JP2020518392A - 分散させた電子構成要素を有するカートリッジ - Google Patents

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Abstract

第1の態様によれば、医療カートリッジ内に配設されるように構成されたストッパが提供され、ストッパは、空洞を画成するシェルと、空洞内に配置されたコアと、コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイスとを含み、ここで、少なくとも1つの電子デバイスは、センサを含み、シェルは、感知信号を通すように構成される。

Description

本説明は、薬剤を放出するように構成された医療デバイス向けの装置に関し、より詳細には、手動で操作可能な注射デバイスのストッパに関する。
薬剤の注射による治療を必要とする様々な疾病が存在する。そのような注射は、医療従事者または患者自身によって適用される注射デバイスを使用して実行することができる。一例として、1型および2型の糖尿病は、たとえば1日1回または数回の薬物用量の注射によって、患者自身が治療することができる。たとえば、充填済みの使い捨て薬物ペンまたは自動注射器を、注射デバイスとして使用することができる。別法として、再利用可能なペンまたは自動注射器を使用することもできる。再利用可能なペンまたは自動注射器は、空の薬剤カートリッジを新しいものに交換することを可能にする。いずれのタイプのペンまたは自動注射器にも1組の使い捨て針が付属しており、これらの針は使用前に毎回交換される。
第1の態様によれば、医療カートリッジ内に配設されるように構成されたストッパが提供され、ストッパは、空洞を画成するシェルと、空洞内に配置されたコアと、コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイスとを含み、ここで、少なくとも1つの電子デバイスは、センサを含み、シェルは、感知信号を通すように構成される。
ストッパは、ストッパを加熱滅菌することができるように、少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスを断熱するシェルを含むことができる。ストッパは、少なくとも摂氏120度の温度で少なくとも20分間にわたって加熱滅菌することができる。ストッパは、実質的に剛性のシェルと、実質的に軟性のコアとを含むことができる。ストッパは、コアの圧縮を制限しながら、機械力を伝達することができるように、シェルと連係するように構成されたカバーを含むことができる。ストッパは、実質的に軟性のシェルと、実質的に剛性のコアとを含むことができる。少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスは、ストッパの外部に位置する少なくとも1つの電子デバイスと通信することができる。感知信号は、電磁信号または音響信号とすることができる。センサは、圧電デバイスを含むことができる。少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスは、エネルギー源を含むことができる。
ストッパは、実質的に分離できないシェルおよびコアを含むことができる。少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスは、無線トランシーバを含むことができる。無線トランシーバは、センサによって取得されたデータをストッパの外部の電子デバイスへ送信するように構成することができる。
別の態様によれば、カートリッジが提供され、カートリッジは、カートリッジハウジングと、カートリッジハウジング内に配設されるように構成されたストッパであって、空洞を画成するシェル、シェルの空洞内に嵌るようなサイズおよび形状のコア、ならびにコア内に埋め込まれた少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスを含み、ここで、少なくとも1つの電子デバイスは、センサを含み、シェルは、感知信号を通すように構成される、ストッパと、ストッパの外部に位置する少なくとも1つの外部電子デバイスであって、少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスと通信するように構成された少なくとも1つの外部電子デバイスとを含む。
少なくとも1つの外部電子デバイスは、カートリッジのねじ付ロッド区域(threaded rod area)内に位置することができる。カートリッジハウジングは、自動注射器で使用されるように構成することができる。
別の態様では、医療カートリッジを製造する方法が提供され、この方法は、少なくとも1つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込む工程と、コアをシェルに連結する工程であって、シェルが、コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイスに耐熱性を提供する、工程と、加熱滅菌を介してストッパを滅菌する工程と、ストッパをカートリッジ内へ組み立てる工程とを含む。
これらの技法の利点は、以下の態様を含む。いくつかの実施形態では、電子構成要素がカートリッジ内で分散され、それにより空間を節約し、注射器ペンに外部デバイスを連結する必要をなくすことができる。いくつかの実施形態では、1つまたはそれ以上の電子構成要素をストッパ内に埋め込むことができ、それにより空間をさらに節約することができる。
いくつかの実施形態では、製造および滅菌プロセスが簡単になり、組立ての複雑さが低減されるため、ストッパ内に埋め込まれた少なくとも1つの電子構成要素を有することが有利である。他の実施形態では、ストッパ内にセンサが埋め込まれ、それによりセンサは、位置ベースの測定を行うのに有利な場所に配置される。位置ベースの測定により、体積を含む投与量情報を計算することが可能になる。
いくつかの実施形態では、ストッパのシェル(またはコア)によって提供される耐熱性により、熱に敏感な電子機器をコア内に埋め込んで加熱滅菌にかけることが可能になる。電子機器を埋め込むことができるため、ストッパを一体として加熱滅菌することができ、または加熱滅菌前にストッパをカートリッジ内に埋め込むことができ、それにより簡単な組立てプロセスが可能になる。
1つまたはそれ以上の実施形態の詳細について、添付の図面および以下の説明に記載する。他の機能、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
注射デバイスの分解図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、剛性シェルおよび軟性コアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 図2Aのストッパの上面図である。 ストッパの別の例の図である。 カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、軟性シェルおよび剛性コアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 図3Aのストッパの上面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、剛性シェルおよび軟性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれており、ストッパが剛性カバーを有する横断面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、軟性シェルおよび剛性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。 無線トランシーバ、エネルギー源、およびセンサがストッパ内に配設されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 センサがストッパ内に配設され、少なくとも1つのリードを介して外部エネルギー源に連結されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 無線トランシーバ、エネルギー源、およびセンサがストッパの外部に配設されている医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 無線トランシーバおよびセンサがストッパ内に配設され、エネルギー源がストッパの外部に配設されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 プランジャのねじ山付き遠位端内へ埋め込まれた電子機器を有する使い捨てシリンジの横断面図である。 プランジャのねじ山付き遠位端内へ埋め込まれた電子機器を有する使い捨てシリンジの横断面図である。 分散させた電子素子を有するカートリッジを製造するプロセスを示す流れ図である。 カートリッジ内に配設され、無線システムと通信するストッパの横断面図である。 図11Aおよび図11Bは、カートリッジ内に配設され、圧電システムと通信しているストッパの横断面図である。 図12Aおよび図12Bは、カートリッジ内に配設されたストッパおよびペルティエ熱電デバイスの横断面図である。
様々な図面内の同様の参照記号は、同様の要素を示す。
いくつかのカートリッジベースの注射および医療シリンジシステムは、デバイスの交換可能な部分(たとえば、カートリッジストッパまたはカートリッジハウジング)内に電子機器を含む場合、使用前に滅菌するのが困難である。いくつかの例では、カートリッジストッパは、電子構成要素が内側に埋め込まれた状態で加熱滅菌することができる。たとえば、少なくとも部分的に耐熱性材料から作られ、または耐熱性の被覆によって被覆されたストッパは、加熱滅菌プロセス中に埋込み型の電子構成要素への保護を提供することができる。いくつかの例はまた、少なくとも1つの電子構成要素が内側に埋め込まれた加熱滅菌されたストッパに、追加の電子構成要素(たとえば、エネルギー源)を追加または連結することを有効にする。
図1は、注射デバイス100の分解図である。図1の注射デバイス100は、充填済みの使い捨て注射ペンであり、ハウジング110と、カートリッジハウジング104を有するカートリッジ114とを含み、カートリッジハウジング104にニードルアセンブリ115を取り付けることができる。ニードルアセンブリ115の針109は、内側ニードルキャップ116および外側ニードルキャップ117によって保護され、外側ニードルキャップ117は、キャップ118によってさらに覆うことができる。注射デバイス100から放出予定の薬剤用量は、投与量ノブ112を回すことによって選択することができ、選択された用量は、次いで投与量窓またはディスプレイ113を介して表示される。ディスプレイは、たとえばデジタルディスプレイを含むことができる。投与量窓113は、注射デバイス100のうち選択された投与量を見ることができるセクションに関することが理解されよう。
以下でさらに説明するように、注射デバイス100は、1つまたはそれ以上の電子構成要素122、124を含むことができ、たとえば、そのうちのいくつかはストッパ108内に含むことができ、そのうちのいくつかはストッパ108の外側に含むことができる。
投与量ノブ112を回すことで、機械的クリック音を引き起こし、音響フィードバックを使用者に提供する。投与量ディスプレイ113内に表示される数字は、ハウジング110内に収容されるスリーブ上に印刷されており、カートリッジ114内のピストンと機械的に相互作用する。針109が患者の皮膚部分に突き刺されて、次いで注射ボタン111が押されたとき、ディスプレイ113内に表示されるインスリン用量が、注射デバイス100から放出される。注射中、プランジャアームの輪郭として示されている駆動機構106が、ストッパ108をカートリッジ内へ駆動して薬物を排出する(たとえば、カートリッジ114)。注射ボタン111が押された後、注射デバイス100の針109が特定の時間にわたって皮膚部分内に留まると、用量の大部分は実際に患者の体内へ注射される。
注射デバイス100は、使い捨てまたは取外し可能とすることができる。
図2Aは、注射デバイス(たとえば、注射デバイス100)内に配設されるように構成されたストッパ200の一実施形態の横断面図であり、ストッパ200は、剛性シェル202および軟性コア204を有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている。ストッパ200は、実質的に剛性のシェル202および実質的に軟性のコア204を含む。この実施形態では、シェル202およびコア204は、製造後は実質的に分離できない。「実質的に分離できない」とは、コア204およびシェル202が分離された場合、不可逆性のデカップリングを受けるはずであることを意味する。たとえば、コア204およびシェル202は、実質的に分離できないとき、コア204をシェル202から簡単にはじき出すだけで分離することはできない。
たとえば、コア204は、空気または化学薬品に露出されたときに硬化する実質的に軟性の材料をシェル202に充填した(たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる)ときに形成することができる。たとえば、実質的に軟性の材料は、エポキシ、樹脂、または別の硬化する軟性材料とすることができる。この充填プロセスによって、コア204およびシェル202は単体として一体化されているはずであるため、コア204をシェル202から取り出すことは困難なはずである。コア204は、埋込み型の電子デバイス206a、206b、および206cを収容する。一実施形態では、電子デバイス206a、206b、および206cは、シェル202の空洞内へ挿入することができ、次いで電子デバイス206a、206b、および206cを取り囲んでコア204を形成するように、空洞内へ実質的に軟性の材料を導入することができる。ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、シェル202は封止要素208(たとえば、Oリング)と連係して、カートリッジとの封止インターフェースを提供する。
シェル202およびコア204のために選択される材料は、硬度、弾性、および耐熱性または断熱性に基づいて選択される。いくつかの実施形態では、シェル202およびコア204は、様々な弾性を有するポリマー材料から作られる。いくつかの実施形態では、たとえばテフロンとしても知られているポリテトラフルオロエチレン(PTFE)被覆などの耐熱性の被覆をコア204に施して、耐熱性を増大させることもできる。いくつかの場合、シェルは、薬剤に接触する表面203で、薬剤に適合するように選択された材料、たとえばPP、PE、POC、POP、PTFE、またはブチルゴムから作ることができる。被覆に対する代替として、図2Cに示すように、適合している材料が、シェルのうち表面203で薬剤に接触する第1の部分202aを形成し、別の材料が、シェルのうち薬剤に接触しない第2の部分202bを形成するように、適合している材料を別の材料と共成形しまたは組み立てる(たとえば、スナップ機能を使用)こともできる。シェル202およびコア204のために選択される材料はまた、センサ信号が通過することが可能になるように選択される。
埋込み型の電子デバイスは、たとえば、センサ、エネルギー源、マイクロコントローラ、無線トランシーバ、およびエネルギーハーベスティングデバイスを含むことができる。埋込み型の電子機器206a、206bおよび206cは、単なる代表例である。任意の数の埋込み型の電子機器が存在することができる。センサは、たとえば圧電デバイスなどのセンサ/トランシーバデバイスとすることができる。センサ/トランシーバは、ストッパを介して、たとえば超音波、音響、光、または他の信号などの感知信号を送信し、応答を測定することができる。音響信号は、機械または振動エネルギーを含むことができる。受け取った応答は、応答を受け取ってカートリッジの状態を計算することができるコントローラ(たとえば、埋込み型または外部のマイクロコントローラ)へ提供することができる。カートリッジの状態は、たとえば、カートリッジ内の薬剤の充填レベルまたはストッパの位置に対応することができる。カートリッジの状態は、注射された薬剤用量の測定を可能にすることができる。
エネルギー源は、電池、キャパシタに負荷をかけることによってエネルギーを生成するデバイス、太陽電池式などとすることができる。無線トランシーバは、外部電子デバイスならびにセンサおよびエネルギー源と通信することができる。外部電子デバイスは、コントローラとすることができ、センサから受け取ったデータを外部データベースへ通信することができる。無線トランシーバは、たとえばBluetooth、NFC、または無線周波数を含む任意の知られている無線通信技法を使用して通信することができる。コントローラとの通信は、一方向または双方向とすることができる。いくつかの実施形態では、センサデバイスから外部データベースへ伝達されたデータは、デバイスの識別に関係する情報、たとえば固有の数字、較正データ、生産ロット情報、デバイス材料情報、収納時間および生産時間に関係するデータ、ならびにセンサ測定に関係する情報(たとえば、測定時間、温度、距離、光信号、音響信号のようなセンサ測定結果)を含む。いくつかの実施形態では、外部データベースデバイスからくるコントローラへのデータは、「ウェイクアップ」信号、測定のためのトリガ、時間情報、または較正データに関する情報を含む。
図2Bは、図2Aのストッパ200の上面図である。シェル202はコア204を取り囲み、封止要素208と連係し、封止要素208は、ストッパ200がカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジに対する封止インターフェースを形成する。封止インターフェースは、注射デバイスによって送達予定の薬剤の滅菌状態を保存するために必要とされるカートリッジ内の滅菌バリアの少なくとも一部を形成することができる。
いくつかの実施形態では、シェル202は、金属、ポリマー(たとえば、COC、PA、PP、PE、POM、PS、ABS、COPなど)、ガラス、またはセラミックなどの剛性の材料から構築される。いくつかの実施形態では、電子デバイス(または電子アセンブリ)206a、206b、206cは、センサ、電源(たとえば、電池)、コントローラ、無線通信モジュール(たとえば、Bluetooth、NFC、Bluetooth LE、任意のRF、IrDA)、音響モジュール、メモリ、オンオフスイッチ、感熱素子、圧力センサなどのうちの1つまたはそれ以上を含む。いくつかの実施形態では、封止部材208は、第1の材料から作られ、シェル202は、第1の部材の材料と比較すると圧縮性がより低い第2の材料から作られ、シェル202は、コア204を収容するためのレセプタクルとして形成される。いくつかの実施形態では、電子デバイス206a、206b、206cおよびコア204は、スナップ機能、接着剤、溶接、US溶接、熱溶接、または他の手段を使用して、シェル202に連結される。いくつかの実施形態では、コア204は、シェル202に取外し可能に連結される。いくつかの実施形態では、封止部材208は、天然ゴムまたは任意の生体適合性ゴム組成物から作られる。いくつかの実施形態では、コア204は、ストッパ200に対する任意の適した衝撃(たとえば、駆動機構106からの力)によって電子機器デバイス206a、206b、206cをトリガするように構成されたオンオフスイッチを含む。
図2Dは、カートリッジ600内に配設されたストッパ200の横断面図である。図示のストッパ200の様々な機能は、図3Aおよび図3Bに関して上述した。ストッパ200は、以下の図の任意のストッパに置き換えることができ、ストッパ300に関して本明細書に説明したのと同様に、カートリッジ600と連係するはずである。カートリッジ600は、カートリッジ600の開端を封止するようにストッパ200の封止要素208と連係するハウジング602を含む。いくつかの実施形態では、カートリッジ600のキャップ604とストッパ200のシェル202との間の空間内に薬剤(たとえば、医療流体または薬物)が配設される。いくつかの実施形態では、埋込み型の電子機器206a、206b、および206cは、カートリッジ600内のストッパ200の位置を感知するために信号を送受信するように構成されたセンサを含む。
一例では、送信器(たとえば、電子機器デバイス206a、206b、および206cのうちの1つ)が、第1の時間t1に音波を送信する。第1の時間t1(たとえば、音波の送信時間)を外部デバイスへ提供することができる。音波は、ストッパ200内の送信器からカートリッジ600の遠位端の方へ伝播し、カートリッジ600または反射器(図示せず)の表面から反射される(たとえば、跳ね返される)。音波の反射(たとえば、反射波)は、カートリッジ600の遠位端(すなわち、キャップ604を有する端部)からストッパ200内のセンサの方へ伝播する。反射波は、第2の時間t2に受信される。音波の速度は、カートリッジ内の薬剤中の既知の音の速度である。音波の送信と受信との間の経過時間は、t2−t1である。経過時間に音の速度を掛けて、波が送信器からカートリッジ600の遠位端へ移動してセンサへ戻ってきた距離を判定する。この移動距離を2で割って、ストッパ200とカートリッジ600の遠位端との間の距離を判定する。カートリッジ600内の薬剤の体積(たとえば、カートリッジ600内でストッパ200と近位端との間に密閉されている薬剤の体積)は、判定された距離にカートリッジ600の断面積を掛けることによって判定される。投与前と投与後に判定されたカートリッジ600内の薬剤の体積の差が、患者に投与された用量に対応する。
図3Aは、注射デバイス100内に配設されるように構成されたストッパ300の横断面図であり、ストッパ300は、軟性シェル302および剛性コア304を有し、コア304内に電子デバイス306a、306b、306cが埋め込まれている。いくつかの実施形態では、剛性コア304には、プランジャに押されることによる変形から電子機器デバイス306a、306b、306cを保護するという利点がある。これにより、確実なセンサ信号が保証される。別の利点は、注射中のストッパ300からの弾性作用がより小さいため、剛性コア304がより良好な注射用量精度をもたらすことである。これはまた、注射中の保持時間を短縮するのに役立つ。軟性シェル302のこの文脈で、軟性とは、低い弾性係数(e−module)(高い弾性変形ならびに低い残留変形および応力)を特徴とする粘弾性材料、たとえば天然ゴム、熱可塑性エラストマ(TPE)、ブチルゴム、ネオプレン、フルオロエラストマ、シリコーンゴムなどを意味する。ストッパ300は、実質的に軟性のシェル302および実質的に剛性のコア304を含む。この実施形態では、シェル302およびコア304は、製造後は実質的に分離できない。たとえば、シェル302は、実質的に軟性の材料を使用して(たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる)、実質的に剛性のコア304の周りにシェル302を成形することによって形成することができる。コア304は、埋込み型の電子デバイス306a、306b、および306cを収容する。一実施形態では、実質的に剛性の材料を、硬化していない軟性の状態で電子デバイス306a、306b、および306cの周りに成形することができ、これを固体化して剛性コア304を形成することができる。別の実施形態では、電子デバイス306a、306b、306cを、硬化していない軟性の状態で実質的に剛性の材料内へ導入することができ、その後、実質的に剛性の材料が固体化して剛性コア304を形成する。一体化された封止要素308は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、ストッパとカートリッジの内壁との間に封止インターフェースを提供するように構成される。
軟性シェル502には、1つの構成要素内にシェル機能および封止機能を有するという利点がある。しかし、製造プロセスでは、組立てのために軟性またはエラストマのシェル材料を取り扱うことはより困難になることがある。剛性シェルは、製造プロセス中に取り扱う/保持するのがより容易であり、より良好な投与精度をもたらすことができるが、カートリッジへの封止インターフェースを提供するために、Oリングのような別個の封止要素を必要とする。実質的に剛性のコアには、製造中の取扱いがより容易になり、可能なストレスに敏感なセンサ素子の保護がより良好になるという利点がある。
シェル302およびコア304を作製することができる様々な材料、ならびにコア内に埋め込むことができる様々な電子デバイスは、図2Aに関して上述した。加えて、ストッパは薬剤に接触するように構成されるため、シェルのための材料は医療グレードとすることができる。
図3Bは、図3Aのストッパの上面図である。シェル302は、コア304を取り囲み、一体化された封止要素308を含み、封止要素308は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、カートリッジとの封止インターフェースを形成する。封止インターフェースは、注射デバイスによって送達予定の薬剤の滅菌状態を保持するために必要とされるカートリッジ内の滅菌バリアの少なくとも一部を形成することができる。
たとえば加熱滅菌プロセスを使用することによって、図2A、図2B、図3A、および図3Bの単体のストッパを滅菌することができる。例示的な加熱滅菌プロセスでは、ストッパは、摂氏約120度の温度で約20〜30分間にわたって滅菌されるはずである。
いくつかの実施形態では、コア304は、金属、ポリマー(たとえば、COC、PA、PP、PE、POM、PS、ABS、COPなど)、ガラス、またはセラミックなどの剛性の材料から構築される。いくつかの実施形態では、電子デバイス(または電子アセンブリ)306a、306b、306cは、センサ、電源(たとえば、電池)、コントローラ、無線通信モジュール(たとえば、Bluetooth、NFC、Bluetooth LE、任意のRF、IrDA、音響モジュール、メモリ、オンオフスイッチ、感熱素子、圧力センサなど)のうちの1つまたはそれ以上を含む。いくつかの実施形態では、封止部材308は、第1の材料から作られ、シェル302は、第1の部材の材料と比較すると圧縮性がより低い第2の材料から作られ、シェル302は、コア304を収容するためのレセプタクルとして形成される。いくつかの実施形態では、電子デバイス306a、306b、306cおよびコア304は、スナップ機能、接着剤、溶接、US溶接、熱溶接、または他の手段を使用して、シェル302に連結される。いくつかの実施形態では、コア304は、シェル302に取外し可能に連結される。いくつかの実施形態では、封止部材308は、天然ゴムまたは任意の生体適合性ゴム組成物から作られる。いくつかの実施形態では、コア304は、ストッパ300に対する任意の適した衝撃(たとえば、駆動機構106からの力)によって電子機器デバイス306a、306b、306cをトリガするように構成されたオンオフスイッチを含む。
図4は、注射デバイス100内に配設されるように構成されたストッパ400の横断面図であり、ストッパ400は、剛性シェル402および軟性の挿入可能なコア404を有し、コア404内に電子デバイス406a、406b、406cが埋め込まれており、ストッパ400は剛性のカバー410を有する。ストッパ400は、実質的に剛性のシェル402および実質的に軟性のコア404を含む。この実施形態では、シェル402およびコア404は別個に製造され、後の組立て工程でコア404がシェル402内へ挿入される。たとえば、コア404は、実質的に軟性の材料(たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる)ならびに埋込み型の電子デバイス406a、406b、および406cを成形型に充填したときに形成することができ、その後、実質的に軟性の材料が凝固(たとえば、硬化、固体化など)する。別の実施形態では、実質的に軟性の材料が電子デバイス406a、406b、および406cの周囲に導入され、コア404を形成するように成形される(たとえば、切断、成形型内への注入など)。シェル402は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジとの封止インターフェースを提供するために、封止要素408と連係する。
ストッパ400はまた、実質的に剛性のシェル402およびプランジャ1160(図11Aおよび図11B)と連係するように構成された実質的に剛性のカバー410を含む。プランジャは、カバー410に力を与え、カバー410は、この力を剛性シェル402へ伝達するように構成される。プランジャは実質的に軟性のコア404を変形させることができるため(たとえば、圧縮による)、カバー410が取り外された場合、力の伝達は大幅に低減されるはずである。コア404の制限された圧縮は、コアがプランジャ行程の方向に5%を越えて変形されないことを意味し、ストッパ400とプランジャとの間でより効率的な力の伝達を可能にする。カバー410はまた、プランジャがシェル402の円周に沿って剛性シェル402の頂面に接触するとき、プランジャと連係するために有益な幾何形状を提供する。プランジャヘッドは、シェル402の頂面に接触するようなサイズとすることができ(たとえば、プランジャの直径がシェルの空洞の直径より大きい)、カバー410を含むことで、シェル上で力をより均一に分散させることができる。
図5は、注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパの横断面図であり、ストッパは、軟性シェルおよび剛性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている。ストッパ500は、実質的に軟性のシェル502および実質的に剛性のコア504を含む。この実施形態では、シェル502およびコア504は別個に製造され、後の組立て工程でコア504がシェル502内へ挿入される。たとえば、コア504は、実質的に剛性の材料(たとえば、実質的に剛性の材料の注入、射出などによる)ならびに埋込み型の電子デバイス506a、506b、および506cを成形型に充填したときに形成することができ、その後、実質的に剛性の材料が凝固(たとえば、硬化、固体化など)する。別の実施形態では、実質的に剛性の材料が電子デバイス506a、506b、および506cの周囲に導入され、コア504を形成するように成形される(たとえば、切断、成形型内への注入など)。一体化された封止要素508が、ストッパがカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジに対する封止インターフェースを提供するように構成される。
図4および図5の2つの部品からなるストッパのコア404および504は、シェル402および502がカートリッジ内へ挿入された後に挿入することができる。シェルおよびカートリッジは、加熱滅菌することができる。埋込み型の電子機器を含むコア404および504は、カートリッジが滅菌された後、ストッパのシェルによって形成された空洞内に押し込むことができる。
図6は、カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。図示のストッパの様々な機能は、図3Aおよび図3Bに関して上述した。ストッパ300は、上述の図の任意のストッパに置き換えることができ、ストッパ300に関して本明細書に説明したのと同様に、カートリッジと連係するはずである。カートリッジ600は、ストッパ300の封止要素308と連係するハウジング602を含む。カートリッジのキャップ604とストッパのシェル302との間の空間内に薬剤を配設することができる。埋込み型の電子機器306a、306b、および306cは、カートリッジ600内のストッパ300の位置を感知するために感知信号を送受信することができるセンサ310を含むことができる。
センサ310は、たとえば圧電デバイスなどのセンサ/トランシーバデバイスとすることができる。センサ/トランシーバは、ストッパ300を介して、たとえば超音波、音響、光、または他の信号などの感知信号を送信し、応答を測定することができる。音響感知信号を送信し、応答を測定したことに基づいて、投与量を判定する1つの実装は、図2Dに関して上述した。受信した応答は、コントローラ(たとえば、埋込み型または外部のマイクロコントローラ)へ提供することができ、コントローラは、その応答を受信して、カートリッジ600の状態を計算することができる。カートリッジ600の状態は、たとえば、カートリッジ600内の薬剤の充填レベルまたはストッパ300の位置に対応することができる。カートリッジの状態は、注射された薬剤の用量の測定を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、上述したストッパ300の位置を測定するために、様々な測定方法が使用される。システムまたはカートリッジ600内の固定の位置に対するストッパ300の動きとともに変化する特定の信号を生成する必要がある。この固定の位置は、カートリッジ600の内側、たとえば決して動かないカートリッジ600のセプタム区域、もしくはカートリッジ600の別の剛性の壁とすることができ、もしくはこの目的でカートリッジ内へ導入することができる要素とすることができ、または基準は、カートリッジの外側、たとえばハウジング部材のような注射デバイスの要素とすることもできる。いくつかの実施形態では、センサは、光源(たとえば、LED)からの光を固定の区域へ送出し、軽減された光を光検出器によって受信することによって、光信号の変化を測定する。軽減の強度は、距離に相関することができる。別の可能性は、信号(たとえば、音響信号)が送信器から固定の位置へ移動し、送信器に近接して位置する受信器へ戻ってくるために必要とされる時間の変化を測定することである。別の実施形態では、動いているストッパ300内で信号(光、音響、容量性など)を固定の位置から受信器へ送信して、ストッパの移動中の信号の変化を測定し、その変化をカートリッジ600内のストッパの位置に相関させることができる。
図7A〜図7Dに示す概略図は、ストッパ702に対する様々な電子構成要素の場所および向きを説明する。図7Aは、医療カートリッジ600のための分散させた電子機器システム700の概略図であり、ストッパ702内には無線トランシーバ704、エネルギー源706、およびセンサ708が配設されている。この実施形態では、ストッパは、3つの埋込み型の電子デバイスを含み、カートリッジ600は、埋込み型の電子デバイスと通信する外部電子デバイスを収容しない。外部電子デバイスが必要とされないとき、カートリッジ内の空間を節約することができ、かつ/または注射器ペンに連結された外部デバイスの必要をなくし、組立てを簡略化することができる。加えて、必要とされる電子構成要素がすべてストッパ内に含まれるとき、カートリッジをより容易に組み立てられる。
図7Bは、医療カートリッジ600のための分散させた電子機器システム700の概略図であり、センサ708は、ストッパ702内に配設され、少なくとも1つのコネクタ710を介して外部エネルギー源706に連結される。この実施形態では、センサ708は、エネルギー源706がセンサ708に電力を提供することができるように、エネルギー源706に電気的に連結しなければならない。この実施形態では、電気接続は、コネクタ710によってセンサおよびエネルギー源を互いに有線接続することによって実現される。これらのワイアは、ストッパ702(図2A)のコアまたはシェル内に埋め込むことができる。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができないエネルギー源706の使用を可能にする。
図7Cは、医療カートリッジ600のための分散させた電子機器システム700の概略図であり、無線トランシーバ704、エネルギー源706、およびセンサ708が、ストッパ702の外部に配設される。この実施形態では、電子機器704、706、および708は、ストッパ702の外側のカートリッジ600内に配設され、たとえば、カートリッジアセンブリ(図8Aおよび図8B)のねじ付ロッド部分内に位置することができる。この実施形態では、センサ708によって出力される感知信号は、ストッパ702を通って進み、センサ708へ戻って、ストッパ702の位置決めに関するデータを集めることが可能でなければならない。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができない電子構成要素の使用を可能にする。
図7Dは、医療カートリッジ600のための分散させた電子機器システム700の概略図であり、無線トランシーバ704およびセンサ708は、ストッパ702内に配設され、エネルギー源706は、ストッパ702の外部に配設される。この実施形態では、ストッパの外側のカートリッジ内に配設される電子機器(たとえば、エネルギー源)は、たとえば、カートリッジアセンブリのねじ付ロッド部分内に位置することができる。ねじ付ロッド部分内に位置する電子機器の実施形態は、図8Aおよび図8Bに関して以下に示す。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができないエネルギー源706の使用を可能にする。加熱滅菌プロセスに耐えることができる電子構成要素、本明細書では無線トランシーバ704およびセンサ708は、空間を節約し、かつ/または位置ベースの測定にとって有利な配置を提供するために、ストッパ内に埋め込まれる。
図8Aおよび図8Bは、プランジャ860のねじ山付き遠位端861内へ埋め込まれた電子機器862を有する使い捨てシリンジ800の横断面図である。ストッパ802は、中心空洞859内へ延びるねじ山付き機能852を含む。プランジャ860の遠位端861は、プランジャロッド860をストッパ802に固定するように配置された対応するねじ山付き機能862を含む。上記で詳述したように、ストッパ802は、ストッパ802の周辺部に配設された複数の封止部材808を使用してカートリッジに封止係合され、ここでカートリッジは、シリンジのハウジング801として示されている。動作の際、図8Bに示すように、プランジャ860の遠位端861は、ストッパ802と接触するように動かされ(たとえば、矢印897)、ストッパ802とねじ係合するように回転させられる(たとえば、矢印898)。この構成で、電子機器デバイス806は、ストッパ802内に配設されており、いくつかの実施形態では、シリンジ800のハウジング801内のストッパ802の位置または注射動作が行われたかどうかを判定するために、感知信号870を発するように配置される。
図8Bに示すように、プランジャ860に力899が印加され(たとえば、シリンジ800の患者または臨床医の操作者による)、プランジャ860は、シリンジ800のハウジング801内でストッパ802を駆動して、薬剤80の少なくとも一部分をシリンジ800から放出する。図8Aおよび図8Bの使い捨てシリンジ800の構成の1つの利益は、プランジャ860をストッパ802へ導入する前にシリンジハウジング801およびストッパ802を加熱滅菌にかけることができ、したがってプランジャ860の遠位端861内に含まれた電子デバイス806を加熱滅菌にかける必要をなくすことである。
図8Aおよび図8Bに示す実施形態では、1つまたはそれ以上の電子デバイスをストッパ802内に埋め込むことができる。1つまたはそれ以上の埋込み型の電子デバイスは、プランジャ860のねじ付遠位端861内に配設された電子機器デバイス806と通信することができる。少なくとも1つの埋込み型の電子デバイスを有するストッパは、剛性シェルを含むことができ、または図2Aに関連して論じたように加熱滅菌することができる。この実装の別の利点は、電子機器デバイス806が滅菌プロセス外にあることである。電子機器デバイス806が、典型的な製造プロセスで、より容易かつ安価に製造することができる。輸送の観点から、電子機器デバイス806の導入を後の製造工程で行うことができ、これには、収納時間を最適化することができるため、電池寿命に関して利点がある。
図9は、分散させた電子素子を有する医療カートリッジを製造するプロセス900を示す流れ図である。プロセスは、少なくとも1つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込むこと(902)を含む。電子デバイスのタイプおよび特性は、図2Aに関して上述した。加えて、ストッパのコアを製造する材料も、図2Aに関して上記で論じた。このプロセスはまた、コアをシェルに連結すること(904)を含み、シェルは、コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイスに耐熱性を提供する。コアをシェルに連結することは、図2Aおよび図3Aに関して説明したように、実質的に分離できない単体のストッパを形成することを含むことができ、または図4および図5に関して説明したように、事前に形成されたコアをシェル内へ挿入して、分離可能な2つの部品からなるストッパを作製することを含むことができる。このプロセスはまた、加熱滅菌を介してストッパを滅菌すること(906)を含む。例示的な加熱滅菌プロトコルでは、ストッパは、少なくとも摂氏120度の温度で20〜30分間にわたって滅菌される。このプロセスはまた、ストッパをカートリッジ内へ組み立てること(908)を含む。ストッパをカートリッジ内へ組み立てることで、カートリッジの空洞内に薬剤を封止するための封止インターフェースを作製する。加えて、ストッパをカートリッジと組み立てたとき、ストッパのコア内に埋め込まれていない他の電子構成要素もカートリッジ内へ組み立てることができる。
図10は、カートリッジ内に配設され、無線システムによって給電されるストッパの横断面図である。エネルギーハーベスティングシステムの一例が、図10に示されている。図10は、カートリッジ1000のハウジング1001内に配設されたストッパ1002を含むカートリッジ1000を示す。ストッパ1002および封止要素1008はともに、ハウジング1001内に薬剤1011を収容し、ストッパ1002は、ストッパ1002の周辺部に配設された複数の封止要素1008を含み、封止要素1008は、ハウジング1001の内面に封止係合される。ストッパ1002はまた、ストッパ1002の開口部を密閉するキャップ1010を含み、この開口部内へ電子機器アセンブリ1071、1078、1079が挿入されている。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ1071、1078、1079は、キャップ1010によって一体化または保持されており、それによってキャップ1010をストッパ1002に固定することが、電子機器アセンブリ1071、1078、1079をストッパ1002の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ1071、1078、1079は、感知デバイス(S)1079、無線デバイス(WL)1078、および容量性デバイス(CE)1071を含む。
動作の際、感知デバイス1079は、ハウジング1001内のストッパ1002の位置を感知するように構成され、無線デバイス1078は、センサデバイス1079からの情報を通信するために外部電子デバイス(図示せず)と通信するように構成される。容量性デバイス1071は、カートリッジ1000に近接して位置する無線信号1081からの無線誘導充電によって、感知デバイス1079および無線デバイス1078へ電力を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、容量性デバイス1071は、カートリッジ1000内の感知デバイス1079によって測定を開始および実行し、無線デバイス1078を使用して結果を返信するのに十分なエネルギーを提供するために、近距離通信プロトコル(NFC)信号1081を介してたとえばスマートフォン1080から、または他の誘導性装荷手段を有する典型的な無線充電デバイスによって、電力を無線で受け取るように構成された容量性回路を含む。
図11Aおよび図11Bは、カートリッジ内に配設され、圧電システムによって給電されるストッパの横断面図である。エネルギーハーベスティングシステムの別の例は、カートリッジ内で測定を開始および実行し、結果を返信するのに十分なエネルギーを提供するために、圧電技術を使用して、たとえば注射器の取扱いまたは注射動作中に、ストッパとプランジャ(または、たとえば図11Aおよび図11Bのカートリッジ−ストッパのねじ山付きロッドシステム)との間で生じる機械的な力からエネルギーを収集することである。図11Aは、カートリッジ1100のハウジング1101内に配設されたストッパ1102と、ストッパ1102のキャップ1110に接触するように前進する(たとえば、矢印1197に沿って)プランジャ1160とを有するカートリッジ1100を示す。ストッパ1101および封止要素1108はともに、ハウジング1101内に薬剤1111を収容し、ストッパ1102は、ストッパ1102の周辺部に配設された複数の封止要素1108を含み、封止要素1108は、ハウジング1101の内面に封止係合される。キャップ1110は、ストッパ1102の開口部を密閉し、この開口部内へ電子機器アセンブリ1172、1178、1179が挿入され、キャップ1110は、プランジャ1160の力を受けて少なくとも部分的に撓むように、またはその他の方法でプランジャからの力を電子機器アセンブリ1172、1178、1179の一部分へ伝達することを有効にするように構成される。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ1172、1178、1179は、キャップ1110によって一体化または保持されており、それによってキャップ1110をストッパ1102に固定することが、電子機器アセンブリ1172、1178、1179をストッパ1102の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ1172、1178、1179は、感知デバイス(S)1179、無線デバイス(WL)1178、および圧電素子(PE)1172を含む。
動作の際、感知デバイス1179は、ハウジング1101内のストッパ1102の位置を感知するように構成され、無線デバイス1178は、センサデバイス1179からの情報を通信するために外部電子デバイス(図示せず)と通信するように構成される。圧電素子1172は、ストッパ1102に印加された力の一部分を電気エネルギーに変換することによって、感知デバイス1179および無線デバイス1178へ電力を提供するように構成される。図11Bに示すように、圧電素子1172は、プランジャ1160によってキャップ1110に印加された力によって、図8Aの位置1198から、図8Bの撓み位置1199へ変形される(矢印1197によって示す運動中)。圧電素子1172が位置1198から撓み位置1199へ変形されることで、エネルギーを吸収し、そのエネルギーの一部分を電気エネルギーに変換する。
図12Aおよび図12Bは、カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図であり、ストッパはペルティエ熱電デバイスを含む。一体化されたエネルギーハーベスティングデバイスの別の例は、ペルティエ素子などの熱電素子(TE)を含み、収納中のペンまたは注射器の冷蔵と、ペンまたは注射器の加温との間の温度差を、電気エネルギーに変換して、注射器/ペンのカートリッジ内で測定を開始および実行し、結果を返信するのに十分なエネルギーを提供することである。図12Aは、低温環境(たとえば、4℃)で収納されているカートリッジ1200を示し、カートリッジ1200は、カートリッジ1200のハウジング1201内に配設されたストッパ1202と、ストッパ1202のキャップ1210に位置するプランジャ1260とを有する。ストッパ1202および封止要素1208はともに、ハウジング1201内に薬剤1211を収容し、ストッパ1202は、ストッパ1202の周辺部に配設された複数の封止要素1208を含み、封止要素1208は、ハウジング1201の内面に封止係合される。キャップ1210は、ストッパ1202の開口部を密閉し、この開口部内へ電子機器アセンブリ1273、1278、1279が挿入され、キャップ1210またはストッパ1202は、電子機器アセンブリ1273、1278、1279へ熱エネルギーを少なくとも部分的に伝達するように構成される。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ1273、1278、1279は、キャップ1210によって一体化または保持されており、それによってキャップ1210をストッパ1202に固定することが、電子機器アセンブリ1273、1278、1279をストッパ1102の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ1273、1278、1279は、感知デバイス(S)1279、無線デバイス(WL)1278、および熱電素子(TE)1273を含む。
動作の際、感知デバイス1279は、ハウジング1201内のストッパ1202の位置を感知するように構成され、無線デバイス1278は、センサデバイス1279からの情報を通信するために外部電子デバイス(図示せず)と通信するように構成される。熱電素子1273は、熱電素子の温度が変化するときにエネルギーを生成することによって、感知デバイス1279および無線デバイス1278へ電力を提供するように構成される。図12Bに示すように、カートリッジ1200は、比較的高温の環境(たとえば、20℃)へ動かされ、熱電素子1273は、カートリッジ1200の外側の環境から熱エネルギーを吸収することによって加熱される(矢印1299によって示す温度遷移中)。熱電素子1273によって熱エネルギーを吸収することで、たとえば感知デバイス1279および無線デバイス1278に給電するための電気エネルギーを生成する。記載した機能は、デジタル電子回路内、もしくはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア内、またはこれらの組合せで実施することができる。この装置は、プログラム可能プロセッサによる実行のために、情報キャリア内で有形に実施されるコンピュータプログラム製品内、たとえば機械可読記憶デバイス内で実施することができ、方法工程は、プログラム可能プロセッサが、入力データ上の動作および出力の生成によって、記載した実施形態の機能を実行するための命令のプログラムを実行することによって、実行することができる。記載した構成は、有利には、データ記憶システム、少なくとも1つの入力デバイス、および少なくとも1つの出力デバイスとの間でデータおよび命令を受け取り、データおよび命令を送信するように連結された少なくとも1つのプログラム可能プロセッサを含むプログラム可能システム上で実行可能な1つまたはそれ以上のコンピュータプログラム内で実施することができる。コンピュータプログラムは、特定の動作を実行しまたは特定の結果をもたらすために、コンピュータ内で直接または間接的に使用することができる1組の命令である。コンピュータプログラムは、コンパイルまたは解釈された言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書き込むことができ、計算環境での使用に好適な独立プログラムまたはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは他のユニットを含む任意の形態で導入することができる。
シェルおよびコアを作製することができる様々な材料、ならびにコア内に埋め込むことができる様々な電子デバイスは、図2Aに関して上述した。加えて、ストッパは薬剤に接触するように構成されるため、シェルのための材料は医療グレードとすることができる。
本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、1つまたはそれ以上の薬学的に活性な化合物を説明するために本明細書において使用される。以下に説明されるように、薬物または薬剤は、1つまたはそれ以上の疾患を処置するための、様々なタイプの製剤の少なくとも1つの低分子もしくは高分子、またはその組合せを含むことができる。例示的な薬学的に活性な化合物は、低分子;ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質(たとえばホルモン、成長因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素);炭水化物および多糖類;ならびに核酸、二本鎖または一本鎖DNA(裸およびcDNAを含む)、RNA、アンチセンスDNAおよびRNAなどのアンチセンス核酸、低分子干渉RNA(siRNA)、リボザイム、遺伝子、およびオリゴヌクレオチドを含むことができる。核酸は、ベクター、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに組み込むことができる。これらの薬物の1つまたはそれ以上の混合物もまた、企図される。
「薬物送達デバイス」という用語は、薬物の体積を人間または動物の体内へ投薬するように構成された任意のタイプのデバイスまたはシステムを包含するものとする。体積は、典型的には、約0.5ml〜約10mlの範囲とすることができる。限定されるものではないが、薬物送達デバイスは、薬物の皮下、筋肉内、または血管内の送達のために構成されたシリンジ、針安全システム、ペン注射器、自動注射器、大容量デバイス(LVD)、ポンプ、潅流システム、または他のデバイスを含むことができる。そのようなデバイスは、針を含むことが多く、針は、小ゲージ針(たとえば、約24ゲージより大きく、27、29、または31ゲージを含む)を含むことができる。
特有の薬物と組み合わせて、本明細書に記載するデバイスはまた、必要とされるパラメータの範囲内で動作するようにカスタマイズすることができる。たとえば、特定の時間期間(たとえば、注射器に対して約3〜約20秒、およびLVDに対して約5分〜約60分)の範囲内で、低レベルまたは最小レベルの不快さ、または人的要因、保管寿命、有効期限、生体適合性、環境的考慮などに関係する特定の条件の範囲内とすることができる。そのような変動は、たとえば薬物の粘性が約3cP〜約50cPの範囲に及ぶことなどの様々な要因によって生じることがある。
薬物または薬剤は、薬物送達デバイスで使用するように適用された主要パッケージまたは「薬物容器」内に含むことができる。薬物容器は、たとえば、カートリッジ、シリンジ、リザーバ、または1つまたはそれ以上の薬学的に活性な化合物の保存(たとえば短期または長期保存)に適したチャンバを提供するように構成された他の容器とすることができる。たとえば、一部の実施形態では、チャンバは、少なくとも1日(たとえば1日から少なくとも30日まで)の間薬物を保存するように設計することができる。一部の実施形態では、チャンバは、約1カ月から約2年の間薬物を保存するように設計することができる。保存は、室温(たとえば約20℃)または冷蔵温度(たとえば約−4℃から約4℃まで)で行うことができる。一部の実施形態では、薬物容器は、薬物製剤の2つまたはそれ以上の成分(たとえば薬物および希釈剤、または2つの異なるタイプの薬物)を別々に、各チャンバに1つずつ保存するように構成された二重チャンバカートリッジとすることができ、またはこれを含むことができる。そのような実施形態では、二重チャンバカートリッジの2つのチャンバは、ヒトまたは動物の体内に投薬する前、および/または投薬中に薬物または薬剤の2つまたはそれ以上の成分間で混合することを可能にするように構成することができる。たとえば、2つのチャンバは、これらが(たとえば2つのチャンバ間の導管によって)互いに流体連通し、所望の場合、投薬の前にユーザによって2つの成分を混合することを可能にするように構成することができる。代替的に、またはこれに加えて、2つのチャンバは、成分がヒトまたは動物の体内に投薬されているときに混合することを可能にするように構成することができる。
本明細書において説明される薬物送達デバイスおよび薬物は、数多くの異なるタイプの障害の処置および/または予防に使用することができる。例示的な障害は、たとえば、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病に伴う合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症を含む。さらなる例示的な障害は、急性冠症候群(ACS)、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および/または関節リウマチである。
糖尿病または糖尿病に伴う合併症の処置および/または予防のための例示的な薬物は、インスリン、たとえばヒトインスリン、またはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド(GLP−1)、GLP−1類似体もしくはGLP−1受容体アゴニスト、またはその類似体もしくは誘導体、ジペプチジルペプチダーゼ−4(DPP4)阻害剤、または薬学的に許容される塩もしくはその溶媒和物、またはそれらの任意の混合物を含む。本明細書において使用される用語「誘導体」は、元の物質と構造的に十分同様のものであり、それによって同様の機能または活性(たとえば治療効果性)を有することができる任意の物質を指す。
例示的なインスリン類似体は、Gly(A21),Arg(B31),Arg(B32)ヒトインスリン(インスリングラルギン);Lys(B3),Glu(B29)ヒトインスリン;Lys(B28),Pro(B29)ヒトインスリン;Asp(B28)ヒトインスリン;B28位におけるプロリンがAsp、Lys、Leu、Val、またはAlaで置き換えられており、B29位において、LysがProで置き換えられていてもよいヒトインスリン;Ala(B26)ヒトインスリン;Des(B28−B30)ヒトインスリン;Des(B27)ヒトインスリンおよびDes(B30)ヒトインスリンである。
例示的なインスリン誘導体は、たとえば、B29−N−ミリストイル−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−パルミトイル−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−ミリストイルヒトインスリン;B29−N−パルミトイルヒトインスリン;B28−N−ミリストイルLysB28ProB29ヒトインスリン;B28−N−パルミトイル−LysB28ProB29ヒトインスリン;B30−N−ミリストイル−ThrB29LysB30ヒトインスリン;B30−N−パルミトイル−ThrB29LysB30ヒトインスリン;B29−N−(N−パルミトイル−γ−グルタミル)−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−(N−リトコリル−γ−グルタミル)−des(B30)ヒトインスリン;B29−N−(ω−カルボキシヘプタデカノイル)−des(B30)ヒトインスリン、およびB29−N−(ω−カルボキシヘプタデカノイル)ヒトインスリンである。例示的なGLP−1、GLP−1類似体およびGLP−1受容体アゴニストは、たとえば:リキシセナチド(Lixisenatide)/AVE0010/ZP10/リキスミア(Lyxumia)、エキセナチド(Exenatide)/エクセンディン−4(Exendin−4)/バイエッタ(Byetta)/ビデュリオン(Bydureon)/ITCA650/AC−2993(アメリカドクトカゲの唾液腺によって産生される39アミノ酸ペプチド)、リラグルチド(Liraglutide)/ビクトザ(Victoza)、セマグルチド(Semaglutide)、タスポグルチド(Taspoglutide)、シンクリア(Syncria)/アルビグルチド(Albiglutide)、デュラグルチド(Dulaglutide)、rエクセンディン−4、CJC−1134−PC、PB−1023、TTP−054、ラングレナチド(Langlenatide)/HM−11260C、CM−3、GLP−1エリゲン、ORMD−0901、NN−9924、NN−9926、NN−9927、ノデキセン(Nodexen)、ビアドール(Viador)−GLP−1、CVX−096、ZYOG−1、ZYD−1、GSK−2374697、DA−3091、MAR−701、MAR709、ZP−2929、ZP−3022、TT−401、BHM−034、MOD−6030、CAM−2036、DA−15864、ARI−2651、ARI−2255、エキセナチド(Exenatide)−XTENおよびグルカゴン−Xtenである。
例示的なオリゴヌクレオチドは、たとえば:家族性高コレステロール血症の処置のためのコレステロール低下アンチセンス治療薬である、ミポメルセン(mipomersen)/キナムロ(Kynamro)である。
例示的なDPP4阻害剤は、ビルダグリプチン(Vildagliptin)、シタグリプチン(Sitagliptin)、デナグリプチン(Denagliptin)、サキサグリプチン(Saxagliptin)、ベルベリン(Berberine)である。
例示的なホルモンは、ゴナドトロピン(フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン)、ソマトロピン(ソマトロピン)、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、およびゴセレリンなどの、脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストを含む。
例示的な多糖類は、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、たとえば、ポリ硫酸化形態、および/または、薬学的に許容されるそれらの塩を含む。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。ヒアルロン酸誘導体の例としては、HylanG−F20/Synvisc、ヒアルロン酸ナトリウムがある。
本明細書において使用する用語「抗体」は、免疫グロブリン分子またはその抗原結合部分を指す。免疫グロブリン分子の抗原結合部分の例は、抗原を結合する能力を保持するF(ab)およびF(ab’)2フラグメントを含む。抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、組換え型、キメラ型、非免疫型またはヒト化、完全ヒト型、非ヒト型(たとえばマウス)、または一本鎖抗体とすることができる。いくつかの実施形態では、抗体はエフェクター機能を有し、補体を固定することができる。いくつかの実施形態では、抗体は、Fc受容体と結合する能力が低く、または結合することはできない。たとえば、抗体は、アイソタイプもしくはサブタイプ、抗体フラグメントまたは変異体とすることができ、Fc受容体との結合を支持せず、たとえば、これは、突然変異したまたは欠失したFc受容体結合領域を有する。
用語「フラグメント」または「抗体フラグメント」は、全長抗体ポリペプチドを含まないが、抗原と結合することができる全長抗体ポリペプチドの少なくとも一部分を依然として含む、抗体ポリペプチド分子(たとえば、抗体重鎖および/または軽鎖ポリペプチド)由来のポリペプチドを指す。抗体フラグメントは、全長抗体ポリペプチドの切断された部分を含むことができるが、この用語はそのような切断されたフラグメントに限定されない。本発明に有用である抗体フラグメントは、たとえば、Fabフラグメント、F(ab’)2フラグメント、scFv(一本鎖Fv)フラグメント、直鎖抗体、二重特異性、三重特異性、および多重特異性抗体(たとえば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ)などの単一特異性または多重特異性抗体フラグメント、ミニボディ、キレート組換え抗体、トリボディまたはバイボディ、イントラボディ、ナノボディ、小モジュラー免疫薬(SMIP)、結合ドメイン免疫グロブリン融合タンパク質、ラクダ化抗体、およびVHH含有抗体を含む。抗原結合抗体フラグメントのさらなる例は、当技術分野で知られている。
用語「相補性決定領域」または「CDR」は、特異的抗原認識を仲介する役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内の短いポリペプチド配列を指す。用語「フレームワーク領域」は、CDR配列ではなく、CDR配列の正しい位置決めを維持して抗原結合を可能にする役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内のアミノ酸配列を指す。フレームワーク領域自体は、通常、当技術分野で知られているように、抗原結合に直接的に関与しないが、特定の抗体のフレームワーク領域内の特定の残基が、抗原結合に直接的に関与することができ、またはCDR内の1つまたはそれ以上のアミノ酸が抗原と相互作用する能力に影響を与えることができる。
例示的な抗体は、アンチPCSK−9mAb(たとえばアリロクマブ(Alirocumab))、アンチIL−6mAb(たとえばサリルマブ(Sarilumab))、およびアンチIL−4mAb(たとえばデュピルマブ(Dupilumab))である。
本明細書において説明される化合物は、(a)化合物または薬学的に許容されるその塩、および(b)薬学的に許容される担体を含む医薬製剤において使用することができる。化合物はまた、1つまたはそれ以上の他の医薬品有効成分を含む医薬製剤、または存在する化合物またはその薬学的に許容される塩が唯一の有効成分である医薬製剤において使用することもできる。したがって、本開示の医薬製剤は、本明細書において説明される化合物および薬学的に許容される担体を混合することによって作られる任意の製剤を包含する。
本明細書において説明される任意の薬物の薬学的に許容される塩もまた、薬物送達デバイスにおける使用に企図される。薬学的に許容される塩は、たとえば酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩は、たとえば、HClまたはHBr塩である。塩基性塩は、たとえば、アルカリもしくはアルカリ土類金属、たとえばNa+、もしくはK+、もしくはCa2+、またはアンモニウムイオンN+(R1)(R2)(R3)(R4)(式中、R1からR4は互いに独立して:水素、場合により置換されたC1〜C6−アルキル基、場合により置換されたC2〜C6−アルケニル基、場合により置換されたC6〜C10−アリル基、または場合により置換されたC6〜C10−ヘテロアリール基を意味する)から選択されるカチオンを有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、当業者に知られている。
薬学的に許容される溶媒和物は、たとえば、水和物またはメタノラート(methanolate)またはエタノラート(ethanolate)などのアルカノラート(alkanolate)である。
本発明の概念の完全な範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に記載する物質、構成、装置、方法、システム、デバイス、および実施形態の様々な構成要素に修正(たとえば、調整、追加、または削除など)を加えることができ、本発明は、そのような修正およびそのあらゆる均等物を包含することが、当業者には理解されよう。
本開示の複数の実施形態について記載した。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることが理解されよう。したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
80 薬剤
100 注射デバイス
104 カートリッジハウジング
106 駆動機構
108 ストッパ
109 針
110 ハウジング
111 注射ボタン
112 投与量ノブ
113 投与量窓
114 カートリッジ
115 ニードルアセンブリ
116 内側ニードルキャップ
117 外側ニードルキャップ
118 キャップ
122 電子構成要素
124 電子構成要素
200 ストッパ
202 剛性シェル
204 コア
206a 電子デバイス
206b 電子デバイス
206c 電子デバイス
208 封止要素
300 ストッパ
302 軟性シェル
304 剛性コア
306a 電子デバイス
306b 電子デバイス
306c 電子デバイス
308 封止要素
400 ストッパ
402 剛性シェル
404 コア
406a 埋込み型の電子デバイス
406b 埋込み型の電子デバイス
406c 埋込み型の電子デバイス
408 封止要素
410 カバー
500 ストッパ
502 軟性シェル
504 剛性の挿入可能なコア
506a 埋込み型の電子デバイス
506b 埋込み型の電子デバイス
506c 埋込み型の電子デバイス
508 封止要素
600 カートリッジ
602 カートリッジハウジング
604 キャップ
700 分散させた電子機器システム
702 ストッパ
704 無線トランシーバ
706 エネルギー源
708 センサ
710 コネクタ
800 使い捨てシリンジ
801 ハウジング
802 ストッパ
806 電子デバイス
808 封止部材
852 ねじ山付き機能
859 中心空洞
860 プランジャ
861 遠位端
862 対応するねじ山付き機能
870 感知信号
897 矢印
898 矢印
899 力
900 プロセス
902 電子デバイスを埋め込む
904 コアをシェルに連結する
906 ストッパを滅菌する
908 ストッパをカートリッジ内へ組み立てる
1000 カートリッジ
1001 ハウジング
1002 ストッパ
1008 封止要素
1010 キャップ
1011 薬剤
1071 容量性デバイス(CE)
1078 無線デバイス(WL)
1079 感知デバイス(S)
1081 無線信号
1080 スマートフォン
1100 カートリッジ
1101 ハウジング
1102 ストッパ
1108 封止要素
1110 キャップ
1111 薬剤
1160 プランジャ
1172 圧電素子(PE)
1178 無線デバイス(WL)
1179 感知デバイス(S)
1197 矢印
1198 位置
1199 撓み位置
1200 カートリッジ
1201 ハウジング
1202 ストッパ
1208 封止要素
1210 キャップ
1211 薬剤
1260 プランジャ
1273 熱電素子(TE)
1278 無線デバイス(WL)
1279 感知デバイス(S)
1299 矢印

Claims (15)

  1. 医療カートリッジ(600)内に配設されるように構成されたストッパ(300)であって:
    空洞を画成するシェル(302)と;
    空洞内に配置されたコア(304)と;
    該コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイス(306a、306b、306c)とを含み;
    ここで、該少なくとも1つの電子デバイスは、センサ(310)を含み、シェル(302)は、感知信号(870)を通すように構成される、前記ストッパ。
  2. シェル(302)は、ストッパ(300)を加熱滅菌することができるように、少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)を断熱する、請求項1に記載のストッパ(300)。
  3. ストッパ(300)は、少なくとも摂氏120度の温度で少なくとも20分間にわたって加熱滅菌することができる、請求項2に記載のストッパ(300)。
  4. シェル(302)は実質的に剛性であり、コア(304)は実質的に軟性である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のストッパ(300)。
  5. コア(304)の圧縮を制限しながら、機械力を伝達することができるように、シェル(302)と連係するように構成されたカバー(410)を含む、請求項4に記載のストッパ(300)。
  6. シェル(302)は実質的に軟性であり、コア(304)は実質的に剛性である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のストッパ(300)。
  7. センサ(310)は、圧電デバイス(1172)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のストッパ(300)。
  8. 少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)は、エネルギー源(706)を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のストッパ(300)。
  9. シェル(302)およびコア(304)は、実質的に分離できない、請求項1に記載のストッパ(300)。
  10. センサ(310)は、ストッパ(300)を通って感知信号(870)を送信するように構成され、センサ(310)は、応答を測定するように構成される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のストッパ(300)。
  11. カートリッジ(600)であって:
    カートリッジハウジング(602)と;
    該カートリッジハウジング(602)内に配設されるように構成されたストッパ(300)であって、
    空洞を画成するシェル(302);
    該シェル(302)の空洞内に嵌るようなサイズおよび形状のコア(304);ならびに
    該コア(304)内に埋め込まれた少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)を含み;
    ここで、該少なくとも1つの電子デバイス(306a、306b、306c)は、センサ(310)を含み、シェル(302)は、感知信号(870)を通すように構成される、ストッパ(300)と;
    該ストッパ(300)の外部に位置する少なくとも1つの外部電子デバイスであって、少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)と通信するように構成された少なくとも1つの外部電子デバイスとを含む、前記カートリッジ。
  12. シェル(302)は、ストッパ(300)を加熱滅菌することができるように、少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)に耐熱性を提供する、請求項11に記載のカートリッジ(600)。
  13. 少なくとも1つの埋込み型の電子デバイス(306a、306b、306c)は、無線トランシーバ(704)を含む、請求項11または12に記載のカートリッジ。
  14. 薬剤(80)を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載のカートリッジ(600)。
  15. 医療カートリッジ(600)を製造する方法(900)であって:
    少なくとも1つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込む工程(902)と;
    コアをシェルに連結する工程(904)であって、シェルが、コア内に埋め込まれた少なくとも1つの電子デバイスに耐熱性を提供する、工程と;
    加熱滅菌を介してストッパを滅菌する工程(906)と;
    ストッパをカートリッジ内へ組み立てる工程(908)とを含む、前記方法。
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