JP7711090B2 - 流体力学的に起動される防腐剤無添加分注システム - Google Patents

Description

本発明は一般に、液剤を分注する装置に関し、より具体的には、特に使い勝手を向上させて薬剤の服用指示を患者に適切に守らせるべく構成された防腐剤無添加の眼科用薬剤を貯蔵及び送達するような装置に関する。

液剤の分注の容易さ及び服用指示の遵守は全ての患者の主な関心事である。特に、眼科用圧搾ディスペンサ等の防腐剤無添加の分注瓶は典型的に、細菌の混入及び汚染を防止すべく放出ノズルを密封するバルブ機構のためにより強い起動力を必要とする。このようなシステムは動作に極めて高い圧力を必要とし、従って極めて高い圧搾力を必要とする。また、従来技術の分注瓶は上下逆さまにしか分注できないため、患者が頭部を動かす必要があることが煩わしく、起動力が高いほど不便さが増す。

問題の分注器は従来技術、例えば米国特許第６，０９５，３７６号明細書、同第９，６７６，５２５号明細書、米国特許出願公開第２０１４／０３３６５９６、同第２０１６／０１０７１８０号明細書、米国特許第９，２３８，５３２号明細書、同第８，０５６，７６６号明細書、同第８，８６３，９９８号明細書、及び同第１０，１０５，７２０号明細書により公知である。米国特許出願公開第２０１４／０３３６５９６号明細書に示す分注器は、出口チャネルに配置されていて瓶が圧搾されて圧力が生じた際に開く出口弁を通る出口開口部に貯液槽を接続する出口チャネルを含んでいる。このような防腐剤無添加の圧搾瓶は典型的に約２５～２８Ｎの圧搾力を必要とする（Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ Ｓｑｕｅｅｚｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ－Ｄｒｕｇ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１７，Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．７ ｐａｇｅ ４０）。高齢の患者、又は充分な手の力及び／又は器用さを欠く他の患者は往々にしてこのような瓶から分注する薬剤で困難に直面する。

本出願は、電気スイッチにより容易に起動でき、水平又は任意の好都合な向きに保持できる防腐剤無添加の眼科用分注器を提供する。本出願は、標準的な薬剤梱包工程と整合する費用対効果が高い解決策を提供する。

複数投与用の防腐剤無添加眼液送達装置を提供する。流体送達装置は、流体分注システムと、内部に液体を貯蔵して分注システムに前記液体を供給する流体パッケージを含んでいる。分注システムは、チャンバの正面に閉止部を設ける逆止め弁を含む細長いチャンバを含んでいる。弁は常閉式であってチャンバを気密密封する。本出願においてチャンバは、当該チャンバ及び内部の流体に振動を誘発する振動モーターを含んでいる。チャンバの振動は、チャンバ内に貯蔵された流体に運動量を与え、次いで液体が、周期的に弁を開いて液流又は液滴を分注する力を加える。流体が分注されるのはモーターが振動する間だけであり、それ以外では弁は気密密封されている。

逆止め弁は可撓性プレートを含んでいてよく、可撓性プレートは自身の厚さを貫通する円錐状のアパーチャを含み、当該弁は更に、円錐アパーチャの内壁と接するように係合して気密密封された閉止部を形成する固定された球状部材を含んでいてよい。プレートは、弾性率が０．１～１．２ＧＰａのエラストマ製であってよい。プレートの周縁は、チャンバと締まり嵌め状態で係合して気密密封された閉止部を形成する止め輪によりチャンバに取り付けることができる。

円錐アパーチャは、アパーチャの大きい側がチャンバと流体連通する状態でアパーチャの小さい方の開口部から液滴が分注されるようにプレートの厚さにわたり伸長する。

球状部材は、接線方向の係合線とアパーチャの小さい開口部との間にある球状部材の領域を覆う抗菌コーティングを含んでいてよい。

振動モーターが、チャンバ及びチャンバ内の流体を振動させる。その結果、弁を周期的に開放して流体を分注させる流体力学パルスの周期が生成される。ここで、当該現象は、弁と周囲の流体との振動相互作用により特徴付けられる。流体の運動量により生じる流体力学的力が弁を開放して流体がアパーチャを通って流れるようにする。

流体が分注されるのは、流体力学的力がアパーチャを変形させる程度に充分高い場合であり、それ以外ではアパーチャがチャンバを気密密封する。当該システムはチャンバへの微生物の混入を防止することで防腐剤無添加薬剤の貯蔵を可能にする。本出願は、便利且つ費用対効果が高い電動防腐剤無添加分注システムを提供する。

本発明の一実施形態の断面図である。 図１Ａの実施形態の詳細断面図である。 図１Ａ～Ｂの実施形態の３Ｄ図である。 図２Ａは、本発明の一実施形態の動作時の側面図及び部分断面図である。図２Ｂは、図２Ａの実施形態の詳細断面図である。 本発明の複数の実施形態で用いられる振動モーターの透視図を示す。 図４Ａは、本発明の一実施形態の正面図である。図４Ｂは、図４Ａの実施形態の側面図である。図４Ｃは、図４Ａの実施形態の詳細断面図である。 図５Ａは、筐体に収納された例示的な装置の正面図である。図５Ｂは、図５Ａの例の側面図である。 図６Ａ及び６Ｂは、スイベルカバーを含む筐体を有する装置の透視図である。

本出願は、眼薬を点眼すべく防腐剤無添加溶液又は懸濁液を送達する分注装置及び方法について記述する。分注装置は、分注対象の液体を含むアンプルパッケージに流体接続された液滴放出システムを含んでいる。液滴放出システムは、チャンバの正面に閉止部を設ける逆止め弁を有するチャンバを含んでいる。液滴放出システムは更に、当該チャンバを振動させ、その結果周期的に弁を開放して流体液滴を放出させる流体力学パルスを誘発する振動モーターを含んでいる。弁は常閉式であってチャンバを気密密封する。弁は、チャンバの振動により誘発された流体力学パルスだけに応答して開く。このような仕方で流体が分注されるのは装置が起動された場合だけであり、それ以外ではアパーチャが装置を密封封止して細菌及び微生物の混入を防止することにより、防腐剤無添加調合薬の貯蔵が可能になる。振動モーターの使用により更に便利で費用対効果が大きく、且つ電子制御された管理が可能になる。

図１Ａ、１Ｂは各々、流体送達装置１００の側面図及び拡大部分断面図を示す。送達装置１００は、貯液槽１０２及び通路１０６を介して流体伝達関係に互いに接続された分注システム１０４を含んでいる。分注システム１０４は、流体チャンバ１０８を含み、且つチャンバ１０８に対して前方閉止部を提供するアパーチャプレート１１０を含む逆止め弁を含んでいる。

図１Ｂを参照するに、アパーチャプレート１１０は、自身の中心の厚さにわたり伸長してチャンバ１０８と流体連通する大きい入口開口部１１６ａ及び流体液滴を分注するための小さい出口開口部１１６ｂを有する円錐又は先細開口部１１６（分かり易く破線円内に示す）を含んでいることが分かる。

アパーチャプレート１１０は、ＶｅｒｓａＦｌｅｘ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ Ｋａｎｓａｓ Ｃｉｔｙ、Ｋａｎｓａｓ ＵＳＡにより製造されたシリコンゴム、ＶｅｒｓａＦｌｅｘ等の可撓性エラストマ製であってよい。ヤング弾性率の値が０．５ＧＰａ～２ＧＰａの範囲にある他のエラストマを用いてもよい。分注システム１０４は更に、気密密封された閉止部を提供する円錐アパーチャの入口開口部１１６ａと接するように圧力伝達関係に係合する静止球状部材１１４を含んでいる。好適な実施形態において、球状部材１１４は、シリコンよりも固いためにより柔らかいアパーチャプレート１１０と係合する際に堅い閉止部を形成する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製である。球状部材１１４は、好適には０．０１Ｎ～０．０５Ｎの範囲のプリロード力が掛かった円錐アパーチャ１１６ａと圧力伝達関係を生じるように係合する。アパーチャプレート１１０と球状部材１１４の組み合わせは上述のように逆止め弁を提供する。球状部材１１４はピン部材１１２により支持されている。アパーチャプレート１１０との良好な密封を形成できる任意の形状を用いてよいため、部材１１４は球以外の形状を有していてよい。

アパーチャプレート１１０は、止め輪１３０により分注システム１０４に保持されることにより、気密密封された閉止部を形成することができる。

分注システム１００は、装置から流体が分注されるに従い容器１０２内の圧力を均一にすべく構成された通気管１２６を含んでいる。分注管１２６の開口部１３４は、装置を保持する任意の方向で流体レベル１３２の上方を伸長する。通気管１２６は、装置に入力する空気が無菌であることを保証すべく０．２２ミクロンのフィルタ１２８を介して接続されていてよい。

分注システム１００は更に、チャンバ１０８及び当該チャンバ内の流体を振動させるべく構成された振動モーターを含んでいる。ここでは当該モーターを、モーター（図１Ａ～Ｂには示していないが図３との関連で以下に記述するモーター）により回転された際に上述のように当該アセンブリを振動させる機械的偏心荷重１１８として模式的に示している。

図１Ｃは図１Ａ～Ｂの実施形態の３Ｄ図である。

図２Ａ～Ｂは、振動に対する分注システム１０４の応答を示す。モーターの振動は分注システム１０４の本体に振動を誘発し、次いで本体が、チャンバ１０８の固体構造との流体の動的な相互作用に起因する流体運動量をチャンバ内に生成する。この現象は固体流体相互作用（ＳＦＩ）と称する場合が多い。移動する流体の運動量は、アパーチャプレート１１０を矢印２０６ａ、２０６ｂで示す方向に外側へ撓ませる力を発揮してアパーチャプレート１１０を球状部材１１４から分離させることにより、矢印２０８ａ、２０８ｂで示すように流体流路を開いて液滴２１０を放出させる。

分注装置１００は、移動域２０２、２０４により模式的に示すように、自由に振動できるように可撓梁１２２又は他の構造の実施形態により支持されている。好適には、梁１２２のバネ定数は０．０５Ｎ／ｍｍ～０．５Ｎ／ｍｍである。例えば、梁１２２は、結果的に得られる梁１２２が上述のようなバネ定数の提供に適した厚さを有するように、支持構造１２０に溝１２４を作ることにより形成できる。

図３に、例示的な振動モーター３０２を示す。本例のＤＣモーター３０２は直径４ｍｍ、全長１７ｍｍの円筒形本体を有している。偏心はずみ車１１８がモータシャフトに取り付けられている。はずみ車は、質量が１．７グラムで回転中心から０．７ｍｍに質量中心を有している。モーターは４．５～１２ＶＤＣの電圧を受けて６０００～１２０００ＲＰＭで回転し、８０００ＲＰＭの回転速度で０．３Ｎの遠心力を生成する。０．１～１Ｎの遠心力及び１０００～５００００ＲＰＭの回転速度を生成する他のＤＣモーターを用いてもよい。モーターは、８～１２マイクロリットルの分量を送達するのに必要なＯＮ時間を提供すべく設定されたタイマ回路により制御することができる。起動ＯＮ時間は、使用する流体のレオロジーに応じて６０～２００ｍｓである。５５５タイマーＩＣ又はＡ２３アルカリ電池等の１２ボルトの電池を有するマイクロプロセッサベースのタイマーを組み込んだタイマ回路を用いてもよい。

図４Ａ～Ｃに分注システム４００の好適な代替的実施形態を示す。図４Ａは分注システム４００の正面図を示し、図４Ｂは側面図を示す。分注システム４００は、装置４００及び液流２１０をユーザーの眼に合わせる調整を支援する凹面鏡４０２を含んでいる。使用時において、分注装置４００は、目の画像がユーザーから見て鮮明且つ鏡の中央に現れるように目の正面に配置される。この時点で、装置は、ノズル４０４と目の距離及び目に対する角度方位の観点から適切に配置されている。起動されたならば、液流２１０が目の角膜表面に正確に注がれる。装置４００は好適には、先の例のように装置４００内に流入する換気用の空気を濾過すべく構成された０．２２ミクロンの空気フィルタを含んでいる。

装置４００は、自身の厚さを貫通する円錐アパーチャ１１６を備えたアパーチャプレート４０６を有する逆止め弁を含んでいる。逆止め弁は更に、円錐アパーチャ１１６の入口開口部と接するように係合する球状部材１１４を含んでいる。本例において、逆止め弁はまた、アパーチャプレート４０６を球状部材１１４に押し付けるべく構成された圧縮スプリング４０８を含んでいる。このような仕方で、係合線１１４ａに沿って堅牢な密封が形成されるため、堅牢な気密閉止部が形成される。

球状部材１１４は、特にチャンバ内の流体と接触してない球状部材１１４の領域が抗菌コーティングで部分的に覆われていてよい。コーティングされた領域は従って、円錐アパーチャ（すなわち、図４Ｃ上の１１４ａの左に）の係合線１１４ａ及び出口の間で伸長している。抗菌コーティングの例として、金属状態の銀を、銀合金、又は塩化銀及びスルファジアジン銀の塩を含む銀を含有する非金属材料が含まれる。他の任意選択的材料として、ビグアニド誘導体、クロルヘキシジン二酢酸塩及びクロルヘキシジンジグルコン酸塩が含まれる。

図５Ａ～Ｂに、筐体５０２に収納された分注装置４００の正面及び側面図を各々示す。筐体５０２は、図４Ａ～Ｃに関して記述し、本図に破線で示す分注システム４００の便利に収納する。筐体５０２は、電気回路（図示せず）及び１２ボルトの（例えばＡ２３型の）電池５０６を含んでいる。回路は、例えば８～１２マイクロリットルの薬剤が目の眼球表面に分注されるように分注周期を制御する。モーメンタリースイッチ５０４を用いて、上述のように液滴流が開口部から放出されるように装置４００を起動することができる。図５Ａ～Ｂはまた、装置の前面に見える鏡４０２も示している。このような筐体も上述のように分注装置１００に用いることができる。

図６Ａ～Ｂに、上述のように装置１００及び装置４００等のいくつかの実施形態で使用できる筐体の好適ないくつかの特徴を示す。本例において、筐体は、不使用時に放出ノズル６０６を覆うスイベルカバー６０２を含んでいる。スイベルカバー６０２は、毎回の使用後に流体が残留し得る外部領域の細菌汚染を防止する手段を提供する。そのような残留流体は、ノズルを介して分注される後続の液流を汚染する恐れがある。スイベルカバー６０２は好適には、抗菌コーティングで覆われた表面６０４ａを含む可撓部材６０４を含んでいる。表面６０４ａは、図６Ｂに示すようにスイベルカバー６０２が閉じられた際にノズル６０６の出口開口部と係合する。このようにして抗病原対策が実現される。代替的に、防腐性を有する有機染料を用いてもよい。例えば、トルイジンブルー、メチレンブルー、ゲンチアナバイオレット及びアクリジン並びに関連活性物質、例えばアクリジンオレンジ及びアクリジンイエロー、更には乳酸エタクリジンがある。ポリヘキサニド等の殺菌性ポリマーを用いてもよい。イオン化効果を有する有機金属物質を含む添加物を含む材料を用いてもよい。このような添加物は、ＳｔｅｒｉＯｎｅ ＧｍｂＨ（ベルリン、ドイツ）から販売されている。表面６０４ａに使用可能な抗菌コーティングの例として、金属状態の銀を、銀合金、又は塩化銀及びスルファジアジン銀の塩を含む銀を含有する非金属材料が含まれる。他の任意選択的材料として、ビグアニド誘導体、クロルヘキシジン二酢酸塩及びクロルヘキシジンジグルコン酸塩が含まれる。

Claims (15)

1. 患者の眼に液体を送達する装置であって、
   ａ）前記液体を貯蔵すべく構成された貯液槽と、
   ｂ）前記貯液槽と液体連通する液体分注器であって逆止め弁及びアクチュエータを含む液体分注器とを含み、
   ｃ）前記逆止め弁が、液体を分注することができるアパーチャ、及び前記アパーチャと係合して前記逆止め弁の常閉構成を実現するピン部材を含み、
   ｄ）前記アクチュエータが、液体分注器に機械的刺激を加えて前記液体を振動させるべく構成されていて、
   ｅ）前記液体の振動が前記アパーチャを弾性変形させて前記逆止め弁を開けることにより、前記アパーチャを介して液体を放出する装置。
2. 前記アクチュエータが前記振動モーターの回転軸に対して機械的偏心荷重を有する振動モーターを含んでいる、請求項１に記載の装置。
3. 前記液体分注器が可撓部材により支持されているため、前記振動モーターの動作が前記液体分注器を振動させることにより前記液体を振動させる、請求項２に記載の装置。
4. 前記可撓部材のバネ定数が０．０５Ｎ／ｍｍ～０．５Ｎ／ｍｍの範囲にある、請求項３に記載の装置。
5. 前記アパーチャが、０．５ＧＰａ～２ＧＰａの範囲のヤング弾性率を有するアパーチャプレートに形成されている、請求項１に記載の装置。
6. 前記ピン部材の機械的硬度がアパーチャプレートの機械的硬度よりも高い、請求項５に記載の装置。
7. 前記アパーチャが、前記アパーチャの入口よりも前記アパーチャの出口が狭くなるように先細である、請求項１に記載の装置。
8. 前記ピン部材が前記液体分注器に対して静止している、請求項１に記載の装置。
9. 前記ピン部材の先端が前記アパーチャに係合し、前記ピン部材の先端が球状である、請求項１に記載の装置。
10. 前記ピン部材の先端が部分的又は完全に抗菌コーティングにより覆われている、請求項９に記載の装置。
11. 前記抗菌コーティングが、前記逆止め弁の常閉構成では前記液体分注器の外側にある前記ピン部材の先端の少なくとも一部を覆う、請求項１０に記載の装置。
12. 前記ピン部材を前記逆止め弁の常閉構成において前記アパーチャに係合させるプリロード力が０．０１Ｎ～０．０５Ｎの間にある、請求項１に記載の装置。
13. 前記貯液槽が通気口を含んでいる、請求項１に記載の装置。
14. 前記通気口が、前記貯液槽に流入する空気が無菌であることを保証すべく構成されたフィルタを含んでいる、請求項１３に記載の装置。
15. 前記装置が患者の眼に液体を適切に送達すべく位置調整されている場合に、患者の眼の合焦画像を患者に提示すべく構成された凹面鏡を更に含んでいる、請求項１に記載の装置。