CN106659852A - 机动化药物输送装置 - Google Patents

Abstract

一种药物输送装置包括活塞杆，其适于接合并轴向移动药筒活塞，从而从装载的药筒排出对应于设定剂量量的药物的量，所述装置包括用于使驱动构件从初始位置运动，通过剂量开始位置，到剂量结束位置的马达，以及适于生成指示驱动构件相对于装载的药筒的活塞的位置的输出数据的位置检测器件。适合的电子控制器适于操作马达以使驱动构件从初始位置持续地运动，基于来自位置检测器件的输出数据确定驱动构件与药筒活塞接合以对应于剂量开始位置，以及操作马达以使驱动构件从剂量开始位置运动到剂量结束位置以对应于设定剂量。

Description

机动化药物输送装置

本发明总体上涉及适于由患者在他或她自己手上使用和操作的药物输送装置。更具体地，本发明涉及机动化药物输送装置。

背景技术

在本发明的公开中，主要以通过皮下药物输送（离散的或连续的）治疗糖尿病为参考，然而，这仅是本发明的示例性使用。

最常见类型的耐用药物输送装置（其适于接收药物填充药筒并从其中排出预期大小的离散剂量）通过手动器件或通过在剂量设定期间被赋能的弹簧驱动，药筒是包括能轴向移位的活塞的类型，该活塞具有初始近端位置并且其通过活塞杆向远端运动。皮下药物输送通过布置成与药筒流体连通的注射针进行。该装置可以是笔形的或者呈更加盒状的所谓的给药器的形式。为了改善便利性、用户友好性并且提供附加特征，例如检测和储存排出数据，药物输送装置已经设有电气地驱动的器件，通常呈电子地控制的马达的形式，该马达通过齿轮布置驱动活塞杆，例如，如在US 6,514,230、WO 2010/089310和US 2011/306927中所示。

然而，用于通过离散注射例如胰岛素来治疗糖尿病的机动化药物输送装置相对很少使用，但在连续药物输送领域中，机动化药物输送装置已经广泛使用了几十年。后一类型的装置通常被称为输注泵并通常以非常高的标准被设计，并且对应地非常昂贵。

例如，WO 2007/094833公开了一种药物输送***，其适于缓和在流体和容器之间的差分热膨胀或收缩的影响，以用于流体的受控输送。

虽然用于离散注射药物的机动化药物输送装置还必须满足非常高的安全标准，但是成本问题更为重要，因为对于大多数用户来说相对不贵的机械药物输送装置（例如笔型的机械药物输送装置）是能接受的替代选择。对应地，为了使用户能接受更高费用，应当提供额外的优点。

考虑到上述，本发明的目的是提供一种机动化药物输送装置，其以可靠、稳健且成本有效的方式提供高度的用户友好性。

发明内容

在本发明的公开内容中，将描述实施例和方面，其将解决一个或多个上述目的或其将解决从下面的公开内容以及从示例性实施例的描述中显而易见的目的。

因此，根据本发明的第一总体方面，提供了一种药物输送装置，其包括药物填充药筒或用于将药物填充药筒接收在装载位置中的器件，药筒包括出口和能轴向移位的活塞。该装置还包括：用于设定对应于期望剂量量的剂量的器件；驱动构件，其适于接合并轴向移动活塞，从而从装载的药筒通过出口排出对应于设定剂量量的药物的量；以及用于使驱动构件从（i）初始位置，通过（ii）剂量开始位置运动到（iii）剂量结束位置的马达。该装置还包括：位置检测器件，其适于产生指示驱动构件相对于装载的药筒的活塞的位置的输出数据；和电子控制器，其适于（i）操作马达以使驱动构件从初始位置运动，（ii）基于来自位置检测器件的输出数据，确定驱动构件与药筒活塞接合以对应于剂量开始位置，以及（iii）操作马达以使驱动构件从剂量开始位置运动到剂量结束位置以对应于设定剂量。当驱动构件从初始位置运动到剂量结束位置时，马达持续地操作。

通过这种布置，在驱动构件和药筒活塞之间的空气间隙能够在没有用户参与的情况下“即时”自动地消除。

在示例性实施例中，电子控制器适于基于时移计算确定剂量开始位置，这允许处理器更精确地确定“真实”剂量开始位置，这导致更精确且可靠的剂量给药。这样的布置解决了给定位置检测器件将不提供允许控制器实时确定驱动构件是否刚好接合药筒活塞的数据的问题。

例如，在驱动构件已接合药筒活塞之后，例如通过至少部分地布置在驱动部件中的力传感器，可确定剂量开始位置，这允许控制器过滤和分析在驱动构件已经接合药筒活塞之后所接收的数据。实际上，对于任何给定的***，确定应该在活塞驱动器已经移动对应于排出设定剂量的距离之前足够快地发生。

替代地，可在驱动构件接合药筒活塞之前确定剂量开始位置，例如，位置检测器件可以包括至少部分地布置在驱动构件中的近距离传感器。

马达可***作以在驱动构件已经到达剂量结束位置之后（例如之后立即）使驱动构件朝近端运动一段距离，以减少排出后滴落。替代地，马达可***作以在驱动构件从初始位置连续运动到剂量结束位置之前使驱动构件从初始位置朝近端运动一段距离。

在运动的不同阶段期间，马达可以以不同的速度操作。例如，活塞杆可以以第一速度从其最近端位置朝向活塞运动，该第一速度随后随着活塞杆接近活塞而降低，这可用于优化剂量开始位置的精确检测。对应地，在排出行程期间，随着活塞杆接近剂量结束位置，速度可以降低。

根据本发明的另一方面，提供了一种操作药物输送装置的方法。该方法包括以下步骤：（i）提供药物输送装置，其包括药物填充药筒，该药筒包括出口和能轴向移位的活塞；药物排出器件，其包括用于设定对应于期望剂量量的剂量的器件，驱动构件，其适于接合并轴向移动活塞，从而从装载的药筒通过出口排出对应于设定剂量量的药物的量，以及用于使驱动构件从（i）初始位置运动通过（ii）剂量开始位置到（iii）剂量结束位置的马达；以及位置检测器件，其适于产生指示驱动构件相对于装载的药筒的活塞的位置的输出数据；以及电子控制器。该方法还包括其他步骤：（ii）操作马达以使驱动构件从初始位置运动，（iii）基于来自位置检测器件的输出数据，确定驱动构件与药筒活塞接合以对应于剂量开始位置，以及（iv）操作马达以使驱动构件从剂量开始位置运动到剂量结束位置以对应于设定剂量，其中，在驱动构件从初始位置运动到剂量结束位置时，马达持续地操作。

确定剂量开始位置的步骤可以基于时移计算，例如，可以在驱动构件已经接合药筒活塞之后确定剂量开始位置，或者可以在驱动构件已经接合药筒活塞之前确定剂量开始位置。

根据本发明的第二总体方面，提供了一种药物输送装置，其包括药物填充药筒或用于接收药物填充药筒的器件，所述药筒包括出口和能轴向移位的活塞。药物输送装置还包括药物排出器件及电子控制器，所述药物排出器件包括：驱动构件，其适于接合并轴向移动活塞，从而从药筒通过出口排出药物的量；以及用于移动驱动构件的马达。电子控制器适于控制马达以使驱动构件（i）沿着远端方向运动，从而排出药物的量，及（ii）沿着近端方向运动，从而允许药物填充药筒中的内容物膨胀。

通过这种布置，解决了在其中将具有装载的药筒的药物输送装置放置在冷藏机中紧邻蒸发器或冷空气出口的情况，这种情况导致药物冻结的风险。药物因此膨胀并且布置成与药筒活塞接触的活塞杆被以大力推回，这可能严重损害装置驱动机构。

在示例性实施例中，药物输送装置包括传感器，其适于在未操作马达时测量作用在活塞驱动构件上的朝近端指向的力，其中，控制器基于来自传感器的数据适于在检测到给定水平的力时，使驱动构件朝近端运动。以这种方式，能够保护驱动机构免受损坏。驱动构件在近端方向上运动的距离可以与药筒中的药物的量相关。

在另外的示例性实施例中，药物输送装置包括适于测量指示药筒中的温度的温度的传感器，其中，控制器基于来自传感器的数据适于在测量到给定温度时，使驱动构件朝近端运动。驱动构件在近端方向上运动的距离可以与药筒中的药物的量相关。

在又另外的示例性实施例中，在已被排出药物的量之后，药物输送装置的马达被控制以使驱动构件在近端方向上运动到“保护状态”，其中，排出机构不会被朝近端运动的活塞损坏。驱动构件在近端方向上运动的距离可以与药筒中的药物的量相关。

如本文中使用的，术语“药物”意在涵盖能够以受控方式穿过输送器件（诸如导管或中空针）的任何含有药物的能流动医药，诸如，液体、溶液、胶体或者超细悬浮液。代表性药物包括如下药品：诸如，肽类（例如，胰岛素、含有胰岛素的药物、含有GLP-1的药物及其衍生物）、蛋白质、和激素、生物衍生的或者活性剂、基于激素和基因的制剂、营养配方、以及呈固体（配制的）或液体二者形式的其他物质。在对示例性实施例的描述中，将以含有胰岛素的药物的使用为参照。对应地，术语“皮下”输注意在涵盖经皮输送至病人的任何方法。

附图说明

在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例，其中

图1示意性地示出药物输送装置的实施例，

图2示意性地示出用于机动化药物输送装置的驱动布置，

图3示出来自使用力传感器的第一测试装置的数据，

图4示意性地示出光学药物输送传感器***的部件，

图5示出来自使用光学传感器的第二测试装置的数据，

图6示出药物输送装置平台的第一实施例，以及

图7和图8示出药物输送装置平台的第二实施例。

在附图中，相似结构主要由相似的附图标记表示。

具体实施方式

当在下文中使用诸如“上部”和“下部”、“右”和“左”、“水平”和“垂直”等术语或者类似相对表达时，这些仅适用于附图且不必然适用于实际使用情况。所示出的图是示意表示，因此，不同结构的构造以及其相对尺寸均旨在仅用于说明性目的。当针对给定部件使用术语构件或者元件时，其通常指示在所描述的实施例中该部件是整块部件，然而，同一构件或者元件可以替代地包括若干子部件，正如两个或者多个所描述的部件可以作为整块部件提供，例如，被制造为单个注塑成型部分。术语“组件”不意味着所描述的部件必然能够被组装以在给定的组装程序期间提供整块或者功能性组件，而是仅仅用于描述由于在功能上更紧密地相关而聚集在一起的部件。

图1以示意表示示出了通用机动化药物输送装置100，其包括其中布置有排出组件的主要部分120，和适于接收和保持能更换药物填充药筒的药筒保持器部分110。药筒保持器部分包括远端开口112和窗111，窗111允许用户视觉检查装载的药筒中的内容物，正如能够观察药筒活塞的实际位置。针组件190安装成与装载的药筒流体连通。主要部分包括：呈一对剂量设定按钮141、142的形式的用户输入器件，其允许用户设定和调整待排出的药物的剂量；以及剂量释放按钮143，其布置在装置的近端端部处。显示器150示出当前设定的剂量151。可以控制显示器以向用户提供其他信息，例如，剂量数字可以在剂量排出期间倒数，正如显示器可包括对于例如电池状况、错误状况和时间的指示器。

图2示意性地示出用于参考图1描述的类型的机动化药物输送装置的驱动布置，该布置为实现本发明的方面提供平台。

更具体地，机动化药物输送装置1包括其中布置有排出组件50的主要部分，和适于接收和保持能更换药物填充药筒10的药筒保持器部分，药筒包括能轴向移位的活塞11和远端出口12，其与允许安装针组件的联接器件相关联。在所示的实施例中，排出组件包括活塞杆20，其适于接合并向前移动药筒活塞，从而排出药物的量，活塞杆由电子地控制的马达51经由齿轮组件52驱动。活塞杆包括远端活塞杆垫圈22，其中布置有传感器23，例如，力传感器。该装置还包括：电子控制器电路70，其适于控制马达的操作以便使活塞杆在远端或近端方向上运动；以及与控制器电路相关联的能再充电电源（“电池”）。在所示的实施例中，提供了组合的功率和数据通信端口，例如USB端口。控制器电路还适于从用户输入器件（见下文）以及从一个或多个传感器（例如，所示的活塞杆传感器）接收输入，正如控制器电路适于根据检测到的操作状况控制显示器。当活塞杆在药筒更换之后前进时，可使用活塞杆传感器来检测活塞杆与药筒活塞的接合，然而，如下面将描述的，也可在本发明的实施例中使用活塞杆传感器。

转向本发明的实施例，用于机动化药物输送装置的上述驱动布置适于以单个连续运动使活塞从近端非接合“空气间隙位置”运动通过活塞接合位置到剂量结束位置。换句话说，“即时”检测活塞接合而不停止活塞杆运动。

这种布置能够提供若干优点。例如，在药筒更换期间，活塞杆通常缩回到最近端位置，并且随后必须前进以接合新***的药筒的活塞，以移除空气间隙。如果机动化药物输送是手动的，则用户将必须通过执行一次或多次“空气发射”使活塞杆前进，直到药物将从安装的针的尖端显现。在自动进行空气间隙消除的情况下，药物输送将使活塞杆朝远端运动，直到检测到与药筒活塞的接合，并且然后停止运动。然而，由于例如惯性，通常不能立即停止活塞杆，这导致从安装的针溢出或者在没有安装针的情况下对药筒加压，当安装针时后者导致随后的溢出。即时执行空气间隙移除将消除上述问题并改善用户友好性。

当使用基于药筒的药物输送排出给定量的药物时，建议在抽出***的针之前等待例如 6-10秒，这允许弹性变形的***松弛（特别是橡胶活塞）和对应少量的药物通过***的针排出。否则，用户将经历从针的“排出后滴落”。为了最小化或消除该等待时间，机动化药物输送装置可适于在已经到达剂量结束位置之后立即缩回活塞杆，这通过允许弹性变形的活塞朝近端运动来对***减压。如能见到的，这将需要在每次排出动作之前消除空气间隙。即时自动完成此操作将改善用户友好性。然而，如果活塞杆在已经到达剂量结束位置之后立即缩回，那么活塞杆将稍微运动超过所计算的剂量结束位置，因为否则可能发生剂量给药不足。

如果药物输送装置在使用后与安装的针一起储存，则药物可能从针渗出，例如，由于重力或温度变化，这可能导致药筒活塞朝远端运动，从而在活塞和活塞杆之间形成空气间隙。为了应对这种情况，通常推荐在每次注射之前执行空气喷射。即时自动执行此操作将改善用户友好性。

为了执行活塞杆的上述连续远端运动，控制器需要精确地检测活塞接合，这限定了轴向位置，剂量冲程将从其开始。

在第一示例性实施例中，使用布置在活塞杆的远端端部处（即在活塞头中）的力传感器检测接合。参考图3，示出来自使用3 mL Novo Nordisk Penfill®药筒的测试装置的数据。该图示出当传感器线性运动时来自力传感器的读数，在位置1.488 mm处与活塞发生接触。曲线示出组合的滤过的信号和来自传感器的原始力信号。如能够看到的，它们非常相似。黑色条是预期的柱塞接触，并且灰色条是柱塞检测算法的结果。在所示的实施例中，该算法通过对力信号求两次微分来运作，并且在双重微分信号中寻找峰值。通过FIR（有限脉冲响应）滤波器对力信号和微分信号执行滤波。应注意，在期望的柱塞接触和估计的柱塞接触之间存在良好的匹配。由于噪声所以发现结果变化，然而，看起来能够使用远端安装的活塞杆力传感器来提供具有即时活塞接合检测的机动化药物输送装置。

如上所述，为了滤波，选择FIR滤波器。该选择的主要原因是能够确定FIR滤波器的相移。由于滤波器将引入延迟（即，“拐点”将在时间上提前），并且该应用需要知道“拐点”的时间点，所以这是关键的设计因素。

滤波器应被设计为低通滤波器，从而仅允许DC和较低频率信号通过。通带中的波动不被认为是重要的，因此能够允许一些波动。更高频信号的阻尼应是“大的”。通过的信号和滤过的信号之间的锐减（sharp cut）也不重要。

简单的移动平均数方法被选择，并且滤波器中的标签（tab）（延迟元件）的量设置为20-30，滤波器显示出良好的滤波，同时不使信号失真。

其中T是样本间隔（在我们的情况中为1ms），K是在我们的情况中的标签（延迟元件）20的数量。h是每个延迟的信号分量上的缩放因子，并且如下通过移动平均数设为1/K。 因此，换句话说，每个输出值均是最后K个输入信号的平均值。为了计算结果y，在初始化时，对于所有m个时隙（slot），“复制”x的第一值。因此，对于m = 20，n = 0：x[0]=x[-1]=x[-2] ...=x[-19]。

上述测试装置中的***以5U/s或10U/s的速度运行，并且力传感器的采样速率为1kHz。过滤器的延迟以排出单位计将是：

其中a是在延迟期间排出的量，d _f 是滤波器延迟的样本数量，sr是采样速率（每秒采样数），v是剂量给药速度（单位每秒）。在延迟20个样本的当前情况下，对于10U/s的速度，滤波器的延迟以排出单位计将是0.2U。

由于微分信号也被滤波，所以两倍微分信号的总延迟将是两个滤波器中的延迟的和。目前该滤波器具有〜20个标签，即，滤波器延迟为0.2U。因此，滤波器的总延迟以排出单位计是：0.2U + 0.2U = 0.4U。如在公式中能够看出，如果速度为5U/s，则滤波器的总延迟为0.2U。

总之，当使用FIR滤波器时，延迟是已知的，并且滤过的信号能够被及时移位以刚好补偿该延迟，用于“即时”策略。

可以使用其他方法来找到信号中的“弯曲”。例如，一种方法可以包括以下步骤：（i）将前n个样本拟合成一条线以找到“弯曲”之前的线，（ii）反复地查看拟合线和样本之间的距离；当曲线在“弯曲”中向上时，从拟合线到样本的距离将增加，这给出“弯曲”的粗略估计，以及（iii）在“弯曲”之前和之后拟合成一条线，结果将是两条拟合线的交叉。

在第二示例性实施例中，使用布置在活塞杆的远端端部处的光学传感器***来检测接合。参考图4，示出了药物输送传感器***的部件的示意表示。***包括：活塞驱动构件，其呈活塞杆垫圈410的形式，安装在活塞杆（未示出）上并由电子地控制的机动化机构（未示出）驱动；安装在药筒（未示出）中的活塞420；以及控制器430。活塞杆垫圈包括适于接合活塞上的近端表面425的远端表面415，远端表面设置有中心腔416，在腔416中光传感器411和成IR LED形式的光源412彼此相邻布置，使得屏障构件413安装在其之间。 IR LED被布置成引导IR光IL朝向活塞的近端表面，并且光传感器被布置成检测来自其的反射光，屏障防止来自IR LED的直射光到达传感器。同样，环境光AL可到达传感器，然而，与来自IRLED的IR分量相比，AL的IR分量小。

参考图5，示出了来自测试装置的数据，其中，基于带有3 ml标准Novo NordiskPenfill®药筒的测试装置，轴向位置以胰岛素的单位示出。该图示出了近距离传感器的原始输出和拟合的多项式（平滑曲线）。活塞的接触在虚线处。该算法需要拟合曲线并找到峰值，因此在结果准备好之前需要渐减值区域中的一些读数作为算法的输入并且在接触之前能够估计活塞位置，精度变得越好，则能够使用的信号越多。在图5中，发现示例活塞接合发生在曲线峰值之后1.48 U。在活塞接合时的传感器读数值将取决于实际的传感器设计。似乎能够通过使用在远端安装的活塞杆光学传感器来提供具有即时活塞接合检测的机动化药物输送装置，然而，光学传感器***可能不如上述力传感器***稳健，这是因为例如活塞近端表面的变化（例如，由于污垢）将影响测量。

由于在上述传感器实施例中的活塞接合的检测基于曲线峰值的检测，故活塞杆运动必须在活塞杆和活塞之间存在一定空气间隙的情况下开始。这可以如上所述的通过在排出事件之后缩回活塞杆来实现。替代地，可通过使活塞杆缩回一定量来初始化排出事件。

转到根据第二总体方面的本发明的实施例，用于机动化药物输送装置的上述驱动布置适于处理在药筒中冻结的药物的问题，例如，胰岛素制剂。

更具体地，当具有装载的药筒的药物输送装置被放置在冷藏机中时，如果该装置被放置成紧邻蒸发器或冷空气出口，则药物（例如，胰岛素）可能意外地冻结。药物因此膨胀并且布置成与药筒活塞接触的活塞杆被大力推回，这可能严重损害装置驱动机构。

为解决这个问题，本发明提供了一种机动化药物输送装置，其适于在由于冻结并因此使药物膨胀而导致药筒活塞朝近端运动时保护装置驱动机构免受损坏。

在第一示例性实施例中，设置传感器以生成指示施加在活塞杆上的朝近端指向的力的输出。传感器可以是布置在活塞杆的最远端部分处的力传感器，如上所述的将信号馈送到处理器。力传感器也可以用于其他目的，例如，以检测在药筒更换之后活塞杆何时运动成与活塞接触。当检测到高于给定最小值的力时，这被认为指示冻结的药物，这导致处理器控制驱动机构，以使活塞杆在近端方向上运动一定量。为了避免“冻结事件”的错误检测，例如，在针更换期间或者如果装置掉落在地板上，处理器可适于在这样的情况之间进行辨别。例如，当在给定时间段内检测到给定的近恒定力时，可能检测到冻结事件。

在第二示例性实施例中，设置温度传感器以生成指示药筒中的温度的输出。传感器可布置在离药筒一距离处，例如，作为主电子电路的一部分以提供简单且成本有效的设计，通过例如实验数据，所检测的温度与药筒中的假定实际温度相关。当检测到低于给定值的温度时，则认为这指示冻结的药物（或药物正处于冻结的危险），这导致处理器控制驱动机构，以使活塞杆在近端方向上运动一定量。

实际上，当活塞杆已经运动成与药筒活塞脱离接合时，结合***作以排出一剂量的药物的装置，活塞杆必须被移动成再次与活塞接合。为了防止用户使用带有冻结的药物的装置，当在检测到冻结事件之后开启装置时可以给予警告，这指示用户应该检查药物状况。替代地，该装置可适于不可操作直到已经执行了药筒更换程序。

在第三示例性实施例中，该装置不适于检测实际状况，然而，在每次排出事件之后，装置变为“保护状态”，其中排出机构不能被朝近端运动的活塞损坏。在具体实施例中，在每次排出事件（或其中活塞杆已经与药筒活塞接合的其他事件）之后，活塞杆朝近端运动给定距离，这在活塞杆和活塞之间提供足够的间隙以容纳在潜在的冻结事件期间被朝近端推动的活塞。由于电子地控制的药物输送装置通常将追踪在装载的药筒中剩余的药物的量，故活塞杆朝近端运动的距离可与药筒中的药物的实际量相关，即，药筒中的药物越多，活塞杆朝近端运动得更多，这降低了能量消耗。例如，当用户开启装置时，当用户开始设定剂量时或刚好在超出剂量给药事件之前，活塞杆可被移回成与活塞接触。在替代实施例中，在活塞杆和驱动机构之间设置联接件，该联接件具有第一操作状态和第二保护状态，在第一操作状态中驱动机构的操作使活塞杆朝远端运动，在第二保护状态中在冻结事件期间活塞能够使活塞杆朝近端运动。

转向图6，将描述适合作为用于本发明的实施例的平台的药物输送装置的第一实施例200。更具体地，该装置包括盖部分（未示出）和主要部分，该主要部分具有：带有壳体221的近端主体或驱动组件部分220，机动化药物排出组件250、电子控制器电路270和电动电源布置在壳体221中；以及具有舱室211的远端药筒保持器部分210，药物填充药筒10布置在舱室211中并保持在适当位置。药筒包括具有能轴向移位的活塞11的大致筒形的主要部分和包括针能穿透的隔膜的远端出口部分12。药筒还设置有呈针接口安装件15形式的远端联接器件，在所示示例中，所述针接口安装件15具有适于接合针组件的对应接口的内螺纹的外螺纹。药筒可例如含有胰岛素、GLP-1或生长激素制剂。该装置还包括允许用户设定要排出的药物的剂量的剂量设定器件以及示出所述设定剂量的显示器，例如，如图1中所示。

在所示的实施例中，该装置被设计成由用户用新的药筒通过药筒保持器组件中的远端接收开口212装载，药筒保持器包括可由用户在打开位置和关闭位置之间操作的关闭器件（未示出），在打开位置中药筒能够被相应地***或移除，并且在关闭位置中***的药筒被保持在适当位置。关闭器件可以是与下面关于图7所描述的器件属于同一类型。为了轴向地定位药筒，该装置包括适于接收药筒的近端端部的座构件260，座构件通过弹簧265在近端方向上偏置，从而推动药筒与关闭器件接触。

转向图7，将描述适于作为用于本发明的实施例的平台的药物输送装置的第二实施例300。更具体地，该装置包括盖部分（未示出）和主要部分，该主要部分具有：带有壳体321的近端主体或驱动组件部分320，药物排出机构和相关联的电子器件370布置在壳体321中；和形成舱室的远端药筒保持器组件310，药物填充的透明药筒10能够被布置在所述舱室中并保持在适当位置，所述药筒保持器组件包括一对相对的检查开口311。壳体包括适于接收显示器框架构件（未示出）的开口322 ，在显示器框架构件中安装了LCD以及用户输入键，例如，如图1中所示。在移除框架构件的情况下，能够看出，该装置包括大致管状的机架构件325，其中安装有大致筒形的排出组件（见下文）。该装置还包括控制组件370，包括偏置构件360和弹簧365的偏置组件，以及近端释放按钮343。一对剂量设定输入键（未示出）用于手动设定药物的期望剂量（在LCD中示出）并且其然后能够在致动释放按钮90时被排出。该装置被设计成由用户用新药筒通过药筒保持器组件中的远端接收开口装载。

药筒10包括筒形主体部分、具有远端针能穿透的隔膜的远端出口部分12以及具有近端表面的能轴向移位的活塞，从而允许活塞驱动器形成排出机构（见下文）的一部分以接合活塞。药筒可例如含有胰岛素、GLP-1或生长激素制剂。药筒设置有呈针接口安装件15形式的远端联接器件，在所示示例中，该针接口安装件15具有组合的螺纹和卡口联接器件，各自均适于接合针组件的对应接口的内螺纹或卡口联接器件。所示的示例性接口安装件还包括周向凸缘，其具有若干面向远端的尖突起，用作用于药筒保持器组件的联接器件，如将在下面更详细地描述的。在US 5,693,027中描述了所示类型的接口安装件。替代地，针接口安装件可形成为药筒保持器的一部分，例如，呈“分离的”接口安装件的形式，其具有布置在夹持肩部的两侧上的两个部分。

如图所示，药筒保持器组件310具有与传统的药筒保持器相同的总体外观，其通过例如螺纹联接或卡口联接能拆卸地联接到壳体，并且新的药筒能够通过近端开口被接收在其中以及被移除，即，其不包括额外用户操作的释放或锁定器件。代替地，看上去仅仅是药筒保持器本身的事物实际上是呈由用户操作的外部能旋转管状致动套筒316形式的用户操作的联接器件，以控制呈内部药筒保持器构件317形式的药筒保持器件的运动，从而打开和关闭构造成夹持和保持药筒的夹持肩部318。更具体地，每个夹紧肩部均设置有多个周向间隔开的夹持齿，以提供多个间隙，每个齿均具有带朝近端定向的尖端的三角形构造，从而产生多个具有朝远端定向的尖构造的间隙，这允许药筒上的上述面向远端的尖突起被接收在齿之间，从而在药筒保持器件已经运动成与药筒接合时用作夹持器件。以这种方式，提供了易于使用的前部装载的药物输送装置，其看上去如传统的后部装载的装置那样，并且其还通过旋转运动来致动以安装和移除药筒，该相似性使习惯于传统类型的后部装载的药物输送装置的用户易于接受和适应。

当要安装新的药筒时，外部管构件316旋转例如90度，通过该动作，夹持肩部318朝远端且稍微朝外运动，这允许移除安装的药筒。为了便于操作，当肩部运动时，药筒可朝远端运动一定距离，例如通过与形成夹持肩部的臂接合和/或通过提供偏置的朝远端指向的力的额外弹簧器件（见下文）。取决于锁定和致动机构的设计，夹持肩部可能够留在打开位置中，或者其在外部管构件通过复位弹簧器件向后旋转时可自动缩回。无论是否设置弹簧，药筒保持器都可设置有锁定器件，从而允许外部管构件例如通过旋转卡扣锁定固定地停放在打开或关闭位置中。当***新的药筒时，驱动排出器件必须处于允许***具有近端定位的活塞的新药筒的状态。下面将描述提供该功能的示例性实施例。

转向图8，示出了图7的药物输送装置300的横截面视图，其中，安装的药筒10和活塞管330（见下文）处于完全缩回位置。更具体地，致动套筒316已被旋转到其操作位置，并且药筒保持器夹持肩部318已缩回到其关闭位置，从而将药筒缩回到其完全***位置，进而也抵抗弹簧365的偏置而使偏置构件360朝近端运动。在所示的实施例中，药筒开关375由此被致动，这向装置控制器提供信号，其能够假定已经发生了两个动作：（i）已经***药筒，以及（ii）已经关闭药筒保持器，这使得驱动头开始朝远端运动成与药筒活塞接触。在所示的实施例中，可以构思，驱动头和活塞之间的接触的检测由布置在驱动头中的电子传感器器件检测，例如，使用如在WO 2013/144152中公开的近距离检测。

图8还更详细地示出了排出组件。更具体地，排出组件呈马达在活塞中的组件的形式，其包括：轴向安装且旋转锁定到机架的近端端部的内部马达和齿轮箱驱动组件；和外部能轴向移位的活塞管330，其具有适于与装载的药筒的活塞11接合的远端驱动头332，活塞管包括适于不可旋转地接合机架的对应引导器件的若干引导突起。

马达齿轮驱动组件包括由近端马达组件351和远端齿轮箱组件352构成的管状主体部分310，该远端齿轮箱组件352具有限定旋转z轴线的能旋转驱动轴353。该组件还包括远端筒形驱动构件355，其具有适于布置成与活塞驱动管内螺纹接合的外螺纹。在近端端部处，布置有盘形机架连接器356。在所示的实施例中，驱动组件设置有柔性接头，其呈布置在驱动轴和驱动构件之间的远端万向接头357和布置在马达组件近端部分和机架管近端部分之间的近端万向接头358的形式。对应的驱动组件在专利申请EP 14166859.0中更详细地描述，该专利申请通过引用并入本文中。

在图8中能够看到若干进一步的细节。释放按钮343被接收在壳体近端开口中，其中，弹簧在按钮上提供朝近端指向的偏置力。具有多个导体的柔性带376以U形弯曲布置在电子器件部分370和布置在活塞头中的传感器（未示出）之间，这允许活塞管和活塞头在U形弯曲对应地运动的情况下轴向行进。

在优选实施例的上述描述中，已经在对本领域技术人员来说本发明的理念是显而易见的程度上描述了为不同部件提供所描述的功能的不同结构和器件。用于不同部件的详细结构和规格被认为是本领域技术人员根据本说明书中阐述的内容执行的正常设计过程的目的。

Claims (15)

1.一种药物输送装置（100、200、300），其包括：

- 药物填充药筒或用于接收药物填充药筒（10）在装载位置中的器件，所述药筒包括出口（12）和能轴向移位的活塞（11），

- 药物排出器件（50、250），其包括：

- 用于设定对应于期望剂量量的剂量的器件（141、142），

- 驱动构件（202、22），其适于接合并轴向移动所述活塞，从而从装载的药筒通过所述出口排出对应于所述设定剂量量的药物的量，以及

- 用于使所述驱动构件从（i）初始位置运动通过（ii）剂量开始位置到（iii）剂量结束位置的马达（51），

- 位置检测器件（23），其适于生成指示所述驱动构件相对于装载的药筒的所述活塞的位置的输出数据，

- 电子控制器（70），其适于：

（i）操作所述马达以使所述驱动构件从所述初始位置运动，

（ii）基于来自所述位置检测器件的输出数据，确定所述驱动构件与所述药筒活塞接合以对应于所述剂量开始位置，以及

（iii）操作所述马达以使所述驱动构件从所述剂量开始位置运动到所述剂量结束位置以对应于所述设定剂量，

其中，在所述驱动构件从所述初始位置运动到所述剂量结束位置时，所述马达持续地操作。

2.根据权利要求1所述的药物输送装置，其中，所述电子控制器适于基于时移计算来确定所述剂量开始位置。

3.根据权利要求2所述的药物输送装置，其中，所述剂量开始位置在所述驱动构件已经接合所述药筒活塞之后被确定。

4.根据权利要求3所述的药物输送装置，其中，所述位置检测器件包括至少部分地布置在所述驱动构件中的力传感器。

5.根据权利要求2所述的药物输送装置，其中，所述剂量开始位置在所述驱动构件接合所述药筒活塞之前被确定。

6.根据权利要求5所述的药物输送装置，其中，所述位置检测器件包括至少部分地布置在所述驱动构件中的近距离传感器。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的药物输送装置，其中，所述马达***作以在所述驱动构件已经到达所述剂量结束位置之后使所述驱动构件朝近端运动一距离。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的药物输送装置，其中，所述马达***作以在所述驱动构件从所述初始位置持续运动到所述剂量结束位置之前使所述驱动构件从所述初始位置朝近端运动一距离。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的药物输送装置，其中，所述马达***作以使所述驱动构件以非恒定速度运动。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的药物输送装置，其中，所述电子控制器适于控制所述马达，以使所述驱动构件在近端方向上运动，从而允许药物填充药筒中的内容物膨胀。

11.根据权利要求10所述的药物输送装置，其还包括温度传感器，其适于测量指示在装载的药筒中的温度的温度，

- 其中，所述控制器基于来自所述温度传感器的数据适于在测量到给定温度时，使所述驱动构件朝近端运动。

12.一种操作药物输送装置的方法，其包括以下步骤：

（i）提供药物输送装置，其包括：

- 包括出口和能轴向移位的活塞的药物填充药筒，

- 药物排出器件，其包括：

- 用于设定对应于期望剂量量的剂量的器件，

- 驱动构件，其适于接合并轴向移动所述活塞，从而从装载的药筒通过所述出口排出对应于所述设定剂量量的药物的量，以及

- 用于使所述驱动构件从（i）初始位置运动通过（ii）剂量开始位置到（iii）剂量结束位置的马达，

- 位置检测器件，其适于生成指示所述驱动构件相对于装载的药筒的所述活塞的位置的输出数据，以及

- 电子控制器，

（ii）操作所述马达以使所述驱动构件从所述初始位置运动，

（iii）基于来自所述位置检测器件的输出数据，确定所述驱动构件与所述药筒活塞接合以对应于所述剂量开始位置，以及

（iv）操作所述马达以使所述驱动构件从所述剂量开始位置运动到所述剂量结束位置以对应于所述设定剂量，

其中，在所述驱动构件从所述初始位置运动到所述剂量结束位置时，所述马达持续地操作。

13.根据权利要求12所述的操作药物输送装置的方法，其中，基于时移计算来确定所述剂量开始位置。

14.根据权利要求13所述的操作药物输送装置的方法，其中，在所述驱动构件已经接合所述药筒活塞之后确定所述剂量开始位置。

15.根据权利要求13所述的操作药物输送装置的方法，其中，在所述驱动构件已经接合所述药筒活塞之前确定所述剂量开始位置。