KR20230006925A - 자동 주사기 - Google Patents
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Abstract
주사 디바이스는 캐리어, 바늘, 바늘에 결합된 드라이버로서, 드라이버는 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 캐리어에 대해 슬라이딩 가능하고, 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 드라이버를 이동 시키도록 구성된 셔틀, 및 제 1 구성에서 제 2 구성으로 이동시키도록 구성된 정지부로서, 정지부는 전개 구성에 드라이버를 유지시키도록 구성되고, 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 정지부의 이동은 셔틀이 드라이버가 전개 구성으로부터 퇴피 구성으로 이동하게 한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조(들)
본 특허 출원은 2017년 5 월 5 일에 출원된 U.S. 가특허 출원 번호. 62/502,278에 대한 35 U.S.C § 119에 따른 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 출원에 참조로 통합된다.
기술 분야
본 개시는 자동 주사기(auto-injector) 및 관련 사용 방법에 관한 것이다.
다양한 이용 가능한 자동 주사기에서, 사용자에 의한 활성화시, 바늘이 전개되고, 유체가 바늘로부터 사용자로 전달된다. 유체 전달이 완료된 후, 사용자 편의, 바늘 안전 및 제품에 대한 긍정적인 인식을 위해 바늘이 퇴피(retract)될 수 있다. 그러나 많은 자동 주사기는 주사 및 바늘 제거 단계를 위한 별개의 스프링 또는 모터를 사용한다. 추가하여, 이러한 주사 어셈블리는 일반적으로 바늘을 삽입 및 제거하기 위한 별개의 사용자 동작을 요구한다.
일 태양에서, 본 개시는 주사 디바이스에 관한 것이다. 주사 디바이스는 캐리어, 바늘, 바늘에 결합된 드라이버로서, 드라이버는 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 캐리어에 대해 슬라이딩 가능하고, 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 드라이버를 이동 시키도록 구성된 셔틀, 및 제 1 구성에서 제 2 구성으로 이동시키도록 구성된 정지부로서, 정지부는 전개 구성에 드라이버를 유지시키도록 구성되고, 제 1 구성으로부터 제 2 구성으로 정지부의 이동은 셔틀이 드라이버가 전개 구성으로부터 퇴피 구성으로 이동하게 한다.
셔틀은 제 1 위치에서 제 2 위치로, 그리고 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동할 수 있으며, 셔틀이 제 1 위치에 있을 때, 드라이버는 퇴피 구성에 있고, 셔틀이 제 2 위치에 있을 때, 드라이버는 전개 구성에 있고, 셔틀이 제 3 위치에 있을 때, 드라이버는 퇴피 구성에 있다. 제 1 위치와 제 3 위치는 다르다. 셔틀은 축을 따라 한 방향으로 이동하여 제 1 위치에서 제 2 위치로, 그리고 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동한다. 셔틀은 한 방향으로만 이동하도록 구성된다. 주사 디바이스는 캐리어에 결합된 전개 기어(deployment gear) 및 캐리어에 결합된 퇴피 기어(retraction gear)를 더 포함하며, 드라이버는 전개 기어 및 퇴피 기어에 결합되고, 셔틀은 전개 기어 및 퇴피 기어와 맞물리도록 구성된 랙 기어(rack gear)를 포함하고, 전개 기어와 랙 기어의 직접 맞물림은 드라이버를 퇴피 구성에서 전개 구성으로 이동시키고, 퇴피 기어와 랙 기어의 직접 맞물림은 드라이버를 전개 구성에서 퇴피 구성으로 이동시킨다. 랙 기어는 임의의 시간에 전개 기어 및 퇴피 기어 중 하나에만 직접 접촉한다. 랙 기어는 제 1 방향에서 전개 기어의 회전을 구동시켜 퇴피 구성으로부터 전개 구성으로 드라이버를 이동시키고, 제 1 방향에서 퇴피 기어의 회전을 구동시켜 드라이버를 전개 구성으로부터 퇴피 구성으로 이동시키도록 구성된다. 드라이버는 제 1 랙 및 제 2 랙을 포함하고, 제 1 랙은 전개 기어와 맞물리도록 구성되고, 제 2 랙은 퇴피 기어와 맞물리도록 구성된다. 제 1 랙과 제 2 랙은 드라이버의 대향 측면들 상에 위치된다. 셔틀은 제 1 축을 따라 이동하도록 구성되고, 드라이버는 제 2 축을 따라 이동하도록 구성되고, 제 1 축과 제 2 축은 서로 수직이다. 활성화 전에 드라이버는 장애물과 접촉하고 장애물에 의해 퇴피 구성으로부터의 이동이 방지된다. 주사 디바이스는 또한 캐리어를 봉입하는 하우징을 포함하며, 장애물은 하우징과 일체이다. 하우징에 대한 캐리어의 이동은 장애물과 접촉으로부터 드라이버를 이동시켜서 드라이버가 퇴피 구성으로부터 전개 구성으로 이동할 수 있게 한다. 주사 디바이스는 또한 셔틀에 결합된 탄성 부재를 포함하고, 드라이버가 장애물과의 접촉하지 않도록 이동된 후, 탄성 부재는 셔틀을 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동시키기 위해 제 1 압축 상태로부터 제 2 압축 상태로 확장하도록 구성된다. 정지부가 제 1 구성에서 제 2 구성으로 이동된 후, 탄성 부재는 셔틀을 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동시키기 위해 제 2 압축 상태로부터 휴지 상태로 확장하도록 구성된다.
다른 태양에서, 본 개시는 주사 디바이스에 관한 것으로, 주사 디바이스는 정지부를 포함하는 캐리어로서, 정지부는 캐리어의 나머지에 고정된 제 1 단부 및 자유 제 2 단부를 갖고, 상기 캐리어에 결합된 제 1 기어, 바늘, 캐리어, 제 1 기어, 바늘에 결합된 드라이버(driver)로서, 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 캐리어에 대해 슬라이딩 가능하고, 제 1 기어의 회전을 구동시키도록 구성된 랙 기어를 포함하는 셔틀을 포함하고, 제 1 기어의 회전은 드라이버를 퇴피 구성으로부터 전개 구성으로 이동시키며, 정지부의 자유 제 2 단부는 드라이버가 전개 구성에 있는 동안 적어도 일시적으로 셔틀의 이동을 방지하도록 구성된다.
주사 디바이스는 캐리어에 결합된 제 2 기어를 더 포함하며, 자유 제 2 단부가 셔틀과 접촉하는 동안 고정된 제 1 단부에 대한 정지부의 굴곡은 정지부에 대해 셔틀을 슬라이딩 가능하게 하고 제 2 기어의 회전을 구동시키며, 제 2 기어의 회전은 드라이버를 전개 구성으로부터 퇴피 구성으로 이동시킨다.
다른 태양에서, 본 개시는 주사 디바이스에 관한 것으로, 주사 디바이스는 퇴피 구성과 전개 구성 사이에서 이동가능한 바늘, 바늘과 유체 연통하도록 구성된 바이알(vial), 바이알내에서 이동하도록 구성된 피스톤, 피스톤을 구동시키도록 구성된 모터; 및 모터에 결합된 제어기를 포함하고, 제어기는 주사 디바이스가 사용자와 접촉하여 위치된다는 표시를 수신하고, 표시를 수신한 후에, 바늘과 바이알을 유체 연통하게 하고 바늘을 퇴피 구성으로부터 전개 구성으로 이동시키기 위해 피스톤을 제 1 방향에서 구동시키도록 신호를 상기 모터에 발송하고, 및 표시를 수신한 후, 제 1 방향에서 모터를 구동시키는 신호를 발송한 후, 사용자에 의한 임의의 개입을 요구하지 않고, 제 2 방향에서 피스톤을 구동시켜 바늘을 전개 구성으로부터 퇴피 구성으로 이동시키는 신호를 모터에 자동으로 발송하도록 구성된다.
주사 디바이스는 바늘이 퇴피 구성에 있을 때 바이알, 피스톤, 모터, 제어기 및 바늘을 봉입하는 하우징을 더 포함하며, 바늘은 전개 구성에서 하우징 밖으로 연장된다. 주사 디바이스는 퇴피 구성에서 바늘의 최말단 부분을 함유하는 커버 또는 실드를 포함할 수 있다. 주사 디바이스는 청각 모듈, 시각 모듈 및 햅틱 모듈을 포함할 수 있으며, 각각의 모듈은 제어기에 결합되고 주사 디바이스의 사용자에게 피드백을 제공하도록 구성된다. 주사 디바이스는 바이알의 개구를 밀봉하는 상단부(top)를 더 포함할 수 있고, 상단부는 살균제에 투과성인 고무 재료를 포함하는 부분을 포함하고, 바늘은 바이알과 결합되도록 구성된 최근위 부분을 포함하고, 바늘과 바이알이 서로 유체 연통하기 전에, 바늘의 최근위 부분은 고무 재료로 형성된 부분 내에 배치된다. 주사 디바이스는 제어기에 결합되고 바늘에 의해 이동 가능한 캔틸레버(cantilever)를 포함할 수 있고, 바늘이 퇴피 구성에 있을 때, 캔틸레버는 바늘이 퇴피 구성에 있다는 것을 제어기에 신호하는 개방 회로의 부분을 형성하고, 바늘이 전개 구성에 있을 때, 캔틸레버는 바늘이 전개 구성에 있다는 것을 제어기에 신호하는 폐쇄 회로의 부분을 형성한다.
본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 다양한 예를 예시하고 상세한 설명과 함께 개시된 예 및 실시예의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 양태는 첨부 도면에 도시된 실시예와 관련하여 구현될 수 있다. 이들 도면은 본 개시의 상이한 양태를 나타내고, 적절한 경우, 상이한 도면에서 같은 구조, 컴포넌트, 재료 및/또는 엘리먼트를 나타내는 도면 번호는 유사하게 라벨링된다. 구체적으로 도시된 것 이외의 구조, 컴포넌트 및/또는 엘리먼트의 다양한 조합이 고려되고 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다.
게다가, 본 출원에서 설명되고 예시된 많은 실시예들이 있다. 본 개시는 임의의 단일 양태 또는 그 실시예로 제한되지 않으며, 이러한 양태 및/또는 실시예의 임의의 조합 및/또는 치환으로 제한되지 않는다. 게다가, 본 개시의 각각의 양태 및/또는 그 실시예는 단독으로 또는 본 개시 및/또는 그 실시예의 다른 양태 중 하나 이상과 조합하여 채용될 수 있다. 간결성을 위해, 특정 치환 및 조합은 본 출원에서 개별적으로 논의 및/또는 설명되지 않는다. 특히, "예시적인(exemplary)"것으로 본 출원에서 설명된 실시예 또는 구현예는 예를 들어 다른 실시예 또는 구현예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 실시예 (들)가 "예시" 실시예 (들)임을 반영하거나 나타내도록 의도된다.
도 1은 본 개시의 예에 따른 자동 주사기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동 주사기의 저면도이다.
도 3은 도 1의 자동 주사기의 측면도이며 조직-대면(tissue-facing) 표면으로부터 멀리 연장되는 활성화 스위치를 도시한다.
도 4는 도 1의 자동 주사기의 분해도이다.
도 4a는 도 1의 자동 주사기의 제어 시스템의 개략도이다.
도 4b는 본 개시에 따른 자동 주사기의 분해도이다.
도 4c는 본 개시의 일 양태에 따른 하우징 및 전자 기기 보드 부분의 사시도이다.
도 5는 바늘 메커니즘의 분해도이다.
도 6은 제 1 위치에 도 5의 바늘 메커니즘의 사시도이다.
도면들 7-11은 도 5의 바늘 메커니즘의 측면도이다.
도 12는 도 1의 자동 주사기의 일부의 측 단면도이다.
도면들 13 및 14는 관통 메커니즘의 측 단면도이다.
도 14a는 대안적인 관통 메커니즘에 사용되는 캡(cap)의 단면도이다.
도 15는 바늘 삽입 스위치의 측면도이다.
도 16은 본 개시에 따른 예시적인 방법의 흐름도이다.
도면들 17-23은 본 개시의 다른 예에 따른 바늘 메커니즘을 예시한다.
도 24는 바늘 실드(needle shield) 및 도 1의 자동 주사기의 단면도이다.
도 25는 도 24의 일부 확대도이다.
다시, 본 출원에 설명되고 예시된 많은 실시예들이 있다. 본 개시는 임의의 단일 양태 또는 그 실시예로 제한되지 않으며, 이러한 양태 및/또는 실시예의 임의의 조합 및/또는 치환으로 제한되지 않는다. 본 개시의 각각의 양태 및/또는 그 실시예는 단독으로 또는 본 개시의 다른 양태 및/또는 그 실시예 중 하나 이상과 조합하여 사용될 수 있다. 간결성을 위해, 이들 조합 및 치환 중 다수는 본 명세서에서 별도로 논의되지 않는다.
특히, 예시의 단순성 및 명확성을 위해, 도면의 특정 양태는 다양한 실시예의 존반적인 구조 및/또는 구성 방식을 도시한다. 다른 피처들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 주지의 피처 및 기술의 설명 및 세부 사항이 생략될 수 있다. 도면의 엘리먼트는 반드시 축척에 맞게 그려지는 것은 아니고, 일부 피처의 치수는 예시적인 실시예의 이해를 향상시키기 위해 다른 엘리먼트에 비해 과장될 수 있다. 예를 들어, 당업자는 단면도가 축척에 맞게 도시되어 있지 않으며 상이한 컴포넌트 사이의 비례 관계를 나타내는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 인식한다. 단면도는 도시된 어셈블리의 다양한 컴포넌트를 예시하고 서로에 대한 상대적인 측위를 나타내는 것을 돕기 위해 제공된다.
본 개시의 양태는 첨부 도면에 도시된 실시예와 관련하여 구현될 수 있다. 이들 도면은 본 개시의 상이한 양태를 나타내고, 적절한 경우, 상이한 도면에서 같은 구조, 컴포넌트, 재료 및/또는 엘리먼트를 나타내는 도면 번호는 유사하게 라벨링된다. 구체적으로 도시된 것 이외의 구조, 컴포넌트 및/또는 엘리먼트의 다양한 조합이 고려되고 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다.
게다가, 본 출원에서 설명되고 예시된 많은 실시예들이 있다. 본 개시는 임의의 단일 양태 또는 그 실시예로 제한되지 않으며, 이러한 양태 및/또는 실시예의 임의의 조합 및/또는 치환으로 제한되지 않는다. 게다가, 본 개시의 각각의 양태 및/또는 그 실시예는 단독으로 또는 본 개시 및/또는 그 실시예의 다른 양태 중 하나 이상과 조합하여 채용될 수 있다. 간결성을 위해, 특정 치환 및 조합은 본 출원에서 개별적으로 논의 및/또는 설명되지 않는다. 특히, "예시적인(exemplary)"것으로 본 출원에서 설명된 실시예 또는 구현예는 예를 들어 다른 실시예 또는 구현예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 실시예 (들)가 "예시" 실시예 (들)임을 반영하거나 나타내도록 의도된다.
도 1은 본 개시의 예에 따른 자동 주사기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동 주사기의 저면도이다.
도 3은 도 1의 자동 주사기의 측면도이며 조직-대면(tissue-facing) 표면으로부터 멀리 연장되는 활성화 스위치를 도시한다.
도 4는 도 1의 자동 주사기의 분해도이다.
도 4a는 도 1의 자동 주사기의 제어 시스템의 개략도이다.
도 4b는 본 개시에 따른 자동 주사기의 분해도이다.
도 4c는 본 개시의 일 양태에 따른 하우징 및 전자 기기 보드 부분의 사시도이다.
도 5는 바늘 메커니즘의 분해도이다.
도 6은 제 1 위치에 도 5의 바늘 메커니즘의 사시도이다.
도면들 7-11은 도 5의 바늘 메커니즘의 측면도이다.
도 12는 도 1의 자동 주사기의 일부의 측 단면도이다.
도면들 13 및 14는 관통 메커니즘의 측 단면도이다.
도 14a는 대안적인 관통 메커니즘에 사용되는 캡(cap)의 단면도이다.
도 15는 바늘 삽입 스위치의 측면도이다.
도 16은 본 개시에 따른 예시적인 방법의 흐름도이다.
도면들 17-23은 본 개시의 다른 예에 따른 바늘 메커니즘을 예시한다.
도 24는 바늘 실드(needle shield) 및 도 1의 자동 주사기의 단면도이다.
도 25는 도 24의 일부 확대도이다.
다시, 본 출원에 설명되고 예시된 많은 실시예들이 있다. 본 개시는 임의의 단일 양태 또는 그 실시예로 제한되지 않으며, 이러한 양태 및/또는 실시예의 임의의 조합 및/또는 치환으로 제한되지 않는다. 본 개시의 각각의 양태 및/또는 그 실시예는 단독으로 또는 본 개시의 다른 양태 및/또는 그 실시예 중 하나 이상과 조합하여 사용될 수 있다. 간결성을 위해, 이들 조합 및 치환 중 다수는 본 명세서에서 별도로 논의되지 않는다.
특히, 예시의 단순성 및 명확성을 위해, 도면의 특정 양태는 다양한 실시예의 존반적인 구조 및/또는 구성 방식을 도시한다. 다른 피처들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 주지의 피처 및 기술의 설명 및 세부 사항이 생략될 수 있다. 도면의 엘리먼트는 반드시 축척에 맞게 그려지는 것은 아니고, 일부 피처의 치수는 예시적인 실시예의 이해를 향상시키기 위해 다른 엘리먼트에 비해 과장될 수 있다. 예를 들어, 당업자는 단면도가 축척에 맞게 도시되어 있지 않으며 상이한 컴포넌트 사이의 비례 관계를 나타내는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 인식한다. 단면도는 도시된 어셈블리의 다양한 컴포넌트를 예시하고 서로에 대한 상대적인 측위를 나타내는 것을 돕기 위해 제공된다.
이제 첨부 도면에 예시된 본 개시의 예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 가능하다면, 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 번호가 사용될 것이다. 이하의 논의에서, "약(about)", "실질적으로(substantially)", "대략(approximately)"등과 같은 상대적인 용어는 지칭된 수치 값에서 ± 10 %의 가능한 변동을 표시하기 위해 사용된다.
전술한 바와 같이, 기존의 자동 주사기는 종종 바늘을 전개하고서 약물을 전달한 후 바늘을 퇴피시키기 위한 사용자 상호 작용을 포함하여, 약물을 자가-투여하기 위해 다수의 사용자 상호 작용을 요구한다. 이러한 추가 단계는 약물의 자기 투여의 복잡성을 증가시키고, 사용자 오류를 도입하며, 사용자 불편을 유발할 수 있다. 따라서, 본 개시는 사용자에 의한 약물 또는 다른 치료제의 자가 투여를 단순화하는 주사 디바이스 (예를 들어, 자동 주사기)의 다양한 실시예에 관한 것이다. 구체적으로, 특정 실시예들에 따르면, 자동 주사기는 일단 바늘이 사용자에 피하로 삽입된 후 바늘을 인출(withdraw)하기 위해 임의의 추가적인 사용자 상호 작용을 요구하지 않을 수 있다. 따라서, 본 개시의 자동 주사기는 오용 또는 사용자 오류를 방지하는 것을 돕기 위해 단순화된다.
전체 시스템(OVERALL SYSTEM)
이러한 자동 주사기(2)의 예가 도면들 1-4에 도시된다. 자동 주사기(2)는 바늘이 개구(opening)(6) (도 2)를 통해 전개되고 퇴피될 수 있는 조직 맞물림(tissue-engaging) (예를 들어, 바닥) 표면(4)을 갖는 하우징(3)을 포함할 수 있다. 활성화 스위치(1409) (도 2)는 조직 맞물림 표면(4) 상에 배치될 수 있고, 자동 주사기(2)를 활성화 시키거나, 그렇지 않으면 자동 주사기(2)를 "준비(ready)" 모드로 배치하도록 구성될 수 있다. 터치 센서(1410) (도 2)가 또한 조직 맞물림 표면(4) 상에 배치될 수 있고, 자동 주사기(2)의 제어기가 자동 주사기(2)가 사용자의 피부상에 배치되었는지 (자동 주사기(2)가 바늘을 발사하거나 다른 식으로 전개해야 하는지를 나타냄) 또는 활성화 스위치(1409)가 부적절하게 트리거 되었는지 여부 (자동 주사기(2)의 작동이 중지되어야 함을 나타냄)를 결정하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 활성화 스위치(1409) 및 터치 센서(1410)는 도 4a와 관련하여 이하에서 더 상세히 논의될 것이다. 자동 주사기(2)의 프로그래밍을 가능하게 하기 위해 연결 포트(13)가 조직 맞물림 표면(4) 상에 배치될 수도 있다. 하우징(3)은 관찰자(viewer)가 하우징(3) 내에 배치된 하나 이상의 디스플레이 또는 LED(52)(도 4b 참조)를 시각화할 수 있게 하는 투명 윈도우(50)를 포함할 수 있고, 또한 하우징(3) 내에서 생성된 사운드의 이동을 가능하게 하도록 구성된 복수의 개구(51)를 포함할 수 있다 (예를 들어, 스피커에 의해). LED들(52)은 링형 (ring-like) 형태 또는 임의의 다른 적절한 형태로 배열될 수 있다. 자동 주사기(2)는 사용자에 의한 휴대성 및 자가 부착을 가능하게 하기에 적절한 임의의 적절한 치수를 가질 수 있다. 일 예에서, 자동 주사기(2)는 약 2.98 인치의 길이, 약 2.07 인치의 폭 및 약 1.07 인치의 높이를 가질 수 있다. 그러나, 예를 들어 약 0.5 인치 내지 약 5.0 인치의 길이, 약 0.5 인치 내지 약 3.0 인치의 폭, 및 0.5 인치 내지 약 2.0 인치의 높이를 포함하는 다른 적절한 값이 또한 이용될 수 있다.
자동 주사기(2)는 종축(longitudinal axis)(40) (예를 들어, X 축), 종축(40)에 실질적으로 수직인 측방 축(lateral axis)(42) (예를 들어, Y 축) 및 종축(40)과 측방 축(42)에 실질적으로 수직인 수직 축(44) (예를 들어, Z 축)을 중심으로 배향될 수 있다.
접착 패치(12)는 자동 주사기(2)를 사용자의 신체 (예를 들어, 피부)에 고정시키는 것을 돕기 위해 조직 맞물림 표면(4)에 결합될 수 있다. 접착 패치(12)는 직물 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 접착제를 포함할 수 있다. 접착제는 예를 들어 수용성 또는 용매계 접착제일 수 있거나, 고온 용융 접착제(hot melt adhesive)일 수 있다. 적절한 접착제는 또한 아크릴계, 덱스트린계 및 우레탄계 접착제 뿐만 아니라 천연 및 인조 탄성중합체(elastomer)를 포함한다. 일부 예에서, 패치(12) 상에 제공된 접착제는 사용자의 피부와 접촉할 때 활성화될 수 있다. 또 다른 예에서, 패치(12)는 부직(non-woven) 폴리에스테르 기재(substrate) 및 아크릴 또는 실리콘 접착제를 포함할 수 있다. 패치(12)는 예를 들어 양면 접착제 또는 초음파 용접과 같은 다른 메커니즘에 의해 하우징(3)에 접합될 수 있다. 패치(12)는 자동 주사기(2)의 폭보다 큰 길이 치수를 가질 수 있다.
바늘 메커니즘(NEEDLE MECHANISM)
도면들 5-11를 참조하여, 바늘 메커니즘(20)은 하우징(3) 내에서 제 1 위치 (도 6)와 제 2 위치 (도 7) 사이에서 이동 가능한(예를 들어, 슬라이딩 가능한) 캐리어(carrier)(202)를 포함한다. 바늘 메커니즘(20)은 또한 캐리어(202)에 장착되고 사용자에게로 전개될 수 있고 드라이버(320)에 의해 퇴피될 수 있는 유체 도관(fluid conduit)(300)을 포함할 수 있다. 셔틀(shuttle)(340) (예를 들어, 셔틀 액추에이터)은 전개 기어(deployment gear)(360) 및 퇴피 기어(retraction gear)(362)를 통해 드라이버(320)를 이동 시키도록 구성될 수 있다. 셔틀(340)은 탄성 부재 (예를 들어, 스프링(370))에 결합될 수 있다. 바늘 메커니즘(20)의 다양한 컴포넌트를 봉입하기 위해 커버(380) (도 5)가 캐리어(202)에 결합될 수 있다.
도 5를 참조하여, 유체 도관(300)은 제 1 단부(302)로부터 제 2 단부(304)까지 연장될 수 있다. 제 1 단부(302)는 사용자에게 주사되도록 구성된 바늘(306)을 포함할 수 있다. 바늘(306)은 예리한 및/또는 베벨(beveled) 팁을 포함할 수 있고, 전첵적으로 축(44)을 따라서 또는 축에 평행하게 연장될 수 있다. 제 2 단부(304)는 사용자에게 주사될 약물에 액세스하기 위해 바이알(vial)(1302)을 관통하기 위해 (도 13에 도시되고 이하에서 보다 상세하게 설명됨) 바늘(306)과 실질적으로 유사하지만 자동 주사기(2) 내에 위치될 수 있는 바늘(308)을 포함할 수 있다. 유체 도관(300)은 축(40)을 따라 연장되거나 축에 평행한 한 부분과 축(40)을 따라 연장되거나 평행한 제 2 부분을 포함하는 중간 섹션(310)을 포함할 수 있다. 중간 섹션(310)의 제 1 및 제 2 부분은 사용자로의 배치 동안 및 사용자 밖으로의 퇴피동안 축(44)을 따라 바늘(306)의 움직임 및 유체 도관(300)의 굴곡을 가능하게 하는 코일(312)에 결합될 수 있다. 코일(312)이 도시되어 있지만, 유체 도관(300)의 굴곡을 가능하게 하는 임의의 다른 적절한 형상, 예를 들어 구불 구불한 형상, 커브진 형상 또는 다른 형상이 또한 고려된다. 코일(312) 또는 유사한 구조는 바늘(306)이 전개 및/또는 퇴피될 때 캔틸레버(cantilever)로서 작용할 수 있다. 코일(312)은 또한 유체 도관(300)을 도 5에 도시된 전개 구성으로 편향(bias)시킬 수 있다. 바늘(308)이 바이알(1302)을 관통하여 유체 연통을 수립하면 (예를 들어, 도 14 참조), 약물은 바이알(1302)로부터 바늘(308), 중간 섹션(310), 및 바늘(306) (사용자의 피부를 관통하는)을 통하여, 그리고 사용자에게로 이동할 수 있다. 일부 예에서, 유체 도관(300)은 금속 또는 금속 합금만을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 유체 도관(300)은 예를 들어 폴리머 등과 같은 임의의 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 바늘(308) 및 중간 부분(310)는 22 또는 23 게이지(Gauge), 얇은 벽의 바늘을 정의할 수 있는 반면, 바늘(306)은 27 게이지 바늘일 수 있다. 예를 들어, 6 게이지 내지 34 게이지 범위에 이르는 다른 바늘 크기가 또한 적절하게 이용될 수 있다. 유체 도관(300)은 약물과 접촉하는 재료의 양을 줄이고, 조인트 및 어셈블리 단계를 감소시키며, 종래의 디바이스보다 적은 살균을 요구할 수 있다.
캐리어(202)는 플라스틱 (예를 들어, 주사 성형(injection-molded) 플라스틱), 금속, 금속 합금 등으로 형성될 수 있고, 개구(206)를 갖는 플랜지(204) 및 포스트(post)(210 및 212)를 포함할 수 있다. 캐리어(202)는 또한 바늘 또는 다른 유체 도관이 전개될 수 있는 개구(216)를 포함할 수 있다. 개구(216)는 캐리어(202)의 단부 표면으로부터 리세스된 슬롯일 수 있거나, 대안적인 실시예에서, 개구(216)의 전체 둘레는 캐리어(202)의 재료에 의해 정의될 수 있다. 캐리어(202)는 또한 드라이버 경로(218)를 포함한다. 드라이버 경로(218)는 축(44)을 따라 또는 축에 평행하게 연장되는 캐리어(202)내 슬롯일 수 있다. 드라이버 경로(218)는 예를 들어 이하에서 더 상세히 논의되는 돌출부(protrusion)(330)와 같은 드라이버(320)의 돌출부를 수용하도록 구성될 수 있다. 캐리어(202)는 또한 셔틀 경로(220)를 포함할 수 있으며, 셔틀(340)은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 셔틀 경로를 따라서 이동할 수 있다.
캐리어(202)는 또한 셔틀(340)과 맞물리도록 구성된 정지부(stop)(240)을 포함할 수 있다. 정지부(240)는 고정 단부(241) (도 8) 및 자유 단부(242) (도 8)를 갖는 캔틸레버일 수 있다. 정지부(240)는 램프(ramp)(1500) (도 12를 참조하여 설명됨)에 의해 맞물리거나 눌렸을 때 정지부(240)가 고정 단부(241) 주위로 편향되게 하는 경사 램프(243) (도 9 및 12)를 포함할 수 있다. 제 1 위치에서, 자유 단부(242)는 셔틀(340)의 이동을 차단하거나 달리 방해할 수 있고, 제 2 구성에서는, 셔틀(340)의 이동을 허용할 수 있다. 정지부(240)와 셔틀(340) 사이의 관계는 나중에 애플리케이션에서 더 상세히 논의될 것이다.
드라이버(320)는 서로 평행하게 드라이버(320)의 대향 측면들 상에 배치된 2 개의 랙(rack)(322 및 324) (도 8에 도시됨)을 포함한다. 랙(322 및 324)은 치형부(teeth)를 포함할 수 있고 전개 기어(360) 및 퇴피 기어(362)의 회전을 구동시키고 맞물리도록 구성될 수 있다. 드라이버(320)는 유체 도관(300)의 바늘(306)을 수용하도록 구성된 루멘(lumen)(326) (또는 트랙, 리세스(recess) 또는 다른 적절한 구조) (도 5)을 포함할 수 있다. 드라이버(320)는 또한 캐리어(202)의 드라이버 경로(218)내에서 슬라이딩하도록 구성된 돌출부(330) (도면들 6 및 7)를 포함할 수 있다. 돌출부(330)는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 장애물(impediment)(600)을 "캐치(catch)"할 수 있는 후크형(hook-like) 구성을 포함할 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하여, 셔틀(340)은 기어(360, 362)와 맞물리도록 구성된 랙(342)을 포함할 수 있다. 셔틀(340)은 또한 랙(342)과 동일한 방향으로 셔틀(340)의 길이를 따라 연장되는 리세스(346) 및 단부 표면(344)을 포함할 수 있다. 슬롯(348) (도 9)은 리세스(346)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 슬롯(348)은 리세스(346)의 중간을 통해 연장될 수 있고, 리세스(346)의 전체 또는 실질적인 전체를 따라 연장될 수 있다.
셔틀(340)은 트랙(220)을 따라 제 1 시작 위치 (도 8)에서 제 2 중간 위치 (도 9 및 10)로, 그리고 제 2 위치에서 제 3 최종 위치 (도 11의 제 2 구성 및 제 3 구성 사이에 도시됨)로 이동할 수 있다. 셔틀(340)이 트랙(220)을 따라 이동할 때, 랙(342)은 먼저 전개 기어(360)에 맞물린 후 그런 다음 퇴피 기어(362)에 맞물릴 수 있다. 특정 시간에, 랙(342)은 임의의 주어진 시간에 전개 기어(360) 및 퇴피 기어(362) 중 대부분 하나에 맞물린다. 랙(342)이 전개 기어(360)와 퇴피 기어(362) 사이에서 종방향으로 배치될 때와 같은 일부 예에서, 랙(342)은 전개 기어(360)와 퇴피 기어(362) 중 어느 하나와 맞물리지 않는다. 셔틀(340)은 단지 하나의 축을 따라(예를 들어, 축 40) 및 하나의 축을 따라 한 방향으로만 이동하도록 구성될 수 있다. 트랙(220)을 따라 셔틀(340)을 이동시키는 데 필요한 힘은 스프링(370)의 확장에 의해 제공될 수 있다. 스프링(370)은 휴지 상태(resting state)로부터 압축될 수 있고, 스프링(370)의 확장은 상기에 개시된 일련의 위치/구성을 통해 트랙(220)을 따라 셔틀(340)을 이동시킬 수 있다. 셔틀(340)의 다양한 위치에서, 자동 주사기(2)의 상이한 피처가 셔틀(340)의 이동을 직접 또는 간접적으로 차단할 수 있다.
도 8에 도시된 셔틀(340)의 제 1 위치는 자동 주사기(2)의 미사용, 전개되지 않은(undeployed) 및/또는 새로운 상태에 대응할 수 있다. 이 제 1 위치에서, 드라이버(320)는 전개되지 않은 상태에 있을 수 있다. 셔틀(340)은 드라이버(320) (도 6)의 경로에 장애물(600)을 측위시킴으로써 제 1 위치에 유지된다. 하우징(3)의 쉘프(shelf) 또는 다른 적절한 차단 디바이스일 수 있는 장애물(600)은 돌출부(330)에 맞물림 및/또는 보유함으로써 드라이버(320)의 이동을 방지할 수 있다. 따라서, 드라이버(320), 전개 기어(360) 및 랙(342)이 서로 결합되기 때문에, 드라이버(320)의 차단은 또한 셔틀(340)의 이동을 방지한다. 셔틀(340)은 캐리어(202)에 대해 장애물(600)을 이동시킴으로써 (또는 그 반대로) 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동할 수 있다. 일 예에서, 캐리어(202)는 장애물(600)이 정지상태(stationary)에 있는 동안 이동된다(예를 들어, 도 6에서 좌측으로).
드라이버(320)의 경로에 장애물(600)이 없는 경우 (도 7), 스프링(370)은 트랙(220)을 따라 셔틀(340)을 확장 및 이동시킬 수 있다. 셔틀(340)의 이러한 선형 이동은 랙(342)을 통하여 전개 기어(360)를 반시계 방향 (또는 다른 예에서, 시계 방향)으로 회전시킬 수 있고, 전개 기어(360)의 회전은 드라이버(320)의 랙(322)을 통해 축(44)을 따라 드라이버(320)를 아래로 이동시킬 수 있다. 드라이버(320)의 이 하향 이동은 바늘(306)이 사용자의 피부를 관통할 수 있게 한다. 일부 예들에서, 드라이버(320)는 캐리어(202)에 대해 축(44)만을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
셔틀(340)은 그것의 단부 표면(344)이 정지부(240)의 자유 단부(242)에 접할 때까지 스프링(370)의 확장에 의해 이동되어 셔틀(340)이 도면들 9 및 10에 도시된 제 2 위치에 유지된다. 과이 시점에 있어서, 자유 단부(242)는 트랙(220)을 따라서의 셔틀(340)의 추가 움직임 및 스프링(370)의 추가 확장을 방지할 수 있다. 제 2 위치에서, 유체 도관(300)은 사용자에 전개될 수 있고, 바이알(1302)로부터 유체가 바늘(306)을 통해 사용자에게로 주사될 수 있다. 추가적으로, 셔틀(340)이 제 2 위치에 있는 동안, 랙(342)은 전개 구성에 바늘(306)을 유지하기 위해 전개 기어(360)와 맞물릴 수 있다. 셔틀(340)은 그것의 고정 단부(241)를 중심으로 정지부(240)의 굴곡에 의해 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동할 수 있다. 이 굴곡(flexion)의 추가 세부 사항은 도면들12 - 14와 관련하여 후술된다. 정지부(240)의 굴곡은 스프링(370)이 트랙(220)을 따라 셔틀(340)을 계속 확장, 밀어내는 것을 허용할 수 있다. 일부 예에서, 셔틀(340)이 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동할 때, 정지부(240)는 셔틀(340)의 리세스(346)에 의해 및/또는 리세스 내에 수용될 수 있고, 램프(243)는 슬롯(348) 내에서 슬라이딩될 수 있다.
제 2 위치로부터 제 3 위치로의 셔틀(340)의 이동은 사용자로부터 하우징(3)으로 바늘(306)의 퇴피(retraction)에 대응할 수 있다. 특별히, 랙(342)은 전개 기어(360)가 회전될 때 동일한 방향으로 퇴피 기어(362)에 맞물려서 퇴피 기어를 회전시킬 수 있다 (예를 들어, 반시계 방향 또는 시계 방향). 퇴피 기어(362)의 회전은 드라이버(320)를 랙(324)을 통해 퇴피 위치로 다시 가게할 수 있다. 셔틀(340)은 그것의 단부 표면(344)이 캐리어(202)의 벽과 맞물릴 때, 정지부(240)의 자유 단부(242)가 리세스(346)의 단부에 도달할 때 및/또는 스프링(370)이 휴지 상태에 도달할 때 드라이버(320)가 완전히 퇴피되는 제 3 위치에 도달할 수 있다.
일부 실시예들에서, 드라이버(320)가 전개 상태로부터 퇴피 상태로 다시 이동된 후에는, 퇴피 상태로부터 벗어나는 것이 방지될 수 있다. 결과적으로, 바늘(306)은 사용자에게 재전개되는 것이 방지될 것이다. 이 구성에서, 자동 주사기(2)는 일회용 디바이스일 수 있다 (예를 들어, 하나의 주사를 완료 한 후에 폐기됨). 다른 실시예에서, 자동 주사기(2)는 리셋(reset) 및 재사용될 수 있다. 더욱이, 전개 기어(360) 및 퇴피 기어(362)는 일부 예에서 자동 주사기(2) 내에 배치된 유일한 회전 기어일 수 있다.
관통 시스템 및 살균 커넥터(PIERCING SYSTEM AND STERILE CONNECTOR)
도 13 및 14는 자동 주사기(2)의 관통 시스템(1300)의 피처를 도시한다. 예시적인 관통 시스템의 추가 세부 사항은 2016년 9 월 15 일에 공개된 Arnott et al.의 미국 특허 출원 공개 번호 2016/0262984 A1에서 찾을 수 있고, 그 전체가 본 출원에 참조로 통합된다. 관통 시스템(1300)은 제 1 단부(1304) 및 제 2 단부(1306)를 갖는 주(primary) 컨테이너, 챔버, 주사기, 카트리지 또는 바이알(1302)을 포함한다. 바이알(1302)은 또한 제 1 단부(1304)에서 개방되고 제 2 단부(1306)를 향해 연장되는 공동(1308)을 포함할 수 있다. 제 2 단부(1306)는 제 2 단부(1306)를 폐쇄하기 위해 넥(neck)(1310)과 맞물리는 캡(1312)을 갖는 넥(1310)을 포함할 수 있다. 격막(septum)(1314)은 바이알(1302)과 캡(1312) 사이에 위치되어 제 2 단부(1306)의 폐쇄를 보조하고 바늘(308) (예를 들어, 스테이크된(staked) 바늘)이 바이알(1302)내에 삽입되는 것을 허용할 수 있다. 공동(1308)은 피스톤(1316)에 의해 제1 단부(1304)에서 폐쇄될 수 있다.
바이알(1302)은 일부 예에서 5mL 용량을 가질 수 있지만, 임의의 다른 적절한 부피 (예를 들어, 1mL 내지 50mL, 또는 2mL 내지 10mL, 또는 3mL 내지 6mL, 또는 2mL 내지 5mL, 또는 다른 적절한 범위)가 전달될 약물에 따라 또한 이용될 수 있다. 다른 예에서, 바이알(1302)은 1mL 이상, 또는 2mL 이상, 또는 3mL 이상 또는 4mL 이상, 또는 5 mL 이상의 용량을 가질 수 있다. 바이알(1302)은 사용자에게 주사하기 위한 약물을 함유 및 보존할 수 있고, 약물의 무균 상태를 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 바이알(1302)은 13mm 직경 넥, 45mm 길이 및 19.05mm의 내경을 가질 수 있다. 이들 값은 단지 예시적인 것이며, 다른 적절한 치수가 적절하게 이용될 수 있다. 일부 예에서, 바이알(1302)은 종래의 재료를 사용하여 형성될 수 있고, 기존의 디바이스 보다 짧을 수 있으며, 이는 자동 주사기(2)가 비용 효율적이고 작게 유지되도록 도울 수 있다. 바이알(1302)은 단축된 ISO 10 mL 카트리지일 수 있다.
격막(1314)은 코팅되지 않은 브로모부틸(bromobutyl) 재료 또는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 피스톤(1316)은 플루오로폴리머 코팅된 브로모부틸 재료를 포함할 수 있고, 또한 바이알(1302) 내의 무용 부피(dead volume)를 감소시키는 것을 돕기 위해 원뿔 노우즈(nose)(1316a)를 포함할 수 있다. 피스톤(1316)은 다른 재료들 중에서 예를 들어, 할로부틸 (예를 들어, 브로모부틸, 클로로부틸, 플로로부틸) 및/또는 니트릴과 같은 하나 이상의 고무 재료를 포함할 수 있다.
관통 시스템(1300)은 또한 제 2 단부(1306)에 위치된 상단부(top)(1354)를 포함할 수 있다. 상단부(1354)는 격막(1314) 위에 위치된 베이스(1355) 및 바이알(1302)의 개구를 포함할 수 있다. 상단부(1354)는 피스톤(1316)으로부터 멀어지는 방향으로 베이스(1355)로부터 연장되는 챔버(1356)를 포함할 수 있다. 챔버(1356)는 공동(1357)을 형성하고 공동(1357)과 연통하는 개구(1358)를 포함한다. 일부 실시예에서, 상단부(1354)는 격막(1314)과 일체화될 수 있다 (예를 들어, 일체형 또는 하나로 된 구조). 대안적인 실시예 (미도시)에서, 상단부(1354)는 유체 도관(300) 상에 제공되거나 초기에 조립될 수 있고, 바이알(1302) 상에/바이알에 직접 설치되지 않거나 및/또는 격막(1314)과 통합되지 않을 수 있다.
바늘(308), 튜브 등과 같은 유체 도관(300)의 부분은 사전-활성화된 상태에서 베이스(1355)를 통해서가 아니라 챔버(1356)의 개구(1358)를 통해 공동(1357) 내로 연장될 수 있다. 개구(1358)는 미리 형성될 수 있거나 또는 챔버(1356)를 통한 바늘(308)의 관통에 의해 형성될 수 있다. 챔버(1356)의 개구(1358)는 병원체 또는 다른 오염물이 공동(1357) 내로 통과되는 것을 방지하도록 바늘(308) 주위에 살균 슬라이딩 시일(seal)을 형성할 수 있다. 바늘(308)은 그들 사이의 살균 시일을 방해하지 않으면서 상단부(1354)에 대해 이동할 수 있다. 공동(1357)이 살균 또는 무균일 수 있어서 바늘(308) 및 공동(1357)의 내부 표면이 살균된다. 다른 실시예에서, 공동(1357)은 바늘(308)이 개구(1358)를 통해 공동(1357) 내로 삽입된 후에 살균될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 상단부(1354) 대신에, 나선형(convoluted) 가요성 (예를 들어, 고무) 벨로우즈(bellows) 또는 주머니(bladder) 부재가 공동(1357)을 형성하여 바늘(308)에 대하여 바이알(1302)의 병진이동을 허용할 수 있다 (또는 그 반대). 가요성 부재는 또한 살균 후 바늘(308) 주위에 공동(1354)을 밀봉하거나 형성할 수 있다.
도 14a에 도시된 대안적인 실시예에서, 상단부(1354a)는 상단부(1354) 대신 관통 시스템(1300)과 함께 사용될 수 있다. 상단부(1354a)는 바이알(1302)의 개구 위에 위치된 플러그(1356a) 및 베이스(1355a)를 포함할 수 있다. 플러그(1356a)는 피스톤(1316)으로부터 멀어지는 방향에서 베이스(1355a)로부터 연장될 수 있다. 사전 활성화된 상태에서, 바늘(308)은 플러그(1356a) 내에 배치될 수 있다. 플러그(1356a)는 임의의 홀, 공동 또는 개구가 없고, 제 1 고무 재료로 형성될 수 있는 고형(solid) 플러그일 수 있다. 제 1 고무 재료는 예를 들어 에틸렌 옥사이드 또는 기화된 과산화수소와 같은 살균 가스에 투과성일 수 있다. 제 1 고무 재료는 그 중에서도 이소프렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 (M-class) 고무 (EPDM) 및 스티렌-부타디엔 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 살균 가스에 대한 제 1 고무 재료의 투과성은 플러그(1356a) 내에 배치된 바늘(308)이 사용 전에 살균되는 것을 허용할 수 있다. 플러그(1356a)는 바늘(308) 주위에 성형(mold)될 수 있어서, 바늘(308)은 플러그(1356a)로 찔려진다. 살균 가스에 대한 베이스(1355a)의 불투과성은 바이알(1302) 내에 함유된 약물의 오염 및/또는 변경을 방지할 수 있다. 베이스(1355a)은 다른 재료들 중에서 예를 들어, 할로부틸 (예를 들어, 브로모부틸, 클로로부틸, 플로로부틸) 및/또는 니트릴과 같은 불투과성 고무들을 포함할 수 있다.
피스톤(1316)은 피스톤(1316) 및 바이알(1302)을 제 2 단부(1306)를 향한 방향으로 병진이동 시키도록 구성되는 병진이동 메커니즘(translation mechanism)(1366)에 결합될 수 있다. 제 2 단부(1306)를 향한 피스톤(1316)의 병진 이동은 피스톤(1316)이 바이알(1302) 내의 내용물(예를 들어, 약물, 약)에 맞닿아 작용하게 하고, 이는 궁극적으로 바이알(1302)의 제 2 단부(1306)에 대해 힘을 전달하여 바이알(1302)이 종축(40)을 따라 이동하게 한다. 병진이동 메커니즘(1366)은 5 단 기어 감속(360 : 1)을 갖는 12mm 모터를 포함할 수 있다. 병진이동 메커니즘(1366)은 연관된 인쇄 회로 기판 (예를 들어, 제 1 전자 기기 보드(1402))과 전기적 연결부를 생성하는 스프링 컨택들을 가질 수 있다. 모터는 36 rpm에서 약 136 mN*m의 토크를 발생시키도록 구성될 수 있다. 모터의 이들 디자인 파라미터는 단지 예시적인 것이며, 임의의 다른 적절한 모터도 이용될 수 있다.
병진이동 메커니즘(1366)은 종축(40)을 중심으로 상대 회전시 축 방향으로 연장되는 피스톤(1316)에 결합된 리드스크류 메커니즘(leadscrew mechanism)을 포함할 수 있다. 이 텔레스코핑 리드스크류는 100 N 출력, 20 mm 스트로크 및 0.75mm 피치를 갖는 7°/45° 버트레스(buttress) 스레드 형상을 가질 수 있다. 리드스크류 메커니즘을 위한 재료는 아세탈 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 리드스크류 메커니즘은 피스톤(1316) 내에서 연장되어 피스톤(1316) 뒤의 무용 공간(dead space)을 감소시킬 수 있다. 종◎향으로 이격된 나사산을 갖는 피스톤(1316)이 도 13 및 도 14를 도시되지만, 일부 예에서, 이러한 나사산이 존재하지 않을 수 있다. 다른 예시적인 실시예 (미도시)에서, 병진이동 메커니즘(1366)은 피스톤(1316)을 이동시키기 위해 사용자에 의해 수동으로 조작되는 수동 맞물림 가능한 표면 또는 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 관통 시스템(1300)은 피스톤(1316)의 후면(backside)에 결합된 카트리지 또는 플런저를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예 (미도시)에서, 병진이동 메커니즘(1366)은 피스톤(1316)을 이동시키기 위해 사용자에 의해 작동되거나 개시되는 공압식 또는 유압식 구동 부재를 포함할 수 있다. 구동 부재는 예를 들어, 확장 벨로우즈, 확장 주머니, 확장 다이어프램, 또는 슬라이딩 시일 또는 피스톤의 형태일 수 있다. 직접 공압 또는 유압의 압력은 피스톤(1316)을 이동 시키는데 필요한 힘을 제공할 수 있다.
관통 시스템(1300)은 또한 제 2 단부(1306)에 결합되거나 고정된 칼라(collar)(1390)를 포함한다. 칼라(1390)는 넥(1310)에 맞물리고 둘러싸는 복수의 원주 방향으로 이격된 핑거(finger)(1392)를 포함할 수 있다. 칼라(1390)는 제 2 단부(1306)에 고정되거나 다른식으로 결합될 수 있다. 칼라(1390)는 넥(1310), 제 2 단부(1306)의 개구, 캡(1312), 격막(1314) 및/또는 상단부(1354)에 대해 적어도 부분적으로 연장되는 벽(1390a)을 포함할 수 있다. 칼라(1390)의 벽(1390a)은 넥(1310)의 방사상 또는 측방에서 바깥쪽에 위치될 수 있고, 넥(1310), 캡(1312) 및 격막(1314)을 지나 종◎향으로 연장된다.
도 13에 도시된 관통 시스템(1300)의 사전 활성화된 상태에서, 칼라(1390)의 에지(1393)는 드라이버 리테이너(retainer) 부재(1395)의 대응하는 방사상 또는 측방에서 안쪽으로 연장되는 캠, 래치 또는 작동 부분(1394)에 맞물릴 수 있다. 리테이너 부재(1395)는 칼라(1390)에 대해 슬라이딩 가능할 수 있다. 칼라(1390) 및 리테이너 부재(1395)는 도 13에 도시된 사전-활성화된 상태 또는 배열에서 리테이너 부재(1395)의 캠 또는 작동 부분(1394)의 적어도 일부는 리테이너 부재(1395) 내에서 슬라이딩 가능한 드라이버(1398)의 리테이닝 부분(retaining portion)(1399) 바로 뒤에 위치되도록 구성될 수 있다. 드라이버(1398)의 벽(1391)은 리테이너 부재(1395)의 단부 캡 부분(1396) 내로 그리고 및 리테이너 부재(1395)의 내부 부분 내로 이를 통하여 연장될 수 있고, 그리고 드라이버(1398)의 리테이닝 부분(1399)은 벽(1391) 으로부터 방사상 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 드라이버(1398)의 벽(1391)은 실질적으로 원통형이고 드라이버(1398)의 리테이닝 부분(1399)은 벽(1391)의 단부 주위로 연장되는 플랜지일 수 있다.
관통 시스템(1300)의 사전 활성화된 상태에서, 탄성 변형 편향 또는 탄성 부재(1397)는 리테이너 부재(1395)의 캡 부분(1396)과 드라이버(1398)의 리테이닝 부분(1399) 사이에 위치될 수 있다. 편향 부재(1397)는 바이알(1302)을 향한 방향으로 작용하는 관통 시스템(1300)의 사전 활성화된 상태에서 드라이버(1398)에 맞닿아 힘을 가할 수 있다. 편향 부재(1397)는 도 14를 참조하여 이하에서 논의되는 바와 같이 사전 활성화된 상태에서 힘을 힘을 인가한 다음, 활성화시 그러한 힘을 방출하는데 효율적인 임의의 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 편향 부재(1397)는 원뿔형 또는 평평한 스프링일 수 있다.
유체 도관(300)의 바늘(308)은 유체 도관(300)이 드라이버(1398)와 함께 이동하도록 드라이버(1398)에 고정되거나 결합될 수 있다. 관통 시스템(1300)의 사전 활성화된 상태에서, 바늘(308)은 살균 공동(1357) 내에 위치될 수 있지만 상단부(1354)의 베이스(1355), 격막(1314) 및/또는 바이알(1302)의 공동(1308) 내로 관통하지 않을 수 있다.
관통 시스템(1300)을 도 13의 사전 활성화된 상태로부터 이동시키기 위해, 병진이동 메커니즘(1366)이 활성화되어 피스톤(1316)을 제 2 단부(1306)를 향해 이동시키고 종축(40)을 따라 드라이버(1398)를 향해 바이알(1302)을 병진이동시킬 수 있다. 바늘(308)이 바이알(1302)과 아직 유체 연통하지 않기 때문에, 병진이동 메커니즘(1366)의 활성화는 바이알(1302)에 함유된 유체에 대하여 압력을 인가하고, 이는 그런 다음 바이알(1302) 자체에 인가된다. 이 압력은 또한 에지(1393)가 작동 부분(1394)을 향해 방사상 바깥쪽으로 밀고 편향되게 한다. 작동 부분(1394)이 그것의 경로를 차단하지 않으면서, 리테이닝 부분(1399) 및 바늘(308)은 편향 부재(1397)의 확장에 의해 바이알(1302)을 향해 이동된다. 드라이버(1398)는 캐리어(202)의 플랜지(204)에 결합될 수 있고, 따라서, 바이알(1302)을 향한 드라이버(1398)의 이러한 이동은 또한 캐리어(202)를 동일한 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 움직임은 도 6 및 도 7의 하우징(3)에 대한 캐리어(202)의 움직임에 대응 하고, 이는 돌출부(330)가 바늘(306)을 주사하기 위해 장애물(600)을 제거할 수 있게 한다.
바이알(1302)의 제 2 단부(1306)를 향한 바늘(308)의 이동은 또한 바늘(308)이 상단부(1354)의 베이스(1355), 격막(1314) 및 공동(1308)을 통해 바이알(1302)의 내용물과 유체 연통하도록 관통하게 한다. 바늘(308)이 바이알(1302)과 유체 연통하게 된 후, 제 2 단부(1306)를 향한 피스톤(1316)의 추가 이동은 바늘(308) 및 유체 도관(300)의 나머지 부분을 통해 유체를 가압한다. 일부 실시예에서, 관통 시스템(1300)은 활성화 후, 살균 공동(1357) 내에 이미 위치된 부분보다 더 이상 바늘(308)이 공동(1308)내로 연장되지 않도록 구성될 수 있다. 이것은 바이알(1302)의 내용물이 바늘(308)의 비살균 부분으로 오염되는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다.
편향 부재(1397)는 확장하도록 구성되어 유체 도관(300)이 적어도 약 10mm/sec의 속도 또는 적어도 약 40mm/sec의 속도와 같은 고속으로 상단부(1354) 및/또는 격막(1314)을 관통할 수 있다. 편향 부재(1397)를 통한 상단부(1354) 및/또는 격막(1314)의 비교적 빠른 관통은 피스톤(1316)을 통해 압력을 받을 수 있는 공동(1308)의 내용물의 누출을 방지하는 것을 도울 수 있다.
약물이 바늘(306)을 통해 사용자에게 전달된 후, 바늘(306)은 사용자로부터 자동으로 인출될 수 있다. 도 12-14를 참조하여, 병진이동 메커니즘(1366)은 리드스크류의 회전이 삽입 단계와 반대 방향으로 되도록 역 모드로 작동될 수 있다. 이러한 역 회전은 피스톤(316)이 제 1 단부(1304)를 향해 뒤로 이동하게 하고, 또한 바이알(1302)이 축(40)을 따라 반대 방향으로 (바늘(306)의 유체 전달 및 삽입 동안과 비교하여) 이동하게 할 수 있다. 대향 방향으로 바이알(1302)의 이동은 도 12에서 램프(1500)(벽(1391)에 부착됨)가 정지부(240)의 램프(243)에 맞닿아 밀어내도록 할 수 있다. 이것은 정지부(240)가 화살표(240a)의 방향으로 고정 단부(241)를 중심으로 편향되게 하고 셔틀(340)이 전술한 바와 같이 바늘(306)을 퇴피시키기 위해 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동하게 한다. 이러한 방식으로, 환자에게로의 바늘의 인출 및 삽입은 디바이스 내의 단일 스프링으로 달성될 수 있다.
유체 도관(300)은 바이알(1302)과 유체 연통하도록 구성된 자동 주사기(2)의 유일한 유체 도관일 수 있다는 것이 또한 고려된다. 따라서, 바이알(1302)로부터의 약물은 자동 주사기(2)의 정상 작동 동안에 유체 도관(300)을 통해서만 그리고 사용자에게로 전개될 수 있다. 추가적으로, 바늘(306)은 환자에게로 전개되도록 구성된 자동 주사기(2)의 유일한 바늘일 수 있다. 이러한 방식으로, 금속 또는 플라스틱 단일 피스는 바이알(1302)에서 환자에게 유체를 운반하는데 사용될 수 있다.
살균 바늘 실드(STERILE NEEDLE SHIELD)
도 24 및 25를 참조하여, 자동 주사기(2)는 바늘(306)의 살균을 유지하는데 도움을 주도록 구성된 바늘 커버 또는 바늘 실드(2400)를 포함할 수 있다. 바늘 실드(2400)는 제 1 단부(2402)로부터 제 2 단부(2404)를 향해 연장될 수 있다. 플랜지(2406)가 제 1 단부(2402)에 배치될 수 있고, 관형 연장부(2408)는 플랜지(2406)로부터 제 2 단부(2404)를 향해 연장될 수 있다. 바늘 실드(2400)는 연장부(2408)를 통해 연장되는 루멘(2412)과 연통 할 수 있는 플랜지(2406)를 통한 개구(2410)를 포함할 수 있다. 시일(2414)은 루멘(2412) 내의 제 2 단부(2404)에 배치될 수 있다. 시일(2414)은 루멘(2412)의 나머지와 연통하는 개구(2416)를 정의할 수 있다. 시일(2414)은 수축 부분(constricted portion)(2414a), 중간 부분(2414b) 및 내부 밀봉 부분(2414c)을 포함할 수 있다. 중간 부분(2414b)는 수축 부분(2414a)과 내부 밀봉 부분(2414c) 사이에 배치될 수 있고, 3 개의 컴포넌트 중, 수축 부분(2414a)은 제 2 단부(2404)에 가장 가까이 배치될 수 있다. 중간 부분(2414b)은 수축 부분(2414a) 보다 큰 내경을 가질 수 있고, 수축 부분(2414a)은 내부 밀봉 부분(2414c)보다 큰 내경을 가질 수 있다. 바늘 실드(2400)는 또한 플랜지(2406)에서 개구(2410)를 덮는 멤브레인(2418)을 포함할 수 있다. 멤브레인(2418)은 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌 섬유 멤브레인과 같은 액체에는 투과되지 않는 가스 투과성 재료로 형성될 수 있다. 일 예에서, 멤브레인(2418)은 Tyvek® 브랜드 재료일 수 있다. 멤브레인(2418)은 바늘 실드(2400)가 하우징(3)으로부터 분리될 때 시일(2414)이 바늘(306)을 오염시키지 않도록 시일(2414)이 살균 상태를 유지하는 것을 도울 수 있다.
플랜지(2406) 및 연장부(2408)는 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있는 반면, 시일(2414)은 고무 재료로 형성된다. 다른 실시예에서, 플랜지(2406) 및 연장부(2408)는 또한 고무로 형성될 수 있다. 고무 재료는 전술한 재료 성형 플러그(1356a)와 실질적으로 유사하게 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 고무 재료 성형 플랜지(2406), 연장부(2408) 및 시일(2414)은 살균제 또는 살균 가스, 예컨대, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 또는 기화된 과산화수소에 투과성일 수 있다. 고무 재료는 그 중에서도 이소프렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 (M-class) 고무 (EPDM) 및 스티렌-부타디엔 및 열가소성 탄성중합체들 (TPE) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플랜지(2406)가 살균제-투과성 고무 재료로 형성될 때, 플랜지(2406)는 개구(2410)를 포함하지 않고, 대신에 재료의 고형 플러그일 수 있다.
바늘 실드(2400)는 예를 들어, 사용 전에 자동 주사기(2)의 운송 동안 바늘(306)의 무균성을 유지하기 위해 자동 주사기(2)와 결합될 수 있다. 이 커플링 동안, 바늘(306)은 시일(2414)의 내부 밀봉 부분(2414c)를 관통하여 시일(2414)이 바늘(306) 주위에 시일을 형성할 수 있다. 즉, 내부 밀봉 부분(2414c)은 초기에 폐쇄된 천공가능한 멤브레인일 수 있다. 대안적으로, 내부 밀봉 부분(2414c)은 수축 부분(2414a) 보다 작은 내경을 갖는 수축 부분일 수 있고, 바늘(306)은 이 작은 수축 부분을 통해 슬라이딩될 수 있다. 시일(2414)의 관통 부분 (내부 밀봉 부분(2414c))은 비교적 얇아서 바늘(306)을 크게 둔화시키지 않을 수 있다. 수축 부분(2414a)은 도관(300)의 중간 섹션(310)의 일부와 맞물려 그 주위에시일을 형성할 수 있다. 중간 섹션(310)은 바늘(306)의 외경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 추가적으로, 부피 또는 갭(2414d)은 중간 부분(2414b)의 내경과 중간 섹션(310)의 외경 사이에 형성될 수 있다.
바늘 실드(2400)가 자동 주사기(2)에 결합된 후 자동 주사기(2)는 살균 가스 (예를 들어, 에틸렌 옥사이드)로의 노출에 의해 살균될 수 있다. 루멘(2412) 및 갭(2414d) 둘 모두, 루멘(2412) 및 갭(2414d)을 정의하는 표면, 및 그 안에 포함된 컴포넌트 (예를 들어, 환자/사용자의 조직을 관통 하는 바늘(306)의 노출된 부분과 같은)는 살균 가스에 노출된 후에 살균될 수 있다. 예를 들어, 하우징(3) 으로부터 바늘 실드(2400)를 당겨서 바늘 실드(2400)를 수동으로 제거하도록 사용자에게 지시할 수 있다. 다른 실시예에서, 바늘 실드(2400)는 자동 주사기(2)의 패키징과 통합될 수 있어서, 자동 주사기(2)가 패키징으로부터 제거될 때, 바늘 실드(2400)가 자동 주사기(2)로부터 제거된다. 예를 들어, 플랜지(2406)는 접착제에 의해 패키징(미도시)에 고정될 수 있다. 그 후, 사용자가 패키징에서 자동 주사기(2)를 인출할 때, 바늘 실드(2400)는 하우징(3)으로부터 풀려서, 바늘(306)은 자동 주사기(2)의 정상적인 작동으로 자유롭게 전개될 수 있다. 일부 경우에, 수축 부분(2414a) (및/또는 수축 부분(2414a) 그 자체)보다 제 2 단부(2404)에 더 가까운 노출 시일(2414)의 부분은 살균 후에 오염될 수 있다. 따라서, 자동 주사기(2)로부터 실드(2400)를 인출하는 동안 이들 오염된 표면이 바늘(306)과 접촉하지 않는 것이 중요할 수 있다. 내부 밀봉 부분(2414c)의 더 좁은 내경은 이들 잠재적으로 오염된 부분이 제거시 실드(2400)의 연장부(2408)를 중심에 유지함으로써 바늘(306), 특히 환자/사용자의 조직에 삽입된 바늘(306)의 부분과 접촉하지 않는 것을 보장하는데 도움이 된다.
대안적인 일 실시예에서, 시일(2414) 드라이버(320)에 직접 결합될 수 있다. 이 실시예에서, 시일(2414)은 연장부(2408)의 플라스틱 또는 다른 부분에 대해 밀봉될 수 있고, 바늘 실드(2400)가 제거될 때 자동 주사기(2) 내에 유지될 것이다.
전자 기기들
도 4a는 자동 주사기(2)의 제어 시스템(1400)을 도시한다. 제어 시스템(1400)은 제 1 전자 기기 보드(1402) 및 제 2 전자 기기 보드(1404) 상에 위치된 컴포넌트를 포함할 수 있고, 또한 전원(1406)을 포함할 수 있다. 제 1 전자 기기 보드(1402)는 제어기(1408), 활성화 스위치(1409), 터치 센서(1410), 바늘 삽입 스위치(1412) 및 에미터(1414)를 포함할 수 있다. 제 2 전자 기기 보드(1404)는 검출기(1416), 청각(audio) 모듈(1418), 시각 (visual) 모듈(1420) 및 햅틱 모듈(1422)을 포함할 수 있다. 제 1 전자 기기 보드(1402) 및 제 2 전자 기기 보드(1404)의 컴포넌트들 중 하나 이상은 제어기(1408)에 동작 가능하게 결합될 수 있고 전원(1406)에 의해 전력을 공급 받을 수 있다. 제어기(1408)는 또한 병진이동 메커니즘(1366)에 작동 가능하게 결합될 수 있고, 전술한 바와 같이 바늘 삽입 및 퇴피를 개시하고 제어하기 위해 병진이동 메커니즘(1366)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 병진이동 메커니즘(1366)은 바이알(1302)이 하우징(3)에 삽입되는 최종 어셈블리 단계 동안 하나 이상의 스프링 컨택들을 통해 제 1 전자 기기 보드(1404)에 결합될 수 있다.
자동 주사기(2)의 어셈블리의 대부분은 예를 들어 제조 설비의 어셈블리 라인에서 일어날 수 있다. 그런 다음, 2 개의 디바이스 반부(half) (또는 부분들)이 약물 충전 또는 최종 어셈블리 설비로 운송될 수 있다. 실제로, 2 개의 개별 부분들(1490 및 1492)은 도 4b에 도시된 바와 같이 동일한 크기일 필요는 없다. 약물 바이알, 예를 들어 바이알(1302)이 약물 또는 다른 약제로 채워지면, 바이알(1302)은 자동 주사기(2)의 나머지와 조립될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 디바이스 반부 (부분 1490 및 1492)는 그 내부에 채워진 약물 바이알(1302)과 함께 조립될 수 있다. 일 예에서, 부분(1490) 및 병진이동 메커니즘(1366)은 바이알(1302) 뒤에 제 위치에 스냅핑(snap)될 수 있다. 부분(1490)은 병진이동 메커니즘(1366) 및 관련 전자 기기를 함유하도록 구성된 베이스 또는 모듈을 포함하는 하우징(3)의 부분일 수 있다. 부분(1492)은 예를 들어 본 출원에서 설명된 바늘 메커니즘, 살균 커넥터 및 관통 메커니즘을 포함하는 본 출원에 설명된 다른 모든 컴포넌트를 실질적으로 포함하는 하우징(3) 부분일 수 있다. 이 예에서, 병진이동 메커니즘(1366)의 모터의 전기 연결부는 바이알(1302) 뒤의 병진이동 메커니즘(1366)의 스냅 동안 수행되어야 한다 (즉, 부분(1490 및 1492) 및 바이알(1302)이 결합되어 완전한 및 기능성 자동 주사기(2)를 형성하는 어셈블리 단계 동안에). 이러한 전기적 연결을 수용하기 위해, 병진이동 메커니즘(1366)의 드라이브 트레인(drivetrain)은 어셈블리시 제 1 전자 기기 보드(1402) 상의 패드(1495) (또한 도 4c를 참조)와 접촉할 하나 이상의 스프링 컨택들(1494) (도 4c 참조)을 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 전자 기기 보드(1402) (제어기(1408) 포함)로의 병진이동 메커니즘(1366)의 연결은 임의의 느슨한 와이어 또는 다른 유사한 구조없이 이루어질 수 있다.
이러한 어셈블리 프로세스는 비교적 더 복잡한 최종 어셈블리 프로세스를 갖는 단순한 디바이스 (예를 들어, 자동 주사기)보다 상대적으로 단순할 수 있다. 결과적으로, 본 출원에 설명된 어셈블리 프로세스는 인건비를 감소시킬 수 있다.
제어기(1408)는 전술한 시스템 및 시스템 컴포넌트로부터 정보를 수용하고, 병진이동 메커니즘(1366)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위해 다양한 알고리즘에 따라 정보를 프로세스하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 시스템 및 시스템 컴포넌트로부터 정보를 수용하고 다양한 알고리즘에 따라 정보를 처리할 수 있고, 시스템에 의해 모니터링되고 있는 시스템 상태, 컴포넌트 상태, 절차 상태 또는 임의의 다른 유용한 정보를 사용자에게 알리기 위해 예를 들어 제 2 전자 기기 보드(1404)의 청각 모듈(1418), 시각 모듈(1420), 햅틱 모듈(1422), 또는 다른 표시기로 보낼 수 있는 정보 신호를 생성한다. 프로세서는 제어 알고리즘을 수행하는 디지털 IC 프로세서, 아날로그 프로세서 또는 임의의 다른 적절한 논리 또는 제어 시스템일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 상기에서 논의된 바와 같이, 활성화 스위치(1409)는 자동 주사기(2)의 조직 맞물림 표면(4)으로부터 멀어지도록 연장되는 기계식 플런저 유형 스위치일 수 있다. 활성화 스위치(1409)는 활성화 스위치(1409)가 눌려지지 않으면 파손되는 전기 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자동 주사기(2)가 사용자의 피부에 부착될 때, 스위치(1409)가 눌려 전기 회로를 완성하고 자동 주사기(2)가 활성화되어야 한다는 것을 제어기(1408)에 표시할 수 있다. 전력을 절약하기 위해, 자동 주사기(2)의 컴포넌트는 스위치(1409)가 활성화될 때까지 유휴(idle) 또는 슬립 모드에 있을 수 있다. 또 다른 예에서, 자동 주사기(2)는 스위치(1409)가 활성화될 때까지 전혀 전력이 공급되지 않을 수 있고, 스위치(1409)의 비활성화는 자동 주사기(2)의 전원을 완전히 차단할 수 있다. 기계식 플런저 유형 스위치가 개시되어 있지만, 그 중에서도 예를 들어, 사용자에 의해 눌려진 버튼, 음성 신호, 다른 전자 디바이스로부터의 무선 신호 등을 포함하는 자동 주사기(2)를 활성화시키기 위한 임의의 다른 적절한 메커니즘이 이용될 수 있다.
터치 센서(1410)는 제어기(1408)가 자동 주사기(2)가 사용자의 피부에 적절하게 전개되는지 여부를 결정하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 터치 센서(1410)는 용량성 감지 전극 또는 다른 재료, 예컨대 예를 들어, 목재, 플라스틱, 금속 또는 다른 재료와 피부와의 접촉을 구별하도록 구성된 임의의 다른 디바이스일 수 있다. 피부가 용량성 감지 전극에 근접한 경우, 그러한 접촉을 나타내는 신호가 제어기(1408)로 발송될 수 있다. 따라서, 터치 센서(1410)는 스위치(1409)가 눌려 있을지라도, 자동 주사기(2)가 사용자의 피부에 적절하게 배치되는지를 확인하는 역할을 할 수 있다. 터치 센서(1410)는 제 1 전자 기기 보드(1402) 및 또한 하우징(3)의 내부에 결합된 용량성 감지 전극을 포함할 수 있다. 하우징(3) 및 접착 패치(12)는 사용자의 피부와 용량성 감지 전극 사이의 유전체로서 작용하는 오버레이(overlay)(절연체)로서 작용할 수 있다. 용량성 감지 전극 근처의 하우징(3) 및/또는 접착 패치(12)의 부분의 접촉은 전극의 커패시턴스(capacitance)가 예를 들어 약 1 내지 약 10 pF 만큼 증가하여 피부 표면에 자동 주사기(2)의 배치를 나타낼 수 있다.
바늘 삽입 스위치(1412)는 바늘(306)이 사용자에 전개된다는 신호를 제어기(1408)에 발송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, 바늘 삽입 스위치(1412)는 제 1 컨택(1512)을 포함하는 커브진 캔틸레버(1510)를 포함할 수 있다. 바늘 삽입 스위치(1412)는 또한 제 2 컨택(1514)을 포함할 수 있다. 바늘(306)이 사용자에 전개될 때 제 1 컨택(1512)은 제 2 컨택(1514)과 전기적으로 접촉될 수 있다. 바늘(306)의 전개 동안, 드라이버(320)는 축(44)을 따라 아래로 이동하고 커브진 캔틸레버(1510)와 제 1 컨택(1512)을 제 2 컨택(1514)을 향해 편향시킬 수 있다. 제 1 컨택(1512)과 제 2 컨택(1514)이 서로 연결되면, 바늘(306)이 사용자에게 성공적으로 전개되었음을 표시하는 신호가 제어기(1408)로 발송될 수 있다. 제 1 컨택(1512) 및 제 2 컨택(1514)의 분리는 바늘(306)이 사용자로부터 퇴피되었음을 나타낼 수 있다.
에미터(1414) 및 검출기(1416)는 제어기(1408)가 자동 주사기(2)의 상태를 결정할 수 있게 하기 위해 광 차단 센서(optical interruption sensor) 또는 광-차단기(photo-interrupter)로서 동작할 수 있다. 에미터(1414)는 발광 다이오드 (LED) 또는 다른 적절한 광 에미터일 수 있고, 검출기(1416)는 예를 들어 에미터(1414)에 의해 방출된 광을 수신하도록 구성된 광 트랜지스터일 수 있다. 일 예에서, 에미터(1414)는 적외선을 방출할 수 있지만, 다른 적절한 파장의 광이 사용될 수도 있다. 적외선 광의 사용은 외부 광으로부터의 간섭을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 에미터(1414) 및 검출기(1416)는 하우징(3) 내에서 서로에 걸쳐 배열되어 광 빔(1430)이 검출기(1416)로 에미터(1414)로부터 바이알(1302)을 통과할 수 있게 한다. 바이알(1302) 및 그 안에 함유된 임의의 유체는 빔(1430)이 바이알(1302) 및 그 내용물을 통과할 수 있도록 빔(1430)에 적어도 부분적으로 투명할 수 있다. 약물 전달 (도 13 및 14 참조) 동안 피스톤(1316)이 제 2 단부(1306)를 향해 이동할 때, 피스톤(1316), 특히 피스톤(1316)의 숄더(shoulder)는 빔(1430)을 차단할 수 있다. 검출기(1416)가 빔(1430)을 감지하지 못하면, 신호는 주사의 끝을 표시하기 위해 신호를 해석할 수 있는 제어기(1408)로 발송될 수 있다 (예를 들어, 바이알(1302) 내에 함유된 모든 약물이 방출되었다). 일부 예들에서, 빔(1430)의 굴절 경로는 서로에 대해 에미터(1414) 및 검출기(1416)를 측위시킬 때 고려될 수 있다. 예를 들어, 빔(1430)은 바이알(1302) 및 그 안에 함유된 임의의 액체를 통과 할 때 굴절될 수 있고, 이에 따라 에미터(1414) 및 검출기(1416)는 서로 오프셋될 수 있다. 추가적으로, 에미터(1414) 및 검출기(1416)는 피스톤(1316)의 숄더가 빔(1430)을 차단할 수 있도록 하우징(3)의 중심으로부터 오프셋될 수 있다. 적어도 일부 예에서, 광 차단 센서 또는 유사한 메커니즘은 드라이브 트레인 고장의 이벤트에서 오탐(false positive)을 피하는 것을 도울 수 있다. 즉, 광 스위치는 제어기(1408)가 다른 메커니즘들보다 더 정확하게 주사가 완료되지 않았다고 결정하는 것을 도울 수 있다.
청각 모듈(1418)은 사용자에게 청각 피드백을 제공하기 위해 스피커 등을 포함할 수 있다. 하우징(3)의 개구는 청각 모듈(1418)로부터 사용자로의 사운드의 이동을 가능하게 할 수 있다. 청각 모듈(1418)은 주사 시작 및 종료시 및/또는 주사 동안 임의의 다른 벤치 마크를 나타내기 위해 톤 또는 다른 사운드를 생성할 수 있다. 시각 모듈(1420)은 사용자에게 시각 피드백을 제공하기 위해 하나 이상의 LED 또는 유사한 디바이스를 포함할 수 있다. 시각 모듈(1420)은 사용자에게 다양한 메시지를 제공하기 위해 상이한 컬러 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 링으로 배열된 복수의 녹색 LED는 시간이 흐르면서 주사의 진행을 디스플레이하는데 사용될 수 있고, 한편 적색 LED는 사용자에게 오류를 디스플레이하는데 사용될 수 있다. 임의의 다른 적절한 색상, 조합 및/또는 다수의 LED가 다양한 예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 적색, 청색 및 자주색 LED의 조합이 이용될 수 있다. 일 배열에서, 16개의 LED가 약 26.5mm의 직경, 또는 약 10.0mm 내지 약 40.0mm의 직경을 갖는 원으로 배열될 수 있다. LED는 주사의 진행을 나타내기 위해 원 주위에서 순차적으로 활성화될 수 있다 (예를 들어, 클록과 유사한 방식으로 배열된 진행 링에서 - 예를 들어, 도 4c의 LED(52) 참조). 제어기(1408)는 또한 다양한 센서로부터 피드백을 수신하도록 구성될 수 있고, 센서로부터의 피드백에 기초하여 다양한 LED가 활성화되는 속도를 재조정한다. 예를 들어, 진행 링의 LED는 예를 들어 주사 시퀀스 활성화 단계, 주사 단계 및 퇴피 단계를 포함하는 3 개 이상의 동작 단계에서 활성화될 수 있다. 당업자는 자동 주사기(2)가 상술된 3개의 동작 단계보다 많거나 적을 수 있음을 인식할 것이다. 각각의 단계를 완료하기 위해 예상되는 시간이 있을 수 있지만, 또한 자동 주사기(2)의 임의의 전술한 작동 단계 동안 경험된 실제 시간에 약간의 변동이 있을 수 있다. 알고리즘은 예를 들어 특정 단계가 예상보다 일찍 완료될 때 LED의 조기 활성화를 피하기 위해 또는 특정 단계가 예상보다 오래 걸릴 때 링을 따라서의 진행이 중단되는 것을 돕는데 이용될 수 있다. 임의의 주어진 지점에서, 알고리즘은 약물 전달 완료를 위한 잔여 추정 시간을 진행 링에서 비활성화된 LED의 수로 나누고, 진행 링에서 잔여 LED가 활성화되어야 하는 비율(rate)을 결정할 수 있다.
예를 들어, 주사 시퀀스 활성화 단계 전에, LED는 진행 링에서 비활성화된 전체 LED 수로 나눈 전체 약물 전달 프로세스의 추정 시간 (예를 들어, 모든 주사 시퀀스 활성화 단계, 주사 단계, 퇴피 단계를 완료하기 위해 추정된 시간)과 동일한 비율로 활성화될 수 있다. 달리 말하면, 전체 약물 전달 프로세스의 추정 시간은 임의의 이미 활성화된 LED보다 적은 진행 링의 전체 LED 수인 숫자로 나누어질 수 있다. 따라서, 예를 들어 하나의 LED가 이미 활성화된 경우, 전체 약물 전달 프로세스의 추정 시간은 진행 링에서 LED의 총 수 보다 하나 적은 것으로 나눌 수 있다.
주사 시퀀스 활성화 단계의 완료 후, LED는 진행 링에서 불이 켜지지 않은 LED의 수로 나누어진 나머지 단계 (예를 들어, 주사 단계 및 퇴피 단계)를 완료하기 위해 추정된 시간의 합과 동일한 비율로 활성화될 수 있다. 주사 단계가 완료된 후, LED는 LED를 불이 켜지지 않은 LED의 수로 나누어진 퇴피 단계를 완료하기 위해 추정된 시간과 동일한 비율로 활성화될 수 있다.
시각 모듈(1420)은 또한 사용자에게 한방향 또는 양방향 통신을 제공하는 디스플레이 스크린, 터치 스크린, 또는 다른 적절한 디바이스를 포함할 수 있다. 시각 모듈(1420)은 하우징(3)의 윈도우를 통해 하우징(3) 외부로부터 사용자에 의해 보여질 수 있다. 햅틱 모듈(1422)은 예를 들어, 사용자가 느낄 수 있는 진동을 발생시키도록 구성된 햅틱 모터를 포함할 수 있다. 진동은 주사의 시작 및 종료를 신호할 수 있고/있거나 추가 정보를 사용자에게 제공하는데 도움이 될 수 있다.
제어기(1408)는 무선 통신 모듈 및 안테나에 결합될 수 있다. 무선 통신 모듈은 제어기(1408)로부터 예를 들어 모바일 디바이스, 컴퓨터, 휴대 전화 등으로 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 모듈은 예를 들어, 그 중에서도 블루투스, 블루투스 저 너지 (BLE), 적외선, 셀룰러 네트워크 및 무선 네트워크와 같은 하나 이상의 무선 양식을 통해 정보를 송신하도록 구성될 수 있다. 안테나는 데이터 송신 및/또는 증폭에서 무선 통신 모듈을 보조하도록 구성된 임의의 적절한 디바이스일 수 있다. 따라서, 제어기(1408)는 사용자 및/또는 자동 주사기(2)의 진단 정보, 주사 완료에 관한 정보 및/또는 자동 주사기(2)의 오류 상태에 관한 정보를 사용자의 디바이스 또는 클라우드로 송신하도록 구성될 수 있다. 바늘 삽입 및/또는 조기 디바이스 제거를 나타내는 신호가 또한 무선 통신 모듈을 통해 송신될 수 있다. 제어기(1408)는 또한 무선 통신 모듈을 통해 활성화 및/또는 지연 명령을 수신할 수 있다.
도 16은 본 개시에 따른 예시적인 방법(2000)을 도시한다. 방법(2000)은 단계(2002)에서 시작될 수 있고, 여기서 사용자는 조직 맞물림 표면(4)이 피부 표면과 접촉하도록 자동 주사기(2)를 그녀의 신체에 위치시킬 수 있다. 자동 주사기(2)는 예를 들어 허벅지, 복부, 어깨, 팔뚝(forearm), 상완(upper arm), 다리, 엉덩이 또는 다른 적절한 위치와 같은 임의의 적절한 위치에 장착될 수 있다. 자동 주사기(2)는 접착 패치(12)에 의해 피부에 고정될 수 있다. 단계(2002)에서 자동 주사기(2)의 고정은 조직 맞물림 표면(4)으로부터 바깥쪽으로 연장되는 활성화 스위치(1409)가 눌려져 회로를 완성시킬 수 있다. 회로의 완성은 신호가 제어기(1408)로 발송되어 절전 모드, 슬립 모드에서 활성 모드로 전환하게 할 수 있다. 대안적으로, 임의의 다른 적절한 메커니즘이 단계(2002) 이전 또는 이후에 자동 주사기(2)의 전원을 켜거나 그렇지 않으면 활성화할 수 있다.
단계(2002)에서 자동 주사기(2)가 활성화되면, 방법(2000)은 단계(2004)로 진행할 수 있으며, 여기서 제어기(1408)는 조직 맞물림 표면(4)이 피부 표면 상에 위치되는지 여부를 결정할 수 있다. 단계(2004)에서, 제어기(1408)는 자동 주사기(2)가 피부 또는 다른 표면 상에 위치되는지를 나타내는 측정 결과를 터치 센서(1410)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서(1410)로부터 수신된 커패시턴스 값이 미리 결정된 범위 내에 있을 때, 제어기(1408)가 터치 센서(1410)가 피부와 접촉하고 있다고 결정하면, 방법(2000)은 단계(2008)로 진행할 수 있다. 제어기(1408)가 터치 센서가 피부와 접촉하지 않는다고 결정하면, 예를 들어, 터치 센서(1410)로부터 수신된 커패시턴스 측정치가 자동 주사기(2)가 목재 또는 금속과 같은 비피부 표면과 접촉하고 있음을 나타내는 경우, 방법(2000)은 단계(2006)으로 진행할 수 있다. 단계(2006)에서, 자동 주사기(2)는 에러 상태에 놓여질 수 있다. 에러 상태에서, 에러가 발생한 것을 사용자에게 표시하기 위해 LED가 활성화될 수 있거나 (예를 들어, 적색 LED), 또는 메시지가 디스플레이 스크린에 디스플레이될 수 있다. 일부 예에서, 자동 주사기(2)는 주사가 완료 되기 전에 수동으로 리셋될 필요가 있을 수 있다. 다른 예들에서, 자동 주사기(2)는 단계(2004)로 루프백할 수 있고, 여기서 제어기(1408)는 터치 센서(1410)가 피부와 접촉하는지 여부를 결정하려고 계속 시도한다. 방법(2000)은 또한 전체 주사 동안 터치 센서(1410)가 피부와 접촉할 것을 요구할 수 있다. 따라서, 주사 동안 임의의 지점에서, 제어기(1408)는 터치 센서(1410)가 더 이상 피부와 접촉하지 않는다고 결정하면, 제어기(1408)는 (예를 들어, 병진이동 메커니즘(1366)의 추가 이동을 정지시킴으로써) 주사를 중단할 수 있고, 에러 신호 또는 메시지를 발생시키고, 바늘(306)이 연장된 경우 퇴피시킬 수 있다.
단계(2008)에서, 제어기(1408)는 병진이동 메커니즘(1366)을 활성화하기 위해 신호를 발송할 수 있다. 일단 활성화되면, 병진이동 메커니즘(1366)이 바이알(1302) (도 13 및 14 참조)의 제 2 단부(1306)쪽으로 이동하여 바이알(1302) 자체가 동일한 방향으로 이동하게 할 수 있다. 이것은 바늘(308)이 전술한 바와 같이 바이알(1302)에 액세스하기 위해 대향 방향으로 이동하게 할 수 있다. 드라이버(1398) 및 바늘(308)의 이동은 캐리어(202)가 동일한 방향으로 이동하게 하며, 이는 도 5-11에 도시된 메커니즘에 의해 궁극적으로 바늘(306)을 사용자에게 전개하는 이벤트 체인을 설정한다. 병진이동 메커니즘(1366)은 바이알(1302) 내에 함유된 원하는 양의 약물이 사용자에게 분배될 때까지 제 2 단부(1306)를 향해 계속 이동할 것이다.
방법(2000)은 단계(2010)로 진행할 수 있으며, 여기서 제어기(1408)는 주사가 완료되었는지를 결정할 수 있다. 이 결정은 피스톤(1316)에 의한 빔(1430)의 차단에 기초할 수 있다 (도 4a, 13 및 14를 참조하여 설명됨). 즉, 빔(1430)이 파손될 때 (검출기(1416)에 의해 수신되지 않음), 제어기(1408)는 주사가 완료된 것으로 결정할 수 있다. 제어기(1408)가 주사가 완료된 것으로 판단하면, 제어기(1408)는 리드스크류의 회전 방향을 역전시키기 위해 병진이동 메커니즘(1366)에 신호를 발송할 수 있으며, 이는 램프(1500)가 정지부(240)의 램프(243)에 맞닿아 밀려나가서 도 11을 참조하여 상기에서 논의된 바와 같이 바늘(306)의 퇴피를 가능하게 할 수 있다. 일 예에서, 제어기(1408)는 빔(1430)이 차단되었다는 표시를 수신한 후 지연을 설정할 수 있다. 지연은 예를 들어 0.1 내지 60 초일 수 있다. 전술한 차단 유형 센서 대신에 또는 이와 조합하여 추가적인 단부 검출 메커니즘이 사용될 수 있다. 예를 들어, 병진이동 메커니즘(1366)의 모터의 전류가 주사가 완료되었는지를 결정하는데 이용될 수 있다. 즉, 피스톤(1316)이 바이알(1302)의 제 2 단부(1306)에 도달할 때 모터상의 전류는 증가할 것이고 (예를 들어, 피스톤(1316)이 바이알(1302)의 끝에 결합한 결과) 이는 바이알(1302)의 전부 또는 실질적으로 모든 내용물의 방출을 신호한다. 하나의 예시적인 조합은 빔(1430)의 사용을 포함할 수 있으며, 여기서 빔(1430)의 차단은 예를 들어 주사의 90 내지 98%가 완료되었음을 나타낸다. 그런 다음, 병진이동 메커니즘(1366)의 모터의 전류는 나머지 2 내지 10 %의 주사가 완료 되었는지를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 다른 예에서, 광 스위치를 사용하는 대신에, 병진이동 메커니즘(1366)의 개시로부터의 지연이 병진이동 메커니즘(1366)을 언제 역전시킬지를 결정하기 위해 제어기(1408)에 의해 사용될 수 있다. 일 예에서, 이 지연은 예를 들어 약 1 내지 약 120 초일 수 있지만, 다른 적절한 시간도 고려된다. 어쨌든, 개시로부터의 지연은 바이알(1302)의 비우기를 허용하기에 충분히 길 수 있다.
일부 예에서, 약물 전달 후 사용자로부터 활성화 스위치(1409)의 초기 활성화로부터 바늘(306)의 퇴피까지의 측정된 주사 절차의 타이밍은 약 20 초 내지 약 90 초, 또는 약 25 초 내지 약 60 초, 약 30 초 내지 약 45 초, 또는 약 120 초 이하, 또는 약 90 초 이하, 또는 약 60 초 이하, 또는 이하 약 45 초 또는 약 30 초 이하일 수 있다.
방법(2000)은 또한 추가 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(2000)은 바이알(1302) 내의 약물이 사용자에게 전달하기에 너무 차갑지 않은지, 전원(1406)이 주사를 완료하기에 충분한 에너지를 가지고 있는지, 바늘(306)이 너무 조기에 전개 및/또는 퇴피되는지, 병진이동 메커니즘(1366)의 모터의 전류는 적절한 범위에 있는지, 주사 절차가 최대 허용 가능한 절차 시간을 넘어 연장되었는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 제어기(1408)가 상기 에러들 중 임의의 에러를 감지하면, 그러한 에러를 사용자에게 전달할 수 있고, 예를 들어 병진이동 메커니즘(1366)을 정지 시키거나 역전시키고 바늘(306)을 사용자로부터 퇴피시킴으로써 진행중인 주사를 종료할 수 있다.
대안 실시예들
바늘 메커니즘의 다른 실시예가 도 17-19에 도시된다. 바늘 메커니즘(2400)은 베이스(2402) 및 셔틀(2420)을 포함할 수 있다. 베이스(2402)는 베이스(2402)의 상부 표면으로부터 멀리 연장되는 연장 부재(extension member)(2404)를 가질 수 있다. 베이스(2402)는 또한 베이스(2402)의 종축을 따라 연장되고 (축(40)에 평행) 그리고 베이스(2402)의 상부 표면으로 리세스된 채널(2406)을 포함할 수 있다. 채널(2406)은 베이스(2402)의 제 1 벽(2407) 및 제 2 벽(2408)을 통해 연장될 수 있고, 또한 연장 부재(2404)를 통해 연장될 수 있다. 연장 부재(2404)는 예를 들어 연장 부재(2404)의 상단부로부터 베이스(2402)의 일부를 통해 베이스(2402)의 바닥 표면을 향해 연장되는 슬롯(2410)을 포함할 수 있다. 슬롯(2410)은 전체적으로 채널(2406)에 수직으로 위치되고 축(44)에 평행하게 연장될 수 있다. 베이스(2402)는 핀(2412) 및 제 2 핀(2414)을 더 포함할 수 있다.
셔틀(2420)은 제 1 측면상의 제 1 벽(2426) 및 제 2 측면상의 제 2 벽(2428)에 연결된 단부 부재(2422)를 포함할 수 있다. 제 1 벽(2426) 및 제 2 벽(2428)은 실질적으로 서로에 평행할 수 있다. 제 1 벽 및 제 2 벽(2426, 2428)은 베이스(2402)가 셔틀(2420)에 대해 병진 이동하도록하기 위해 베이스(2402)의 폭의 거리만큼 이격될 수 있다. 개구(2424)는 단부 부재(2422)를 통해 연장될 수 있으며, 이는 샤프트(2456)의 제 1 단부를 수용하도록 구성될 수 있다.
벽(2426)은 제 1 슬롯(2430), 제 2 슬롯(2432), 및 확대 부분(2434a)을 갖는 드라이버 부재 개구(2434)를 포함할 수 있다 (여기서, 돌출부(2454)는 제 1의 전개되지 않은 구성에 있을 수 있음). 제 1 슬롯(2430)은 제 2 슬롯(2432)에 인접하게 길이 방향으로 이격되어 위치될 수 있다. 제 1 슬롯(2430)은 핀(2412)과 맞물리고, 제 2 슬롯(2432)은 핀(2414)과 맞물린다. 슬롯(2430, 2432)은 셔틀(2420)의 상단부를 향하여 바닥으로부터 연장되는 제 1 만곡 부분 또는 주사 경사부(injection slope), 개구(2434) 근처에 위치된 피크, 및 피크로부터 셔틀(2420)의 바닥 근처의 위치까지 연장되는 제 2 만곡 부분 또는 제거 경사부(remove slope)를 포함할 수 있다. 제 1 만곡 부분은 예를 들어 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제 2 만곡 부분은 예를 들어, 바늘 메커니즘(2400) 위에서 볼 때 오목한 형상을 가질 수 있다. 주사 경사부는 예를 들어 제거 경사부의 각도 및 곡률보다 작은 각도 및 곡률을 가질 수 있다. 주사 경사부가 얕을수록 기계적인 장점을 제공할 수 있으며 정적 마찰을 극복하기 위해 부품이 정지되어 있다. 제 1 만곡 부분은 약물의 투여를 위해 사용자에게 바늘 (예를 들어, 전술한 바늘(306))의 삽입을 허용하고, 제 2 만곡 부분은 사용자로부터 바늘(306)의 제거를 허용한다. 제 2 벽(2428)은 또한 슬롯(2430 및 2432) 및 개구(2434)와 유사한 2 개의 슬롯 및 개구를 포함할 수 있다. 제 2 벽(2428)의 슬롯 및 개구는 벽(2426)에 위치된 것들과 유사하거나 동일한 방식으로 배열될 수 있다.
바늘 메커니즘(2400)은 또한 샤프트(2456)에 결합된 탄성 부재 또는 스프링 (미도시)을 포함할 수 있다. 샤프트(2456)는 셔틀(2420)의 개구(2424)에 위치될 수 있다. 샤프트(2456)는 돌출부(2454)에 결합될 수 있다. 돌출부(2454)는 연장 부재(2404)의 슬롯(2410)을 통과하여 슬라이딩할 수 있고, 바늘(306)에 결합될 수 있다.
도 17에 도시된 전개되지 않은 구성으로부터 도 18에 도시된 전개 구성으로 이동하기 위해, 스프링은 확장될 수 있고, 셔틀(2420)은 종축(40)을 따라 샤프트(2456)에 대해 종◎향으로 슬라이딩하도록 허용될 수 있다. 슬롯(2430 및 2432)의 곡률로 인해, 셔틀(2420)에 인가된 종◎향 힘은 또한 셔틀(2420)을 하향으로 밀어낸다. 이러한 하향 운동은 또한 돌출부(2454)가 바늘(306)을 전개하는 슬롯(2410)을 통과하여 하향으로 이동하게 한다. 바늘 메커니즘(2400)이 전개 구성에 있을 때, 핀(2412 및 2414)은 슬롯(2430 및 2432)의 주사 경사부와 제거 경사부 사이의 피크 또는 연결부에 위치된다. 추가하여, 돌출부(2454)는 개구(2434)의 중간 또는 중심에 위치된다. 돌출부(2454)는 또한 연장 부재(2404)의 상부 표면과 슬롯(2410)의 바닥 사이에 슬롯(2410)의 중간 근처에 위치된다. 샤프트(2456)는 셔틀(2420)의 단부를 넘어 개구(2424) 밖으로 연장될 수 있다.
약물이 투여되면, 주사 바늘(470)은 스프링이 더 확장되도록 함으로써 제거될 수 있다. 스프링의 추가 확장은 셔틀(2420)이 종축(40)을 따라 샤프트(2456)에 대해 종방향으로 추가로 슬라이딩하게 한다. 슬롯(2430 및 2432)의 곡률로 인해, 셔틀(2420)에 인가되는 추가적인 종◎향 힘은 또한 셔틀(2420)을 상향으로 밀어낸다. 이러한 상향 운동은 또한 돌출부(2454)가 슬롯(2410)을 통해 상향으로 이동하게 하여 바늘(306)을 퇴피시킨다. 돌출부(2454)는 단부 표면(2422)에 가장 가까운 단부에서 구동 부재 개구(2434)에 위치될 수 있다. 추가하여, 돌출부(2454)는 슬롯(2410)의 상단부 근처에 위치된다. 샤프트(2456)는 셔틀(2420)의 단부를 넘어 개구(2424) 밖으로 더 멀리 연장될 수 있다.
바늘 어셈블리의 다른 실시예가 도 20에 도시 되어 있다. 바늘 어셈블리(3300)는 캐리어(3302), 드라이버(3320), 셔틀(3340), 기어(3360) 및 스프링 (탄성 부재)(3370)을 포함한다. 드라이버(3320)는 유체 도관 (예컨대, 전술한 유체 도관(300))에 결합될 수 있고, 유체 도관의 단부에서 바늘을 사용자에게로 구동시키도록 구성될 수 있다. 드라이버(3320)는 드라이버(320)가 기어(3360)에 의해 구동되도록 구성된 하나의 랙 기어(3222) 만을 포함할 수 있다는 점을 제외하고는 드라이버(320)와 유사할 수 있다. 셔틀(3340)은 제 1 랙(3342) 및 제 2 랙(3344)을 포함할 수 있다는 것을 제외하고는 셔틀(340)과 유사할 수 있다. 제 1 랙(3342) 및 제 2 랙(3344)은 종◎향으로 이격되지만 서로 실질적으로 평행할 수 있고, 상이한 시간에 기어(3360)와 맞물릴 수 있다. 일부 예에서, 제 1 랙(3342) 및 제 2 랙(3344)은 상이한 시간에만 기어(3360)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 제 2 랙(3344)은 셔틀(3340)이 종축(40)을 따라 방향(3380)으로 이동할 때 기어(3360)가 제 1 방향 (예를 들어, 반시계 방향)으로 회전하게 하는 반면, 제 1 랙(3342)은 셔틀(3340)이 방향(3380)으로 이동할 때 기어(3360)가 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향(예를 들어, 시계방향)으로 이동하게 할 수 있다. 제 1 방향에서의 기어(3360)의 회전은 랙(3222)을 통해 드라이버(3320)를 하향으로 이동시키고 바늘을 사용자에게 가압할 수 있고, 제 2 방향에서의 기어(3360)의 회전은 드라이버(3320)를 상향으로 이동시켜 사용자로부터 바늘을 퇴피시킬 수 있다. 캐리어(3302)와 셔틀(3340)의 내부 표면 모두에 결합될 수 있는 스프링(3370)의 확장은 셔틀(3340)을 방향(3380)으로 이동시켜 바늘의 전개 및 후속 퇴피를 개시할 수 있다. 추가적으로, 정지부(240)와 유사한 정지부가 드라이버(3320) (및 관련 바늘)가 전개 구성에 있을 때 셔틀(3340)의 종◎향 이동을 방해하는데 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 그런 다음 정지부는 셔틀(3340)의 경로 밖으로 이동하여 드라이버(3320) 및 그것의 관련 바늘의 퇴피를 가능하게할 수 있다.
바늘 어셈블리의 또 다른 실시예가 도 21에 도시된다. 바늘 어셈블리(4000)는 캐리어(4202) 및 드라이버 (돌출부(330)를 통해서만 보여짐)를 포함한다. 바늘 어셈블리(4000)는 또한 도시되지 않았지만, 예를 들어, 셔틀, 전개 및 퇴피 기어, 및 스프링과 같은 동일한 이름으로 상기에서 설명된 컴포넌트와 실질적으로 유사할 수 있는 이하의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 바늘 어셈블리(4000)의 드라이버는 유체 도관 (예컨대, 유체 도관(300))에 결합될 수 있고, 유체 도관의 단부에서 바늘을 사용자에게로 구동시키도록 구성될 수 있다. 전개되지 않은 구성 (도 21에 도시됨)에서, 드라이버의 돌출부(330)는 장애물(4600)에 의해 차단될 수 있다. 캐리어(4202)는 돌출부(330)가 램프(4602)를 아래로 슬라이딩하게 하고, 드라이버 및 관련 바늘을 퇴피 구성으로부터 전개 구성으로 이동시킬 수 있도록 방향(4002)로 가압될 수 있다. 캐리어(4202)는 캐리어(202)와 관련하여 전술한 것과 실질적으로 유사한 방식으로, 예를 들어 병진이동 메커니즘(1366) 및 바이알(1302)에 의해 방향(4002)으로 가압될 수 있다.
바늘 어셈블리(4000)는 캐리어(4202)와 분리된 정지부(4240)를 포함할 수 있다. 정지부(4240)는 스프링(4241)에 의해 방향(4004)로 가압될 수 있다. 정지부(4240)는 오버행(overhang)(4242)을 포함할 수 있으며, 이는 돌출부(330)의 퇴피 경로를 차단시킴으로써 전개 구성에 드라이버를 유지시키는 것을 도울 수 있다. 따라서, 드라이버가 전개될 때, 돌출부(330)는 정지부(4240)의 오버행(4242) 아래에 위치되어, 정지부(4240)가 이동될 때까지 드라이버의 퇴피를 방지할 수 있다. 드라이버 및 바늘의 퇴피는, 예를 들어, 하나 이상의 기계적 링크 (미도시)를 통해 스프링(4241)을 압축하기 위해 방향(4002)에서 정지부(4240)에 대한 힘을 인가할 수 있는 병진이동 메커니즘(1366)의 모터를 역전시킴으로써 달성될 수 있다. 방향(4002)에서의 정지부(4240)의 이동은 돌출부(330)가 퇴피 구성으로 다시 이동하기 위한 간극(clearance)을 제공할 수 있다.
바늘 어셈블리의 또 다른 실시예가 도 22 및 23에 도시된다. 바늘 어셈블리(5300)는 캐리어(5302)를 포함한다. 이 실시예에서, 정지부(5240)는 바늘 어셈블리의 셔틀 또는 드라이버를 직접 방해하는 대신 전개 및/또는 퇴피 기어(5360)의 회전을 직접 방해하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 기어(5360)는 샤프트(5361)를 통해 토글(toggle)(5362)에 결합될 수 있다. 기어(5360)는 연관된 드라이버 및/또는 바늘의 전개 및/또는 퇴피를 가능하게 하기 위해 축(5364)을 중심으로 회전할 수 있다. 토글(5362)은 축(5364)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 길이를 가질 수 있고, 또한 축(5364)을 중심으로 회전할 수도 있다.
정지부(5240)는 토글(5362)이 배치될 수 있는 개구(5380)를 포함할 수 있다. 개구(5380)는 원형 부분(5382) 및 제한 부분(restring portion)(5384)을 포함할 수 있다. 원형 부분(5382)은 토글(5362) (및 기어(5360))의 방해받지 않는 회전을 가능하게 하고 토글(5362)이 원형 부분(5382) 내에 배치되도록 토글(5362)의 길이보다 큰 직경을 가질 수 있다. 정지부(5240)는 임의의 적절한 메커니즘에 의해 캐리어(5302)에 대해 슬라이딩 가능할 수 있다. 정지부(5240)와 캐리어(5302)가 서로에 대해 슬라이딩될 때, 토글(5362)은 토글(5362) (및 기어(5360))의 회전을 제한하도록 크기가 정해질 수 있는 제한 부분(5384) 내에서 슬라이딩될 수 있다. 예를 들어, 토글(5362)이 도시된 바와 같이 전체적으로 직사각형인 경우, 제한 부분(5384)도 또한 직사각형일 수 있다.
특히, 본 출원에서”일 실시예"또는 "실시예"에 대한 지칭은 실시예와 관련하여 설명된 특정 피처, 구조 또는 특성이 본 개시의 실시예 중 하나, 일부 또는 전부에 포함, 채용 및/또는 통합될 수 있음을 의미한다. 본 출원에서”일 실시예에서"또는 "다른 실시예에서"라는 어구의 사용 또는 외관은 동일한 실시예를 지칭하지 않으며, 반드시 하나 이상의 다른 실시예와 상호 배타적 이거나 별개의 또는 대안적인 실시예가 아니며, 단일의 배타적인 실시예에 제한되지도 않는다. "구현예” 및 "예"라는 용어에도 동일하게 적용된다. 본 개시는 임의의 단일 양태 또는 그 실시예로 제한되지 않으며, 이러한 양태 및/또는 실시예의 임의의 조합 및/또는 치환에 제한되지 않는다. 게다가, 본 개시의 각각의 양태 및/또는 그 실시예는 단독으로 또는 본 개시 및/또는 그 실시예의 다른 양태 중 하나 이상과 조합하여 사용될 수 있다. 간결성을 위해, 특정 치환 및 조합은 본 출원에서 개별적으로 논의 및/또는 설명되지 않는다.
더구나, 전술한 바와 같이, 본 출원에서” 예시적인"것으로 설명된 실시예 또는 구현예는 예 를 들어 다른 실시예 또는 구현예에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 실시예를 전달 또는 나타내거나 실시예는 예시적인 실시예 (들)인 것으로 의도된다.
Claims (15)
- 주사 디바이스(injection device)로서,
캐리어,
바늘;
상기 바늘에 결합되는 드라이버(driver)로서, 퇴피 구성(retracted configuration)과 전개 구성(deployed configuration) 사이에서 상기 캐리어에 대해 슬라이딩 가능한, 상기 드라이버;
상기 퇴피 구성과 상기 전개 구성 사이에서 상기 드라이버를 이동시키도록 구성되는 셔틀(shuttle); 및
제 1 구성에서 제 2 구성으로 이동시키도록 구성되는 정지부(stop)로서, 상기 정지부는 상기 전개 구성에 상기 드라이버를 유지시키도록 구성되고, 상기 제 1 구성으로부터 상기 제 2 구성으로 상기 정지부의 이동은 상기 셔틀이 상기 드라이버가 상기 전개 구성으로부터 상기 퇴피 구성으로 이동하게 하는, 상기 정지부를 구비하는, 주사 디바이스. - 제 1 항에 있어서, 상기 셔틀은 제 1 위치에서 제 2 위치로, 그리고 상기 제 2 위치에서 제 3 위치로 이동 가능하고,
상기 셔틀이 상기 제 1 위치에 있을 때, 상기 드라이버는 상기 퇴피 구성에 있고;
상기 셔틀이 상기 제 2 위치에 있을 때, 상기 드라이버는 상기 전개 구성에 있고;
상기 셔틀이 상기 제 3 위치에 있을 때, 상기 드라이버는 상기 퇴피 구성에 있는, 주사 디바이스. - 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 위치와 상기 제 3 위치는 다른, 주사 디바이스.
- 제 3 항에 있어서, 상기 셔틀은 축을 따라 한 방향으로 이동하여 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로, 그리고 상기 제 2 위치에서 상기 제 3 위치로 이동하는, 주사 디바이스.
- 제 4 항에 있어서, 상기 셔틀은 한 방향으로만 이동하도록 구성되는, 주사 디바이스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 셔틀은 제 1 축을 따라 이동하도록 구성되고, 상기 드라이버는 제 2 축을 따라 이동하도록 구성되며, 상기 제 1 축과 상기 제 2 축은 서로 수직인, 주사 디바이스.
- 제 1 항에 있어서, 장애물(impediment)을 더 포함하고, 활성화 전에, 상기 드라이버는 장애물과 접촉하고, 상기 장애물에 의해 상기 퇴피 구성으로부터 이동하는 것이 방지되는, 주사 디바이스.
- 제 7 항에 있어서, 상기 캐리어를 봉입하는 하우징을 더 포함하고, 상기 장애물은 상기 하우징과 일체인, 주사 디바이스.
- 제 8 항에 있어서, 상기 하우징에 대한 상기 캐리어의 이동은 상기 드라이버를 상기 장애물과 접촉되지 않게 이동시켜서, 상기 드라이버가 상기 퇴피 구성으로부터 상기 전개 구성으로 이동하게 하는, 주사 디바이스.
- 제 9 항에 있어서, 상기 셔틀에 결합되는 탄성 부재를 더 포함하고, 상기 드라이버가 상기 장애물과 접촉하지 않게 된 후, 상기 탄성 부재는 제 1 압축 상태에서 제 2 압축 상태로 확장하여, 상기 셔틀을 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 이동시키도록 구성되는, 주사 디바이스.
- 제 10 항에 있어서, 상기 정지부가 상기 제 1 구성에서 상기 제 2 구성으로 이동된 후, 상기 탄성 부재는 상기 셔틀을 상기 제 2 위치에서 상기 제 3 위치로 이동시키기 위해 상기 제 2 압축 상태에서 휴지 상태로 확장하도록 구성되는, 주사 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 캐리어 및 상기 드라이버에 결합되는 한 세트의 드라이브 기어들로서, 상기 세트의 드라이브 기어들은 제 1 드라이브 기어 및 제 2 드라이브 기어를 포함하는, 상기 세트의 드라이브 기어들을 더 구비하고,
상기 제 1 드라이브 기어는 상기 퇴피 구성으로부터 상기 전개 구성으로 상기 드라이버를 이동시키도록 구성되고,
상기 제2 드라이브 기어는 상기 바늘을 퇴피시키도록 상기 드라이버를 이동시키도록 구성되는, 주사 디바이스. - 제 12 항에 있어서, 상기 셔틀은 상기 세트의 드라이브 기어들에 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 랙 기어를 포함하고,
상기 하나 이상의 랙 기어는 제 1 랙 기어를 포함하고, 상기 제 1 랙 기어는 상기 제 1 드라이브 기어 및 상기 제 2 드라이브 기어 각각에 맞물리도록 구성되는, 주사 디바이스. - 제 12 항에 있어서, 상기 드라이버는 제 1 드라이버 랙 기어 및 제 2 드라이버 랙 기어를 포함하고, 그리고
상기 제 1 드라이브 기어는 상기 제 1 드라이버 랙 기어와 맞물리도록 구성되고, 상기 제 2 드라이브 기어는 상기 제 2 드라이버 랙 기어와 맞물리도록 구성되는, 주사 디바이스. - 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 드라이브 기어 및 상기 제 2 드라이브 기어는 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성되는, 주사 디바이스.
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