МАТРИЦА ПОЛЫХ МИКРОИГЛ Российский патент 2014 года по МПК A61M37/00 A61M5/142 A61M5/145 

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одним из объектов настоящего изобретения является устройство, включающее корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, и жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл. Аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга. Устройство также включает первый энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности, перпендикулярном первой основной поверхности, и второй энергоаккумулирующий элемент выполненный с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл.

Другим объектом настоящего изобретения является устройство, включающее корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, и жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл. Аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга. Устройство также включает первый энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности, перпендикулярном первой основной поверхности. Устройство также включает второй энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл. Кроме того, корпус устройства включает общий пускатель, функционально связанный с первым и вторым энергоаккумулирующим элементом и способный при воздействии на него активировать первый и второй энергоаккумулирующие элементы.

Еще одним объектом изобретения является способ, содержащий обеспечение корпуса для размещения картриджа с лекарством, выполненного с открываемым концом, и аппликатора, имеющего первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, в соответствии со способом автоматически перемещают матрицу с микроиглами в направлении, перпендикулярном первой основной поверхности, автоматически вскрывают открываемый конец картриджа, образуют жидкостную связь между открываемым концом картриджа и матрицей микроигл и автоматически выталкивают жидкость из картриджа через открываемый конец в матрицу микроигл.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 показан вид в аксонометрии одного из вариантов осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.2 показан вид в аксонометрии представленного на Фиг.1 устройства в разобранном виде.

На Фиг.3 показан вид снизу представленного на Фиг.1 устройства.

На Фиг.4 показан вид с торца представленного на Фиг.1 устройства.

На Фиг.5 показан вид сверху варианта аппликатора, использованного в представленном на Фиг.1 устройстве.

На Фиг.6 показан вид снизу аппликатора, представленного на Фиг.5, показывающий матрицу полых микроигл.

На Фиг.7 показан вид с торца аппликатора, представленного на Фиг.5, показывающий матрицу полых микроигл.

На Фиг.8 показан вид в аксонометрии представленного на Фиг.1 устройства без крышки.

На Фиг.9 показан продольный разрез устройства в соответствии с настоящим описанием во взведенном, но нерабочем состоянии.

Фиг.10 показывает продольный разрез устройства во взведенном состоянии.

На Фиг.11 показан вид сбоку аппликатора, показанного на Фиг.7.

На Фиг.12 дано схематическое изображение в укрупненном виде, иллюстрирующее жидкостную связь между картриджем с лекарством и аппликатором.

На Фиг.13А показан фрагмент поперечного разреза устройства во взведенном состоянии.

На Фиг.13В показан фрагмент поперечного сечения устройства, иллюстрирующий проникновение полых микроигл.

На Фиг.13С показан фрагмент поперечного сечения устройства, показывающий перемещение жидкости из картриджа с лекарством в аппликатор.

На Фиг.14 дано схематическое изображение одного из вариантов выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением во взведенном состоянии.

На Фиг.15 дано схематическое изображение одного из вариантов выполнения устройства в соответствии с настоящим описанием, при этом первый энергоаккумулирующий элемент активирован.

На Фиг.16 дано схематическое изображение, подобное изображению на Фиг.15, но активирован второй энергоаккумулирующий элемент.

На Фиг.17 дано схематическое изображение, подобное изображению на Фиг.16, иллюстрирующее перемещение поршня.

На Фиг.18 дано схематическое изображение другого варианта выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.19 дано схематическое изображение устройства при его активировании.

На Фиг.20 показана вертикальная проекция в сечении другого варианта выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, при этом часть его элементов для ясности изображения удалена.

На Фиг.21 показан в увеличенном виде U-образный листовидный пружинный механизм.

На Фиг.22 в увеличенном виде показан еще один вариант выполнения пружинного механизма в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.23 в увеличенном виде показан еще один вариант выполнения пружинного механизма в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.24 в увеличенном виде показана компоновка амортизатора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг.25А показан схематический вид одного из вариантов реализации пары пружинящих элементов.

На Фиг.25В показаны другие варианты реализации пружинных механизмов.

На Фиг.26 показано контурное изображение поршня.

На Фиг.27 схематически показаны выступы в аппликаторе для уменьшения остатков жидкости в нем.

На Фиг.28 показан вид сверху внутренней структуры верхней части корпуса устройства, показанного на Фиг.2.

На Фиг.29 показан вид сверху внутренней структуры нижней части корпуса, показанного на Фиг.2.

Фиг.30 иллюстрирует вариант использования пары пружинных механизмов в качестве второго энергоаккумулирующего элемента.

Фиг.31 иллюстрирует вариант использования пропеллента в качестве второго энергоаккумулирующего элемента.

На Фиг.32 показан вид в аксонометрии приспособления для взвода устройства.

На Фиг.33 схематически показано устройство, представленное на Фиг.1, вместе с элементом крепления, закрепляемым на теле пациента.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем описании представлены варианты выполнения устройства, которое можно привести в действие одним движением, при этом обеспечивается автоматическое и надежное прокалывание кожи пациента матрицей микроигл, например матрицей полых микроигл, и затем автоматическое высвобождение и введение под кожу хранящейся в резервуаре жидкости (например, в готовом к использованию картридже с лекарством) в управляемом режиме, что обеспечивает должное усвоение этой жидкости. Удовлетворяемая требованиям потребителя эффективная доставка широкого спектра жидкостей и их индивидуальная для каждого пациента дозировка могут быть достигнуты относительно свободным от травм способом, при этом минимизированы вероятность смещения полых микроигл во время проникновения в кожу и количество жидкости, остающейся в устройстве после ее введения пациенту.

Устройство 100 для управляемого высвобождения жидкости содержит корпус 102, аппликатор 103, связанный с матрицей 104 микроигл, имеющей одну или более полых микроигл 105, и систему 106 хранения и доставки жидкости, включающую резервуар 107 (в некоторых вариантах осуществления изобретения - это картридж с лекарством). Преимущественно устройство 100 выполнено с возможностью установки в нем резервуара 107 производителями, сборщиками или пользователями. Кроме того, устройство 100 выполнено с возможностью замены резервуара 107 и полых микроигл 105 и его повторного использования. Кроме того, в таком исполнении резервуары легче чистить, стерилизовать и неоднократно наполнять, чем в устройствах, где микроиглы и резервуар с лекарством выполнены как единое целое.

Устройство 100 для управляемого высвобождения жидкости выполнено таким образом, чтобы пациент "носил" его во время инъекции жидкости 108 (см., например, Фиг.9-10 и Фиг.13А-13С). В этом варианте осуществления изобретения устройство 100 может быть наложено непосредственно на кожу пациента (см., например, Фиг.12), чтобы обеспечить передвижение пациента в амбулатории при сохранении положения полых микроигл 105 на соответствующей глубине проникновения.

В данном тексте термин "полая микроигла" относится к определенной микроскопической структуре, которая предназначена для прокалывания рогового слоя кожи, чтобы облегчить доставку лекарств через кожу. Так, например, микроиглы могут включать иглу, иглоподобные структуры или иные структуры, способные прокалывать роговой слой кожи и доставлять жидкость.

Любое вещество в жидкой форме может быть использовано и доставлено путем подкожных инъекций, включая любые фармацевтические, нутрицевтические, косметические, диагностические и терапевтические средства (далее, для удобства, называемые обобщенным термином "лекарство"). К числу лекарств, которые могут быть использованы в связи с настоящим изобретением, в частности, относятся: адренокортикотропный гормон (например, инъекционный кортикотропин), лютеинизирующий гормон (например, гидрохлорид гонадорелина), гормон роста - высвобождающий гормон (например, ацетат серморелина), холецистокинин (синкалид), гормон околощитовидной железы и его фрагменты (например, ацетат терипаратида), гормон щитовидной железы и его аналоги (например, протирелин), секретин и ему подобные вещества, антитрипсин Альфа-1, антиангиогенезные агенты, антисенс, буторфанол, кальцитонин и его аналоги, цередаза, ингибитор циклооксигеназа-2, дерматологические вещества, дигидроэрготамин, агонисты и антагонисты дофамина, энкефалины и другие опиоидные пептиды, факторы роста эпидермиса, эритропоэтин и его аналоги, фолликулостимулирующий гормон, гранулоцетарный колониестимулирующий фактор, глюкагон, гранулоцито-макрофаго-колониестимулирующий фактор, гранисетрон, гормон роста и его аналоги (включая гормон роста - высвобождающий гормон), антагонисты гормона роста, гирудин и аналоги гирудина, такие как гирулог, супрессоры иммуноглобулина Е, инсулин, инсулинотропин и аналоги, инсулиноподобные факторы роста, интерфероны, интерлейкины, лютеинизирующий гормон, гормон, высвобождающий лютеинизирующий гормон, и его аналоги, гепарины, низкомолекулярные гепарины и другие природные, модифицированные или синтетические гликоаминогликаны, М-спинно-мозговая жидкость, метоклопрамид, мидазолам, моноклональные антитела, пегилированные антитела, пегилированные белки или любые модифицированные белки с гидрофильными или гидрофобными полимерами или дополнительными функциональными группами, гибридные белки, однозвенные фрагменты антител или они же с любой комбинацией присоединенных белков, макромолекул или дополнительных функциональных групп, наркотические анальгетики, никотин, нестероидные противовоспалительные агенты, олигосахариды, ондансетрон, гормон паращитовидной железы и аналоги, антогонисты гормона паращитовидной железы, антогонисты простагландина, простагландины, рекомбинанты растворимых рецепторов, скополамин, агонисты и антагонисты серотонина, силденафил, тербуталин, тромболитические препараты, тканевые активаторы плазминогена, факторы некроза опухолей и их антагонисты, вакцины со стимуляторами и без них, включающие профилактические и лечебные антигены (в том числе субунит протеина, пептид и полисахарид, полисахаридные конъюгаты, токсоиды, генетические вакцины, замедлители обмена веществ, реассортанты, инактивированные цельные клетки, вирусные и бактериальные возбудители инфекций), связанные с пагубными зависимостями, артритом, холерой, кокаиновой зависимостью, дифтерией, столбняком, болезнью Лайма, менингококком, корью, инфекционным паротитом, корью, ветряной оспой, тропической лихорадкой, респираторно-синцитиальным вирусом, клещевым Японским энцефалитом, пневмококками, стрептококками, тифом, гриппом, гепатитом, включая гепатит А, В, С и Е, отитом среднего уха, гидрофобией, полиомиелитом, вирусом иммунодефицита человека, парагриппом, ротавирусом, вирусом Эпштейна-Барра, цитомегаловирусом, хламидиями, нетипируемыми гемофильными бактериями, моракселлой катарраликс, вирусом папилломы человека, туберкулезом, гонореей, астмой, атеросклерозом, малярией, кишечной палочкой, болезнью Альцгеймера, Хеликобактером пилори, сальмонеллой, диабетом, раковой опухолью, герпетической лихорадкой, доброкачественной опухолью, и другие подобные вещества, включая все основные терапевтические вещества, такие как средства для лечения простуды, средства против пагубных привычек, противоаллергические средства, противорвотные средства, вещества для борьбы с ожирением, противоинфекционные вещества, анальгетики, анестетические средства, лекарства, понижающие аппетит, противоревматические лекарства, противоастматические вещества, противосудорожные, антидепрессанты, антидиабетические вещества, антигистаминные препараты, противовоспалительные вещества, противомигренозные препараты, лекарства против укачивания, средства против тошноты, противоопухолевые средства, лекарства для лечения болезни Пакркинсона, снимающие зуд средства, нейролептики, жаропонижающие средства, холиноблокаторы, вещества для лечения мозга, активизирующие костную ткань вещества, стимуляторы центральной нервной системы, гормоны, снотворное, иммунодепрессивные средства, мышечные релаксанты, парасимпатолитические вещества, простагландины, протеины, пептиды, полипептиды и другие макромолекулы, психостимуляторы, успокоительные средства, транквилизаторы и средства борьбы с сексуальной дисфункцией. Настоящее изобретение предполагает, что возможно использование даже веществ в газообразной форме.

Удобный в использовании и комфортный для пациента корпус 102 выполнен в виде компактного замкнутого устройства, имеющего относительно небольшую толщину и незначительную площадь основания. В показанном на Фиг.1 и Фиг.2 варианте осуществления изобретения корпус 102 включает нижнюю часть 109 и соответствующую ей верхнюю часть 110, которая снабжена крышкой. Нижняя часть 109 и верхняя часть 110 корпуса могут крепиться друг к другу любыми пригодными средствами, например они могут защелкиваться при соединении, соединяться шарнирно, с использованием фрикционной посадки с натягом, или с помощью различных крепежных средств, возможны и другие варианты крепления. Например, нижняя и верхняя части 109 и 110 корпуса могут быть соединены вместе шарниром (не показан), который позволяет им поворачиваться относительно друг друга подобно створкам. Корпус 102 может быть изготовлен из подходящих легких материалов, пригодных для доставки жидкостей тех видов, которые указаны выше. К таким материалам, в частности, относятся пластмассы, металлы, композитные материалы и их комбинации. Нижняя часть 109 корпуса может включать основание 114 (Фиг.2), которое обычно может быть плоским, с отверстием 115, сквозь которое могут перемещаться полые микроиглы 105 с помощью первого энергоаккумулирующего элемента 134. Основание 114 определяет относительно большую и, как правило, плоскую поверхность, первую основную поверхность 116 (см. Фиг.2). В некоторых вариантах реализации основание 114 выполнено с возможностью надежно поддерживать устройство 100, что обеспечивает комфортность его ношения.

Ко всей первой основной поверхности 116 или к ее части может быть присоединен адгезивный слой 118. Адгезивный слой 118 (Фиг.2) для описанных здесь целей может быть любого подходящего типа. В одном из вариантов осуществления изобретения адгезивный слой 118 может быть выполнен в виде самоотклеивающегося адгезивного слоя и покрыт отделяемым защитным слоем (не показан), который может быть удален перед наложением на кожу пациента самоотклеивающегося адгезивного слоя. Как показано, самоотклеивающийся адгезивный слой 118 обычно по размеру соответствует первой основной поверхности 116. В проиллюстрированном варианте также предполагается, что самоотклеивающийся адгезивный слой 118 может находиться в непосредственной близости к отверстию 115.

В адгезивном слое 118 можно использовать различные чувствительные к давлению адгезивы, в частности такие, как полиакрилаты, полиизобутилены, полисилоксаны и др.

Адгезивный слой 118 может также включать кольцеобразную часть 118а, окружающую отверстие 119 (Фиг.2). Отверстие 119 может быть выставлено относительно отверстия 115 в нижней части 109 корпуса. Кольцеобразная часть 118а может иметь более высокую адгезионную способность по сравнению с остальной частью адгезивного слоя 118 для обеспечения более надежного сцепления с кожей в области, окружающей зону проникновения игл. Понятно, что могут быть сделаны изменения в рецептуре адгезивного слоя 118 для варьирования силой сцепления устройства 100 с кожей пациента, а также с другими телесными тканями.

На Фиг.2 показана также сборка 120 опорных стенок, которая поднимается от основания 114 и размещена вдоль его краев. Сборка 120 включает пару стенок 120а и 120b, расположенных, как правило, напротив друг друга, имеющих изогнутые ребра 123 для поддержки и направления резервуара 107 вдоль продольной оси 107а (Фиг.12). Стенки 120а и 120b расположены внутри боковой выступающей вверх внешней стенки 126, включающей части 126а и 126b, обычно параллельные частям 120а и 120b. Внешняя стенка 126 может включать закругленную часть 126с и заднюю часть 126d. В закругленной части 126с при ее изготовлении может быть отформована пара расположенных напротив друг друга участков 128 с обращенными внутрь канавками, ограниченными соответствующими ребрами 129, обращенными внутрь. Внешняя стенка 126 может включать заднюю часть 126d, имеющую отверстие 126е.

Участки 128 с канавками поддерживают и направляют аппликатор 103 для перемещения в направлении, показанном стрелкой А на Фиг.9 и Фиг.10, по существу перпендикулярном первой основной поверхности 116. Вертикальная ось 130 по существу перпендикулярна продольной оси 107а. Несмотря на то что один из вариантов осуществления изобретения предписывает движение аппликатора 103 по существу под углом 90° по отношению к первой основной поверхности 116, понятно, что путь аппликатора может несколько отклоняться от нормали, чтобы достичь ориентации, которая может обеспечить достаточно глубокое проникновение для доставки требуемой дозы. Такой путь обычно гарантирует точное проникновение под кожу на заданную глубину. Соответственно, улучшается последующее усвоение и эффективность управления потоком жидкости.

В устройстве 100 для управляемого высвобождения жидкости на Фиг.2, Фиг.9 и Фиг.29 показан первый энергоаккумулирующий элемент 134, предназначенный для приложения силы к аппликатору 103 в направлении, по существу перпендикулярном к первой основной поверхности 116. В некоторых вариантах осуществления изобретения такое приложение силы обеспечивает управляемое движение аппликатора 103, который, в свою очередь, передает эти направленные усилия на полые микроиглы 105, обеспечивая их проникновение под кожу пациента.

Заявители обнаружили, что недостаток применяемых известных ранее аппликаторов состоит в том, что пользователи, нажимая вниз на микроиглы дозирующих устройств (не показано), могут прикладывать слишком большое или слишком маленькое усилие, в результате чего происходят нежелательные изменения в усилии и глубине проникновения. Описываемое устройство для управляемого дозирования жидкости преодолевает этот недостаток.

В одном из вариантов осуществления изобретения первый энергоаккумулирующий элемент 134 выполнен в виде листовидной плоской пружины, выполненной с возможностью приложения к аппликатору заданной силы, обеспечивающей проникновение игл на заданную глубину. В примере, представленном на Фиг.12, Фиг.24 и Фиг.29, первый энергоаккумулирующий элемент 134 выполнен в виде U-образной листовидной пружины. Образующая петлю часть 134а первого энергоаккумулирующего элемента 134 опирается непосредственно на аппликатор 103 или как-то иначе с ним связана и им поддерживается.

Как показано на Фиг.29, первый энергоаккумулирующий элемент 134 включает две ножки 134b и 134с, расположенных между стенками 120а и 120b и боковыми частями 126а и 126b внешней стенки 126. Такое расположение первого энергоаккумулирующего элемента 134 внутри корпуса 102, в непосредственной близости к резервуару 107, не только упрощает конструкцию и сборку устройства 100 для управляемого высвобождения жидкости, но также обеспечивает ему небольшую толщину и площадь основания, значительно улучшая конструкцию в целом.

Например, в одном из вариантов реализации первый энергоаккумулирующий элемент 134 выполнен в виде пружины из проволоки из нержавеющей стали длиной 7,5 см и наружным диаметром 0,0625" (0,159 см). При осуществлении настоящего изобретения можно использовать множество подобных пружин и пружинных конструкций.

Как упоминалось выше, изобретатели учли, что аппликаторы с микроиглами имеют обратный ход после воздействия на кожу, вызванный пружинящими свойствами первого энергоаккумулирующего элемента 134 и упругостью кожи. Большим преимуществом является также то, что полые микроиглы 105 проникают на определенную глубину в слой дермы и остаются на этой глубине (или внутри определенного диапазона глубин) во время вливания лекарства. В некоторых вариантах осуществления изобретения предусмотрено демпфирование обратного хода аппликатора для обеспечения более аккуратного вкалывания в кожу матрицы с микроиглами.

В одном из рассматриваемых вариантов осуществления изобретения первый энергоаккумулирующий элемент 134 не закреплен на аппликаторе 103. В результате после срабатывания первый энергоаккумулирующий элемент 134 может свободно отходить вверх и колебаться, не выдергивая, частично или полностью, полые микроиглы 105 из кожи и не поднимая их с заданной глубины проникновения. Этим может быть уменьшена, минимизирована или даже ликвидирована опасность возникновения протечки жидкости на поверхность кожи. В альтернативном варианте первый энергоаккумулирующий элемент 134 может быть выполнен с возможностью оказывать повышенное давление на аппликатор 103 во время отдачи кожи и проникновения в нее, при этом исключается опасность частичного или даже полного выдергивания микроигл.

Следует иметь в виду, что амплитуда и частота упругого отскока и колебаний в первую очередь прямо пропорциональны таким параметрам, как длина свободной части пружины, масса и свойства материала, усилие натяжения или предварительное натяжение. К другим факторам относятся форма пружины и ее конфигурация, например в виде собранной в стопу из многих элементов плоской пружины, например плоской многослойной пружины, одиночного куска проволоки, например куска круглой закаленной пружинящей проволоки, проволочной пружины U-образной формы и т.п. Кроме того, первый энергоаккумулирующий элемент 134 может иметь любое поперечное сечение, например круглое, квадратное или прямоугольное, кроме того, поперечное сечение может иметь вид правильного или неправильного многоугольника и даже переменную форму вдоль своей длины. Такая форма профиля может придавать жесткость и прочность тем участкам, где это необходимо.

Первый энергоаккумулирующий элемент может быть выполнен из различных материалов, включая углеродистую сталь (например, струнную проволоку), закаленные сплавы (например, беррилиево-медный сплав, фосфористая бронза) или другие пригодные сплавы (например, Elgiloy™ кобальтовый сплав, поставляемый кампанией Elgin Specialty Metals, г. Элгин, шт. Иллинойс, США. В то время как ради компактности устройства в рассматриваемом варианте его реализации используют металлическую пружину с относительно высокой жесткостью, в иных случаях возможно использование менее компактного, неметаллического (например, пластикового) пружинящего элемента, например такого пружинящего элемента, который взводится и высвобождает энергию за короткий интервал времени.

Как правило, до того момента, когда аппликатор 103 с полыми микроиглами 105 ударяет по коже пациента, приведенный в действие первый энергоаккумулирующий элемент 134 имеет скорость в диапазоне от примерно 2 м/с до примерно 20 м/с. Чаще, полые микроиглы 105 ударяют по коже пациента на скорости в диапазоне от примерно 4 м/с до примерно 12 м/с.

Фиг.24 иллюстрирует другой пример подхода к предотвращению отскока, который потенциально, как уже говорилось выше, может привести к частичному или даже полному выдергиванию микроигл. Как видно из Фиг.24, первый энергоаккумулирующий элемент 134 опирается на верхнюю поверхность аппликатора 103, а деформируемая амортизирующая сборка 135 связана с нижней поверхностью аппликатора 103 для уменьшения колебаний, которые могут негативно сказаться на желаемом проникновении полых микроигл. Для изготовления деформируемой амортизирующей сборки 135 могут быть использованы самые разнообразные амортизирующие материалы. К таким материалам, в частности, относятся вспененный материал с закрытыми порами и открытыми порами, эластомеры или иные энергопоглощающие элементы, которые могут гасить отскок и колебания после удара микроигл.

В одном примере осуществления изобретения деформируемая амортизирующая сборка 135 включает пару независимых упругих подушек, которые могут быть выполнены из различных подходящих материалов, к которым, в частности, относятся кремнийорганический пенопласт, вязкоупругие вспененные материалы, твердая силиконовая резина и др. Эти упругие материалы должны иметь подходящую толщину для достижения требуемой амортизации. В частности, толщина может варьироваться от примерно 0,1 мм до примерно 3,0 мм, чаще от примерно 0,5 мм до примерно 1,5 мм.

В рассматриваемом примере амортизирующий материал может быть смонтирован на нижней части 109 корпуса (не показано) и расположен так, чтобы низ аппликатора 103 мог войти с ним в соприкосновение. В альтернативном варианте или в дополнение к описанному выше, на верхней поверхности аппликатора 103 могут быть размещены упругие подушки, которые могут входить в соприкосновение с первым энергоаккумулирующим элементом 134.

Теперь обратимся к Фиг.1, Фиг.2, Фиг.4 и Фиг.8. Верхняя часть корпуса 110 может иметь конструкцию, которая, как показано, может охватываться нижней частью 109 корпуса и соединяться с нею. Верхняя часть 110 корпуса может быть изготовлена из единого куска, при этом ее конструкция напоминает раковину, размер и форма которой обычно соответствует нижней части 109 корпуса для стыковки с ней. В этом примере верхняя часть 110 корпуса также может быть изготовлена из пластика, такого как поликарбонат, акрил и другие аналогичные материалы. Кроме того, верхняя часть 110 корпуса может быть выполнена прозрачной, чтобы обеспечить пользователю возможность визуально контролировать объем введенной жидкости. В альтернативном варианте верхняя часть 110 корпуса может иметь окно (не показано), которое аналогично позволяет пользователю визуально наблюдать за поступлением жидкости и за перемещением поршня, как будет описано. Это особенно удобно в ситуациях, связанных с инъекциями, осуществляемыми в течение относительно длительного периода времени.

Корпус 102 также включает пускатель 138 (см. Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.8). Пускатель 138 имеет приспособленный для пальца участок 140, способный закрывать отверстие 142 (Фиг.2, Фиг.8-10), выполненное в верхней части 110 корпуса. Петлевая часть 144 простирается от приспособленного для пальца участка 140 и шарнирно соединена с возможностью поворота вокруг петлевой шпильки 146 (Фиг.8-10), установленной в верхней части 110 корпуса. Это позволяет поворачивать пускатель 138 из положения, соответствующего взведенному состоянию (показано на Фиг.9), в положение, соответствующее состоянию проникновения полых микроигл 105 аппликатора 103, показанному на Фиг.10.

Как видно на Фиг.8-10 и Фиг.28, настоящее изобретение включает спусковой механизм 147 для освобождения первого энергоаккумулирующего элемента 134 из его взведенного состояния. В данном примере осуществления изобретения спусковой механизм 147 включает шток 148, на который воздействует приспособленный для пальца участок 140. Размеры и форма штока 148 и его установка обеспечивают возможность освобождения аппликатора 103, когда он движется вниз после нажатия на приспособленный для пальца участок 140. Во время движения вниз шток 148 входит в зацепление с упругим зацепляющим элементом 150, таким как цельная пружина защелки. Упругий зацепляющий элемент 150 обычно имеет U-образную форму и может быть закреплен внутри верхней части 110 корпуса так, чтобы находиться непосредственно под отверстием 142 пускателя, как показано на Фиг.28. Упругий зацепляющий элемент 150 имеет пару упругих ножек 150а и 150b, как правило, разнесенных и параллельных, и выполненных с возможностью взаимодействия со штоком 148, раздвигающим эти ножки, когда он при нажатии движется вниз между ними. Упругие ножки 150а и 150b входят во внешнюю проточку 151 (Фиг.9) на верхнем поддерживающем элементе 152 аппликатора 103, образуя при этом зацепление, удерживающее аппликатор во взведенном положении.

Когда пользователь приступает к инъекции, он нажимает на приспособленный для пальца участок 140, чтобы освободить аппликатор 103, как это видно на чертежах. В результате шток 148 разводит упругие ножки 150а и 150b настолько, чтобы они вышли из проточки 151 верхнего поддерживающего элемента 152 (Фиг.9). Это освобождает первый энергоаккумулирующий элемент 134, позволяя ему двигаться, прикладывая к аппликатору 103 усилие, направленное обычно вниз вдоль вертикальной оси 130, такое чтобы полые микроиглы 105 могли быть в освобожденном положении (см., например, Фиг.12). Упругие ножки 150а и 150b, подвергнутые напряжению, когда они находились во внешней проточке 151, могут вернуться в обычное состояние, после того как к аппликатору 103 приложено усилие со стороны первого энергоаккумулирующего элемента 134.

Настоящее изобретение предполагает, что аппликатор 103 может быть взведен до поставки от производителя или сборщика устройства для управляемого высвобождения жидкости, но допускает также возможность пользователю взвести устройство вручную, как будет описано ниже. Для взведения аппликатора 103 на него должно быть оказано направленное вверх усилие (например, аппликатор может быть вытолкнут или вытащен) до уровня, пока верхний поддерживающий элемент 152 не раздвинет ножки 150а и 150b в разные стороны, в результате чего последние за счет своей упругости защелкиваются в проточке 151, тем самым поддерживая аппликатор 103 в его взведенном состоянии. Настоящее изобретение предусматривает другие виды спусковых механизмов, которые могут быть использованы для удерживания аппликатора 103 во взведенном состоянии. К таким механизмам относится широкий круг упругих поддерживающих элементов, в частности таких, как задвижки, защелки, кольцевые защелки и другие подобные устройства. Понятно, что необязательно поставлять или хранить аппликатор 103 во взведенном состоянии. Он может поставляться и невзведенным.

Обратимся к Фиг.5-7, Фиг.9, Фиг.10, Фиг.12 и Фиг.13А-13С, иллюстрирующим полые микроиглы 105 аппликатора 103 в позиции их выпуска, что может быть полезным, например, чтобы показать положение игл при проникновении под кожу пациента и при подаче или распределении жидкости 108 из готового к использованию резервуара 107 к пациенту. Как уже отмечалось, резервуар 107 легче очищать, стерилизовать, заполнять и пополнять, в сравнению с теми микроигольчатыми устройствами, которые имеют выполненные заодно с ними жестко фиксированные или специализированные резервуары с лекарствами.

Для выполнения инъекции под кожу аппликатор 103 может включать матрицу 104 микроигл на днище или стороне проникновения коллекторного держателя 162. В одном из вариантов осуществления матрица 104 микроигл может быть закреплена на аппликаторе 103 постоянно или присоединена к нему с возможностью съема. В другом варианте матрица 104 микроигл содержит плату 163 микроигл аппликатора. Выполненная в аппликаторе плата 163 микроигл представляет собой матрицу торчащих из нее полых микроигл 105.

В одном из вариантов осуществления изобретения полые микроиглы 105 имеют длину более 100 мкм до примерно 3 мм. В других вариантах полые микроиглы 105 могут иметь длину в диапазоне от примерно 250 мкм до примерно 1500 мкм, обычно от 500 мкм до 1000 мкм. В некоторых вариантах полые микроиглы 105 могут проникать в кожу на глубину примерно от 150 мкм до 1500 мкм. Типичная глубина проникновения микроигл в кожу примерно от 50 мкм до 400 мкм, чаще - примерно от 100 мкм до 300 мкм. Нужно понимать, что глубина проникновения полых микроигл 105 может быть не равна полной длине самих полых микроигл.

Типичное расстояние между соседними полыми микроиглами 105 может составлять примерно не менее 0,7 мм. Как правило, в матрице 104 микроигл полые микроиглы 105 расположены в среднем на расстоянии по меньшей мере 2 мм друг от друга. Полые микроиглы 105 могут иметь в среднем площадь поперечного сечения канала (не показан) от 10 мкм² до 500 мкм², обычно от 80 мкм² до 300 мкм². Пространственная плотность полых микроигл 105 может составлять от 3 до 18 микроигл на 1 см². Канал (не показан) может иметь пропускную способность потока жидкости примерно от 20 мкл/мин до 500 мкл/мин. Канал может заканчиваться выходным или выпускным отверстием (не показан), расположенным на боковой стенке каждой полой микроиглы или ее части, расположенной рядом с кончиком микроиглы.

Настоящее изобретение предусматривает все формы микроигл, через которые может доставляться жидкость. Кроме того, понятно, что вышеуказанные величины приведены в качестве примеров и ими не ограничены. Из дальнейшего описания станет ясно, что настоящее изобретение предполагает помимо полых микроигл использование и других сборок игл для инъекций и вливаний. Поэтому иглы могут иметь большую длину, чем отмечалось выше. Глубина проникновения полых микроигл 105 также может варьироваться от иглы к игле. Полые микроиглы обычно способны проникать в кожу пациента таким образом, чтобы свести к минимуму или уменьшить травму. Понятно, что существует взаимосвязь между травмой и различными параметрами вливания/инъекции, такая как описанная в часто упоминаемой и находящейся в стадии рассмотрения заявке на изобретение US 61/115840.

Теперь обратимся к Фиг.12 и Фиг.13А-13С, иллюстрирующим прокалывающую иглу 165, которая может быть выполнена в виде, по меньшей мере, одной трубочки, или входной трубки коллектора, или в иной форме прокалывающей иглы. Прокалывающая игла 165 выполнена как входной патрубок коллекторного держателя 162. Прокалывающая игла 165 обеспечивает путь жидкости 108 из резервуара 107 в резервуар 166 коллекторного держателя, находящийся над матрицей 104 микроигл, по каналу 168, как показано. Предусмотрена возможность использования одной или нескольких прокалывающих игл 165. Таким образом, путем вливания/инъекции через полые микроиглы 105 жидкость 108 может быть распределена под кожей пациента (обозначена буквой "S" на Фиг.12). В одном варианте реализации прокалывающая игла 165 может иметь внутренний канал 170 (например, на Фиг.5 и Фиг.12). Внутренний канал 170 жидкостно связан с каналом 168. Прокалывающая игла 165 имеет длину, обеспечивающую открывание герметично закрытого, но открываемого конца резервуара 107, как будет объяснено ниже. Прокалывающая игла 165 также должна быть достаточно прочной, чтобы выполнять свою функцию без деформации или иных повреждений. Для изготовления прокалывающей иглы 165 может быть использованы разнообразные материалы. К числу таких материалов, в частности, относятся металлы, включая нержавеющую сталь, пластмассы, керамику, композитные материалы и их комбинации.

Как показано на Фиг.12, матрица 104 микроигл может быть закреплена на коллекторном держателе 162 постоянно, например посредством ультразвуковой сварки. К примеру, настоящее изобретение предполагает закрепление платы 163 микроигл аппликатора на коллекторном держателе 162 с помощью различных методов, к которым, в частности, относятся защелки, клеи, такие как отверждаемый ультрафиолетовым излучением клей, медицинские клеи и другие аналогичные средства. Несмотря на то что были описаны соединения, обеспечивающие жесткую фиксацию, могут быть применены и разъемные соединения, предусмотренные, например, в ситуациях, связанных с повторным использованием устройства для управляемого высвобождения жидкости, при котором могут быть заменены использованные микроиглы. В одном из вариантов временное соединение выполнено с использованием самоотклеивающихся адгезивов и им подобных материалов.

В дальнейшем будет пояснено, почему в настоящем изобретении предусмотрена обязательная фиксация коллекторного держателя 162 в позиции проникновения игл.

Для этого коллекторный держатель 162 имеет периферийный зубчатый венец 162а, выступающий в радиальном направлении на величину, обеспечивающую защелкивание или посадку с натягом (в нижнем положении) в соответствующих удерживающих частях 109а (Фиг.12) нижней части 109 корпуса. Кроме того, коллекторный держатель 162 может иметь кольцевидный поперечный выступ 162b, способный зацеплять нижнюю часть 109 корпуса, обеспечивая даже более надежное торможение держателя 162. Упомянутая посадка с натягом и/или поперечный выступ 162b надежно удерживают коллекторный держатель 162 в положении, необходимом для прокалывания кожи пациента. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения это может минимизировать эффект отскока первого энергоаккумулирующего элемента 134 после его освобождения, который, если не демпфировать, может стать причиной выбивания полых микроигл 105 из кожи пациента после проникновения.

Плата 163 микроигл аппликатора может быть выполнена из материалов, к числу которых относятся поликарбонат, акрилы, включая полиметилметакрилат, акрилонитриловый сополимер бутадиена и стирола, полипропилен, нейлон, полиэфирэфиркетон, и их комбинации.

В варианте, показанном на Фиг.3 и Фиг.6, плата 163 микроигл аппликатора имеет в общем случае кольцеобразную периферийную часть 163а, свободную от полых микроигл 105 и имеющую размер, позволяющий подсоединиться к приспособлению для взвода устройства (Фиг.32), как будет описано дальше, что позволяет взвести устройства 100, приготовив его для выполнения инъекции, как будет объяснено ниже. Настоящий вариант реализации иллюстрирует кольцеобразную периферийную часть 163а. Следует понимать, что и другие, сходные и свободные от микроигл части, могут быть использованы для взаимодействия с приспособлением для взвода устройства, например, использующим толкающий принцип. В альтернативном варианте или дополнительно настоящее изобретение предусматривает взведение аппликатора 103 путем вытягивания. В этом случае такой инструмент (не показан), как клещи или что-то подобное, может быть использован для подтягивания вверх, например, за верхний поддерживающий элемент 152. Предусмотрены и другие варианты, позволяющие толкать или тянуть аппликатор 103 с целью его взвода, то есть приведения его в состояние готовности для инъекции.

Теперь обратимся к Фиг.2, Фиг.9, Фиг.10 и Фиг.12. Система 106 хранения и доставки жидкости может включать емкость 107, выполненную с возможностью взаимодействия со вторым энергоаккумулирующим элементом 180. Как будет далее описано, второй энергоаккумулирующий элемент 180 выполнен с возможностью приложения силы к открываемому концу резервуара для того, чтобы его вскрыть и создать путь для жидкости к аппликатору 103, что обуславливает поток жидкости из резервуара к полым микроиглам аппликатора. В этом варианте осуществления изобретения на чертежах показана только одна пружина, однако возможен широкий спектр других вариантов реализации, как будет описано ниже.

Несмотря на то что резервуар 107 описан в примере осуществления изобретения как картридж с лекарствами, предполагается использование широкого спектра резервуаров, имеющих различные размеры и конструкции, которые выполняют аналогичные функции. В данном примере резервуар 107 имеет продолговатый и сравнительно тонкостенный трубчатый стеклянный баллон 181. Желательно, чтобы стеклянный баллон 181 был закаленным, прозрачным, имел гидролитическую стойкость к используемым жидкостям и был достаточно прочным, т.е. способным сопротивляться образованию трещин или иным разрушениям, когда он подвергается давлению описанным здесь способом. В приведенном примере поверхность стеклянных картриджей для лекарств имеет низкий коэффициент трения благодаря использованию силикона (например, твердого и/или жидкого). Для изготовления резервуара картриджа могут использоваться и другие материалы, в частности полимеры различных типов, включая полиолефин, позволяющие избежать реакции с содержащимися жидкостями. Обычно коэффициент трения полимеров таков, что позволяют поршню легко двигаться.

Стеклянный баллон 181 имеет открываемый конец 182, который может быть открыт, и плунжерный конец 184. Открываемый конец 182 обычно герметично закрыт крышкой 185. Крышка 185 может крепиться к горлышку стеклянного баллона 181 у открываемого конца 182. Крышка 185 может включать металлическую часть 186, например выполненную из алюминия, которая обжимает открываемый конец 182 любым известным способом. В крышку 185 может быть установлена перегородка 187 (Фиг.12), которая герметично перекрывает открываемый конец 182.

Перегородка 187 может быть изготовлена из различных материалов, включая те, которые обычно используются в резервуарах (например, в картриджах для лекарств). Перегородка 187 может быть изготовлена из поддающегося прокалыванию и самовосстанавливающегося эластомерного герметика, или она может быть надежно вмонтирована с опрессовкой или без таковой поперек открываемого конца 182. Обычно эластомеры могут быть запрессованы на конце стеклянного баллончика с помощью такого материала, как алюминий. Можно использовать и другие материалы для перегородок, как и другие способы их закрепления на стеклянном баллончике 181. Например, может быть использована запрессованная перегородка, такая как стандартная крышка серии CZ компании West Pharmaceutical Services, или может быть использован стандартный люэровский колпачок для шприца, или можно использовать литой конец, достаточно тонкий, чтобы его можно было проколоть. Для изготовления перегородок можно использовать различные материалы при условии, что они допускают прокол при приложении соответствующего усилия и обеспечивают герметизацию после прокола. Как было отмечено, перегородка 187 прокалывается во время использования, а благодаря указанным свойствам отверстие вокруг иглы остается герметично закрытым, что предотвращает утечку жидкости из резервуара 107. Предполагается, что некоторые известные материалы позволят перегородке сохранять герметичность после извлечения использованной иглы. Настоящее изобретение предусматривает возможность различных решений вопроса открывания и повторной герметизации перегородки 187.

Резервуар 107 содержит поршень 188, установленный герметично с возможностью скольжения по внутренней стенке стеклянного баллончика 181. Это обеспечивает герметичное хранение жидкости во внутреннем изменяющемся объеме камеры, образующейся между поршнем 188 и открываемым концом 182. Объем камеры может быть выбран с учетом планируемой дозы (доз). Резервуар 107 (например, картридж с лекарством) может быть выполнен готовым к использованию, т.е. он может быть предварительно заполненным лекарствами, такими, как упомянутые выше жидкости. Стеклянный баллончик 181 может быть стандартным, в том числе он может соответствовать стандартам ISO. Преимуществом стеклянного баллончика 181 является то, что его легко мыть, стерилизовать и повторно использовать. Другие компоненты резервуара 107 тоже могут быть выполнены в соответствии со стандартами ISO.

Преимущество описанных картриджей для лекарств состоит в их готовности к использованию в противовес точке зрения, что медицинское сообщество стремится использовать картриджи, которые относительно легки и экономичны применительно к жидкостям и дозам, удовлетворяющим индивидуальным требованиям пациентов. Кроме того, такие картриджи могут быть повторно использованы после соответствующей очистки и стерилизации известными способами. Такие картриджи могут быть пополняемыми с использованием известных в данной области техники средств. Поэтому их использование в устройстве в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает существенные преимущества.

Настоящее изобретение предполагает, несмотря на то что это не показано, использование клапанных механизмов для открывания открываемого конца картриджа или резервуара для обеспечения подачи жидкости к полым микроиглам. Например, клапанный элемент, содержащийся в резервуаре, подобном упомянутому картриджу, может открывать путь жидкости или блокировать его, взаимодействуя со структурой (не показано), например с канюлей, имеющейся на аппликаторе, путем их сцепления в рабочем состоянии. Однако упомянутая прокалываемая и герметизирующая перегородка проще и экономически более выгодна для образования жидкостной связи.

Поршень 188 выполнен с возможностью перемещения вдоль резервуара 107 до тех пор, пока жидкость 108 полностью не выйдет из него. Обычно поршень 188 выполняют из материалов, которые обеспечивают герметичность по отношению к корпусу резервуара 107, но при этом инертны по отношению к жидкости. Например, для изготовления поршня можно использовать материалы из очищенного циклобутила, можно также использовать силиконы. К другим пригодным для использования материалам, в частности, относятся полипропилен, метилпентан, циклические соединения олефиновых полимеров и сополимеров. Кроме того, поршень 188 может быть выполнен из разнотипных материалов, включая слоистые конструкции. Несмотря на то что описан один тип поршня, можно использовать и другие.

Например, на Фиг.26 показан альтернативный вариант поршня 2688, который может быть использован. Поршень 2688 может иметь передний конец 2691 с носовой частью 2692, контур которой соответствует внутренней форме открываемого конца 182 резервуара 107. Это способствует по существу полному выходу жидкости из резервуара 107. Следовательно, уменьшены опасения, что излишне много жидкости остается в резервуаре. Поршень 2688 может иметь также вторую носовую часть 2693 у своего противоположного конца 2694. Это может увеличить универсальность поршня. Поршень 2688 может быть выполнен из различных материалов, включая, в частности, пластичные полимеры, такие как полипропилен, метилпентан, циклические соединения олефиновых сополимеров, которые относительно легко формуются. Возможно использование и других аналогичных материалов.

Вернемся к Фиг.8-10, Фиг.12 и Фиг.13А-13С. В одном из вариантов осуществления изобретения резервуар 107 имеет продольную ось 107а, то есть он в сущности параллелен коже S пациента и корпусу 102. Несомненно, резервуар 107 может быть расположен под другим углом относительно кожи и корпуса. Такая установка под углом может, например, учитывать гравитацию, помогающую освобождению резервуара. Для обеспечения малой толщины устройства 100 для управляемого высвобождения жидкости продольная ось 107а обычно перпендикулярна вертикальной оси 130. В некоторых случаях такая компактная конфигурация сборки имеет преимущества. В частном случае резервуар 107 представляет собой прозрачный стеклянный картридж с лекарством, что позволяет визуально наблюдать процесс выпуска жидкости. Это особенно важно в ситуациях, когда вливания длятся относительно долго. Можно использовать имеющиеся на рынке типы стеклянных картриджей для лекарств, такие как поставляемые корпорациями Schott North America, г. Эльмсфорд, шт. Нью-Джерси, США и West Pharmaceutical Services, Inc., г. Лайонвил, шт. Пенсильвания, США.

Преимуществом выполненного из стекла резервуара 107 является то, что он обеспечивает универсальность устройства 100 для управляемого высвобождения жидкости. Еще одно преимущество такого решения состоит в том, что резервуар 107 имеет формы и размеры, знакомые фармацевтам, которым приходилось заполнять такие резервуары. Также, благодаря тому что резервуар 107 может быть отделен от устройства 100 и затем легко вставлен обратно, пользователи могут использовать его самостоятельно. Более того, будучи в состоянии использовать известные картриджи для лекарств, пациенты имеют возможность использовать самые разнообразные назначенные именно им лекарства в нужных им дозах, оставаясь независимыми от производителя дозаторов, имеющих фиксированные резервуары. Настоящее изобретение существенно отличается от известных устройств с микроиглами и от систем, имеющих специализированные резервуары заранее установленных размеров, заполненные определенной жидкостью. Кроме того, последней категории устройств могут дополнительно потребоваться особые усилия для заполнения, а также стерилизации и пополнения.

Стеклянный резервуар 107 картриджа для лекарств может иметь длину в диапазоне от примерно 2 см до примерно 7 см и внутренний диаметр в диапазоне от примерно 4 мм до примерно 12 мм. Обычно длина находится в диапазоне от 4 см до 6 см, а внутренний диаметр составляет от примерно 6 мм до примерно 10 мм. Настоящее изобретение допускает использование резервуаров других размеров в зависимости, например, от размера дозирующих картриджей для лекарств. Кроме прозрачного стекла для изготовления резервуара 107 картриджа могут использоваться также другие материалы. Материалы и конструкция должны быть совместимыми с содержащейся жидкостью и выдерживать давления, возникающие во время использования.

Картриджи для лекарств необязательно выполнять прозрачными, вместо этого может быть сделано окно (окна), позволяющее наблюдать за выталкиванием жидкости поршнем во время процесса ее доставки. Кроме того, в настоящем изобретении могут использоваться и другие виды контейнеров, в основном трубчатые. Это важно для обеспечения общей универсальности в лечении пациентов.

Настоящее изобретение предусматривает выполнение устройства 100 для управляемого высвобождения жидкости с одноразовыми картриджами с лекарствами, а также возможность замены картриджей как сменных модулей. Благодаря отделению картриджа с лекарством от других частей устройства 100, оба они независимо друг от друга могут быть выполнены так, чтобы удовлетворить различные требования, включая различие лекарств, различие пациентов, а также разные длительности вливаний.

В примере, показанном на Фиг.29, подпружиненный отцеп 190 срабатывает, освобождая второй энергоаккумулирующий элемент 180. Как будет объяснено ниже, жидкость, хранящаяся в резервуаре 107, будет вытекать из него после того, как будет образован проход (канал) для нее в результате взаимодействия прокалывающей иглы 165 и перегородки 187. В одном из вариантов осуществления изобретения второй энергоаккумулирующий элемент 180 может включать цилиндрическую спиральную пружину. Второй энергоаккумулирующий элемент 180 может быть освобожден подпружиненным отцепом 190. Подпружиненный отцеп 190 может включать упорный штифт 192, присоединенный к одному из концов плунжера 194, примыкающего к поршню 188. Второй энергоаккумулирующий элемент 180 расположен между плунжером 194 и частью 126d задней стенки, так чтобы при его освобождении подпружиненным отцепом 190 он создавал усилие, достаточное для смещения резервуара 107.

Упорный штифт 192 и плунжер 194 могут быть отделены друг от друга, но могут быть и соединены вместе. Они могут быть изготовлены из одного и того же материала или из разных материалов, таких как подходящий пластик и металл. Упорный штифт 192 может быть продолговатым, как показано, но может быть и более коротким. Большая длина облегчает удаление второго энергоаккумулирующего элемента 180 из резервуара 107, как будет описано дальше. Выступ 196 упорного штифта 192 зацепляется за часть 126d (Фиг.9) задней стенки, тем самым удерживая второй энергоаккумулирующий элемент 180 в зафиксированном и во взведенном состоянии. Несмотря на то что выступ 196 на штифте 192 показан во взаимодействии со стенкой, настоящее изобретение допускает использование и других пружинных спусковых механизмов, подобных описанным выше.

Для освобождения второго энергоаккумулирующего элемента 180 пользователь просто поднимает упорный штифт 192, выводя его из зацепления с частью 126d задней стенки. Тогда второй энергоаккумулирующий элемент 180 перемещает резервуар 107 в аксиальном направлении до тех пор, пока он не достигнет стопора 126f (Фиг. 13А-13С) в нижней части 109 корпуса.

После того как аппликатор достигает положения, в котором происходит проникновение в кожу (Фиг.10, 13В, 13С), прокалывающая игла 165 прокалывает перегородку 187. При этом между резервуаром и аппликатором микроигл образуется канал для прохода жидкости. В результате жидкость протекает через теперь открытую перегородку 187 под влиянием второго энергоаккумулирующего элемента 180, толкающего поршень 188. Жидкость поступает в прокалывающую иглу 165, и второй энергоаккумулирующий элемент 180 имеет возможность воздействовать на поршень 188, чтобы выдавить жидкость из камеры в аппликатор 103. Из прокалывающей иглы 165 жидкость протекает через жидкостный канал 168 и резервуар 166 держателя в полые микроиглы 105. Благодаря автоматическому функционированию второго энергоаккумулирующего элемента 180, взаимодействующего с резервуаром 107, силовые воздействия в системе оказываются независимыми от прилагаемых пользователем усилий. Это является преимуществом перед другими системами, которые требуют ручного нажимного и/или скользящего элемента для того чтобы повлиять на выпуск и распределение жидкостей. Как уже отмечалось, толкание или вытягивание, осуществляемые вручную, могут непреднамеренно вызвать выпуск жидкости. В свою очередь, это может привести к выбиванию полых микроигл и сорвать намеченные результаты работы устройства.

Чтобы заменить использованные картриджи пользователь может потянуть на себя штифт 192 с помощью подходящего ручного инструмента (не показан) для очередного сжатия второго энергоаккумулирующего элемента 180. Таким образом, пользователь может отделить прокалывающую иглу от перегородки. Соответственно, резервуар 107 и штифт 192 могут быть удалены. Понятно, что в устройство 100 для управляемого высвобождения жидкости можно установить новый картридж с лекарством вместо удаленного картриджа. Таким образом, пользователю необходимо лишь заменить картридж с лекарством, вместо того чтобы заказывать новый прибор. При добавлении нового картриджа с лекарством можно повторно использовать второй энергоаккумулирующий элемент 180 так же, как штифт 192 и плунжер 194. Матрицу 104 микроигл тоже следует заменить.

Соответственно, производитель или даже пользователь могут легко установить готовый к использованию резервуар 107. Для этого нужно установить картридж, а затем второй энергоаккумулирующий элемент 180 в их показанные положения. Благодаря тому что резервуар 107 и второй энергоаккумулирующий элемент 180 можно устанавливать раздельно, увеличивается срок годности устройства, так как спиральная пружина не должна находиться длительный период времени в сжатом состоянии при установленном картридже.

В соответствии с настоящим изобретением первый и второй энергоаккумулирующие элементы могут быть выполнены, по меньшей мере, в виде одного из таких энергоаккумулирующих устройств, как пружины, пропеллент, химические или электрические устройства или их комбинации.

Фиг.22 и Фиг.23 иллюстрируют альтернативные варианты реализации первого энергоаккумулирующего элемента 2234 и 2334 соответственно. Энергоаккумулирующий элемент 2234 может быть выполнен в виде сборки в форме параллелограмма, которая включает две собранные вместе листовидные пружины 2235 и 2236. Листовидная пружина 2235 имеет обычно параллельные ножки 2235а и 2235b, проксимальные концы которых закреплены в опоре 2240, установленной в нижней части корпуса, при этом образующая петлю часть 2235 с опирается на коллекторный держатель 2262. Проксимальные концы ножек 2236а, 2236b листовидной пружины 2236 прикреплены к опоре 2240, в то время как образующая петлю часть 2236 с опирается на коллекторный держатель 2262 ниже проточки 2251. Такая конфигурация в форме параллелограмма обеспечивает достаточное усилие для перемещения полых микроигл на коллекторном держателе в положение выпуска (например, для прокалывания кожи). Выполнение энергоаккумулирующего элемента в форме параллелограмма способствует упрощению его конструкции, так как не допускает никакого значительного бокового смещения во время работы, тем самым устраняя необходимость такого взаимодействия коллекторного держателя 2262 с корпусом, при котором последний оказывал бы направляющее воздействие. Таким образом, энергоаккумулирующий элемент 2234 позволяет использовать коллекторный держатель 2262 без направляющего обеспечения пазами, выполненными в элементах корпуса (не показано).

На Фиг.23 показан другой пример выполнения энергоаккумулирующего элемента 2334, похожий на пример, изображенный на Фиг.22. Будет использована аналогичная нумерация для аналогичных частей, за исключением того, что начальные цифры "22", обозначающие позиции на Фиг.22, будет заменены на "23". Энергоаккумулирующий элемент 2334 представляет собой силовой параллелограмм, включающий листовидные пружины 2335 и 2336. Единственное различие между этим вариантом и предыдущим состоит в том, что пружина 2336 может иметь один или несколько подвижных шарниров 2338а, 2338b, 2338с, до 2338n (обобщенно, 2338). Подвижные шарниры 2338 способствуют продвижению коллекторного держателя 2362 по определенному пути каждый раз вдоль оси. Следует понимать, что могут быть представлены другие конструкции параллелограммов так же, как и другие компоновки пружинных механизмов, позволяющие управлять движением коллекторного держателя 2362 без необходимости направлять его с использованием элементов корпуса или чего-то другого.

Фиг.14-17 иллюстрируют другой пример осуществления устройства 200 для управляемого высвобождения жидкости в соответствии с настоящим изобретением. Этот пример отличается от предыдущего в нескольких отношениях, включая возможность двух автоматических операций в ответ на простое однократное активирование устройства пользователем.

Будет использована та же нумерация позиций для аналогичных частей, за исключением того, что в обозначении позиций начальная цифра "2" заменит начальную цифру "1". В этом примере осуществления изобретения устройство 200 для управляемого высвобождения жидкости включает корпус 202, аппликатор 203, связанный с матрицей 204 микроигл, несущей несколько полых микроигл 205, и резервуар 207. Устройство содержит также первый энергоаккумулирующий элемент 234 для проталкивания полых микроигл 205 аппликатора 203 в кожу пациента, и второй энергоаккумулирующий элемент 280, состоящий из пары пружин 280а и 280b. В качестве первой пружины 280а может быть использована цилиндрическая спиральная пружина, установленная между корпусом 202 и резервуаром 207 так, чтобы воздействовать на него, вынуждая прокалывать перегородку для установления жидкостной связи с матрицей 204 микроигл, как будет объяснено ниже. В качестве второй пружины 280b может быть использована другая цилиндрическая спиральная пружина, воздействующая на поршень 288 в резервуаре 207, вынуждая его проталкивать жидкость 208 в аппликатор 203 микроигл.

Корпус 202 включает нижнюю часть 209 и верхнюю часть 210, которые могут быть совмещены для образования цельного устройства 200 для управляемого высвобождения жидкости, как это показано. Как будет показано, одним нажатием можно заставить компоненты автоматически выполнить две операции и доставить жидкость в кожу пациента.

В одном из вариантов осуществления изобретения нижняя часть 209 корпуса выполнена плоской и имеет отверстие 215, обеспечивающее прохождение микроигл. Основание 214 целиком закрывает открытую сторону верхней части 210 корпуса. Как показано, пара обычно параллельных и расположенных на расстоянии друг от друга листовидных пружин (только одна из которых показана), образующих первый энергоаккумулирующий элемент 234 для передвижения аппликатора 203, может быть прямо соединена своими проксимальными концами с основанием 214.

Аппликатор 203 надлежащим образом монтируется на дистальных концах первого энергоаккумулирующего элемента 234 таким образом, чтобы полые микроиглы 205 проходили между ними. Аппликатор 203 может включать легкий по весу полый или из твердого пластика коллекторный держатель 262, имеющий прокалывающую иглу 265, которая предназначена для прокалывания перегородки 287 резервуара 207. В этом варианте осуществления изобретения коллекторный держатель 262 может включать жидкостный канал 268, который, как показано, ведет к полым микроиглам 205. Нижние листовидные пружины в показанном первом энергоаккумулирующем элементе 234 обладают упругими свойствами, как у листовидных пружин в ранее описанном варианте. Аппликатор 203 может также включать ориентированную вверх защелку 256, выступающую из его верхней части. Защелка 256 выполнена так, что проходит через отверстие 269 в верхней части 210 корпуса и зацепляется за выступ (не показан) на верхней части 210 корпуса, находясь в запертом состоянии. В этом состоянии листовидные пружины первого энергоаккумулирующего элемента 234 изогнуты, поскольку защелка 256 удерживается в верхней части 210 корпуса (Фиг.14). Это соответствует взведенному состоянию устройства 200 для управляемого высвобождения жидкости.

Резервуар 207 может быть установлен так, чтобы его продольная ось в сущности была параллельна поверхности кожи пациента. Корпус 202 может иметь адгезивный слой (не показан). Резервуар 207 смонтирован на основании 211 верхней части 210 корпуса, чтобы возможность его скольжения относительно корпуса была ограничена. Аппликатор 203 имеет стопор 257, который задерживает переднюю часть резервуара 207, чтобы предотвратить дальнейшее его продвижение. Когда защелка 256 освобождается, аппликатор 203 под действием листовидных пружин первого энергоаккумулирующего элемента 234 автоматически продвигается в положение проникновения в кожу (Фиг.15-17). При таком движении стопор 257 выходит из положения, при котором он блокировал продвижение резервуара 207. Соответственно, резервуар 207 начинает двигаться под действием первой цилиндрической спиральной пружиной 280а, при этом прокалывающая игла 265 прокалывает перегородку 287, позволяя жидкости 208 вытекать из резервуара 207. Вторая цилиндрическая спиральная пружина 280b в ответ на этот прокол двигает поршень 288, направляя жидкость 208 в аппликатор 203. В этом варианте осуществления резервуара 207 оба конца стеклянного баллончика могут быть закрытыми, причем один из закрытых концов может быть приспособлен для размещения второй цилиндрической спиральной пружины 280b.

Фиг.18 и Фиг.19 дают схематическое представление о другом варианте устройства 1800 для управляемого высвобождения жидкости. Будет использована та же нумерация позиций для аналогичных частей, за тем исключением, что начальные цифры "18" заменят начальную цифру "1". В этой реализации устройства достаточно одного воздействия на один орган управления для осуществления автоматической процедуры проникновения микроигл в кожу и дозированного выпуска жидкости из резервуара 1807. Удерживающий рычаг 1890 имеет один конец, выполненный с возможностью разъемного взаимодействия с выступом на защелке 1892, и другой конец, с которым взаимодействует общий пускатель 1840. При нажатии на пускатель 1840 пружинный предохранитель ослабляется, при этом освобождается первый энергоаккумулирующий элемент 1834 и продвигает коллекторный держатель 1862 к коже.

При дальнейшем перемещении вниз пускателя 1840 удерживающий рычаг 1890 поворачивается относительно точки вращения 1898 и освобождает от зацепления защелку 1892. Понятно, что для освобождения второго энергоаккумулирующего элемента в ответ на нажатие пускателя 1840 могут быть использованы и другие механизмы, кроме удерживающего рычага 1890. Когда освобождается второй энергоаккумулирующий элемент 1880, например цилиндрическая спиральная пружина, резервуар 1807 смещается к прокалывающей игле 1865, которая прокалывает перегородку 1887. В результате второй энергоаккумулирующий элемент 1880 двигает поршень 1888, и жидкость 1808 поступает в аппликатор 1803.

Фиг.20 схематически иллюстрирует еще один вариант осуществления устройства 2000 для управляемого высвобождения жидкости в соответствии с настоящим изобретением. Будет использована та же нумерация позиций для аналогичных элементов, за тем исключением, что начальные цифры "20" заменят начальную цифру "1". Этот вариант аналогичен последнему - пользователь просто должен активировать общий пускатель 2040 для начала двойной автоматической процедуры, описанной ранее. В этом варианте устройство имеет корпус 2002, аппликатор 2003, резервуар 2007 с жидкостью 2008, первый энергоаккумулирующий элемент 2034 и второй энергоаккумулирующий элемент 2080. Единственное различие между этим и показанным на Фиг.2 вариантами заключается в том, что штифт 2092 больше не функционирует для закрепления резервуара 2007 в стационарном положении. Вместо этого приспособленный для пальца пользователя участок 2040 снабжен тормозящим пальцем 2045, который упирается в конец передней части резервуара 2007, чтобы удерживать его в состоянии покоя, когда аппликатор 2003 находится во взведенном состоянии. Когда пользователь нажимает на участок 2040, защелка 2050 отпускается и позволяет листовидной пружине первого энергоаккумулирующего элемента 2034 передвинуть аппликатор 2003 из взведенного положения в положение, позволяющее микроиглам 2005 проникнуть в кожу пациента. Последовательно или по существу одновременно тормозящий палец 2045 поворачивается и отходит от резервуара 2007. Это позволяет второй цилиндрической спиральной пружине второго энергоаккумулирующего элемента 2080 переместить резервуар 2007 как в варианте, представленном на Фиг.1-13С, и начать дозированный выпуск жидкости из картриджа, как описано выше. Следует понимать, что настоящее изобретение предполагает широкое разнообразие подходов к процедуре освобождения первого и второго энергоаккумулирующих элементов в ответ на единственное действие, после которого они могут осуществить описанные автоматические операции.

Альтернативный подход проиллюстрирован на Фиг.27, который схематически показывает другой вариант реализации коллекторного держателя 2762, аналогичного коллекторному держателю 162. Этот вариант предназначен для уменьшения количества жидкости, остающейся в картридже и жидкостных каналах аппликатора 2703.

Как отмечалось ранее, минимизация количества жидкости, остающейся в картридже и жидкостных каналах аппликатора микроигл, полезна для сокращения расходов, связанных с дозированием лекарств. По существу, коллекторный держатель 2762 может включать в себя прокалывающую иглу 2765, находящуюся в жидкостной связи с жидкостным каналом 2768 в резервуаре 2766 держателя. Один или несколько выступов 2795, полностью сформированных как одно целое с коллекторным держателем 2762 в резервуаре 2766 держателя, минимизируют пространство последнего. Выступы 2795 выполнены так, чтобы пропускать поток жидкости, но свести при этом к минимуму задержки жидкости между ними. В связи с этим выступы 2795 имеют такие размеры, форму и расположение по отношению друг к другу, чтобы обеспечить поступление жидкости для ее вливания и в то же время исключить задержку порций текучих сред, включая воздух. Таким образом, сводится к минимуму вероятность возникновения так называемого избытка жидкости, остающегося в резервуаре (например, в картридже) и жидкостных каналах. Это может быть особенно важным, например, если этой жидкостью является инсулин.

Кроме того, выступы 2795 могут в некоторых случаях минимизировать вероятность поступления воздуха через полые микроиглы 2705, негативно влияющего на вливание жидкости. Кроме того, настоящее изобретение предусматривает такую конструкцию коллекторного держателя 2762, которая позволяет свести к минимуму избыток жидкости, остающейся в резервуаре и в жидкостных каналах коллекторного держателя 2762, путем размещения перегородки резервуара 107 менее чем в 10 мм от коллекторного держателя 2762. Кроме того, коллекторный держатель 2762 исключает выполнение трубопроводов. Это еще один прием, обеспечивающий минимизацию избытка жидкости.

На Фиг.25А, Фиг.25В, Фиг.30 и Фиг.31 показаны различные виды энергоаккумулирующих элементов, пригодных для использования в качестве второго энергоаккумулирующей элемента.

Вместо пары пружин, показанных на Фиг.14-18, настоящее изобретение также предусматривает использование для осуществления действий прокалывания и вливания жидкости пары первой и второй пружин, показанных на Фиг.25А, Фиг.25В. Например, на Фиг.25А "прокалывающая" пружина 2500, обеспечивающая продвижение картриджа с лекарством (не показано), может быть выполнена в виде плоской спиральной пружины 2500. "Вливающая" пружина 2502, обеспечивающая движение поршня, может быть выполнена в виде цилиндрической спиральной пружины 2502. На Фиг.25В показано, что "прокалывающая" пружина 2600 может быть выполнена в виде тарельчатой пружины 2600, а "вливающая" пружина 2602 - в виде цилиндрической спиральной пружины. Вышеупомянутые варианты компоновок компактны и позволяют осуществить надежное прокалывание и вливание.

Фиг.30 иллюстрирует другую пару первой и второй пружин, которые действуют в качестве второго энергоаккумулирующего элемента 3080. Второй энергоаккумулирующий элемент 3080 может быть выполнен в виде единого элемента, имеющего первую и вторую пружинящие части 3080а, 3080b, каждая из которых имеет отличные от другой диаметр и развиваемое усилие для выполнения прокалывания и вливания или доставки жидкости. Например, первая пружинящая часть 3080а может работать как "прокалывающая" часть, взаимодействующая с одним концом резервуара 3007 и приводящая его в движение, в результате чего прокалывающая игла (не показана) прокалывает перегородку (не показано). Вторая пружинящая часть 3080b, имеющая контакт с поршнем 3088, работает как пружина, предназначенная для выдавливания жидкости из резервуара 3007, когда прокалывающая игла и перегородка образовали жидкостный канал, как описано выше.

На Фиг.31 показан вариант осуществления изобретения, в котором не изображены пружина, обеспечивающая прокалывание, и пружина, обеспечивающая выдавливание жидкости из резервуара. Этот вариант осуществления изобретения отличается от описанного выше тем, что функции обеих упомянутых выше пружин выполняет механизм 3180, использующий пропеллент. Механизм на пропелленте, использованный в качестве второго энергоаккумулирующего элемента 3180, включает затвор 3182, расположенный так, что он остается неподвижным у конца резервуара 3107. Упомянутый механизм на пропелленте содержит контейнер 3184 с газом, который испускает газообразное содержимое в ответ на активирование. Активировать второй энергоаккумулирующий элемент 3180 с механизмом на пропелленте можно любым известным для подобных средств способом. Будучи активированным, газообразное вещество, например, такое как DuPont Dymel 236fa, выходит из газового баллона 3186, и его давления достаточно для эффективного передвижения картриджа и штока. Во втором энергоаккумулирующем элементе 3180 можно использовать один из известных механизмов на пропелленте.

На Фиг.32 представлен вариант осуществления устройства 3200 для управляемого высвобождения жидкости, адаптированный для использования с системой взвода 3201. Система взвода 3201 включает корпус 3204, который имеет несколько ниш 3204а-3204d. Корпус 3204 может быть выполнен из различных пригодных для этого материалов, в частности пластмассы, металла и им подобных материалов. В ниши 3204b-3204d может быть вставлен сжимаемый и упругий брусок 3206. Брусок 3206 позволяет пользователю легко его сдавливать при установке на него устройства 3200 для управляемого высвобождения жидкости. Сжатие позволяет смещать устройство 3200 относительно неподвижного взводящего приспособления 3208, размещенного в нише 3204а. Брус 3206 может быть выполнен из подходящего вспененного материала, упругие свойства которого позволяют ему возвращаться в исходное состояние после сжатия. К таким материалам относятся эластомерные пластические материалы, например эластомерный пеноуретан и подобные ему материалы.

Взводящее приспособление 3208 включает продолговатое основание 3210, которое размещается в корпусе 3204 и имеет выступающий вверх и преимущественно цилиндрический взводящий инструмент 3212. Имеется также вытянутая вверх пара направляющих или выравнивающих шпилек 3214, которые ограничивают боковое смещение устройства 3200 управляемого высвобождения жидкости. Шпильки 3214 могут входить в зацепление с боковыми сторонами корпуса 3202 устройства 3200. Это позволяет центрировать или фиксировать устройство 3200 и позволяет взводящему инструменту 3212 входить в отверстие (не показано), соответствующее отверстию 115 на Фиг.3, для контактирования с аппликатором микроигл (не показано) в показанных на Фиг.1-13С вариантах осуществления изобретения. Взводящий инструмент 3212 имеет круглую кромку 3212а, которая приспособлена для сцепления с кольцеобразной периферийной частью 163а (Фиг.3), необходимой для того, чтобы не повредить микроиглы.

В процессе работы пользователь устанавливает устройство 3200 для управляемого высвобождения жидкости на сжимаемый брус 3206 и толкает его вниз. Это сжимает брус 3206 так, что взводящий инструмент 3212 входит в отверстие и двигает сборку аппликатора вверх по отношению к первому энергоаккумулирующему элементу до тех пор, пока верхний поддерживающий элемент, соответствующий 152 (Фиг.13А), не будет захвачен упругим зацепляющим элементом 150 (Фиг.13А). После взвода пользователь перестает давить на устройство 3200, и упругий брус возвращается в свое ненапряженное состояние для дальнейшего использования.

Настоящее изобретение также предполагает, что вышеописанный ложемент - корпус 3204, - может стать частью упаковки, в которой указанное выше содержимое может перевозиться и храниться. Крышка 3226 упаковки может быть выполнена с возможность закрывать только устройство для управляемого высвобождения жидкости или весь комплект, состоящий из устройства 3200, бруса 3206 и взводящего инструмента 3208. Для выполнения вышеописанных функций ложемент, брус и взводящий инструмент могут быть выполнены из соответственно подходящих материалов. Соответственно, можно использовать широкий круг материалов. Ниши в ложементе могут служить также для того, чтобы пользователь мог собирать и разбирать устройство 3200 для управляемого высвобождения жидкости.

Несмотря на то что представленное описание включает один вариант осуществления, оно предусматривает широкий спектр подобных устройств для задвигания сборки микроигл или взведения устройства. Как отмечалось выше, в качестве альтернативы или дополнительно настоящее изобретение предполагает вытаскивание сборки микроигл, для того чтобы взвести устройство перед использованием.

На Фиг.33 схематически показано устройство 3300 для подкожной инъекции, представленное на Фиг.1, в сочетании с элементом крепления 3302, используемым для закрепления на теле. Настоящее изобретение не ограничено представленным описанием. Элемент крепления 3302 выполнен с возможностью адаптации к любой части тела пациента. Устройство 3300 для управляемого высвобождения жидкости может включать любой из описанных признаков и признаки, содержащиеся в формуле изобретения. В частности, устройство 3300 для управляемого высвобождения жидкости может быть соединено с элементом крепления 3302. Устройство 3300 соединено с элементом крепления 3302 так, что микроиглы аппликатора могут протыкать часть тела при их перемещении в положение прокалывания или подкожной инъекции, в то время как элемент крепления закреплен на теле. В последнем случае элемент крепления 3302 имеет отверстие (не показано), соответствующее отверстию (не показано) устройства для инъекций 3300. В одном варианте устройства использованы полые микроиглы. В других вариантах могут быть использованы аппликаторы с иглами для прокалывания кожи и других тканей тела.

Благодаря своей компактности, простоте и надежности устройство 3300 для управляемого высвобождения жидкости может использоваться в сочетании с элементами крепления, типа описанных здесь, или другими. Хотя настоящее описание предполагает использование устройства 3300, следует понимать, что другие аналогичные виды устройств распределения жидкости могут быть использованы в сочетании с элементами крепления. Во многих вариантах осуществления изобретения пользователь одним действием может реализовать введение жидкостей. Устройство 3300 для управляемого высвобождения жидкости может иметь другие конструкции и принципы работы кроме описанных выше. Настоящее изобретение предполагает использование устройств дозирования жидкости, которые могут использовать полые микроиглы в комбинации с описанными элементами крепления.

В соответствии с настоящим изобретением в качестве элемента крепления 3302 могут быть использованы бинты, раневые повязки, детали одежды, бандаж и их комбинации. Поддерживающие устройства могут быть иным образом закреплены или установлены на части тела. Настоящее описание не ограничивает возможные другие варианты крепления. В любом случае, элементы крепления присоединяются к пациенту, устройство 3300 для управляемого высвобождения жидкости крепится на элементах крепления так, что в ответ на активирование устройство может доставить жидкость к пациенту без помех или иных препятствий проникновению микроигл.

Также ясно, что речь шла о способе лечения пациента путем вливания жидкости с использованием устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Описание вариантов осуществления изобретение было сделано с учетом последовательности выполнения процедур, однако следует понимать, что эту последовательность можно изменять, оставаясь при этом в рамках изобретения. Кроме того, можно добавить другие процедуры.

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к устройствам для подкожных инъекций. Устройство включает корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец и выполненный в виде картриджа с лекарством, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл, первый энергоаккумулирующий элемент и второй энергоаккумулирующий элемент. Аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга. Первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности, перпендикулярном первой основной поверхности. Второй энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом резервуара и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл. Во втором варианте выполнения устройства корпус содержит общий пускатель, функционально связанный с первым и вторым энергоаккумулирующим элементом и способный при воздействии на него активировать первый и второй энергоаккумулирующие элементы. Первый энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором. Пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают корпус, в котором размещены картридж с лекарством, выполненный с открываемым концом, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, содержащую матрицу микроигл, и энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности перпендикулярном первой основной поверхности. Энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором. Пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси. Автоматически перемещают матрицу с микроиглами в направлении, перпендикулярном первой основной поверхности. Автоматически открывают открываемый конец картриджа. Формируют жидкостную связь между открываемым концом картриджа и матрицей микроигл. Автоматически выталкивают жидкость из картриджа с лекарством через открываемый конец картриджа в матрицу микроигл. В третьем варианте выполнения первый энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором. Пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси. Предложенные устройства можно привести в действие одним движением, при этом обеспечивается автоматическое и надежное прокалывание кожи пациента матрицей микроигл и затем автоматическое высвобождение и введение под кожу жидкости, хранящейся в готовом к использованию картридже с лекарством в управляемом режиме, что обеспечивает должное усвоение этой жидкости. Удовлетворяемая требованиям потребителя эффективная доставка широкого спектра жидкостей и их индивидуальная для каждого пациента дозировка могут быть достигнуты относительно свободным от травм способом, при этом минимизированы вероятность смещения полых микроигл во время проникновения в кожу и количество жидкости, остающейся в устройстве после ее введения пациенту. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 33 ил.

1. Устройство, включающее корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец и выполненный в виде картриджа с лекарством, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл, при этом аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга, первый энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности, перпендикулярном первой основной поверхности, и второй энергоаккумулирующий элемент выполненный с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом резервуара и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что корпус включает общий пускатель для активирования первого и второго энергоаккумулирующих элементов.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что матрица микроигл содержит матрицу полых микроигл.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором, причем пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что картридж с лекарством выполнен сменным.

6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что картридж с лекарством включает трубчатую часть с подвижным внутри нее поршнем, при этом открываемый конец картриджа герметично закрыт перегородкой.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что второй энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью автоматического перемещения картриджа с лекарством вдоль оси, по существу параллельной первой основной поверхности.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что первый и второй энергоаккумулирующие элементы выполнены в виде, по меньшей мере, одного энергоаккумулирующего элемента, выбранного из группы, состоящей из: пружинящих элементов, пропеллентов, химических реагентов, электрических устройств или их комбинаций.

9. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью продвижения матрицы полых микроигл со скоростью в диапазоне примерно от 2 м/сек до 20 м/сек, в частности первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью продвижения матрицы полых микроигл со скоростью в диапазоне примерно от 4 м/сек до 12 м/сек.

10. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент опирается на аппликатор так, что после полного освобождения первого энергоаккумулирующего элемента он отходит от аппликатора и может свободно отскакивать и колебаться.

11. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что корпус имеет участок, сдерживающий движение аппликатора для минимизации отскока и перемещения назад матрицы полых микроигл после полного освобождения первого энергоаккумулирующего элемента.

12. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью постоянного оказания повышенного давления на аппликатор до своего полного освобождения.

13. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что аппликатор разъемно удерживается во взведенном состоянии с помощью освобождаемой защелки, взаимодействующей с первым энергоаккумулирующим элементом.

14. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент включает сборку в виде параллелограмма, при этом выполненная в виде параллелограмма сборка включает пару пружинящих элементов, соединенных с корпусом и расположенных между корпусом и аппликатором.

15. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что полые микроиглы матрицы имеют длину от примерно 500 мкм до примерно 1000 мкм.

16. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что в качестве жидкости используют вещества, выбранные из группы, включающей фармацевтические, нутрицевтические, косметические, диагностические и терапевтические вещества.

17. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что аппликатор включает самоотклеивающийся адгезивный слой.

18. Устройство, включающее корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец и выполненный в виде картриджа с лекарством, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, и жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл, при этом аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга, первый энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности перпендикулярном первой основной поверхности, и второй энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом резервуара и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл, при этом корпус содержит общий пускатель, функционально связанный с первым и вторым энергоаккумулирующим элементом и способный при воздействии на него активировать первый и второй энергоаккумулирующие элементы, при этом первый энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором, причем пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси.

19. Способ, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают корпус, в котором размещены картридж с лекарством, выполненный с открываемым концом, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, содержащую матрицу микроигл, и энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности перпендикулярном первой основной поверхности, при этом энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором, причем пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси,
автоматически перемещают матрицу с микроиглами в направлении, перпендикулярном первой основной поверхности,
автоматически открывают открываемый конец картриджа,
формируют жидкостную связь между открываемым концом картриджа и матрицей микроигл, и
автоматически выталкивают жидкость из картриджа с лекарством через открываемый конец картриджа в матрицу микроигл.

20. Устройство, включающее корпус, резервуар с жидкостью, имеющий открываемый конец и выполненный в виде картриджа с лекарством, аппликатор, имеющий первую основную поверхность, включающую матрицу микроигл, и жидкостный канал, связывающий открываемый конец резервуара с матрицей микроигл, при этом аппликатор и резервуар размещены в корпусе независимо друг от друга, первый энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью приложения усилия к аппликатору для продвижения его в направлении, в сущности перпендикулярном первой основной поверхности, и второй энергоаккумулирующий элемент, выполненный с возможностью автоматического открывания открываемого конца резервуара с образованием жидкостной связи между открываемым концом резервуара и жидкостным каналом, а также проталкивания жидкости через открываемый конец резервуара, жидкостный канал и матрицу микроигл, при этом первый энергоаккумулирующий элемент содержит пружину с двумя ножками, охватывающими с двух сторон резервуар, и участок, контактирующий с аппликатором, причем пружина имеет в целом U-образную форму и в ненапряженном состоянии лежит в непосредственной близости к резервуару по существу параллельно его продольной оси.

21. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что корпус содержит общий пускатель для активирования первого и второго энергоаккумулирующих элементов.

22. Устройство по п.21, характеризующееся тем, что матрица микроигл содержит матрицу полых микроигл.

23. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что картридж с лекарством выполнен сменным.

24. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что картридж с лекарством включает трубчатую часть с подвижным внутри нее поршнем, при этом открываемый конец картриджа герметично закрыт перегородкой.

25. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что второй энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью автоматического перемещения картриджа с лекарством вдоль оси, по существу параллельной первой основной поверхности.

26. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что первый и второй энергоаккумулирующие элементы выполнены в виде, по меньшей мере, одного энергоаккумулирующего элемента, выбранного из группы, состоящей из: пружинящих элементов, пропеллентов, химических реагентов, электрических устройств или их комбинаций.

27. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью продвижения матрицы полых микроигл со скоростью в диапазоне примерно от 2 м/сек до 20 м/сек, в частности первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью продвижения матрицы полых микроигл со скоростью в диапазоне примерно от 4 м/сек до 12 м/сек.

28. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент опирается на аппликатор так, что после полного освобождения первого энергоаккумулирующего элемента он отходит от аппликатора и может свободно отскакивать и колебаться.

29. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что корпус имеет участок, сдерживающий движение аппликатора для минимизации отскока и перемещения назад матрицы полых микроигл после полного освобождения первого энергоаккумулирующего элемента.

30. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент выполнен с возможностью постоянного оказания повышенного давления на аппликатор до своего полного освобождения.

31. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что аппликатор разъемно удерживается во взведенном состоянии с помощью освобождаемой защелки, взаимодействующей с первым энергоаккумулирующим элементом.

32. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что первый энергоаккумулирующий элемент включает сборку в виде параллелограмма, при этом выполненная в виде параллелограмма сборка включает пару пружинящих элементов, соединенных с корпусом и расположенных между корпусом и аппликатором.

33. Устройство по п.22, характеризующееся тем, что полые микроиглы матрицы имеют длину от примерно 500 мкм до примерно 1000 мкм.

34. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что в качестве жидкости используют вещества, выбранные из группы, включающей фармацевтические, нутрицевтические, косметические, диагностические и терапевтические вещества.

35. Устройство по п.20, характеризующееся тем, что аппликатор включает самоотклеивающийся адгезивный слой.