JP2022516494A - 物質の分離保管のための薬剤貯蔵部 - Google Patents

Abstract

本発明は、出口端部（４）と近位端部（７）との間に延在する、貯蔵部本体（２）と、出口端部（４）と近位端部（７）との間で、貯蔵部本体（２）内に使用前位置に配設された前部ピストン（８）と、前部ピストン（８）と近位端部（７）との間で、貯蔵部本体（２）内に配設された後部ピストン（９）と、出口端部（４）、貯蔵部本体（２）の第１の部分、および前部ピストン（８）によって画定された遠位チャンバー（１０）であって、遠位チャンバー（１０）が、第１の内容物（１８）を保持する、遠位チャンバー（１０）と、前部ピストン（８）、貯蔵部本体（２）の第２の部分、および後部ピストン（９）によって画定された近位チャンバー（１１）であって、近位チャンバー（１１）が、近位液体体積（１９）を含む第２の内容物（１２、１９）を保持する、近位チャンバー（１１）と、貯蔵部本体（２）内の前部ピストン（８）の前進位置で、前部ピストン（８）を通過する流体流を可能にする、バイパス手段（３）と、を含み、第２の内容物（１２、１９）が、所定の最小値を有する体積範囲内にある、近位ガス体積（１２）をさらに含む、薬剤貯蔵部（１）を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、医療使用のための貯蔵部に関し、特に、２つ以上のチャンバーを有する貯蔵部に関する。

一部の医療治療領域内では、少なくとも２つの薬剤の併用投与を含む併用療法は、相乗的または相加的効果のために有利である。例えば、糖尿病ケアにおいて、２型糖尿病の管理では、特定のインスリンおよびｇｌｐ－１産物の同時使用は、対象においてＨｂＡ_１ｃレベルを減少させ、それによって、血糖管理を改善することが示されている。

多くの薬剤は、身体内で有効であるために非経口的に投与されなければならず、これらのいくつか、例えば、インスリンおよびｇｌｐ－１は、１回以上の用量を毎日皮下に送達することを必要とする場合がある。皮下薬剤送達は、多くの人々が皮膚を通して注射針を挿入するという考えを嫌うため、しばしば不快感と関連する。針恐怖症にさえ苦しんでいる人の数は不明であり、これらの人々は、特に複数回の毎日の注射療法から逃れたいという強い願望を持っている。

したがって、１つの魅力的なシナリオは、単一の注射針を介して、薬剤を同時に、または実質的に同時に投与することによって、必要な皮膚浸透の数を減少させることである。一部の事例では、これは、活性成分の共製剤化によって達成可能であり、共製剤化生成物は、従来の注射装置を使用して投与される。他の場合では、例えば、活性成分が共製剤に適さない場合、個々の物質は、専用の発現手段の使用によって、単一の注射針を介して同時または連続的に発現され得る、二重チャンバーまたはマルチチャンバー、貯蔵装置の別個のチャンバーに格納される。

特許文献１は、固定して取り付けられた皮下針を有するカートリッジを有する自動注射器の形態の二重チャンバー貯蔵装置の実施例を開示している。装置の使用前の状態では、カートリッジは、前方液体医薬を前方チャンバーに、および後方液体医薬を後方チャンバーに保持する。２つの液体は、中間ピストンによって分離され、後部チャンバーは、後方ピストンによって近位に封止される。使用中に、応力を受けたばねの放出に応答して、プランジャーを前方に付勢し、後方ピストンを押し、後方液体医薬を加圧して、後方ピストンの動きを中間ピストンに伝達する。最終的に、ばねがプランジャーに前方バイアスを提供し続けるにつれて、これは、皮下針を介して前方液体医薬の排出をもたらし、その後、遠位に配置されるバイパスセクションを介して後方液体医薬の排出をもたらす。

特許文献２は、関連するＩＶ注入針の適切な挿入を確実にするための吸引処置を可能にするピストンカップリング配設を有する手動操作の混合装置の形態の二重チャンバー貯蔵装置の実施例を開示している。装置の使用前の状態では、乾燥薬剤または液体が前部チャンバーに保持されており、液体が後部チャンバーに保持されている。２つの物質は、前部ピストンによって分離され、後部チャンバーは、ピストンロッドが延在する後部ピストンによって近位に封止される。使用中、ピストンロッドは手動で前進し、後部ピストンを切断し、後部チャンバー液体を加圧して、後部ピストンの動きを前部ピストンに伝達する。ユーザーがピストンロッドを前方に押し続けると、前部ピストンは、バイパスセクションに入り、圧力が後部チャンバー液体をバイパスに押し込み、前部ピストンを通過して前部チャンバーに入るため、動かなくなる。前部チャンバーでは、後部チャンバーが圧縮するにつれて２つの物質が混合する。後部ピストンが最終的に前部ピストンに到達し、物質が完全に混合されると、ユーザーは、ピストンロッドの継続的な前進によって混合物質を排出することができる。

こうした装置の一般的な欠点は、保管中、経時的に、ピストン材料が貯蔵材料に接着する傾向にあるという事実であり、これは、薬剤混合および／または排出を開始するために、著しい静電気摩擦を克服しなければならないことを意味する。後部チャンバー内の液体の圧縮不能性により、２つのピストンは、前部ピストンがバイパスセクションに到達するまで同時に移動する。結果として、この静止摩擦を克服するために必要な力は、実際には、個々のピストンを解放するために必要な力の総和である。

手動で駆動されるピストンロッドの場合、ピストンが解放されているときの静止摩擦から運動摩擦への突然のシフトは、ユーザーが力入力を大幅に減少させることによって突然の加速を補償しようと試みるときに、ピストンの急激な前方運動を引き起こす可能性が高い。不快なユーザー体験であるだけでなく、実際には、後部チャンバー液体を前部チャンバーに過度に高速で移送することにつながる場合がある。前部チャンバーが乾燥粉末を担持して再構成される場合、移送プロセスは、望ましくない発泡にさえつながり得る。

特許文献１の自動注射器のようなばね駆動式注射装置に関連して、十分な解放力の可用性を確実にするために、ばねは比較的強力である必要がある。これの欠点は、摩擦が動的になると、実際の薬物排出に利用できる動力が非常に高くなり、不快なほど高速な送達につながる可能性があることである。さらに、強力なばねは、予荷重がかけられた状態での潜在的な中期間または長期間の保管期間中にクリープまたは破損を避けるために、より強力な接合注射装置部品を必要とし、注射装置のコストおよび重量の両方を増加させる。

米国特許第４，３９４，８６３号（Ｓｕｒｖｉｖａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．） 国際特許公開公報第２０１０／１３９７９３号（Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ Ａ／Ｓ）

先行技術の少なくとも１つの欠点を除去するかもしくは低減させること、または先行技術の解決策に対する有用な代替案を提供することが、本発明の目的である。

特に、本発明の目的は、２つ以上の物質を送達するための注射装置で使用するための薬剤貯蔵部を提供することであり、ここで、薬剤貯蔵部内で直列に配設されたピストンは、低減された力の適用によって移動し得る。

本発明のさらなる目的は、比較的小さな力入力に基づいて、単一の針インターフェースを介して複数の物質を送達するための薬剤送達装置を提供することである。

また、本発明の目的は、複数の初期段階で分離された物質の送達のための費用効果の高い自動注射装置を提供することである。

本発明のなおもさらなる目的は、２つ以上のチャンバーを有する薬剤貯蔵部を充填するための方法を提供することである。

本発明の開示では、上記の目的のうちの１つ以上に対処し、かつ／または、以下の文章から明らかである目的に対処する、態様および実施形態が記載される。

一態様では、本発明は、請求項１に記載の薬剤貯蔵部を提供する。

したがって、近位端部と出口端部との間に基準軸に沿って延在している、貯蔵部本体と、近位端部と出口端部との間で、貯蔵部本体内に使用前位置に配設された前部ピストンと、前部ピストンと近位端部との間で、貯蔵部本体内に配設された後部ピストンと、出口端部、貯蔵部本体の第１の部分、および前部ピストンによって画定された遠位チャンバーと、前部ピストン、貯蔵部本体の第２の部分、および後部ピストンによって画定された近位チャンバーと、前部ピストンの特定の前進位置（すなわち、使用前位置の遠位にある）で、前部ピストンを通過する流体流を可能にする、バイパス手段と、を含む、薬剤貯蔵部が提供されている。遠位チャンバーは、例えば、遠位液体体積または乾燥粉末を含む、第１の内容物を保持しており、近位チャンバーは、近位液体体積および近位ガス体積を含む、第２の内容物を保持している。近位ガス体積は、非液体結合ガス、すなわち、液体内の分子レベルに組み込まれていない、予め設定された最小値を有する体積範囲内にある、遊離ガスの体積である。

非液体結合ガスは、近位液体体積の表面部分と近位チャンバーの表面部分との間のガス体積として、または近位液体体積中のガス気泡として存在する。非液体が結合した近位ガス体積であることは、第２の内容物が液体のみからなる場合とは対照的に、第２の内容物が圧縮可能になるという意味で、近位チャンバーに弾性を提供する。これは、２つのピストンが同時にではなく、順次解放されるという効果を有する。十分な大きさの力が後部ピストンに加えられると、後部ピストンは、貯蔵部本体の内壁から解放され得、それによって、後部ピストンの移動に抵抗する力は、加えられた力が第２の内容物を介して前部ピストンに伝達される前に、静止摩擦力からより低い運動摩擦力にシフトすることになる。したがって、２つのピストンを動かすために必要な解放力は、第２の内容物が圧縮不能であり、２つの静止摩擦力を同時に克服しなければならない場合よりも低い。

結果として、薬剤送達装置で使用する場合、薬剤貯蔵部は、薬剤排出動作中により低い活性化力を提供する。自動注射装置については、例えば、これは、薬剤排出機構を駆動するために、より力の弱いばねが採用され得ることを意味する。より力の弱いばねは、予め装填された状態では、接合装置構成要素に負担をかけることが少なくなり、クリープもしくは破損のリスクを低減し、ならびに／または変形抵抗性材料および／もしくはもしくは構成の少ない使用を可能にし、それによって、薬剤送達装置のコストを削減する。

近位ガス体積がある体積範囲の所定の、または予め設定された最小値は、上述の効果を得るために必要なガスの量を反映する。この最小値は、貯蔵部本体の横方向寸法および後部ピストンの設計に依存し得る。ＩＳＯ１１０４０－４（２０１５）：プレフィルドシリンジ－パート４：注射用およびすぐに使用可能な充填可能シリンジ用のガラスバレル、（例えば、ＩＳＯ１１０４０－５（２０１２）：プレフィルドシリンジ－パート５：注射用のプランジャーストッパーに規定されるような外側構成を有するゴムピストンを採用する）に規定される貯蔵部を含む、薬剤の皮下自己投与によって実現されるような、注射または注入療法で一般的に使用されるタイプおよびサイズの薬剤貯蔵部について、発明者らは、近位チャンバーに十分な弾性を提供するために、１５μｌの最小ガス体積（例えば、６，３５ｍｍの内径を有する標準１ｍｌ長のＰＦＳに対して）が必要であることを確立し、これにより、２つのピストンの連続的な解放が可能となった。

体積範囲は、所定の、または事前設定された最大値をさらに有してもよく、この場合、体積範囲は、所定の閉体積範囲である。最大値は、例えば、最終製品の物理的寸法に関して、近位液体体積および／または製造業者の特定の実用的な考慮事項で安定性の問題を引き起こさないことが保証される最大量のガスを反映し得る。

薬剤貯蔵部の物理的サイズに対する要件を満たす最大ガス体積は、例えば、２００μｌ、１００μｌ、７５μｌ、または５０μｌであり得る。

最適な体積範囲は、前述の要件、ならびに特定の近位ガス体積によって生成される効果を考慮して確立または近似され得る。発明者らは、一部の事例では、所定の体積範囲［１５μｌ；２００μｌ］が好ましいが、他の事例では、例えば、所定の体積範囲［２０μｌ；５０μｌ］が好ましいと決定した。

本発明の一部の実施形態では、第１の内容物は、遠位液体体積および遠位（非液体結合）ガス体積を含み、ここで、遠位ガス体積は、近位ガス体積よりも小さい。

遠位液体体積は、第１の薬剤物質を含有してもよく、または含んでもよく、近位液体体積は、第２の薬剤物質を含有してもよく、または含んでもよい。

本発明の一部の実施形態では、近位ガス体積は、空気を含む。これは、貯蔵部本体が従来のクリーンルーム環境で充填され得るため、薬剤貯蔵部の製造に関連して特に魅力的である。

本発明の他の実施形態では、近位ガス体積は、近位液体体積との望ましくない化学反応のリスクを減少させるために、不活性ガスを含む。これらの実施形態では、貯蔵部本体は、不活性ガスのクリーンルーム環境で充填されてもよい。

薬剤貯蔵部は、例えば、貫通可能な隔壁が出口端部を閉じる、カートリッジタイプの貯蔵部であってもよく、またはシリンジタイプの貯蔵部であってもよい。後者のケースでは、薬剤貯蔵部は、杭打ち中空針、すなわち、出口端部に固定的に配設され、かつ遠位チャンバーと流体的に接続される中空針をさらに含み得る。中空針は、取り外し可能なプラグによって封止されてもよい。

バイパス手段は、例えば、ＵＳ４，３９４，８６３に開示されているものなどの二重チャンバー医薬容器から従来的に知られているような、バイパスチャネルを含んでもよい。

本発明の別の態様では、上記に記載されるような薬剤貯蔵部を含む薬剤送達装置が、提供されている。薬剤送達装置は、近位チャンバーを加圧するための用量排出構造体をさらに含み得る。用量排出構造体は、排出力を後部ピストンに伝達するよう適合された作動可能なピストンロッドを含んでもよい。

ピストンロッドは、後部ピストンに取り付けられてもよく、または取り付け可能であり、薬剤送達装置のユーザーによる直接的な操作に適合されてもよい。あるいは、薬剤貯蔵部は、例えば、薬剤送達装置のハウジングに組み込まれていてもよく、ピストンロッドは、ハウジング内の他の構成要素を介して動作可能であってもよい。

用量排出構造体は、ピストンロッドと動作可能に連結されており、かつピストンロッドを出口端部に向かって付勢するように解放可能なエネルギーを保存するよう適合されている、ばね部材によって動力を与えられ得る。これにより、最小限のユーザーの労力で薬剤排出を実行することができる、自動薬剤送達装置が提供される。

薬剤送達装置は、有効化されると、ばね部材を張力がかけられた状態に保持する、保持構造体と、ハウジングの一部分に沿って軸方向に延在しており、かつ解放構造体を含む、スリーブ部材と、をさらに含んでもよく、スリーブ部材は、保持構造体が使用可能である、第１の位置から、保持構造体が解放構造体によって不能にされ、結果として、保存されたエネルギーがばね部材から解放される、第２の位置へと、ハウジングおよび保持構造体に対して近位に変位するように構成されている。

第１の位置では、スリーブ部材は、出口端部に配設されている中空針が、その遠位端部分によって覆われるように、出口端部を超えてある距離だけ延在していてもよい。それによって、スリーブ部材は、結合された針シールドとして機能し、張力がかけられたばねをトリガし得る。

したがって、単純にスリーブを皮膚上に置き、およびハウジングを皮膚に向かって押すだけで、保持構造を不能にし、それによって、ばねからの保存されたエネルギーの解放を引き起こし、そのエネルギーが、ハウジングに対してピストンロッドを遠位方向に付勢するために使用されることになるスリーブ部材の第２の位置への移動の間に、解放構造が、後部ピストンに力を加えて、それにより、第２の内容物の圧縮および貯蔵部本体の内壁からの後部ピストンの解放と、第２の内容物のさらなる加圧および貯蔵部本体の内壁からの前部ピストンの解放と、前部ピストンが特定の前進位置に到達するまでの近位チャンバーの軸方向の変位であって、その間に、第１の内容物の一部分が出口端部を通して排出され得る、軸方向の変位と、第２の内容物がバイパス手段を介して前部ピストンを通過するのに従う近位チャンバーの圧縮と、最終的に遠位チャンバーが空になること、または実質的に空になることと、を含む、段階的なイベントを引き起こすので、ユーザーは自動注射を開始することになる。

特に、これを達成するために必要なばねのサイズおよび動力は、上述のように、近位ガス体積の初期段階の存在により、従来技術の薬剤貯蔵部よりも小さくてもよい。

本発明のさらなる態様では、バイパスセクション、閉じた出口端部、および開放端部を有する、略円筒形の本体を含む、薬剤貯蔵部を充填する方法が、提供されている。方法は、（ｉ）開放端部が上向きに向いた状態で、薬剤貯蔵部を少なくとも実質的に垂直に配設することと、（ｉｉ）バイパスセクションを含む、略円筒形の本体の第１の内部部分が、開放端部が上向きに向いた状態で、薬剤貯蔵部の垂直位置で液体によって覆われるように、開放端部を通して薬剤貯蔵部内に第１の液体体積を取り入れることと、（ｉｉｉ）第１の準大気圧環境において、第１のピストンを、略円筒形の本体内に、第１の液体体積の自由表面に少なくとも実質的に隣接する第１のピストン位置まで挿入し、それによって、第１の液体体積を保持する前部チャンバーを確立することと、（ｉｖ）第２の液体体積を、開放端部を通して薬剤貯蔵部内に取り入れることと、（ｖ）周囲のガスの第２の準大気圧環境において、第２のピストンを、略円筒形の本体内に、第２のピストン位置まで挿入し、それによって、後部チャンバーを確立することであって、第２のピストン位置が、後部チャンバーが第２の液体体積を保持し、後部チャンバーガス体積が、所定の最小値を有する体積範囲内にあるように決定される、確立することと、を含む。

第１の準大気圧環境は、第１のピストンを第１の液体体積の自由表面に向かって引き寄せる陰圧を前部チャンバー内に確立して、目下の前部チャンバーガス体積を最小化することを確実にする。

第２の準大気圧環境は、例えば、空気または不活性ガスである第２の液体体積の構成に従って、製造業者によって選択される周囲ガス内に確立され得る。後者は、第２の液体体積との望ましくない化学反応のリスクを最小化するように選択されてもよい。

第２の準大気圧環境は、陰圧が後部チャンバー内に確立されることを確実にし、この陰圧は、略円筒形の本体内の所望の位置に第２のピストンを配置して、それにより、第１のピストンの位置および取り入れられた第２の液体体積の点から、所定の最小量でガスの存在を提供するために制御され得る。

本発明の一部の例示的な実施形態では、所定の最小値は、１５μｌである。本発明の他の例示的な実施形態では、所定の最小値は、２０μｌである。

ステップ（ｖ）では、第２のピストン位置は、後部チャンバーのガス体積が所定の閉体積範囲内にあるように、すなわち、体積範囲が所定の最大値をさらに有するように決定され得る。

本発明の一部の例示的な実施形態では、所定の最大値は、２００μｌである。本発明の他の例示的な実施形態では、所定の最大値は、５０μｌである。

第１のピストンおよび／または第２のピストンは、挿入管が開放端部を通して、略円筒形の本体との物理的接触を確立することなく略円筒形の本体内に取り入れられ得るように、略円筒形の本体の内径よりも小さい外径を有する挿入管を使用して、所望のピストン位置に配設され得る。問題となっているピストンは、挿入管内で摺動するように前もって配設されており、挿入管は、所望のピストン位置の近位の位置まで略円筒形の本体内に挿入され、その上で、ピストンは、遠位挿入管開口部から滑動し、略円筒形の本体の内部壁部分と封止接触する。

注射または注入療法で使用される多くの薬剤貯蔵器は、ピストンとの摩擦接合を改善するためにシリコン化内部表面を有する。挿入管を使用することにより、ピストンは、薬剤貯蔵部の内部表面に沿って摺動して、結果として、シリコーンを擦り取ることなく、挿入され得る。シリコーンを擦り取ることは、経時的に液体薬剤物質と相互作用し、沈殿を引き起こし得、その場合、その製品は役に立たなくなる。

疑義を避けるために、本文脈において、用語「遠位」および「近位」は、薬剤送達装置若しくは針ユニットにおける位置または薬剤送達装置若しくは針ユニットに沿った方向を指し、「遠位」は薬剤出口端部を指し、また「近位」は薬剤出口端部の反対側の端部を指す。

本明細書において、特定の態様または特定の実施形態（例えば、「態様」、「第１の態様」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」など）への言及は、それぞれの態様または実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも本発明のその一態様または実施形態に含まれるか、または固有のものであるが、必ずしも本発明のすべての態様または実施形態であるわけでもそれらに含まれるわけでもないことを、表明する。しかしながら、本発明に関連して説明した様々な特徴、構造および／もしくは特性の任意の組み合わせが、本明細書に明示的に記載されていない限り、または明確に文脈上矛盾しない限り、本発明に包含されることが強調される。

本文中のありとあらゆる例、または例示的な言語（例えば、など）の使用は、単に本発明をよりよく明らかにすることを意図したものであり、別段の特許請求がされていない限り、本発明の範囲を制限するものではない。さらに、本明細書中のいずれの言語または言い回しも、特許請求されていないいずれかの要素が本発明の実施に必須であると示しているとは解釈されない。

以下において、本発明は、図面を参照してさらに説明される。

図１は、使用前の状態にある、本発明の例示的な実施形態による薬剤貯蔵部の長手方向断面図である。 図２ａ～図２ｃは、近位ガス体積がない場合、それぞれ２つの異なる近位ガス体積を有する場合の、後部貯蔵部ピストンへの初期段階の力の印加を示すグラフである。 図３は、２つの液体体積を有する薬剤貯蔵部を充填するためのプロセスの原理的略図である。 図４は、図１の薬剤貯蔵部を用いる例示的な薬剤送達装置の長手方向断面図である。 図５は、使用準備が整った状態での薬剤送達装置の長手方向断面図である。 図６～図１０は、異なる使用前の状態での薬剤送達装置の長手方向断面図である。 図１１は、使用後の空になった状態での薬剤送達装置の長手方向断面図である。

図において、同様の構造物は、主として同様の参照番号によって特定される。

「上」および「下」、「左」および「右」、「水平」および「垂直」、「時計回り」および「反時計回り」などの相対的な表現が以下で使用される時／場合、これらは添付の図を参照しており、必ずしも実際の使用状況を参照するものではない。示される図は、概略図であり、そのため、その相対寸法だけでなく、異なる構造の構成も、例示的な目的でのみ機能することが意図される。

図１は、本発明の例示的な実施形態による薬剤貯蔵部１の長手方向断面図である。薬剤貯蔵部１は、使用前の状態、すなわち、製造業者によって供給された状態（ただし、剛性の針プロテクタは付いていない）で示されている。

薬剤貯蔵部１は、バイパスチャネル３および狭い遠位端部分４を有する、略円筒形の貯蔵部本体２を有する。注射針５は、遠位端部分４に固定されており、貯蔵部出口６への流体連通を確立する。前部ピストン８は、貯蔵部出口６と開放近位端部７との間で貯蔵部本体２内に配設されており、それによって、前部チャンバー１０は、貯蔵部出口６と、バイパスチャネル３を含む貯蔵部本体２の前部部分と、前部ピストン８と、によって画定される。後部ピストン９は、前部ピストン８と開放近位端部７との間で貯蔵部本体２内に配設されており、それによって、後部チャンバー１１は、前部ピストン８と、貯蔵部本体２の中央部分と、後部ピストン９と、によって画定される。後部ピストン９は、ピストンロッド（図示せず）の端部分を受容するように適合されたくぼみ１３を有する。

前部チャンバー１０は、第１の液体物質１８を保持し、後部チャンバー１１は、第２の液体物質１９、ならびに液体薬剤１９内のガス気泡の形態でスケッチされた近位ガス体積１２を保持する。近位ガス体積１２は、以下でさらに詳細に説明されることになるように、注射針５を通して貯蔵部内容物の排出を実施するために必要な力を減少させるために、後部チャンバー１１に意図的に取り入れられる。本実施例では、近位ガス体積は、１５μｌである。

ピストンロッドがくぼみ１３内に挿入され、遠位に配向された力が後部ピストン９に加えられる場合、後部ピストン９は、加えられた力が後部ピストン９の封止外部表面と貯蔵部本体２の内壁との間の接触境界面における静止摩擦を克服するために必要な特定の閾値を超えるまで、その初期位置に留まる。

図２ａ～図２ｃは、３つの異なるケースで後部ピストン９を動作させるために必要な初期力を示しており、ここで、図２ａのグラフは、近位ガス体積のない薬剤貯蔵部に対する力プロファイルであり、図２ｂのグラフは、１５μｌの近位ガス体積を有する薬剤貯蔵部に対する力プロファイルであり、図２ｃのグラフは、２０μｌの近位ガス体積を有する薬剤貯蔵部に対する力プロファイルである。

後部チャンバーに近位ガス体積がない二重チャンバー薬剤貯蔵部では、液体は、前部ピストンと後部ピストンとの間の剛直な接続として作用する。図２ａの単一の力のピーク、Ｆ_０は、こうした装置において、液体の非圧縮性のために、後部ピストンを動かすには、前部ピストンも動かす必要があるという事実を反映している。本実験によれば、両方のピストンを含むシステムの静止摩擦を克服するために、およそ１５Ｎの解放力が必要である。

それとは対照的に、図２ｂのグラフが示すように、所定の近位ガス体積１５μｌが後部チャンバー１１内に存在するときに、ガスは、システムにいくらかの可撓性を加え、これが前部ピストン８の前に後部ピストン９が解放される結果をもたらす。この場合、近位ガス体積が圧縮されるので、７Ｎ弱の小さな力であるＦ_ｒ，１５が、後部ピストン９を動作させるのに必要がある。その後、ガスが完全に圧縮され、結果として液体／ガスシステムは、前部フロントピストン８が次の力のピーク、Ｆ_ｆ，１５（約１１Ｎ）で解放されるまで、２つのピストン間の剛直な接続として機能するため、力が上昇する。前部ピストン８の解放後の力レベルの急激な低下は、ピストンと内側貯蔵部壁との間の静止摩擦から運動摩擦への遷移を反映する。前部チャンバー１０内の液体が加圧され、前部ピストン８の継続的な動きで注射針５の小さな内腔を通って押し出されるにつれて、力は、注射針５の流れ抵抗のためにいくらか再び増加するが、Ｆ_０のレベルには近づかない。

図２ｃでは、差はさらに顕著である。後部チャンバー１１の近位ガス体積２０μｌを用いた実験の結果を示すグラフは、後部ピストン９を解放する、比較可能な力であるＦ_ｆ，２０、および９Ｎの領域にあり、後に前部ピストン８を解放する、有意に小さな力であるＦ_ｒ，２０を明らかにしている。全体として、グラフが示すように、少なくとも１５μｌの近位ガス体積が後部チャンバー１１に存在するとき、薬剤排出作用を開始および担持するために必要な最大力は低減される。その理由は、そのガス体積によって提供される可撓性により、後部ピストン９が前部ピストン８とは別個に貯蔵部壁から解放されることが可能になるからである。

図３は、２つの液体体積を有する薬剤貯蔵部１を充填するためのプロセスの原理的略図である。左から右に、処理ステップは、注射針５が針プラグ４１によって密封された状態で薬剤貯蔵部１を直立位置に保持することと、所定の体積の第１の液体物質１８を、貯蔵部本体２内に近位端部７を通して取り入れることと、を含む。

貯蔵部本体２の遠位部分を、バイパスチャネル３が覆われるレベルまで充填すると、薬剤貯蔵部１は、第１の準大気圧環境１００内に配置される。前部ピストン８は、貯蔵部本体２の内径よりも小さい内径を有する挿入管８０内に半径方向に圧縮された状態で配設されており、挿入管８０は、特に、貯蔵部本体２の内壁に接触することなく、近位端部７を通って貯蔵部本体２内に取り入れられる。前部ピストン８は次に、挿入管８０を通して押し込まれ、第１の液体物質１８の自由表面のすぐ上で貯蔵部本体２の内壁と接触して拡張し、それによって、前部チャンバー１０が確立され、その後、薬剤貯蔵部１は、正規化された圧力条件に再曝露される。前部ピストン８が第１の準大気圧環境１００に挿入されることによる前部チャンバー１０の陰圧は、前部ピストン８を第１の液体物質１８に向かって移動させ、その自由表面との隙間が閉じられる。

第２の液体物質１９の所定体積は、近位端部７を通って貯蔵部本体２内に取り入れられ、前部ピストン８の上方の空間を充填する。次いで、薬剤貯蔵部１は、周囲ガスの第２の準大気圧環境２００に配置され、ここで半径方向に圧縮された状態で後部ピストン９を担持する挿入管８０は、上述のものと類似した様式で貯蔵部本体２内に取り入れられる。このときに、圧力は、後部ピストン９が貯蔵部本体２内に配置され、それによって、後部チャンバー１１が確立され、その後、薬剤貯蔵部１が正規化された圧力条件に再曝露されるときに、周囲ガスの体積が、所定の最小値を有する体積範囲内にある自由ガス体積として後部チャンバー１１に留まるように制御される。

図４は、例示的な特定の目的の自動注射器２０の一部を形成する薬剤貯蔵部１の長手方向断面図である。自動注射器２０は、横方向の端部壁２２によって近位に閉じられ、かつくぼみ１３内に挿入されたヘッド部分３１と、後方ピストン９に遠位に方向付けられた力を加えるように適合されたショルダー部分３２と、を有するピストンロッド３０を含む、薬剤排出機構を収容する、管状ハウジング２１を含む。

一対のスナップアーム２４は、横方向の端部壁２２から、ピストンロッド３０の対応する凹部３３と係合するように構成された「ｖ」形状の接合部分２７を有するそれぞれの爪部２６で終端するハウジング２１の内部に遠位まで延在している。各スナップアーム２４は、可撓性を提供し、爪部２６の半径方向の偏向を可能にする、近位カービング２５を有する。

予め張力がかけられた圧縮ばね６５は、ピストンロッド３０内に配設されており、横方向端部壁２２から遠位に延在している中央ピン２３によって近位に支持されている。ばね６５は、ピストンロッド３０の遠位端部分と、横方向端部壁２２との間に作用するように適合されている。

薬剤貯蔵部１は、ハウジング２１内に保持されており、針プラグ４１を担持する剛直な針プロテクタ４０によって遠位に閉じられている。細長いスリーブ５０は、薬剤貯蔵部１およびハウジング２１と同心に、かつそれらの間に配設されている。スリーブ５０は、スリーブばね７５によって近位方向に付勢されるハウジング２１に対して軸方向に変位可能であり、狭い隣接セクション５３を有する半径方向に拡大された近位端部分５１を含む。自動注射器２０の示された使用前の状態では、スリーブ５０は、ハウジング２１に対してその最大拡張位置にあり、近位端部分５１は、爪部２６と軸方向に整列し、接合部分２７が凹部３３を離れることを物理的に防止する。したがって、自動注射器２０は、ピストンロッド３０がハウジング２１に対して軸方向の動きを受けることができないため、ばね６５が予め張力がかけられた状態で維持されるので安全にコックされる。

図５は、剛直な針プロテクタ４０および針プラグ４１の除去後の、使用準備が整った状態での自動注射器２０の長手方向断面図である。スリーブ５０は、依然としてハウジング２１に対してその最大拡張位置にあり、ここで、遠位スリーブ端部分５２は、注射針５を覆い、それゆえ、偶発的な針刺し傷からユーザーを保護する。遠位スリーブ端部分５２は、薬剤の放出中に所望の注射部位でユーザーの皮膚に当接し、かつユーザーの皮膚に対して押し付けられるように適合されたスリーブリム５４を有する。

図６～図１１は、自動注射器２０の用量排出手順を段階的に示している。第１に、ユーザーは、スリーブリム５４を所望の皮膚場所（図示せず）と接触させて配置し、ハウジング２１を皮膚に対して押し付ける。これにより、ハウジング２１およびスリーブ５０が、図５に示される相互位置から図６に示されるものまでの相対的な軸方向の動きを受けるため、遠位スリーブ端部分５２はスリーブばね７５を圧縮する。本質的に、スリーブ５０は、ハウジング２１に対して近位に変位し、これは、それぞれの拡大した近位端部分５１を爪部２６に沿って近位に摺動させる。いずれかの時点で、注射針５の先端が露出し、皮膚表面を貫通するほどに遠位スリーブ端部分５２が十分に押し戻されると、スリーブ５０は、拡大した近位端部分５１が爪部２６と軸方向にもはや整列しないスナップアーム２４に対する位置に到達する。代わりに、爪部２６は、狭い隣接するセクション５３と軸方向に整列し、それによって、半径方向の変位をもはや防止しなくなる。

予め張力がかけられたばね６５は、常にピストンロッド３０に対して遠位に配向されたバイアスを提供し、従って、爪部２６がもはや半径方向に固定されていないときに、ばね６５からの軸力、ならびに接合部分２７および凹部３３のそれぞれの構成は、スナップアーム２４を近位カービング２５の周りで半径方向に偏向させ、爪部２６のピストンロッド３０からの係合解除および結果としてのばね６５の解放をもたらす。これは、図７に示されている。

ばね６５の解放の初期結果がまた、図７で見られる。近位ガス体積１２の存在は、後部チャンバー１１の小さな圧縮を可能にし、したがって、拡張ばね６５からの力がピストンロッド３０を前方に押すと、前部ピストン８は、静止したままであり、一方で後部ピストン９は、貯蔵部本体２の内壁から解放される。したがって、この時点でのばね６５は、後部ピストン９と貯蔵部本体２との間の静止摩擦のみを克服しなければならない（前部ピストン８と貯蔵部本体２との間の静止摩擦は克服しなくてよい）。図７では、後部チャンバー１１の圧縮は、近位ガス体積１２の縮小されたサイズによって示されている。

近位ガス体積１２が完全に圧縮されると、後部チャンバー１１の内容物は、ばね６５からの力を前部ピストン８に伝達し、その後、前部ピストン８は、解放され、後部ピストン９、第２の液体物質１９、および圧縮された近位ガス体積とともに貯蔵部本体２内で遠位に移動する。したがって、後部チャンバー１１は、それ自体として、図８に示すように、第１の液体物質１８の体積が注入針５を通って押し出され、前部ピストン８がバイパスチャネル３に到達するまで、貯蔵部本体２内で変位し、そこで、ばね６５が拡張し続けるのにつれて、第２の液体物質１９は、バイパスチャネル３内に押し込まれて、前部ピストン８を通過する。

後部ピストン９が前部ピストン８に近づくと、後部チャンバー１１は最終的に圧縮し、第２の液体物質１９は、前部チャンバー１０に移送され、そこで第１の液体物質１８の残留物と混合される。図９は、後部チャンバー１１の圧縮直後の自動注射器２０の状態を示している。

ここで、混合された第１の液体物質１８および第２の液体物質１９は、ピストンロッド３０およびばね６５の影響下で、後部ピストン９に従う注入針５を通して前部チャンバー１０から排出され、前部ピストン８を、貯蔵部本体２内でさらに遠位に押す。図１０では、前部ピストン８は、バイパスチャネル３の遠位端部を覆っており、したがって、近位方向に前部チャンバー１０を封止する。

薬剤の排出は、前部ピストン８が貯蔵部出口６で貯蔵部本体２の収縮に到達するまで継続し、その後、使用者がハウジング２１を注射部位から遠ざけることによって、注射針５が皮膚から引き出される。皮膚表面とスリーブリム７４との間の圧力が解放されると、スリーブばね７５は、拡張し、遠位スリーブ端部分５２が再び注射針５を覆うまで、スリーブ５０をハウジング２１に対して遠位に付勢する。図１１に示すような自動注射器２０は、ここにおいて使用後状態にあり、偶発的な針刺し傷のリスクなしに安全に廃棄され得る。

Claims (13)

1. 薬剤貯蔵部（１）であって、
   －出口端部（４）と近位端部（７）との間に延在している、貯蔵部本体（２）と、
   －前記出口端部（４）と前記近位端部（７）との間で、前記貯蔵部本体（２）内に使用前位置に配設された前部ピストン（８）と、
   －前記前部ピストン（８）と前記近位端部（７）との間で、前記貯蔵部本体（２）内に配設された後部ピストン（９）と、
   －前記出口端部（４）、前記貯蔵部本体（２）の第１の部分、および前記前部ピストン（８）によって画定された遠位チャンバー（１０）であって、前記遠位チャンバー（１０）が、第１の内容物（１８）を保持する、遠位チャンバー（１０）と、
   －前記前部ピストン（８）、前記貯蔵部本体（２）の第２の部分、および前記後部ピストン（９）によって画定された近位チャンバー（１１）であって、前記近位チャンバー（１１）が、近位液体体積（１９）を含む第２の内容物（１２、１９）を保持する、近位チャンバー（１１）と、
   －前記貯蔵部本体（２）内の前記前部ピストン（８）の前進位置で、前記前部ピストン（８）を通過する流体流を可能にする、バイパス手段（３）と、を含み、
   前記第２の内容物（１２、１９）が、所定の最小値を有する体積範囲内にある、近位ガス体積（１２）をさらに含む、薬剤貯蔵部（１）。
2. 前記所定の最小値が、１５μｌである、請求項１に記載の薬剤貯蔵部。
3. 前記体積範囲が、所定の閉体積範囲である、請求項１に記載の薬剤貯蔵部。
4. 前記所定の閉体積範囲が、［１５μｌ；２００μｌ］である、請求項３に記載の薬剤貯蔵部。
5. 前記所定の閉体積範囲が、［２０μｌ；５０μｌ］である、請求項３に記載の薬剤貯蔵部。
6. 前記第１の内容物（１８）が、遠位液体体積および遠位ガス体積を含み、前記遠位ガス体積が、前記近位ガス体積（１２）よりも小さい、請求項１～５のいずれか一項に記載の薬剤貯蔵部。
7. 前記近位ガス体積（１２）が、空気を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の薬剤貯蔵部。
8. 前記近位ガス体積（１２）が、不活性ガスを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の薬剤貯蔵部。
9. 前記出口端部（４）に固定的に配設されており、かつ前記遠位チャンバー（１０）と流体的に接続されている、中空針（５）をさらに含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の薬剤貯蔵部。
10. 薬剤送達装置（２０）であって、
    －請求項１～９のいずれか一項に記載の薬剤貯蔵部（１）と、
    －前記近位チャンバー（１１）を加圧するための用量排出構造体であって、用量排出構造体が、前記後方ピストン（９）に排出力を伝達するように適合された作動可能なピストンロッド（３０）を含む、用量排出構造体と、を含む、薬剤送達装置（２０）。
11. 基準軸に沿って延在している、ハウジング（２１）をさらに含み、前記用量排出構造体が、前記ピストンロッド（３０）と動作可能に連結されており、かつ前記ピストンロッド（３０）を前記出口端部（４）に向かって付勢するように解放可能なエネルギーを保存するよう適合されている、ばね部材（６５）によって動力を与えられる、請求項１０に記載の薬剤送達装置。
12. －有効化されると、前記ばね部材（６５）を張力がかけられた状態に保持する、保持構造体（２４、２６、２７）と、
    －前記ハウジング（２１）の一部分に沿って軸方向に延在しており、かつ解放構造体（５１、５３）を含む、スリーブ部材（５０）と、をさらに含み、
    前記スリーブ部材（５０）が、前記保持構造体（２４、２６、２７）が使用可能である、第１の位置から、前記保持構造体（２４、２６、２７）が前記解放構造体（５１、５３）によって不能にされ、結果として、保存されたエネルギーが前記ばね部材（６５）から解放される、第２の位置へと、前記ハウジング（２１）および前記保持構造体（２４、２６、２７）に対して近位に変位するように構成されている、請求項１１に記載の薬剤送達装置。
13. バイパスセクション（３）、閉じた出口端部（４）、および開放端部（７）を有する、略円筒形の本体（２）を含む、薬剤貯蔵部（１）を充填する方法であって、
    （ｉ）前記開放端部（７）が上向きに向いた状態で、前記薬剤貯蔵部（１）を少なくとも実質的に垂直に配設することと、
    （ｉｉ）前記バイパスセクション（３）を含む、前記略円筒形の本体（２）の第１の内部部分が、前記開放端部（７）が上向きに向いた状態で、前記薬剤貯蔵部（１）の垂直位置で液体によって覆われるように、前記開放端部（７）を通して前記薬剤貯蔵部（１）内に第１の液体体積（１８）を取り入れることと、
    （ｉｉｉ）第１の準大気圧環境（１００）において、第１のピストン（８）を、前記略円筒形の本体（２）内に、前記第１の液体体積（１８）の自由表面に少なくとも実質的に隣接する第１のピストン位置まで挿入し、それによって、前記第１の液体体積（１８）を保持する前部チャンバー（１０）を確立することと、
    （ｉｖ）第２の液体体積（１９）を、前記開放端部（７）を通して前記薬剤貯蔵部（１）内に取り入れることと、
    （ｖ）周囲のガスの第２の準大気圧環境（２００）において、第２のピストン（９）を、前記略円筒形の本体（２）内に、第２のピストン位置まで挿入し、それによって、後部チャンバー（１１）を確立することであって、前記第２のピストン位置が、前記後部チャンバー（１１）が前記第２の液体体積（１９）を保持し、後部チャンバーガス体積（１２）が、所定の最小値を有する体積範囲内にあるように決定される、確立することと、を含む、方法。

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