KR20170066635A - 유체 전달 장치를 위한 카트리지 삽입 메커니즘 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액츄에이터와 하나 또는 그 이상의 제1 특징부를 포함하는 구동 유닛 및 하우징에 삽입하기 전에 유체로 채워진 카트리지를 포함하는 유체 전달 장치에 관한 것이다. 상기 카트리지는 한 단부에서는 이동식 피스톤에 의해 밀봉되며 또 다른 단부에서는 천공가능한 격막에 의해 밀봉되는 유체 리저버를 가진다. 상기 카트리지는 하나 또는 그 이상의 제1 특징부와 정렬되고 짝을 이루어 카트리지가 구동 유닛에 삽입될 수 있게 하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 제2 특징부를 포함한다. 피스톤은 카트리지가 구동 유닛에 삽입되고 나면 액츄에이터에 의해 이동가능하다.
Description
본 발명은 2014년 10월 15일 출원되고 발명의 명칭이 "Cartridge Insertion Mechanism for a Fluid Delivery Device"인 미국 가특허출원번호 62/063,979호를 기초로 우선권을 주장하고 있으며, 상기 미국 특허출원은 본 명세서에서 참조문헌으로 인용된다.
본 발명은 일반적으로 유체 전달 장치를 위한 카트리지 삽입 메커니즘에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 약을 환자에게 전달하기 위하여 보행용 유체 전달 펌프를 위한 카트리지 삽입 메커니즘에 관한 것이다.
유체 전달 장치를 위한 카트리지 삽입 메커니즘의 실시예들에 대해, 하기에 기술되는 상세한 설명들은 대표 실시예들의 첨부도면들을 참조하여 보다 잘 이해될 것이다. 하지만, 본 발명은 이런 실시예들의 구성 및 배열에만 제한되는 것이 아니라는 사실에 유의해야 한다. 도면에서:
도 1은 유체 전달 장치의 투시도;
도 2는 라인 2-2로 표시된 평면을 따라 절단한, 도 1에 도시된 유체 전달 장치의 상부 횡단면도;
도 3a는 라인 3A-3A로 표시된 평면을 따라 절단한, 도 1에 도시된 유체 전달 장치의 전방 횡단면도로서, 상기 유체 전달 장치는 초기 위치에 도시되고;
도 3b는 전개된 위치에 도시된 도 3a의 유체 전달 장치의 전방 횡단면도;
도 4는 본 발명의 대표 실시예에 따른 삽입형 카트리지를 가진 유체 전달 장치의 투시도로서, 삽입되는 카트리지를 예시하며;
도 5는 하우징이 제거된 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 6은 카트리지가 삽입된 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 7은 카트리지가 삽입되고 하우징 도어가 닫힌 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 8은 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 8a는 도 8에 도시된 카트리지의 피스톤 단부의 확대 횡단면도;
도 9는 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 9a는 도 9에 도시된 카트리지의 피스톤 단부의 확대 횡단면도;
도 10은 유압유 경로가 개방된 상태로 도시된 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 11은 유압유 경로가 개방되고 격막이 전달 바늘에 의해 천공된 상태로 도시된 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 12는 카트리지에 연결된 커버 도어를 포함하는 본 발명의 대표 실시예에 따른 삽입형 카트리지를 가진 유체 전달 장치의 투시도.
도 1은 유체 전달 장치의 투시도;
도 2는 라인 2-2로 표시된 평면을 따라 절단한, 도 1에 도시된 유체 전달 장치의 상부 횡단면도;
도 3a는 라인 3A-3A로 표시된 평면을 따라 절단한, 도 1에 도시된 유체 전달 장치의 전방 횡단면도로서, 상기 유체 전달 장치는 초기 위치에 도시되고;
도 3b는 전개된 위치에 도시된 도 3a의 유체 전달 장치의 전방 횡단면도;
도 4는 본 발명의 대표 실시예에 따른 삽입형 카트리지를 가진 유체 전달 장치의 투시도로서, 삽입되는 카트리지를 예시하며;
도 5는 하우징이 제거된 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 6은 카트리지가 삽입된 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 7은 카트리지가 삽입되고 하우징 도어가 닫힌 상태로 도시된 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 투시도;
도 8은 도 4의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 8a는 도 8에 도시된 카트리지의 피스톤 단부의 확대 횡단면도;
도 9는 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 9a는 도 9에 도시된 카트리지의 피스톤 단부의 확대 횡단면도;
도 10은 유압유 경로가 개방된 상태로 도시된 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 11은 유압유 경로가 개방되고 격막이 전달 바늘에 의해 천공된 상태로 도시된 도 7의 카트리지와 유체 전달 장치의 횡단면의 투시도;
도 12는 카트리지에 연결된 커버 도어를 포함하는 본 발명의 대표 실시예에 따른 삽입형 카트리지를 가진 유체 전달 장치의 투시도.
도 1-3b를 보면, 대표적인 유체 전달 장치(110)가 도시된다. 한 실시예에서, 유체 전달 장치(110)는 불연속의(discrete) 보행용 인슐린 방출 펌프이다. 유체 전달 장치(110)는 단일 용도이며 재사용이 불가능한 일회용일 수 있다. 유체 전달 장치(110)는 소형이며 단일 용도의 일회용 패키지에 치료 기능(therapeutic capability)을 제공할 수 있으며, 다량의 제작(예컨대, 사출성형) 및 조립 공정을 이용하여 제작될 수 있어서 제품의 비용이 낮아지게 할 수 있다. 본 발명의 장치들은 광범위한 적용분야, 가령, 이들에만 제한되지는 않지만, 다양한 의료 용도(예를 들어, 약 등의 투여) 및 의생명 과학연구(예를 들어, 세포내 미세주입, 핵 또는 세포 소기관 이식, 단세포 또는 융합세포 분리 등)에 사용될 수 있다.
한 실시예에서, 유체 전달 장치(110)는 유체 또는 제재를 사용자 또는 환자에게 분배, 전달, 또는 투여하기 위한 장치이다. 유체는 저-점성의 겔제(gel agent) 및/또는 치료제(therapeutic agent)일 수 있다. 한 실시예에서, 유체는 진통제(analgesic agent)이다. 한 실시예에서, 유체는 임의의 타입의 인슐린이다. 한 실시예에서, 유체는 U100 인슐린이다. 또 다른 실시예에서, 유체는 U200 인슐린이다. 또 다른 실시예에서, 유체는 U300 인슐린이다. 또 다른 실시예에서, 유체는 U500 인슐린이다. 또 다른 실시예에서, 유체는 U100 내지 U500 사이의 임의의 인슐린이다. 그 밖의 실시예에서, 유체는 가령, 이들에만 제한되지는 않지만, 아편제 및/또는 그 밖의 처방제 또는 진통제, 호르몬, 향정신성 치료 조성물, 또는 환자를 치료하는데 사용하기 위해 지속적인 복용이 바람직하거나 또는 효과적인 그 밖의 임의의 약물 또는 화학제를 포함한다. 유체 전달 장치(110)를 이용하여, 단일의 유체 및 2개 또는 그 이상의 유체의 조합(혼합 또는 공동-투여된 유체)이 전달될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어 "환자" 또는 "사용자"는 인간 또는 인간이 아닌 동물일 수 있으며; 유체 전달 장치(110)의 사용은 오로지 인간 약에만 제한되지 않고, 수의사 약에도 균등하게 적용될 수 있다.
유체 전달 장치(110)는 지속적인 시간 기간에 걸쳐 유체를 분배할 수 있다(즉 기초(basal) 전달). 한 실시예에서, 유체 전달 속도는 지속적인 시간 기간에 걸쳐 사용자에게 연속적으로 또는 거의 연속적으로 전달되는 속도이다. 또한, 유체 전달 장치(110)는, 기초량(basal amount) 외에도, 필요 시에, 환자의 컨트롤 하에서, 추가량의 유체를 분배할 수 있다(즉 볼루스(bolus) 전달). 한 실시예에서, 단일의 선택가능한 볼루스 투여량은 미리-결정된다. 바람직한 실시예들에서, 유체 전달 장치(110)는 유압식으로 작동되며(hydraulically actuated) 전달 속도를 조절하고 하나 또는 그 이상의 액츄에이터로부터 유체로 파워를 전달하기 위해 적절한 점성을 가진 유압유를 함유하는 하나 또는 그 이상의 리저버 또는 챔버를 포함하는데, 이는 밑에서 상세하게 논의될 것이다.
도 1을 보면, 예를 들어, 도면에 도시된 유체 전달 장치(110)는 하우징(112)과 접착 바닥 표면(114), 가령, 발포체 패드(foam pad)를 포함한다.
도 2를 보면, 유체 전달 장치(110)는 약을 함유하는 유체 리저버(220)를 가진 카트리지(222)를 포함한다. 유체 전달 장치(110)는 카트리지(222) 내에서 피스톤(224)에 작용하는 하나 또는 그 이상의 액츄에이터(226(가령, 기초 액츄에이터), 228(가령, 볼루스 액츄에이터))를 포함할 수 있다.
도 3a 및 3b를 보면, 바늘(330)이 전개되어 유체 리저버(220)와 환자에게 유체적으로 결합될 수 있다. 바늘(330)은 버튼(332)에 결합될 수 있으며 바늘(330)은 구부러져서, 버튼(332)을 환자를 향해 이동시키면 유체 결합 단부(330a)가 유체 리저버(220)에 유체적으로 결합될 수 있고 전달 단부(330b)는 바닥 표면(114)으로부터 연장되게 할 수 있게 한다.
약을 피하-전달(subcutaneous delivery)하기 위한 액체 약품은 통상 유체 리저버를 가진 약병 또는 카트리지에 포장된다. 리저버를 장치 내에 채우는 것보다 카트리지 취급을 더 용이하게 하기 위해, 이렇게 미리-채워진 카트리지를 유체 전달 장치 내에 적재할 수 있는 것이 바람직하다.
카트리지는 통상 한 단부에서 격막 밀봉부(septum seal)를 가지며 맞은편 단부에서는 내부에 플런저(plunger) 또는 피스톤을 가진다. 약은 카트리지 내부의 물질을 격막을 통해 환자 신체에 유체적으로 연결한 뒤 피스톤을 누름으로써 전달된다.
대부분의 유체 전달 시스템에서, 및, 특히, 유압식으로 구동되는 유체 전달 장치에서, 약을 정확하고 효과적으로 전달하기 위해서는, 구동 메커니즘(drive mechanism)과 피스톤 사이에 압축가능한 간격(compressible gap)이 거의 없거나, 바람직하게는 상기 압축가능한 간격이 없어야 하고, 피스톤에 제공되는 사전-전달 압력(pre-delivery pressure)이 거의 없거나, 바람직하게는 상기 사전-전달 압력이 없어야 하며, 바늘은 격막 내에 정확하게 삽입되어야 한다.
전달 장치에 카트리지를 삽입하면, 수용할 수 없을 정도로 큰 간격으로 인해, 오정렬된 바늘 삽입 시스템과 구동 메커니즘과 피스톤 사이에서 압축될 수 있는 카트리지의 길이 허용오차(length tolerance)로 인하여, 성능 문제가 발생할 수 있다.
뿐만 아니라, 보관 및 이송 시의 온도 변화로 인해, 성분(component)의 수치 및 액체 부피가 변할 수도 있다. 성분들 간의 열팽창계수에 현저한 차이가 있으면, 성분들의 위치에도 현저한 차이가 있을 수 있기 때문에, 길이 허용오차 문제를 악화시킬 수 있다. 이는, 유체가 장치의 고체 성분(solid component)보다 더 큰 열팽창 성질을 가질 수 있는, 유압식으로 구동되는 시스템에서는 특히 상당한 것이다.
따라서, 미리-채워진 유체 리저버 또는 카트리지가 전달 장치에 삽입될 수 있게 하고 상기 장치에 유체 밀봉부(fluid seal)를 생성하여 구동 메커니즘과 피스톤 사이의 압축가능한 간격을 최소화할 수 있게 하는 간단한 메커니즘을 사용하는 것이 바람직하다. 한 실시예에서, 전달 장치와 사용가능한 카트리지의 길이 허용오차는 적어도 +/- 0.4 mm이다. 상기 전달 장치는 삽입 때문에 또는 삽입 메커니즘으로 인해 시스템 내의 압력을 최소로 만들 수 있다. 전달 장치는 바늘 메커니즘과 카트리지 격막 밀봉부 사이가 적절하게 정렬될 수 있게 한다. 또한, 전달 장치가 열팽창 효과를 위해 상쇄될(compensate) 수 있는 것이 바람직하다.
비슷한 도면부호들이 비슷한 요소들을 표시하는 도면들을 상세하게 살펴보면, 도 4-12에는 본 발명의 대표 실시예들에 따른 유체 전달 장치가 도시된다. 카트리지 형상의 실시예들은 다양한 유체 전달 장치(110)(도 1-3b 참조), 가령, 미국 특허번호 9,101,706호, 미국 특허번호 8,740,847호, 및 미국 특허번호 7,481,792호에 기재된 유체 전달 장치와 함께 사용될 수 있는데, 상기 미국 특허들은 본 명세서에서 참조문헌들로 인용된다.
몇몇 실시예들에서, 유체 전달 장치(110, 400)는 결합된 위치에서 피부 표면에 결합되도록 구성된 바닥 표면과 하우징을 포함한다. 한 실시예에서, 유체 리저버를 가진 카트리지가 하우징에 결합되고 격막을 가진다. 한 실시예에서, 격막은 유체 리저버의 한 단부를 밀봉하고 피스톤이 다른 단부를 밀봉한다(도 2 참조). 한 실시예에서, 환자는 사용 전에 미리-채워진 카트리지를 유체 전달 장치 내에 삽입한다. 카트리지의 격막은 천공가능한 부분(pierceable portion)을 가질 수 있으며, 상기 격막 부분은 사용 동안에 바늘에 의해 천공된다. 한 실시예에서, 카트리지는 유리로 구성되거나, 혹은 내측 유리 코팅을 가지지만, 카트리지를 위한 그 외의 다른 재료, 가령, 플라스틱도 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 바늘을 가진 바늘 조립체가 사용자에 의해 원하는 모션(motion)으로 격막을 피부 표면과 유체적으로 결합하도록 사용될 수 있거나 장치의 사용 시에 자동으로 전개하도록 구성될 수 있다. 바늘은 전달 단부와 유체 결합 단부를 가질 수 있다. 초기에는, 유체 결합 단부는 유체 리저버로부터 유체적으로 결합해제될 수 있다(disengaged)(예컨대, 초기 또는 사전-유체 전달 위치). 또한, 바늘의 전달 단부는 바늘의 양 단부가 초기 위치에서 하우징 내에 포함되도록 유체 전달 장치의 바닥 표면 위에 이격되어 배치될 수 있다(spaced). 유체 전달 장치가 결합된 위치에서 피부 표면에 부착되고(adhered) 나면, 바늘의 전달 단부는 유체 전달 장치의 바닥 표면을 통해 연장될 수 있으며 바늘의 유체 결합 단부는 격막의 천공가능한 부분을 통해 연장될 수 있는데, 이렇게 연장되는 것은 유체 리저버가 사용 동안에 환자와 유체적으로 결합되도록(예컨대, 전개된 위치, 사용 동안의 위치 또는 유체 전달 위치), 동시에, 일정한 떨어진 시간에(at offset times), 또는 개별적으로 수행된다.
본 시스템이 유체에 의해 구동되는 몇몇 실시예들에서, 유체는 카트리지가 설치되기 전에 상기 장치 내에 안정적으로 수용되어야 한다. 일단 설치되고 나면, 유체 또는 유체 구동 요소는 카트리지와 피스톤을 밀어서, 카트리지와 피스톤 사이에 압축가능한 공간(compressible space)이 최소가 되거나, 바람직하게는 압축가능한 공간이 없도록 작동될 수 있다.
도 4-11을 보면, 유체 전달 장치의 제1 대표 실시예(400)가 도시된다. 유체 전달 장치(400)는 2개의 메인 구성요소 즉 유압 구동 유닛(401)과 미리-채워진 삽입형 카트리지(420)를 포함한다. 한 실시예에서, 카트리지(420)는 유체 리저버(415)를 포함하되, 상기 유체 리저버(415)는 약을 함유하고 있으며 한 단부에서는 천공가능한 요소(416), 가령, 크림프 커버(417)에 의해 제자리에 고정된 격막으로 밀봉되고 다른 단부에서는 내부적으로 이동가능한 피스톤(419)에 의해 밀봉된다(도 9 참조). 또한, 카트리지(420)는 한 단부에서 키-형태의(keyed) 특징부(418)를 포함할 수도 있다. 그 밖의 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 카트리지(420)의 중앙 및/또는 그 밖의 단부에 근접하게 위치된다(proximate). 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 도 4-11에 도시된 것과 같이, 카트리지(420)를 유압 구동 유닛(401) 내에 삽입했을 때, 유압 구동 유닛(401)과 짝을 이루도록(mate) 구성되고 카트리지(420)의 외측 표면에 결부된(attached) 유체 리저버(415)의 피스톤 단부에서, 슬리브의 한 부분이다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 하나 또는 그 이상의 특징부(418a), 가령, 반경 방향으로 돌출된 압입부(indentation) 및/또는 돌출부를 가지는데, 이러한 압입부 및/또는 돌출부는 유압 구동 유닛(401)의 하나 또는 그 이상의 상응하는 특징부들과 짝을 이루는 카트리지의 모델이 유일하다(unique). 구동 유닛(401)과 카트리지(420) 사이의 이러한 키-형태의 형상은, 특정 구동 유닛(401) 용도가 아닌 카트리지(420), 가령, 바람직하지 못한 타입 또는 부피의 약을 함유하는 카트리지가 특정 구동 유닛(401) 내에 삽입되는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
도 4-11에 도시된 실시예에서, 카트리지(420)의 특징부(418a)는 특징부(421), 가령, 구동 유닛(401)의 돌출부와 상응하는 하나 또는 그 이상의 홈(groove)을 포함한다. 그 외에도, 또는 대안으로, 그 밖의 실시예에서, 카트리지(420)의 특징부(418a)는 구동 유닛(401)의 특징부(421), 가령, 압입부와 상응하는 돌출부를 포함한다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)의 하나 또는 그 이상의 특징부(418a)는 카트리지(420)의 종축(A)에 대해 반경 방향으로 내부를 향해 및/또는 외부를 향해 돌출되고 키-형태의 특징부(418)의 전체 외주(circumference) 주위로 연장되어, 카트리지(420)가 축(A) 주위의 임의의 반경방향 위치에서 유압 구동 유닛(401) 내에 삽입될 수 있다. 그 밖의 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 특징부(418a, 421)는, 카트리지(420)가 축(A) 주위의 하나 또는 그 이상의 불연속 반경방향 위치(discrete radial position)에서 유압 구동 유닛(401) 내에 삽입될 수 있도록, 키-형태의 특징부(418) 및/또는 구동 유닛의 외주 주위에서 오직 부분적으로만 연장된다.
한 실시예에서, 구동 유닛(401)의 특징부(421)는 유압 구동 유닛 내에서 밀봉 리셉터클(408)에 근접하게 위치된다. 구동 유닛(401)은 피스톤(419)을 작동하도록 구성된 유압유를 구동시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다. 구동 유닛(401)은 하우징(402) 내에 위치될 수 있다.
도 8a를 보면, 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 유압 시스템에 의해 리저버에 제공되는 최대 힘에 저항하기에 충분한 힘으로 카트리지(420)에 결합된 개별 부분이다. 한 실시예에서 키-형태의 특징부(418)는 접착제를 사용하여 카트리지(420)에 고정된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 압력 끼워맞춤(press fit)에 의해 카트리지(420)에 고정된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 2-부분으로 구성된 스웨이지(swage)에 의해 카트리지(420)에 고정되는데, 외측의 환형 부분은 리저버 주위에서 내측 환형 부분을 포함하고 내측 부분은 외측 환형 부분 내에 축방향으로 가압된다(pressed axially). 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 용접에 의해 카트리지(420)에 고정된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 카트리지(420) 상에서 예비 표면(preparatory surface), 가령, 얇은 필름, 에칭 표면 또는 접착 라벨에 고정된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 적어도 부분적으로 밀봉부(418b)의 한 부분에 걸쳐 카트리지(420)의 단부 위에서 미끄러지는(slip) 슬리브에 의해 카트리지(420)에 고정된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 카트리지(420)와 일체형으로 구성된다.
도 5는 하우징이 제거되어 밀봉 리셉터클 공간(408)이 노출된 유체 전달 장치(400)를 도시한다. 도 6은 유압 구동 유닛(401) 내의 유효 공간 안에 삽입된 카트리지(420)를 도시한다. 한 실시예에서, 도어(406)가 하우징(402)에 결합되는데, 상기 도어(406)는 카트리지(420)가 제자리에 배열되고 나면 카트리지(420)를 구동 유닛(401) 내에 유지하기 위해 카트리지(420) 위에서 닫도록 구성된다. 도어(406)는 도 7에 도시된 것과 같이 사용자가 도어(406)를 닫을 때 카트리지(402)를 완전히 안착된 위치가 되도록 구성될 수 있다. 한 실시예에서, 카트리지(420)가 적어도 부분적으로 삽입되지 않고서는 도어(406)가 닫히는 것을 방지하는 인터로크(interlock)가 제공된다.
도 9 및 9a는, 카트리지(420)가 삽입되었을 때, 실질적으로 키-형태의 특징부(418)가 밀봉 리셉터클 공간(408)에 가압되는 한 실시예의 횡단면도를 도시한다. 상기 실시예에서, 밀봉 리셉터클 공간(408)의 후방 표면(408a)을 따라 슬라이딩 이동하는 순응 부분(compliant portion) 또는 밀봉부(418a)가 제공된다. 밀봉 리셉터클 공간(408)의 맞은편 단부에는 숄더(408b)가 제공되는데, 이 숄더(408b)는 키-형태의 특징부(418)의 상응하는 단부와 끼워맞춤(fit) 되며, 키-형태의 특징부(418), 이에 따라 밀봉부(418b)가 후방 표면(408a)에 대해 가압되어, 카트리지(420)의 피스톤 단부와 후방 표면(408a) 사이에 밀봉을 구현한다. 한 실시예에서, 밀봉 리셉터클 공간(408)의 후방 표면(408a)과 전방 표면 숄더(408b)는 키-형태의 특징부(418)의 전방 및 후방 사이의 거리와 거의 동일한 거리만큼 이격되어 배치된다(spaced). 한 실시예에서, 밀봉 리셉터클 공간(408)의 후방 표면(408a)과 전방 표면 숄더(408b)는, 카트리지가 구동 유닛 안에 삽입되고 나면, 밀봉부(418b)가 후방 표면(408a)에 대해 압축되도록 키-형태의 특징부(418)의 전방 및 후방 사이의 거리보다 적은 거리만큼 이격되어 배치된다.
한 실시예에서, 특징부(421)는 특징부(418a)가 밀봉부(418b)의 단부로부터 이격되어 배치된 거리와 거의 동일한 거리만큼 후방 표면(408a)으로부터 이격되어 배치된다. 한 실시예에서, 특징부(421)는, 카트리지가 구동 유닛 안에 삽입되고 나면, 밀봉부(418b)가 후방 표면(408a)에 대해 압축되도록 특징부(418a)가 밀봉부(418b)의 단부로부터 이격되어 배치된 거리보다 적은 거리만큼 후방 표면(408a)으로부터 이격되어 배치된다. 키-형태의 특징부(418, 421)의 끼워맞춤을 통해 밀봉력(seal force)을 생성함으로써, 유압유 밀봉력이 생성되어도 카트리지(420)의 길이에는 영향을 끼치지 않는다. 한 실시예에서, 밀봉부(418b)는 키-형태의 특징부(418)와 연속적으로 구성되며(continuous) 이러한 순응상태(compliance)는 키-형태의 특징부(418)의 단부에서의 얇은 특징부(thin feature)의 결과이다. 한 실시예에서, 밀봉부(481b)는 o-링이다. 한 실시예에서, 밀봉부(481b)는 키-형태의 특징부(418)와 공-몰딩되거나(co-molded) 오버-몰딩된(over-molded) 순응 재료(compliant material)의 세컨드 샷(second shot)이다. 한 실시예에서, 밀봉부(418b)는 키-형태의 특징부(418)의 한 특징부 내에 위치되는 제2 부분(second part)이다. 한 실시예에서, 밀봉부(418b)는 밀봉 리셉터클 공간의 후방 표면(408a)과 일체형으로 구성된다. 한 실시예에서, 순응 재료와 끼워맞춤이 제공되지 않으며 밀봉 리셉터클 공간(408)의 표면(408a)과 키-형태의 특징부(418)의 표면 품질(surface quality)은 유압유를 위한 밀봉력에 영향을 끼치기에 충분하다.
한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 밀봉부(481b)보다 덜 순응적인 재료로 구성된다. 한 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 폴리카보네이트로 구성된다. 그 밖의 실시예에서, 키-형태의 특징부(418)는 플라스틱, 가령, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리프로필렌, 폴리설폰, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 나일론, 폴리에틸렌, 아크릴릭, PVC, 및 폴리스티렌으로 구성된다. 한 실시예에서, 밀봉부(418b)는 열가소성 엘라스토머(TPE), 가령, 경도계가 쇼어 A 70 미만인 페박스®로 구성된다. 그 밖의 실시예에서, 밀봉부(418b)는 고무, 가령, 부틸, 니트릴 및 실리콘으로 구성된다.
한 실시예에서, 도 9에 도시된 것과 같이, 유압유는 피스톤(419)의 후방 단부와 아직 접촉하지 않는다. 유체는 여전히 유압유 밸브(407)에 의해 유압유 매니폴드(404) 내에 함유되어 있다. 한 실시예에서, 압축 유압유를 피스톤(419)의 후방과 접촉하도록 하기 위하여, 유체 경로(fluid paht)를 밸브 스템(407a)을 통해 도 10에 도시된 것과 같이 밀봉 리셉터클로의 유체 경로와 정렬함으로써 유압 밸브(407)는 개방된다.
한 실시예에서, 약 전달 경로를 환자에게 연결하기 위하여, 바늘(430)의 공급 단부(supply end)는, 도 11에 도시된 것과 같이, 천공가능한 요소(416)을 통해 가압되어, 전달 바늘(430)과 카트리지(420)의 내부 사이를 유체 연결되게 한다.
도 12를 보면, 유체 전달 장치의 제2 대표 실시예(1200)가 도시된다. 한 실시예에서, 도어(1206)는 키-형태의 특징부(1218)에 고정되고 카트리지 조립체(1220)의 한 부분이다. 한 실시예에서, 도어(1206)와 키-형태의 특징부(1218)는 일체형으로 연결된다. 한 실시예에서, 도어(1206)와 키-형태의 특징부(1218)는 2-부분으로 구성되지만 유압 구동 유닛(1201)에 삽입되기 전에 함께 결합된다.
대안의 실시예에서, 바늘(430)과 바늘 지지 시스템은 도어(1206)에 고정되고 도어(1206)는 유압 구동 유닛(1201)에 삽입되기 전에 키-형태의 특징부(1218)에 고정된다.
당업자라면, 위에서 기술되고 도시된 대표 실시예들에 대한 변형예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 가능하다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 기술되고 도시된 대표 실시예들에만 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 대표 실시예들의 특징들은 본 발명에 기술된 다양한 특징들의 일부분이거나 또는 이러한 특징들과 서로 조합될 수 있다. 본 명세서에서 특별히 설명되지 않는 한, 용어 "하나(a, an, the)" 등은 한 요소에만 제한되는 것이 아니라 그 대신 용어 "하나 이상(at least one)"을 의미한 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 방법의 단계들이 실시되는 순서는 본질적으로 단지 예시적인 것이며 상기 단계들이 기술된 정확한 순서대로만 실시될 필요는 없다. 실제로, 그 외에 달리 본 명세서에서 또는 문맥에서 부적절한 것으로 언급되지 않는 한, 상기 단계들은 임의의 적절한 순서대로 실시될 수 있거나 또는 동시에 실시될 수 있다.
Claims (18)
- - 액츄에이터와 하나 또는 그 이상의 제1 특징부를 포함하는 구동 유닛; 및
- 하우징에 삽입하기 전에 유체로 채워지고, 한 단부에서는 이동식 피스톤에 의해 밀봉되며 또 다른 단부에서는 천공가능한 격막에 의해 밀봉되는 유체 리저버를 가진 카트리지를 포함하는 유체 전달 장치에 있어서,
상기 카트리지는 하나 또는 그 이상의 제1 특징부와 정렬되고 짝을 이루어 카트리지가 구동 유닛에 삽입될 수 있게 하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 제2 특징부를 포함하되, 피스톤은 카트리지가 구동 유닛에 삽입되고 나면 액츄에이터에 의해 이동가능한 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치. - 제1항에 있어서, 액츄에이터는 유압식으로 작동되는 액츄에이터이며 카트리지는 밀봉부에 의해 구동 유닛에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 적어도 부분적으로 밀봉부의 한 부분에 걸쳐 카트리지 위에서 미끄러지는 슬리브에 의해 유체 리저버에 고정되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제3항에 있어서, 슬리브는 하나 또는 그 이상의 제2 특징부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 하나 또는 그 이상의 제2 특징부에 결합되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 카트리지의 외부에 고정된 링(ring)인 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 카트리지와 일체형으로 구성된 특징부인 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 카트리지의 맞은편 횡방향 면(lateral side)들로부터 결합되고 카트리지와 마찰 끼워맞춤을 형성하는 2개 이상의 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 카트리지의 한 단부에 근접하게 위치된 제1 순응 부분(compliant portion)과 제2 순응 부분을 포함하되, 상기 제2 순응 부분은 제1 순응 부분보다 덜 순응하며(less compliant) 하나 또는 그 이상의 제2 특징부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 제1 특징부들 중 적어도 하나 및/또는 하나 또는 그 이상의 제2 특징부들 중 적어도 하나는 삽입 동안 카트리지를 제자리에 안내하는데 도움을 주도록 구성된 테이퍼형 리드-인(tapered lead-in)을 포함하며 카트리지에 대한 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제2항에 있어서, 밀봉부는 카트리지의 단부에 제공되며 하나 또는 그 이상의 제1 특징부와 짝을 이루는 하나 또는 그 이상의 제2 특징부는 카트리지를 구동 유닛에 밀봉하기 위해 구동 유닛에 대한 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 카트리지는 종축을 포함하되, 하나 또는 그 이상의 제1 특징부와 하나 또는 그 이상의 제2 특징부는 상기 종축에 대해 반경 방향으로 돌출된 하나 또는 그 이상의 압입부 및/또는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 제1 특징부는 직사각형 돌출부이며 하나 또는 그 이상의 제2 특징부는 직사각형 돌출부와 꼭 맞도록(intermesh) 구성된 홈인 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 제1 특징부는 홈이며 하나 또는 그 이상의 제2 특징부는 홈과 꼭 맞도록 구성된 직사각형 돌출부인 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 유닛은 도어를 가진 하우징을 포함하며, 도어는 하우징에 대해 회전하여 카트리지를 가릴 수 있으며(cover) 카트리지를 구동 유닛 내의 위치에 안착시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 카트리지는 카트리지가 구동 유닛에 완전히 삽입될 때 구동 유닛의 하우징과 수평이 되도록(flush) 구성된 커버 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 전달 장치는 바늘을 가진 바늘 조립체를 추가로 포함하되, 상기 바늘은 전달 단부와 유체 결합 단부를 가지며, 유체 결합 단부는 초기 위치에서 유체 리저버로부터 유체적으로 결합해제되고(fluidly disengaged), 전달 단부는 전개된 위치에서 하우징의 바닥 표면을 지나 연장되며 유체 결합 단부는 천공가능한 격막을 통해 연장되고 전개된 위치에서 유체 리저버와 유체적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치.
- 유체 전달 장치에 삽입하기 위한 카트리지에 있어서, 상기 카트리지는:
유체로 채우진 리저버를 포함하되, 상기 리저버는 한 단부에서는 이동식 피스톤에 의해 밀봉되고 또 다른 단부에서는 천공가능한 격막에 의해 밀봉되며;
하나 또는 그 이상의 반경 방향으로 돌출되고 외주 방향으로 연장되는 키-형태의 특징부를 포함하되, 상기 키-형태의 특징부는 유체 전달 장치의 하나 또는 그 이상의 상응하는 키-형태의 특징부와 정렬되고 짝을 이루어 카트리지가 유체 전달 장치에 삽입될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 장치에 삽입하기 위한 카트리지.
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