JP2000513640A

JP2000513640A - 電気化学シリンジポンプ

Info

Publication number: JP2000513640A
Application number: JP11515587A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．アール．マゲット，ヘンリ; ロサティ，ロバート; エム．デイビス，リサ
Original assignee: バクスターインターナショナルインコーポレイテッド
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2000-10-17
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: EP1004324B1; ES2257262T3; EP0993836B1; ES2231102T3; NO992161D0; EP0983101A1; KR100504651B1; DE69827249T2; EP1004324A3; JP3514471B2; NZ335067A; DE69827256D1; WO1999012593A2; US5971722A; EP0993835A3; NO320381B1; CA2269852C; WO1999012593A3; AU9040798A; EP1004324A2

Abstract

(57)【要約】薬物の注入用の電気化学駆動式シリンジポンプ（10）。このポンプは、薬物が格納され、かつ、後で注入され得るようにした取り外し可能バレル(14)を有し、このポンプは、薬物の送達の遅れを最小限にするよう作動する予備加圧装置を更に含む。このポンプは、活動状態になる前に、電荷移動媒体がレザバー内にシールされた際に、格納の用途に更に適合する。

Description

【発明の詳細な説明】電気化学シリンジポンプ発明の分野本発明は、流体の非経口的送達のための医療用注入デバイスに関するものであり、より特定すると、医療用注入ポンプに関連する。発明の背景医療用注入ポンプ技術はその膨大な範囲と多様性のうちの１つである。シリンジポンプの技術分野内でさえ、これまでに多大な仕事が行われてきた。シリンジポンプは一般に、大量の希釈剤と混合して形成される医薬を正確に注入するように設計された大容量ポンプとは反対に、比較的に少量の濃縮医薬を注入するために使用される。シリンジポンプは、多様な製造業者から出ているBaxter AS40および他のデバイスのような高度に正確で、それに対応して高額な電子機械的ポンプから、極めて廉価で、それに対応して精度の劣る使い捨て可能なものに至る範囲におよび、後者の例としてはDisetronic Infusor(これは、シリンジに装着されて水素を生成する、ガルバニセル(galvanic cell)である)がある。使い捨て注入デバイスの別な例は、River Medical Inc．によるSmartDoseII^TMである。この装置は酸塩基反応を用いて、医薬のバッグを崩壊させるよう作動するガスを生成する。先に例示した使い捨てシリンジポンプ技術を再考することによりわかるように、使い捨てシリンジポンプ、とりわけ、ガス駆動式シリンジポンプは、多くの最新かつ最も効果の高い薬物、特に、腫瘍学的処置用薬物および抗生物質などを送達するには、要求精度を欠いている。本発明は電子機械的シリンジポンプの精度レベルに類似する精度レベルを提供する一方で、使い捨て可能デバイスに関連する簡略さと低コストを維持する。この精度は、シリンジプランジャーに対して、その全長にわたり本質的に一定の摩擦係数を有する特別設計のシリンジ内に空気からの酸素を優先的に伝達する、正確に電流制御された電気化学セルの使用により達成される。ガス駆動式注入デバイスの更なる欠点は、駆動ガスが生成している場合、ガス圧が上昇するにつれて、所望の流速での注入に遅れが出ることである。本発明のデバイスについてはシリンジが予備加圧され、この立ち上がり時間(lead time) を最小限にする。電気的駆動型セルの電気化学は高度に特徴づけられる。本発明のデバイスは、に使用する。Nafionは、以下の反応を提供する酸性材料である。 1/2 02 + 2H+ +2e- → H20 H20 → 1/2 02 + 2H+ +2e- 上記反応は、酸素ガスでシリンジを充満させるように働く。上記反応からわかるように、水は消費されないで、むしろ、反応が継続するにつれて、再利用される。セルが過剰に脱水状態になった場合の陽子伝達に必要な水は、後述の新規なブロッター配置のポンプの中に含有される。後述するが、新規な電気化学セル、ブロッター、および予備加圧されたシリンジの組み合わせは、本発明の他の局面と同様、正確かつ費用効果のあるポンプを提供する。発明の要旨および目的本発明の主要な目的は、高度に改善された医薬の送達精度を有するシリンジポンプを提供することである。本発明の別の目的は、ガス駆動式ポンプに固有の立ち上がり時間を低減することである。本発明の第３の目的は、小型で自己充足式(self-contained)シリンジ駆動装置を提供することである。本発明の第４の目的は、その到達距離に沿って本質的に一定の滑り摩擦係数を有するシリンジを提供することである。本発明の第５の目的は、ポンプの組み込みおよび起動を同時に提供することである。本発明の第６の目的は、その表面を横切る最小電流密度勾配を有する電気化学セルを提供することである。本発明の第７の目的は、シリンジ内部の過剰ガスについてのエスケープバルブを提供することである。本発明の第８の目的は、注入ポンプ中の電気化学セルに対する正確な電流制御器を提供することである。本発明の第９の目的は、本質的に一定の滑り摩擦係数を提供するために調節されたシリンジのプランジャーに連結するシールリングを提供することである。本発明の第10の目的は、予備充満され得、ポンプに装着され、かつ、その後に起動され得るシリンジを提供することである。本発明の第11の目的は、電気化学セルに水源を供給するのに効果的な一体型アセンブリを提供することである。本発明の第12の目的は、効能を失うことなく延長期間の間に格納可能な、電気化学ポンプを提供することである。本発明の第13の目的は、電気化学セルの改良型構造を提供することである。本発明の上記および他の目的は、ここに添付された請求の範囲、明細書、および図面を再考すれば明白となる。図面の簡単な説明図１は、ポンプヘッドがシリンジに組み込まれた、本発明の透視図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに実質的に沿う断面図である。図３は、電気化学セルアセンブリの平面図である。図４は、図３の線Ｃ−Ｃに実質的に沿う断面図である。図５は、図１の線Ａ−Ａに実質的に沿う、シリンジおよびプランジャーの断面図である。図６は、本発明の分解図である。図７は、ブロッターアセンブリの平面図である。図８は、図７のブロッターアセンブリに連結するサブアセンブリ(sub-assembl y)を詳細に記した、ポンプアセンブリの底部の透視図である。図９は、十字型シールリングの透視図である。図10は、図７に示されるブロッターサブアセンブリの線Ｄ−Ｄに沿う断面図である。図11は、図８に示されるサブアセンブリ上に組み込まれるようなブロッターアセンブリの透視図である。図12は、ポンプヘッドに連結するシリンジバレルフランジとシリンジ保持溝との間の相互作用を詳細に記した透視図である。図13は、ガス解放バルブの断面図である。図14は、予備加圧手段を示す、線Ａ−Ａに実質的に沿う断面図である。図15は、ポンプの制御回路の概略図である。好ましい実施態様の詳細な説明本発明の好ましい実施態様は、ポンプモジュール12およびシリンジ本体14に再分割され得るポンプアセンブリ10からなる。更に、ポンプモジュール12は、ポンプモジュール12の多様なサブアセンブリを含むよう作動するポンプハウジング16 からなる。ハウジング16は、シリンジ本体14と連結する、放射状拡張カム20に係合させるよう作動する周辺リップ18を規定する。周辺カム20は、ポンプアセンブリ10を起動することなくシリンジ本体14をポンプモジュール12に接続可能に働く、第１のカムフラット22に対応する第１の停止位置を規定する。ドッキングされたが起動されていない状態の位置において、カムフラット22はインデント25と係合し、ポンプを起動せずにシリンジ14をハウジング16と係合することを許容する。周辺カム20はまた第２のランプ24を規定し、この点で、シリンジ本体14はポンプモジュール12と十分に係合し、その時に、カムフラット22をリップ18と係合させるような場所に第２のランプ24がシリンジ12を持ち上げる。ポンプハウジング16は、実質的に中心に配置された長手方向ウエブ30を更に規定し、これはその上に複数のバッテリー支持インデント32を規定しており、かつ、ハウジング16を強固にするのに更に役立つ。さらに、リッド33および同軸拡張部 34がハウジング16と連結しており、これらは、ハウジング16と連結する大半の構成要素を支持するのに役立つ。電流制御回路38を支持する印刷回路基板36は、同軸拡張部34内部に入れ子にされる。この回路38の出力は電極52を介して、後述の電気化学セルハウジング54に伝達される。スプリングコンタクト28はバッテリー 56を回路基板36に電気的に接続するのに役立つ。ここで図８を参照すると、ハウジング16の底部が示される。複数の長手方向拡張歯62からなる、鋸歯状せん孔部材60が同軸拡張部34のベースと連結する。電気化学セルハウジング54の内部表面を支持するよう作動する支持ポスト66と連結しているセルハウジング支持インデント64は、せん孔部材60の内部に配置される。スプリングコンタクト52をハウジング54と接触させ得るように調節されるフィードスルーポート68もインデント64と連結する。インデント64の外部でかつそれと平行して、ハウジング16はその内部にガス解放バルブポート70を規定し、これは、後述のように、過剰圧力解放バルブを支持および包含するのに役立つ。解放バルブポート70は、拡張部34の頂部まで軸方向に拡張している。拡張部34は更に、後述の複数の特定位置にキャップ80を維持するようにレザバーキャップ80と協働する放射状ステップ72を規定する。さらに、対応する同軸リム78を受容するように調節される同軸溝76が拡張部34と連結する。シールリング75を受容するように調節されるシールリング係合表面79は拡張部 34の最上部に配置される。図７および図10で最もよくわかり得るキャップ80は、複数の特徴を規定する。図10でわかるように、キャップ80は電荷移動媒体レザバー82をその中に有し、これがまた、その頂部を横断する開口84を規定するが、これは、破断可能なシールまたはカバー86を上述の開口84を横断して設置された状態でせん孔可能にシールされる。媒体格納領域82およびせん孔可能シール86を載置するのが媒体送達装置 88であり、これは、好ましい実施態様において、破断可能シールまたはカバー86 のせん孔時に、レザバーまたは格納領域82から電気化学的セルハウジング54までの電荷移動媒体の送達を実施するよう作動する、毛管作用性ブロッターアセンブリ88から構成される。上述のように、拡張部34はステップを有し、これによりキャップ80は異なる動作特性を有する複数の位置を想定し得るように調節される。これら複数位置のうちの第１位置において、キャップ80は拡張部34から最も外側に配置される。この構成において、電荷移動媒体は、レザバー82内部の破断可能なシール86により維持される。上述のように、ポンプモジュール12のシリンジ14とのアセンブリ、および、インデント25と係合した第１のカムフラット22に対応する第１位置までの回転と同時に、カップがこの初期位置内に設置される。放射状のカム20の回転に対応してシリンジ本体14が更に回転すると、シリンジはランプ24を上へ前進し、環状フラット90を外部方向拡張カップリッジ92に衝突させながら、フラット22をリップ18 と係合させ、それにより、カップ80の線形運動を実行し、かつ、レザバー82およびせん孔可能シール86を鋸歯状せん孔部材60内部に運び、更にそれにより、電荷移動媒体を媒体送達装置88内に放出し、それにより、セル54の電気的活性化と同時に、電気化学セル54に媒体を移動する。シリンジバレル14は、プランジャーアセンブリ99を受容するようにした後方開口96と連結する。後方開口の直ぐ前方には、高さと半径方向角度が規定された円錐台状溝（frustro-conical groove）98がある。環状壁100および環状ランプ90 が前方に移動するが、これは、シリンジバレル14の内部寸法をその実質上の寸法まで低減するのに有効である。プランジャーアセンブリ99と共に作動する停止部材97はランプ90の前方にあり、シリンジ容積を規定すると共に、シリンジバレル14内にプランジャーアセンブリ99を維持する。シリンジバレルの残りの部分は本質的に円筒型であり、本質的にゼロのドラフト角(draft angle)を規定し、この場合、ドラフト角は、シリンジバレルの長手方向軸に平行な軸とシリンジバレルの壁との間の角度として規定される。ドラフト角のこのような極小化は、後述される十字型シールリング200 と組み合わせて、プランジャー98とシリンジバレル内部102との間の本質的に一定の滑り摩擦係数を供与するのに有効である。シリンジの最前方には、中心位置出力開口104があり、これは、好ましい実施態様においては、ルーエル式取り付け具106に装着されるよう適合されるが、この装着は、患者に医薬を送達するように設定された出力管一式にシリンジを接続するのに有効である。シリンジの後方端すなわち遠位端へ戻りながら、環状壁100は拡張部34と連結する平行移動可能（translatable）ガスケット75と協同し、シリンジバレル14の容積の範囲内に規定されるガス受容チャンバー110内の容積の低減を与える。このガス受容チャンバーとは、シリンジプランジャー98およびシールリング200の後方にあるシリンジバレル14内部の領域を指す。平行移動可能ガスケット75は環状壁100を下へ移動するように作動し、かかる移動により、ガス受容チャンバー110内の容積の低減を与え、そこに含まれる空気の圧力の増大を生じ、それにより、シリンジ14を予備加圧するように作動し、更にそれにより、所望の流量を達成する前の立ち上がり時間を低減する。この容積低減は、インデント25内にカムフラット22を配置する動作に対応する第１位置と、上述のようにリップ18と係合するカムフラット 22に対応する第２位置との間のシリンジの線形平行移動に対応し、先に規定されたようなガス受容チャンバーの初期容積、および、第１位置と第２位置の間の位置の差だけ低減された最終容積として、規定される。作動中は、シリンジ本体14はポンプモジュール12に装着され、かつ、インデント25と係合されている第１のカムフラット22に対応する位置へと回転され、ここで、充填済みシリンジは、患者による実際の活動状態時まで、かかる位置に留まる。この時、シリンジ本体14はポンプモジュール12に相対して回転され、それにより、半径方向拡張部18を第１のカムフラット22に係合させる。この時、シリンジ本体14と連結する半径方向停止部材97はカップ80と係合し、上述のようにカップの線形平行移動を実施する。それと同時に、平行移動可能ガスケットまたはＯリングシール75は環状壁100を下へ移動し、それにより、ガス受容チャンバー110 の容積を低減し、そしてその中の圧力を増大させる。それと同時に、鋸歯状せん孔部材60はせん孔可能シールすなわちカバー86に孔を開け、そしてレザバー82から電荷移動媒体を放出し、かかる電荷移動媒体の電荷移動媒体移動ブロッター88 を経由した電気化学セル54までの移動に影響を及ぼす。図12（ｂ）でわかるように、シリンジ本体14の後方端縁部は開口96を含み、ここで、シリンジ本体14により規定される開口96はそれと連結する第１の放射状の角を更に含み、ここで、第１の放射状角98は平行移動可能ガスケットすなわちＯリング75のために初期シートを供与するよう作動する。環状壁100は第１の放射状角98の前にあり、第２の直径低減放射状ランプ90は、シリンジプランジャーアセンブリ99との滑動する組みを供与するよう作動する最終寸法まで、シリンジ本体直径を低減するように作動する。シリンジプランジャーアセンブリ99は２ピース構造を提示するが、ここで、後方プランジャー本体210は実質的に、シリンジバレル14内部のプランジャー本体2 10の傾斜を取り除くよう作動する後方拡張部を規定する段差付きシリンダーである。前方円筒型保持リング212がプランジャー本体210に搭載されるが、ここで、リング212はシリンジプランジャー本体210の後方セクション210Ａよりもわずかに小さい外部半径方向寸法を有する。滑動プランジャーシール200は、円筒型保持部材212とシリンジプランジャー210Ａの後方拡張部との間の隙間に配置される。滑動プランジャーシール200は、図９に見られるような十字型断面を提示するが、ここでこの断面は、プランジャーアセンブリ99とシリンジバレル内部102との間の本質的に一定の滑り摩擦係数を与えるように設計される。ここで図４を参照すると、電気化学セルアセンブリ54は、アセンブリの外部を更に含むアノード本体256から構成される。アノード本体256の内部には環状シール258があり、ここで、この環状電気化学セルシール258は、アノード本体256の内部容積と隣接して存在する。アセンブリ54の内部本体をまた構造的に含むカソード本体260が、シール258の内部にある。好ましい実施態様においては上述のようにNafionから構成される、電気化学的に活性状態の媒体すなわち薄膜262が、カソード本体260と隣接して配置される。電気化学薄膜262はカソード本体と接触して設置され、組立時に、カソード本体および電気化学薄膜がシール258を通り越して押圧され、カソード本体260および電気化学薄膜262がシールに抗して据え付けられると、電気化学的薄膜262とシール258の間の摩擦力により起こる張力下で、電気化学薄膜を設置する。この時、シール258は既にアノード本体256内部に存在しており、組立期間中にポジティブシートを供与する。ここでカソード本体に注目するが、図３でわかるように、カソード本体260の中央表面260Ｓは単軸的に起伏する。これら起伏は、上述のように、これらの起伏260Ｕの長手方向ディメンションに平行であるように規定される第１の電気化学セル軸260Ａに沿って設置される。その下に設置された状態で、アノード本体256とカソード本体260の隙間に薄膜があり、アノード本体256は、アノード本体に押し付けられた起伏260 Ｕの長手方向拡張部と平行であるように規定される、第２の電気化学セル軸を更に含む。好ましい実施態様において、第１の電気化学セル軸および第２の電気化学セル軸は、薄膜262の表面を横断して複数の分散型電気接触領域を提供するような、互いの角度に置かれる。原料を入れられるように、かつ、反応生成物が薄膜262の表面を離れるように、第１の複数の穴270がカソード本体上に規定され、第２の複数の穴272がアノード本体の上に規定されるが、ここで、カソード本体2 56の上に規定される第１の複数の穴はまたカソードポート270として公知であり、かつ、またアノードポート272とも称されるアノード本体256上に規定される第２の複数の穴272は互いに分離しており、原料および反応生成物に薄膜262を吸出入させるためのむらのない均一な手段を提供する。第１および第２の起伏表面および薄膜262を横断する両表面の交差の追加効果は、薄膜表面を横切る電流勾配の著しい低減であり、ここで、本発明においては、電流は薄膜を横断して供給され、複数の接触点を設けることにより、起伏表面260Ｕは、薄膜262を介する電流供給の変動を最小限にするのに役立つ。ポンプモジュール12に設置され、かつ、ガス受容チャンバー110と流体導通状態で、過剰圧力放出バルブアセンブリ300は、電気化学セル54により発生され、かつ、ガス受容チャンバー110へと導入されるガスを放出するよう作動する。医薬の流れの閉塞または他の中断をポンプが被った場合、過剰圧力放出バルブアセンブリが設けられて、反応生成物がシリンジから逃げ出せるようにする。過剰圧力放出バルブアセンブリ300は、一定の過剰放出を提供するようにバルブシート316と協同するエラストマーバルブ部材314により閉塞される、実質的に円筒型のポート70から構成される。作動中に、過剰圧力放出バルブ300は、ガス受容チャンバー110内部の加圧空気の存在により作動させられ、この場合、この空気は、バルブシート316からエラストマーバルブ部材314を置き換えようとするエラストマー部材314に対して力を供与するように作用する。この置換は、バルブシート136と接触状態にあるエラストマーバルブ部材314を特定の予め定められた圧力に維持する程度に、エラストマーバルブ部材314の弾性特性により反作用するが、ここでは、ガスチャンバー110内に存在する空気により供給される力は、バルブシート316から離れてエラストマーバルブ部材314を移動させるのに十分であり、それにより、ガスがガス放出ポート318を経由してポンプモジュール12の外部へと逃れられるようにし、この時には、エラストマーバルブ部材314の弾性特性は、バルブシート316に対してそれを再設定するのに十分な力を提供し、それにより、ポート318を遮断し、かつ、過剰圧力放出バルブ300の作動より前に、ガス受容チャンバーが最終圧力まで再加圧されるようにする。ここで図15を参照すると、電気化学セル54に対する電流制御を司る電気構造が同図に概略的に描かれる。バッテリー56は、好ましい実施態様においてはTexas Instruments Corp．製造のMicronics Incorporated精密電流制御器型MX963 40．またはTPS 7101である電流制御チップにより制御される回路に電気力を供給する。制御チップ40は、負荷抵抗器に、検知リード42経由で接続される。これらのリードは制御チップ40にフィードバックを供与し、電気化学セル54を通る電流量を検知する。抵抗器46の目的は、集積回路40の検知部分に制限する基部電流を供与することであり、それにより、注入速度（rate）に比例するガスが電気化学セルにより発生される速度を決定する。電流制御チップ40の出力端は、その後で、電気化学セルに接続され、接地リード50を経由してバッテリーに戻り、それにより、回路を完了する。スイッチ28に注目すると、このスイッチは上述のリードスイッチに対応する。目下好ましい実施態様の本記載事項は、本発明の目下好ましい構成の表示であり、本発明の範囲を添付の特許請求の範囲に記載されたものを逸脱するような限定を加えるものと解釈されるべきではない。

【手続補正書】【提出日】平成１１年６月３０日（１９９９．６．３０）【補正内容】請求の範囲１．流体を送達するためのガス駆動式ポンプであって、該流体の送達の遅れを最小限にするよう作動する予備加圧装置を含む、ポンプ。２．前記予備加圧装置がさらにガス受容チャンバーと連結する、請求項１に記載のポンプ。３．ガス生成ポンプモジュールが、前記ガス受容チャンバーと流体導通状態になるように適合された、請求項２に記載のポンプ。４．前記ガス生成ポンプモジュールおよび前記ガス受容チャンバーが、互いに着脱自在に装着可能なように更に協同適合される、請求項３に記載のポンプ。５．前記ポンプモジュールを前記ガス受容チャンバーに装着するよう作動する動作が、さらに該ガス受容チャンバーを予備加圧するよう作動する、請求項４に記載のポンプ。６．前記動作が前記ガス受容チャンバーおよび前記ポンプモジュールの結合を更に含む、請求項５に記載のポンプ。７．ガス駆動式シリンジポンプであって、シリンジおよびポンプモジュールと、該ポンプモジュールへの装着時に該シリンジを予備加圧するための手段とを含む、ポンプ。８．前記シリンジを予備加圧するための前記手段が、或る高さを有し、かつ、その上に規定される環状壁を更に含み、該シリンジの予備加圧が、該高さに対応する容積の低減により実施される、請求項７に記載のポンプ。９．前記壁と関連する輻射方向角に沿って圧縮され、かつ、前記環状壁をシールするように作動する一方で、平行移動可能ガスケットが前記高さに沿って移動するよう適合される、請求項８に記載のポンプ。 10．前記平行移動可能ガスケットが前記ポンプモジュールと連結し、かつ、前記シリンジと着脱自在に係合可能である、請求項８に記載のポンプ。 11．ポンプモジュールおよびシリンジを有する電気化学的駆動式シリンジポンプにおいて、該ポンプが、該ポンプモジュールおよび該シリンジを着脱自在に係合させるための手段を含む。 12．前記ポンプモジュールおよび前記シリンジを着脱自在に係合させるための前記手段が、該シリンジと連結する半径方向拡張部材に係合するよう適合された、長手方向に配置された同軸カムを更に含む、請求項11に記載のポンプ。 13．前記カムが、前記ポンプモジュールと連結して前記シリンジを維持するよう適合された第１位置を更に含む、請求項12に記載のポンプ。 14．前記カムが、前記シリンジの前記ポンプモジュールとの機械的連結を維持する一方で、該シリンジの予備加圧を実施するよう適合された第２位置を更に含む、請求項13に記載のポンプ。 15．前記第２位置が、さらに前記ポンプモジュールを活動状態にするよう作動する、請求項14に記載のポンプ。 16．前記輻射方向角が前記シリンジの長手方向軸に平行である、請求項９に記載のポンプ。 17．流体を汲み出すように作動するポンプモジュールおよび電気化学セルに電荷移動媒体を供給する手段を有する電気化学ポンプであって、該流体がガスの発生により汲み出され、該ガスが該セルにより発生され、該手段が、該セルの活性化と同時に該セルに該媒体を送達する手段を含む、ポンプ。 18．前記電荷移動媒体が水である、請求項17に記載のポンプ。 19．前記媒体を送達する前記手段が、媒体格納領域および媒体送達装置を含み、該装置が該格納領域から前記電気化学セルに該媒体を送達するように作動する、請求項17に記載のポンプ。 20．前記媒体格納領域が、破断可能カバーを更に含み、該カバーが、前記ポンプモジュールと係合した際に破断されるよう適合される、請求項19に記載のポンプ。 21．ガス駆動式シリンジポンプであって、ポンプモジュールを含み、該モジュールが流体レザバーに係合するよう適合され、該流体レザバーが該レザバー内に流体を維持するよう作動するシール部材と連結し、該ポンプモジュールが、該シール部材と係合した際に該シール部材を打ち抜くよう適合されたせん孔部材を更に有する、ポンプ。 22．前記せん孔部材が前記シール部材と係合するよう作動する複数の歯を更に含む、請求項21に記載のポンプ。 23．前記ポンプが、前記ポンプモジュールと着脱自在に係合するよう適合されたシリンジを更に含み、該シリンジの該ポンプモジュールとの該係合が、前記せん孔部材を前記シール部材と係合させるよう作動する、請求項21に記載のポンプ。 24．ガス駆動式シリンジポンプにおいて、該シリンジを予備加圧する方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該ポンプがシリンジバレルおよびポンプモジュールを有し、該シリンジバレルを該ポンプモジュールと接触状態に設置する工程と、ｂ）該シリンジバレルが環状壁と連結し、該壁が該バレルよりも大きな内部半径方向拡張部を有し、該ポンプモジュールが、該壁と係合するよう適合された平行移動可能ガスケット部材と連結し、該壁がそれと連結した長手方向拡張部を有し；該平行移動可能ガスケット部材および該環状壁を係合させる工程と、ｃ）該環状壁の該長手方向拡張部に沿った該平行移動可能ガスケット部材の長手方向平行移動を実行する工程であって、該平行移動が該環状壁に存在するガス状空気を圧縮するよう作動し、該環状壁が該シリンジバレルと流体導通状態にあり、該長手方向平行移動が、該シリンジバレルへ該ガス状空気を転送するよう作動する、工程。 25．電気化学駆動式ポンプ中に電荷移動媒体を放出自在に維持するための方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該電荷移動媒体が流体であり、該流体をレザバー中に維持する工程と、ｂ）該レザバーがそれと連結する開口を有し、該開口を覆ってシール部材を設置する工程と、ｃ）該ポンプが該シール部材と係合可能であり、該係合に際して、該シール部材を打ち抜くよう作動するように該ポンプを構成する工程と、ｄ）該レザバーが流体導通部材と更に連結し、該流体導通部材を該ポンプおよびレザバーと流体導通状態に設置する工程と、ｅ）該ポンプが電気化学セルを内部に有し、該セルが該流体導通部材と流体導通状態になるように配置され、該流体導通部材を該セルと流体導通状態に設置する工程。 26．薬物を送達するよう適合された、電気化学駆動式ポンプにおいて、改良は、第１の波状起伏表面およびその上に規定可能な第２の長手方向軸を有する第２の波状起伏表面を有する電気化学セルを含み、該第１の波状起伏表面はその上に規定可能な長手方向軸を有し、該セルは、カソードに連結される該第１の波状起伏表面およびアノードに連結される該第２の波状起伏表面を有する。 27．前記第１の波状起伏表面長手方向軸が、前記第２の波状起伏表面長手方向軸に対して角度を設けて配置される、請求項26に記載のポンプ。 28．そこを横断してイオンを転送するよう作動する電気化学活性媒体が、前記第１の波状起伏表面と前記第２の波状起伏表面との間に存在する、請求項26に記載のポンプ。 29．前記第１の波状起伏表面がそこを貫通する複数の開口を規定する、請求項 28に記載のポンプ。 30．前記第２の波状起伏表面がそこを貫通する第２の複数の開口を規定し、前記第１の複数の開口および該第２の複数の開口は非連結状態にある、請求項29に記載のポンプ。 31．前記第１の波状起伏表面および前記第２の波状起伏表面が、その間に電気化学活性媒体を有し、かつ、そこにシールされている、請求項29に記載のポンプ。 32．電気化学セルモジュールによりシリンジを加圧することにより薬物を送達するように作動する注入ポンプにおいて、該モジュールは、電流密度および該電流密度に関して規定可能な勾配を有する電気化学活性媒体と、該電気化学活性媒体に関する該電流密度勾配を最小にするよう作動する、第２の不連続表面と組み合わさった第１の不連続表面とを含む。 33．前記第１の複数の開口および前記第２の複数の開口が、供給原料および反応生成物を前記電気化学活性媒体に接触させ、かつ、そこから排出させるよう作動する、請求項28に記載のポンプ。 34．薬物を経静脈的に注入するよう作動する電気化学シリンジポンプにおいて、改良は、電気化学セルから生成物の過剰圧力を解放するように作動する圧力解放バルブを含み、該生成物は該薬物の該注入を引き起こすよう作動する。 35．前記圧力解放バルブが、前記生成物の前記過剰圧力により初期位置から偏向されるように適合されたエラストマー部材を更に含む、請求項34に記載のポンプ。 36．前記過剰圧力解放バルブが、ガス受容チャンバーと流体導通状態になる、請求項34に記載のポンプ。 37．前記生成物が前記チャンバー内に空気を含む、請求項36に記載のポンプ。 38．前記解放バルブが、前記エラストマー部材と協同して、ガス受容チャンバー内部に前記生成物の空気をシールし、かつ、過剰な該生成物を選択的に解放するようさらに作動するバルブシートを更に含む、請求項35に記載のポンプ。 39．前記バルブが、前記過剰な生成物の前記解放に続いて前記チャンバーを再シールするようさらに作動する、請求項38に記載のポンプ。 40．シリンジの内容物を注入する方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該シリンジがシリンジプランジャーを受容するのに適合した開口を含み、該シリンジ中に該プランジャーを据え付ける工程と、ｂ）該シリンジが流体を維持するのに好適な容積を含み、該容積内に流体を維持する工程と、ｃ）該シリンジがガス状反応生成物の電気化学発生器に着脱自在に装着されるよう適合され、該発生器と該シリンジプランジャーの間に該ガス状反応生成物を捕縛するように、該電気化学発生器に該シリンジを装着する工程と、ｄ）該電気化学発生器を活性化させる工程と、ｅ）該ガス状反応生成物が該シリンジに沿って該プランジャーを前進させるよう作動し、該反応生成物により該プランジャーを前進させる工程。 41．電気化学シリンジポンプであって、電気化学セルをその内部に維持するよう作動するポンプハウジング、該電気化学セルに選択的に接続可能な電源と、該電源から該セルに制限電流を供与するように作動する電流制御装置と、該電気化学セルの活性化に際して、それと導通状態になるよう適合されたシール可能電荷移動媒体レザバーと、該ポンプハウジングに着脱自在に装着され、かつ、該装着時に、該レザバーを該セルと導通状態になるようさらに適合されたシリンジとを含む、ポンプ。 42．前記シリンジがバレルを更に含み、該バレルがその上に規定可能なドラフト角を有し、該ドラフト角が実質的にゼロである、請求項41に記載のポンプ。 43．プランジャーが前記バレルの内部に滑動自在に適合され、該プランジャーと連結する十字型シールを更に含む、請求項42に記載のポンプ。 44．前記ドラフト角と組み合わさった前記十字型シールが、その間に実質的に一定の滑り摩擦力を供与するよう作動する、請求項43に記載のポンプ。 45．前記電流制御が前記注入を制御するよう作動する、請求項41に記載のポンプ。 46．前記シリンジが、第１位置および第２位置を有するカムをさらに含み、該第１の位置が、前記セルを不活性状態に維持する一方で、前記ポンプに該シリンジを装着するよう作動する、請求項４１に記載のポンプ。 47．前記第２位置が前記セルを活性化するよう作動する、請求項46に記載のポンプ。 48．固定抵抗要素が、前記セルに対して利用できる電流を制御することにより、注入率を決定するよう作動する、請求項41に記載のポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デイビス，リサエム. アメリカ合衆国カリフォルニア 92075, サンディエゴ，キャニオンメサレーン 10942

Claims

【特許請求の範囲】１．流体を送達するためのガス駆動式ポンプであって、該流体の送達の遅れを最小限にするよう作動する予備加圧装置を含む、ポンプ。２．前記予備加圧装置がさらにガス受容チャンバーと連結する、請求項１に記載の発明。３．ガス生成ポンプモジュールが、前記ガス受容チャンバーと流体導通状態になるように適合された、請求項２に記載の発明。４．前記ガス生成ポンプモジュールおよび前記ガス受容チャンバーが、互いに着脱自在に装着可能なように更に協同適合される、請求項３に記載の発明。５．前記ポンプモジュールを前記ガス受容チャンバーに装着するよう作動する動作が、さらに該ガス受容チャンバーを予備加圧するよう作動する、請求項４に記載の発明。６．前記動作が前記ガス受容チャンバーおよび前記ポンプモジュールの結合を更に含む、請求項５に記載の発明。７．ガス駆動式シリンジポンプであって、シリンジおよびポンプモジュールと、該ポンプモジュールへの装着時に該シリンジを予備加圧するための手段とを含む、ポンプ。８．前記シリンジを予備加圧するための前記手段が、或る高さを有し、かつ、その上に規定される環状壁を更に含み、該シリンジの予備加圧が、該高さに対応する容積の低減により実施される、請求項７に記載の発明。９．前記壁と関連する輻射方向角に沿って圧縮され、かつ、前記環状壁をシールするように作動する一方で、平行移動可能ガスケットが前記高さに沿って移動するよう適合される、請求項８に記載の発明。 10．前記平行移動可能ガスケットが前記ポンプモジュールと連結し、かつ、前記シリンジと着脱自在に係合可能である、請求項８に記載の発明。 11．ポンプモジュールおよびシリンジを有する電気化学的駆動式シリンジポンプにおいて、該ポンプが、該ポンプモジュールおよび該シリンジを着脱自在に係合させるための手段を含む。 12．前記ポンプモジュールおよび前記シリンジを着脱自在に係合させるための前記手段が、該シリンジと連結する半径方向拡張部材に係合するよう適合された、長手方向に配置された同軸カムを更に含む、請求項11に記載の発明。 13．前記カムが、前記ポンプモジュールと連結して前記シリンジを維持するよう適合された第１位置を更に含む、請求項12に記載の発明。 14．前記カムが、前記シリンジの前記ポンプモジュールとの機械的連結を維持する一方で、該シリンジの予備加圧を実施するよう適合された第２位置を更に含む、請求項13に記載の発明。 15．前記第２位置が、さらに前記ポンプモジュールを活動状態にするよう作動する、請求項14に記載の発明。 16．前記輻射方向角が前記シリンジの長手方向軸に平行である、請求項９に記載の発明。 17．流体を汲み出すように作動するポンプモジュールおよび電気化学セルに電荷移動媒体を供給する手段を有する電気化学ポンプであって、該流体がガスの発生により汲み出され、該ガスが該セルにより発生され、該手段が、該セルの活性化と同時に該セルに該媒体を送達する手段を含む、ポンプ。 18．前記電荷移動媒体が水である、請求項17に記載の発明。 19．前記媒体を送達する前記手段が、媒体格納領域および媒体送達装置を含み、該装置が該格納領域から前記電気化学セルに該媒体を送達するように作動する、請求項17に記載の発明。 20．前記媒体格納領域が、破断可能カバーを更に含み、該カバーが、前記ポンプモジュールと係合した際に破断されるよう適合される、請求項19に記載の発明。 21．ガス駆動式シリンジポンプであって、ポンプモジュールを含み、該モジュールが流体レザバーに係合するよう適合され、該流体レザバーが該レザバー内に流体を維持するよう作動するシール部材と連結し、該ポンプモジュールが、該シール部材と係合した際に該シール部材を打ち抜くよう適合されたせん孔部材を更に有する、ポンプ。 22．前記せん孔部材が前記シール部材と係合するよう作動する複数の歯を更に含む、請求項21に記載の発明。 23．前記ポンプが、前記ポンプモジュールと着脱自在に係合するよう適合されたシリンジを更に含み、該シリンジの該ポンプモジュールとの該係合が、前記せん孔部材を前記シール部材と係合させるよう作動する、請求項21に記載の発明。 24．ガス駆動式シリンジポンプにおいて、該シリンジを予備加圧する方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該ポンプがシリンジバレルおよびポンプモジュールを有し、該シリンジバレルを該ポンプモジュールと接触状態に設置する工程と、ｂ）該シリンジバレルが環状壁と連結し、該壁が該バレルよりも大きな内部半径方向拡張部を有し、該ポンプモジュールが、該壁と係合するよう適合された平行移動可能ガスケット部材と連結し、該壁がそれと連結した長手方向拡張部を有し；該平行移動可能ガスケット部材および該環状壁を係合させる工程と、ｃ）該環状壁の該長手方向拡張部に沿った該平行移動可能ガスケット部材の長手方向平行移動を実行する工程であって、該平行移動が該環状壁に存在するガス状空気を圧縮するよう作動し、該環状壁が該シリンジバレルと流体導通状態にあり、該長手方向平行移動が、該シリンジバレルへ該ガス状空気を転送するよう作動する、工程。 25．電気化学駆動式ポンプ中に電荷移動媒体を放出自在に維持するための方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該電荷移動媒体が流体であり、該流体をレザバー中に維持する工程と、ｂ）該レザバーがそれと連結する開口を有し、該開口を覆ってシール部材を設置する工程と、ｃ）該ポンプが該シール部材と係合可能であり、該係合に際して、該シール部材を打ち抜くよう作動するように該ポンプを構成する工程と、ｄ）該レザバーが流体導通部材と更に連結し、該流体導通部材を該ポンプおよびレザバーと流体導通状態に設置する工程と、ｅ）該ポンプが電気化学セルを内部に有し、該セルが該流体導通部材と流体導通状態になるように配置され、該流体導通部材を該セルと流体導通状態に設置する工程。 26．薬物を送達するよう適合された、電気化学駆動式ポンプにおいて、改良は、第１の波状起伏表面およびその上に規定可能な第２の長手方向軸を有する第２の波状起伏表面を有する電気化学セルを含み、該第１の波状起伏表面はその上に規定可能な長手方向軸を有し、該セルは、カソードに連結される該第１の波状起伏表面およびアノードに連結される該第２の波状起伏表面を有する。 27．前記第１の波状起伏表面長手方向軸が、前記第２の波状起伏表面長手方向軸に対して角度を設けて配置される、請求項26に記載の発明。 28．そこを横断してイオンを転送するよう作動する電気化学活性媒体が、前記第１の波状起伏表面と前記第２の波状起伏表面との間に存在する、請求項26に記載の発明。 29．前記第１の波状起伏表面がそこを貫通する複数の開口を規定する、請求項 28に記載の発明。 30．前記第２の波状起伏表面がそこを貫通する第２の複数の開口を規定し、前記第１の複数の開口および該第２の複数の開口は非連結状態にある、請求項29に記載の発明。 31．前記第１の波状起伏表面および前記第２の波状起伏表面が、その間に電気化学活性媒体を有し、かつ、そこにシールされている、請求項29に記載の発明。 32．電気化学セルモジュールによりシリンジを加圧することにより薬物を送達するように作動する注入ポンプにおいて、該モジュールは、電流密度および該電流密度に関して規定可能な勾配を有する電気化学活性媒体と、該電気化学活性媒体に関する該電流密度勾配を最小にするよう作動する、第２の不連続表面と組み合わさった第１の不連続表面とを含む。 33．前記第１の複数の開口および前記第２の複数の開口が、供給原料および反応生成物を前記電気化学活性媒体に接触させ、かつ、そこから排出させるよう作動する、請求項28に記載の発明。 34．薬物を経静脈的に注入するよう作動する電気化学シリンジポンプにおいて、改良は、電気化学セルから生成物の過剰圧力を解放するように作動する圧力解放バルブを含み、該生成物は該薬物の該注入を引き起こすよう作動する。 35．前記圧力解放バルブが、前記生成物の前記過剰圧力により初期位置から偏向されるように適合されたエラストマー部材を更に含む、請求項34に記載の発明。 36．前記過剰圧力解放バルブが、ガス受容チャンバーと流体導通状態になる、請求項34に記載の発明。 37．前記生成物が前記チャンバー内に空気を含む、請求項36に記載の発明。 38．前記解放バルブが、前記エラストマー部材と協同して、ガス受容チャンバー内部に前記生成物の空気をシールし、かつ、過剰な該生成物を選択的に解放するようさらに作動するバルブシートを更に含む、請求項35に記載の発明。 39．前記バルブが、前記過剰な生成物の前記解放に続いて前記チャンバーを再シールするようさらに作動する、請求項38に記載の発明。 40．シリンジの内容物を注入する方法であって、以下の工程を含む、方法：ａ）該シリンジがシリンジプランジャーを受容するのに適合した開口を含み、該シリンジ中に該プランジャーを据え付ける工程と、ｂ）該シリンジが流体を維持するのに好適な容積を含み、該容積内に流体を維持する工程と、ｃ）該シリンジがガス状反応生成物の電気化学発生器に着脱自在に装着されるよう適合され、該発生器と該シリンジプランジャーの間に該ガス状反応生成物を捕縛するように、該電気化学発生器に該シリンジを装着する工程と、ｄ）該電気化学発生器を活性化させる工程と、ｅ）該ガス状反応生成物が該シリンジに沿って該プランジャーを前進させるよう作動し、該反応生成物により該プランジャーを前進させる工程。 41．電気化学シリンジポンプであって、電気化学セルをその内部に維持するよう作動するポンプハウジング、該電気化学セルに選択的に接続可能な電源と、該電源から該セルに制限電流を供与するように作動する電流制御装置と、該電気化学セルの活性化に際して、それと導通状態になるよう適合されたシール可能電荷移動媒体レザバーと、該ポンプハウジングに着脱自在に装着され、かつ、該装着時に、該レザバーを該セルと導通状態になるようさらに適合されたシリンジとを含む、ポンプ。 42．前記シリンジがバレルを更に含み、該バレルがその上に規定可能なドラフト角を有し、該ドラフト角が実質的にゼロである、請求項41に記載の発明。 43．プランジャーが前記バレルの内部に滑動自在に適合され、該プランジャーと連結する十字型シールを更に含む、請求項42に記載の発明。 44．前記ドラフト角と組み合わさった前記十字型シールが、その間に実質的に一定の滑り摩擦力を供与するよう作動する、請求項43に記載の発明。 45．前記電流制御が前記注入を制御するよう作動する、請求項41に記載の発明。 46．前記シリンジが、第１位置および第２位置を有するカムをさらに含み、該第１の位置が、前記セルを不活性状態に維持する一方で、前記ポンプに該シリンジを装着するよう作動する、請求項４１に記載の発明。 47．前記第２位置が前記セルを活性化するよう作動する、請求項46に記載の発明。 48．固定抵抗要素が、前記セルに対して利用できる電流を制御することにより、注入率を決定するよう作動する、請求項41に記載の発明。