JPH0284962A - 負圧圧着無針注射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、薬剤を注入さるべき組織にノズルを安定させ
るために負圧を用いる針なし皮下及び粘膜注射器に関す
る。本発明は、所定負圧レベルを達成したときにのみ薬
剤注入をなし、注射器ピストンを駆動する圧縮ガス量及
び圧力を調整して注入薬剤の侵入深さを制御することに
よる注射器の改良に関する。更に、ピストンのストロー
ク長は注入薬剤量を制御するために調整自在とされてい
る。

背景技術 無針皮下及び粘膜注射器については米国特許第４．４０
３，８０９号及び第４．４２１，５０８号において開示
されている。これらの米国特許は、負圧を調整して注射
器のノズルを薬剤注入さるべき組織に安定せしめる技術
を開示している。これらの米国特許は、更に、患者の体
の組織への薬剤注入深さの制御用圧縮空気圧制御を開示
している。

一方、注射器ノズル近傍において生成された負圧は、ユ
ーザによる適当な調整にも拘らず変動することがあり、
更に、注射器の注入動作の時点において所要の負圧レベ
ルが生成されていないこともある。よって注入動作中に
おいて、組織に対するノズルの安定性及びシールが不完
全になることがある。

従来、個々の要求に応じて薬剤容器の内容量又は容量を
選択して予め所定量の薬剤を用意するのではなく、予め
機械的選択及び調整によって異なる量の薬剤注入をなす
注射器について問題があった。

よって、本発明の目的は、所望負圧レベルが達成された
場合にのみ所要深さに所定体積の薬剤を注入する無針負
圧加圧注射器を提供することである。

発明の概要 本発明は、薬剤の注入開始に先立って実際に生じた所望
の負圧レベルと注射動作とを関連付けることにより従来
の注射器の改良をなすものである。

すなわち、本発明は、薬剤注入さるべき組織上に注射器
ノズルを完全に安定化せしめることをなすものである。

本発明による注射器は、気体射出ピストンを駆動する圧
縮ガスの体積及び圧力を可変としており、薬剤注入深度
の広範囲の調整を可能としている。また、ビストンスト
ロークを調整自在とすることにより注入薬剤量を制御し
ている。

実施例 第１図は、本発明の実施例である注射器を示している。

この注射器４０は自給式かつ手持ち式であり、パワー制
御ユニット４３及び薬剤キャリアとしてのスリーブアタ
ッチメント４５を含んでいる。スリーブアタッチメント
４５は外側スリーブ１４によって囲まれた薬剤キャリア
１６からなる。

スリーブ１４は、パワー制御ユニット４３に対して螺合
ネジ等によって着脱自在な拡径ベース１５を含んでいる
。薬剤キャリア１６はスリーブ１４内においてパワー制
御ユニット４３に装着される前に適当な薬剤によって充
填される。薬剤キャリア１６は、無針注射に適当な小さ
な軸方向のオリフィスノズル１７を末端部にて有し、プ
ランジャプラグ１２によってシールされた孔を基部に有
する略円筒状形状である。

薬剤キャリア１６及びスリーブ１４の間の環状スペース
は、薬剤キャリア１６の先端のノズル１７によって囲ま
れる部分からの負圧生成空気流をベース１５中の通路１
８及びパワー制御ユニット４３のケーシングから負圧生
成装置１０へ伸びる連通路１９を経て負圧生成装置１０
に向って流す。

負圧生成装置１０は、例えば、スプリングバイアスされ
たピストン／シリンダ構造であって、スプリングに対す
る手動コック機構及び適当な手動トリガ又は復旧動作ボ
タンを備える。かかる機構はエア・ガン等において見ら
れるが、好ましい実施例においては、シリンダ２３のパ
ワーピストン２０を駆動する圧縮炭酸ガスカートリッジ
のような圧縮ガス供給手段２によって駆動されるダブル
ピストン／シリンダ機構である。

負圧生成装置１０及び通路１８及び１９の間の連通は図
示しないバルブにより制御される。負圧生成装置１０及
び通路１８及び１９は適当にバルブ制御される。負圧生
成装置１０は、通常の手段により調整されて異なる負圧
を生成する。通路１９は、負圧検知通路２１を介して負
圧センサ８と連通し、この負圧センサ８はダイアフラム
又はピストンを用いてインターロックカップリング２４
に機械的出力を供給する。

パｒｙ　−制御ユニット４３は、ピストン２０を含む先
圧シリンダ２３を有し、ピストン２０は、これに結合し
たピストンロッド２５をプランジャプラグ１２に対して
駆動してプランジャプラグ１２を薬剤キャリア１６の孔
内により深く押し込んでノズル１７を介して内容薬剤を
吐出せしめる。機械的に調整自在なストッパ２６（破線
にて図示）はビストンストローク調整手段として働いて
薬剤キャリア１６から吐出せしめられて体の組織内に注
入される薬剤量を制御する。

シリンダ２３のピストン２０内の気圧パワーは圧縮ガス
供給器２から可変圧力制御器４及び可変容量チャンバ６
を介して供給される圧縮流体によって与えられる。圧縮
流体は圧縮ガス供給器２からリリースバルブ２２を介し
てシリンダ２３に所望のタイミングにて供給される。可
変容量チャンバ６内の流体圧は適当なセンサによって検
知される。予め選択した体積が圧力の圧縮流体はリリー
スバルブ２２によって制御され、このリリースバルブ２
２は点線によって示されるインターロックカップリング
２４によって負圧センサ８によって検知され負圧に機械
的に結合せしめられている。

インターロックカップリング２４の構造は所望の負圧に
応じて調整自在となっており、インターロック（相互結
合）の解除を選択出来るようになっている。例えば、負
圧センサ８とリリースバルブ２２は互いに機械的カップ
リング２４によって結合し、負圧検知ピストン／シリン
ダ装置を提供し、この負圧検知ピストン／シリンダ装置
はリリースバルブ２２をトリガする所望負圧レベルの調
整のためにスプリングバイアスされている。

使用の準備として、手持注射器４０には薬剤を適量有す
る薬品キャリア１６によって薬剤がローディング（ｌｏ
ａｄｉｎｇ）される。次いで、インターロックカップリ
ング２４及び／又はリリースバルブ２２を調整して所望
の負圧インターロックレベルに調整される。そうすると
、リリースバルブ２２は負圧センサ８によって所望負圧
が検知されたときチャンバ６がガスを排出する。この点
に関し、作動ガス圧は、圧力制御器４によって調整され
、作動ガス体積は可変容量チャンバ６によって制御され
る。圧力制御器４は通常の圧力レギュレータ及び可変容
量チャンバ６からなり、この可変容量チャンバ６は例え
ばネジ作動プランジャによって調整される調整シリンダ
機構を含む。同様にピストン２０の可変ストローク長は
ストッパ２６の位置決めによって調整される。使用の際
、負圧発生器１０が作動せしめられ手持ち注射器４０が
注入箇所における皮膚に対してノズル１７を当接せしめ
るように位置決めされる。外側スリーブ１４がその先端
において皮膚に対してシールされたとき外側スリーブ１
４及び薬剤キャリア１６の間の環状領域において生成さ
れた負圧が負圧センサ８によって検知される。所望の負
圧レベルが達成されたならば、ノズル１７が注入さるべ
き組織上に適当に安定化せしめられる。次いで、リリー
スバルブ２２は開弁じ、シリンダ２３内のピストン２０
が右方に向って圧縮ガスによって駆動される。次いで、
ピストンロッド２５はプランジャプラグ１２を薬剤キャ
リア１６内に押し込み、従って、この薬剤キャリア１６
は組織内にノズル１７を介して薬剤を注入する。ピスト
ンロッド２５及びプラグ１２はストッパ２６の位置に依
存する距離だけ可動となる。従って基準量の薬剤が薬剤
キャリア１６から組織内に注入される。よって、薬剤キ
ャリア１６の全容量までの所要投薬量が患者の体重に応
じた所要投薬量となる。

調整圧力を有し且つ調整量の圧力ガスがピストン２０及
びプランジャプラグ１２を駆動しノズル１７を経て薬剤
を吐出することは体の組織内への薬剤注入深度を制御出
来る。このようにして、１回の注入ストロークの間に注
入さるべき薬剤の圧力及び量の関係を適当に調整出来る
。

本発明の実施例においては、可変容量チャンバ６の容量
は図示しないネジ作動をプランジャによって調整される
。また、圧力制御器４は通常のネジ作動ダイヤフラム型
装置である。しかしながら、この圧力と容量の双方の調
整は単一のネジ又はスライダによってかなり正確に調整
できる。ただし、この場合圧力レギュレータのダイヤフ
ラム及び容量制御器のプランジャの大きさが適当に定め
られる必要がある。

第２図及び第３図において示される他の実施例において
は、注射器が手持ユニット６０及びこの手持ユニット６
０にケーブル７０を介して接続した別のリモートユニッ
ト８０からなる。

第２図に示したように、手持ユニット６０はスリーブア
タッチメント４５内の薬剤キャリア１６を含み、気圧シ
リンダ２３がシリンダハウジング６２内に形成されてい
る。この点に関し、薬剤キャリア１６は外側スリーブ１
４によって囲まれており、この外側スリーブ１４は、第
１実施例と同様に、ベース１５を有し、この拡径ベース
１５はネジ等によってシリンダハウジング６２に対して
アタッチメント４５を着脱自在とする。

薬剤キャリア１６及び外側スリーブ１４の間の環状スペ
ースは拡径ベース１５内の通路１８及びシリンダハウジ
ング１６に連通する通路１９を介してケーブル７０内の
負圧ケーブル通路７０にノズル１７の近傍の領域からの
負圧形成空気を通過せしめる。気圧シリンダ２３はピス
トン２０を有し、ピストン２０はプランジャプラグ１２
に当接するピストンロッド２５を駆動しこのプランジャ
プラグ１２を薬剤キャリア１６の孔内により深く押し込
み、よって、ノズル１７を経て組織内に薬剤を注入せし
める。気圧シリンダ２３は点線で示された電磁的に調整
自在なストッパ６６を有し、ストッパ６６はピストン２
０及びシリンダ端６４の間に位置してビストンストロー
ク長の調整をなし、薬剤キャリア１６から吐出されて体
の組織に注入される薬剤の量を制御する。ストッパ６６
の位置決めはサーボモータ（図示せず）に対してストッ
プ制御線７６（点線で示す）を介して供給される電気信
号によって電磁的に制御される。同様に気圧シリンダ２
３はケーブル７０内の気圧ケーブル通路７４を介して供
給される気体圧力によって駆動される。

第３図は、リモートユニット８０を示し、このリモート
ユニット８０は電源及び第２図に示された注射器の為の
制御部を有する。図示した如く、リモートユニット８０
はケーブル７０を介して手持ちユニット６０に接続され
ている。

リモートユニット８０は負圧制御弁９５に接続した負圧
発生器９６を含み負圧制御弁９５は適当なインターフェ
ース回路を含む市販のマイクロプロセッサを含む電気制
御ユニット９３によって制御される。本発明の一実施例
においては、負圧発生器９６は圧縮炭酸ガスカートリッ
ジの形状の圧縮ガス源８８を用い通常のベンチュリ突出
器を用いて所望の負圧を形成する。他の実施例において
は、負圧発生器９６は通常の市販の負圧ポンプを用いる
。

本発明の実施例においては、負圧制御弁９５は複数の微
少ソレノイド弁からなり、このソレノイド弁は適当に調
整された異なるオリフィスの中でブリードバルブとして
働く調整ニードルバルブからなり、異なる負圧レベルを
形成することが可能である。この点に関し、り一社製の
ソレノイドバルブＬＦＡＡ０５０３１１８Ｈ及びニード
ルバルブとしてはクリッパードインストゥルメントラボ
ラトリー社のＭＮＶ−１を用いることが出来る。

しかしながら、他の同様な機器を用いることは出来るの
である。また、電磁制御型や手動型の負圧レギュレータ
及びバルブを用いることも出来る。

通常の負圧検知トランスジューサ９４が負圧制御弁９５
における負圧を検知して負圧信号を制御ユニット９３に
供給する。

トランスジューサ９４はオメガエンジニアリング社製（
７）Ｐ２４１−０５ＮＧ５Ｖ　（０乃至２０Ｈｇ負圧）
の負圧検知トランスジューサであってもよい。同様な機
器が用いられることは言うまでもない。

所望の負圧レベルが制御ユニット９３内のアップダウン
電子負圧セレクタ９８によって操作者が調整出来る。セ
レクタ９８はバルブ９５を制御しバルブ９５は負圧発生
器９６によって得られる負圧を制御する。この負圧はト
ランスジューサ９４によって検知されフィードバック信
号が制御ユニット９３に供給される。また、この負圧は
ケーブル７０内の通路７２を介して手持ユニット６０に
供給される。

リモートユニット８０は、更に、圧縮ガス源８８、電気
圧力調整器８９、電気調整可変容量チャンバ９１、可変
容量チャンバ９１内の圧力を検知するための電子圧力セ
ンサ９０及びレリースバルブ９２を有する。この点に関
し、圧力調整器８９は通常の圧力レギュレータである。

しかしながら、微小ソレノイド弁を用いて簡便化するこ
ともできる。いずれにしても圧力制御器８９は圧力セン
サ９０によって検知されるチャンバ９１内の圧力に応じ
て制御される。この後者としてオメガエンジニアリング
社製のモデルＰＸ３０５−５００Ｇ　Ｉ（０乃至５００
　ｐ、ｓ、１）の圧カドランスジューサが用いられる。

しかしながら、このような通常の機器は本発明の一部を
なすものではなく、これ以上の記述は避ける。

電子制御ユニット９３はセンサ９０からの圧力信号を受
けて圧力制御器８９、可変容量チャンバ９１、市販のソ
レノイドバルブの如きリリースバルブ９２に所要の制御
信号を送る。第１実施例に対応するように、リリースバ
ルブ９２から供給される気圧がケーブル７０の通路７４
を介して手持ユニット６０に供給される。

所望の注入圧が操作者によって制御ユニット９３内のア
ップダウン電子圧力セレクタ９７を介して調整される。

可変容量チャンバ９１の容積も制御ユニット９３内のア
ップダウンセレクタ８２を操作者が操作することによっ
て調整出来る。この点に関し、第１実施例と同様に、容
量セレクタ８２及び圧力セレクタ９７は電子制御ユニッ
ト９３内において適当に組合せられて、注入深度の制御
の為の単一の調整セレクタを構成するように出来る。更
にストッパ６６（第２図）の調整は制御ユニット９３内
の投薬量セレクタ８３を操作者が操作することによって
予め選択することが出来る。

すなわち、制御ユニット９３からの適当な制御信号がケ
ーブル７０内のストップ制御ラインを介してストッパ６
６の調整用のサーボモータに供給される。

使用の準備において、手持ユニット６０は適当量の薬剤
によって充填された薬剤キャリア１６が装着される。リ
モートユニット８０の負圧セレクタ９８が、次いで、調
整されて負圧検知トランスジューサ９４によって検知さ
るべき所望負圧インターロックレベルが選択される。適
当な注入圧力セレクタ９７及び体積セレクタ８２及び適
当な薬剤投薬量が投薬量セレクタ８３によって選択され
る。

この点に関し、セレクタ８３，８２，９７．及び９８は
適当な手動アップダウンスイッチであり、これらのスイ
ッチは記述した如く電子制御ユニット９３にコマンドを
発する。例えば、セレクタ８３は、制御ユニット９３を
介してサーボモータ機構にコマンドを供給しこのサーボ
モータ機構はネジ機構によって調整ストッパ６６（第２
図）を調整する。手持ユニット６０は、次いで、注入箇
所の皮膚にノズル１７を当接せしめるように位置決めさ
れる。外側スリーブ１４の自由端が皮膚に対してシール
されたとき外側スリーブ１４及び薬剤キャリア１６の間
の環状領域において形成される負圧がケーブル７０を介
してリモートユニット８０に供給されて上記した負圧検
知トランスジューサ９４によって検知される。ノズル１
７が注入さるべき組織に対して適当に安定化せしめられ
ることを示す所望のインターロック負圧レベルが達成さ
れると、リリースバルブ９２が開弁じ、気体圧力がケー
ブル７０の通路７４を介して手持ユニット６２内のシリ
ンダ２３に供給される。よって、シリンダ２３内のピス
トン２０が第２図の右方に向ってこの圧縮ガスによって
駆動される。よって、ピストンロッド２５がプランジャ
プラグ１２を薬剤キャリア１６内に押し込んで薬剤をノ
ズル１７を介して所望の組織に所望の深さにて注入する
のである。この点に関し、ピストンロッド２５及びプラ
ンジャプラグ１２はストッパ６６の位置によって定まる
距離だけ移動して、所定量の薬剤が薬剤キャリア１６か
ら吐出せしめられる。

以上好ましい実施例を参照して本発明を説明したが同業
者にとって本発明の精神を逸脱することなく種々の変形
がなされ得ることは理解さるべきである。例えば、リモ
ートユニット８０が電子制御技術を用いたものとして説
明されたが第１の実施例において用いた如き機械的制御
を用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による負圧圧着無針注射器の実施例を
示す縦方向断面図、第２図は、本発明による注射器の他
の実施例の手持ち部分の縦方向断面図、第３図は、第２
図に示した手持ち部分に協働するパワー制御ユニット部
を示すブロック図である。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・圧縮ガス供給手段 ４・・・・・・圧力制御器 ６・・・・・・可変容量チャンバ ８・・・・・・負圧セνす １０・・・・・・負圧発生器 １４・・・・・・外側スリーブ １６・・・・・・薬剤キャリア １７・・・・・・ノズル ２０・・・・・・ピストン ２２・・・・・・リリースバルブ ２３・・・・・・シリンダ ２６・・・・・・ストッパ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）薬剤を保持する薬剤保持手段と； 負圧を生成して前記負圧を負圧系に供給する負圧発生器
   と； 前記負圧系に連通した組織安定化手段と； 前記負圧系内の負圧を検知する負圧検知手段と；加圧流
   体源と、 前記加圧流体を解放する解放手段と、 前記加圧流体源に接続して前記解放手段による圧力解放
   に応じて前記薬剤保持手段から前記薬剤を加圧吐出する
   作動手段と； 前記負圧検知手段によって制御されて前記負圧系すなわ
   ち前記組織安定化手段内の負圧が所定値に達するまでは
   前記作動手段の作動を禁止するロック手段と からなることを特徴とする負圧圧着無針注射器。 ２）前記加圧流体の圧力を検知する手段及び前記加圧流
   体の圧力を調整する手段を有することを特徴とする請求
   項１記載の注射器。 ３）前記ロック手段が前記作動手段の作動の禁止を解除
   する負圧レベルを選択する手段を有することを特徴とす
   る請求項１記載の注射器。 ４）前記作動手段の作動に用いられる加圧流体の体積を
   調整する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   注射器。 ５）前記作動手段は、気体シリンダ及びピストンを含み
   、更に、前記ピストンのストローク長を調整して吐出さ
   るべき薬剤の量を制御する手段を有することを特徴とす
   る請求項１記載の注射器機。 ６）組織体内に薬剤を注入する負圧圧着無針注射器であ
   って、 薬剤を保持しかつ組織体近傍に位置決めされる薬剤吐出
   口を有する薬剤保持手段と； 前記薬剤保持手段の吐出口を囲み前記組織体近傍に位置
   する組織安定化手段と； 前記組織安定化手段に供給さるべき負圧を生成して前記
   組織体及び前記組織安定化手段の間にシールを形成して
   前記組織が前記薬剤吐出口に対して移動しないようにす
   る負圧発生手段と； 前記組織安定化手段内において生成された負圧を検出す
   る手段と； 加圧流体源と； 前記組織安定化手段における所望のレベル負圧が形成さ
   れたとき前記加圧流体を解放する解放手段と； 前記解放手段により解放された加圧流体に応答して前記
   薬剤吐出口から前記薬剤を加圧吐出せしめる作動手段と
   ； 前記負圧検知手段によって制御されて前記組織安定化手
   段内の負圧レベルが所定レベルに達するまでは作動手段
   の動作を禁止するロック手段とを有することを特徴とす
   る注射器。７）前記作動手段によって供給される薬剤量
   は可変容量チャンバによって制御されることを特徴とす
   る請求項８記載の注射器。 ８）手持ちユニット及びリモートユニットからなり、前
   記手持ちユニットは前記薬剤保持手段、前記組織安定化
   手段及び前記作動手段を含み、かつ多通路ケーブルを介
   して前記リモートユニット内の真空発生手段及び加圧流
   体源を接続していることを特徴とする請求項８記載の注
   射器。 ９）組織体内に薬剤を注入する負圧圧着無針注射器であ
   って、 薬剤を保持しかつ前記薬剤を前記組織体に注入するオリ
   フィスノズルを有する薬剤保持手段と；前記オリフィス
   ノズルを囲む組織体安定化手段と； 負圧を生成し、前記負圧を前記組織安定化手段に負圧通
   路を介して供給して前記組織安定化手段をして前記オリ
   フィスノズルを前記組織体上に正しく位置決めせしめる
   負圧発生手段と； 前記負圧発生手段によって生成された負圧レベルを調整
   する手段と； 前記負圧発生手段により生成される負圧レベルを検出す
   る負圧センサと； 加圧流体源と； 前記加圧流体の圧力を調整する手段と； 所定レベルの負圧の生成に応じて前記加圧流体を解放す
   る流体解放手段と； 前記加圧流体を受けて前記薬剤を前記組織体へ注入する
   気体シリンダと； 前記気体シリンダに供給される流体量を調整する手段と
   、 前記オリフィスノズルから吐出される薬剤量を制限して
   組織体内に注入される薬剤量を調整する手段と； 前記加圧流体が前記組織体に対して前記オリフィスノズ
   ルが正しく位置決めされたことを示す所定レベルの負圧
   が形成されるまでは前記気体シリンダに供給されないよ
   うにするインターロックカップラと； からなることを特徴とする注射器。 １０）負圧圧着無針注射器を用いて組織体内に所望量の
   薬剤を注入する方法であって、 適当量の薬剤によって薬剤キャリアのオリフィスノズル
   を充たし、 組織体上の所望位置に前記オリフィスノズルを位置決め
   し、 前記オリフィスノズルが接触した部位の組織体に負圧を
   与えて組織体を固定し、 前記組織体に与えられる負圧の所望レベルを選択し、 前記組織体に与えられる負圧を検出し、 前記オリフィスノズルから吐出すべき薬剤量を制御し、 前記組織体が固定された後、前記薬剤キャリアから前記
   組織体内に前記薬剤を注入することを特徴とする方法。