JP7220157B2 - 分散させた電子構成要素を有するカートリッジ - Google Patents

Description

本説明は、薬剤を放出するように構成された医療デバイス向けの装置に関し、より詳細には、手動で操作可能な注射デバイスのストッパに関する。

薬剤の注射による治療を必要とする様々な疾病が存在する。そのような注射は、医療従事者または患者自身によって適用される注射デバイスを使用して実行することができる。一例として、１型および２型の糖尿病は、たとえば１日１回または数回の薬物用量の注射によって、患者自身が治療することができる。たとえば、充填済みの使い捨て薬物ペンまたは自動注射器を、注射デバイスとして使用することができる。別法として、再利用可能なペンまたは自動注射器を使用することもできる。再利用可能なペンまたは自動注射器は、空の薬剤カートリッジを新しいものに交換することを可能にする。いずれのタイプのペンまたは自動注射器にも１組の使い捨て針が付属しており、これらの針は使用前に毎回交換される。

第１の態様によれば、医療カートリッジ内に配設されるように構成されたストッパが提供され、ストッパは、空洞を画成するシェルと、空洞内に配置されたコアと、コア内に埋め込まれた少なくとも１つの電子デバイスとを含み、ここで、少なくとも１つの電子デバイスは、センサを含み、シェルは、感知信号を通すように構成される。

ストッパは、ストッパを加熱滅菌することができるように、少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスを断熱するシェルを含むことができる。ストッパは、少なくとも摂氏１２０度の温度で少なくとも２０分間にわたって加熱滅菌することができる。ストッパは、実質的に剛性のシェルと、実質的に軟性のコアとを含むことができる。ストッパは、コアの圧縮を制限しながら、機械力を伝達することができるように、シェルと連係するように構成されたカバーを含むことができる。ストッパは、実質的に軟性のシェルと、実質的に剛性のコアとを含むことができる。少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスは、ストッパの外部に位置する少なくとも１つの電子デバイスと通信することができる。感知信号は、電磁信号または音響信号とすることができる。センサは、圧電デバイスを含むことができる。少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスは、エネルギー源を含むことができる。

ストッパは、実質的に分離できないシェルおよびコアを含むことができる。少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスは、無線トランシーバを含むことができる。無線トランシーバは、センサによって取得されたデータをストッパの外部の電子デバイスへ送信するように構成することができる。

別の態様によれば、カートリッジが提供され、カートリッジは、カートリッジハウジングと、カートリッジハウジング内に配設されるように構成されたストッパであって、空洞を画成するシェル、シェルの空洞内に嵌るようなサイズおよび形状のコア、ならびにコア内に埋め込まれた少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスを含み、ここで、少なくとも１つの電子デバイスは、センサを含み、シェルは、感知信号を通すように構成される、ストッパと、ストッパの外部に位置する少なくとも１つの外部電子デバイスであって、少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスと通信するように構成された少なくとも１つの外部電子デバイスとを含む。

少なくとも１つの外部電子デバイスは、カートリッジのねじ付ロッド区域（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｒｏｄ ａｒｅａ）内に位置することができる。カートリッジハウジングは、自動注射器で使用されるように構成することができる。

別の態様では、医療カートリッジを製造する方法が提供され、この方法は、少なくとも１つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込む工程と、コアをシェルに連結する工程であって、シェルが、コア内に埋め込まれた少なくとも１つの電子デバイスに耐熱性を提供する、工程と、加熱滅菌を介してストッパを滅菌する工程と、ストッパをカートリッジ内へ組み立てる工程とを含む。

これらの技法の利点は、以下の態様を含む。いくつかの実施形態では、電子構成要素がカートリッジ内で分散され、それにより空間を節約し、注射器ペンに外部デバイスを連結する必要をなくすことができる。いくつかの実施形態では、１つまたはそれ以上の電子構成要素をストッパ内に埋め込むことができ、それにより空間をさらに節約することができる。

いくつかの実施形態では、製造および滅菌プロセスが簡単になり、組立ての複雑さが低減されるため、ストッパ内に埋め込まれた少なくとも１つの電子構成要素を有することが有利である。他の実施形態では、ストッパ内にセンサが埋め込まれ、それによりセンサは、位置ベースの測定を行うのに有利な場所に配置される。位置ベースの測定により、体積を含む投与量情報を計算することが可能になる。

いくつかの実施形態では、ストッパのシェル（またはコア）によって提供される耐熱性により、熱に敏感な電子機器をコア内に埋め込んで加熱滅菌にかけることが可能になる。電子機器を埋め込むことができるため、ストッパを一体として加熱滅菌することができ、または加熱滅菌前にストッパをカートリッジ内に埋め込むことができ、それにより簡単な組立てプロセスが可能になる。

１つまたはそれ以上の実施形態の詳細について、添付の図面および以下の説明に記載する。他の機能、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。

注射デバイスの分解図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、剛性シェルおよび軟性コアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 図２Ａのストッパの上面図である。 ストッパの別の例の図である。 カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、軟性シェルおよび剛性コアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 図３Ａのストッパの上面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、剛性シェルおよび軟性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれており、ストッパが剛性カバーを有する横断面図である。 注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパを示し、ストッパが、軟性シェルおよび剛性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている横断面図である。 カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。 無線トランシーバ、エネルギー源、およびセンサがストッパ内に配設されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 センサがストッパ内に配設され、少なくとも１つのリードを介して外部エネルギー源に連結されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 無線トランシーバ、エネルギー源、およびセンサがストッパの外部に配設されている医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 無線トランシーバおよびセンサがストッパ内に配設され、エネルギー源がストッパの外部に配設されている、医療カートリッジのための分散させた電子機器システムの概略図である。 プランジャのねじ山付き遠位端内へ埋め込まれた電子機器を有する使い捨てシリンジの横断面図である。 プランジャのねじ山付き遠位端内へ埋め込まれた電子機器を有する使い捨てシリンジの横断面図である。 分散させた電子素子を有するカートリッジを製造するプロセスを示す流れ図である。 カートリッジ内に配設され、無線システムと通信するストッパの横断面図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、カートリッジ内に配設され、圧電システムと通信しているストッパの横断面図である。 図１２Ａおよび図１２Ｂは、カートリッジ内に配設されたストッパおよびペルティエ熱電デバイスの横断面図である。

様々な図面内の同様の参照記号は、同様の要素を示す。

いくつかのカートリッジベースの注射および医療シリンジシステムは、デバイスの交換可能な部分（たとえば、カートリッジストッパまたはカートリッジハウジング）内に電子機器を含む場合、使用前に滅菌するのが困難である。いくつかの例では、カートリッジストッパは、電子構成要素が内側に埋め込まれた状態で加熱滅菌することができる。たとえば、少なくとも部分的に耐熱性材料から作られ、または耐熱性の被覆によって被覆されたストッパは、加熱滅菌プロセス中に埋込み型の電子構成要素への保護を提供することができる。いくつかの例はまた、少なくとも１つの電子構成要素が内側に埋め込まれた加熱滅菌されたストッパに、追加の電子構成要素（たとえば、エネルギー源）を追加または連結することを有効にする。

図１は、注射デバイス１００の分解図である。図１の注射デバイス１００は、充填済みの使い捨て注射ペンであり、ハウジング１１０と、カートリッジハウジング１０４を有するカートリッジ１１４とを含み、カートリッジハウジング１０４にニードルアセンブリ１１５を取り付けることができる。ニードルアセンブリ１１５の針１０９は、内側ニードルキャップ１１６および外側ニードルキャップ１１７によって保護され、外側ニードルキャップ１１７は、キャップ１１８によってさらに覆うことができる。注射デバイス１００から放出予定の薬剤用量は、投与量ノブ１１２を回すことによって選択することができ、選択された用量は、次いで投与量窓またはディスプレイ１１３を介して表示される。ディスプレイは、たとえばデジタルディスプレイを含むことができる。投与量窓１１３は、注射デバイス１００のうち選択された投与量を見ることができるセクションに関することが理解されよう。

以下でさらに説明するように、注射デバイス１００は、１つまたはそれ以上の電子構成要素１２２、１２４を含むことができ、たとえば、そのうちのいくつかはストッパ１０８内に含むことができ、そのうちのいくつかはストッパ１０８の外側に含むことができる。

投与量ノブ１１２を回すことで、機械的クリック音を引き起こし、音響フィードバックを使用者に提供する。投与量ディスプレイ１１３内に表示される数字は、ハウジング１１０内に収容されるスリーブ上に印刷されており、カートリッジ１１４内のピストンと機械的に相互作用する。針１０９が患者の皮膚部分に突き刺されて、次いで注射ボタン１１１が押されたとき、ディスプレイ１１３内に表示されるインスリン用量が、注射デバイス１００から放出される。注射中、プランジャアームの輪郭として示されている駆動機構１０６が、ストッパ１０８をカートリッジ内へ駆動して薬物を排出する（たとえば、カートリッジ１１４）。注射ボタン１１１が押された後、注射デバイス１００の針１０９が特定の時間にわたって皮膚部分内に留まると、用量の大部分は実際に患者の体内へ注射される。

注射デバイス１００は、使い捨てまたは取外し可能とすることができる。

図２Ａは、注射デバイス（たとえば、注射デバイス１００）内に配設されるように構成されたストッパ２００の一実施形態の横断面図であり、ストッパ２００は、剛性シェル２０２および軟性コア２０４を有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている。ストッパ２００は、実質的に剛性のシェル２０２および実質的に軟性のコア２０４を含む。この実施形態では、シェル２０２およびコア２０４は、製造後は実質的に分離できない。「実質的に分離できない」とは、コア２０４およびシェル２０２が分離された場合、不可逆性のデカップリングを受けるはずであることを意味する。たとえば、コア２０４およびシェル２０２は、実質的に分離できないとき、コア２０４をシェル２０２から簡単にはじき出すだけで分離することはできない。

たとえば、コア２０４は、空気または化学薬品に露出されたときに硬化する実質的に軟性の材料をシェル２０２に充填した（たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる）ときに形成することができる。たとえば、実質的に軟性の材料は、エポキシ、樹脂、または別の硬化する軟性材料とすることができる。この充填プロセスによって、コア２０４およびシェル２０２は単体として一体化されているはずであるため、コア２０４をシェル２０２から取り出すことは困難なはずである。コア２０４は、埋込み型の電子デバイス２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃを収容する。一実施形態では、電子デバイス２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃは、シェル２０２の空洞内へ挿入することができ、次いで電子デバイス２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃを取り囲んでコア２０４を形成するように、空洞内へ実質的に軟性の材料を導入することができる。ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、シェル２０２は封止要素２０８（たとえば、Ｏリング）と連係して、カートリッジとの封止インターフェースを提供する。

シェル２０２およびコア２０４のために選択される材料は、硬度、弾性、および耐熱性または断熱性に基づいて選択される。いくつかの実施形態では、シェル２０２およびコア２０４は、様々な弾性を有するポリマー材料から作られる。いくつかの実施形態では、たとえばテフロンとしても知られているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）被覆などの耐熱性の被覆をコア２０４に施して、耐熱性を増大させることもできる。いくつかの場合、シェルは、薬剤に接触する表面２０３で、薬剤に適合するように選択された材料、たとえばＰＰ、ＰＥ、ＰＯＣ、ＰＯＰ、ＰＴＦＥ、またはブチルゴムから作ることができる。被覆に対する代替として、図２Ｃに示すように、適合している材料が、シェルのうち表面２０３で薬剤に接触する第１の部分２０２ａを形成し、別の材料が、シェルのうち薬剤に接触しない第２の部分２０２ｂを形成するように、適合している材料を別の材料と共成形しまたは組み立てる（たとえば、スナップ機能を使用）こともできる。シェル２０２およびコア２０４のために選択される材料はまた、センサ信号が通過することが可能になるように選択される。

埋込み型の電子デバイスは、たとえば、センサ、エネルギー源、マイクロコントローラ、無線トランシーバ、およびエネルギーハーベスティングデバイスを含むことができる。埋込み型の電子機器２０６ａ、２０６ｂおよび２０６ｃは、単なる代表例である。任意の数の埋込み型の電子機器が存在することができる。センサは、たとえば圧電デバイスなどのセンサ／トランシーバデバイスとすることができる。センサ／トランシーバは、ストッパを介して、たとえば超音波、音響、光、または他の信号などの感知信号を送信し、応答を測定することができる。音響信号は、機械または振動エネルギーを含むことができる。受け取った応答は、応答を受け取ってカートリッジの状態を計算することができるコントローラ（たとえば、埋込み型または外部のマイクロコントローラ）へ提供することができる。カートリッジの状態は、たとえば、カートリッジ内の薬剤の充填レベルまたはストッパの位置に対応することができる。カートリッジの状態は、注射された薬剤用量の測定を可能にすることができる。

エネルギー源は、電池、キャパシタに負荷をかけることによってエネルギーを生成するデバイス、太陽電池式などとすることができる。無線トランシーバは、外部電子デバイスならびにセンサおよびエネルギー源と通信することができる。外部電子デバイスは、コントローラとすることができ、センサから受け取ったデータを外部データベースへ通信することができる。無線トランシーバは、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、または無線周波数を含む任意の知られている無線通信技法を使用して通信することができる。コントローラとの通信は、一方向または双方向とすることができる。いくつかの実施形態では、センサデバイスから外部データベースへ伝達されたデータは、デバイスの識別に関係する情報、たとえば固有の数字、較正データ、生産ロット情報、デバイス材料情報、収納時間および生産時間に関係するデータ、ならびにセンサ測定に関係する情報（たとえば、測定時間、温度、距離、光信号、音響信号のようなセンサ測定結果）を含む。いくつかの実施形態では、外部データベースデバイスからくるコントローラへのデータは、「ウェイクアップ」信号、測定のためのトリガ、時間情報、または較正データに関する情報を含む。

図２Ｂは、図２Ａのストッパ２００の上面図である。シェル２０２はコア２０４を取り囲み、封止要素２０８と連係し、封止要素２０８は、ストッパ２００がカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジに対する封止インターフェースを形成する。封止インターフェースは、注射デバイスによって送達予定の薬剤の滅菌状態を保存するために必要とされるカートリッジ内の滅菌バリアの少なくとも一部を形成することができる。

いくつかの実施形態では、シェル２０２は、金属、ポリマー（たとえば、ＣＯＣ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＯＭ、ＰＳ、ＡＢＳ、ＣＯＰなど）、ガラス、またはセラミックなどの剛性の材料から構築される。いくつかの実施形態では、電子デバイス（または電子アセンブリ）２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃは、センサ、電源（たとえば、電池）、コントローラ、無線通信モジュール（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ、任意のＲＦ、ＩｒＤＡ）、音響モジュール、メモリ、オンオフスイッチ、感熱素子、圧力センサなどのうちの１つまたはそれ以上を含む。いくつかの実施形態では、封止部材２０８は、第１の材料から作られ、シェル２０２は、第１の部材の材料と比較すると圧縮性がより低い第２の材料から作られ、シェル２０２は、コア２０４を収容するためのレセプタクルとして形成される。いくつかの実施形態では、電子デバイス２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃおよびコア２０４は、スナップ機能、接着剤、溶接、ＵＳ溶接、熱溶接、または他の手段を使用して、シェル２０２に連結される。いくつかの実施形態では、コア２０４は、シェル２０２に取外し可能に連結される。いくつかの実施形態では、封止部材２０８は、天然ゴムまたは任意の生体適合性ゴム組成物から作られる。いくつかの実施形態では、コア２０４は、ストッパ２００に対する任意の適した衝撃（たとえば、駆動機構１０６からの力）によって電子機器デバイス２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃをトリガするように構成されたオンオフスイッチを含む。

図２Ｄは、カートリッジ６００内に配設されたストッパ２００の横断面図である。図示のストッパ２００の様々な機能は、図３Ａおよび図３Ｂに関して上述した。ストッパ２００は、以下の図の任意のストッパに置き換えることができ、ストッパ３００に関して本明細書に説明したのと同様に、カートリッジ６００と連係するはずである。カートリッジ６００は、カートリッジ６００の開端を封止するようにストッパ２００の封止要素２０８と連係するハウジング６０２を含む。いくつかの実施形態では、カートリッジ６００のキャップ６０４とストッパ２００のシェル２０２との間の空間内に薬剤（たとえば、医療流体または薬物）が配設される。いくつかの実施形態では、埋込み型の電子機器２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃは、カートリッジ６００内のストッパ２００の位置を感知するために信号を送受信するように構成されたセンサを含む。

一例では、送信器（たとえば、電子機器デバイス２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃのうちの１つ）が、第１の時間ｔ１に音波を送信する。第１の時間ｔ１（たとえば、音波の送信時間）を外部デバイスへ提供することができる。音波は、ストッパ２００内の送信器からカートリッジ６００の遠位端の方へ伝播し、カートリッジ６００または反射器（図示せず）の表面から反射される（たとえば、跳ね返される）。音波の反射（たとえば、反射波）は、カートリッジ６００の遠位端（すなわち、キャップ６０４を有する端部）からストッパ２００内のセンサの方へ伝播する。反射波は、第２の時間ｔ２に受信される。音波の速度は、カートリッジ内の薬剤中の既知の音の速度である。音波の送信と受信との間の経過時間は、ｔ２－ｔ１である。経過時間に音の速度を掛けて、波が送信器からカートリッジ６００の遠位端へ移動してセンサへ戻ってきた距離を判定する。この移動距離を２で割って、ストッパ２００とカートリッジ６００の遠位端との間の距離を判定する。カートリッジ６００内の薬剤の体積（たとえば、カートリッジ６００内でストッパ２００と近位端との間に密閉されている薬剤の体積）は、判定された距離にカートリッジ６００の断面積を掛けることによって判定される。投与前と投与後に判定されたカートリッジ６００内の薬剤の体積の差が、患者に投与された用量に対応する。

図３Ａは、注射デバイス１００内に配設されるように構成されたストッパ３００の横断面図であり、ストッパ３００は、軟性シェル３０２および剛性コア３０４を有し、コア３０４内に電子デバイス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃが埋め込まれている。いくつかの実施形態では、剛性コア３０４には、プランジャに押されることによる変形から電子機器デバイス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃを保護するという利点がある。これにより、確実なセンサ信号が保証される。別の利点は、注射中のストッパ３００からの弾性作用がより小さいため、剛性コア３０４がより良好な注射用量精度をもたらすことである。これはまた、注射中の保持時間を短縮するのに役立つ。軟性シェル３０２のこの文脈で、軟性とは、低い弾性係数（ｅ－ｍｏｄｕｌｅ）（高い弾性変形ならびに低い残留変形および応力）を特徴とする粘弾性材料、たとえば天然ゴム、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、ブチルゴム、ネオプレン、フルオロエラストマ、シリコーンゴムなどを意味する。ストッパ３００は、実質的に軟性のシェル３０２および実質的に剛性のコア３０４を含む。この実施形態では、シェル３０２およびコア３０４は、製造後は実質的に分離できない。たとえば、シェル３０２は、実質的に軟性の材料を使用して（たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる）、実質的に剛性のコア３０４の周りにシェル３０２を成形することによって形成することができる。コア３０４は、埋込み型の電子デバイス３０６ａ、３０６ｂ、および３０６ｃを収容する。一実施形態では、実質的に剛性の材料を、硬化していない軟性の状態で電子デバイス３０６ａ、３０６ｂ、および３０６ｃの周りに成形することができ、これを固体化して剛性コア３０４を形成することができる。別の実施形態では、電子デバイス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃを、硬化していない軟性の状態で実質的に剛性の材料内へ導入することができ、その後、実質的に剛性の材料が固体化して剛性コア３０４を形成する。一体化された封止要素３０８は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、ストッパとカートリッジの内壁との間に封止インターフェースを提供するように構成される。

軟性シェル５０２には、１つの構成要素内にシェル機能および封止機能を有するという利点がある。しかし、製造プロセスでは、組立てのために軟性またはエラストマのシェル材料を取り扱うことはより困難になることがある。剛性シェルは、製造プロセス中に取り扱う／保持するのがより容易であり、より良好な投与精度をもたらすことができるが、カートリッジへの封止インターフェースを提供するために、Ｏリングのような別個の封止要素を必要とする。実質的に剛性のコアには、製造中の取扱いがより容易になり、可能なストレスに敏感なセンサ素子の保護がより良好になるという利点がある。

シェル３０２およびコア３０４を作製することができる様々な材料、ならびにコア内に埋め込むことができる様々な電子デバイスは、図２Ａに関して上述した。加えて、ストッパは薬剤に接触するように構成されるため、シェルのための材料は医療グレードとすることができる。

図３Ｂは、図３Ａのストッパの上面図である。シェル３０２は、コア３０４を取り囲み、一体化された封止要素３０８を含み、封止要素３０８は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたとき、カートリッジとの封止インターフェースを形成する。封止インターフェースは、注射デバイスによって送達予定の薬剤の滅菌状態を保持するために必要とされるカートリッジ内の滅菌バリアの少なくとも一部を形成することができる。

たとえば加熱滅菌プロセスを使用することによって、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、および図３Ｂの単体のストッパを滅菌することができる。例示的な加熱滅菌プロセスでは、ストッパは、摂氏約１２０度の温度で約２０～３０分間にわたって滅菌されるはずである。

いくつかの実施形態では、コア３０４は、金属、ポリマー（たとえば、ＣＯＣ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＯＭ、ＰＳ、ＡＢＳ、ＣＯＰなど）、ガラス、またはセラミックなどの剛性の材料から構築される。いくつかの実施形態では、電子デバイス（または電子アセンブリ）３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃは、センサ、電源（たとえば、電池）、コントローラ、無線通信モジュール（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ、任意のＲＦ、ＩｒＤＡ、音響モジュール、メモリ、オンオフスイッチ、感熱素子、圧力センサなど）のうちの１つまたはそれ以上を含む。いくつかの実施形態では、封止部材３０８は、第１の材料から作られ、シェル３０２は、第１の部材の材料と比較すると圧縮性がより低い第２の材料から作られ、シェル３０２は、コア３０４を収容するためのレセプタクルとして形成される。いくつかの実施形態では、電子デバイス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃおよびコア３０４は、スナップ機能、接着剤、溶接、ＵＳ溶接、熱溶接、または他の手段を使用して、シェル３０２に連結される。いくつかの実施形態では、コア３０４は、シェル３０２に取外し可能に連結される。いくつかの実施形態では、封止部材３０８は、天然ゴムまたは任意の生体適合性ゴム組成物から作られる。いくつかの実施形態では、コア３０４は、ストッパ３００に対する任意の適した衝撃（たとえば、駆動機構１０６からの力）によって電子機器デバイス３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃをトリガするように構成されたオンオフスイッチを含む。

図４は、注射デバイス１００内に配設されるように構成されたストッパ４００の横断面図であり、ストッパ４００は、剛性シェル４０２および軟性の挿入可能なコア４０４を有し、コア４０４内に電子デバイス４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃが埋め込まれており、ストッパ４００は剛性のカバー４１０を有する。ストッパ４００は、実質的に剛性のシェル４０２および実質的に軟性のコア４０４を含む。この実施形態では、シェル４０２およびコア４０４は別個に製造され、後の組立て工程でコア４０４がシェル４０２内へ挿入される。たとえば、コア４０４は、実質的に軟性の材料（たとえば、実質的に軟性の材料の注入、射出などによる）ならびに埋込み型の電子デバイス４０６ａ、４０６ｂ、および４０６ｃを成形型に充填したときに形成することができ、その後、実質的に軟性の材料が凝固（たとえば、硬化、固体化など）する。別の実施形態では、実質的に軟性の材料が電子デバイス４０６ａ、４０６ｂ、および４０６ｃの周囲に導入され、コア４０４を形成するように成形される（たとえば、切断、成形型内への注入など）。シェル４０２は、ストッパがカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジとの封止インターフェースを提供するために、封止要素４０８と連係する。

ストッパ４００はまた、実質的に剛性のシェル４０２およびプランジャ１１６０（図１１Ａおよび図１１Ｂ）と連係するように構成された実質的に剛性のカバー４１０を含む。プランジャは、カバー４１０に力を与え、カバー４１０は、この力を剛性シェル４０２へ伝達するように構成される。プランジャは実質的に軟性のコア４０４を変形させることができるため（たとえば、圧縮による）、カバー４１０が取り外された場合、力の伝達は大幅に低減されるはずである。コア４０４の制限された圧縮は、コアがプランジャ行程の方向に５％を越えて変形されないことを意味し、ストッパ４００とプランジャとの間でより効率的な力の伝達を可能にする。カバー４１０はまた、プランジャがシェル４０２の円周に沿って剛性シェル４０２の頂面に接触するとき、プランジャと連係するために有益な幾何形状を提供する。プランジャヘッドは、シェル４０２の頂面に接触するようなサイズとすることができ（たとえば、プランジャの直径がシェルの空洞の直径より大きい）、カバー４１０を含むことで、シェル上で力をより均一に分散させることができる。

図５は、注射デバイス内に配設されるように構成されたストッパの横断面図であり、ストッパは、軟性シェルおよび剛性の挿入可能なコアを有し、コア内に電子デバイスが埋め込まれている。ストッパ５００は、実質的に軟性のシェル５０２および実質的に剛性のコア５０４を含む。この実施形態では、シェル５０２およびコア５０４は別個に製造され、後の組立て工程でコア５０４がシェル５０２内へ挿入される。たとえば、コア５０４は、実質的に剛性の材料（たとえば、実質的に剛性の材料の注入、射出などによる）ならびに埋込み型の電子デバイス５０６ａ、５０６ｂ、および５０６ｃを成形型に充填したときに形成することができ、その後、実質的に剛性の材料が凝固（たとえば、硬化、固体化など）する。別の実施形態では、実質的に剛性の材料が電子デバイス５０６ａ、５０６ｂ、および５０６ｃの周囲に導入され、コア５０４を形成するように成形される（たとえば、切断、成形型内への注入など）。一体化された封止要素５０８が、ストッパがカートリッジ内へ導入されたときにカートリッジに対する封止インターフェースを提供するように構成される。

図４および図５の２つの部品からなるストッパのコア４０４および５０４は、シェル４０２および５０２がカートリッジ内へ挿入された後に挿入することができる。シェルおよびカートリッジは、加熱滅菌することができる。埋込み型の電子機器を含むコア４０４および５０４は、カートリッジが滅菌された後、ストッパのシェルによって形成された空洞内に押し込むことができる。

図６は、カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図である。図示のストッパの様々な機能は、図３Ａおよび図３Ｂに関して上述した。ストッパ３００は、上述の図の任意のストッパに置き換えることができ、ストッパ３００に関して本明細書に説明したのと同様に、カートリッジと連係するはずである。カートリッジ６００は、ストッパ３００の封止要素３０８と連係するハウジング６０２を含む。カートリッジのキャップ６０４とストッパのシェル３０２との間の空間内に薬剤を配設することができる。埋込み型の電子機器３０６ａ、３０６ｂ、および３０６ｃは、カートリッジ６００内のストッパ３００の位置を感知するために感知信号を送受信することができるセンサ３１０を含むことができる。

センサ３１０は、たとえば圧電デバイスなどのセンサ／トランシーバデバイスとすることができる。センサ／トランシーバは、ストッパ３００を介して、たとえば超音波、音響、光、または他の信号などの感知信号を送信し、応答を測定することができる。音響感知信号を送信し、応答を測定したことに基づいて、投与量を判定する１つの実装は、図２Ｄに関して上述した。受信した応答は、コントローラ（たとえば、埋込み型または外部のマイクロコントローラ）へ提供することができ、コントローラは、その応答を受信して、カートリッジ６００の状態を計算することができる。カートリッジ６００の状態は、たとえば、カートリッジ６００内の薬剤の充填レベルまたはストッパ３００の位置に対応することができる。カートリッジの状態は、注射された薬剤の用量の測定を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、上述したストッパ３００の位置を測定するために、様々な測定方法が使用される。システムまたはカートリッジ６００内の固定の位置に対するストッパ３００の動きとともに変化する特定の信号を生成する必要がある。この固定の位置は、カートリッジ６００の内側、たとえば決して動かないカートリッジ６００のセプタム区域、もしくはカートリッジ６００の別の剛性の壁とすることができ、もしくはこの目的でカートリッジ内へ導入することができる要素とすることができ、または基準は、カートリッジの外側、たとえばハウジング部材のような注射デバイスの要素とすることもできる。いくつかの実施形態では、センサは、光源（たとえば、ＬＥＤ）からの光を固定の区域へ送出し、軽減された光を光検出器によって受信することによって、光信号の変化を測定する。軽減の強度は、距離に相関することができる。別の可能性は、信号（たとえば、音響信号）が送信器から固定の位置へ移動し、送信器に近接して位置する受信器へ戻ってくるために必要とされる時間の変化を測定することである。別の実施形態では、動いているストッパ３００内で信号（光、音響、容量性など）を固定の位置から受信器へ送信して、ストッパの移動中の信号の変化を測定し、その変化をカートリッジ６００内のストッパの位置に相関させることができる。

図７Ａ～図７Ｄに示す概略図は、ストッパ７０２に対する様々な電子構成要素の場所および向きを説明する。図７Ａは、医療カートリッジ６００のための分散させた電子機器システム７００の概略図であり、ストッパ７０２内には無線トランシーバ７０４、エネルギー源７０６、およびセンサ７０８が配設されている。この実施形態では、ストッパは、３つの埋込み型の電子デバイスを含み、カートリッジ６００は、埋込み型の電子デバイスと通信する外部電子デバイスを収容しない。外部電子デバイスが必要とされないとき、カートリッジ内の空間を節約することができ、かつ／または注射器ペンに連結された外部デバイスの必要をなくし、組立てを簡略化することができる。加えて、必要とされる電子構成要素がすべてストッパ内に含まれるとき、カートリッジをより容易に組み立てられる。

図７Ｂは、医療カートリッジ６００のための分散させた電子機器システム７００の概略図であり、センサ７０８は、ストッパ７０２内に配設され、少なくとも１つのコネクタ７１０を介して外部エネルギー源７０６に連結される。この実施形態では、センサ７０８は、エネルギー源７０６がセンサ７０８に電力を提供することができるように、エネルギー源７０６に電気的に連結しなければならない。この実施形態では、電気接続は、コネクタ７１０によってセンサおよびエネルギー源を互いに有線接続することによって実現される。これらのワイアは、ストッパ７０２（図２Ａ）のコアまたはシェル内に埋め込むことができる。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができないエネルギー源７０６の使用を可能にする。

図７Ｃは、医療カートリッジ６００のための分散させた電子機器システム７００の概略図であり、無線トランシーバ７０４、エネルギー源７０６、およびセンサ７０８が、ストッパ７０２の外部に配設される。この実施形態では、電子機器７０４、７０６、および７０８は、ストッパ７０２の外側のカートリッジ６００内に配設され、たとえば、カートリッジアセンブリ（図８Ａおよび図８Ｂ）のねじ付ロッド部分内に位置することができる。この実施形態では、センサ７０８によって出力される感知信号は、ストッパ７０２を通って進み、センサ７０８へ戻って、ストッパ７０２の位置決めに関するデータを集めることが可能でなければならない。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができない電子構成要素の使用を可能にする。

図７Ｄは、医療カートリッジ６００のための分散させた電子機器システム７００の概略図であり、無線トランシーバ７０４およびセンサ７０８は、ストッパ７０２内に配設され、エネルギー源７０６は、ストッパ７０２の外部に配設される。この実施形態では、ストッパの外側のカートリッジ内に配設される電子機器（たとえば、エネルギー源）は、たとえば、カートリッジアセンブリのねじ付ロッド部分内に位置することができる。ねじ付ロッド部分内に位置する電子機器の実施形態は、図８Ａおよび図８Ｂに関して以下に示す。この実施形態は、ストッパを加熱滅菌することを可能にするが、それでもなおストッパの加熱滅菌プロセスに耐えることができないエネルギー源７０６の使用を可能にする。加熱滅菌プロセスに耐えることができる電子構成要素、本明細書では無線トランシーバ７０４およびセンサ７０８は、空間を節約し、かつ／または位置ベースの測定にとって有利な配置を提供するために、ストッパ内に埋め込まれる。

図８Ａおよび図８Ｂは、プランジャ８６０のねじ山付き遠位端８６１内へ埋め込まれた電子機器８６２を有する使い捨てシリンジ８００の横断面図である。ストッパ８０２は、中心空洞８５９内へ延びるねじ山付き機能８５２を含む。プランジャ８６０の遠位端８６１は、プランジャロッド８６０をストッパ８０２に固定するように配置された対応するねじ山付き機能８６２を含む。上記で詳述したように、ストッパ８０２は、ストッパ８０２の周辺部に配設された複数の封止部材８０８を使用してカートリッジに封止係合され、ここでカートリッジは、シリンジのハウジング８０１として示されている。動作の際、図８Ｂに示すように、プランジャ８６０の遠位端８６１は、ストッパ８０２と接触するように動かされ（たとえば、矢印８９７）、ストッパ８０２とねじ係合するように回転させられる（たとえば、矢印８９８）。この構成で、電子機器デバイス８０６は、ストッパ８０２内に配設されており、いくつかの実施形態では、シリンジ８００のハウジング８０１内のストッパ８０２の位置または注射動作が行われたかどうかを判定するために、感知信号８７０を発するように配置される。

図８Ｂに示すように、プランジャ８６０に力８９９が印加され（たとえば、シリンジ８００の患者または臨床医の操作者による）、プランジャ８６０は、シリンジ８００のハウジング８０１内でストッパ８０２を駆動して、薬剤８０の少なくとも一部分をシリンジ８００から放出する。図８Ａおよび図８Ｂの使い捨てシリンジ８００の構成の１つの利益は、プランジャ８６０をストッパ８０２へ導入する前にシリンジハウジング８０１およびストッパ８０２を加熱滅菌にかけることができ、したがってプランジャ８６０の遠位端８６１内に含まれた電子デバイス８０６を加熱滅菌にかける必要をなくすことである。

図８Ａおよび図８Ｂに示す実施形態では、１つまたはそれ以上の電子デバイスをストッパ８０２内に埋め込むことができる。１つまたはそれ以上の埋込み型の電子デバイスは、プランジャ８６０のねじ付遠位端８６１内に配設された電子機器デバイス８０６と通信することができる。少なくとも１つの埋込み型の電子デバイスを有するストッパは、剛性シェルを含むことができ、または図２Ａに関連して論じたように加熱滅菌することができる。この実装の別の利点は、電子機器デバイス８０６が滅菌プロセス外にあることである。電子機器デバイス８０６が、典型的な製造プロセスで、より容易かつ安価に製造することができる。輸送の観点から、電子機器デバイス８０６の導入を後の製造工程で行うことができ、これには、収納時間を最適化することができるため、電池寿命に関して利点がある。

図９は、分散させた電子素子を有する医療カートリッジを製造するプロセス９００を示す流れ図である。プロセスは、少なくとも１つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込むこと（９０２）を含む。電子デバイスのタイプおよび特性は、図２Ａに関して上述した。加えて、ストッパのコアを製造する材料も、図２Ａに関して上記で論じた。このプロセスはまた、コアをシェルに連結すること（９０４）を含み、シェルは、コア内に埋め込まれた少なくとも１つの電子デバイスに耐熱性を提供する。コアをシェルに連結することは、図２Ａおよび図３Ａに関して説明したように、実質的に分離できない単体のストッパを形成することを含むことができ、または図４および図５に関して説明したように、事前に形成されたコアをシェル内へ挿入して、分離可能な２つの部品からなるストッパを作製することを含むことができる。このプロセスはまた、加熱滅菌を介してストッパを滅菌すること（９０６）を含む。例示的な加熱滅菌プロトコルでは、ストッパは、少なくとも摂氏１２０度の温度で２０～３０分間にわたって滅菌される。このプロセスはまた、ストッパをカートリッジ内へ組み立てること（９０８）を含む。ストッパをカートリッジ内へ組み立てることで、カートリッジの空洞内に薬剤を封止するための封止インターフェースを作製する。加えて、ストッパをカートリッジと組み立てたとき、ストッパのコア内に埋め込まれていない他の電子構成要素もカートリッジ内へ組み立てることができる。

図１０は、カートリッジ内に配設され、無線システムによって給電されるストッパの横断面図である。エネルギーハーベスティングシステムの一例が、図１０に示されている。図１０は、カートリッジ１０００のハウジング１００１内に配設されたストッパ１００２を含むカートリッジ１０００を示す。ストッパ１００２および封止要素１００８はともに、ハウジング１００１内に薬剤１０１１を収容し、ストッパ１００２は、ストッパ１００２の周辺部に配設された複数の封止要素１００８を含み、封止要素１００８は、ハウジング１００１の内面に封止係合される。ストッパ１００２はまた、ストッパ１００２の開口部を密閉するキャップ１０１０を含み、この開口部内へ電子機器アセンブリ１０７１、１０７８、１０７９が挿入されている。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ１０７１、１０７８、１０７９は、キャップ１０１０によって一体化または保持されており、それによってキャップ１０１０をストッパ１００２に固定することが、電子機器アセンブリ１０７１、１０７８、１０７９をストッパ１００２の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ１０７１、１０７８、１０７９は、感知デバイス（Ｓ）１０７９、無線デバイス（ＷＬ）１０７８、および容量性デバイス（ＣＥ）１０７１を含む。

動作の際、感知デバイス１０７９は、ハウジング１００１内のストッパ１００２の位置を感知するように構成され、無線デバイス１０７８は、センサデバイス１０７９からの情報を通信するために外部電子デバイス（図示せず）と通信するように構成される。容量性デバイス１０７１は、カートリッジ１０００に近接して位置する無線信号１０８１からの無線誘導充電によって、感知デバイス１０７９および無線デバイス１０７８へ電力を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、容量性デバイス１０７１は、カートリッジ１０００内の感知デバイス１０７９によって測定を開始および実行し、無線デバイス１０７８を使用して結果を返信するのに十分なエネルギーを提供するために、近距離通信プロトコル（ＮＦＣ）信号１０８１を介してたとえばスマートフォン１０８０から、または他の誘導性装荷手段を有する典型的な無線充電デバイスによって、電力を無線で受け取るように構成された容量性回路を含む。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、カートリッジ内に配設され、圧電システムによって給電されるストッパの横断面図である。エネルギーハーベスティングシステムの別の例は、カートリッジ内で測定を開始および実行し、結果を返信するのに十分なエネルギーを提供するために、圧電技術を使用して、たとえば注射器の取扱いまたは注射動作中に、ストッパとプランジャ（または、たとえば図１１Ａおよび図１１Ｂのカートリッジ－ストッパのねじ山付きロッドシステム）との間で生じる機械的な力からエネルギーを収集することである。図１１Ａは、カートリッジ１１００のハウジング１１０１内に配設されたストッパ１１０２と、ストッパ１１０２のキャップ１１１０に接触するように前進する（たとえば、矢印１１９７に沿って）プランジャ１１６０とを有するカートリッジ１１００を示す。ストッパ１１０１および封止要素１１０８はともに、ハウジング１１０１内に薬剤１１１１を収容し、ストッパ１１０２は、ストッパ１１０２の周辺部に配設された複数の封止要素１１０８を含み、封止要素１１０８は、ハウジング１１０１の内面に封止係合される。キャップ１１１０は、ストッパ１１０２の開口部を密閉し、この開口部内へ電子機器アセンブリ１１７２、１１７８、１１７９が挿入され、キャップ１１１０は、プランジャ１１６０の力を受けて少なくとも部分的に撓むように、またはその他の方法でプランジャからの力を電子機器アセンブリ１１７２、１１７８、１１７９の一部分へ伝達することを有効にするように構成される。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ１１７２、１１７８、１１７９は、キャップ１１１０によって一体化または保持されており、それによってキャップ１１１０をストッパ１１０２に固定することが、電子機器アセンブリ１１７２、１１７８、１１７９をストッパ１１０２の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ１１７２、１１７８、１１７９は、感知デバイス（Ｓ）１１７９、無線デバイス（ＷＬ）１１７８、および圧電素子（ＰＥ）１１７２を含む。

動作の際、感知デバイス１１７９は、ハウジング１１０１内のストッパ１１０２の位置を感知するように構成され、無線デバイス１１７８は、センサデバイス１１７９からの情報を通信するために外部電子デバイス（図示せず）と通信するように構成される。圧電素子１１７２は、ストッパ１１０２に印加された力の一部分を電気エネルギーに変換することによって、感知デバイス１１７９および無線デバイス１１７８へ電力を提供するように構成される。図１１Ｂに示すように、圧電素子１１７２は、プランジャ１１６０によってキャップ１１１０に印加された力によって、図８Ａの位置１１９８から、図８Ｂの撓み位置１１９９へ変形される（矢印１１９７によって示す運動中）。圧電素子１１７２が位置１１９８から撓み位置１１９９へ変形されることで、エネルギーを吸収し、そのエネルギーの一部分を電気エネルギーに変換する。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、カートリッジ内に配設されたストッパの横断面図であり、ストッパはペルティエ熱電デバイスを含む。一体化されたエネルギーハーベスティングデバイスの別の例は、ペルティエ素子などの熱電素子（ＴＥ）を含み、収納中のペンまたは注射器の冷蔵と、ペンまたは注射器の加温との間の温度差を、電気エネルギーに変換して、注射器／ペンのカートリッジ内で測定を開始および実行し、結果を返信するのに十分なエネルギーを提供することである。図１２Ａは、低温環境（たとえば、４℃）で収納されているカートリッジ１２００を示し、カートリッジ１２００は、カートリッジ１２００のハウジング１２０１内に配設されたストッパ１２０２と、ストッパ１２０２のキャップ１２１０に位置するプランジャ１２６０とを有する。ストッパ１２０２および封止要素１２０８はともに、ハウジング１２０１内に薬剤１２１１を収容し、ストッパ１２０２は、ストッパ１２０２の周辺部に配設された複数の封止要素１２０８を含み、封止要素１２０８は、ハウジング１２０１の内面に封止係合される。キャップ１２１０は、ストッパ１２０２の開口部を密閉し、この開口部内へ電子機器アセンブリ１２７３、１２７８、１２７９が挿入され、キャップ１２１０またはストッパ１２０２は、電子機器アセンブリ１２７３、１２７８、１２７９へ熱エネルギーを少なくとも部分的に伝達するように構成される。いくつかの実施形態では、動作の際、電子機器アセンブリ１２７３、１２７８、１２７９は、キャップ１２１０によって一体化または保持されており、それによってキャップ１２１０をストッパ１２０２に固定することが、電子機器アセンブリ１２７３、１２７８、１２７９をストッパ１１０２の空洞内へ挿入することを含む。電子機器アセンブリ１２７３、１２７８、１２７９は、感知デバイス（Ｓ）１２７９、無線デバイス（ＷＬ）１２７８、および熱電素子（ＴＥ）１２７３を含む。

動作の際、感知デバイス１２７９は、ハウジング１２０１内のストッパ１２０２の位置を感知するように構成され、無線デバイス１２７８は、センサデバイス１２７９からの情報を通信するために外部電子デバイス（図示せず）と通信するように構成される。熱電素子１２７３は、熱電素子の温度が変化するときにエネルギーを生成することによって、感知デバイス１２７９および無線デバイス１２７８へ電力を提供するように構成される。図１２Ｂに示すように、カートリッジ１２００は、比較的高温の環境（たとえば、２０℃）へ動かされ、熱電素子１２７３は、カートリッジ１２００の外側の環境から熱エネルギーを吸収することによって加熱される（矢印１２９９によって示す温度遷移中）。熱電素子１２７３によって熱エネルギーを吸収することで、たとえば感知デバイス１２７９および無線デバイス１２７８に給電するための電気エネルギーを生成する。記載した機能は、デジタル電子回路内、もしくはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア内、またはこれらの組合せで実施することができる。この装置は、プログラム可能プロセッサによる実行のために、情報キャリア内で有形に実施されるコンピュータプログラム製品内、たとえば機械可読記憶デバイス内で実施することができ、方法工程は、プログラム可能プロセッサが、入力データ上の動作および出力の生成によって、記載した実施形態の機能を実行するための命令のプログラムを実行することによって、実行することができる。記載した構成は、有利には、データ記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスとの間でデータおよび命令を受け取り、データおよび命令を送信するように連結された少なくとも１つのプログラム可能プロセッサを含むプログラム可能システム上で実行可能な１つまたはそれ以上のコンピュータプログラム内で実施することができる。コンピュータプログラムは、特定の動作を実行しまたは特定の結果をもたらすために、コンピュータ内で直接または間接的に使用することができる１組の命令である。コンピュータプログラムは、コンパイルまたは解釈された言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書き込むことができ、計算環境での使用に好適な独立プログラムまたはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは他のユニットを含む任意の形態で導入することができる。

シェルおよびコアを作製することができる様々な材料、ならびにコア内に埋め込むことができる様々な電子デバイスは、図２Ａに関して上述した。加えて、ストッパは薬剤に接触するように構成されるため、シェルのための材料は医療グレードとすることができる。

本明細書で使用する用語「薬物」または「薬剤」は、１つまたはそれ以上の薬学的に活性な化合物を説明するために本明細書において使用される。以下に説明されるように、薬物または薬剤は、１つまたはそれ以上の疾患を処置するための、様々なタイプの製剤の少なくとも１つの低分子もしくは高分子、またはその組合せを含むことができる。例示的な薬学的に活性な化合物は、低分子；ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質（たとえばホルモン、成長因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素）；炭水化物および多糖類；ならびに核酸、二本鎖または一本鎖ＤＮＡ（裸およびｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、アンチセンスＤＮＡおよびＲＮＡなどのアンチセンス核酸、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイム、遺伝子、およびオリゴヌクレオチドを含むことができる。核酸は、ベクター、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに組み込むことができる。これらの薬物の１つまたはそれ以上の混合物もまた、企図される。

「薬物送達デバイス」という用語は、薬物の体積を人間または動物の体内へ投薬するように構成された任意のタイプのデバイスまたはシステムを包含するものとする。体積は、典型的には、約０．５ｍｌ～約１０ｍｌの範囲とすることができる。限定されるものではないが、薬物送達デバイスは、薬物の皮下、筋肉内、または血管内の送達のために構成されたシリンジ、針安全システム、ペン注射器、自動注射器、大容量デバイス（ＬＶＤ）、ポンプ、潅流システム、または他のデバイスを含むことができる。そのようなデバイスは、針を含むことが多く、針は、小ゲージ針（たとえば、約２４ゲージより大きく、２７、２９、または３１ゲージを含む）を含むことができる。

特有の薬物と組み合わせて、本明細書に記載するデバイスはまた、必要とされるパラメータの範囲内で動作するようにカスタマイズすることができる。たとえば、特定の時間期間（たとえば、注射器に対して約３～約２０秒、およびＬＶＤに対して約５分～約６０分）の範囲内で、低レベルまたは最小レベルの不快さ、または人的要因、保管寿命、有効期限、生体適合性、環境的考慮などに関係する特定の条件の範囲内とすることができる。そのような変動は、たとえば薬物の粘性が約３ｃＰ～約５０ｃＰの範囲に及ぶことなどの様々な要因によって生じることがある。

薬物または薬剤は、薬物送達デバイスで使用するように適用された主要パッケージまたは「薬物容器」内に含むことができる。薬物容器は、たとえば、カートリッジ、シリンジ、リザーバ、または１つまたはそれ以上の薬学的に活性な化合物の保存（たとえば短期または長期保存）に適したチャンバを提供するように構成された他の容器とすることができる。たとえば、一部の実施形態では、チャンバは、少なくとも１日（たとえば１日から少なくとも３０日まで）の間薬物を保存するように設計することができる。一部の実施形態では、チャンバは、約１カ月から約２年の間薬物を保存するように設計することができる。保存は、室温（たとえば約２０℃）または冷蔵温度（たとえば約－４℃から約４℃まで）で行うことができる。一部の実施形態では、薬物容器は、薬物製剤の２つまたはそれ以上の成分（たとえば薬物および希釈剤、または２つの異なるタイプの薬物）を別々に、各チャンバに１つずつ保存するように構成された二重チャンバカートリッジとすることができ、またはこれを含むことができる。そのような実施形態では、二重チャンバカートリッジの２つのチャンバは、ヒトまたは動物の体内に投薬する前、および／または投薬中に薬物または薬剤の２つまたはそれ以上の成分間で混合することを可能にするように構成することができる。たとえば、２つのチャンバは、これらが（たとえば２つのチャンバ間の導管によって）互いに流体連通し、所望の場合、投薬の前にユーザによって２つの成分を混合することを可能にするように構成することができる。代替的に、またはこれに加えて、２つのチャンバは、成分がヒトまたは動物の体内に投薬されているときに混合することを可能にするように構成することができる。

本明細書において説明される薬物送達デバイスおよび薬物は、数多くの異なるタイプの障害の処置および／または予防に使用することができる。例示的な障害は、たとえば、糖尿病、または糖尿病性網膜症などの糖尿病に伴う合併症、深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症などの血栓塞栓症を含む。さらなる例示的な障害は、急性冠症候群（ＡＣＳ）、狭心症、心筋梗塞、がん、黄斑変性症、炎症、枯草熱、アテローム性動脈硬化症および／または関節リウマチである。

糖尿病または糖尿病に伴う合併症の処置および／または予防のための例示的な薬物は、インスリン、たとえばヒトインスリン、またはヒトインスリン類似体もしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ－１）、ＧＬＰ－１類似体もしくはＧＬＰ－１受容体アゴニスト、またはその類似体もしくは誘導体、ジペプチジルペプチダーゼ－４（ＤＰＰ４）阻害剤、または薬学的に許容される塩もしくはその溶媒和物、またはそれらの任意の混合物を含む。本明細書において使用される用語「誘導体」は、元の物質と構造的に十分同様のものであり、それによって同様の機能または活性（たとえば治療効果性）を有することができる任意の物質を指す。

例示的なインスリン類似体は、Ｇｌｙ（Ａ２１），Ａｒｇ（Ｂ３１），Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン（インスリングラルギン）；Ｌｙｓ（Ｂ３），Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８），Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；Ｂ２８位におけるプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、Ｖａｌ、またはＡｌａで置き換えられており、Ｂ２９位において、ＬｙｓがＰｒｏで置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８－Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリンおよびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンである。

例示的なインスリン誘導体は、たとえば、Ｂ２９－Ｎ－ミリストイル－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－パルミトイル－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８－Ｎ－ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８－Ｎ－パルミトイル－ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０－Ｎ－ミリストイル－ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０－Ｎ－パルミトイル－ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－（Ｎ－パルミトイル－γ－グルタミル）－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－（Ｎ－リトコリル－γ－グルタミル）－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９－Ｎ－（ω－カルボキシヘプタデカノイル）－ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、およびＢ２９－Ｎ－（ω－カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンである。例示的なＧＬＰ－１、ＧＬＰ－１類似体およびＧＬＰ－１受容体アゴニストは、たとえば：リキシセナチド（Ｌｉｘｉｓｅｎａｔｉｄｅ）／ＡＶＥ００１０／ＺＰ１０／リキスミア（Ｌｙｘｕｍｉａ）、エキセナチド（Ｅｘｅｎａｔｉｄｅ）／エクセンディン－４（Ｅｘｅｎｄｉｎ－４）／バイエッタ（Ｂｙｅｔｔａ）／ビデュリオン（Ｂｙｄｕｒｅｏｎ）／ＩＴＣＡ６５０／ＡＣ－２９９３（アメリカドクトカゲの唾液腺によって産生される３９アミノ酸ペプチド）、リラグルチド（Ｌｉｒａｇｌｕｔｉｄｅ）／ビクトザ（Ｖｉｃｔｏｚａ）、セマグルチド（Ｓｅｍａｇｌｕｔｉｄｅ）、タスポグルチド（Ｔａｓｐｏｇｌｕｔｉｄｅ）、シンクリア（Ｓｙｎｃｒｉａ）／アルビグルチド（Ａｌｂｉｇｌｕｔｉｄｅ）、デュラグルチド（Ｄｕｌａｇｌｕｔｉｄｅ）、ｒエクセンディン－４、ＣＪＣ－１１３４－ＰＣ、ＰＢ－１０２３、ＴＴＰ－０５４、ラングレナチド（Ｌａｎｇｌｅｎａｔｉｄｅ）／ＨＭ－１１２６０Ｃ、ＣＭ－３、ＧＬＰ－１エリゲン、ＯＲＭＤ－０９０１、ＮＮ－９９２４、ＮＮ－９９２６、ＮＮ－９９２７、ノデキセン（Ｎｏｄｅｘｅｎ）、ビアドール（Ｖｉａｄｏｒ）－ＧＬＰ－１、ＣＶＸ－０９６、ＺＹＯＧ－１、ＺＹＤ－１、ＧＳＫ－２３７４６９７、ＤＡ－３０９１、ＭＡＲ－７０１、ＭＡＲ７０９、ＺＰ－２９２９、ＺＰ－３０２２、ＴＴ－４０１、ＢＨＭ－０３４、ＭＯＤ－６０３０、ＣＡＭ－２０３６、ＤＡ－１５８６４、ＡＲＩ－２６５１、ＡＲＩ－２２５５、エキセナチド（Ｅｘｅｎａｔｉｄｅ）－ＸＴＥＮおよびグルカゴン－Ｘｔｅｎである。

例示的なオリゴヌクレオチドは、たとえば：家族性高コレステロール血症の処置のためのコレステロール低下アンチセンス治療薬である、ミポメルセン（ｍｉｐｏｍｅｒｓｅｎ）／キナムロ（Ｋｙｎａｍｒｏ）である。

例示的なＤＰＰ４阻害剤は、ビルダグリプチン（Ｖｉｌｄａｇｌｉｐｔｉｎ）、シタグリプチン（Ｓｉｔａｇｌｉｐｔｉｎ）、デナグリプチン（Ｄｅｎａｇｌｉｐｔｉｎ）、サキサグリプチン（Ｓａｘａｇｌｉｐｔｉｎ）、ベルベリン（Ｂｅｒｂｅｒｉｎｅ）である。

例示的なホルモンは、ゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（ソマトロピン）、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、ロイプロレリン、ブセレリン、ナファレリン、およびゴセレリンなどの、脳下垂体ホルモンまたは視床下部ホルモンまたは調節性活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニストを含む。

例示的な多糖類は、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリン、もしくは超低分子量ヘパリン、またはそれらの誘導体、または上述の多糖類の硫酸化形態、たとえば、ポリ硫酸化形態、および／または、薬学的に許容されるそれらの塩を含む。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容される塩の例としては、エノキサパリンナトリウムがある。ヒアルロン酸誘導体の例としては、ＨｙｌａｎＧ－Ｆ２０／Ｓｙｎｖｉｓｃ、ヒアルロン酸ナトリウムがある。

本明細書において使用する用語「抗体」は、免疫グロブリン分子またはその抗原結合部分を指す。免疫グロブリン分子の抗原結合部分の例は、抗原を結合する能力を保持するＦ（ａｂ）およびＦ（ａｂ’）２フラグメントを含む。抗体は、ポリクローナル、モノクローナル、組換え型、キメラ型、非免疫型またはヒト化、完全ヒト型、非ヒト型（たとえばマウス）、または一本鎖抗体とすることができる。いくつかの実施形態では、抗体はエフェクター機能を有し、補体を固定することができる。いくつかの実施形態では、抗体は、Ｆｃ受容体と結合する能力が低く、または結合することはできない。たとえば、抗体は、アイソタイプもしくはサブタイプ、抗体フラグメントまたは変異体とすることができ、Ｆｃ受容体との結合を支持せず、たとえば、これは、突然変異したまたは欠失したＦｃ受容体結合領域を有する。

用語「フラグメント」または「抗体フラグメント」は、全長抗体ポリペプチドを含まないが、抗原と結合することができる全長抗体ポリペプチドの少なくとも一部分を依然として含む、抗体ポリペプチド分子（たとえば、抗体重鎖および／または軽鎖ポリペプチド）由来のポリペプチドを指す。抗体フラグメントは、全長抗体ポリペプチドの切断された部分を含むことができるが、この用語はそのような切断されたフラグメントに限定されない。本発明に有用である抗体フラグメントは、たとえば、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、ｓｃＦｖ（一本鎖Ｆｖ）フラグメント、直鎖抗体、二重特異性、三重特異性、および多重特異性抗体（たとえば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ）などの単一特異性または多重特異性抗体フラグメント、ミニボディ、キレート組換え抗体、トリボディまたはバイボディ、イントラボディ、ナノボディ、小モジュラー免疫薬（ＳＭＩＰ）、結合ドメイン免疫グロブリン融合タンパク質、ラクダ化抗体、およびＶＨＨ含有抗体を含む。抗原結合抗体フラグメントのさらなる例は、当技術分野で知られている。

用語「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」は、特異的抗原認識を仲介する役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内の短いポリペプチド配列を指す。用語「フレームワーク領域」は、ＣＤＲ配列ではなく、ＣＤＲ配列の正しい位置決めを維持して抗原結合を可能にする役割を主に担う重鎖および軽鎖両方のポリペプチドの可変領域内のアミノ酸配列を指す。フレームワーク領域自体は、通常、当技術分野で知られているように、抗原結合に直接的に関与しないが、特定の抗体のフレームワーク領域内の特定の残基が、抗原結合に直接的に関与することができ、またはＣＤＲ内の１つまたはそれ以上のアミノ酸が抗原と相互作用する能力に影響を与えることができる。

例示的な抗体は、アンチＰＣＳＫ－９ｍＡｂ（たとえばアリロクマブ（Ａｌｉｒｏｃｕｍａｂ））、アンチＩＬ－６ｍＡｂ（たとえばサリルマブ（Ｓａｒｉｌｕｍａｂ））、およびアンチＩＬ－４ｍＡｂ（たとえばデュピルマブ（Ｄｕｐｉｌｕｍａｂ））である。

本明細書において説明される化合物は、（ａ）化合物または薬学的に許容されるその塩、および（ｂ）薬学的に許容される担体を含む医薬製剤において使用することができる。化合物はまた、１つまたはそれ以上の他の医薬品有効成分を含む医薬製剤、または存在する化合物またはその薬学的に許容される塩が唯一の有効成分である医薬製剤において使用することもできる。したがって、本開示の医薬製剤は、本明細書において説明される化合物および薬学的に許容される担体を混合することによって作られる任意の製剤を包含する。

本明細書において説明される任意の薬物の薬学的に許容される塩もまた、薬物送達デバイスにおける使用に企図される。薬学的に許容される塩は、たとえば酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩は、たとえば、ＨＣｌまたはＨＢｒ塩である。塩基性塩は、たとえば、アルカリもしくはアルカリ土類金属、たとえばＮａ＋、もしくはＫ＋、もしくはＣａ２＋、またはアンモニウムイオンＮ＋（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）（Ｒ４）（式中、Ｒ１からＲ４は互いに独立して：水素、場合により置換されたＣ１～Ｃ６－アルキル基、場合により置換されたＣ２～Ｃ６－アルケニル基、場合により置換されたＣ６～Ｃ１０－アリル基、または場合により置換されたＣ６～Ｃ１０－ヘテロアリール基を意味する）から選択されるカチオンを有する塩である。薬学的に許容される塩のさらなる例は、当業者に知られている。

薬学的に許容される溶媒和物は、たとえば、水和物またはメタノラート（ｍｅｔｈａｎｏｌａｔｅ）またはエタノラート（ｅｔｈａｎｏｌａｔｅ）などのアルカノラート（ａｌｋａｎｏｌａｔｅ）である。

本発明の概念の完全な範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に記載する物質、構成、装置、方法、システム、デバイス、および実施形態の様々な構成要素に修正（たとえば、調整、追加、または削除など）を加えることができ、本発明は、そのような修正およびそのあらゆる均等物を包含することが、当業者には理解されよう。

本開示の複数の実施形態について記載した。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることが理解されよう。したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。

８０ 薬剤
１００ 注射デバイス
１０４ カートリッジハウジング
１０６ 駆動機構
１０８ ストッパ
１０９ 針
１１０ ハウジング
１１１ 注射ボタン
１１２ 投与量ノブ
１１３ 投与量窓
１１４ カートリッジ
１１５ ニードルアセンブリ
１１６ 内側ニードルキャップ
１１７ 外側ニードルキャップ
１１８ キャップ
１２２ 電子構成要素
１２４ 電子構成要素
２００ ストッパ
２０２ 剛性シェル
２０４ コア
２０６ａ 電子デバイス
２０６ｂ 電子デバイス
２０６ｃ 電子デバイス
２０８ 封止要素
３００ ストッパ
３０２ 軟性シェル
３０４ 剛性コア
３０６ａ 電子デバイス
３０６ｂ 電子デバイス
３０６ｃ 電子デバイス
３０８ 封止要素
４００ ストッパ
４０２ 剛性シェル
４０４ コア
４０６ａ 埋込み型の電子デバイス
４０６ｂ 埋込み型の電子デバイス
４０６ｃ 埋込み型の電子デバイス
４０８ 封止要素
４１０ カバー
５００ ストッパ
５０２ 軟性シェル
５０４ 剛性の挿入可能なコア
５０６ａ 埋込み型の電子デバイス
５０６ｂ 埋込み型の電子デバイス
５０６ｃ 埋込み型の電子デバイス
５０８ 封止要素
６００ カートリッジ
６０２ カートリッジハウジング
６０４ キャップ
７００ 分散させた電子機器システム
７０２ ストッパ
７０４ 無線トランシーバ
７０６ エネルギー源
７０８ センサ
７１０ コネクタ
８００ 使い捨てシリンジ
８０１ ハウジング
８０２ ストッパ
８０６ 電子デバイス
８０８ 封止部材
８５２ ねじ山付き機能
８５９ 中心空洞
８６０ プランジャ
８６１ 遠位端
８６２ 対応するねじ山付き機能
８７０ 感知信号
８９７ 矢印
８９８ 矢印
８９９ 力
９００ プロセス
９０２ 電子デバイスを埋め込む
９０４ コアをシェルに連結する
９０６ ストッパを滅菌する
９０８ ストッパをカートリッジ内へ組み立てる
１０００ カートリッジ
１００１ ハウジング
１００２ ストッパ
１００８ 封止要素
１０１０ キャップ
１０１１ 薬剤
１０７１ 容量性デバイス（ＣＥ）
１０７８ 無線デバイス（ＷＬ）
１０７９ 感知デバイス（Ｓ）
１０８１ 無線信号
１０８０ スマートフォン
１１００ カートリッジ
１１０１ ハウジング
１１０２ ストッパ
１１０８ 封止要素
１１１０ キャップ
１１１１ 薬剤
１１６０ プランジャ
１１７２ 圧電素子（ＰＥ）
１１７８ 無線デバイス（ＷＬ）
１１７９ 感知デバイス（Ｓ）
１１９７ 矢印
１１９８ 位置
１１９９ 撓み位置
１２００ カートリッジ
１２０１ ハウジング
１２０２ ストッパ
１２０８ 封止要素
１２１０ キャップ
１２１１ 薬剤
１２６０ プランジャ
１２７３ 熱電素子（ＴＥ）
１２７８ 無線デバイス（ＷＬ）
１２７９ 感知デバイス（Ｓ）
１２９９ 矢印

Claims (2)

1. 医療カートリッジ（６００）を製造する方法（９００）であって：
   少なくとも１つの電子デバイスをストッパのコア内へ埋め込む工程（９０２）と；
   コアをシェルに連結する工程（９０４）であって、シェルが、コア内に埋め込まれた少なくとも１つの電子デバイスに耐熱性を提供する、工程と；
   ストッパのコアに少なくとも１つの電子デバイスが埋め込まれた状態で加熱滅菌を介してストッパを滅菌する工程（９０６）と；
   ストッパをカートリッジ内へ組み立てる工程（９０８）とを含む、前記方法。
2. ストッパを滅菌する工程（９０６）は、少なくとも摂氏１２０度の温度でストッパを加熱滅菌することを含む、請求項１に記載の方法。

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