KR20170139012A - 휴대용 약물 주입 디바이스 - Google Patents

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KR20170139012A
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drug
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plunger
drug cartridge
rotation
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KR1020177029293A
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개드 샤아난
마크 골드만
브루스 버스비
알렉스 마누리스
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요파이메터 엘엘씨
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Abstract

약물 투여 디바이스는, 약물 챔버 및 플런저 어셈블리를 갖는 약물 카트리지를 수용하도록 구성된 리세스, 및 플런저 어셈블리의 변위가 약물을 투여하거나 또는 약물을 챔버 내로 끌어당기는 것을 야기하도록 구성된 기어 어셈블리를 포함할 수 있다. 기어 어셈블리는 동력형 및 수동 작동 메커니즘 둘 모두에 의해 작동될 수 있다.

Description

휴대용 약물 주입 디바이스
본 발명은 약물 전달 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 전자 주입 디바이스들에 관한 것이다.
당뇨병은, 예를 들어, 신체에 의한 불충분한 인슐린의 생성 또는 생성되는 인슐린에 대한 세포들에 의한 부적절한 응답에 기인할 수 있은, 고 혈당과 연관된 대상성 질환들의 그룹이다. 3개의 주요한 유형의 당뇨병(당뇨)이 존재한다. 유형 1의 당뇨병은 인슐린을 생성하기 위한 신체의 장애로부터 기인하며, 현재는 사람에게 인슐린을 (예를 들어, 수동으로 또는 착용형(wearable) 인슐린 펌프를 사용하여) 주입할 것을 필요로 한다. 유형 2의 당뇨병은, 세포들이 인슐린을 적절하게 사용하는데 실패하는 인슐린 저항성에 기인하며, 이는 때때로 절대적인 인슐린 결핍과 결합된다. 유형 1 및 유형 2의 당뇨병들은 치유될 수 없는 만성 질환으로서 간주된다. 임신 당뇨병으로 지칭되는 3번째 주요 형태는, 당뇨병 이력이 없는 임신한 여성이 고 혈당 레벨로 진전될 때 일어날 수 있으며, 이는 유형 2의 당뇨병으로 발전할 수 있지만 흔히 임신 이후에 해결된다. 당뇨병의 다른 형태들은, (예를 들어, 인슐린 분비의 유전적 결함에 기인하는) 선천적 당뇨병, 낭포성 섬유증-관련 당뇨병, (글루코코르티코이드들의 높은 도우즈(dose)에 기인하는) 스테로이드성 당뇨병, 및 단일유전자 당뇨병들의 다른 형태들을 포함한다.
예를 들어, 적절한 치료가 없는 당뇨병은, 예를 들어, 저혈당증, 당뇨병성 케톤산증, 또는 비케톤 고삼투압성 혼수를 포함하는 급성 합병증들을 초래할 수 있으며, 일부 경우들에 있어서, 이는 심각한 장기 합병증들, 예를 들어, 심혈관 질환, 만성 신부전, 및/또는 당뇨성 망막증(망막 손상)을 초래할 수 있다. 따라서, 혈압을 제어하고 금연 및 건강 체중과 같은 생활습관 요인들을 관리하는 것뿐만 아니라 당뇨병의 적절한 치료가 중요하다. 인슐린은 유형 1의 당뇨병을 포함하여 당뇨병의 형태들 중 다수를 치료하기 위하여 사용된다. 다른 약물들이 유형 2의 당뇨병들을 치료하기 위하여 사용된다. 인슐린 및 다른 약물들을 주입하기 위한 개선된 약물 주입 디바이스들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 측면들은, 전자 약물 주입 디바이스를 사용하여 약물을 투여하기 위한 시스템들, 디바이스들, 및 방법들을 포함한다.
일 측면은 약물 투여 디바이스이다. 약물 투여 디바이스는, 착탈가능 약물 카트리지를 수용하도록 구성된 리세스(recess), 기어 어셈블리(assembly), 기어 어셈블리에 결합되며 약물 카트리지 플런저(plunger) 결합 부재를 포함하는 제 1 슬라이딩가능(slidable) 부재로서, 기어 어셈블리의 회전은 리세스 내에서의 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 움직임을 야기하도록 구성되는, 제 1 슬라이딩가능 부재, 및 기어 어셈블리에 결합된 모터로서, 모터의 작동(activation)은 기어 어셈블리의 회전을 야기하도록 구성된, 모터를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 제 1 슬라이딩 가능 부재는 내부 나사산(threaded) 샤프트를 포함하며, 약물 투여 디바이스는 내부 나사산 샤프트와 나사결합으로(threadably) 맞물리는 세장형(elongated) 나사 부재를 더 포함하며, 세장형 나사 부재는 기어 어셈블리의 회전이 세장형 나사 부재의 회전을 초래하여 그럼으로써 제 1 슬라이딩 가능 부재의 길이 방향 움직임을 초래하도록 기어 어셈블리에 결합된다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 카트리지 플런저 결합 부재는 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 T-형 부분을 수용하도록 구성된 슬롯을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 슬롯은 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 T-형 부분이 잠금 및 잠금해제 위치 사이에서 슬롯 내에서 회전하는 것을 가능하게 하도록 구성되며, 여기에서 잠금 위치에 있을 때, 제 1 슬라이딩가능 부재의 견인(retraction)이 약물 카트리지 플런저 어셈블리를 견인하고, 잠금해제 위치에 있을 때 제 1 슬라이딩 가능 부재의 견인은 이를 약물 카트리지 플런저 어셈블리로부터 분리하고 이를 견인하지 않는다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는, 맞물림 위치(engaged position) 및 맞물림해제 위치(unengaged position)를 갖는 수동 투여 작동기(actuator)를 포함하며, 여기에서 맞물림 위치에 있을 때 수동 투여 작동기의 움직임은 모터의 작동 없이 기어 어셈블리의 회전을 야기하며, 맞물림해제 위치에 있을 때 수동 투여 작동기는 기어 어셈블리에 결합되지 않는다.
일부 실시예들에 있어서, 수동 투여 작동기는 맞물림해제 위치로 편향된다.
일부 실시예들에 있어서, 수동 투여 작동기는 임의의 다른 작동기를 동작시키지 않으면서 맞물림 위치로 이동될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수동 투여 작동기는 제 2 슬라이딩가능 부재를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 제 2 슬라이딩가능 부재의 제 1 위치는 맞물림해제 위치이며, 제 2 슬라이딩가능 부재는 맞물림 위치인 제 2 위치로 슬라이딩하도록 구성되며, 제 2 슬라이딩가능 부재의 추가적인 슬라이딩은 기어 어셈블리의 회전을 야기한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는, 그 위에 기입된 복수의 숫자들을 갖는 회전가능 카운터 휠(counter wheel) 및 카운터 휠 개구부를 포함하며, 여기에서 카운터 휠 개구부는 복수의 숫자들 중 하나의 가시성을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 카운터 휠은 수동 투여 작동기에 결합되며, 여기에서 수동 투여 작동기의 작동은, 약물의 하나 이상의 개별적인 양이 투여되게끔 하며 카운터 휠 개구부에서 보일 수 있는 숫자가 투여되는 약물의 하나 이상의 개별적인 양의 수를 나타내도록 카운터 휠의 회전을 야기한다.
일부 실시예들에 있어서, 기어 어셈블리는 수동 드라이브(drive) 기어 및 하나 이상의 동력형(motorized) 드라이브 기어들을 포함하며, 수동 드라이브 기어는 동력형 드라이브 기어들 중 하나에 결합되고, 여기에서 맞물림 위치에 있을 때 수동 투여 작동기의 움직임은 수동 드라이브 기어의 회전을 야기하며, 여기에서 수동 드라이브 기어의 회전은 동력형 드라이브 기어들의 회전을 야기하고, 여기에서 동력형 드라이브 기어들의 회전은 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 움직임을 야기한다.
일부 실시예들에 있어서, 모터는 기어 어셈블리를 순방향 및 역방향으로 회전시키도록 구성되며, 여기에서 기어 어셈블리의 순방향 회전은 제 1 슬라이딩가능 부재가 리세스 내로 전진하게끔 하고, 기어 어셈블리의 역방향 회전은 제 1 슬라이딩가능 부재가 리세스 밖으로 견인되게끔 한다.
일부 실시예들에 있어서, 기어 어셈블리의 순방향 회전은 약물 카트리지 플런저 어셈블리가 약물 카트리지의 투여 단부를 향해 전진하게끔 하며, 여기에서 약물 카트리지의 투여 단부를 향한 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 전진은 약물 카트리지 플런저 어셈블리와 약물 카트리지의 투여 단부 사이의 유체가 약물 카트리지로부터 투여되게끔 하고, 여기에서 기어 어셈블리의 역방향 회전은 약물 카트리지 플런저 어셈블리가 약물 카트리지의 투여 단부로부터 멀어지도록 견인되게끔 하며, 여기에서 약물 카트리지의 투여 단부로부터 멀어지는 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 견인은 약물 카트리지의 투여 단부가 약물 카트리지 내로 유체를 끌어당기게끔 한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는, 사용자 인터페이스로서, 사용자 인터페이스는 약물 디바이스로부터의 약물의 투여에 관한 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 여기에서 사용자 인터페이스는 약물의 양의 사용자의 선택을 수신하도록 더 구성되는, 사용자 인터페이스; 및
사용자 인터페이스로부터의 데이터를 수신하도록 구성된 프로세서로서, 프로세서는 기어 어셈블리를 드라이브하도록 모터에 명령하도록 구성된, 프로세서를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는 전력 소스를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 변위를 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 하나 이상의 센서들은 전자 캘리퍼(caliper), 자기 센서, 타이머, 바코드 스캐너 또는 RF 리더 중 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는 통신 모듈을 포함하며, 여기에서 통신 모듈은 외부 디바이스로 데이터를 송신하도록 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 외부 디바이스는 분석물(analyte) 모니터링 디바이스이다.
일부 실시예들에 있어서, 사용자 인터페이스는 시간, 배터리 상태, 무선 통신 상태, 이전 약물 투여 데이터의 시간, 병(vial) 내의 약물의 양, 권장 투여량 중 하나 이상을 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는, 리세스 내의 약물 카트리지의 위치를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서들, 주입 이벤트를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서들; 및 약물 카트리지가 주입 위치에 있을 때 수행될 수 있는 주입 이벤트들의 수를 제한하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 카트리지가 주입 위치로부터 멀어지도록 이동되었다는 것의 검출에 응답하여, 프로세서는 제 1 슬라이딩가능 부재를 견인하도록 구성되며, 여기에서 제 1 슬라이딩가능 부재는 약물 카트리지 플런저 어셈블리로부터 분리되고 이를 견인하지 않는다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는, 리세스 내의 착탈가능 약물 카트리지로서, 그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버를 포함하는, 착탈가능 약물 카트리지, 챔버 내에 위치되며 챔버 내에서 길이 방향으로 움직이도록 구성된 플런저 어셈블리로서, 플런저 어셈블리는 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합되는, 플런저 어셈블리, 및 바늘을 수용하도록 구성된 격벽을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 플런저 어셈블리는 플런저 밀봉부 및 플런저 삽입부를 포함하며, 플런저 삽입부는 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합된다.
일부 실시예들에 있어서, 플런저 삽입부는 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합된 T-형 부분을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 착탈가능 약물 카트리지는 착탈가능 약물 카트리지의 외부 벽으로부터 연장하는 탭(tab)을 포함하며, 여기에서 탭은 리세스 내에서의 착탈가능 약물 카트리지의 회전을 가능하게 하도록 구성되고, 여기에서 리세스 내에서의 착탈가능 약물 카트리지의 회전은 제 1 슬라이딩 부재와 착탈가능 약물 카트리지의 결합 및 분리를 가능하게 한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는 리세스 내로 적어도 부분적으로 연장하며 리세스 내의 카트리지의 존재를 검출하도록 구성된 스위치를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 약물 투여 디바이스는 동력형 투여 작동기를 포함하며, 여기에서 동력형 투여 작동기는 외부 압력이 동력형 투여 작동기에 인가되고 있는 동안 모터를 작동시키도록 구성된다.
다른 측면은 키트(kit)이다. 키트는 약물 투여 디바이스 및 약물 충전 툴을 포함하며, 여기에서 약물 충전 툴은 약물 투여 디바이스의 단부에 결합하도록 구성된 어댑터 부재, 및 어댑터 부재에 결합되며 약물 병을 수용하도록 구성된 중공형 원통을 포함하고, 여기에서 충전 툴은, 중공형 원통 내에서의 약물 병의 배치가 약물 병을 리세스 및 그 안의 임의의 약물 카트리지와 정렬하도록 하는 형상을 갖는다.
다른 측면은 약물 투여 디바이스를 동작시키는 방법이다. 방법은, 리세스 내로 약물 카트리지를 삽입하는 단계로서, 약물 카트리지는 그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버, 챔버 내에 위치되며 챔버 내에서 길이 방향으로 이동가능하게 구성된 플런저 어셈블리, 및 챔버의 일 단부에서의 격벽을 포함하는, 단계, 바늘 어셈블리의 일 단부를 격벽 내로 삽입하는 단계, 바늘 어셈블리의 대향 단부를 약물을 포함하는 약물 병 내에 삽입하는 단계, 약물 벽으로부터 바늘 어셈블리를 통해 약물 카트리지의 챔버 내로 약물을 끌어오는 단계, 및 바늘을 통해 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은 약물 병으로부터 약물을 끌어오는 단계 및 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계 중 하나 이상의 단계를 수행하도록 모터를 작동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은, 사용자 인터페이스를 사용하여 약물 병으로부터 끌어오기 위한 약물의 양 및 약물 카트리지로부터 투여하기 위한 약물의 양 중 하나 이상을 프로그래밍하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은 하나 이상의 센서들을 통해 주입 이벤트의 발생을 검출하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은 사용자 인터페이스 상에 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은 데이터를 외부 디바이스로 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은, 약물 카트리지를 주입 위치에 위치시키는 단계로서, 약물 투여 디바이스는 약물 카트리지가 주입 위치에 있지 않을 때 주입 이벤트를 방지하도록 구성되는, 단계, 하나 이상의 센서들을 통해 주입 위치의 약물 카트리지의 존재를 검출하는 단계, 하나 이상의 센서들을 통해 하나 이상의 주입 이벤트들의 발생을 검출하는 단계, 및 약물 카트리지가 주입 위치에 있을 때 발생할 수 있는 주입 이벤트들의 수를 제한하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은 약물 카트리지의 플런저 어셈블리를 약물 투여 디바이스의 플런저 결합 부재와 결합시키는 단계를 포함하고, 여기에서 약물을 투여하는 단계는 약물 카트리지 내부에서 플런저 어셈블리를 전진시키는 단계를 포함하며, 여기에서 플런저 어셈블리를 전진시키는 단계는 약물 투여 디바이스의 플런저 결합 부재를 전진시키는 단계 및 약물 카트리지를 주입 위치 밖으로 움직이는 단계를 포함하고, 여기에서 약물 카트리지가 주입 위치 밖으로 움직이는 것에 응답하여 플런저 결합 부재는 플런저 어셈블리로부터 분리되고, 플런저 어셈블리를 견인하지 않으면서 자동으로 견인된다.
또 다른 측면은 약물 투여 디바이스 내에서 사용하기 위한 약물 카트리지이다. 약물 카트리지는, 그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버, 챔버 내에 위치되며 챔버 내에서 길이 방향으로 움직이도록 구성된 플런저 어셈블리로서, 여기에서 플런저 어셈블리는 플런저 밀봉부 및 플런저 삽입부를 포함하고, 여기에서 플런저 삽입부는 약물 투여 디바이스의 약물 카트리지 플런저 결합 부재와 결합하도록 구성되는, 플런저 어셈블리, 약물 카트리지의 외부 벽으로부터 연장하는 탭으로서, 여기에서 탭은 약물 투여 디바이스의 리세스 내에서 착탈가능 약물 카트리지의 회전을 가능하게 하도록 구성되며, 여기에서 리세스 내에서의 착탈가능 약물 카트리지의 회전은 착탈가능 약물 카트리지와 약물 카트리지 플런저 결합 부재의 결합 및 분리를 가능하게 하는, 탭, 약물 카트리지의 외부 벽으로부터 연장하는 리지(ridge)로서, 여기에서 리지는 약물 투여 디바이스의 내부 내의 스위치의 작동을 가능하게 하도록 위치되는, 리지, 및 바늘을 수용하도록 구성된 격벽을 포함한다.
다른 측면은 약물 투여 디바이스를 동작시키는 방법이다. 방법은, 약물 카트리지를 약물 투여 디바이스의 리세스 내에 삽입하는 단계로서, 약물 카트리지는 그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버 및 챔버 내에 위치되며 챔버 내에서 길이 방향으로 이동가능하게 구성된 플런저 어셈블리를 포함하는, 단계, 카테터(catheter)를 약물 카트리지의 일 단부에 고정하는 단계, 약물 카트리지로부터 약물을 투여하도록 모터를 작동시키는 단계, 및 카테터를 통해 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 방법은, 카테터를 통해 약물 카트리지로부터 투여하기 위한 약물의 양 및 약물의 양이 투여될 시간의 길이 중 하나 이상을 사용자 인터페이스를 사용하여 프로그래밍하는 단계를 포함한다.
도 1은 약물을 투여하도록 구성된 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 2는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 3은 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 4a는 약물 카트리지의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 4b는 약물 카트리지의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 5는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 배면도를 도시한다.
도 6은 주입 디바이스의 내부의 예시적인 실시예의 배면도를 도시한다.
도 7은 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 8a는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 8b는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 8c는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 9a는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 9b는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 9c는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 9d는 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다.
도 10은 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다.
도 11은 주입 디바이스의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 12는 제거된 몇몇 외부 컴포넌트를 갖는 주입 디바이스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 13은 제거된 몇몇 외부 컴포넌트를 갖는 주입 디바이스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 14는 제거된 몇몇 외부 컴포넌트를 갖는 주입 디바이스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 15는 주입 디바이스에서 사용하기 위한 카운터 휠의 예시적인 실시예를 도시한다.
당업자에 의해 이해될 바와 같이, 본원에 개시된 본 발명의 실시예들에 따른 약물 전달 디바이스의 예들, 개선들, 및 배열들을 수행하기 위한 다수의 방식들이 존재한다. 도면들 및 다음의 설명에 도시된 예시적인 실시예들에 대한 참조가 이루어질 것이지만, 이러한 실시예들이 개시된 본 발명에 의해 포괄되는 다양한 대안적인 설계들 및 실시예들의 완전한 것을 의미하지는 않는다. 당업자들은, 본 발명으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들이 이루어질 수 있으며, 그리고 다양한 조합들이 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.
일부 실시예들은 사용자의 입력 양에 따라 휴대용 약물 주입 디바이스를 사용하여 이산적인 양의 약물을 주입하기 위한 시스템들, 방법들, 및 디바이스들을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 모터 구동형 주입을 통해 환자에게 주입될 수 있는 인슐린 또는 임의의 다른 약물들과 같은 약물을 투약하도록 구성된 휴대용 약물 주입 디바이스가 제공된다. 휴대용 약물 주입 디바이스는, 약물 카트리지를 수용하기 위한 챔버, 기어 어셈블리, 모터, 리드 나사(lead screw), 슬라이딩가능 수동 주입 버튼, 사용자 인터페이스, 프로세서, 전력 소스, 및 통신 모듈을 포함한다. 모터는 기어 어셈블리의 동력형 드라이브 기어에 맞물릴 수 있다. 기어 어셈블리는 리드 나사에 맞물릴 수 있다. 리드 나사는, 샤프트 및 약물 카트리지의 플런저 어셈블리와 결합하도록 구성된 플런저 결합 부재를 포함하는 나사 너트에 결합될 수 있다. 모터의 작동은 기어 어셈블리의 회전을 야기할 수 있다. 기어 어셈블리의 회전은 리드 나사의 회전을 야기할 수 있다. 리드 나사의 회전은 나사 너트의 길이 방향 변위를 초래하여 플런저 어셈블리의 변위를 초래할 수 있다. 약물 카트리지 내에서의 플런저 어셈블리의 변위는 약물이 카트리지로부터 투여되거나 또는 카트리지 내로 투여되는 것을 야기할 수 있다. 투여되는 약물의 양은 주입 디바이스의 인터페이스를 사용하여 선택될 수 있다. 프로세서는 사용자 인터페이스로부터 데이터를 수신할 수 있으며, 기어 어셈블리를 드라이브하도록 모터에 명령할 수 있다. 휴대용 약물 주입 디바이스 상의 버튼, 트리거(trigger) 또는 다른 작동 메커니즘이 작동될 때 모터가 작동되고 약물이 투여될 수 있다. 모터 및 나사 너트 움직임에 링크된 전자 카운터는 투여를 제어할 수 있다. 휴대용 주입 디바이스는, 새로운 카트리지를 받아들이고 디바이스가 복수의 주입들에 대하여 사용되는 것을 가능하게 하기 위하여 디바이스를 리셋하기 위한 역방향 제어부(reverse control)를 더 포함할 수 있다. 디바이스는 또한 역방향 특징부를 사용하여 카트리지를 충전하기 위하여 사용될 수 있다.
약물 주입 디바이스는 약물의 수동 주입을 가능하게 하는 수동 주입 특징부를 더 포함할 수 있다. 수동 주입 특징부는 슬라이딩가능 수동 주입 버튼, 카운터 휠, 및 수동 드라이브 기어를 포함할 수 있다. 수동 주입 버튼은 수동 드라이브 기어의 회전을 야기하기 위하여 트랙(track)을 따라 슬라이딩할 수 있다. 수동 드라이브 기어는 기어 어셈블리의 부분이며, 수동 드라이브 기아의 회전이 동력형 드라이브 기어의 회전을 야기하게 하도록 동력형 드라이브 기어에 결합된다.
다른 실시예에 있어서, 휴대용 약물 주입 디바이스는, 약물 카트리지를 수용하기 위한 챔버, 기어 어셈블리, 모터, 리드 나사, 수동 작동 작동기, 회전가능 수동 주입 손잡이, 사용자 인터페이스, 프로세서, 전력 소스, 하나 이상의 센서들, 폴(pawl), 및 통신 모듈을 포함한다. 모터는 기어 어셈블리에 맞물릴 수 있다. 기어 어셈블리는 모터에 결합된 모터 드라이브 기어, 및 리드 나사에 결합된 나사 기어를 포함할 수 있다. 모터 드라이브 기어는 선택적으로 나사 기어와 맞물릴 수 있다. 리드 나사는, 샤프트 및 약물 카트리지의 플런저 어셈블리와 결합하도록 구성된 플런저 결합 부재를 포함하는 나사 너트에 결합될 수 있다. 나사 너트는 병의 플런저와 맞물리기 위한 플런저 결합 메커니즘을 포함할 수 있다. 모터의 작동은 모터 드라이브 기어를 회전시킬 수 있다. 모터 드라이브 기어가 나사 기어와 맞물릴 때, 모터 드라이브 기어의 회전은 나사 기어의 회전을 야기하여, 나사 너트의 길이 방향 움직임을 야기할 수 있다. 나사 너트의 길이 방향 움직임은 플런저를 변위시켜서 약물이 카트리지로부터 투여되거나 또는 카트리지 내로 끌어당겨지게끔 할 수 있다.
약물 주입 디바이스는, 모터의 분리 및 약물의 수동 주입을 가능하게 하는 수동 주입 특징부를 더 포함할 수 있다. 수동 주입 특징부는 수동 약물 투여 손잡이, 카운터 휠, 수동 모드 작동 버튼, 및 리셋 버튼을 포함할 수 있다. 수동 모드 작동 버튼을 맞물리게 하는 것은 나사 기어로부터 모터 드라이브 기어를 분리함으로써 모터 드라이브를 분리할 수 있으며, 수동 투여 손잡이의 사용을 가능하게 할 수 있다. 수동 투여 손잡이는 나사 기어에 결합될 수 있으며, 약물을 투여하기 위하여 회전될 수 있다. 카운터 휠은 투여되는 약물의 단위(unit)들의 수를 디스플레이할 수 있다. 리셋 버튼은 카운터 휠을 리셋하기 위하여 주입 이후에 맞물리게 될 수 있다. 리셋 버튼을 맞물리게 하는 것은 또한 모터 드라이브를 다시 맞물리게 할 수 있다. 카운터 휠은 기어들의 시스템을 통해 수동 드라이브 메커니즘, 수동 모드 작동 버튼, 및 리셋 버튼과 맞물릴 수 있다. 수동 주입 특징부는 수동 동작 동안 손잡이가 역방향으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 투여 손잡이와 맞물리는 폴을 더 포함할 수 있다.
약물 투여 디바이스는 또한 하나 이상의 외부 디바이스들과의 통신을 가능하게 하도록 구성된 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신 모듈은, 예를 들어, 무선 통신, 블루투스 통신(예를 들어, BTLE), 또는 셀룰러 통신을 통해 외부 디바이스들과 통신할 수 있다. 약물 주입 디바이스는 개인용 전자 디바이스, 예컨대 스마트 폰, 태블릿, 또는 개인용 컴퓨터에 연결될 수 있거나, 또는 데이터를 서버로 송신할 수 있다. 주입 디바이스는 환자 또는 의료 제공자에게 정보를 통신할 수 있다. 주입 디바이스는, 예를 들어, 분석물 측정 디바이스와 같은 다른 의료 디바이스들과 통신하도록 구성될 수 있다. 분석물 측정 디바이스는 주입 이벤트에 대한 약물의 양 및 시간과 관련된 정보를 송신할 수 있다. 적절한 분석물 측정 디바이스들은, 예를 들어, 2012년 12월 18일자로 등록된 미국 특허 제8,333,716호, 2012년 12월 18일자로 등록된 미국 특허 제8,333,717호, 2012년 10월 23일자로 등록된 미국 특허 제8,292,826호, 2015년 02월 24일자로 등록된 미국 특허 제8,961,432호, 2013년 04월 04일자로 공개된 미국 특허 공개공보 제2013/0085349호, 2015년 07월 23일자로 공개된 미국 특허 공개공보 제2015/0205930호, 2014년 07월 09일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/371,401호에서 설명되며, 이로써 이들 각각의 내용은 그 전체가 본원에 참조에 의해 통합된다.
휴대용 약물 주입 디바이스는 휴대용 약물 주입 디바이스와 관련된 조건들 및 다양한 상태들을 결정하기 위한 복수의 센서들을 더 포함할 수 있다. 휴대용 약물 주입 디바이스는, 디바이스 내로 삽입되는 약물의 유형, 예를 들어, 인슐린의 상이한 유형들을 결정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 디바이스는 바코드 또는 RFID 태그와 같은 약물을 포함하는 용기 상의 코드를 검출할 수 있다. 바코드 스캐너 또는 RF 리더가 사용될 수 있다. 디바이스는 또한 주입이 발생한 때 및 얼마나 많은 약물이 주입되었는지를 결정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 센서들은 주입이 발생한 때를 결정하기 위한 타이머를 포함할 수 있다. 디바이스는, 사용자가 짧은 시간 프레임 내에 약물을 복수 회 주입하려고 시도하는 경우 사용자에게 최근 주입 이벤트를 통지하기 위하여 타이머로부터의 정보를 사용할 수 있다. 전자 캘리퍼는 주입되는 약물의 양을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전자 캘리퍼는 나사 너트의 샤프트의 길이 방향 움직임을 측정할 수 있다. 대안적으로, 자기 센서가 주입되는 약물의 양을 결정하기 위하여 디바이스의 기어(예컨대, 드라이브 기어, 나사 기어, 또는 이하에서 도시되는 카운터 휠 기어) 상의 자석의 움직임을 센싱하기 위하여 사용될 수 있다. 자기 센서는 나사 너트의 샤프트의 길이 방향 움직임을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 센서들은 주입 이벤트 다음에 병 내에 남아 있는 약물의 양 및 병 내로 끌어당겨진 약물의 양을 더 결정할 수 있다.
휴대용 약물 주입 디바이스는 약물 카트리지를 포함할 수 있다. 약물 카트리지는 휴대용 약물 주입 디바이스와 맞물리도록 구성된 별개의 피스(piece)일 수 있다. 약물 카트리지는 일회용일 수 있다. 카트리지는 환자 내로 삽입하기 위한 바늘을 수용하기 위한 격벽을 포함할 수 있다. 카트리지는 또한 순방향 및 역방향 플런저 움직임들을 가능하게 하기 위한 플런저 어셈블리를 포함할 수 있다. 플런저 어셈블리는 나사 너트의 플런저 결합 부재와 맞물릴 수 있다. 나사 너트는 환자에게 약물을 주입하기 위하여 바늘의 방향으로 플런저 어셈블리를 드라이브할 수 있다. 추가적으로, 바늘은 약물의 소스 내에 삽입될 수 있으며, 나사 너트는 약물을 카트리지 내로 끌어당기기 위하여 역방향으로 플런저 어셈블리를 드라이브할 수 있다.
도 1은 약물을 투여하도록 구성된 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다. 주입 디바이스(100)는 하우징(102), 다-기능 버튼(110), 디스플레이 커버(112), 동력형 주입 버튼(114), 및 충전 포트(116)를 포함한다. 주입 디바이스는 전면(105A), 후면(미도시), 제 1 측면(105C), 및 제 2 측면(미도시)을 포함한다. 하우징(102)은 주입 디바이스(100)의 근위 단부에 위치된 캡(cap)(106), 주입 디바이스(100)의 원위 단부에 위치된 캡(108), 및 캡(106)과 캡(108) 사이에 위치된 몸체(104)를 포함한다.
도 1은 주입 디바이스(100)의 제 1 측면(105C) 상에서 캡(106)에 결합된 릴리즈(release) 버튼(118A)을 도시한다. 버튼(118A)은 몸체(104)로부터 캡(106)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 캡(106)은 몸체(104)로부터 캡(106)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하기 위하여 주입 디바이스(100)의 제 2 측면 상의 대응하는 릴리즈 버튼과 결합될 수 있다. 릴리즈 버튼(122A)은 주입 디바이스(100)의 제 1 측면(105C) 상의 캡(108)과 결합되는 것으로 도시된다. 버튼(122A)은 몸체(104)로부터 캡(108)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 캡(108)은 몸체(104)로부터 캡(108)의 릴리즈 및 제거를 가증하게 하기 위하여 주입 디바이스(100)의 제 2 측면 상의 대응하는 릴리즈 버튼과 결합될 수 있다.
디스플레이 커버(112)는 주입 디바이스(100)의 전면(105A) 상에 위치될 수 있다. 디스플레이 커버(112)는 디스플레이 커버(112) 아래에 위치된 디스플레이 스크린(240)을 보는 것을 가능하게 하기 위하여 투명하거나 또는 반-투명할 수 있다. 디스플레이 스크린(240)은 사용자에게 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 다-기능 버튼(110)이 또한 주입 디바이스(100)의 전면(105A) 상에 위치될 수 있다. 커버(112)는 다-기능 버튼(110)에 대한 액세스를 가능하게 하기 위한 개구부를 포함할 수 있으며, 다-기능 버튼(110)은 그 안에 위치된다. 다-기능 버튼(110)은 사용자로부터 데이터 입력들을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스의 부분일 수 있다. 예를 들어, 다-기능 버튼(110)은 투여될 약물의 양을 선택하는 것을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 다-기능 버튼(110)은, 비제한적으로, 버튼, 스크롤-휠, 및 키패드를 포함하는 임의의 사용자 입력 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 다-기능 버튼(110)은 4개의 직교 방향들로 선택할 수 있는 중심 선택 버튼 및 토글 특징부를 포함한다.
주입 버튼(114)은 주입 디바이스(100)의 측면(105C) 상에서 몸체(102) 내에 위치될 수 있다. 주입 버튼(114)은 동력형 주입 메커니즘을 동작시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 버튼(114)은, 예를 들어, 주입 디바이스(100)로부터 약물을 투여하는 것 또는 외부 소스로부터 주입 디바이스(100) 내로 약물을 끌어오는 것과 같은 주입 이벤트를 수행하기 위하여 동력화 주입 메커니즘을 동작시키도록 구성될 수 있다. 주입 버튼(114)은 외부 소스로부터 주입 디바이스(100) 내로 약물을 끌어오기 위하여 동력형 주입 메커니즘을 동작시키도록 더 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 버튼(114)은, 주입 버튼(114)을 누르거나 또는 릴리즈하는 것에 응답하여 특정 주입 이벤트를 야기하도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 버튼(114)은 주입 버튼(114)을 눌려진 위치로 홀딩(hold)하는 것에 응답하여 특정 주입 이벤트를 야기하도록 구성된다. 주입 버튼(114)이 설명되지만, 주입 이벤트의 모방(imitation)이 버튼들에 한정되지 않으며, 예를 들어, 스위치들, 다이얼들, 레버들, 터치 스크린 인터페이스들, 또는 임의의 다른 입력 디바이스들을 사용하여 수행될 수 있다는 것이 인식되어야만 한다.
충전 포트(116)는 주입 디바이스(100)의 측면(105C) 상에서 몸체(104) 내에 위치될 수 있다. 충전 포트(116)는 주입 디바이스(100)내의 배터리를 충전하기 위한 또는 주입 디바이스(100)에 전력을 제공하기 위한 충전 케이블 또는 커넥터를 수용하도록 구성될 수 있다. 충전 포트(116)는 USB 포트, 미니-USB 포트, 마이크로-USB 포트, 또는 충전 케이블을 수용할 수 있는 임의의 다른 포트일 수 있다. 충전 포트(116)는 USB 케이블, 미니-USB 케이블, 마이크로-USB 케이블, 또는 전자 디바이스에 전력을 전달할 수 있는 임의의 다른 충전 케이블을 수용하도록 구성될 수 있다.
도 1은 또한 커버 릴리즈 버튼(126A) 및 커버(124)의 부분을 도시한다. 커버(124)는 주입 디바이스(100)의 후면 위로 연장하며, 주입 디바이스(100)의 몸체(104)의 측면(105C) 상에 위치된 부분을 갖는다. 커버 릴리즈 버튼(126A)은 주입 디바이스(100)의 측면(105C) 상에서 몸체(104) 상에 위치되며, 주입 디바이스(100)로부터 커버(124)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
도 2는, 주입 디바이스(100)의 후면(105B) 및 측면(105D)을 도시하는 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다. 도 2는 주입 디바이스(100)의 제 2 측면(105D) 상에서 캡(106)에 결합된 릴리즈 버튼(118B)을 도시한다. 버튼(118A)와 함께, 버튼(118B)은 몸체(104)로부터 캡(106)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 릴리즈 버튼(122B)은 주입 디바이스(100)의 제 2 측면(105D) 상의 캡(108)과 결합되는 것으로 도시된다. 버튼(122A)과 함께, 버튼(122B)은 몸체(104)로부터 캡(108)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 주입 디바이스(100)는 주입 디바이스(100)이 측면(105D)상에 위치되며 커버(124)와 결합된 커버 릴리즈 버튼(126B)을 더 포함한다. 커버 릴리즈 버튼(126A)과 함께 커버 릴리즈 버튼(126B)은 몸체(104)로부터 커버(124)의 릴리즈 및 제거를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 주입 디바이스(100)의 내부에 하우징된 약물병의 뷰(view)를 제공하도록 구성된 개구부(130)가 커버(124) 내에 위치된다. 몸체(104)는 라벨(label)을 수용하고 고정하도록 구성된 리세스(128)를 더 포함한다. 라벨은, 예를 들어, 인슐린의 유형과 같은 주입 디바이스 내에 하우징된 약물의 유형을 포함할 수 있다.
도 3은 캡(106) 및 캡(108)이 제거된 상태의 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다. 환자에게 약물을 전달하도록 구성된 바늘(132)이 몸체(104)의 원위 단부로부터 돌출한다. 바늘(132)은 바늘 하우징(140) 내에 위치되며, 그런 다음 약물 카트리지에 결합된다. 슬롯(136) 내에서 슬라이딩하도록 구성된 슬라이드 버튼(134)이 몸체(104)의 근위 단부로부터 돌출한다. 슬라이드 버튼(134)은, 사용자가 수동으로 바늘(132)로부터 약물을 투여하는 것을 가능하게 하는 수동 주입 메커니즘의 부분이다. 폴의 암(arm)(216)은 주입 디바이스(100)의 밖으로 연장하는 것으로 도시된다.
도 4a는 약물을 저장하도록 구성된 약물 카트리지(138)의 일 실시예를 도시한다. 약물 카트리지(138)는 바늘(132), 바늘 하우징(140), 몸체(158), 탭(142), 돌출부(144), 및 플런저 삽입부(154) 및 플런저 밀봉부(미도시)를 포함하는 플런저 어셈블리를 포함한다. 플런저 삽입부(154)는 그것의 근위 단부에 세장형 섹션(146)을 포함한다.
도 4b는 약물을 수용하고 저장하도록 구성된 약물 챔버(152)를 도시하는 카트리지(138)의 단면도를 도시한다. 바늘 하우징(140)은 몸체(158)의 원위 단부에서 연결 섹션(156)에 고정되도록 구성된다. 연결 섹션(156)은 나사산이 형성될 수 있으며, 바늘 하우징(140)의 상보적으로 나사산이 형성된 섹션과 맞물리도록 구성될 수 있다. 격벽(150)은 몸체(158)의 원위 단부의 내부 내에 위치된다. 격벽은 이를 통해 바늘(132)을 수용하고, 약물이 바늘(132)의 삽입에 따라 카트리지(138) 밖으로 누설되지 않도록 바늘(132) 둘레에 대한 밀봉을 제공한다. 플런저 밀봉부(158)는 격벽(150) 근처에서 챔버(148)의 내부 내에 위치된다. 플런저 밀봉부(148)의 근위 단부는 플런저 삽입부(154)의 원위 단부를 수용하고 이와 단단하게 맞물리도록 구성된 용기(receptacle)(160)를 포함한다. 세장형 섹션(146)의 길이보다 더 작은 직경을 갖는 원통형 샤프트 섹션(194)이 세장형 섹션(146)의 바로 원위에 존재한다. 플런저 삽입부(154)는 원통형 샤프트 섹션(194)의 원위에 위치된 연결 섹션(196)을 포함한다. 연결 섹션(196)은 플런저 삽입부(148)와 단단히 맞물리도록 구성되고 형상을 갖는다. 원통형 샤프트 섹션(194)의 직경은 연결 섹션(196)의 일 부분의 길이 또는 원주보다 더 작다. 플런저 삽입부(154) 및 플런저 밀봉부(148)는 둘 모두가 가요성 폴리머들을 포함할 수 있다. 플런저 밀봉부(148) 및/또는 플런저 삽입부(154)는 약물이 약물 챔버(152)의 근위 단부 밖으로 누설되는 것을 방지하기 위하여 약물 카트리지(152)의 근위 단부에서 밀봉을 형성할 수 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 카트리지(138)는 주입 펌핑 동작에서 사용하기 위하여 카테터 또는 캐뉼라(cannula)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(158)의 원위 단부에서의 연결 섹션(156)은 카테터의 제 1 단부와 단단히 맞물리도록 구성될 수 있다. 카테터의 제 2 단부는 환자의 피하 조직 내로의 삽입을 위하여 커넥터를 통해 캐뉼라에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 삽입 디바이스는 환자의 조직 내로의 캐뉼라의 삽입을 위하여 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 카트리지(138)는, 예를 들어, Animas® Inset® 주입 세트와 같은 상업적으로 입수할 수 있는 주입 세트에 결합되도록 구성될 수 있다.
도 5는 캡(106), 캡(108), 및 커버(124)가 제거된 상태의 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 배면도를 도시한다. 도 5는 몸체(104) 내에 위치된 약물 카트리지(138)를 도시한다. 카트리지(138)는 커버(124)가 제거될 때 주입 디바이스(100) 내로 삽입되고 이로부터 제거될 수 있다.
도 6은 주입 디바이스(100)의 후면(105B)으로부터 몸체(104)의 일 섹션이 제거된 상태의 주입 디바이스(100)의 배면도를 도시하며, 이는 주입 디바이스(100)의 내부 컴포넌트들을 도시한다. 주입 디바이스(100)는 배터리(162), 모터(164), 기어 어셈블리(166) 및 나사 너트(168)를 포함한다.
나사 너트(168)는 샤프트(170) 및 플런저 결합 부재(172)를 포함한다. 플런저 결합 부재(172)는 슬롯(174)을 포함한다. 슬롯(174)은 플런저 삽입부(154)의 세장형 또는 T-형 섹션(146)을 수용하도록 구성된다. 플런저 결합 부재(172)의 하단 플레이트(190)는 슬롯(174)의 하단 에지를 획정(define)한다. 도 7은 주입 디바이스(100)의 단면도를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 리드 나사(184)는 나사 너트(168)의 내부 내에 위치될 수 있다. 나사 너트(168)의 내부는 나사결합으로 리드 나사(184)와 맞물리도록 나사산이 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기어 어셈블리(166)는 수동 드라이브 기어(176) 및 복수의 동력형 드라이브 기어들(180)을 포함한다. 수동 드라이브 기어(176) 및 동력형 드라이브 기어들(180)은 동력형 및 수동 주입 메커니즘 둘 모두를 가능하게 하도록 구성된다.
동력형 주입 메커니즘
동력형 드라이브 기어들(180)은 모터(164)에 결합된다. 모터(164)의 작동은 동력형 드라이브 기어들(180)의 회전을 야기할 수 있다. 동력형 드라이브 기어들(180)은 나사 너트(168)의 샤프트(170) 내에 하우징된 리드 나사(미도시)에 결합된다. 동력형 기어들(180)의 회전은 리드 나사의 회전을 야기할 수 있다. 리드 나사 상의 나사산들은 나사 너트(168)의 내부 상의 나사산들과 맞물린다. 하단 플레이트(190)의 원위 표면은 플런저 밀봉부(148)의 근위 단부와 맞물리도록 구성된다. 플런저 결합 부재(172)의 근위 내부 표면은 플런저 삽입부(154)의 세장형 섹션(146)의 근위 표면과 맞물릴 수 있다. 리드 나사의 회전은, 나사 너트(168)가 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진하게끔 또는 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 견인되게끔 할 수 있다. 나사 너트(168)의 전진은 삽입부(154) 및/또는 플런저 밀봉부(148)의 근위 단부 상에 힘을 부여할 수 있으며, 이는 삽입부(154) 및/또는 플런저 밀봉부(148)가 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 약물 챔버(152) 내에서 전진하게끔 할 수 있다. 약물 챔버(152) 내에서의 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향한 플런저 밀봉부(148)의 전진은 약물이 바늘(132) 밖으로 흐르게끔 할 수 있다. 카트리지(138)는 챔버(152) 내의 약물의 양의 가시성을 허용하기 위한 슬롯(182)을 포함한다. 약물을 약물 챔버(152) 내로 끌어오기 위하여, 모터(164)는 약물을 투여하기 위한 회전의 방향과 반대되는 방향으로 동력형 기어들(180)이 회전하게끔 할 수 있으며, 이는 나사 너트(168)가 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 길이 방향으로 견인되게끔 할 수 있다. 나사 너트(168)의 근위로의 견인은 플레이트(190)의 근위 표면에 의해 힘이 세장형 섹션(146)의 원위 표면에 인가되게끔 할 수 있고, 이는 세장형 섹션(146) 및 플런저 밀봉부(148)가 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 약물 챔버(152) 내에서 전진하게끔 할 수 있다. 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향한 플런저 밀봉부(148)의 전진은 약물이 약물 챔버(152) 내로 끌려오게끔 할 수 있다.
대안적인 실시예들에 있어서, 주입 디바이스(100)는 연속적인 주입을 수행하도록 구성될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 카트리지(138)는 환자 내로 삽입된 캐뉼라에 연결된 카테터에 결합될 수 있다. 모터(164)는, 예를 들어, 몇 시간 또는 몇 일 동안과 같이, 장기간의 시간 동안 캐뉼라를 통해 카트리지(138)로부터 약물을 전달하기 위하여 이상에서 설명된 바와 같이 작동될 수 있다.
약물 카트리지 및 이의 사용
도 8a는 주입 디바이스(100)로부터 분리된 카트리지(138)를 도시하는 주입 디바이스(100)의 단면도를 도시한다. 주입 디바이스(100)는 카트리지(138)를 수용하도록 구성된 용기(186)를 포함한다. 마이크로스위치(188)가 리세스(186) 내로 연장한다. 하단 플레이트(190)는 전반적으로 U-형 개구부(192)를 포함하며, 개구부(192)는 주입 디바이스(100)에 대한 카트리지(138)의 고정을 가능하게 하도록 구성되고 성형된다. 개구부(192)는, 삽입부(154)의 세장형 또는 T-형 섹션(146)이 플런저 결합 부재(172)의 슬롯(174) 내에 위치되도록 삽입부(154)의 원통형 샤프트 섹션(194)을 수용하도록 구성될 수 있다.
도 8b는 리세스(186) 내에 위치된 카트리지(138)를 도시하는 주입 디바이스(100)의 단면도를 도시한다. 카트리지(138)는 잠금해제 위치로 도시된다. 잠금해제 위치에서, 세장형 섹션(146)의 장축은 개구부(192)의 장축과 전반적으로 정렬되도록 위치되어, 세장형 섹션(146)이 카트리지(138)의 개구부(192)를 통과하여 주입 디바이스(100)의 원위 단부의 방향으로 전진될 수 있다.
도 8c는 리세스(186) 내에 위치된 카트리지(138)를 도시하는 주입 디바이스(100)의 단면도를 도시한다. 카트리지(138)는 도 8b에 도시된 위치로부터 잠금 위치로 대략 45° 반시계 방향으로 회전되었다. 잠금 위치에서, 돌출부(144)가 마이크로스위치(188)와 맞물렸다. 카트리지(138)의 회전은 세장형 또는 T-형 섹션(146)의 회전을 야기하여, 그 결과 세장형 섹션(146)의 장축이 더 이상 개구부(190)의 장축과 정렬되지 않으며, 그 결과 리세스(186) 내에서의 카트리지(138) 및 플런저 어셈블리의 원위 움직임이 방지된다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 디바이스(100)는 마이크로스위치(188)가 맞물리지 않은 경우 동력형 주입을 수행하지 않도록 구성된다. 잠금 위치에서, 카트리지(138)를 제거하기 위하여, 카트리지는 반드시, 카트리지가 개구부(190)를 통해 원위로 전진되는 것을 허용하기 위하여 세장형 또는 T-형 섹션(146)의 장축이 개구부(190)의 장축과 정렬되도록 시계 방향으로 회전되어야만 한다. 잠금 위치로부터의 카트리지(138)의 시계 방향 회전은 돌출부(144)가 마이크로스위치(188)와 분리되게끔 한다. 마이크로스위치(188)의 분리는 사전-주입(pre-injection) 위치로의 리드 나사(184) 및 결과적으로 나사 너트(168)의 자동 견인을 초래할 수 있으며, 여기에서 리드 나사(184) 및 나사 너트(168)는 약물 챔버(152)의 근위 단부에 대하여 근위에 위치된다. 이러한 경우에 있어서, 세장형 또는 T-형 섹션(146)이 개구부(190)의 장축과 정렬되기 때문에, 리드 나사(184)의 견인이 또한 플런저 어셈블리의 견인을 초래하지는 않으며, 이는 이를 카트리지 챔버 내에 리세스된 채로 남겨둔다. 이러한 특징은 카트리지가 제거된 이후에 사용자가 카트리지를 재-사용하는 것을 방지한다. 일부 실시예들에 있어서, 리드 나사(184) 및 그에 따른 나사 너트(168)는 마이크로스위치(188)가 분리되지 않는 한 역전되지 않도록 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 주입 디바이스(100) 내의 프로세서는, 마이크로스위치(188)로부터의 하나 이상의 판독들에 기초하여 주입 디바이스(100) 내로의 삽입 이후에 약물 카트리지(138)에 대하여 미리 정의된 일련의 이벤트들이 발생하는 것을 가능하게 하도록 프로그래밍된다. 돌출부(144)가 마이크로스위치(188)와 맞물린 이후에, 프로세서는, 약물 카트리지(138)로부터 외부 약물 소스의 약물 챔버 내로 공기를 투여하기 위하여 플런저 밀봉부(148) 및 플런저 삽입부(154)가 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진되는 제 1 이벤트를 허용할 수 있다. 그런 다음, 프로세서는, 약물을 약물 챔버(152) 내로 끌어오기 위하여 플런저 밀봉부(148) 및 삽입부(154)가 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 견인되는 제 2 이벤트를 허용할 수 있다. 프로세서는, 약물을 투여하기 위하여 플런저 밀봉부(148) 및 플런저 삽입부(154)가 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진되는 제 3 이벤트를 추가로 허용할 수 있다. 프로세서는, 마이크로스위치(188)로부터 돌출부(144)의 분리 이전에 추가적인 이벤트들이 발생하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 디바이스의 분리 시에, 플런저 삽입부(154)는 개구부(192)와 정렬되고, 나사 너트(168)는, 삽입부(154) 및 플런저 밀봉부(148)가 약물 챔버(152)의 하단 플레이트 내에 남아 있도록 견인된다. 이러한 일련의 단계들은 단일 약물 카트리지의 재-사용을 방지하도록 기능할 수 있다. 약물 카트리지의 재-사용은, 파손된 또는 약해진 카트리지, 이전 주입으로부터의 잔여물과 약물의 혼합, 오염 등과 같은 안전 문제들을 야기할 수 있다.
수동 주입 메커니즘
도 6 및 도 7을 참조하면, 수동 드라이브 기어(176)는 롤러 클러치(roller clutch)를 통해 기어 샤프트(178)에 결합된다. 기어 샤프트(178)는 슬라이딩 버튼(134)에 결합된다. 슬라이딩 버튼(134)의 움직임은 기어 샤프트(178)의 회전을 야기할 수 있다. 슬라이딩 버튼(134)은 슬라이딩 버튼(134)의 릴리즈 다음에 슬라이딩 버튼(134)을 시작 위치로 복귀시키도록 구성된 스프링(198)에 더 연결된다. 기어 샤프트(178)의 회전은 수동 드라이브 기어(176)의 회전을 야기할 수 있다. 수동 드라이브 기어(176)는 또한 복수의 동력형 드라이브 기어들(180)에 결합된다. 수동 드라이브 기어(176)의 회전은 동력형 드라이브 기어들(180)의 회전을 야기할 수 있다. 동력형 드라이브 기어들(180)의 회전은 동력형 주입 메커니즘에 대하여 설명된 바와 같이 약물이 투여되게끔 할 수 있다.
도 9a는 수동 주입을 위한 버튼 메커니즘을 도시하는 주입 디바이스(100)의 단면도를 도시한다. 슬라이딩 메커니즘은, 슬라이딩 버튼(134), 랙(rack)(200), 트랙(track)(202), 피논(pinon)(204), 카운터 휠(206), 카운터 휠 개구부(208), 스프링(218), 스프링(198) 및 폴(214)을 포함한다. 도 9a에서, 슬라이딩 버튼(134)은 시작 위치로 도시된다. 슬라이딩 버튼(134)은 랙(200)에 결합된다. 랙(200)은, 슬라이딩 버튼(134)이 그것의 시작 위치로부터 카운터 휠(206)을 향해 전진될 때 트랙(202)을 따라 슬라이딩하도록 구성된다. 랙(200)은 피니언(pinion)(204)을 향한 외부 표면 상에 복수의 티쓰(teeth)를 포함한다. 랙(200)의 복수의 티쓰는 피니언(204)의 외부 상의 상보적인 티쓰와 맞물리도록 구성된다. 피니언(204)은 주입 디바이스(100)의 샤프트(170)(도 6에 도시됨)에 맞물린다. 시작 위치에 있을 때, 랙(200)의 티쓰는 피니언(204)과 맞물리지 않는다. 슬라이딩 버튼(134)의 전진은 랙(200)이 트랙(202)을 따라 전진하게끔 한다. 트랙(202)을 따른 랙(200)의 전진은 랙(200)의 티쓰가 피니언(204)과 맞물리게끔 한다. 랙(200)의 추가적인 전진은 피니언(204)이 회전하게끔 하고, 그럼으로써 샤프트(170)가 회전하게끔 한다. 이상에서 설명된 바와 같이, 샤프트(170)의 회전은 수동 드라이브 기어(176)의 회전을 야기할 수 있으며, 결과적으로 주입 이벤트를 야기할 수 있다. 스프링(198)은 슬라이딩 버튼(134)의 릴리즈 다음에 슬라이딩 버튼(134)을 시작 위치로 복귀시키도록 구성된다.
카운터 휠(206)은 복수의 티스(212)를 포함한다. 카운터 휠(206)의 상단 표면은 복수의 숫자들을 포함하며, 하나의 숫자는 티스(212)의 각각에 대한 것이다. 카운터 휠 개구부(208)는 개구부(208) 아래에 위치된 카운터 휠(206) 상의 숫자에 대한 가시성을 제공하도록 구성된다. 슬라이딩 버튼(134)는 암(210)과 결합될 수 있다. 슬라이딩 버튼(134)이 전진됨에 따라, 암(210)은 카운터 휠(206)의 티쓰(212)와 맞물리도록 구성된다.
도 9b는 도 9a의 슬라이딩 버튼 메커니즘의 저면도를 도시한다. 주입 디바이스(100)는 폴(214)을 더 포함한다. 폴(214)은 카운터 휠(206)의 복수의 티쓰(212)와 맞물리도록 구성된다. 티쓰(206)는, 폴(214)이 반시계 방향으로의 카운터 휠(206)의 회전은 방지하지만 카운터 휠(206)의 시계 방향 회전을 허용하도록 각이 질 수 있다. 카운터 휠(206)의 시계 방향 회전은 슬라이딩 버튼(134)이 반복적으로 작동될 때 순차적으로 증가하는 숫자들이 개구부(208)에서 나타나는 것을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
도 9c는 트랙(202)을 따라 전진된 슬라이딩 버튼(134)을 갖는 도 9a의 슬라이딩 버튼 메커니즘을 도시한다. 도 9c는 슬라이딩 버튼(134)의 전진에 기인하여 카운터 휠(206)의 티쓰(212) 중 하나와 맞물리는 암(210)을 도시한다. 트랙(202)을 따른 슬라이딩 버튼(134)의 추가적인 전진은 암(210)의 추가적인 전진에 기인하는 카운터 휠(206)의 회전을 야기할 수 있다. 도 9d는 도 9c에 도시된 위치의 슬라이딩 버튼 메커니즘의 저면도를 도시한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 슬라이딩 버튼(134)은 약물의 하나의 증분량(increment)을 투여하기 위하여 트랙(202)의 길이를 따라 시작 위치로부터 전진될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 슬라이딩 버튼(134)의 전진은 피니언(204)의 회전을 야기하며, 이를 통해 기어 어셈블리(166) 및 리드 나사(184)가 약물의 투여를 야기한다. 슬라이딩 버튼(134)의 전진은 또한 암(210)이 티쓰(212) 중 하나와 맞물리게끔 하여, 암(210)의 전진이 카운터 휠(206)의 시계 방향 회전을 초래하게끔 한다. 트랙(202)의 길이를 따른 슬라이딩 버튼(134)의 전진은, 폴(214)이 슬라이딩 버튼(134)의 전진 이전에 카운터 휠(206)에 의해 맞물린 티쓰(212)의 초기의 하나의 티쓰로부터 반시계 방향으로 위치된 티쓰(212)의 다음의 하나의 티쓰와 맞물리도록, 카운터 휠(206)이 회전하게끔 할 수 있다. 카운터 휠(206)의 이러한 회전은 개구(208)에서 보일 수 있는 카운터 휠(206) 상의 숫자가 단일 단위만큼 증가되게끔 한다. 예시적인 실시예에 따르면, 시작 위치로부터 트랙의 길이를 따른 슬라이딩 버튼(134)의 전진은 약물의 하나의 증분량의 투여 및 개구부(208)에서 보일 수 있는 숫자가 하나의 단위만큼 증가하는 것을 야기하며, 이는 투여된 약물의 증분량들의 수의 카운트를 제공한다.
폴(214)은 폴 암(216)을 포함한다. 폴 암(216)은, 주입 디바이스(100)의 중심의 방향으로 폴 암(216) 상에 가해지는 힘이 폴(214)이 카운터 휠(206)의 티쓰(212)로부터 분리되는 것을 야기하도록 구성된다. 카운터 휠(206)이 폴(214)로부터 분리될 때, 토션 스프링(torsion spring)(220)은 카운터 휠(206)이 시작 위치로 복귀하게끔 하며, 여기에서 개구부(208)를 통해 보일 수 있는 숫자는 0이다. 암(216)은, 힘이 암(216)에 인가되지 않을 때, 폴(214)이 카운터 휠(206)의 티쓰(212)와 맞물리게 암이 편향되도록, 암(216)을 주입 디바이스(100)의 중심으로부터 멀어지도록 편향시키는 스프링(218)에 연결된다. 몸체(104)의 근위 단부 상의 캡(106)의 배치는 암(216)이 주입 디바이스(100)의 중심을 향해 전진하는 것을 야기할 수 있으며, 이는 카운터 휠(206)의 티쓰(212)의 릴리즈를 야기할 수 있다. 이는, 캡(106)이 수동 주입을 위하여 제거될 때 폴(214)이 카운터 휠(206)과 맞물리는 것을 허용하고, 캡(106)이 수동 주입 다음에 몸체(104)의 근위 단부 상에 재위치될 때 폴(214)이 카운터 휠(206)로부터 분리되는 것 및 개구부(208)를 통해 보일 수 있는 숫자를 0으로 리셋하는 것을 허용한다.
투여 디바이스 충전 메커니즘
도 10은 베이스(222) 및 충전 툴(224)과 맞물린 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 사시도를 도시한다. 홀더(holder)(222)는 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 수용하도록 구성된 리세스(226)를 포함할 수 있다. 홀더(222)는 또한, 주입 디바이스(100)가 홀더(222) 내에 위치될 때 주입 디바이스(100)의 장축이 평평한 표면에 실질적으로 수직이 되도록 평평한 표면 상에 위치되도록 구성된 넓어진 섹션(228)을 포함할 수 있다. 충전 툴(224)은 주입 디바이스(100)의 원위 단부 위에 위치되도록 구성된 어댑터 부재(230)를 포함할 수 있다. 충전 툴(224)은 외부 약물병을 수용하도록 구성된 원통형 채널(232)을 더 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 주입 디바이스(100)는 약물을 가지고 약물 카트리지(138)를 충전하기 위하여 사용될 수 있다. 홀더(222) 및 충전 툴(224)은 충전 동작을 보조하기 위하여 사용될 수 있다. 약물 카트리지(138)를 약물로 충전하기 위하여, 약물 카트리지(138)에 결합된 바늘(132)이 외부 약물병 내로 삽입될 수 있다. 충전 툴(224)이 사용되는 일부 실시예들에 있어서, 먼저 충전 툴(224)이 주입 디바이스(100) 위에 위치된다. 약물병은, 외부 약물병 내의 약물 챔버에 액세스하기 위하여 바늘(132)이 외부 약물병 내의 격벽 또는 스토퍼(stopper)를 관통하도록 채널(232) 내로 삽입된다. 예를 들어, 인슐린을 저장하기 위한 약물병들은 일반적으로, 3 mL, 10 mL, 및 20 mL 크기로 입수할 수 있다. 충전 툴은 3 mL, 10 mL 및/또는 20 mL 약물병들, 또는 임의의 다른 일반적으로 사용되는 약물병 크기를 수용하도록 크기가 결정되고 성형될 수 있다. 바늘(132)이 외부 약물병의 약물 챔버 내에 위치된 이후에, 동력형 메커니즘들은, 플런저 밀봉부의 움직임이 공기가 약물 챔버(152)로부터 그리고 외부 약물병 내로 배출되는 것을 초래하도록, 플런저 밀봉부(148)를 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진시키기 위하여 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 충전 툴(224)은, 외부 약물병이 약물 챔버(152)로부터 배출되는 공기를 수용하는 것에 응답하여 바늘로부터 분리되지 않도록 외부 약물병을 충분히 고정하도록 구성된다. 충전 툴(224)은 외부 약물병의 하나 이상의 컴포넌트들과 맞물리고 이들을 고정하도록 구성된 하나 이상의 결합 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충전 툴(224)은 외부 약물 병의 립(lip)들과 맞물리도록 구성된 하나 이상의 리지(ridge)들을 포함할 수 있다. 리지들은 충전 툴(224) 내로의 외부 약물병의 삽입을 가능하게 하지만, 적어도 부분적으로 충전 툴(224) 밖으로의 외부 약물병의 움직임을 제한하도록 테이퍼(taper)질 수 있다. 하나 이상의 결합 엘리먼트들은 원통형 채널(232) 및/또는 어댑터 부재(230)의 내부 내에 위치될 수 있다. 다음으로, 나사 너트(168)가 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 전진하는 것을 야기하도록 동력형 메커니즘이 역 동작으로 동작될 수 있다. 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향한 나사 너트(168)의 전진은 플런저 삽입부(154) 및 플런저 밀봉부(148) 상에 힘을 인가할 것이며, 이는 플런저 삽입부(154) 및 플런저 밀봉부(148)가 주입 디바이스(100)의 근위 단부를 향해 그리고 바늘(132)로부터 멀어지도록 견인되게끔 할 것이다. 바늘(132)로부터 멀어지는 플런저 밀봉부(148)의 견인은 바늘이 외부 약물병의 약물 챔버로부터 그리고 약물 챔버(152) 내로 유체를 끌어오게끔 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전체 충전 시퀀스는 주입 버튼(114)의 단일 누름에 의해 개시될 수 있다.
투여 디바이스 전자 장치들
도 11은 주입 디바이스(100)의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다. 주입 디바이스(100)는 프로세서(234), 사용자 인터페이스(236), 통신 모듈(238), 배터리(162), 모터(164), 메모리(242), 마이크로스위치(188), 및 하나 이상의 센서들(250)을 포함한다.
사용자 인터페이스(236)는 주입 버튼(114), 다-기능 버튼(110), 및 디스플레이 스크린(240)을 포함할 수 있다. 다-기능 버튼(110)은, 주입 디바이스(100)의 다양한 동작 파라미터들에 대산 선택들, 디스플레이 스크린(240) 상에 디스플레이하기 위한 데이터의 선택들, 및/또는 통신 모듈(238)을 통한 외부 디바이스로의 데이터 또는 명령들을 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스(236)는, 다-기능 버튼(110)을 통해, 투여될 약물의 양 또는 약물 카트리지(138) 내로 끌어올 약물의 양의 선택을 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스(236)는 또한, 이로 데이터를 전송하기 위한 외부 디바이스를 선택하기 위하여, 메모리(242)에 저장된 환자 데이터 및/또는 과거 약물 투여 정보를 액세스하기 위하여, 약물을 투여하기 위한 알람을 설정하기 위하여, 환자 데이터를 입력하기 위하여, 약물 데이터를 입력하기 위하여, 및/또는 예를 들어, 특정 시간에 약물을 주입하기 위한 명령과 같은 주입 디바이스로부터의 명령을 확인하기 위하여 사용될 수 있다. 사용자 인터페이스(236)는 시간, 배터리 상태, 무선 통신 상태, 이전 약물 투여 데이터의 시간, 카트리지(238) 내의 약물의 양, 권장 투여량 중 하나 이상을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스는, 주입 버튼(114)을 통해, 약물 카트리지(138)의 충전, 또는 약물 카트리지(138)로부터의 약물의 동력형 투여를 개시하기 위하여 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다.
사용자 인터페이스(236)는 또한 투약량을 전달할 시간의 길이 및 투약량의 선택을 수신하도록 구성될 수 있다. 이는, 주입 디바이스(100)가 카트리지(238)가 카테터에 결합된 실시예들에서 주입 펌프와 유사하게 동작하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 사용자 인터페이스는 총 투약량의 선택, 총 투약량을 투약하기 위한 시간의 길이의 선택, 및 총 투약량을 투약하기 위한 시간의 길이 동안 투약하기 위한 총 투약량 중에서의 이산적인 투약량들의 특정한 수를 수신하도록 구성될 수 있다.
프로세서(234)는 사용자 인터페이스(236), 배터리(162), 통신 모듈(238), 모터(164), 메모리(242), 마이크로스위치(188), 및 센서들(250) 중 하나 이상과 통신할 수 있다. 프로세서(234)는 사용자 인터페이스(236)로부터 또는 통신 모듈(238)을 통해 외부 디바이스로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스(236) 또는 외부 디바이스로부터 수신된 데이터에 기초하여, 프로세서는, 투여하거나 또는 약물 카트리지(138) 내로 끌어오기 위한 약물의 양과 같은 주입 디바이스(100)의 하나 이상의 동작 파라미터들을 조정하거나, 약물의 투여 또는 약물 카트리지(138) 내로 약물을 끌어오는 것을 드라이브하도록 모터(164)를 작동시키거나, 사용자 인터페이스(236) 상에서 선택을 입력하기 위하여 사용자에게 프롬프트(prompt)하거나, 데이터를 메모리(242)에 저장하거나, 및/또는 메모리(242)로부터 데이터를 액세스할 수 있다. 사용자 인터페이스(236) 또는 외부 디바이스로부터 수신된 데이터에 기초하여, 약물 카트리지(238)가 카테터에 결합된 실시예들에 있어서 프로세서는 또한 투여하기 위한 약물의 양 및 약물을 투여하기 위한 시간의 양을 조정하도록 구성될 수 있다. 프로세서는, 카테터를 통해 약물을 투여하기 위하여 약물이 투여될 시간의 양 전체에 걸쳐 1회 이상 모터를 작동시키도록 구성될 수 있다. 프로세서는 또한 카테터를 통해 약물을 투여하기 위한 레이트(rate) 및/또는 약물을 투여하기 위한 프로그래밍된 시간의 양 전체에 걸쳐 약물을 투여하기 위하여 카테터를 통해 약물을 투여하기 위한 하나 이상의 시간 간격들을 결정하도록 구성될 수 있다.
프로세서(234)는 또한, 마이크로스위치(188)의 맞물림 및 분리를 포함하여, 마이크로스위치(188)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 마이크로스위치(188)의 맞물림 또는 마이크로스위치(188)의 분리에 응답하여, 프로세서(234)는 하나 이상의 주입 이벤트들이 발생하는 것을 허용하거나 또는 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 프로세서는 메모리(242)로부터 데이터를 검색하거나, 메모리(242), 사용자 인터페이스(236), 및/또는 마이크로스위치(188)로부터 통신 모듈(238)을 통해 외부 디바이스로 데이터를 송신하거나, 및/또는 사용자 인터페이스(236)를 통해 메모리(242), 사용자 인터페이스(236), 및/또는 마이크로스위치(188)로부터 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 프로세서(234)는 센서들(250)로부터 데이터를 수신하도록 더 구성될 수 있다. 센서들(250)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 프로세서는, 주입 디바이스(100)의 하나 이상의 동작 파라미터들을 조정하거나, 주입 이벤트를 수행하기 위하여 모터(164)를 작동시키거나, 사용자 인터페이스(236) 상에 선택을 입력하기 위하여 사용자에게 프롬프트하거나, 데이터를 메모리(242)에 저장하거나, 메모리(242)로부터 데이터를 액세스하거나, 사용자 인터페이스(236) 상에 데이터를 디스플레이하거나, 또는 통신 모듈(238)을 통해 외부 디바이스로 데이터를 송신할 수 있다.
배터리(162)는 주입 디바이스(100)에 전력을 제공하도록 구성된다. 배터리(162)는, 프로세서(234), 사용자 인터페이스(236), 통신 모듈(238), 모터(164), 메모리(242), 및 마이크로스위치(188)에 전력을 제공할 수 있다. 배터리(162)는 임의의 전력 소스를 포함할 수 있다. 배터리(162)는, 예를 들어, 충전 포트(116)를 통해 재충전이 가능할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 모터(164)는 스테퍼(stepper) 모터일 수 있다. 그러나, 모터(164)는 기어 어셈블리(166)를 동작시킬 수 있는 임의의 전기 모터를 포함할 수 있다.
통신 모듈(238)은 하나 이상의 외부 디바이스들로 데이터를 송신하거나 및/또는 이로부터 데이터를 수신하도록 구성된다. 통신 모듈(238)은, 예를 들어, 무선 통신, 블루투스 통신(BTLE), 또는 셀룰러 통신을 통해 외부 디바이스들과 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 모듈(238)은 개인용 전자 디바이스, 예컨대 스마트 폰, 태블릿, 또는 개인용 컴퓨터에 연결될 수 있거나, 또는 데이터를 서버로 송신할 수 있다. 통신 모듈(238)은 사용자, 의사, 약국, 제공자, 재료 공급자들 또는 임의의 다른 관심이 있는 파티로 정보를 통신할 수 있다. 주입 디바이스(100)는, 예를 들어, 분석물 측정 디바이스와 같은 다른 의료 디바이스들과 통신 모듈(238)을 통해 통신하도록 더 구성될 수 있다. 주입 디바이스(100)는 분석물 측정 디바이스로부터 주입 이벤트에 대한 약물의 양 및 시간과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 주입 디바이스(100)는 건강 관리 시스템의 부분으로서 하나 이상의 외부 디바이스들과 통신하도록 구성될 수 있다. 이러한 시스템의 예들은, 2015년 07월 23일자로 공개된 미국 특허 공개공보 제2015/0205930호, 및 2014년 07월 09일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/371,401호에서 설명되며, 이로써 이들 각각의 내용은 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다. 통신 모듈(238)은 송신기, 수신기, 및 트랜시버 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 분석물 모니터링 디바이스는 무선 연결을 가질 수 있으며, 클라우드로 데이터를 통신할 수 있다. 분석물 모니터링 디바이스는, 주입에 대한 권장량 또는 시간과 같은 주입과 관련된 데이터를 약물 주입 디바이스(100)로 송신할 수 있다. 분석물 모니터링 디바이스는 또한 분석물들의 측정, 사용자 입력 데이터, 및 혈당계 내의 글루코스 테스트 스트립(strip)들 또는 랜싯(lancet)들과 같은 분석물 측정 재료들의 공급 재고와 관련된 데이터를 송신할 수 있다. 이러한 데이터는 사용자, 의사, 약국, 제공자, 및/또는 재료 공급자들에 의해 모니터링될 수 있다. 대안적으로, 데이터는 자동으로 사용자, 의사, 약국, 제공자, 및/또는 재료 공급자들에게 전송될 수 있다. 데이터는 분석물 모니터링 디바이스에 의해 자동으로 업로딩(upload)될 수 있다. 컴퓨터, 서버, 데이터베이스, 개인용 전자 디바이스, 또는 스케일(scale)과 같은 다른 디바이스들이 클라우드에 연결될 수 있으며, 분석물 모니터링 디바이스 및/또는 약물 주입 디바이스와 통신할 수 있다.
센서들(250)은 주입 디바이스(100)에 관한 다양한 상태들 및 조건들을 결정하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 센서들(250)은 전자 캘리퍼, 자기 센서, 타이머, 바코드 스캐너 또는 RF 리더 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(100)는, 디바이스 내로 삽입되는 약물의 유형, 예를 들어, 인슐린의 상이한 유형들을 결정하기 위한 센서들(250)을 포함할 수 있다. 센서들(250)은 바코드 또는 RFID 태그와 같은 약물을 포함하는 용기 상의 코드를 검출할 수 있다. 바코드 스캐너 또는 RF 리더가 사용될 수 있다. 센서들(250)은 또한 주입 이벤트가 발생한 시간 및 주입 이벤트에 수반된 약물의 양을 결정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 센서들(250)은 주입이 발생한 시간을 결정하기 위한 타이머를 포함할 수 있다. 주입 디바이스(100)는, 사용자가 짧은 시간 프레임 내에 주입을 복수 회 개시하려고 시도하는 경우 사용자에게 최근 주입 이벤트를 통지하기 위하여 타이머로부터의 정보를 사용할 수 있다. 전자 캘리퍼는 주입되는 약물의 양을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전자 캘리퍼는 길이 방향 나사 너트(168)의 샤프트(170)의 움직임을 측정할 수 있다. 대안적으로, 자기 센서가 주입되는 약물의 양을 결정하기 위하여 디바이스의 기어(예컨대, 수동 드라이브 기어(176), 나사 기어, 동력형 드라이브 기어들(180) 중 하나 이상, 또는 카운터 휠 기어) 상의 자석의 움직임을 센싱하기 위하여 사용될 수 있다. 자기 센서는 또한 나사 너트(168)의 샤프트(170)의 길이 방향 움직임을 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 센서들(250)은 주입 이벤트 다음에 카트리지(138) 내에 남아 있는 약물의 양 및 카트리지(138) 내로 끌어당겨진 약물의 양을 더 결정할 수 있다. 센서들은 프로세서(234)로 센서 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(234)는 센서 데이터를 메모리(242)에 저장하거나, 통신 모듈(238)을 통해 센서 데이터를 외부 디바이스로 송신하거나, 센서 데이터를 사용자 인터페이스(236) 상에 디스플레이하거나, 또는 센서 데이터에 응답하여 주입 디바이스(100)의 동작 세팅을 변경할 수 있다.
주입 디바이스(100)는 사용자에게 통지들 또는 경고들을 제공하기 위한 하나 이상의 표시기들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시기들은 주입 이벤트를 개시하기 위한 시간, 주입 이벤트의 종료, 주입되는 약물의 양, 가능한 중복 주입에 관한 경고, 및/또는 외부 디바이스로부터의 데이터의 수신을 사용자에게 경고하도록 구성될 수 있다. 표시기들은 시각적, 청각적, 및 촉각적 표시기들을 포함할 수 있다. 시각적 표시기는 하나 이상의 조명들, 예컨대 LED를 포함할 수 있다. 시각적 표시는 또한 사용자 인터페이스(236) 상에 나타날 수 있다. 청각적 표시기는 하나 이상의 스피커들을 포함할 수 있다. 촉각적 표시기는 진동을 제공하기 위하여 중량체에 맞물린 모터를 포함할 수 있다. 경고에 대한 시간이 약물 주입 디바이스(100) 내에 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로, 경고는 분석물 모니터링 디바이스와 같은 외부 디바이스로부터 송신될 수 있으며, 적어도 부분적으로 분석물 모니터링 디바이스에 의해 측정된 데이터에 기초할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 주입의 완료를 나타내기 위하여 표시가 제공된다. 주입의 완료의 표시는, 예를 들어, 비프(beep), 처프(chirp), 또는 링잉(ringing) 사운드와 같은 청각적 표시를 포함할 수 있다. 주입의 완료의 표시는 또한 진동과 같은 촉각적 표시를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 주입의 완료의 표시는 시각적 표시, 예컨대 광의 반짝임을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 사용자에게 최근에 수행된 주입을 경고하기 위하여 표시가 제공된다. 이러한 표시는, 예를 들어, 프로세서(234)를 통해 사용자가 최근에 수행된 주입 다음에 후속 주입을 개시하려고 시도한다는 결정이 이루어진 경우, 제공될 수 있다. 최근에 수행된 주입의 표시는 예를 들어, 비프, 처프, 또는 링잉 사운드와 같은 청각적 표시를 포함할 수 있다. 최근에 수행된 주입의 표시는 또한 진동과 같은 촉각적 표시를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 최근에 수행된 주입의 표시는 시각적 표시, 예컨대 광의 반짝임을 포함할 수 있다.
손잡이-기반 수동 투여 작동기를 갖는 투여 디바이스
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 대안적인 주입 디바이스(300)의 내부 컴포넌트들을 도시한다. 주입 디바이스(300)는 주입 디바이스(100)와 유사한 특징들을 포함할 수 있다. 주입 디바이스(300)는, 몸체(304), 몸체(304) 내에 위치된 약물 카트리지(338), 리드 나사(384), 나사 너트(368), 플런저 어셈블리(348), 모터(364), 기어 어셈블리(366), 전력 모듈(362), 회전가능 수동 투여 손잡이(334), 수동 작동 버튼(410), 카운터 휠 기어(404), 기어 샤프트(378), 및 리셋 버튼(418)을 포함한다.
모터(364)는 기어 어셈블리(366)와 맞물릴 수 있다. 기어 어셈블리(366)는 동력형 드라이브 기어(380) 및 나사 드라이브 기어(372)를 포함한다. 나사 드라이브 기어(372)는 리드 나사(384)에 결합될 수 있다. 리드 나사(384)는 나사 너트(368)에 결합될 수 있다. 나사 너트(368)는 플런저 어셈블리(348)에 결합될 수 있다. 나사 드라이브 기어(372)의 회전은 리드 나사(384)의 회전을 야기할 수 있다. 리드 나사(384)의 회전은 주입 디바이스(300)의 원위 단부의 방향으로 나사 너트(368)의 길이 방향 움직임을 초래할 수 있으며, 이는 주입 디바이스(300)의 원위 단부를 향한 플런저 어셈블리(348)의 변위를 초래할 수 있다. 주입 디바이스(300)의 원위 단부를 향한 플런저 어셈블리(348)의 변위는 카트리지(338)로부터 약물이 투여되는 것을 초래할 수 있다. 모터(364) 및 나사 너트(368) 움직임에 링크된 전자 카운터는 투여를 제어할 수 있다. 주입 디바이스(300)는, 새로운 카트리지를 받아들이고 주입 디바이스(300)가 복수의 주입들에 대하여 사용되는 것을 가능하게 하기 위하여 주입 디바이스(300)를 리셋하기 위한 역방향 제어부를 더 포함할 수 있다. 주입 디바이스(300)는 또한 역방향 특징부를 사용하여 카트리지(338)를 충전하기 위하여 사용될 수 있으며, 여기에서 나사 드라이브 기어(372)는 카트리지(338)로부터 약물을 투여하기 위하여 사용된 방향의 역방향으로 회전된다. 주입 디바이스(300)는 동력형 및 수동 주입 둘 모두를 가능하게 하도록 구성된다.
동력형 주입 메커니즘
도 12는 동력형 주입 메커니즘의 동작을 위한 구성의 주입 디바이스(300)를 도시한다. 도 12는 나사 드라이브 기어(372)에 맞물린 동력형 드라이브 기어(380)를 도시한다. 모터(364)는, 모터(364)의 작동이 동력형 드라이브 기어들(380)의 회전을 야기할 수 있도록 기어 어셈블리(366)에 맞물린다. 휴대용 약물 주입 디바이스 상의 버튼, 트리거 또는 다른 작동 메커니즘이 작동될 때 모터(364)가 작동되고 약물이 투약될 수 있다. 동력형 드라이브 기어(380)가 나사 드라이브 기어(372)에 맞물릴 때, 동력형 드라이브 기어(380)의 회전이 나사 드라이브 기어(372)의 회전을 야기할 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 나사 드라이브 기어(372)의 회전은 카트리지(338)로부터의 약물의 투여 또는 카트리지(338)의 충전을 야기할 수 있다. 수동 작동 버튼(410)은 주입 디바이스(300)의 몸체(304)의 근위 단부 밖으로 연장한다.
수동 주입 메커니즘
수동 작동 버튼(410)은 동력형 드라이브 기어(380)를 원위로 전진시키기 위하여 주입 디바이스(300)의 몸체(304) 내로 원위로 전진될 수 있으며, 그 결과 동력형 드라이브 기어(380)가 나사 드라이브 기어(372)로부터 분리된다. 수동 작동 버튼(410)은 플랫폼(409)에 추가로 연결된다. 카운터 휠 기어(404)는 플랫폼(411)에 고정되며, 플랫폼(411)은 적어도 플랫폼(409)의 근위 표면의 상단에 위치되고, 플랫폼(409)은 플랫폼(411)이 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진하는 것을 방지한다. 수동 작동 버튼(410)의 전진은 추가로 플랫폼(409)이 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진하게끔 할 수 있으며, 이는 플랫폼(411)이 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 전진하는 것을 허용한다. 주입 디바이스(100)의 원위 단부를 향한 플랫폼(411)의 전진은, 카운터 휠이 주입 디바이스(300) 내에 위치될 때, 카운터 휠 기어(404)로 하여금 카운터 휠 기어(404)가 카운터 휠에 결합되지 않는 제 1 위치로부터 카운터 휠 기어(404)가 카운터 휠에 연결되는 제 2 위치로 이동하게끔 한다. 일부 실시예들에 있어서, 동력형 드라이브 기어(380)가 나사 드라이브 기어(372)에 맞물릴 때, 투여 손잡이(334)의 회전이 방지될 수 있다. 동력형 기어 드라이브(380)가 나사 드라이브 기어(372)로부터 분리되는 경우, 투여 손잡이(334)의 회전은, 투여 손잡이(334) 및 기어 샤프트(378)에 결합된 투여 손잡이 기어(407)의 회전을 야기하도록 구성될 수 있으며, 이는 기어 샤프트(378)의 회전을 야기할 수 있다. 수동 작동 버튼(410)의 전진은 또한 폴(405)이 손잡이 기어(407)에 맞물리게 할 수 있으며, 그 결과 투여 손잡이(334)의 회전이 오로지 단 방향으로만 허용된다. 기어 샤프트(378)의 회전은 카운터 휠 기어(404) 및 나사 드라이브 기어(372)의 회전을 야기할 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 나사 드라이브 기어(372)의 회전은 약물이 카트리지(338)로부터 투여되거나 또는 카트리지(338) 내로 끌어당겨지게끔 할 수 있다. 카운터 휠 기어(404)는 카운터 휠(미도시)에 연결될 수 있다. 카운터 휠 기어(404)의 회전은 카운터 휠의 회전을 야기할 수 있다. 리셋 버튼(418)은 카운터 휠 및 버튼(410) 중 하나 이상을 리셋하기 위하여 사용될 수 있다. 리셋 버튼(418)은 폴(405)에 결합된다. 동력형 드라이브 기어(380)가 나사 드라이브 기어(372)에 맞물릴 때, 폴(405)은 투여 손잡이 기어(407)로부터 분리된다. 폴(405)이 손잡이 기어(407)와 맞물릴 때, 폴(405)은 또한 오로지 하나의 방향으로의 카운터 휠 기어의 회전을 허용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 투여 손잡이 기어(407)로부터의 폴(405)의 분리는 카운터 휠이 리셋되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 13은 수동 주입 메커니즘의 사용을 위하여 구성된 주입 디바이스(300)를 도시하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 주입 디바이스(300)의 내부 컴포넌트들을 도시한다. 동력형 드라이브 기어(380)는 나사 드라이브 기어(372)로부터 분리된다. 도 13은 추가로 투여 손잡이 기어(407)로부터 분리된 폴(405)을 도시한다.
도 14는 주입 디바이스(300) 내에 위치된 카운터 휠(406)을 도시하는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 주입 디바이스(300)의 내부 컴포넌트들을 도시한다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 카운터 휠(406)을 도시한다. 카운터 휠은 브래킷(bracket)(416), 기어(408), 기어(412), 기어(414) 및 숫자가 매겨진 에지(413)를 포함한다. 브래킷(416)은 카운터 휠을 주입 디바이스(300)에 고정하도록 구성된다. 기어(408)는 카운터 휠 기어(404)와 맞물리도록 구성되어, 그 결과 카운터 휠 기어(404)의 회전이 기어(408)의 회전을 야기한다. 기어(408)는 기어(412)에 결합되어, 그 결과 기어(408)의 회전이 기어(412)의 회전을 야기한다. 기어(412)는 기어(414)와 맞물리며, 그 결과 기어(414)의 회전은 기어(412)의 회전을 야기한다. 기어(414)는 숫자가 매겨진 에지(413)의 내부 표면과 맞물리어, 그 결과 기어(414)의 회전은 숫자가 매겨진 에지(413)의 회전을 야기한다. 숫자가 매겨진 에지(413)는, 숫자가 매겨진 에지(413)의 회전이 연속적인 숫자들이 뷰잉 영역을 통과해 사용자에게 보이는 것을 가능하게 하도록 숫자가 매겨진 에지(413)의 외부 표면에 걸쳐 복수의 연속적인 숫자들을 포함한다. 숫자가 매겨진 에지(413)는, 뷰잉 영역에서 보일 수 있는 숫자가 약물 주입 디바이스로부터 투여되는 약물의 양에 대응하도록 하는 레이트로 회전하도록 구성될 수 있다. 기어(414)는 스프링 장전(spring load)될 수 있으며, 따라서, 카운터 휠 기어(404)의 분리는 카운터 휠이 시작 위치로 복귀하게끔 하고, 여기에서 뷰잉 영역에서 보일 수 있는 숫자는 0이다.
본원에 개시된 구현예들은 의료용 주입 디바이스에 대한 시스템들, 방법들, 및 장치들을 제공한다. 당업자는 이러한 실시예들이 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본원에서 설명된 기능들은 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령어들로서 저장될 수 있다. 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체를 지칭한다. 예로서, 그리고 비제한적으로, 이러한 매체는, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있으며 데이터 구조들 또는 명령어들의 형태로 희망되는 프로그램 코드를 저장하기 위해 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 디스크(disk) 및 디스크(disc)는, 컴팩트 디스크(compact disc; CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크(digital versatile disc; DVD), 플로피 디스크, Blu-ray® 디스크를 포함하며, 디스크(disk)들은 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하며, 반면 디스크(disc)는 레이저들을 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 컴퓨터-판독가능 매체가 유형적이며 비-일시적일 수 있다는 것을 주의해야 한다. 용어 "컴퓨터-프로그램 제품"은 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행되거나, 프로세싱되거나, 또는 연산될 수 있는 코드 또는 명령어들(예를 들어, "프로그램")과 조합된 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서를 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어 "코드"는 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어, 명령어들, 코드 또는 데이터를 지칭할 수 있다.
소프트웨어 또는 명령어들은 또한 송신 매체를 통해 송신될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광 섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 라인(digital subscriber line; DSL), 또는 적외선 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신되는 경우, 동축 케이블, 광 섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들이 송신 매체의 정의 내에 포함된다.
본원에 개시된 방법들은 희망되는 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계들 또는 액션들을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 액션들은 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 서로 상호 교환될 수 있다. 다시 말해서, 단계들 또는 액션들의 특정한 순서가 설명되는 방법의 적절한 동작을 위하여 요구되지 않는 한, 특정한 단계들 및/또는 액션들의 순서 및/또는 사용은 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 수정될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어들 "결합하다", "결합하는", "결합된" 또는 단어 결합의 다른 변형들은 간접 연결 또는 직접 연결 중 하나를 나타낼 수 있다는 것을 주의해야만 한다. 예를 들어, 제 1 컴포넌트가 제 2 컴포넌트에 "결합되는" 경우, 제 1 컴포넌트는 제 2 컴포넌트에 간접적으로 연결되거나 또는 제 2 컴포넌트에 직접적으로 연결될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "복수"는 2 이상을 나타낸다. 예를 들어, 복수의 컴포넌트들은 2개 이상의 컴포넌트들을 나타낸다.
용어 "결정하는 것"은 다양한 액션들을 포괄하며, 따라서, "결정하는 것"은 계산하는 것, 컴퓨팅하는 것, 프로세싱하는 것, 도출하는 것, 조사하는 것, 검색하는 것(예를 들어, 테이블, 데이터베이스, 또는 다른 데이터 구조 내에서 검색하는 것), 확인하는 것 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는 것"은 수신하는 것(예를 들어, 정보를 수신하는 것), 액세스하는 것(예를 들어, 메모리 내의 데이터를 액세스하는 것) 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는 것"은 해를 구하는 것, 선택하는 것, 고르는 것, 수립하는 것 및 유사한 것을 포함할 수 있다.
구절 "~에 기초하는"은 명백히 달리 지정되지 않는 한 "~에만 기초하는"을 의미하지 않는다. 다시 말해서, 구절 "~에 기초하는"은 "~에만 기초하는" 및 "적어도 ~에 기초하는" 둘 모두를 기술한다.
이상의 설명에 있어서, 특정 세부사항들은 예들의 철저한 이해를 제공하기 위하여 주어진다. 그러나, 예들이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 예를 들어, 전자 컴포넌트들/디바이스들은 불필요한 세부사항으로 예들을 모호하지 않게 하기 위하여 블록도들로 도시될 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 이러한 컴포넌트들, 다른 구조들 및 기술들이 예들을 추가로 설명하기 위하여 상세하게 도시될 수 있다.
표제들은 다양한 섹션들의 위치를 찾는데 도움을 주기 위하여 그리고 참조를 위하여 본원에 포함된다. 이러한 표제들은 이와 관련하여 설명된 개념들의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 이러한 개념들은 본 명세서 전체에 걸쳐 적용가능성을 가질 수 있다.
또한, 예들이 순서도, 흐름도, 유한 상태도, 구조도, 또는 블록도로서 도시되는 프로세스로서 설명될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 순서도가 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명할 수 있지만, 동작들 중 다수가 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있으며, 프로세스가 반복될 수 있다. 이에 더하여, 동작들의 순서는 재-배열될 수 있다. 그것의 동작들이 완료될 때 프로세스가 종료된다. 프로세스는, 함수, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응할 수 있다. 프로세스가 소프트웨어에 대응할 때, 프로세스의 종료는 호출 함수 또는 메인 함수에 대한 함수의 반환(return)에 대응할 수 있다.
개시된 구현예의 이상의 설명은 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하기 위하여 제공된다. 이러한 구현예들에 대한 다양한 수정들이 당업자들에게 순조롭게 명백해질 것이며, 본원에서 정의된 전반적인 원리들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다른 구현예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 구현예들을 본원에서 보여진 구현예들로 제한하려고 의도되는 것이 아니라, 본원에서 개시되는 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 가장 광범위한 범위가 허용될 것이다.

Claims (41)

  1. 약물 투여 디바이스로서,
    착탈가능 약물 카트리지를 수용하도록 구성된 리세스(recess);
    기어 어셈블리;
    상기 기어 어셈블리에 결합되며, 약물 카트리지 플런저(plunger) 결합 부재를 포함하는 제 1 슬라이딩가능(slidable) 부재로서, 상기 기어 어셈블리의 회전은 상기 리세스 내에서의 상기 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 움직임을 야기하도록 구성되는, 상기 제 1 슬라이딩가능 부재;
    상기 기어 어셈블리에 결합되는 모터로서, 상기 모터의 작동은 상기 기어 어셈블리의 회전을 야기하도록 구성되는, 상기 모터를 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 슬라이딩 가능 부재는 내부 나사산(threaded) 샤프트를 포함하며, 상기 약물 투여 디바이스는 상기 내부 나사산 샤프트와 나사결합으로(threadably) 맞물리는 세장형(elongated) 나사 부재를 더 포함하고, 상기 세장형 나사 부재는 상기 기어 어셈블리의 회전이 상기 세장형 나사 부재의 회전을 초래하여 그럼으로써 상기 제 1 슬라이딩 가능 부재의 길이 방향 움직임을 초래하도록 상기 기어 어셈블리에 결합되는, 약물 투여 디바이스.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 약물 카트리지 플런저 결합 부재는 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 T-형 부분을 수용하도록 구성된 슬롯을 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 T-형 부분이 잠금 및 잠금해제 위치 사이에서 상기 슬롯 내에서 회전하는 것을 가능하게 하도록 구성되며, 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 제 1 슬라이딩가능 부재의 견인(retraction)이 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리를 견인하고, 상기 잠금해제 위치에 있을 때 상기 제 1 슬라이딩 가능 부재의 견인은 상기 제 1 슬라이딩 가능 부재를 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리로부터 분리하고 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리를 견인하지 않는, 약물 투여 디바이스.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 맞물림 위치(engaged position) 및 맞물림해제 위치(unengaged position)를 갖는 수동 투여 작동기(actuator)를 포함하며, 상기 맞물림 위치에 있을 때 상기 수동 투여 작동기의 움직임은 상기 모터의 작동 없이 상기 기어 어셈블리의 회전을 야기하며, 상기 맞물림해제 위치에 있을 때 상기 수동 투여 작동기는 상기 기어 어셈블리에 결합되지 않는, 약물 투여 디바이스.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수동 투여 작동기는 상기 맞물림해제 위치로 편향되는, 약물 투여 디바이스.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 수동 투여 작동기는 임의의 다른 작동기를 동작시키지 않으면서 상기 맞물림 위치로 이동될 수 있는, 약물 투여 디바이스.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수동 투여 작동기는 제 2 슬라이딩가능 부재를 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 슬라이딩가능 부재의 제 1 위치는 맞물림해제 위치이며, 상기 제 2 슬라이딩가능 부재는 맞물림 위치인 제 2 위치로 슬라이딩하도록 구성되고, 상기 제 2 슬라이딩가능 부재의 추가적인 슬라이딩은 상기 기어 어셈블리의 회전을 야기하는, 약물 투여 디바이스.
  10. 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는, 그 위에 기입된 복수의 숫자들을 갖는 회전가능 카운터 휠(counter wheel) 및 카운터 휠 개구부를 포함하며, 상기 카운터 휠 개구부는 상기 복수의 숫자들 중 하나의 가시성을 제공하도록 구성되는, 약물 투여 디바이스.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 카운터 휠은 상기 수동 투여 작동기에 결합되며; 상기 수동 투여 작동기의 작동은, 약물의 하나 이상의 개별적인 양이 투여되게끔 하며 상기 카운터 휠 개구부에서 보일 수 있는 숫자가 투여되는 약물의 상기 하나 이상의 개별적인 양들의 수를 나타내도록 상기 카운터 휠의 회전을 야기하는, 약물 투여 디바이스.
  12. 청구항 5 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기어 어셈블리는 수동 드라이브(drive) 기어 및 하나 이상의 동력형(motorized) 드라이브 기어들을 포함하며, 상기 수동 드라이브 기어는 상기 동력형 드라이브 기어들 중 하나에 결합되고, 상기 맞물림 위치에 있을 때 상기 수동 투여 작동기의 움직임은 상기 수동 드라이브 기어의 회전을 야기하며, 상기 수동 드라이브 기어의 회전은 상기 동력형 드라이브 기어들의 회전을 야기하고, 상기 동력형 드라이브 기어들의 회전은 상기 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 움직임을 야기하는, 약물 투여 디바이스.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 기어 어셈블리를 순방향 및 역방향으로 회전시키도록 구성되며, 상기 기어 어셈블리의 순방향 회전은 상기 제 1 슬라이딩가능 부재가 상기 리세스 내로 전진하게끔 하고, 상기 기어 어셈블리의 역방향 회전은 상기 제 1 슬라이딩가능 부재가 리세스 밖으로 견인되게끔 하는, 약물 투여 디바이스.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 기어 어셈블리의 순방향 회전은 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리가 상기 약물 카트리지의 투여 단부를 향해 전진하게끔 하며, 상기 약물 카트리지의 상기 투여 단부를 향한 상기 플런저 어셈블리의 전진은 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리와 상기 약물 카트리지의 상기 투여 단부 사이의 유체가 상기 약물 카트리지로부터 투여되게끔 하고, 상기 기어 어셈블리의 역방향 회전은 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리가 상기 약물 카트리지의 상기 투여 단부로부터 멀어지도록 견인되게끔 하며, 상기 약물 카트리지의 상기 투여 단부로부터 멀어지는 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리의 견인은 상기 약물 카트리지의 상기 투여 단부가 상기 약물 카트리지 내로 유체를 끌어당기게끔 하는, 약물 투여 디바이스.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는,
    사용자 인터페이스로서, 상기 사용자 인터페이스는 상기 약물 디바이스로부터의 약물의 투여에 관한 데이터를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 상기 사용자 인터페이스는 약물의 양의 사용자 선택을 수신하도록 더 구성되는, 상기 사용자 인터페이스; 및
    상기 사용자 인터페이스로부터의 데이터를 수신하도록 구성된 프로세서로서, 상기 프로세서는 상기 기어 어셈블리를 드라이브하도록 상기 모터에 명령하도록 구성된, 상기 프로세서를 더 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 전력 소스를 더 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 상기 제 1 슬라이딩가능 부재의 길이 방향 변위를 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 더 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서들은 전자 캘리퍼(caliper), 자기 센서, 타이머, 바코드 스캐너 또는 RF 리더 중 하나 이상을 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  19. 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 통신 모듈을 더 포함하며, 상기 통신 모듈은 외부 디바이스로 데이터를 송신하도록 구성되는, 약물 투여 디바이스.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 외부 디바이스는 분석물 모니터링 디바이스인, 약물 투여 디바이스.
  21. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 시간, 배터리 상태, 무선 통신 상태, 이전 약물 투여 데이터의 시간, 병 내의 약물의 양, 및 권장 투여량 중 하나 이상을 디스플레이하도록 구성되는, 약물 투여 디바이스.
  22. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는,
    상기 리세스 내의 상기 약물 카트리지의 위치를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서들;
    주입 이벤트를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서들; 및
    상기 약물 카트리지가 주입 위치에 있을 때 수행될 수 있는 주입 이벤트들의 수를 제한하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  23. 청구항 15 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 카트리지가 주입 위치로부터 멀어지도록 이동되었다는 것의 검출에 응답하여, 상기 프로세서는 상기 제 1 슬라이딩가능 부재를 견인하도록 구성되며, 상기 제 1 슬라이딩가능 부재는 상기 약물 카트리지 플런저 어셈블리로부터 분리되고 이를 견인하지 않는, 약물 투여 디바이스.
  24. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 상기 리세스 내에 착탈가능 약물 카트리지를 더 포함하며, 상기 착탈가능 약물 카트리지는,
    그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버;
    상기 챔버 내에 위치되며 상기 챔버 내에서 길이 방향으로 움직이도록 구성된 플런저 어셈블리로서, 상기 플런저 어셈블리는 상기 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합되는, 상기 플런저 어셈블리; 및
    바늘을 수용하도록 구성된 격벽을 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 플런저 어셈블리는 플런저 밀봉부 및 플런저 삽입부를 포함하며, 상기 플런저 삽입부는 상기 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합되는, 약물 투여 디바이스.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 플런저 삽입부는 상기 약물 카트리지 플런저 결합 부재에 결합되는 T-형 부분을 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  27. 청구항 24 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착탈가능 약물 카트리지는 상기 착탈가능 약물 카트리지의 외부 벽으로부터 연장하는 탭(tab)을 포함하며, 상기 탭은 상기 리세스 내에서의 상기 착탈가능 약물 카트리지의 회전을 가능하게 하도록 구성되고, 상기 리세스 내에서의 상기 착탈가능 약물 카트리지의 회전은 상기 제 1 슬라이딩 부재와 상기 착탈가능 약물 카트리지의 결합 및 분리를 가능하게 하는, 약물 투여 디바이스.
  28. 청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는, 상기 리세스 내로 적어도 부분적으로 연장하며 상기 리세스 내의 상기 카트리지의 존재를 검출하도록 구성된 스위치를 더 포함하는, 약물 투여 디바이스.
  29. 청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물 투여 디바이스는 동력형 투여 작동기를 더 포함하며, 상기 동력형 투여 작동기는 외부 압력이 상기 동력형 투여 작동기에 인가되고 있는 동안 상기 모터를 작동시키도록 구성되는, 약물 투여 디바이스.
  30. 키트로서,
    청구항 1 내지 청구항 29 중 어느 한 항의 상기 약물 투여 디바이스; 및
    약물 충전 툴을 포함하며, 상기 약물 충전 툴은,
    상기 약물 투여 디바이스의 단부에 결합하도록 구성된 어댑터 부재;
    상기 어댑터 부재에 결합되며 약물 병을 수용하도록 구성된 중공형 원통을 포함하며, 상기 충전 툴은, 상기 중공형 원통 내에서의 약물 병의 배치가 상기 약물 병을 상기 리세스 및 그 안의 임의의 약물 카트리지와 정렬하도록 성형되는, 키트.
  31. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항의 상기 약물 투여 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 리세스 내로 약물 카트리지를 삽입하는 단계로서, 상기 약물 카트리지는,
    그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버;
    상기 챔버 내에 위치되며 상기 챔버 내에서 길이 방향으로 움직일 수 있도록 구성된 플런저 어셈블리; 및
    상기 챔버의 일 단부에서의 격벽을 포함하는, 단계;
    바늘 어셈블리의 일 단부를 상기 격벽 내로 삽입하는 단계;
    상기 바늘 어셈블리의 대향되는 단부를 약물을 포함하는 약물 병 내로 삽입하는 단계; 및
    상기 바늘 어셈블리를 통해 상기 약물 카트리지의 상기 챔버 내로 상기 약물을 끌어오는 단계;
    상기 바늘을 통해 상기 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 방법은, 상기 약물 병으로부터 약물을 끌어오는 단계 및 상기 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계 중 하나 이상의 단계를 수행하도록 상기 모터를 작동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  33. 청구항 31 또는 청구항 32에 있어서,
    상기 방법은, 상기 약물 병으로부터 끌어오기 위한 약물의 양 및 상기 약물 카트리지로부터 투여하기 위한 약물의 양 중 하나 이상을 사용자 인터페이스를 사용하여 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  34. 청구항 31 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 하나 이상의 센서들을 통해 주입 이벤트의 발생을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  35. 청구항 31 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 사용자 인터페이스 상에 데이터를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  36. 청구항 31 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 외부 디바이스로 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  37. 청구항 31 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 약물 카트리지를 주입 위치에 위치시키는 단계로서, 상기 약물 투여 디바이스는 상기 약물 카트리지가 상기 주입 위치에 있지 않은 경우 주입 이벤트를 방지하도록 구성되는, 단계;
    하나 이상의 센서들을 통해, 상기 주입 위치의 상기 약물 카트리지의 존재를 검출하는 단계;
    하나 이상의 센서들을 통해 주입 이벤트들의 발생을 검출하는 단계; 및
    상기 약물 카트리지가 상기 주입 위치에 있을 때 발생할 수 있는 주입 이벤트들의 수를 제한하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  38. 청구항 31 내지 청구항 37 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 약물 카트리지의 상기 플런저 어셈블리를 상기 약물 투여 디바이스의 상기 플런저 결합 부재와 결합시키는 단계로서, 상기 약물을 투여하는 단계는 상기 약물 카트리지 내부에서 상기 플런저 어셈블리를 전진시키는 단계를 포함하며, 상기 플런저 어셈블리를 전진시키는 단계는 상기 약물 투여 디바이스의 상기 플런저 결합 부재를 전진시키는 단계를 포함하는, 단계; 및
    상기 약물 카트리지를 상기 주입 위치 밖으로 움직이는 단계로서, 상기 약물 카트리지를 상기 주입 위치 밖으로 움직이는 것에 응답하여, 상기 플런저 결합 부재가 상기 플런저 어셈블리로부터 분리되며 상기 플런저 어셈블리를 견인하지 않고 자동으로 견인되는, 단계를 더 포함하는, 방법.
  39. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항의 상기 약물 투여 디바이스에서 사용하기 위한 약물 카트리지로서,
    그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버;
    상기 챔버 내에 위치되며 상기 챔버 내에서 길이 방향으로 움직이도록 구성된 플런저 어셈블리로서, 상기 플런저 어셈블리는 플런저 밀봉부 및 플런저 삽입부를 포함하며, 상기 플런저 삽입부는 약물 투여 디바이스의 약물 카트리지 플런저 결합 부재와 결합하도록 구성되는, 상기 플런저 어셈블리;
    상기 약물 카트리지의 외부 벽으로부터 연장하는 탭으로서, 상기 탭은 약물 투여 디바이스의 리세스 내에서의 상기 착탈가능 약물 카트리지의 회전을 가능하게 하도록 구성되며, 상기 리세스 내에서의 상기 착탈가능 약물 카트리지의 회전은 상기 약물 카트리지 플런저 결합 부재와 상기 착탈가능 약물 카트리지의 결합 및 분리를 가능하게 하는, 상기 탭;
    상기 약물 카트리지의 상기 외부 벽으로부터 연장하는 리지(ridge)로서, 상기 리지는 상기 약물 투여 디바이스의 내부 내의 스위치의 작동을 가능하게 하도록 위치되는, 상기 리지; 및
    바늘을 수용하도록 구성된 격벽을 포함하는, 약물 카트리지.
  40. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항의 상기 약물 투여 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 리세스 내로 약물 카트리지를 삽입하는 단계로서, 상기 약물 카트리지는,
    그 안에 약물을 저장하도록 구성된 챔버; 및
    상기 챔버 내에 위치되며 상기 챔버 내에서 길이 방향으로 움직일 수 있도록 구성된 플런저 어셈블리를 포함하는, 단계;
    카테터를 상기 약물 카트리지의 일 단부에 고정하는 단계;
    상기 약물 카트리지로부터 약물을 투여하도록 상기 모터를 작동시키는 단계; 및
    상기 카테터를 통해 상기 약물 카트리지로부터 약물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 청구항 40에 있어서,
    상기 방법은, 상기 카테터를 통해 상기 약물 카트리지로부터 투여하기 위한 약물의 양 및 약물의 양이 투여될 시간의 길이 중 하나 이상을 사용자 인터페이스를 사용하여 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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