에 좀더 자세히 설명되는 바와 같이, 푸셔(20)는 열린 끝부(24)를 통해 도입되어 완충제 카트리지(16)의 근위 끝부(26)에 대해 맞물리는 스프링(18)을 압축한다. 완충제 이송 장치(10)는 노브(12)의 원위 끝부(30)에서 용기(44)(도 5에 가장 잘 도시됨) 내의 통상의 마취제 카트리지(28)를 분리 가능하게 수용하며, 이 또한 하기에 좀더 자세히 설명될 것이다.

전형적으로, 완충제 이송 장치(10)는 중앙의 살균 영역에 완전히 조립되고 사용을 위해 분배될 것이다. 분배의 온도 및 기타 조건들은 어느 정도 조절될 수 있지만, 마취제 카트리지를 완충하는 장치를 사용하기 전 분배 및 저장시에 다양한 온도 및 기타의 잠재적으로 불안정화시키는 조건들과 마주칠 수 있음이 인식될 것이다. 완충제 카트리지(16) 내의 완충제 용액 상에서 압력을 유지하는 메커니즘이 비카보네이트 또는 기타 완충 용액으로부터의 이산화탄소 또는 기타 휘발성 성분의 손실을 제한하기 위해 제공될 것이다. 가압 메커니즘이 하기에 설명된다.

도 3을 참조하면, 사용 전에서의 완충제 이송 장치(10) 및 저장 구성이 도시된다. 노브(12)는 이송 바늘(36) 및 배출 바늘(38)을 포함하고, 이것들은 도 5의 상세도에서 보다 확실하게 보여질 수 있다. 이송 바늘(36) 및 배출 바늘(38)은 별개의 하이포튜브 또는 다른 관모양의 구조로 도시된다. 그러나 모든 경우에서 이송 바늘의 원위 첨단(40)은 배출 바늘(38)의 원위 첨단(42)을 지나서 멀리 연장되어야만 하지만, 이것들은 하나의, 바이 루멘(bi-lumen) 구조로 형성될 수도 있음이 인식될 것이다. 도 5 및 도 6에 관하여 하기에 좀더 자세히 설명되는 바와 같이, 두 개의 바늘(36,38)의 원위 부분은 마취제 카트리지(28)의 격막 끝부(32)를 수용하는 용기 영역(44)으로 연장된다. 이송 및 배출 바늘(36,38)의 원위 첨단(40,42)을 축 방향으로 이격시킴으로써, 이송 바늘을 통해 도입되는 완충제와 배출 바늘을 통해 배출되는 마취제 간의 혼합은 최소화될 것이다.

도 5에서 가장 잘 도시되는 바와 같이, 이송 바늘(36)은 노브(12)의 나사산 영역(13)으로 연장되는 근위 끝부(50)를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 근위 끝부(50)는 충분히 멀리 연장됨으로써, 노브(12)가 하우징(14)의 나사산(17) 상에 완전히 죄어질 때 완충제 카트리지(16)의 목(17) 위에 형성되는 격막(15)(도 5a에 가장 잘 도시됨)을 관통할 것이다. 대조적으로, 배출 바늘(38)의 근위 끝부(52)는 노브가 완전히 죄어질 때 격막(15)의 말단을 종결시킨다.

노브(12)는 마취제 카트리지(28)가 용기(44)에 도입되기 전에 하우징(14) 상에서 조여질 것이다. 노브를 죄기에 앞서, 격막(15)은 그대로 유지되고, 카트리지(16)의 내부(54) 안쪽에서의 완충제의 압력은 스프링(18)의 압력에 의해 제공되는 바와 같이 대기압 이상을 유지한다. 결국 스프링(18)은 푸셔(20)의 연장 부재(56)와 완충제 카트리지(16)의 열린 근위 끝부 내에 접동 가능하게 수용되는 플런저(58) 사이에서 압축을 유지한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이송 바늘(36)의 근위 끝부(50)가 격막(15)을 관통하자마자 내부(54)의 완충제 상의 압력은 해제되어 이송 바늘을 통해 소량의 완충제가 흐르게 하고, 이송 바늘을 준비시키기 위하여 원위 첨단(40)을 통해 나오게 한다. 플런저(58)는 스프링(18)의 힘 하에서 전진하고, 완충제 이송 장치(10)는 도 4에 도시된 상태로 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 푸셔(20)의 근위 움직임은 하우징(14)의 벽에 고정된 정지 부재(62)에 의해 방해됨을 주의한다. 도 8a 내지 도 8d와 관련하여 하기에 매우 자세하게 설명되는 바와 같이, 정지 부재(62)는 푸셔(20)의 벽에 형성된 창(64)의 모서리와 맞물린다. 마취제 카트리지(16)의 내부(54) 안쪽에 있는 마취제 상의 스프링(18)에 의해 적용되는 압력을 유지하기 위하여 푸셔(20)가 가깝게 움직이지 못하게 할 필요가 있다.

도 6을 참조하면, 노브(12)가 조여지고 이송 바늘(36)의 근위 첨단(50)이 완충제 카트리지(16)의 격막(15)을 관통한 후에 마취제 카트리지(28)의 목(32)은 도 6에 도시된 바와 같이 노브(12)의 용기(44)로 삽입될 수 있다. 그런 다음, 완충제의 제 1 부피는 도 7에 도시된 바와 같이 푸셔(20)를 멀리 전진시킴으로써 이송 바늘(36)을 통해 완충제 카트리지(16)의 내부(54)로부터 전진될 수 있다. 푸셔(20)의 이동 길이, 및 그리하여 마취제 카트리지(28)로 전달되는 완충제의 부피는 창(64)에서 정지 부재(62)의 이동에 의해 조절된다. 임의의 완충제를 이송하기에 앞서, 정지 부재(62)는 도 6에 도시된 바와 같이 창(64)의 좌측 모서리에 위치한다. 그런 다음, 푸셔(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 정지 부재(62)가 창(64)의 우측 모서리와 맞물릴 때까지 전진될 수 있다.

플런저가 전진하여 이송 바늘(36)을 통해 완충제를 마취제 카트리지(28)로 이송시킴에 따라, 동일 부피의 마취제가 배출 바늘(38)의 원위 끝부(42)를 통해 이의 근위 끝부(52)로부터 흘러 나와서, 하우징(14)의 목 영역(17)으로 흘러 들어갈 것이다. 배기된 마취제가 소모되는 동안, 엎질러짐 및 오염을 피하기 위해 마취제는 완충제 이송 장치 내에 함유되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 배기 통로(70)(도 5)는 목(17)에 형성됨으로써 완충제 카트리지(16)의 외부 주위의 하우징(14) 내부에 형성되는 폐기물 용기(72)로 과량의 마취제가 흐르게 할 수 있다.

이제 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 정지 부재(62)에 의해 조절되는 바와 같이 하우징(14)에 대한 푸셔(20)의 전진은 좀더 자세히 설명될 것이다. 도 8a에서, 상기 푸셔는 플런저가 전진하거나 아니면 움직이기 전에 도 3, 도 4 및 도 6의 구성에서 도시된다. 정지 부재(62)(도 3, 도 4 및 도 6에서 보이는 것 중 단 하나)는 창(64)의 좌측 벽(도 8a 내지 도 8d에 도시됨)에 대해 맞물려진다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 푸셔(20)가 전진하여 완충제를 마취제 카트리지로 이송하면, 정지 부재(62)는 변형하여 창(64)의 우측 가장자리와 맞물려서 푸셔의 전진을 정지시킨다. 단 한 번의 전달이 요구된다면, 추가 구조 또는 조작은 필요하지 않을 것이다. 그러나, 제 2 창(82) 및 그의 축 주위의 푸셔(20)를 회전시키는 능력을 제공함으로써 제 2 전달 부피가 제공될 수 있다. 통로(80)는 창(64)과 창(62) 사이에 제공됨으로써 푸셔(20)가 회전하도록 하여 결과적으로 정지 부재(62)를 창(64)으로부터 제 2 창(82)으로 이동시킨다. 제 2 창(82)이 제 1 창(64)에 대해 오른쪽으로 상쇄(offset)됨에 따라, 도 8b에 도시된 바와 같이 정지 부재(62)가 창(82)의 우측 모서리와 맞물릴 때까지 푸셔로부터의 추가의 좌측 이동이 이제 허용된다. 완충제의 제 2 측정된 부피가 전달될 수 있다. 더욱 추가적인 창 메커니즘이 제 3, 제 4 및 어쩌면 그 이상의 부피의 완충제가 하나의 완충제 이송 장치로부터 전달되도록 하기 위해 제공될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

이상은 본 발명의 바람직한 구현예를 완전히 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 대안, 변경, 추가 및 대체가 가능하다.

Claims

마취제 카트리지의 완충 방법에 있어서,
격막 및 플런저를 가지는 완충제 카트리지를 제공하는 단계;
완충제 카트리지 상의 격막 및 마취제 카트리지 상의 격막을 통해 이송 바늘을 관통시킴으로써 유체 이송 경로를 확립시키는 단계;
완충제 카트리지 상의 격막은 아니고 마취제 카트리지 상의 격막을 통해 배출 바늘을 관통시키는 단계; 및
완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시켜 특정 부피의 완충 용액을 완충제 카트리지로부터 마취제 카트리지로 이송시키고 동시에 동일한 부피의 마취제가 배출 바늘을 통해 마취제 카트리지로부터 배출되도록 하는 단계를 포함하고,
휘발성 종(species)의 증발을 억제하기 위하여 이송 바늘을 관통시키고 플런저를 전진시키기 전에 완충제 카트리지 내의 완충 용액에 힘을 적용하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서
상기 완충 용액은 7.5 내지 7.8 범위의 pH를 갖는 나트륨 비카보네이트를 포함하고, 정상 저장 온도에서 CO₂의 증발을 방지하기 위하여 카트리지 내에서 1.2기압(atm) 이상의 압력을 유지하기에 충분한 힘을 적용하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 완충 용액은 나트륨 비카보네이트를 포함하고, 열 살균 온도에서 CO₂의 증발을 방지하기 위하여 카트리지 내에서 5기압 이상의 압력을 유지하기에 충분한 힘을 적용하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 힘은 플런저에 대한 압축 하에서 유지되는 스프링에 의해 적용되는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 관통시키는 단계는 이송 및 배출 바늘을 지지하는 노브(knob)를 돌려서 완충제 카트리지 격막을 통해 이송 바늘을 전진시키는 단계를 포함하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 마취제 카트리지 격막을 통해 이송 및 배출 바늘을 관통시키는 단계는 마취제 카트리지가 노브 상의 용기로 삽입됨에 따라 일어나는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배출 바늘은 배출된 마취제가 저장소로 향하게 하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 저장소는 완충제 카트리지 주위의 걸이(hanging)에 배치되는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시키는 단계는 플런저에 대해 푸셔를 맞물리게 하는 단계 및 상기 푸셔를 전진시키는 단계를 포함하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 푸셔는 상기 플런저가 완충 용액의 제 1 전달 부피를 정의하는 제 1 정지부에 맞물릴 때까지 전진되는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 푸셔가 완충 용액의 제 2 전달 부피를 정의하는 제 2 정지부에 맞물릴 때까지 제 1 정지부를 지나 푸셔를 전진시키는 단계를 추가로 포함하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 완충 용액의 제 1 전달 부피를 이송시킨 후 및 상기 완충 용액의 제 2 전달 부피를 이송시키기 전에, 마취제 카트리지를 교체하는 단계를 추가로 포함하는 마취제 카트리지의 완충 방법.
청구항 1의 방법에 따른 특정 부피의 완충 용액을 마취제 카트리지로 이송하는 장치에 있어서,
격막 및 플런저를 갖는 완충제 카트리지;
이송 바늘 및 배출 바늘을 갖는 바늘 어셈블리; 및
상기 완충제 카트리지 상의 플런저와 맞물리도록 구성되는 상기 플런저와 결합된 푸셔를 포함하는데,
상기 이송 바늘은 완충제 카트리지의 격막을 관통하고, 상기 바늘 어셈블리는 마취제 카트리지를 분리 가능하게 수용하며, 상기 이송 및 배출 바늘은 마취제 카트리지 상의 격막을 관통하도록 배치됨으로써, 상기 푸셔가 완충제 카트리지 상의 플런저를 전진시켜 이송 바늘을 통해 완충 용액의 부피를 마취제 카트리지로 이송할 수 있고, 마취제 카트리지로부터의 마취제의 동일한 부피는 배출 바늘을 통해 배기할 수 있는 장치.
청구항 13에 있어서,
부착형 말단, 열린 말단, 및 완충제 카트리지, 부착형 말단에 인접하는 격막 및 열린 말단에 인접하는 플런저를 수용하기 위한 내부를 갖는 하우징을 더 포함하는 장치.
청구항 14에 있어서,
노브는 하우징의 부착형 말단에 꿰기 가능하게(threadably) 연결되고, 상기 바늘 어셈블리가 노브에 의해 운반됨으로써 노브를 돌려 이송 바늘을 완충제 카트리지로 전진시키는 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 이송 및 배출 바늘은 노브 상의 마취제 카트리지 용기로 연장됨으로써 마취제 카트리지를 용기에 삽입하여 마취제 카트리지의 격막을 통해 이송 및 배출 바늘을 관통시키는 장치.
청구항 13에 있어서,
이송 바늘이 완충제 카트리지 상의 격막을 관통하기에 앞서 푸셔가 완충제 카트리지에 대해 소정 거리만큼 전진할 때 플런저 상에 소정의 힘을 적용하도록 구성되는 압축 부재를 더 포함하는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 압축 부재는 완충제 카트리지 상의 플런저와 푸셔 사이에 위치하는 코일 스프링인 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 푸셔는 압축 부재를 포함하는 장치.
청구항 17에 있어서,
상기 푸셔와 결합되고, 상기 완충제 카트리지에 대해 상기 소정의 전진된 거리에서 푸셔를 지지하도록 구성되는 고정 장치를 더 포함하는 장치.
청구항 13에 있어서,
푸셔가 전진함에 따라 상기 완충 용액의 제 1 부피를 전달하기 위하여 상기 푸셔의 전진을 제한하도록 구성되는 제 1 정지부를 더 포함하는 장치.
청구항 21에 있어서,
푸셔가 전진함에 따라 상기 완충 용액의 제 2 부피를 전달하기 위하여 제 1 정지부를 지나 푸셔의 전진을 제한하도록 구성되는 제 2 정지부를 더 포함하는 장치.
완충 용액의 저장 방법에 있어서,
열린 내부, 바늘이 관통할 수 있는 격막, 및 상기 열린 내부로 전진하여 그 내용물을 가압할 수 있는 플런저를 갖는 카트리지를 수용하는 단계;
실온 및 실압에서 이산화탄소를 방출할 완충 용액으로 상기 카트리지를 충전하는 단계;
상기 카트리지를 저장하는 단계; 및
상기 플런저가 상기 완충 용액에 압력을 가하도록 하는 압축 부재로 플런저 상에 힘을 가하는 단계를 포함하는데,
상기 압력은 저장시 이산화탄소의 방출을 억제하기에 충분한 완충 용액의 저장 방법.
청구항 23에 있어서,
상기 완충 용액은 7.5 내지 7.8 범위의 pH를 갖는 나트륨 비카보네이트를 포함하고; 가해진 압력은 1.2기압보다 큰 완충 용액의 저장 방법.
청구항 23에 있어서,
상기 압축 부재는 스프링을 포함하는 완충 용액의 저장 방법.
청구항 23에 있어서,
상기 플런저는 압축성 탄력 물질로 구성되고, 상기 완충 용액에 대해 압축되며, 압축이 유지되는 완충 용액의 저장 방법.
청구항 23에 있어서,
상기 압력은 열 살균시 휘발성 종의 증발을 방지하기에 충분한 완충 용액의 저장 방법.
완충제 저장 카트리지 어셈블리에 있어서,
완충 용액으로 충전된 열린 내부, 바늘이 관통할 수 있는 격막 및 상기 열린 내부로 전진하여 그 안에 있는 완충 용액을 가압하도록 구성된 플런저를 갖는 카트리지; 및
이산화탄소의 방출을 억제하는 완충 용액에 압력을 가하기에 충분한 플런저에 힘을 가하도록 구성된 압축 부재를 포함하는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 카트리지의 열린 내부는 실질적으로 남아 있는 헤드스페이스(headspace) 없이 나트륨 용액으로 완전히 충전되어 있는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 압축 부재는 압축 상태가 유지되고 플런저와 맞물리는 스프링을 포함하는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 압축 부재는 코일 스프링을 포함하는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 압축 부재는 플런저의 필수적인 부분으로서 형성되는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
하우징을 더 포함하고,
카트리지가 상기 하우징 내에 있으며, 압축 부재는 하우징과 완충 용액 사이에서 압축 상태가 유지되는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 완충 용액은 예상 저장 조건 하에서 증발을 억제하기에 충분한 압력 하에서 유지되는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.
청구항 28에 있어서,
상기 완충 용액은 열 살균 조건 하에서 증발을 억제하기에 충분한 압력 하에서 유지되는 완충제 저장 카트리지 어셈블리.