生物活性合成物を投与する装置および方法
【課題】 点滴等による投薬の量を精密に制御可能とし、かつ投薬の状況や被術者の状態に応じて投薬量の自動変更を可能とする。
【解決手段】 リザーバ２０内に生物活性合成物が貯蔵される。外部から入力される制御信号に応じた量の生物活性合成物がインクジェット型の吐出装置によって混合チャンバ２２内に吐出される。吐出される生物活性合成物の液滴は光センサ１０６により検出され、吐出動作をしているにもかかわらず液滴が検出されない場合には警告等が発せられる。生理食塩水などの注入液が流体管１６から混合チャンバ２２に流入し、傾斜した底面９２を流下する際に生物活性合成物と混合され、流体管２４を経て被術者に点滴等の方法により投与される。
【解決手段】 リザーバ２０内に生物活性合成物が貯蔵される。外部から入力される制御信号に応じた量の生物活性合成物がインクジェット型の吐出装置によって混合チャンバ２２内に吐出される。吐出される生物活性合成物の液滴は光センサ１０６により検出され、吐出動作をしているにもかかわらず液滴が検出されない場合には警告等が発せられる。生理食塩水などの注入液が流体管１６から混合チャンバ２２に流入し、傾斜した底面９２を流下する際に生物活性合成物と混合され、流体管２４を経て被術者に点滴等の方法により投与される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成物（薬剤合成物など）の投与に関し、注入（点滴）により投与される合成物も含む。詳細には、本発明は、従来は関連のなかった薬剤投与とインクジェット技術の組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院やその他の医療施設において、例えば血管内への注入など、患者の循環系に接続されたカテーテルにより薬物を患者に注入することによって薬物を患者に投与することが必要な場合がある。一般的な注入技術は、薬物と、薬物の希釈液として働く注入液とを含む溶液を患者に導入することを伴う。場合によって、薬物は、注入液なしに患者に直接供給されることがある。注入は、重力によって流体を被術者に供給したり、注入ポンプとして知られる装置を使って流体を被術者に積極的に送り込んだりすることを伴うことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
残念ながら、注入により薬を投与する現在のシステムには、いくつかの欠点がある。例えば、注入ポンプの機構部品は、摩耗しやすく、これが、被術者に供給される流体の体積量の正確な制御を困難にすることがある。
【０００４】
本明細書において、従来、印刷機構内でインクを供給するために使用されているインクジェット型液滴ディスペンサを使用することにより注入薬の投与を改善するための装置および方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この開示は、生物活性合成物に注入液を正確に添加するための装置および方法の実施形態に関する。１つの実施形態において、生物活性合成物を添加する調合装置は、多数のジェット・ディスペンサを含む。調合装置は、また、複数の混合チャンバを有する混合ユニットを含む。各ジェット・ディスペンサは、それぞれの混合チャンバ内に制御された量の生物活性合成物を添加するように動作可能である。各混合チャンバは、生物活性合成物と混合する注入液を受け取る入口と、前記ジェット・ディスペンサから吐出された前記生物活性合成物を受けて前記注入液と混合するための滴下面と、被術者に送られる注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
特に断らない限り、専門用語は、慣例的用法に従って使用される。薬理学における一般的な用語の定義は、Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから出版された、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ著「Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ， １９ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ」、１９９５ （ＩＳＢＮ ０−９１２７３４−０４−３）に見られる。
【０００７】
単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈で特に断らない限り、１つまたは複数を指す（以下で用いられる単数形の表現に関し、文脈から明らかに単数と読みとれるものを除き、複数形のものも含まれるものとする）。
【０００８】
本明細書に使用されるとき、用語「〜から成る」、「〜を構成する」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）は、「包含する」（ｉｎｃｌｕｄｅ）をも意味する。
【０００９】
本明細書に使用されるとき、択一的に示されたグループの個別要素は、複数の要素のグループまたは組み合わせのうちの単一要素に関連する実施形態を含む。例えば用語「抗生物質、気管支拡張剤またはビタミン」は、「抗生物質」、「気管支拡張剤」、「ビタミン」、「抗生物質および気管支拡張剤」、「気管支拡張剤およびビタミン」、「抗生物質およびビタミン」、ならびに「抗生物質、気管支拡張剤およびビタミン」に関連する実施形態を含む。
【００１０】
「生物活性（ｂｉｏａｃｔｉｖｅ）」合成物、物質、または薬剤は、投与される被術者（ｓｕｂｊｅｃｔ）の生物学的機能に影響を及ぼす合成物である。生物活性合成物の例は、疾患などの被術者の生理学的状態を変化させるために被術者に与えられる、薬や抗生物質などの薬剤物質である。生物活性物質、合成物および薬剤は、また、タンパク質や核酸などの他の生体分子、あるいは生物活性物質を含むリポソームや他の担体媒介物（ｃａｒｒｉｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ）を含む。また、生物活性合成物は、薬剤担体、補助薬および塩類を含むこともある。
【００１１】
「薬」は、治療（診断を含む）のために投与される任意の生物活性合成物を含む。
【００１２】
本明細書に使用されるとき、用語「注入（点滴）（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）」、「送る（ｄｅｌｉｖｅｒ）」は、「血管内」、「筋肉内」、 「眼窩内」、「皮下」、「肝臓内」、「リンパ管内」、「髄腔内」への流体の導入など、被術者内への流体の導入を指す。注入は、重力による被術者内への流体の流入または滴下、あるいはポンプの支援による被術者内への流体のポンピングを含むことができる。「注入液」は、薬と混合され被術者内に注入される水や食塩水などの任意の流体を含む。
【００１３】
本明細書に使用されとき、用語「ジェット・ディスペンサ」は、インクジェット印刷技術で使用されるインクジェット・ディスペンサと類似の構造を有する流体ディスペンサを指す。開示した実施形態におけるジェット・ディスペンサの構造は、例えば、供給される特定の流体の特性に対応するように、従来のインクジェット構造から修正されることがある。本明細書に開示された実施形態において、ジェット・ディスペンサは、例えば、圧電インクジェット型ディスペンサやサーマル・インクジェット型ディスペンサでよく、これらについては、後でさらに詳しく考察する。
【００１４】
この開示は、注入液に生物活性合成物を正確に添加する装置および方法の実施形態に関する。特定の実施形態において、生物活性合成物を添加するための調合装置は、インクジェット印刷技術において使用されるインクジェット・ディスペンサと類似の構造を有するサーマル・ジェット・ディスペンサや圧電ジェット・ディスペンサなどのジェット・ディスペンサを含む。ジェット・ディスペンサは、正確な量の生物活性合成物を、小さな液滴の形で、流体マニホルドに送り込み、そこで液滴は注入液と混ざる。流体マニホルドは、注入液を受ける流体入口と、被術者に送出するために、注入液と生物活性合成物の溶液をカテーテルなどの流体導管に排出する出口とを有する。溶液は、重力によって被術者に直接流されてもよい。代替として、溶液は、被術者への溶液の注入を促進するために溶液に正圧を加えるポンプに供給されてもよい。
【００１５】
１つの代表的な実施形態において、調合装置は、複数のジェット・ディスペンサと、複数の混合チャンバを有する流体マニホルドとを含む。各ジェット・ディスペンサは、それぞれの混合チャンバに規定量の生物活性合成物を供給するように動作可能である。各混合チャンバは、生物活性合成物と混ぜる注入液を受け取る入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有する。特定の実施形態において、調合装置は、生物活性合成物を収容しそれをジェット・ディスペンサに送出する複数の流体リザーバを有する。流体リザーバは、個別の構成要素でもよく、あるいは、流体リザーバは、一体的な流体リザーバ・ユニット内に形成された一連の個別のスペースまたは区分でもよい。
【００１６】
調合装置は、また、ディスペンサからの生物活性物質を選択された時間に指定の流量で、手動または自動で供給するためのコントローラを含むことがある。コントローラは、ディスペンサを活動化し薬剤を供給するために手で押されるような、アクチュエータの形をとることができる。代替として、コントローラは、例えば１日に数回所定の間隔で生物活性剤を供給するようにプログラムされた、マイクロプロセッサなどのプログラム可能な装置でもよい。いくつかの実施形態において、コントローラは、ある投与量の生物活性合成物を供給する準備ができていることを被術者に知らせるために、音や光などの耳に聞こえるかまたは目に見える合図を含む。代替として、コントローラを使って、例えば、特定の時刻、イベント（投与量の修正を必要とする活動など）、生理学的状態の検出（投薬の減少または中止を必要とする薬物副作用など）などの特定の状況に応じて、投与薬の量を調整することができる。例えば、一日中、あるいは１週間や１ヶ月、またはさらに長い期間中ずっと異なる時間に異なる薬を適用する複雑な投与プロトコルに従うことができる。
【００１７】
既存のインクジェット技術を使用して、薬の正確な投与を達成することができる。コントローラを使って、単純または複雑な薬療法を施すことができ、これは、毎日多数の薬物を必要とする患者には特に有利である。コンピュータ化された薬物投与制御は、次の自動化した送出のために医療関係者によってプログラムされることがあり、有毒な薬物相互作用、過剰服用および死を回避するのに役立つことができる。
【００１８】
本明細書に開示したディスペンサは、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置などのインクジェット印刷機構に使用されるインクジェット印字ヘッドとして知られている流体ディスペンサと類似のものでよく、そのいくつかは、例えば、ＤｕｒｂｅｃｋとＳｈｅｒｒ著「Ｏｕｔｐｕｔ Ｈａｒｄｃｏｐｙ Ｄｅｖｉｃｅｓ」Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ Ｉｎｃ．， １９８７ （ＩＳＢＮ ０−１２−２２５０４０−０）の、特に１３章３１１〜３７０ページに記載されている。これらの技術は、一般に、微小液滴に変換され物理的な力の適切な印加によって空気を介して目標媒体に送られる、リザーバからの少量の流体の取り出しを有する。この技術は、様々な方法で実現されてきたが、一般的な手法の１つは、サーマル・インクジェット技術であり、この技術では、液滴を形成しその液滴を小室から穴を通してターゲットに向かって進める（噴出させる）ために、抵抗器を使って液体が加熱される。もう１つの手法は、圧電インクジェット技術であり、この技術では、圧電変換器の可動部によって、小室の容積が変化して液滴が生成される。
【００１９】
典型的なインクジェット印刷機構は、液体着色剤（一般に「インク」と呼ばれる）の液滴をページ上に発射するカートリッジ（「ペン」と呼ばれることがある）を使用する。各カートリッジは、インク滴を発射するきわめて小さなノズルが形成された印字ヘッドを含む。ほとんどの場合、印字ヘッドは、往復運動する印字ヘッド・システムにおいてガイド・ロッドに沿って左右に摺動するカートリッジ内に保持されており、紙などのターゲットすなわち印刷媒体が、印字ヘッドの各パスの間に段階的に前進される。媒体に画像を印刷するために、印字ヘッドは、ページの左右に走査され、移動しているときに所望のパターンでインク滴を発射する。「ページ幅アレイ」プリンタとして知られる他の印刷システムは、静止位置でページ全体に亘って印字ヘッドを延在させ、媒体が印字ヘッドの下で前進するときに印刷する。どちらのタイプの印字ヘッドの特定の液体放出機構も、圧電印字ヘッド技術やサーマル印字ヘッド技術などの様々な異なる形をとることができる。
【００２０】
例えば、２つのサーマル・インク放出機構が、米国特許第５，２７８，５８４号公報と第４，６８３，４８１号公報に示されており、これらは両方とも、ヒューレット・パッカード社に譲渡されたものである。サーマル・システムでは、流体チャネルおよび気化室を含む障壁層が、ノズル・オリフィス板と基板層との間にある。基板層は、一般に、抵抗器などのヒータ要素の直線配列されたアレイを含み、このヒータ要素は、気化室内でインクを加熱するために通電される。加熱されると、インク滴は、通電した抵抗器と関連付けられたノズルから放出される。印字ヘッドがページを横切って移動するときに抵抗器を選択的に通電することによって、インクは、印刷媒体上に所望の画像（例えば、画像、図表またはテキスト）を形成するパターンで放出される。
【００２１】
圧電インクジェット技術において、作動パルスが、平板に取り付けられた圧電板または部材に印加され、次に、圧電板または部材は、作動パルスに応じて撓み、インク滴をノズルから押し出す。圧電インクジェット印字ヘッドのいくつかの例は、米国特許第４，９９２，８０８号公報、第６，１８６，６１９号公報、および第６，１４９，９６８号公報（Ｘａａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．に譲渡された）、ならびに米国特許第６，１９３，３４３号公報および国際公開第００／１６９８１号パンフレット（セイコー・エプソン株式会社に譲渡された）に記載されている。
【００２２】
一般的なカートリッジ構成において、流体リザーバと印字ヘッドは両方とも、キャリッジによって、プリンタのガイド・ロッドに沿って搬送される。そのようなプリンタは、「オンアキシス（ｏｎ−ａｘｉｓ）」プリンタとして知られる。いくつかのオンアキシス・プリンタは、「スナッパ」リザーバ・システムを使用し、このシステムでは、永久的または半永久的に使用される印字ヘッドが、新しい液体供給機構を支持する着脱自在なリザーバと共に使用され、リザーバは、印字ヘッド上の適切な場所にスナップ嵌めされる。もう１つの設計は、この業界で「オフアキシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）」プリンタとして知られる永久的または半永久的印字ヘッドを使用する。オフアキシス・システムでは、印字ヘッドが、小さな液体供給機構だけを印刷ゾーンの左右に双方向に搬送し、この搭載された供給機構は、印字ヘッド内またはその近くの離れた静止位置に配置された「オフアキシス主リザーバ」から液体を送出する管を介して補給される。スナッパ・システムとオフアキシス・システムの両方において、顧客は、高価な新しい印字ヘッドを含む新しいカートリッジ全体を購入するのではなく、流体が既に満たされた主リザーバまたは交換用リザーバのために、新しい液体供給機構だけを購入する。
【００２３】
写真フィルム画像の品質を２倍に高める努力において、インクジェット業界は、ノズルから放出されるインク滴のサイズを小さくすること、ならびにそのようなインク滴を印刷媒体上に正確に配置することに注目してきた。例えば、最近のインクジェット印刷カートリッジの中には、体積が約３〜６ピコリットルの液滴を送出できるものがあるが、例えば１０、５０、１００ピコリットルまたはそれ以上の大きな液滴を生成できるものもある。現在市販されているインクジェット印刷機構がページ上にインク滴を配置することができる解像度は、約１２００〜２４００ドット／インチ（業界では評価「ｄｐｉ」として知られる）である。したがって、インクジェット印刷技術は、写真プリント品質を達成しようと努力している間に、流体を正確に計量し供給することにきわめて熟達した。きわめて少なく正確な量の流体（液体と粉体を含む）を供給するこの能力は、本明細書に示した応用システムの重要な部分である。
【００２４】
特定の実施形態において、液滴サイズは、約２μｍ〜約８μｍなど、約１０μｍ以下である。他の実施形態では、液滴サイズは１０μｍを超え、場合によっては１００μｍを超える場合もある。ジェット・ディスペンサから放出される液滴のサイズは、液滴を放出する穴のサイズにある程度依存する。この関連で、印字ヘッドによっては、異なるサイズの複数の穴を含むものがある。これにより、単一の印字ヘッドを使って様々なサイズの液滴を選択的に供給することができる。
【００２５】
特定の実施形態において、ジェット・ディスペンサから供給される流体の液滴の特性を検出するために、１つまたは複数の滴検出器（ｄｒｏｐ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が使用される。例えば、滴検出器は、特定のジェット・ディスペンサから液滴が供給されているかどうかを決定する。滴検出器が検出することができる他の液滴特性には、液滴の体積と速度が含まれる。滴検出器は、この情報をコントローラに送り、検出された特性が所定の条件または要件を満たさない場合は、その情報を使用して、音声および／または視覚アラームなどのアラームを出すことができる。１つの特定の実施形態において、例えば、ジェット・ディスペンサが滴を供給していないと滴検出器が判定した場合にアラームが出される。もう１つの実施形態において、コントローラは、ジェット・ディスペンサが指定されたパラメータの範囲内で動作していないと判定された場合に、ジェット・ディスペンサが流体を供給するのを停止する。例えば、コントローラを使用して、ジェット・ディスペンサの調合流量を監視し、調合流量が指定された調合流量を超えた場合に、ジェット・ディスペンサからの流体の放出を停止することができる。必要に応じて、検出した特性の履歴データを、ローカル・コントローラまたはリモート計算処理装置のメモリに記憶することができる。そのようなデータを使用して、ジェット・ディスペンサの過去の動作を監視して、装置に構成要素の清掃、修理、または交換などの保守が必要かどうかを判定することができる。
【００２６】
本明細書に開示した実施形態に使用されている滴検出器は、当該技術分野で既知の様々な滴検出器のいずれでもよい。滴検出器の１つのタイプは、滴が形成されるとき滴を帯電させる静電滴検出器である。静電滴検出器は、帯電した滴の電界を感知し、検出した滴に応じて出力信号を生成する。静電滴検出器を使って、静電感知素子に送られた電荷の量に基づいて、放出された滴の体積を検出することができる。類似のタイプの滴検出器は、滴が当たったときに滴の存在を示すわずかな電流を生成する電極を使用する。もう１つのタイプの滴検出器は、光ビームを光センサ（例えば、光検出器）に向ける。滴が光ビーム内を通るとき、それに従って光センサの出力が変化して、滴の検出を示す。滴検出器のさらにもう１つのタイプは、圧電膜に当たる滴を検出する。１つのそのような滴検出器は、Ｙｅｕｎｇらによる米国特許第４，８３５，４３５号公報に開示されている。Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎらによる米国特許第４，５８３，９７５号公報には、チャンバの壁面に取り付けられた圧電滴検出器を開示している。滴は、圧電膜に直接当たるのではなく、チャンバ内に蓄積された液体の表面に当たり、圧力波が、チャンバの壁面を介して圧電膜に伝わる。
【００２７】
もう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、規定量の生物活性合成物を液滴の形で供給するためのジェット・ディスペンサを含む。流体マニホルドが、ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物の液滴を受け取るように構成されている。滴検出器は、ジェット・ディスペンサから供給された液滴の特性を検出する。滴検出器は、フィードバック・システム内のコントローラに動作可能に接続され、滴検出器が、所定の条件を満たさない特性を検出した場合に、音声警告や視覚警告などの警告を提供するか、ジェット・ディスペンサから液滴の放出を停止することができる。
【００２８】
さらにもう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、生物活性合成物の液滴を流体チャンバ内に供給するように動作可能なジェット・ディスペンサを含む。流体チャンバは、ドリップ面（滴下面）と、注入液を受けて注入液がドリップ面に導かれるようにする第１の入口と、ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物の液滴を受けて液滴がやはりドリップ面に導かれるようにする第２の入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する流体出口とを有することが望ましい。
【００２９】
さらにもう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、制御された量の生物活性合成物を供給する複数の流体ディスペンサと、生物活性合成物を収容しそれを流体ディスペンサに送出する複数の流体チャンバとを含む。装置は、また、流体ディスペンサから供給された生物活性合成物を受ける第１の入口と、生物活性合成物と混合する注入液を受ける第２の入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを備えた流体マニホルドを含む。
【００３０】
もう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する方法が、生物活性合成物の液滴を複数のジェット・ディスペンサからそれぞれの混合チャンバに供給する段階を含む。注入液は、各混合チャンバ内で生物活性合成物と混合され、注入液と生物活性合成物の混合物が、各混合チャンバから排出され、被術者に注入される。各ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物は、互いに同じでも、異なっていてもよい。例えば、１つの実施形態において、被術者に注入するためにジェット・ディスペンサから異なる生物活性合成物が同時に供給される。
【００３１】
もう１つの代表的な実施形態において、被術者に生物活性合成物を投与する方法は、ジェット・ディスペンサから生物活性合成物の液滴を供給する段階と、ジェット・ディスペンサから供給された液滴の特性を検出する段階と、生物活性合成物を被術者に送出する段階とを含む。
【００３２】
より具体的には、図１を参照して、注入液に１つまたは複数の生物活性合成物を正確に添加するための、１つの実施形態による注入システム１０を示す。例示したシステム１０は、一般に、注入液を収容する１つまたは複数の流体容器１４に流体的に接続された調合装置１２を含む。流体容器１４は、例えば病院や救急車、療養所内などで、患者に静脈内（ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ）（「ＩＶ」）流体を投与するために使用される容器と類似または同一のプラスチック袋などの柔軟なブラダ（袋、嚢）でよい。例示した容器１４は、従来のＩＶスタンドから容器を吊すために使用できるアイレット９０などの固定部を含むことが望ましい。例示したシステムにおいて、容器１４からの注入液は、従来のＩＶ管でよい流体管１６を介して流体マニホルド１８（明細書では、混合ユニットとも呼ばれる）の個別の流体チャンバ（例えば、図３の流体チャンバ２２）内に重力送りされる。他の実施形態において、単一の流体容器１４を使用して流体マニホルド１８の各流体チャンバに注入液を供給することができる。
【００３３】
調合装置１２は、１つまたは複数の生物活性合成物を収容するための複数の流体リザーバ（例えば、図３の流体リザーバ２０）と、流体リザーバ２０から流体マニホルド１８の１つまたは複数の流体チャンバ（本明細書では混合チャンバとも呼ぶ）に制御された量の生物活性合成物に添加する１つまたは複数の流体ディスペンサ（後で説明する）を有する。注入液と生物活性合成物の混合物は、混合チャンバ２２に流体的に接続された流体管２４を介して排出される。例示した実施形態において、管２４は、注入液と生物活性合成物の混合物を個々のポンプ装置２６に送る。各ポンプ装置２６は、それぞれの流体管２８を介して被術者に加圧した流体の流れを提供する。ポンプ装置２６は、従来の注入ポンプでよい。代替の実施形態において、流体混合物は、ポンプ装置２６を使用せずに、被術者に重力送りされてもよい。
【００３４】
図１に示したように、システム１０は、調合装置１２の動作を制御するコントローラ３０を含む。コントローラ３０は、図１に示したように、フレキシブル・コネクタ３２によってコントローラ３０に電気的に接続された個別ユニットでよい。コントローラ３０は、調合装置１２に取り付けられるかまたは支持されるように適合されることが望ましい。代替の実施形態において、コントローラ３０は、調合装置１２と一体でよい。コントローラ３０と調合装置１２はどちらも内蔵電池格納システムから電力を受け、この電池格納システムは、コントローラ３０、調合装置１２、あるいはこれらの両方に配置されてもよい。代替として、電力は、標準の電気コンセントなどの外部電源から供給されてもよい。当然ながら、携帯と使用を容易するために、実施形態によって、再充電可能または交換可能なバッテリが好ましい場合がある。コントローラ３０は、調合装置１２の流体ディスペンサに発射信号を印加するように動作し、流体ディスペンサは、この信号に応えて、流体リザーバ２０から流体チャンバ２２に流体の液滴を放出する。
【００３５】
単純な実施形態において、コントローラ３０は、オン／オフ電源スイッチまたはボタン３４を含むことができ、コントローラ３０は、これに応えて、流体放出シーケンスを開始または終了する。代替として、スイッチ３４は、単にオン・スイッチとして働いてもよく、コントローラ３０は、流体ディスペンサから放出される流体の正確な量を決定し、次に、選択し測定した量が供給された後で放出を自動的に停止する。より高度な実施形態において、コントローラ３０は、文字または文字・数字入力キーパッドでよい入力キーパッド３６を含むことができる。キーパッド３６を使用することによって、流体を投与する医師、看護師、薬剤師、または他の医療従事者、あるいは流体を投与される患者が、供給される流体の量とタイプの種類を入力することができる。コントローラは、また、キーパッド３６を使ってどの選択を行ったかを示しかつ／または調合装置１２の様々な動作パラメータを表示するために、液晶ディスプレイでもよい表示画面３８を含むことができる。代替として、キーパッド３６をなくし、画面３８に様々な選択項目を表示するようにコントローラ３０をプログラムしてもよい。スクロール・ボタン４０および４２により、望ましい投与量、頻度および考えられる副作用などの情報を含む様々な指示または選択項目を、画面３８の横方向または縦方向にスクロールすることができる。
【００３６】
さらに他の代替の実施形態において、表示画面３８は、また、キーパッド３６の他にあるいはキーパッド３６の代わりに、タッチ・スクリーンである。タッチ・スクリーンは、指またはスタイラスで触れられたときにコントローラ３０をプログラムする一連の画像を含むことができる。代替として、タッチ・スクリーンは、Ｐａｌｍ（商標）オペレーティング・システム（カリフォルニア州サンタクララのＰａｌｍ， Ｉｎｃ．）の手書き文字認識機能など、スタイラスを使って書かれた入力を受けるための文字認識領域を含むことができる。したがって、タッチ・スクリーンは、キーパッドの他に、コントローラをプログラムする代替手段を提供する。
【００３７】
また、表示画面３８は、ボタン３４、４４、４６および／または４８の近くに、画面の上部に沿って様々な選択項目を示すことができ、ユーザは、これらのボタンの１つまたは複数を押すことによって、特定の薬または投与量を選択することができる。代替として、ボタンの１つを押すことにより、その後の投与量管理を変更する（例えば、少なくする）ことになる有害な薬物反応や、薬物投与量を変更する必要性を知らせることがあるイベント（身体運動など）など、特定のイベントの発生を示すことができる。また、コントローラは、例えば処方医師によって許可された投与量を超える被制御物質の投与量の増大など、投与量の無許可の変更を防ぐようにプログラムすることもできる。代替として、コントローラにより、例えば変化する痛みに応じた様々な投与量のオピオイド鎮痛剤など、ある一定の範囲の量を投与することができる。
【００３８】
図１に示したように、コントローラ３０を最初にプログラムし、あるいは投与量やその他の情報を供給するさらに適切な方法は、コントローラ３０に選択的に取り付け可能なコンピュータ入力リンク５０を使用して、外部コンピュータ、マイクロコンピュータ、または他の計算処理装置５２をコントローラ３０に結合することである。外部計算処理装置５２とコントローラ３０の間で通信するために、例えば赤外線信号、電波、モデム、直接接続などを使用することにより、他の結合装置を使用することができる。例えば、患者は、（例えば、装置上のそれまでに押されたボタンや、押されたボタンのパターンまたは頻度で示されるような）自動調整された投与量管理または経験した症状について装置に記憶された情報をダウンロードすることができる。この情報は、医師や他の医療サービス提供者のオフィスにモデムを介して送ることができ、そこで、その情報を医療従事者に表示することができ（電子的または他の形で）、適切な処置をとることができる。例えば、特定の薬の治療効果のある量を投与したにも関わらず症状が強くなっていることに気付いた場合は、新しい薬を提供するかまたは薬を投与した診断を見直すように検討することができる。もう１つの例として、コントローラ３０は、医院のコンピュータに接続されたドッキング・ステーションと共に使用するためのドッキング接続部を含むことができる。したがって、アプリケータを外部コンピュータに接続することにより、前述のキーパッドとタッチ・スクリーンの他にアプリケータ・コントローラをプログラムするための代替手段が提供される。
【００３９】
コントローラ３０は、また、被術者の生理学的状況を監視する装置などの他の装置と通信するように結合されてもよい。例えば、装置は、血糖モニタと結合され、被術者の血糖値が正常範囲から外れた場合に抗糖尿病薬を放出するようにプログラムされる。もう１つの例として、装置は、温度モニタに結合され、被術者の体温があるしきい値を超えた場合に、降熱（解熱）薬を放出するようにプログラムすることができる。装置が、寝たきりの患者によって装着された呼吸マスクの一部分であるケースなど、装置は、合成物を自動的に放出するようにプログラムされてもよく、ある量の合成物をユーザに投与すべきであることをユーザに知らせるようにプログラムされてもよい。
【００４０】
代替として、図１に示したように、コントローラ３０は、コントローラ３０用の入力データを保持するフラッシュ・メモリ・カード５６や他の取外し式メモリ素子などの入力装置を収容するようにサイズが決められた入力スロット５４を画定することができる。この取外し式メモリ素子は、コントローラ３０あるいはリモート・コンピュータなどの外部装置によってプログラムすることができる。例えば、取外し式メモリは、医院、病院、診療所または他の保健施設にあるコンピュータに差し込まれ、そのコンピュータでプログラムされ、アプリケータと共に使用するために被術者に与えられる。実際には、コントローラ３０と関連付けられたフラッシュ・メモリ・カード５６や類似のメモリ素子を使用することにより、コントローラ３０の他の入力装置がスイッチ３４だけになることがある。したがって、プログラム可能な取外し式メモリは、前述のキーパッド、タッチ・スクリーン、およびリモート・コンピュータ接続の他に、アプリケータ・コントローラをプログラムするためのさらに別の代替手段を提供する。
【００４１】
１つの実施形態において、コントローラ３０は、オン・スイッチ３４だけを備え、装置を患者に与えるに前に医院や薬局の外部コンピュータ５２によって完全に前もってプログラムされてもよい。もう１つの実施形態において、装置は、オン・スイッチ３４だけを備える状態で販売されてもよく、医師または薬局が、薬物をフラッシュ・メモリ・カード５６とキットで供給する。
【００４２】
次に、図２〜図４を参照して、調合装置１２の１つの実施形態の詳細を説明する。図２に示したように、例示した調合装置１２は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を収容するための取外し可能な外部ハウジング５８を含む。流体リザーバ・ユニット６０は、生物活性合成物を収容するための複数の流体リザーバ２０（図３）を画定する。流体リザーバ・ユニット６０は、また、ユニット６０内の流体リザーバ２０にアクセスするための取外し可能なカバーまたは蓋６２を有する。代替の実施形態において、流体リザーバ２０は、生物活性合成物を収容する交換可能かつ／または使い捨ての流体リザーバ（図示せず）を収容するレセプタクルとして働くことができる。そのような実施形態において、空の新しい流体リザーバを流体リザーバ・ユニット６０に差し込むときに、流体リザーバをそれぞれのレセプタクルから取り外すことができる。
【００４３】
例示したハウジング５８は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を部分的に覆い、コントローラ３０を取り付ける取り付け面として働く。もう１つの実施形態において、ハウジング５８は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を完全に取り囲み、流体管１６および２４のための穴または開口と、流体リザーバ２０にアクセスするための取外し可能なカバーとが形成されている。もう１つの実施形態において、コントローラ３０は、ハウジング５８と一体でもよい。
【００４４】
図４に示したように、各流体リザーバ２０は、生物活性合成物を混合チャンバ２２に供給することを可能にする出口６４を有する。例示した実施形態において、各流体リザーバ２０は、各流体リザーバ２０からの流体がそれぞれの混合チャンバ２２に供給されるように、それぞれの混合チャンバ２２と位置合わせされる。しかしながら、流体リザーバ２０の数は、混合チャンバ２２の数に対応しなくてもよい。例えば、図５Ｂは、流体を溜めるための１つの流体リザーバ１４６が形成された流体リザーバ・ユニット１４４の代替の実施形態を示す。ユニット１４４に溜められた流体を、流体マニホルド１８の１つまたは複数の混合チャンバ２２に選択的に供給することができる。もう１つの例において、図５Ａに示したように、流体マニホルド１４０には、流体リザーバ・ユニット１４４またはユニット６０などの複数の流体リザーバを有する流体リザーバ・ユニットと共に使用することができる１つの混合チャンバ１４２が形成されている。
【００４５】
流体リザーバ２０と混合チャンバ２２の間に、流体リザーバ２０から混合チャンバ２２に制御された量の流体を供給するように構成された複数の流体ディスペンサが配置される。特定の実施形態において、流体ディスペンサは、ある量の流体を加熱して、流体を気化させ穴を介して混合チャンバ２２のうちの１つに放出させるように動作可能なサーマル液滴ジェット・ディスペンサである。
【００４６】
図３に示したように、例えば、例示した調合装置１２は、リザーバ・ユニット６０と流体マニホルド１８の間に挟まれた基板６６（ダイとしても知られる）を含む。基板６６には、複数の概略Ｖ字形のトラフまたはチャネル６７が形成されている。各トラフ６７には、流体の液滴を放出する少なくとも１つの開口または穴６８（図４）が形成されている。基板６６は、また、複数の個別に通電可能なヒータ要素（例えば、薄膜抵抗）（図示せず）を含み、それぞれのヒータ要素は、当該技術分野で知られているように、ある量の流体を気化させ、それにより関連付けられた穴６８から流体を放出させることができる。このように、各穴６８とそれぞれのヒータ要素は、制御された量の流体を供給するサーマル・ジェット・ディスペンサとして働く。基板６６は、シリコン、ガラス、または同等な材料のような適切な材料の任意のものから作成することができる。基板６６の構造は、Ｋｅｅｆｅらによる米国特許第５，４２０，６２７号公報、Ｋｅｅｆｅらによる米国特許第５，２７８，５８４号公報、またはＪｏｈｎｓｏｎによる米国特許第４，６８３，４８１号公報に開示されているような従来のものでよい。いくつかの実施形態において、各穴６８は、同じサイズのものである。他の実施形態において、基板６６には、様々なサイズの滴を供給するための異なるサイズの穴６８が形成される。
【００４７】
例示した実施形態において、各トラフ６７は、それぞれの流体リザーバ２０と位置合わせされている。このように、各流体リザーバ２０は、対応するトラフ６７の穴６８に流体を送出する。しかしながら、代替の実施形態において、複数のトラフ６７が、単一の流体リザーバ２０から流体を受けるように配置されるように基板６６を構成することができる。
【００４８】
ヒータ要素に電気パルスを提供するために、フレキシブル回路７０（例えば、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ））が、基板６６上の導電トレースと電気的に接している。回路７０は、適切な接着材を使って基板６６に接着されてもよく、穴と位置合わせされた複数のスロット７２が形成されている。回路７０の構造は、前述の特許公報に開示されているような従来のものでよい。流体リザーバ２０間の流体の漏れと相互汚染を防ぐかまたは少なくとも減少させるために、回路７０と流体マニホルド１８の間に、複数の開口７６を有する流体シール７４を配置することができる。当該技術分野において知られているように、シール７４は、天然ゴム、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）、他の様々な材料などの任意の適切な材料で作成することができる。
【００４９】
代替の実施形態において、他のタイプのジェット・ディスペンサを使用することができる。例えば、調合装置１２は、流体リザーバ２０と混合チャンバ２２の間に挟まれた複数の圧電ジェット・ディスペンサを含むことができる。他の実施形態において、流体リザーバ２０から流体を供給するために、ジェット・ディスペンサ以外の流体ディスペンサを使用することができるが、優れた精度と再現性のためにジェット・ディスペンサが好ましい。
【００５０】
コントローラ３０は、穴６８からの流体の発射を制御するために、基板６６のヒータ要素に動作可能に接続される。例示した実施形態は、例えば、流体リザーバ・ユニット６０の外側にフレキシブル回路７０（図２〜図４）と電気的に接触して取り付けられたプリント回路基板８０を含む。プリント回路基板８０は、コントローラと基板の電気接続を完成するために、フレキシブル・リボン・コネクタ８２によってコントローラ３０に電気的に接続される。コントローラ３０が、配線接続または無線接続によってジェット・ディスペンサの動作を制御できるようにするために、他の電気部品を実装することができる。
【００５１】
図４に最もよく示したように、各混合チャンバ２２は、供給される流体を受け取るためにそれぞれのトラフ６７の穴６８と位置合わせされた第１の流体入口８４と、それぞれの流体管１６から注入液を受け取る第２の流体入口８６と、それぞれの流体管２４との連通した流体出口８８とを有する。図４から分かるように、混合チャンバ２２に供給された生物活性合成物の液滴は、混合チャンバ内の注入液と混ざり、注入液と生物活性合成物の混合物は、出口８８を通ってそれぞれの流体管２４内に流れ出る。
【００５２】
マニホルド１８は、（図４に最もよく示したように）蓄積された流体を出口８８に導くように傾斜された底面９２を有することが望ましいが、必ずしも必要ではない。入口８６は、チャンバ２２の高い方の端に位置決めされ、したがって、チャンバ２２に入った注入液は、底面９２の上を流れ、その後でチャンバ２２の低い方の端に溜まる。また、穴６８は、放出された液滴１０８が底面９２にぶつかって、その後でチャンバ２２内の蓄積された流体と混ざるように位置決めされることが望ましい。このように、底面９２は、穴６８から放出された液滴１０８の「ドリップ」面（滴下面）として働く。生物活性合成物の液滴１０８を底面９２に導くことによって、入ってきた注入液が、生物活性合成物の上を流れて、注入液内の生物活性合成物の分散を容易にする。
【００５３】
いくつかの実施形態において、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０は、互いに接続可能で着脱自在であるように構成され、ユーザが、特定の用途のための特定の流体マニホルドと流体リザーバ・ユニットの構成を選択できるように様々な流体マニホルドと流体リザーバ・ユニットの構成が提供される。例えば、１つのタイプの生物活性合成物だけを供給するときに、複数のリザーバ（図３）を有するリザーバ・ユニットも１つのリザーバ（図５Ｂ）を有するリザーバ・ユニットもどちらも、シングルチャンバ流体マニホルド（図５Ａ）と共に使用することができる。もう１つの例において、様々な生物活性合成物を同一の注入液で一緒に混合することができるとき、マルチチャンバ流体マニホルド（図３）の代わりにシングルチャンバ流体マニホルド（図５Ａ）を使用することができる。
【００５４】
調合装置１２の１つの実施形態において、各流体リザーバ２０は、異なる生物活性合成物を収容し、調合装置１２は、異なる生物活性合成物を、指定された調合流量で同時に混合チャンバ２２に添加するために使用される。本明細書に使用されるとき、用語「調合レート」は、ジェット・ディスペンサからの流体の体積流量（吐出される液滴の体積と、単位時間あたりの吐出頻度との積＝単位時間あたりの吐出量）を指す。ユーザまたは医療従事者は、各生物活性合成物ごとの規定量をコントローラ３０に入力することができ、コントローラ３０は、各ジェット・ディスペンサの発射頻度を制御して生物活性合成物を注入液に正確に添加する。もう１つの実施形態において、各流体リザーバが、同一の生物活性合成物を保持することができ、コントローラ３０は、１つの流体リザーバ２０から空になるまで流体を供給し、次に別の流体リザーバ２０から供給し、その後同様に続ける。
【００５５】
特定の実施形態において、調合装置１２は、ジェット・ディスペンサの特定の動作パラメータに関係するデータを含むプログラム可能なメモリ・チップやフラッシュ・チップなどのメモリ・チップを有する。特定の実施形態において、例えば、メモリ・チップのメモリは、各穴６８から供給される流体液滴の平均サイズ（すなわち体積）および／または重量を含む。使用する際、ユーザは、コントローラ３０に、被術者に投与する生物活性合成物の量と、必要に応じて、投与する時間期間を含む治療パラメータを入力する。コントローラ３０は、このデータを利用し、指定された時間期間にわたって被術者に生物活性合成物の規定の量を正確に送出するために必要な発射頻度を算出するようにプログラムされる。また、さらに後で詳しく説明するように、コントローラ３０を、フィードバック・ループ内で１つまたは複数の滴検出器（例えば、後で示す滴検出器１００）と協力的に使用して調合装置１２の適切な動作を保証することができる。
【００５６】
例示した構成において、メモリ・チップ７８は、流体リザーバ・ユニット６０の外部に取り付けられ、別のフレキシブル回路８０を介してフレキシブル回路７０と電気的に接触している。もう１つの実施形態において、メモリ・チップ７８は、コントローラ３０内の回路基板に物理的に取り付けられてもよい。代替として、メモリ・チップ７８に記憶された情報は、コントローラ３０のメモリまたはフラッシュ・メモリ・カード５６に直接記憶されてもよく、その場合、個別のメモリ・チップは不要になる。
【００５７】
例えば、穴６８が詰まって流体を供給していない、などの、ジェット・ディスペンサが不適切に動作していないかどうかを判定するために、穴６８の下に、例示した光学式滴検出器１００などの流体センサが配置される。図４に最もよく示したように、各滴検出器１００は、それぞれの混合チャンバ２２内に光ビーム１０４を放射するように動作可能な発光部１０２と、光ビーム１０４を検出するために発光部１０２と反対側に配置された光センサ１０６とを含む。各発光部１０２は、導体１０３によって回路基板８０に接続される。光ビーム１０４は、穴６８から供給される滴１０８の放出経路と交わり、その結果、流体滴１０８が光ビーム１０４内を移動するとき、光センサ１０６は、滴１０８の存在を示す信号をコントローラ３０に送る。滴検出器が、滴が穴６８から放出されたことを検出しない場合、コントローラ３０は、アラームや他の警報装置を作動させて、被術者および／または被術者を監視している医療従事者に警告を出す。アラームは、電子音やブザーなどの耳に聞こえる信号を提供するように動作可能な音声アラームおよび／または調合装置１２上の都合のよい位置に取り付けられた１つまたは複数の表示灯などの視覚的アラームでよい。アラームは、また、表示画面３８に表示された記述された警告の形をとることができる。代替として、アラームは、ページャ装置に使用されるものと類似の振動や振動信号などの触知可能な信号を提供する。
【００５８】
もう１つの実施形態において、コントローラ３０は、滴検出器１００からの信号に基づいて、各穴６８から滴を放出する実際の頻度を算出し、この実際の頻度を、各穴６８にあらかじめ設定された頻度と比較して、規定された量が適切な流量で被術者に投与されるようにする。ジェット・ディスペンサが、必要な流量よりも早くまたは遅く流体を供給している場合、コントローラ３０は、アラームを作動させ、表示画面３８に警告を表示し、かつ／またはジェット・ディスペンサを制御して流体の供給をすぐに停止する。
【００５９】
調合装置において、例示した光学式滴検出器以外の滴検出器を実装することもできる。例えば、前述の米国特許第４，５８３，９７５号公報に開示されているように、混合チャンバ２２の内側面に圧電要素を取り付けて、圧電要素に当たる滴または混合チャンバ内の流体を検出することができる。もう１つの例では、静電滴検出器を使用して、ジェット・ディスペンサから放出される滴の発射頻度と体積を検出することができる。次に、コントローラ３０は、各ジェット・ディスペンサの調合流量を算出し、その調合流量が必要な流量よりも大きいかまたは小さい場合に、特定のプロトコル（例えば、アラームを出しかつ／またはジェット・ディスペンサが滴を放出するのを停止する）を開始する。
【００６０】
調合装置１２のもう１つの応用例において、１つまたは複数の生物活性合成物を、流体マニホルド１８内に添加し、次に注入液に薄めることなく被術者に投与することができる。当然ながら、そのような応用例では、流体マニホルド１８は、注入液を受け取る流体入口８６を必要としない。
【００６１】
図６と図７は、被術者に生物活性合成物を投与するための、全体を１５０で示したもう１つの注入システムを示す。例示したシステム１５０は、注入液を収容する流体容器１５２と、注入液を受けるドリップ・チャンバ１５４（この実施形態では、流体マニホルドとして働く）とを含む。ドリップ・チャンバ１５４は、当該技術分野において一般に知られているように、流体容器１５２の出口部分１５８に突き刺すために使用される上方に延在するスパイク１５６を含むことができる。スパイク１５６は、ドリップ・チャンバ１５４内に落下する流体の滴を作成するように構成された滴形成部１６０内に流れるように容器１５２から流体を導く内部通路を有する。滴形成部１６０の構造は、従来のものでよい。特定の実施形態において、例えば、滴形成部は、導管内に流れる流体の表面張力により滴を作成する細い流体管（図示せず）を含む。滴形成部１６０は、図６に示したようにスパイク１５６と一体的でもよく、あるいは、滴形成部とスパイクを別々に形成して、構成要素を相互接続してもよい。
【００６２】
ドリップ・チャンバ１５４は、滴形成部１６０の出口の下に位置決めされたドリップ面（滴下面）１６２を含むことが望ましく、その結果、注入液の滴が、滴形成部からドリップ面１６２に落ち、その後でドリップ・チャンバ１５４の下部に溜まる。例示した面１６２は、ドリップ・チャンバ１５４の内側に円弧状に延在するリブ１６４の凸状上側面である。流体がドリップ面１６２から流れ出て、ドリップ・チャンバ１５４の底に溜まることができるように、リブ１６４の側面とドリップ・チャンバ１５４の内側面の間に開口部１６６が画定される。
【００６３】
ドリップ・チャンバ１５４は、また、流体注入管１６８を含む。注入管１６８の端には、ドリップ・チャンバ１５４に１つまたは複数の生物活性合成物を添加する調合装置１７０が取り付けられている。図６に想像線で示したように、ドリップ・チャンバ１５４は、追加の調合装置１７０と共に、追加の注入管１６８を含むことができる。供給装置１７０のこの構造は、図２〜図４に示した調合装置１２の構造と類似している。図２〜図４の装置１２と図６および図７の装置１７０の１つの違いは、後者が、流体マニホルド１８を含まない点である。流体マニホルド１８の代わりに、生物活性合成物の液滴が、注入液と混ざるように供給装置１７０の１つまたは複数の流体リザーバからドリップ・チャンバ１５４内に供給される。流体管の開口部と装置１７０の間にガスケット１７４を挟み、間に流体気密シールを提供することができる。本明細書に開示した以上の実施形態のように、コントローラ（例えば、コントローラ３０）を使用して、装置１７０の動作を制御することができる。コントローラは、装置に取り付けられてもよく、あるいは別に取り付けてリンク１７６（図７）によって接続されてもよい。
【００６４】
システム１５０は、また、調合装置１７０から放出される滴の存在を検出しかつ／または調合装置１７０から放出される滴の様々な他の特性を検出する滴検出器を含むことができる。例示した実施形態において、ドリップ表面１６２に、調合装置１７０から供給される滴を検出することができる圧電検出器の圧電要素１７２を取り付けることができる。他の実施形態において、滴検出器１００（図３と図４）などの静電滴検出器または光学的滴検出器を使用することができる。
【００６５】
図６に示したように、調合装置１７０は、放出された滴が、圧電要素１７２に当たるか、あるいは圧電要素１７２が設けられていない場合にはドリップ面１６２自体に当たるように位置決めされることが望ましい。これにより、注入液が、ドリップ面１６２の上を流れるときに生物活性合成物と混ざり、注入液中の生物活性合成物の分散が促進される。
【００６６】
図８と図９は、全体を２００で示した、生物活性合成物を被術者に投与するための別の注入システムを示す。図８に示したように、例示したシステム２００は、主ハウジング２０２と、ヒンジ２０６に取り付けられた扉２０４とを含む。扉２０４は、ハウジング２０２内の構成要素にアクセスするために、閉じた位置と開いた位置（図８に示したように）の間で回転可能である。ハウジング２０２内には、コントローラ３０、流体マニホルド２０８、生物活性合成物の液滴を流体マニホルド２０８内に供給するディスペンサ２１０、およびディスペンサ支持体２１２が取り付けられている。扉２０４は、ユーザが扉２０４を開けずにコントローラ３０にアクセスすることを可能にする開口部２１８を含むことができる。流体管２１４は、注入液を流体流体容器（図８と図９には示していない）から流体マニホルド２０８に送る。出口流体管２１６は、注入液と生物活性合成物の溶液を、被術者あるいは溶液を被術者に送り込むためのポンプに送る。
【００６７】
図９に示したように、例示した構成における流体マニホルド２０８は、流体マニホルド２０８とディスペンサ２１０の間の境界として働くカバーまたは蓋２２０を含む。カバー２２０には、複数のリブ２３６間に配置されかつディスペンサ２１０から放出される流体の滴を受けるように寸法が決められた第１の流体入口（図示せず）が形成されている。また、カバー２２０には、流体管２１４から注入液を受け取る第２の流体入口２３０と、出口流体管２１６に溶液を排出する流体出口２３４とが形成されている。
【００６８】
例示した実施形態において、ディスペンサ２１０は、流体を収容するリザーバ部分２２６と、複数の放出穴（図示せず）および対応するヒータ要素（図示せず）（例えば、抵抗器）が形成されたサーマル・インクジェット基板２２４を含む。基板２２４は、組み立てられたときに、穴の位置がカバー２２０内の第１の流体入口の上に合うように複数のリブ２３６間に位置決めされる。ガスケットまたはシール２２８は、流体マニホルド２０８とディスペンサ２１０の間に流体気密シールを提供するように第１の流体入口を取り囲むことが好ましい。
【００６９】
例示したディスペンサ支持体２１２は、本体２３１と、ディスペンサ２１０を取り外し可能に固定するために本体２３１に枢動可能に接続されたラッチ２３２とを含む。ラッチ２３２は、ディスペンサ２１０と係合するラッチ位置（図９に示したような）と、ディスペンサ２１０の取り外しおよび交換を可能にするラッチ解除位置（図９に破線で示した）の間で旋回される。
【００７０】
特定の実施形態において、ディスペンサ２１０は、従来のインクジェット・カートリッジ（ペンとしても知られる）に相当し、ディスペンサ支持体２１２は、カートリッジを受け取るように構成された従来のプリンタ・キャリッジに相当する。ディスペンサ２１０の構造は、例えば供給される特定の流体の特性に対応するように、従来のインクジェット構造から修正されてもよい。カートリッジは、シングルチャンバ・カートリッジでもよく、あるいは、複数のタイプの生物活性合成物を供給するために使用できるマルチチャンバ・カートリッジでもよい。さらに、カートリッジは、前述のように、「オンアキシス」構成または「オフアキシス」構成を有することができる。例えば、ディスペンサ２１０と支持体２１２は、インクジェット・プリンタ用にヒューレット・パッカード社から入手可能な、５００、７００、８００および９００シリーズＴＩＪ（サーマル・インクジェット）キャリッジおよびペン・アセンブリのどれかのような、様々な市販のサーマルまたは圧電カートリッジおよびキャリッジのどれに相当するものであってもよい。
【００７１】
装置および方法の他の多くの変形がこの開示の範囲内である。例えば、光センサをコントローラ３０に組み込んで、患者の院内識別ブレスレットに設けられたバー・コードなどの患者識別を読み取ることができ、この情報は、投与する薬物の量および／またはタイプを調整するためにコントローラによって使用される。
【００７２】
この明細書では、限定を意図しないいくつかの詳細な例を説明した。より正確に言うと、これらの例は、本明細書に添付の特許請求の範囲内にある、実施形態のいくつかを例示するために提供された。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】複数の薬物を同時に被術者に投与する注入システムの１つの実施形態の全体的な概略を示す図である。
【図２】１つの実施形態による、注入液に薬物を添加する調合装置の斜視図である。
【図３】図２の調合装置の斜視分解組立図である。
【図４】図２および図３に示す調合装置の縦断面図である。
【図５Ａ】図２〜図４の調合装置に使用することができる流体マニホルドの代替実施形態を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図２〜図４の調合装置に使用することができる流体リザーバ・ユニットの代替実施形態を示す斜視図である。
【図６】調合装置とドリップ・チャンバを有する注入システムのもう１つの実施形態を示す立面図であり、ドリップ・チャンバが部分的に断面図で示される図である。
【図７】図６の線７−７に沿って切断した、図６のドリップ・チャンバと調合装置を拡大して示す図である。
【図８】注入システムのもう１つの実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のシステムのディスペンサ、ディスペンサ・ホールダ、および流体マニホルドの斜視分解組立図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 注入（点滴）システム
１２ 調合装置
１４ 流体容器
１６ 流体管
１８ 流体マニホルド
２０ 流体リザーバ
２２ 混合チャンバ
３０ コントローラ
３８ アラーム
６８ ジェット・ディスペンサ
８６ 流体入口
８８ 流体出口
１００ 滴検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成物（薬剤合成物など）の投与に関し、注入（点滴）により投与される合成物も含む。詳細には、本発明は、従来は関連のなかった薬剤投与とインクジェット技術の組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院やその他の医療施設において、例えば血管内への注入など、患者の循環系に接続されたカテーテルにより薬物を患者に注入することによって薬物を患者に投与することが必要な場合がある。一般的な注入技術は、薬物と、薬物の希釈液として働く注入液とを含む溶液を患者に導入することを伴う。場合によって、薬物は、注入液なしに患者に直接供給されることがある。注入は、重力によって流体を被術者に供給したり、注入ポンプとして知られる装置を使って流体を被術者に積極的に送り込んだりすることを伴うことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
残念ながら、注入により薬を投与する現在のシステムには、いくつかの欠点がある。例えば、注入ポンプの機構部品は、摩耗しやすく、これが、被術者に供給される流体の体積量の正確な制御を困難にすることがある。
【０００４】
本明細書において、従来、印刷機構内でインクを供給するために使用されているインクジェット型液滴ディスペンサを使用することにより注入薬の投与を改善するための装置および方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この開示は、生物活性合成物に注入液を正確に添加するための装置および方法の実施形態に関する。１つの実施形態において、生物活性合成物を添加する調合装置は、多数のジェット・ディスペンサを含む。調合装置は、また、複数の混合チャンバを有する混合ユニットを含む。各ジェット・ディスペンサは、それぞれの混合チャンバ内に制御された量の生物活性合成物を添加するように動作可能である。各混合チャンバは、生物活性合成物と混合する注入液を受け取る入口と、前記ジェット・ディスペンサから吐出された前記生物活性合成物を受けて前記注入液と混合するための滴下面と、被術者に送られる注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
特に断らない限り、専門用語は、慣例的用法に従って使用される。薬理学における一般的な用語の定義は、Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙから出版された、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ著「Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ， １９ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ」、１９９５ （ＩＳＢＮ ０−９１２７３４−０４−３）に見られる。
【０００７】
単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈で特に断らない限り、１つまたは複数を指す（以下で用いられる単数形の表現に関し、文脈から明らかに単数と読みとれるものを除き、複数形のものも含まれるものとする）。
【０００８】
本明細書に使用されるとき、用語「〜から成る」、「〜を構成する」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）は、「包含する」（ｉｎｃｌｕｄｅ）をも意味する。
【０００９】
本明細書に使用されるとき、択一的に示されたグループの個別要素は、複数の要素のグループまたは組み合わせのうちの単一要素に関連する実施形態を含む。例えば用語「抗生物質、気管支拡張剤またはビタミン」は、「抗生物質」、「気管支拡張剤」、「ビタミン」、「抗生物質および気管支拡張剤」、「気管支拡張剤およびビタミン」、「抗生物質およびビタミン」、ならびに「抗生物質、気管支拡張剤およびビタミン」に関連する実施形態を含む。
【００１０】
「生物活性（ｂｉｏａｃｔｉｖｅ）」合成物、物質、または薬剤は、投与される被術者（ｓｕｂｊｅｃｔ）の生物学的機能に影響を及ぼす合成物である。生物活性合成物の例は、疾患などの被術者の生理学的状態を変化させるために被術者に与えられる、薬や抗生物質などの薬剤物質である。生物活性物質、合成物および薬剤は、また、タンパク質や核酸などの他の生体分子、あるいは生物活性物質を含むリポソームや他の担体媒介物（ｃａｒｒｉｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ）を含む。また、生物活性合成物は、薬剤担体、補助薬および塩類を含むこともある。
【００１１】
「薬」は、治療（診断を含む）のために投与される任意の生物活性合成物を含む。
【００１２】
本明細書に使用されるとき、用語「注入（点滴）（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）」、「送る（ｄｅｌｉｖｅｒ）」は、「血管内」、「筋肉内」、 「眼窩内」、「皮下」、「肝臓内」、「リンパ管内」、「髄腔内」への流体の導入など、被術者内への流体の導入を指す。注入は、重力による被術者内への流体の流入または滴下、あるいはポンプの支援による被術者内への流体のポンピングを含むことができる。「注入液」は、薬と混合され被術者内に注入される水や食塩水などの任意の流体を含む。
【００１３】
本明細書に使用されとき、用語「ジェット・ディスペンサ」は、インクジェット印刷技術で使用されるインクジェット・ディスペンサと類似の構造を有する流体ディスペンサを指す。開示した実施形態におけるジェット・ディスペンサの構造は、例えば、供給される特定の流体の特性に対応するように、従来のインクジェット構造から修正されることがある。本明細書に開示された実施形態において、ジェット・ディスペンサは、例えば、圧電インクジェット型ディスペンサやサーマル・インクジェット型ディスペンサでよく、これらについては、後でさらに詳しく考察する。
【００１４】
この開示は、注入液に生物活性合成物を正確に添加する装置および方法の実施形態に関する。特定の実施形態において、生物活性合成物を添加するための調合装置は、インクジェット印刷技術において使用されるインクジェット・ディスペンサと類似の構造を有するサーマル・ジェット・ディスペンサや圧電ジェット・ディスペンサなどのジェット・ディスペンサを含む。ジェット・ディスペンサは、正確な量の生物活性合成物を、小さな液滴の形で、流体マニホルドに送り込み、そこで液滴は注入液と混ざる。流体マニホルドは、注入液を受ける流体入口と、被術者に送出するために、注入液と生物活性合成物の溶液をカテーテルなどの流体導管に排出する出口とを有する。溶液は、重力によって被術者に直接流されてもよい。代替として、溶液は、被術者への溶液の注入を促進するために溶液に正圧を加えるポンプに供給されてもよい。
【００１５】
１つの代表的な実施形態において、調合装置は、複数のジェット・ディスペンサと、複数の混合チャンバを有する流体マニホルドとを含む。各ジェット・ディスペンサは、それぞれの混合チャンバに規定量の生物活性合成物を供給するように動作可能である。各混合チャンバは、生物活性合成物と混ぜる注入液を受け取る入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有する。特定の実施形態において、調合装置は、生物活性合成物を収容しそれをジェット・ディスペンサに送出する複数の流体リザーバを有する。流体リザーバは、個別の構成要素でもよく、あるいは、流体リザーバは、一体的な流体リザーバ・ユニット内に形成された一連の個別のスペースまたは区分でもよい。
【００１６】
調合装置は、また、ディスペンサからの生物活性物質を選択された時間に指定の流量で、手動または自動で供給するためのコントローラを含むことがある。コントローラは、ディスペンサを活動化し薬剤を供給するために手で押されるような、アクチュエータの形をとることができる。代替として、コントローラは、例えば１日に数回所定の間隔で生物活性剤を供給するようにプログラムされた、マイクロプロセッサなどのプログラム可能な装置でもよい。いくつかの実施形態において、コントローラは、ある投与量の生物活性合成物を供給する準備ができていることを被術者に知らせるために、音や光などの耳に聞こえるかまたは目に見える合図を含む。代替として、コントローラを使って、例えば、特定の時刻、イベント（投与量の修正を必要とする活動など）、生理学的状態の検出（投薬の減少または中止を必要とする薬物副作用など）などの特定の状況に応じて、投与薬の量を調整することができる。例えば、一日中、あるいは１週間や１ヶ月、またはさらに長い期間中ずっと異なる時間に異なる薬を適用する複雑な投与プロトコルに従うことができる。
【００１７】
既存のインクジェット技術を使用して、薬の正確な投与を達成することができる。コントローラを使って、単純または複雑な薬療法を施すことができ、これは、毎日多数の薬物を必要とする患者には特に有利である。コンピュータ化された薬物投与制御は、次の自動化した送出のために医療関係者によってプログラムされることがあり、有毒な薬物相互作用、過剰服用および死を回避するのに役立つことができる。
【００１８】
本明細書に開示したディスペンサは、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置などのインクジェット印刷機構に使用されるインクジェット印字ヘッドとして知られている流体ディスペンサと類似のものでよく、そのいくつかは、例えば、ＤｕｒｂｅｃｋとＳｈｅｒｒ著「Ｏｕｔｐｕｔ Ｈａｒｄｃｏｐｙ Ｄｅｖｉｃｅｓ」Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ Ｉｎｃ．， １９８７ （ＩＳＢＮ ０−１２−２２５０４０−０）の、特に１３章３１１〜３７０ページに記載されている。これらの技術は、一般に、微小液滴に変換され物理的な力の適切な印加によって空気を介して目標媒体に送られる、リザーバからの少量の流体の取り出しを有する。この技術は、様々な方法で実現されてきたが、一般的な手法の１つは、サーマル・インクジェット技術であり、この技術では、液滴を形成しその液滴を小室から穴を通してターゲットに向かって進める（噴出させる）ために、抵抗器を使って液体が加熱される。もう１つの手法は、圧電インクジェット技術であり、この技術では、圧電変換器の可動部によって、小室の容積が変化して液滴が生成される。
【００１９】
典型的なインクジェット印刷機構は、液体着色剤（一般に「インク」と呼ばれる）の液滴をページ上に発射するカートリッジ（「ペン」と呼ばれることがある）を使用する。各カートリッジは、インク滴を発射するきわめて小さなノズルが形成された印字ヘッドを含む。ほとんどの場合、印字ヘッドは、往復運動する印字ヘッド・システムにおいてガイド・ロッドに沿って左右に摺動するカートリッジ内に保持されており、紙などのターゲットすなわち印刷媒体が、印字ヘッドの各パスの間に段階的に前進される。媒体に画像を印刷するために、印字ヘッドは、ページの左右に走査され、移動しているときに所望のパターンでインク滴を発射する。「ページ幅アレイ」プリンタとして知られる他の印刷システムは、静止位置でページ全体に亘って印字ヘッドを延在させ、媒体が印字ヘッドの下で前進するときに印刷する。どちらのタイプの印字ヘッドの特定の液体放出機構も、圧電印字ヘッド技術やサーマル印字ヘッド技術などの様々な異なる形をとることができる。
【００２０】
例えば、２つのサーマル・インク放出機構が、米国特許第５，２７８，５８４号公報と第４，６８３，４８１号公報に示されており、これらは両方とも、ヒューレット・パッカード社に譲渡されたものである。サーマル・システムでは、流体チャネルおよび気化室を含む障壁層が、ノズル・オリフィス板と基板層との間にある。基板層は、一般に、抵抗器などのヒータ要素の直線配列されたアレイを含み、このヒータ要素は、気化室内でインクを加熱するために通電される。加熱されると、インク滴は、通電した抵抗器と関連付けられたノズルから放出される。印字ヘッドがページを横切って移動するときに抵抗器を選択的に通電することによって、インクは、印刷媒体上に所望の画像（例えば、画像、図表またはテキスト）を形成するパターンで放出される。
【００２１】
圧電インクジェット技術において、作動パルスが、平板に取り付けられた圧電板または部材に印加され、次に、圧電板または部材は、作動パルスに応じて撓み、インク滴をノズルから押し出す。圧電インクジェット印字ヘッドのいくつかの例は、米国特許第４，９９２，８０８号公報、第６，１８６，６１９号公報、および第６，１４９，９６８号公報（Ｘａａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．に譲渡された）、ならびに米国特許第６，１９３，３４３号公報および国際公開第００／１６９８１号パンフレット（セイコー・エプソン株式会社に譲渡された）に記載されている。
【００２２】
一般的なカートリッジ構成において、流体リザーバと印字ヘッドは両方とも、キャリッジによって、プリンタのガイド・ロッドに沿って搬送される。そのようなプリンタは、「オンアキシス（ｏｎ−ａｘｉｓ）」プリンタとして知られる。いくつかのオンアキシス・プリンタは、「スナッパ」リザーバ・システムを使用し、このシステムでは、永久的または半永久的に使用される印字ヘッドが、新しい液体供給機構を支持する着脱自在なリザーバと共に使用され、リザーバは、印字ヘッド上の適切な場所にスナップ嵌めされる。もう１つの設計は、この業界で「オフアキシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）」プリンタとして知られる永久的または半永久的印字ヘッドを使用する。オフアキシス・システムでは、印字ヘッドが、小さな液体供給機構だけを印刷ゾーンの左右に双方向に搬送し、この搭載された供給機構は、印字ヘッド内またはその近くの離れた静止位置に配置された「オフアキシス主リザーバ」から液体を送出する管を介して補給される。スナッパ・システムとオフアキシス・システムの両方において、顧客は、高価な新しい印字ヘッドを含む新しいカートリッジ全体を購入するのではなく、流体が既に満たされた主リザーバまたは交換用リザーバのために、新しい液体供給機構だけを購入する。
【００２３】
写真フィルム画像の品質を２倍に高める努力において、インクジェット業界は、ノズルから放出されるインク滴のサイズを小さくすること、ならびにそのようなインク滴を印刷媒体上に正確に配置することに注目してきた。例えば、最近のインクジェット印刷カートリッジの中には、体積が約３〜６ピコリットルの液滴を送出できるものがあるが、例えば１０、５０、１００ピコリットルまたはそれ以上の大きな液滴を生成できるものもある。現在市販されているインクジェット印刷機構がページ上にインク滴を配置することができる解像度は、約１２００〜２４００ドット／インチ（業界では評価「ｄｐｉ」として知られる）である。したがって、インクジェット印刷技術は、写真プリント品質を達成しようと努力している間に、流体を正確に計量し供給することにきわめて熟達した。きわめて少なく正確な量の流体（液体と粉体を含む）を供給するこの能力は、本明細書に示した応用システムの重要な部分である。
【００２４】
特定の実施形態において、液滴サイズは、約２μｍ〜約８μｍなど、約１０μｍ以下である。他の実施形態では、液滴サイズは１０μｍを超え、場合によっては１００μｍを超える場合もある。ジェット・ディスペンサから放出される液滴のサイズは、液滴を放出する穴のサイズにある程度依存する。この関連で、印字ヘッドによっては、異なるサイズの複数の穴を含むものがある。これにより、単一の印字ヘッドを使って様々なサイズの液滴を選択的に供給することができる。
【００２５】
特定の実施形態において、ジェット・ディスペンサから供給される流体の液滴の特性を検出するために、１つまたは複数の滴検出器（ｄｒｏｐ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が使用される。例えば、滴検出器は、特定のジェット・ディスペンサから液滴が供給されているかどうかを決定する。滴検出器が検出することができる他の液滴特性には、液滴の体積と速度が含まれる。滴検出器は、この情報をコントローラに送り、検出された特性が所定の条件または要件を満たさない場合は、その情報を使用して、音声および／または視覚アラームなどのアラームを出すことができる。１つの特定の実施形態において、例えば、ジェット・ディスペンサが滴を供給していないと滴検出器が判定した場合にアラームが出される。もう１つの実施形態において、コントローラは、ジェット・ディスペンサが指定されたパラメータの範囲内で動作していないと判定された場合に、ジェット・ディスペンサが流体を供給するのを停止する。例えば、コントローラを使用して、ジェット・ディスペンサの調合流量を監視し、調合流量が指定された調合流量を超えた場合に、ジェット・ディスペンサからの流体の放出を停止することができる。必要に応じて、検出した特性の履歴データを、ローカル・コントローラまたはリモート計算処理装置のメモリに記憶することができる。そのようなデータを使用して、ジェット・ディスペンサの過去の動作を監視して、装置に構成要素の清掃、修理、または交換などの保守が必要かどうかを判定することができる。
【００２６】
本明細書に開示した実施形態に使用されている滴検出器は、当該技術分野で既知の様々な滴検出器のいずれでもよい。滴検出器の１つのタイプは、滴が形成されるとき滴を帯電させる静電滴検出器である。静電滴検出器は、帯電した滴の電界を感知し、検出した滴に応じて出力信号を生成する。静電滴検出器を使って、静電感知素子に送られた電荷の量に基づいて、放出された滴の体積を検出することができる。類似のタイプの滴検出器は、滴が当たったときに滴の存在を示すわずかな電流を生成する電極を使用する。もう１つのタイプの滴検出器は、光ビームを光センサ（例えば、光検出器）に向ける。滴が光ビーム内を通るとき、それに従って光センサの出力が変化して、滴の検出を示す。滴検出器のさらにもう１つのタイプは、圧電膜に当たる滴を検出する。１つのそのような滴検出器は、Ｙｅｕｎｇらによる米国特許第４，８３５，４３５号公報に開示されている。Ｐｅｋｋａｒｉｎｅｎらによる米国特許第４，５８３，９７５号公報には、チャンバの壁面に取り付けられた圧電滴検出器を開示している。滴は、圧電膜に直接当たるのではなく、チャンバ内に蓄積された液体の表面に当たり、圧力波が、チャンバの壁面を介して圧電膜に伝わる。
【００２７】
もう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、規定量の生物活性合成物を液滴の形で供給するためのジェット・ディスペンサを含む。流体マニホルドが、ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物の液滴を受け取るように構成されている。滴検出器は、ジェット・ディスペンサから供給された液滴の特性を検出する。滴検出器は、フィードバック・システム内のコントローラに動作可能に接続され、滴検出器が、所定の条件を満たさない特性を検出した場合に、音声警告や視覚警告などの警告を提供するか、ジェット・ディスペンサから液滴の放出を停止することができる。
【００２８】
さらにもう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、生物活性合成物の液滴を流体チャンバ内に供給するように動作可能なジェット・ディスペンサを含む。流体チャンバは、ドリップ面（滴下面）と、注入液を受けて注入液がドリップ面に導かれるようにする第１の入口と、ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物の液滴を受けて液滴がやはりドリップ面に導かれるようにする第２の入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する流体出口とを有することが望ましい。
【００２９】
さらにもう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する装置は、制御された量の生物活性合成物を供給する複数の流体ディスペンサと、生物活性合成物を収容しそれを流体ディスペンサに送出する複数の流体チャンバとを含む。装置は、また、流体ディスペンサから供給された生物活性合成物を受ける第１の入口と、生物活性合成物と混合する注入液を受ける第２の入口と、注入液と生物活性合成物の混合物を排出する出口とを備えた流体マニホルドを含む。
【００３０】
もう１つの代表的な実施形態において、生物活性合成物を被術者に投与する方法が、生物活性合成物の液滴を複数のジェット・ディスペンサからそれぞれの混合チャンバに供給する段階を含む。注入液は、各混合チャンバ内で生物活性合成物と混合され、注入液と生物活性合成物の混合物が、各混合チャンバから排出され、被術者に注入される。各ジェット・ディスペンサから供給される生物活性合成物は、互いに同じでも、異なっていてもよい。例えば、１つの実施形態において、被術者に注入するためにジェット・ディスペンサから異なる生物活性合成物が同時に供給される。
【００３１】
もう１つの代表的な実施形態において、被術者に生物活性合成物を投与する方法は、ジェット・ディスペンサから生物活性合成物の液滴を供給する段階と、ジェット・ディスペンサから供給された液滴の特性を検出する段階と、生物活性合成物を被術者に送出する段階とを含む。
【００３２】
より具体的には、図１を参照して、注入液に１つまたは複数の生物活性合成物を正確に添加するための、１つの実施形態による注入システム１０を示す。例示したシステム１０は、一般に、注入液を収容する１つまたは複数の流体容器１４に流体的に接続された調合装置１２を含む。流体容器１４は、例えば病院や救急車、療養所内などで、患者に静脈内（ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ）（「ＩＶ」）流体を投与するために使用される容器と類似または同一のプラスチック袋などの柔軟なブラダ（袋、嚢）でよい。例示した容器１４は、従来のＩＶスタンドから容器を吊すために使用できるアイレット９０などの固定部を含むことが望ましい。例示したシステムにおいて、容器１４からの注入液は、従来のＩＶ管でよい流体管１６を介して流体マニホルド１８（明細書では、混合ユニットとも呼ばれる）の個別の流体チャンバ（例えば、図３の流体チャンバ２２）内に重力送りされる。他の実施形態において、単一の流体容器１４を使用して流体マニホルド１８の各流体チャンバに注入液を供給することができる。
【００３３】
調合装置１２は、１つまたは複数の生物活性合成物を収容するための複数の流体リザーバ（例えば、図３の流体リザーバ２０）と、流体リザーバ２０から流体マニホルド１８の１つまたは複数の流体チャンバ（本明細書では混合チャンバとも呼ぶ）に制御された量の生物活性合成物に添加する１つまたは複数の流体ディスペンサ（後で説明する）を有する。注入液と生物活性合成物の混合物は、混合チャンバ２２に流体的に接続された流体管２４を介して排出される。例示した実施形態において、管２４は、注入液と生物活性合成物の混合物を個々のポンプ装置２６に送る。各ポンプ装置２６は、それぞれの流体管２８を介して被術者に加圧した流体の流れを提供する。ポンプ装置２６は、従来の注入ポンプでよい。代替の実施形態において、流体混合物は、ポンプ装置２６を使用せずに、被術者に重力送りされてもよい。
【００３４】
図１に示したように、システム１０は、調合装置１２の動作を制御するコントローラ３０を含む。コントローラ３０は、図１に示したように、フレキシブル・コネクタ３２によってコントローラ３０に電気的に接続された個別ユニットでよい。コントローラ３０は、調合装置１２に取り付けられるかまたは支持されるように適合されることが望ましい。代替の実施形態において、コントローラ３０は、調合装置１２と一体でよい。コントローラ３０と調合装置１２はどちらも内蔵電池格納システムから電力を受け、この電池格納システムは、コントローラ３０、調合装置１２、あるいはこれらの両方に配置されてもよい。代替として、電力は、標準の電気コンセントなどの外部電源から供給されてもよい。当然ながら、携帯と使用を容易するために、実施形態によって、再充電可能または交換可能なバッテリが好ましい場合がある。コントローラ３０は、調合装置１２の流体ディスペンサに発射信号を印加するように動作し、流体ディスペンサは、この信号に応えて、流体リザーバ２０から流体チャンバ２２に流体の液滴を放出する。
【００３５】
単純な実施形態において、コントローラ３０は、オン／オフ電源スイッチまたはボタン３４を含むことができ、コントローラ３０は、これに応えて、流体放出シーケンスを開始または終了する。代替として、スイッチ３４は、単にオン・スイッチとして働いてもよく、コントローラ３０は、流体ディスペンサから放出される流体の正確な量を決定し、次に、選択し測定した量が供給された後で放出を自動的に停止する。より高度な実施形態において、コントローラ３０は、文字または文字・数字入力キーパッドでよい入力キーパッド３６を含むことができる。キーパッド３６を使用することによって、流体を投与する医師、看護師、薬剤師、または他の医療従事者、あるいは流体を投与される患者が、供給される流体の量とタイプの種類を入力することができる。コントローラは、また、キーパッド３６を使ってどの選択を行ったかを示しかつ／または調合装置１２の様々な動作パラメータを表示するために、液晶ディスプレイでもよい表示画面３８を含むことができる。代替として、キーパッド３６をなくし、画面３８に様々な選択項目を表示するようにコントローラ３０をプログラムしてもよい。スクロール・ボタン４０および４２により、望ましい投与量、頻度および考えられる副作用などの情報を含む様々な指示または選択項目を、画面３８の横方向または縦方向にスクロールすることができる。
【００３６】
さらに他の代替の実施形態において、表示画面３８は、また、キーパッド３６の他にあるいはキーパッド３６の代わりに、タッチ・スクリーンである。タッチ・スクリーンは、指またはスタイラスで触れられたときにコントローラ３０をプログラムする一連の画像を含むことができる。代替として、タッチ・スクリーンは、Ｐａｌｍ（商標）オペレーティング・システム（カリフォルニア州サンタクララのＰａｌｍ， Ｉｎｃ．）の手書き文字認識機能など、スタイラスを使って書かれた入力を受けるための文字認識領域を含むことができる。したがって、タッチ・スクリーンは、キーパッドの他に、コントローラをプログラムする代替手段を提供する。
【００３７】
また、表示画面３８は、ボタン３４、４４、４６および／または４８の近くに、画面の上部に沿って様々な選択項目を示すことができ、ユーザは、これらのボタンの１つまたは複数を押すことによって、特定の薬または投与量を選択することができる。代替として、ボタンの１つを押すことにより、その後の投与量管理を変更する（例えば、少なくする）ことになる有害な薬物反応や、薬物投与量を変更する必要性を知らせることがあるイベント（身体運動など）など、特定のイベントの発生を示すことができる。また、コントローラは、例えば処方医師によって許可された投与量を超える被制御物質の投与量の増大など、投与量の無許可の変更を防ぐようにプログラムすることもできる。代替として、コントローラにより、例えば変化する痛みに応じた様々な投与量のオピオイド鎮痛剤など、ある一定の範囲の量を投与することができる。
【００３８】
図１に示したように、コントローラ３０を最初にプログラムし、あるいは投与量やその他の情報を供給するさらに適切な方法は、コントローラ３０に選択的に取り付け可能なコンピュータ入力リンク５０を使用して、外部コンピュータ、マイクロコンピュータ、または他の計算処理装置５２をコントローラ３０に結合することである。外部計算処理装置５２とコントローラ３０の間で通信するために、例えば赤外線信号、電波、モデム、直接接続などを使用することにより、他の結合装置を使用することができる。例えば、患者は、（例えば、装置上のそれまでに押されたボタンや、押されたボタンのパターンまたは頻度で示されるような）自動調整された投与量管理または経験した症状について装置に記憶された情報をダウンロードすることができる。この情報は、医師や他の医療サービス提供者のオフィスにモデムを介して送ることができ、そこで、その情報を医療従事者に表示することができ（電子的または他の形で）、適切な処置をとることができる。例えば、特定の薬の治療効果のある量を投与したにも関わらず症状が強くなっていることに気付いた場合は、新しい薬を提供するかまたは薬を投与した診断を見直すように検討することができる。もう１つの例として、コントローラ３０は、医院のコンピュータに接続されたドッキング・ステーションと共に使用するためのドッキング接続部を含むことができる。したがって、アプリケータを外部コンピュータに接続することにより、前述のキーパッドとタッチ・スクリーンの他にアプリケータ・コントローラをプログラムするための代替手段が提供される。
【００３９】
コントローラ３０は、また、被術者の生理学的状況を監視する装置などの他の装置と通信するように結合されてもよい。例えば、装置は、血糖モニタと結合され、被術者の血糖値が正常範囲から外れた場合に抗糖尿病薬を放出するようにプログラムされる。もう１つの例として、装置は、温度モニタに結合され、被術者の体温があるしきい値を超えた場合に、降熱（解熱）薬を放出するようにプログラムすることができる。装置が、寝たきりの患者によって装着された呼吸マスクの一部分であるケースなど、装置は、合成物を自動的に放出するようにプログラムされてもよく、ある量の合成物をユーザに投与すべきであることをユーザに知らせるようにプログラムされてもよい。
【００４０】
代替として、図１に示したように、コントローラ３０は、コントローラ３０用の入力データを保持するフラッシュ・メモリ・カード５６や他の取外し式メモリ素子などの入力装置を収容するようにサイズが決められた入力スロット５４を画定することができる。この取外し式メモリ素子は、コントローラ３０あるいはリモート・コンピュータなどの外部装置によってプログラムすることができる。例えば、取外し式メモリは、医院、病院、診療所または他の保健施設にあるコンピュータに差し込まれ、そのコンピュータでプログラムされ、アプリケータと共に使用するために被術者に与えられる。実際には、コントローラ３０と関連付けられたフラッシュ・メモリ・カード５６や類似のメモリ素子を使用することにより、コントローラ３０の他の入力装置がスイッチ３４だけになることがある。したがって、プログラム可能な取外し式メモリは、前述のキーパッド、タッチ・スクリーン、およびリモート・コンピュータ接続の他に、アプリケータ・コントローラをプログラムするためのさらに別の代替手段を提供する。
【００４１】
１つの実施形態において、コントローラ３０は、オン・スイッチ３４だけを備え、装置を患者に与えるに前に医院や薬局の外部コンピュータ５２によって完全に前もってプログラムされてもよい。もう１つの実施形態において、装置は、オン・スイッチ３４だけを備える状態で販売されてもよく、医師または薬局が、薬物をフラッシュ・メモリ・カード５６とキットで供給する。
【００４２】
次に、図２〜図４を参照して、調合装置１２の１つの実施形態の詳細を説明する。図２に示したように、例示した調合装置１２は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を収容するための取外し可能な外部ハウジング５８を含む。流体リザーバ・ユニット６０は、生物活性合成物を収容するための複数の流体リザーバ２０（図３）を画定する。流体リザーバ・ユニット６０は、また、ユニット６０内の流体リザーバ２０にアクセスするための取外し可能なカバーまたは蓋６２を有する。代替の実施形態において、流体リザーバ２０は、生物活性合成物を収容する交換可能かつ／または使い捨ての流体リザーバ（図示せず）を収容するレセプタクルとして働くことができる。そのような実施形態において、空の新しい流体リザーバを流体リザーバ・ユニット６０に差し込むときに、流体リザーバをそれぞれのレセプタクルから取り外すことができる。
【００４３】
例示したハウジング５８は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を部分的に覆い、コントローラ３０を取り付ける取り付け面として働く。もう１つの実施形態において、ハウジング５８は、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０を完全に取り囲み、流体管１６および２４のための穴または開口と、流体リザーバ２０にアクセスするための取外し可能なカバーとが形成されている。もう１つの実施形態において、コントローラ３０は、ハウジング５８と一体でもよい。
【００４４】
図４に示したように、各流体リザーバ２０は、生物活性合成物を混合チャンバ２２に供給することを可能にする出口６４を有する。例示した実施形態において、各流体リザーバ２０は、各流体リザーバ２０からの流体がそれぞれの混合チャンバ２２に供給されるように、それぞれの混合チャンバ２２と位置合わせされる。しかしながら、流体リザーバ２０の数は、混合チャンバ２２の数に対応しなくてもよい。例えば、図５Ｂは、流体を溜めるための１つの流体リザーバ１４６が形成された流体リザーバ・ユニット１４４の代替の実施形態を示す。ユニット１４４に溜められた流体を、流体マニホルド１８の１つまたは複数の混合チャンバ２２に選択的に供給することができる。もう１つの例において、図５Ａに示したように、流体マニホルド１４０には、流体リザーバ・ユニット１４４またはユニット６０などの複数の流体リザーバを有する流体リザーバ・ユニットと共に使用することができる１つの混合チャンバ１４２が形成されている。
【００４５】
流体リザーバ２０と混合チャンバ２２の間に、流体リザーバ２０から混合チャンバ２２に制御された量の流体を供給するように構成された複数の流体ディスペンサが配置される。特定の実施形態において、流体ディスペンサは、ある量の流体を加熱して、流体を気化させ穴を介して混合チャンバ２２のうちの１つに放出させるように動作可能なサーマル液滴ジェット・ディスペンサである。
【００４６】
図３に示したように、例えば、例示した調合装置１２は、リザーバ・ユニット６０と流体マニホルド１８の間に挟まれた基板６６（ダイとしても知られる）を含む。基板６６には、複数の概略Ｖ字形のトラフまたはチャネル６７が形成されている。各トラフ６７には、流体の液滴を放出する少なくとも１つの開口または穴６８（図４）が形成されている。基板６６は、また、複数の個別に通電可能なヒータ要素（例えば、薄膜抵抗）（図示せず）を含み、それぞれのヒータ要素は、当該技術分野で知られているように、ある量の流体を気化させ、それにより関連付けられた穴６８から流体を放出させることができる。このように、各穴６８とそれぞれのヒータ要素は、制御された量の流体を供給するサーマル・ジェット・ディスペンサとして働く。基板６６は、シリコン、ガラス、または同等な材料のような適切な材料の任意のものから作成することができる。基板６６の構造は、Ｋｅｅｆｅらによる米国特許第５，４２０，６２７号公報、Ｋｅｅｆｅらによる米国特許第５，２７８，５８４号公報、またはＪｏｈｎｓｏｎによる米国特許第４，６８３，４８１号公報に開示されているような従来のものでよい。いくつかの実施形態において、各穴６８は、同じサイズのものである。他の実施形態において、基板６６には、様々なサイズの滴を供給するための異なるサイズの穴６８が形成される。
【００４７】
例示した実施形態において、各トラフ６７は、それぞれの流体リザーバ２０と位置合わせされている。このように、各流体リザーバ２０は、対応するトラフ６７の穴６８に流体を送出する。しかしながら、代替の実施形態において、複数のトラフ６７が、単一の流体リザーバ２０から流体を受けるように配置されるように基板６６を構成することができる。
【００４８】
ヒータ要素に電気パルスを提供するために、フレキシブル回路７０（例えば、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ））が、基板６６上の導電トレースと電気的に接している。回路７０は、適切な接着材を使って基板６６に接着されてもよく、穴と位置合わせされた複数のスロット７２が形成されている。回路７０の構造は、前述の特許公報に開示されているような従来のものでよい。流体リザーバ２０間の流体の漏れと相互汚染を防ぐかまたは少なくとも減少させるために、回路７０と流体マニホルド１８の間に、複数の開口７６を有する流体シール７４を配置することができる。当該技術分野において知られているように、シール７４は、天然ゴム、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）、他の様々な材料などの任意の適切な材料で作成することができる。
【００４９】
代替の実施形態において、他のタイプのジェット・ディスペンサを使用することができる。例えば、調合装置１２は、流体リザーバ２０と混合チャンバ２２の間に挟まれた複数の圧電ジェット・ディスペンサを含むことができる。他の実施形態において、流体リザーバ２０から流体を供給するために、ジェット・ディスペンサ以外の流体ディスペンサを使用することができるが、優れた精度と再現性のためにジェット・ディスペンサが好ましい。
【００５０】
コントローラ３０は、穴６８からの流体の発射を制御するために、基板６６のヒータ要素に動作可能に接続される。例示した実施形態は、例えば、流体リザーバ・ユニット６０の外側にフレキシブル回路７０（図２〜図４）と電気的に接触して取り付けられたプリント回路基板８０を含む。プリント回路基板８０は、コントローラと基板の電気接続を完成するために、フレキシブル・リボン・コネクタ８２によってコントローラ３０に電気的に接続される。コントローラ３０が、配線接続または無線接続によってジェット・ディスペンサの動作を制御できるようにするために、他の電気部品を実装することができる。
【００５１】
図４に最もよく示したように、各混合チャンバ２２は、供給される流体を受け取るためにそれぞれのトラフ６７の穴６８と位置合わせされた第１の流体入口８４と、それぞれの流体管１６から注入液を受け取る第２の流体入口８６と、それぞれの流体管２４との連通した流体出口８８とを有する。図４から分かるように、混合チャンバ２２に供給された生物活性合成物の液滴は、混合チャンバ内の注入液と混ざり、注入液と生物活性合成物の混合物は、出口８８を通ってそれぞれの流体管２４内に流れ出る。
【００５２】
マニホルド１８は、（図４に最もよく示したように）蓄積された流体を出口８８に導くように傾斜された底面９２を有することが望ましいが、必ずしも必要ではない。入口８６は、チャンバ２２の高い方の端に位置決めされ、したがって、チャンバ２２に入った注入液は、底面９２の上を流れ、その後でチャンバ２２の低い方の端に溜まる。また、穴６８は、放出された液滴１０８が底面９２にぶつかって、その後でチャンバ２２内の蓄積された流体と混ざるように位置決めされることが望ましい。このように、底面９２は、穴６８から放出された液滴１０８の「ドリップ」面（滴下面）として働く。生物活性合成物の液滴１０８を底面９２に導くことによって、入ってきた注入液が、生物活性合成物の上を流れて、注入液内の生物活性合成物の分散を容易にする。
【００５３】
いくつかの実施形態において、流体マニホルド１８と流体リザーバ・ユニット６０は、互いに接続可能で着脱自在であるように構成され、ユーザが、特定の用途のための特定の流体マニホルドと流体リザーバ・ユニットの構成を選択できるように様々な流体マニホルドと流体リザーバ・ユニットの構成が提供される。例えば、１つのタイプの生物活性合成物だけを供給するときに、複数のリザーバ（図３）を有するリザーバ・ユニットも１つのリザーバ（図５Ｂ）を有するリザーバ・ユニットもどちらも、シングルチャンバ流体マニホルド（図５Ａ）と共に使用することができる。もう１つの例において、様々な生物活性合成物を同一の注入液で一緒に混合することができるとき、マルチチャンバ流体マニホルド（図３）の代わりにシングルチャンバ流体マニホルド（図５Ａ）を使用することができる。
【００５４】
調合装置１２の１つの実施形態において、各流体リザーバ２０は、異なる生物活性合成物を収容し、調合装置１２は、異なる生物活性合成物を、指定された調合流量で同時に混合チャンバ２２に添加するために使用される。本明細書に使用されるとき、用語「調合レート」は、ジェット・ディスペンサからの流体の体積流量（吐出される液滴の体積と、単位時間あたりの吐出頻度との積＝単位時間あたりの吐出量）を指す。ユーザまたは医療従事者は、各生物活性合成物ごとの規定量をコントローラ３０に入力することができ、コントローラ３０は、各ジェット・ディスペンサの発射頻度を制御して生物活性合成物を注入液に正確に添加する。もう１つの実施形態において、各流体リザーバが、同一の生物活性合成物を保持することができ、コントローラ３０は、１つの流体リザーバ２０から空になるまで流体を供給し、次に別の流体リザーバ２０から供給し、その後同様に続ける。
【００５５】
特定の実施形態において、調合装置１２は、ジェット・ディスペンサの特定の動作パラメータに関係するデータを含むプログラム可能なメモリ・チップやフラッシュ・チップなどのメモリ・チップを有する。特定の実施形態において、例えば、メモリ・チップのメモリは、各穴６８から供給される流体液滴の平均サイズ（すなわち体積）および／または重量を含む。使用する際、ユーザは、コントローラ３０に、被術者に投与する生物活性合成物の量と、必要に応じて、投与する時間期間を含む治療パラメータを入力する。コントローラ３０は、このデータを利用し、指定された時間期間にわたって被術者に生物活性合成物の規定の量を正確に送出するために必要な発射頻度を算出するようにプログラムされる。また、さらに後で詳しく説明するように、コントローラ３０を、フィードバック・ループ内で１つまたは複数の滴検出器（例えば、後で示す滴検出器１００）と協力的に使用して調合装置１２の適切な動作を保証することができる。
【００５６】
例示した構成において、メモリ・チップ７８は、流体リザーバ・ユニット６０の外部に取り付けられ、別のフレキシブル回路８０を介してフレキシブル回路７０と電気的に接触している。もう１つの実施形態において、メモリ・チップ７８は、コントローラ３０内の回路基板に物理的に取り付けられてもよい。代替として、メモリ・チップ７８に記憶された情報は、コントローラ３０のメモリまたはフラッシュ・メモリ・カード５６に直接記憶されてもよく、その場合、個別のメモリ・チップは不要になる。
【００５７】
例えば、穴６８が詰まって流体を供給していない、などの、ジェット・ディスペンサが不適切に動作していないかどうかを判定するために、穴６８の下に、例示した光学式滴検出器１００などの流体センサが配置される。図４に最もよく示したように、各滴検出器１００は、それぞれの混合チャンバ２２内に光ビーム１０４を放射するように動作可能な発光部１０２と、光ビーム１０４を検出するために発光部１０２と反対側に配置された光センサ１０６とを含む。各発光部１０２は、導体１０３によって回路基板８０に接続される。光ビーム１０４は、穴６８から供給される滴１０８の放出経路と交わり、その結果、流体滴１０８が光ビーム１０４内を移動するとき、光センサ１０６は、滴１０８の存在を示す信号をコントローラ３０に送る。滴検出器が、滴が穴６８から放出されたことを検出しない場合、コントローラ３０は、アラームや他の警報装置を作動させて、被術者および／または被術者を監視している医療従事者に警告を出す。アラームは、電子音やブザーなどの耳に聞こえる信号を提供するように動作可能な音声アラームおよび／または調合装置１２上の都合のよい位置に取り付けられた１つまたは複数の表示灯などの視覚的アラームでよい。アラームは、また、表示画面３８に表示された記述された警告の形をとることができる。代替として、アラームは、ページャ装置に使用されるものと類似の振動や振動信号などの触知可能な信号を提供する。
【００５８】
もう１つの実施形態において、コントローラ３０は、滴検出器１００からの信号に基づいて、各穴６８から滴を放出する実際の頻度を算出し、この実際の頻度を、各穴６８にあらかじめ設定された頻度と比較して、規定された量が適切な流量で被術者に投与されるようにする。ジェット・ディスペンサが、必要な流量よりも早くまたは遅く流体を供給している場合、コントローラ３０は、アラームを作動させ、表示画面３８に警告を表示し、かつ／またはジェット・ディスペンサを制御して流体の供給をすぐに停止する。
【００５９】
調合装置において、例示した光学式滴検出器以外の滴検出器を実装することもできる。例えば、前述の米国特許第４，５８３，９７５号公報に開示されているように、混合チャンバ２２の内側面に圧電要素を取り付けて、圧電要素に当たる滴または混合チャンバ内の流体を検出することができる。もう１つの例では、静電滴検出器を使用して、ジェット・ディスペンサから放出される滴の発射頻度と体積を検出することができる。次に、コントローラ３０は、各ジェット・ディスペンサの調合流量を算出し、その調合流量が必要な流量よりも大きいかまたは小さい場合に、特定のプロトコル（例えば、アラームを出しかつ／またはジェット・ディスペンサが滴を放出するのを停止する）を開始する。
【００６０】
調合装置１２のもう１つの応用例において、１つまたは複数の生物活性合成物を、流体マニホルド１８内に添加し、次に注入液に薄めることなく被術者に投与することができる。当然ながら、そのような応用例では、流体マニホルド１８は、注入液を受け取る流体入口８６を必要としない。
【００６１】
図６と図７は、被術者に生物活性合成物を投与するための、全体を１５０で示したもう１つの注入システムを示す。例示したシステム１５０は、注入液を収容する流体容器１５２と、注入液を受けるドリップ・チャンバ１５４（この実施形態では、流体マニホルドとして働く）とを含む。ドリップ・チャンバ１５４は、当該技術分野において一般に知られているように、流体容器１５２の出口部分１５８に突き刺すために使用される上方に延在するスパイク１５６を含むことができる。スパイク１５６は、ドリップ・チャンバ１５４内に落下する流体の滴を作成するように構成された滴形成部１６０内に流れるように容器１５２から流体を導く内部通路を有する。滴形成部１６０の構造は、従来のものでよい。特定の実施形態において、例えば、滴形成部は、導管内に流れる流体の表面張力により滴を作成する細い流体管（図示せず）を含む。滴形成部１６０は、図６に示したようにスパイク１５６と一体的でもよく、あるいは、滴形成部とスパイクを別々に形成して、構成要素を相互接続してもよい。
【００６２】
ドリップ・チャンバ１５４は、滴形成部１６０の出口の下に位置決めされたドリップ面（滴下面）１６２を含むことが望ましく、その結果、注入液の滴が、滴形成部からドリップ面１６２に落ち、その後でドリップ・チャンバ１５４の下部に溜まる。例示した面１６２は、ドリップ・チャンバ１５４の内側に円弧状に延在するリブ１６４の凸状上側面である。流体がドリップ面１６２から流れ出て、ドリップ・チャンバ１５４の底に溜まることができるように、リブ１６４の側面とドリップ・チャンバ１５４の内側面の間に開口部１６６が画定される。
【００６３】
ドリップ・チャンバ１５４は、また、流体注入管１６８を含む。注入管１６８の端には、ドリップ・チャンバ１５４に１つまたは複数の生物活性合成物を添加する調合装置１７０が取り付けられている。図６に想像線で示したように、ドリップ・チャンバ１５４は、追加の調合装置１７０と共に、追加の注入管１６８を含むことができる。供給装置１７０のこの構造は、図２〜図４に示した調合装置１２の構造と類似している。図２〜図４の装置１２と図６および図７の装置１７０の１つの違いは、後者が、流体マニホルド１８を含まない点である。流体マニホルド１８の代わりに、生物活性合成物の液滴が、注入液と混ざるように供給装置１７０の１つまたは複数の流体リザーバからドリップ・チャンバ１５４内に供給される。流体管の開口部と装置１７０の間にガスケット１７４を挟み、間に流体気密シールを提供することができる。本明細書に開示した以上の実施形態のように、コントローラ（例えば、コントローラ３０）を使用して、装置１７０の動作を制御することができる。コントローラは、装置に取り付けられてもよく、あるいは別に取り付けてリンク１７６（図７）によって接続されてもよい。
【００６４】
システム１５０は、また、調合装置１７０から放出される滴の存在を検出しかつ／または調合装置１７０から放出される滴の様々な他の特性を検出する滴検出器を含むことができる。例示した実施形態において、ドリップ表面１６２に、調合装置１７０から供給される滴を検出することができる圧電検出器の圧電要素１７２を取り付けることができる。他の実施形態において、滴検出器１００（図３と図４）などの静電滴検出器または光学的滴検出器を使用することができる。
【００６５】
図６に示したように、調合装置１７０は、放出された滴が、圧電要素１７２に当たるか、あるいは圧電要素１７２が設けられていない場合にはドリップ面１６２自体に当たるように位置決めされることが望ましい。これにより、注入液が、ドリップ面１６２の上を流れるときに生物活性合成物と混ざり、注入液中の生物活性合成物の分散が促進される。
【００６６】
図８と図９は、全体を２００で示した、生物活性合成物を被術者に投与するための別の注入システムを示す。図８に示したように、例示したシステム２００は、主ハウジング２０２と、ヒンジ２０６に取り付けられた扉２０４とを含む。扉２０４は、ハウジング２０２内の構成要素にアクセスするために、閉じた位置と開いた位置（図８に示したように）の間で回転可能である。ハウジング２０２内には、コントローラ３０、流体マニホルド２０８、生物活性合成物の液滴を流体マニホルド２０８内に供給するディスペンサ２１０、およびディスペンサ支持体２１２が取り付けられている。扉２０４は、ユーザが扉２０４を開けずにコントローラ３０にアクセスすることを可能にする開口部２１８を含むことができる。流体管２１４は、注入液を流体流体容器（図８と図９には示していない）から流体マニホルド２０８に送る。出口流体管２１６は、注入液と生物活性合成物の溶液を、被術者あるいは溶液を被術者に送り込むためのポンプに送る。
【００６７】
図９に示したように、例示した構成における流体マニホルド２０８は、流体マニホルド２０８とディスペンサ２１０の間の境界として働くカバーまたは蓋２２０を含む。カバー２２０には、複数のリブ２３６間に配置されかつディスペンサ２１０から放出される流体の滴を受けるように寸法が決められた第１の流体入口（図示せず）が形成されている。また、カバー２２０には、流体管２１４から注入液を受け取る第２の流体入口２３０と、出口流体管２１６に溶液を排出する流体出口２３４とが形成されている。
【００６８】
例示した実施形態において、ディスペンサ２１０は、流体を収容するリザーバ部分２２６と、複数の放出穴（図示せず）および対応するヒータ要素（図示せず）（例えば、抵抗器）が形成されたサーマル・インクジェット基板２２４を含む。基板２２４は、組み立てられたときに、穴の位置がカバー２２０内の第１の流体入口の上に合うように複数のリブ２３６間に位置決めされる。ガスケットまたはシール２２８は、流体マニホルド２０８とディスペンサ２１０の間に流体気密シールを提供するように第１の流体入口を取り囲むことが好ましい。
【００６９】
例示したディスペンサ支持体２１２は、本体２３１と、ディスペンサ２１０を取り外し可能に固定するために本体２３１に枢動可能に接続されたラッチ２３２とを含む。ラッチ２３２は、ディスペンサ２１０と係合するラッチ位置（図９に示したような）と、ディスペンサ２１０の取り外しおよび交換を可能にするラッチ解除位置（図９に破線で示した）の間で旋回される。
【００７０】
特定の実施形態において、ディスペンサ２１０は、従来のインクジェット・カートリッジ（ペンとしても知られる）に相当し、ディスペンサ支持体２１２は、カートリッジを受け取るように構成された従来のプリンタ・キャリッジに相当する。ディスペンサ２１０の構造は、例えば供給される特定の流体の特性に対応するように、従来のインクジェット構造から修正されてもよい。カートリッジは、シングルチャンバ・カートリッジでもよく、あるいは、複数のタイプの生物活性合成物を供給するために使用できるマルチチャンバ・カートリッジでもよい。さらに、カートリッジは、前述のように、「オンアキシス」構成または「オフアキシス」構成を有することができる。例えば、ディスペンサ２１０と支持体２１２は、インクジェット・プリンタ用にヒューレット・パッカード社から入手可能な、５００、７００、８００および９００シリーズＴＩＪ（サーマル・インクジェット）キャリッジおよびペン・アセンブリのどれかのような、様々な市販のサーマルまたは圧電カートリッジおよびキャリッジのどれに相当するものであってもよい。
【００７１】
装置および方法の他の多くの変形がこの開示の範囲内である。例えば、光センサをコントローラ３０に組み込んで、患者の院内識別ブレスレットに設けられたバー・コードなどの患者識別を読み取ることができ、この情報は、投与する薬物の量および／またはタイプを調整するためにコントローラによって使用される。
【００７２】
この明細書では、限定を意図しないいくつかの詳細な例を説明した。より正確に言うと、これらの例は、本明細書に添付の特許請求の範囲内にある、実施形態のいくつかを例示するために提供された。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】複数の薬物を同時に被術者に投与する注入システムの１つの実施形態の全体的な概略を示す図である。
【図２】１つの実施形態による、注入液に薬物を添加する調合装置の斜視図である。
【図３】図２の調合装置の斜視分解組立図である。
【図４】図２および図３に示す調合装置の縦断面図である。
【図５Ａ】図２〜図４の調合装置に使用することができる流体マニホルドの代替実施形態を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図２〜図４の調合装置に使用することができる流体リザーバ・ユニットの代替実施形態を示す斜視図である。
【図６】調合装置とドリップ・チャンバを有する注入システムのもう１つの実施形態を示す立面図であり、ドリップ・チャンバが部分的に断面図で示される図である。
【図７】図６の線７−７に沿って切断した、図６のドリップ・チャンバと調合装置を拡大して示す図である。
【図８】注入システムのもう１つの実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のシステムのディスペンサ、ディスペンサ・ホールダ、および流体マニホルドの斜視分解組立図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 注入（点滴）システム
１２ 調合装置
１４ 流体容器
１６ 流体管
１８ 流体マニホルド
２０ 流体リザーバ
２２ 混合チャンバ
３０ コントローラ
３８ アラーム
６８ ジェット・ディスペンサ
８６ 流体入口
８８ 流体出口
１００ 滴検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物活性合成物を被術者に投与するための注入装置であって、
前記生物活性合成物の液滴を吐出して供給するようにそれぞれが動作可能な複数のジェット・ディスペンサと、
複数の混合チャンバを有する混合ユニットとを備え、
前記複数の混合チャンバのそれぞれが、前記複数のジェット・ディスペンサのそれぞれから供給される前記生物活性合成物を受け取るように構成されており、前記複数の混合チャンバのそれぞれが、前記生物活性合成物と混合される注入液を受け取る入口と、前記ジェット・ディスペンサから吐出された前記生物活性合成物を受けて前記注入液と混合するための滴下面と、前記注入液と前記生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有することを特徴とする注入装置。
【請求項２】
前記生物活性合成物を収容する複数の流体リザーバをさらに含み、前記複数の流体リザーバのそれぞれが、前記複数のジェット・ディスペンサのそれぞれに流体的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項３】
前記複数のジェット・ディスペンサが、圧電液滴ジェット・ディスペンサまたはサーマル液滴ジェット・ディスペンサであることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項４】
前記複数のジェット・ディスペンサのうち、少なくとも１つから供給された前記生物活性合成物の液滴の特性を検出するように動作可能な滴検出器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項５】
前記滴検出器に動作可能に接続されており、前記滴検出器によって検出された前記特性が所定の条件を満たさない場合に警告を提供するように動作可能なアラームをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の注入装置。
【請求項６】
前記複数のジェット・ディスペンサを作動させるコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項７】
生物活性合成物を被術者に投与する注入装置であって、
前記生物活性合成物の制御された量を液滴の形で供給するジェット・ディスペンサと、
前記ジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の前記液滴を受ける流体マニホルドであって、前記ジェット・ディスペンサから供給された液滴を受けて注入液と混合するための滴下面を有する流体マニホルドと、
前記ジェット・ディスペンサから供給されて前記滴下面に向かって移動中の前記液滴の特性を検出する滴検出器と、
を備えることを特徴とする注入装置。
【請求項８】
前記滴検出器に動作可能に接続されており、前記滴検出器によって検出された前記特性が所定の条件を満たしていない場合に警告を提供するように動作可能な警報装置をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項９】
前記ジェット・ディスペンサを制御して前記生物活性合成物を供給するように動作可能なコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記滴検出器によって検出された特性が所定の条件を満たしていない場合に、前記ジェット・ディスペンサを制御して前記生物活性合成物の供給を停止するように動作可能であることを特徴とする請求項９に記載の注入装置。
【請求項１１】
前記流体マニホルドが、
前記生物活性合成物と混合される注入液を受け取る流体入口と、
前記滴下面で混合された前記注入液と前記生物活性合成物とを排出する流体出口と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項１２】
生物活性合成物と注入液との混合物を注入用の薬剤として送出する方法であって、
前記生物活性合成物の液滴を複数のジェット・ディスペンサから流体マニホルド内の複数の混合チャンバにそれぞれ供給することと、
前記複数の混合チャンバにそれぞれ設けられた滴下面で、前記複数のジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の液滴を受け取ることと、
前記複数の混合チャンバ内におけるそれぞれの前記滴下面で前記注入液と前記生物活性合成物とを混合することと、
前記複数の混合チャンバのそれぞれから前記注入液と前記生物活性合成物との混合物を送出することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記複数のジェット・ディスペンサから少なくとも２つの異なる生物活性合成物を同時に供給することを有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のジェット・ディスペンサのうちの１つから前記生物活性合成物の液滴を第１の調合レートで供給し、前記複数のジェット・ディスペンサの別のものから前記生物活性合成物の液滴を、第１の調合レートと異なる第２の調合レートで供給することを有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ジェット・ディスペンサの少なくとも１つから供給された前記液滴の特性を検出し、前記特性が所定の条件を満たしていない場合に警報を提供することをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
生物活性合成物と注入液との混合物を注入用の薬剤として送出する方法であって、
ジェット・ディスペンサから前記生物活性合成物の液滴を供給することと、
前記ジェット・ディスペンサから供給されて移動中の前記液滴の特性を検出することと、
前記ジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の液滴を滴下面で受け、当該の滴下面で前記注入液と前記生物活性合成物とを混合することと、
前記注入液と前記生物活性合成物との混合物を送出することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記液滴の特性を検出することが、前記ジェット・ディスペンサから供給された液滴の存在を検出することを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記液滴の特性を検出することが、前記液滴が前記ジェット・ディスペンサから供給される調合レートを検出することを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ジェット・ディスペンサの調合レートを判定することと、
前記調合レートが規定の調合レートを超えた場合に、前記ジェット・ディスペンサが前記生物活性合成物を供給するのを停止することと、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
生物活性合成物を被術者に投与するための注入装置であって、
前記生物活性合成物の液滴を吐出して供給するようにそれぞれが動作可能な複数のジェット・ディスペンサと、
複数の混合チャンバを有する混合ユニットとを備え、
前記複数の混合チャンバのそれぞれが、前記複数のジェット・ディスペンサのそれぞれから供給される前記生物活性合成物を受け取るように構成されており、前記複数の混合チャンバのそれぞれが、前記生物活性合成物と混合される注入液を受け取る入口と、前記ジェット・ディスペンサから吐出された前記生物活性合成物を受けて前記注入液と混合するための滴下面と、前記注入液と前記生物活性合成物の混合物を排出する出口とを有することを特徴とする注入装置。
【請求項２】
前記生物活性合成物を収容する複数の流体リザーバをさらに含み、前記複数の流体リザーバのそれぞれが、前記複数のジェット・ディスペンサのそれぞれに流体的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項３】
前記複数のジェット・ディスペンサが、圧電液滴ジェット・ディスペンサまたはサーマル液滴ジェット・ディスペンサであることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項４】
前記複数のジェット・ディスペンサのうち、少なくとも１つから供給された前記生物活性合成物の液滴の特性を検出するように動作可能な滴検出器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項５】
前記滴検出器に動作可能に接続されており、前記滴検出器によって検出された前記特性が所定の条件を満たさない場合に警告を提供するように動作可能なアラームをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の注入装置。
【請求項６】
前記複数のジェット・ディスペンサを作動させるコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の注入装置。
【請求項７】
生物活性合成物を被術者に投与する注入装置であって、
前記生物活性合成物の制御された量を液滴の形で供給するジェット・ディスペンサと、
前記ジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の前記液滴を受ける流体マニホルドであって、前記ジェット・ディスペンサから供給された液滴を受けて注入液と混合するための滴下面を有する流体マニホルドと、
前記ジェット・ディスペンサから供給されて前記滴下面に向かって移動中の前記液滴の特性を検出する滴検出器と、
を備えることを特徴とする注入装置。
【請求項８】
前記滴検出器に動作可能に接続されており、前記滴検出器によって検出された前記特性が所定の条件を満たしていない場合に警告を提供するように動作可能な警報装置をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項９】
前記ジェット・ディスペンサを制御して前記生物活性合成物を供給するように動作可能なコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記滴検出器によって検出された特性が所定の条件を満たしていない場合に、前記ジェット・ディスペンサを制御して前記生物活性合成物の供給を停止するように動作可能であることを特徴とする請求項９に記載の注入装置。
【請求項１１】
前記流体マニホルドが、
前記生物活性合成物と混合される注入液を受け取る流体入口と、
前記滴下面で混合された前記注入液と前記生物活性合成物とを排出する流体出口と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の注入装置。
【請求項１２】
生物活性合成物と注入液との混合物を注入用の薬剤として送出する方法であって、
前記生物活性合成物の液滴を複数のジェット・ディスペンサから流体マニホルド内の複数の混合チャンバにそれぞれ供給することと、
前記複数の混合チャンバにそれぞれ設けられた滴下面で、前記複数のジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の液滴を受け取ることと、
前記複数の混合チャンバ内におけるそれぞれの前記滴下面で前記注入液と前記生物活性合成物とを混合することと、
前記複数の混合チャンバのそれぞれから前記注入液と前記生物活性合成物との混合物を送出することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記複数のジェット・ディスペンサから少なくとも２つの異なる生物活性合成物を同時に供給することを有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のジェット・ディスペンサのうちの１つから前記生物活性合成物の液滴を第１の調合レートで供給し、前記複数のジェット・ディスペンサの別のものから前記生物活性合成物の液滴を、第１の調合レートと異なる第２の調合レートで供給することを有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ジェット・ディスペンサの少なくとも１つから供給された前記液滴の特性を検出し、前記特性が所定の条件を満たしていない場合に警報を提供することをさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
生物活性合成物と注入液との混合物を注入用の薬剤として送出する方法であって、
ジェット・ディスペンサから前記生物活性合成物の液滴を供給することと、
前記ジェット・ディスペンサから供給されて移動中の前記液滴の特性を検出することと、
前記ジェット・ディスペンサから供給された前記生物活性合成物の液滴を滴下面で受け、当該の滴下面で前記注入液と前記生物活性合成物とを混合することと、
前記注入液と前記生物活性合成物との混合物を送出することと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記液滴の特性を検出することが、前記ジェット・ディスペンサから供給された液滴の存在を検出することを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記液滴の特性を検出することが、前記液滴が前記ジェット・ディスペンサから供給される調合レートを検出することを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ジェット・ディスペンサの調合レートを判定することと、
前記調合レートが規定の調合レートを超えた場合に、前記ジェット・ディスペンサが前記生物活性合成物を供給するのを停止することと、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−６２２（Ｐ２００８−６２２Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３７６３３（Ｐ２００７−２３７６３３）
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【分割の表示】特願２００４−１６６８６３（Ｐ２００４−１６６８６３）の分割
【原出願日】平成１６年６月４日（２００４．６．４）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【分割の表示】特願２００４−１６６８６３（Ｐ２００４−１６６８６３）の分割
【原出願日】平成１６年６月４日（２００４．６．４）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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