用于药物递送系统的剂量结束检测的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月16日提交的题为“drug-of-dosedetectionfordrugdeliverysystem”的美国临时申请序列号62/572,722的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

本公开总体上涉及一种用于通过注射将流体递送到患者体内的注射器装置和方法，尤其是涉及一种剂量结束检测装置，该剂量结束检测装置用于防止针致动器在流体递送期间移动以及用于在剂量结束时控制针从患者体内撤回。

背景技术：

已经开发了各种类型的自动注射装置来允许药物溶液和其他液体治疗制剂由未经培训的人员施用或自行注射。通常，这些装置包括预先填充有液体治疗制剂的储器和可由使用者触发的某种类型的自动针注射机构。当要施用的流体或药物的体积通常低于一定体积(例如1ml)时，通常使用自动注射器，自动注射器的注射时间通常为约10至15秒。当要施用的液体或药物的体积大于1ml时，注射时间通常会变长，导致患者难以保持装置与患者皮肤的目标区域之间的接触。此外，随着要施用的药物体积变大，变得期望增加用于注射的时间段。将药物缓慢注射到患者体内的传统方法是启动静脉输注并将药物缓慢注射到患者体内。这种程序通常在医院或门诊环境中执行。

某些装置允许在家庭环境中自我注射，并且能够将液体治疗制剂逐渐注射到患者皮肤中。在某些情况下，这些装置足够小(高度和整体尺寸都小)，以允许在将液体治疗制剂输注到患者体内时被患者“佩戴”。这些装置通常包括泵或其他类型的排出机构，以迫使液体治疗制剂流出储器并流入注射针中。这样的装置通常还包括用以使液体治疗制剂在适当的时间开始流动的阀或流动控制机构以及用以启动注射的触发机构。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种用于注射药物的药物递送系统，包括：配置成递送药物的容器；驱动组件，其在致动时配置成从容器排出药物；用于将药物注射给患者的针；针致动器组件，该针致动器组件包括可移动部分，该可移动部分由偏压构件偏压并配置成在使用前位置、用于将药物递送给患者的使用位置和完成药物递送后的使用后位置之间移动针；以及与容器和针流体连通的管，该管包括具有扩张状态和非扩张状态的可扩张部分，其中，可扩张部分配置成在驱动组件致动时处于扩张状态，而在针位于使用后位置时处于非扩张状态。

当针位于使用前位置时，管的可扩张部分处于非扩张状态。当管的可扩张部分处于扩张状态时，针致动器组件的可移动部分与管的可扩张部分接合。管的可扩张部分配置成通过由驱动组件的致动引起的容器内的压力而处于扩张状态。当由驱动器组件的致动引起的容器内的压力由于容器内药物的缺少而减小时，管的可扩张部分配置成从扩张状态改变为非扩张状态。当管进入非扩张状态时，针致动器组件和管之间的接合被释放，从而允许针致动器组件移动和缩回针。

药物递送系统可以进一步包括壳体，该壳体包围容器、驱动组件、针、针致动器组件和管的至少一部分。当位于使用位置时，针的至少一部分在使用位置从壳体伸出。

根据一种设计，管可以经由设置在针致动器的顶部部分中的狭槽相关联，以便将管保持在适当位置。

使用本发明的剂量结束装置允许塞子或柱塞构件在容器内触底(bottomout)，并且在剂量结束后仍自动地从患者撤回针。

根据本发明的另一个实施例，一种用于注射药物的药物递送系统，包括：配置成递送药物的容器；以及驱动组件，该驱动组件在致动时配置成从容器排出药物。该系统还包括：用于将药物注射给患者的针；针致动器组件，其包括可移动部分，该可移动部分被偏压构件偏压并且配置成在使用前位置、用于将药物递送给患者的使用位置以及完成药物递送后的使用后位置之间移动针；以及剂量结束检测组件，该剂量结束检测组件防止针致动器在药物递送期间移动。

在某些构造中，剂量结束检测组件包括可扩张部分，该可扩张部分在药物递送期间扩张，并且在剂量结束时塌缩以允许针移动。

在其他构造中，可扩张部分由于容器与针之间限定的流体路径中的压力下降而塌缩。

附图说明

通过参照以下结合附图对本公开的示例的描述，本公开的上述及其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本公开本身，其中：

图1是根据本发明的一个方面的药物递送系统的透视图。

图2是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的透视横截面图。

图3是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图。

图4是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视图，示出了壳体的顶部部分被移除并且药物递送系统位于使用前位置。

图5是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的顶部横截面图，示出了药物递送系统位于使用前位置。

图6是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图，示出了药物递送系统位于使用前位置。

图7是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视图，示出了壳体的顶部部分被移除并且药物递送系统位于初始致动位置。

图8是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视横截面图，示出了药物递送系统位于初始致动位置。

图9是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图，示出了药物递送系统位于初始致动位置。

图10是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视图，示出了壳体的顶部部分被移除并且药物递送系统位于使用位置。

图11是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视横截面图，示出了药物递送系统位于使用位置。

图12是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图，示出了药物递送系统位于使用位置。

图13是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视图，示出了壳体的顶部部分被移除并且药物递送系统位于使用后位置。

图14是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的俯视横截面图，示出了药物递送系统位于使用后位置。

图15是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图，示出了药物递送系统位于使用后位置。

图15a是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的前视横截面图，示出了垫，其中药物递送系统位于使用前位置。

图15b是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的透视横截面图，示出了垫，其中药物递送系统位于使用前位置。

图15c是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的透视横截面图，示出了垫，其中药物递送系统位于使用前位置。

图16是根据本发明的一个方面的图1的药物递送系统的局部横截面图，示出了阀组件。

图17是根据本发明的一个方面的包括剂量结束检测装置的药物递送系统的俯视图，其中壳体的顶部部分被移除并且药物递送系统位于使用前位置。

图18是图17的药物递送系统和剂量结束检测装置的俯视图，其中药物递送系统的某些部件已被移除。

图19a是根据本发明的一个方面的处于未充胀状态的图17的剂量结束检测构件的透视图。

图19b是根据本发明的一个方面的处于充胀状态的图17的剂量结束检测构件的透视图。

贯穿这几个视图，对应的附图标记表示对应的部分。本文阐述的示例示出了本公开的示例性方面，并且这样的示例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

提供以下描述以使本领域技术人员能够制造和使用预期用于执行本发明的所述实施例。然而，对于本领域技术人员而言，各种修改、等同、变型和替代将仍然是容易显然的。任何和所有这样的修改、变型、等同和替代旨在落入本发明的精神和范围内。

为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“横向”、“纵向”及其派生词应与本发明在附图中取向的那样有关。然而，应当理解，除非明确相反地指出，否则本发明可以采取各种替代变型。还应当理解，附图中示出的以及在以下说明书中描述的特定设备仅仅是本发明的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例有关的特定尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的。

参考图1-18，根据本发明的一个方面的药物递送系统10包括驱动组件12、容器14、阀组件16和针致动器组件18。驱动组件12、容器14、阀组件20和针致动器组件18至少部分地定位在壳体20内。壳体20包括顶部部分22和底部部分24，但是也可以使用壳体20的其他合适的布置。在一个方面中，药物递送系统10是注射器装置，该注射器装置配置成佩戴或固定到使用者身上，并通过注射到使用者体内来递送一预定剂量的药物，所述药物设置在容器14内。系统10可被用于递送“推注(bolusinjection)”，其中在设定的时间段内递送药物。可以在长达45分钟的时间段内递送药物，但是也可以使用其它合适的注射量和持续时间。推注式施用或递送可以在速率控制下进行或不具有特定的速率控制。药物输送系统10可以以固定的压力将药物以可变的速率递送给使用者。系统10的总体操作在下面参照图1-18进行描述。在2016年6月9日提交的美国临时申请号62/347,899中示出和描述了驱动组件12、针致动器组件18以及系统10的其他特征的细节，其通过引用整体合并于此。

再次参照图1-18，系统10配置成通过使用者接合致动按钮26来操作，使用者接合致动按钮导致针致动器组件18的针28刺穿使用者的皮肤，驱动组件12的致动使针28与容器14流体连通并从容器14中排出流体或药物，并且在完成药物注射后将针28撤回。在国际公开号wo2013/155153和wo2014/179774中示出和描述了药物递送系统的总体操作，其通过引用整体合并于此。系统10的壳体20包括：指示器窗口30，其用于观察指示器装置32，该指示器装置配置成向使用者提供关于系统10的状态的指示；和容器窗口31，其用于观察容器14。指示器窗口30可以是用于提供指示器装置32的清晰视图的放大镜。指示器装置32在系统10的使用期间与针致动器组件18一起移动，以指示系统10的使用前状态、使用状态和使用后状态。指示器装置32提供关于所述状态的视觉指示，但是也可以提供其他合适的指示作为替代或附加指示，例如听觉指示或触觉指示。

参照图4-6，在系统10的使用前位置期间，容器14与驱动组件12和阀组件16间隔开，并且针28位于缩回位置。在系统10的初始致动期间，如图7-9所示，驱动组件12接合容器14以使容器14朝向阀组件16移动，该阀组件配置成刺穿容器14的封闭件36并使容器14内的药物经由管61与针28流体连通，如图17和图18所示。可以理解的是，可以提供其他合适的布置以在容器内的药物和针28之间建立流体连通。驱动组件12配置成接合容器14的塞子34，由于容器14内的流体或药物的不可压缩性，这初始将使容器14移动以使之与阀组件16接合。系统10的初始致动由使用者接合致动按钮26而引起，使用者接合致动按钮释放针致动器组件18和驱动组件12，这将在下面更详细地讨论。在初始致动期间，针28仍处于缩回位置并且即将移动至伸出位置以对系统10的使用者进行注射。

在系统10的使用位置期间，如图10-12所示，针28位于至少部分地在壳体20外部的伸出位置中，其中驱动组件12使塞子34在容器14内移动，以将药物从容器14通过针28递送给使用者。在使用位置，阀组件16已经刺穿容器14的封闭件36以使容器14与针28流体连通，由于流体能够从容器14分配，因此这也允许驱动组件12使止动件34相对于容器14移动。在系统10的使用后位置，如图13-15所示，针28处于缩回位置并且与垫38接合以密封针28并防止任何残留的流体或药物从容器14流出。容器14和阀组件16可以是在国际公开号wo2015/081337中示出和描述的容器14和阀组件16，其通过引用整体合并于此。

参照图15a-15c，当针致动器主体96从使用位置移动到使用后位置时，垫38被偏压到垫中。特别地，垫38被具有凸轮表面124的垫臂122接收，该凸轮表面与壳体20的底部部分24上的凸轮轨道126协作。垫臂122通过扭杆128连接至针致动器主体96。凸轮表面124配置成与凸轮轨道126接合，以使垫臂122向下偏转，从而允许垫38在被向上偏压到针28中之前穿过针28下方。扭杆128允许垫臂122绕针致动器主体96的枢轴扭转。垫38可以压配合到垫臂122的开口中，但是也可以使用其他合适的布置来固定垫38。

参照图1-18，示出了根据本发明的一个方面的驱动组件12。如上所述，驱动组件12配置成使容器14移动以刺穿容器14的封闭件36，并且还使塞子34在容器14内移动以从容器14分配流体或药物。在前述美国临时申请号62/347,899中进一步详细地示出和描述了驱动组件12，并且该驱动组件配置成与由容器的塞子34接收的间隔器组件40接合并协作。间隔器组件40包括间隔器42和间隔器保持器44。间隔器保持器44被塞子34接收，间隔器42被间隔器保持器44接收。间隔器保持器44包括第一螺纹部分，该第一螺纹部分与塞子34的对应螺纹部分接合，但是也可以使用其他合适的布置。间隔器42也包括螺纹部分，该螺纹部分与间隔器保持器44的对应的第二螺纹部分接合，用于将间隔器42固定至间隔器保持器44，但是也可以使用其他合适的布置。驱动组件12配置成分配容器14的一系列预定填充体积，同时保持上述系统10的功能特征，包括但不限于在剂量结束后缩回针28，以及提供对系统10的状态的指示，同时还使驱动组件12与塞子34的突然接合最小化。驱动组件12配置成通过利用多种尺寸的间隔器42来分配多个离散的填充体积范围42。在一个方面中，提供了十二个填充体积范围和十二个间隔器42尺寸。在一个方面中，改变间隔器42的长度来适应容器14中的不同填充体积。可替代地，可以利用单一尺寸的间隔器42，并通过利用多个垫片来适应容器14中的多个填充体积，所述垫片由间隔器42接收。

继续参照图1-18，驱动组件12包括第一柱塞构件52、以伸缩布置由第一柱塞构件52接收的第二柱塞构件54、第一偏压构件56和第二偏压构件58。第一柱塞构件52能够从使用前位置移动至使用位置、至使用后位置，其中第一柱塞构件52配置成与间隔器组件40接合并使塞子34在容器14内移动以从容器14分配药物。第一柱塞构件52配置成轴向地移动。第二柱塞构件54和第一柱塞构件52形成伸缩布置，其中第二柱塞构件54配置成在第一柱塞构件52移动一预定轴向距离之后轴向地移动。第一柱塞构件52和第二柱塞构件54的移动由第一偏压构件56和第二偏压构件58提供，所述第一偏压构件和第二偏压构件为压缩弹簧，但是也可以使用用于偏压构件56、58的其他合适的布置。

第一偏压构件56由第二柱塞构件54接收，并且被约束在柱塞致动构件和分度构件与第二柱塞构件54的第一弹簧座之间。第二偏压构件58从第一偏压构件56径向向内定位并由第二柱塞构件54接收。第二偏压构件58被约束在第二柱塞构件54的第二弹簧座与第一柱塞构件52之间。第二偏压构件58配置成从使用前位置向使用位置以及向使用后位置朝向容器14偏压第一柱塞构件52。第一偏压构件56配置成朝向容器14偏压第二柱塞构件54，这转而从使用前位置向使用位置以及向使用后位置朝向容器14偏压第一柱塞构件52。更特别地，第二偏压构件58配置成驱动第一柱塞构件52抵靠间隔器组件40或塞子34，以使容器14移动成与阀组件16接合，从而刺穿容器14的封闭件36并使容器14经由管61与针28流体连通，如图17和图18所示。第一偏压构件56配置成使塞子34在容器14内移动以分配容器14内的药物。第二偏压构件58具有与第一偏压构件56不同的弹簧常数。尤其是，第二偏压构件58比第一偏压构件56更硬，以提供用于刺穿容器14的封闭件36的较大的力，而第一偏压构件56提供用于分配的较小的力，视容器内的流体或药物的粘度而定。

在接合致动器按钮26以及释放针致动器组件18(这将在下面更详细地讨论)时，针致动器组件18在壳体20内从使用前位置移动到使用位置以及到使用后位置。在针致动器组件18的初始移动期间，针致动器组件18的一部分与柱塞致动构件的驱动表面接合，以将柱塞致动构件60从第一旋转位置移动到第二旋转位置。

参照图10-11、13和17，第二柱塞构件54包括多个编码突出部84，其中多个编码突出部84中的预选定的一个配置成与系统10的限制构件或挡板构件86接合。如在下文中更详细地描述的，限制构件86与针致动器组件18协作并且限制针致动器组件18从使用位置到使用后位置的移动，直到塞子34到达预定剂量结束位置。在一个方面中，限制构件86配置成通过限制构件86与针致动器组件18的一部分之间的接合来限制针致动器组件18从使用位置轴向移动。当塞子34到达剂量结束位置时，通过限制构件86的旋转释放限制构件86与针致动器组件18之间的该接合。在针致动器组件18的使用位置期间，限制构件86在旋转方向上被偏压，其中通过限制构件86与第二柱塞构件54的所述多个编码突出部84种的一个之间的接合来防止限制构件86的旋转。所述多个编码突出部84可以是具有变化长度的轴向肋，但是也可以使用其他合适的布置。每个编码突出部84限定了限制构件86能够旋转从而释放针致动器组件18的位置。第二柱塞构件54的光滑部分还可以提供另外的“编码”，用于确定系统10何时转换到剂量结束位置。

如上所述，随着系统10从使用前位置、使用位置和使用后或剂量结束位置移动，指示器装置32移动，其中指示器装置32的不同部分通过指示器窗口30可见。更特别地，指示器装置32接合限制构件86的一部分，并且在系统10的各个阶段与限制构件86一起移动，以向使用者提供关于系统10的状态的指示。

在系统10的组装期间，容器14的剂量与具有设定长度的特定间隔器42匹配，并且所述多个编码突出部84中的对应一个与限制构件86对准。对应地，如上所述，容器14可以设置有多个剂量体积，其中每个体积对应于特定的间隔器42和编码突出部84。因此，甚至对于不同的剂量体积，系统10也配置成将针28注射到使用者体内以从容器14递送一剂量的药物，在剂量结束后缩回针28，并且提供系统10的状态的指示，同时最小化驱动器组件12与塞子34的突然接合。尤其是，可以选择塞子34的尺寸以最小化第一柱塞构件52与间隔器组件40之间的距离，并且不需要使用阻尼。

再次参照图1-18，示出了根据本发明的一个方面的针致动器组件18。针致动器组件18包括：具有引导表面98的针致动器主体96；具有凸轮表面104的针梭102；以及针28，所述针由针梭102接收并且配置成与容器14流体连通，如上所述。针致动器主体96大体为矩形，其中引导表面98径向向内突出。针梭102被接收于针致动器主体96内。如上所述，针致动器主体96能够在壳体20内从使用前位置(在图4-6中示出)、初始致动位置(图7-9)、使用位置(图10-12)以及使用后位置(图13-15)移动。针致动器主体96经由拉伸弹簧106被从使用前位置向使用后位置偏压，但是也可以使用其他合适的偏压布置。当接合致动器按钮26时，针致动器主体96被释放并且自由地从使用前位置移动到使用位置。在限制构件86旋转之后，针致动器主体96从使用位置移动到使用后位置。

继续参照图1-18，针梭102能够沿着竖直轴线在针28定位于壳体20内的缩回位置与针28的至少一部分伸出壳体20的伸出位置之间移动。针梭102配置成通过针致动器主体96的引导表面98与针梭102的凸轮表面104之间的接合在缩回位置与伸出位置之间移动。凸轮表面104由第一和第二凸轮构件108、110提供，其中第一凸轮构件108与第二凸轮构件110间隔开。壳体20包括具有凹部的引导柱112，所述凹部配置成接收针梭102上的t形突出部114，但是也可以将其他形状和构造用于引导柱112和t形突出部114。针梭102沿着引导柱112在缩回位置与伸出位置之间移动。引导柱112为线性的并且从壳体20大体垂直地延伸，但是也可以使用其他合适的布置。针致动器主体96的引导表面98为非线性的，并且均包括第一侧以及与第一侧相对地定位的第二侧。

如下所述，针致动器主体96的引导表面98与针梭102的凸轮构件108、110协作，以在针致动器主体96从使用前位置轴向地移动到使用后位置时使针梭102在缩回位置与伸出位置之间竖直地移动。针梭102还包括梭偏压构件(未示出)，所述梭偏压构件配置成接合壳体20或致动器按钮26。尤其是，梭偏压构件接合壳体20或致动器按钮26并且在针致动器主体96从使用位置转换至使用后位置时提供偏压力。当针致动器主体96完全地转换至使用后位置时，针梭102的凸轮构件108、110与针致动器主体96的引导表面98脱离接合，并且梭偏压构件向下偏压针梭102，使得针28接合垫38，如上所讨论的。但是，如以上结合图1-18所讨论的，垫38也可以被偏压到针28中，而不是通过梭偏压构件120向下偏压针梭102。针致动器主体96可以与致动器按钮26相互作用以防止致动器按钮26从弹回直至到达使用后位置为止，下面将对此进行详细讨论。

参照图3-15，在使用前位置(图5-6)，针梭102位于缩回位置，其中凸轮构件108、110与针致动器主体96的引导表面98间隔开。当致动器主体96移动到使用位置(图10-12)时，针梭102的第二凸轮构件110接合引导表面98，以使针梭102从缩回位置移动到伸出位置。在针致动器主体96从使用位置转换到使用后位置期间(图13-15)，针梭102的第一凸轮构件108继续接合引导表面98，以使针梭102从伸出位置移动到缩回位置。在针致动器主体96完全过渡到使用后位置之后，当凸轮构件108、110在针28接合垫38的情况下从针致动器主体96的引导表面98脱离时，梭偏压构件向下偏压针梭102。

现在参照图17-18和图19a-19b，示出了整体表示为71的剂量结束检测装置。剂量结束装置用作在线压力传感器，用于防止针致动器在流体递送期间移动以及用于在药物剂量结束时控制针28从患者体内撤回。剂量结束检测装置71包括在管61中的可扩张部分或球囊73，该可扩张部分或球囊与容器14和针28流体连通。在药物递送期间，可扩张部分73配置成在驱动组件12致动时扩张，以防止针致动器组件18的移动和针28的撤回。可扩张部分73还配置成在药物剂量结束时由于容器14内药物的缺少引起的药物压力下降而塌缩或处于非扩张状态。当可扩张部分处于非扩张状态时，如图19a所示，针致动器组件18被容许移动到使用后位置，从而从患者体内缩回针28。包括可扩张部分73的管61的一个示例可以是可从cregannatactxmedical获得的smartform^tm球囊管，但是可以理解，在本发明中可以使用其他球囊管。还可以理解，剂量结束检测装置71可以与药物递送装置或注射器一起使用。

继续参照图17-18，根据一个实施例，管61的一部分骑跨在针致动器组件18的顶部部分77上的狭槽75中。当装置10被激活时，针致动器组件18被限制构件或挡板86止动，当将针28插入患者体内时，限制构件或挡板骑跨在塞子或柱塞构件34上。流体路径中的压力增大，并且可扩张部分73扩张或充胀。塞子或柱塞构件34的移动释放了限制构件或挡板86，从而允许针致动器组件18由可扩张部分73保持，同时针保留在患者体内。随着在剂量结束时流体路径或管61中的压力减小，可扩张部分73放气并允许针致动器组件18将针28从患者缩回。

本发明的剂量结束装置71的使用允许塞子或柱塞构件34在容器14内触底并且在剂量结束后仍自动地从患者体内撤回针28。

一个所公开的方面的元件可以与一个或多个其它所公开的方面的元件组合以形成不同的组合，所有这些都被认为在本发明的范围内。

尽管已经将本公开描述为具有示例性设计，但是可以在本公开的精神和范围内进一步修改本公开。因此，本申请旨在覆盖使用其一般原理的本公开的任何变型、使用或改编。此外，本申请旨在覆盖本公开的这样的偏离，因为它们在本公开所属领域的已知或惯用实践之内并且落入所附权利要求的限制之内。