JP2002511776A - 皮下流体ディスペンサ - Google Patents

皮下流体ディスペンサ

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Abstract

(57)【要約】 本発明は流体を体内へ注射するジェット式注射器(1)である。ジェット式注射システム(703)は、注射されるべき物質を保持するカプセル(820,846)と、カプセル(846)に対して力を付与して注入物質を排出させる装置(848)と、夫々の物質に対するジェット流を体内へ導く穿孔器(882)とを含んでいる。調速錘(8)システムは、注射圧力を発生すべく記述されると共に、ラッチ装置(18)は調速錘(8)システムを制御する。一種より多い流体を注射する注射器システム(840)が記述される。

Description

【発明の詳細な説明】 皮下流体ディスペンサ 関連出願 本願は、1987年6月8日に出願されるとともに今は放棄された米国特許出願第 07/059,620号の包袋継続出願である1989年4月7日に出願されさた米国特許出願 第07/336,636号の一部継続出願である1992年1月8日に出願された米国特許出願 第07/818,235号の一部継続出願である1994年6月3日に出願された対応米国特許 出願第08/253,416の一部継続出願である。 発明の背景 発明の分野 本発明は、流体の皮下注射用の装置に関する。先行技術の説明 皮下流体ディスペンサは2つの大きな範疇に分けられ、すなわち、注射針式皮 下ディスペンサ、および、ジェット式注射器の如き針無し注射器である。これま で、世界保健機構(WHO)または軍隊により課された大掛かりな免疫プログラムで は特にジェット式注射器が有用であり、例えば、単一のセッションで免疫化され るべき対象物の数が極めて多い(セッションあたり200本以上の注射)場合に有用 である。しかし乍ら近年、セッションあたりに注射される対象物の数が40本以下 の注射と比較的少ない場合でも、世界中のWHOの保健センターにおける多くの通 常的な免疫化に対しジェット式注射器が有用であることが分かってきた。 概略的には、注射針式接種と比較してジェット式接種は外傷が少なく、オペレ ータの訓練が少なく、単位時間あたりの多くの処理数を許容する。 注射針式皮下注射器および高圧ジェット式注射器はいずれも広範囲に使用され ているが、現在において公知の装置は人間および動物などの注射に関して深刻な 不都合点を有している。従来のジェット式注射器では順次の注射に対して同一の オリフィスが使用されたときに交差感染が起きると強く信じられており、AIDS( 後天性免疫不全症候群)の蔓延において注射針式注射器が関連した問題は、今日 の注射針式システムの普及を回避する上で十分な動機である。しかし、人々が然 るべき指示および適切な習慣に従って注射針式注射器を使い捨てることは期待で きず、一部の人々は安全な習慣に対する知見または関心が無く、注射針を再使用 する傾向がある。 現在の技術状況としては他の重大な欠点があるが、これは、人間および牛およ び豚などの大きな動物の接種に関するものである。大きな動物の場合、ワクチン 、ビタミン、薬物およびホルモンを注射する為に使用された注射針は膿瘍および 傷跡の生成を介して食肉の主要部分を損傷し、事業に対する深刻な経済的損失に 帰着することが多い。多くの場合、これらの要因は一層一般的である、と言うの も、事業においては通常的習慣である如く複数の注射に対して使用されたときに 注射針式注射器は先鋭さが無くなりまたは曲がってしまうからである。これに加 え、食物製造用動物における交差感染の認識が高まって来たことから、農業指導 者たちは動物の注射に対して注射針を再使用しないことを推奨している。更に、 複数の種類の注射が同一の期間に予定されることは全てが例外では無く、これは 人間および動物に対してそうである。しかし乍ら、受容者によっては反復した注 射は通常は抵抗が大きく、処理も相当に高価になる。従って、他の重大な欠点は 、ひとつ以上の物質が同時に注射されれば克服されるであろう。 適切に構成されたジェット式注射器は、相互汚染の問題ならびに同時に1種類 より多い注射が必要とされる場合の問題を減少する最適な機会を提供すると共に 、注射プロセスに関与する人々の訓練時間を減少し得る。もし動物および人間の 両者に対して注射器が効果的であれば、単位時間あたりの多数の処理が可能であ ろう。一定数の動物が各日に注射を受ける場合、牛肉および酪農工業においては 多数の処理が重要である。これは、子供に対する複数のワクチンに関しても同様 である。 牛皮などの大きな動物の皮(hide)は極めて厚く、1/8インチ乃至3/8インチ以上 の厚みになることも多い。皮は、体毛、頑丈な外側層、およびその後の真皮を含 むが、その内側表面は、皮と筋肉と分離する皮下(“サブ-Q”)層で始まるラバー 状の界面(inerface)を有している。畜牛において、注射は首、脚または後4分体 (hind quarter)に与えられるのが通常である。公知のCO2駆動ジェット式注射器 が安楽死されたばかりの乳牛に関して実験的に試験され、注射部位は直ちに病理 学者により調査された。注射は筋肉内の所望の深度まで貫通することは希である ことが確認された。 一方、これまでに開示された電気作動式の針無しインジェクタはバッテリを要 することが多い、と言うのも、注射が与えられる辺鄙なまたは隔離された地域で は標準電源が利用できないからである。これらの場所で免疫プログラムに従事す る人々は、これらのバッテリの処理を懸念し、再充電可能なバッテリの使用推奨 に至った。実際、標準電源から離れて使用された電気動力式注射器の使用は、処 理されるべきバッテリが無く、更に十分な電力が利用可能であれば、増大される であろう。 “オリフィス”と称される、針無し注射器の出口経路は付加的な問題を呈する 。オリフィスは一般的に.004インチ乃至.014インチの範囲である。多大 な実験を行ったところ、深い注射を行う特定の注射部位に対して実際に構造が完 全であり直径が最適化されていなければ、これらのオリフィスは深い注射に対し ては有効でないことが分かった。もしオリフィスの構成が不完全であれば、動物 の厚い皮を貫通することができず、注射されつつある血清または他の生成物に圧 力が付与されるか否かに関わらず、十分な深い注射は生じない。.004インチ乃至 .014インチの範囲の直径を有すべく不完全に構成されたオリフィスが、2,000乃 至10,000psiもの高い注射圧力で使用されたとしても、有効な深い注射は可能で はなかった。 針無し注射が行われる速度を大きくすることにより、全体投与量が高速のジェ ット流により動物の体に入ることが重要である。また、動きがあると初期貫通点 の喪失を引起こし、注射が失敗することもある。乳牛に関して上述した如く、場 合によっては注射は3/8インチ以上の皮厚をクリアし、筋肉内(“IM”)注射を達 成せねばならない。良好なIMの注射成果を得るには、注射の速度、オリフィスの サイズ、ジェット流の品質、および、動かないことが必要である。注射物質がIM 注射に対して設計されたときに、これらの特性が完全に満足されず、または、ジ ェット流が故障したとすれば、流体は真皮内にまたは代わりに皮下層内に残留し 、効率の低いまたは総体的に無駄な注射に帰着し得る。 皮下流体を保持すべく現在において公知のコラプシブル本体または容器(以下 においては概略的に“容器(container)と称する)は、コラプシブル容器に対して 十分な圧力が付与されたとしても、必要な流体を容易に提供しない。また、コラ プシブル容器は、十分な圧力がコラプシブル容器に付与されたときに内容物を適 切に混合する為に存在しているのではない。 現在の針無しジェットインジェクタ・システムは極めて高価である。一例とし てこれらのシステムは、人間のIM注射に対して約1,700psi以上の高圧 に耐えるに十分な壁厚を有する使い捨てカプセル内に、血清または他の注入流体 を導いている。 ジェット式注射器システムに伴う別の問題は、もしユーザが適時に装置を完全 に洗浄しなければ、システムが注入物質により“不調になる(gum up)”ことであ る。この処理は、畜牛などの現場使用などの状況によっては、利用できる時間お よび設備に関して不可能では無くとも困難である 而して、乳生産量を増加すべきBST成長ホルモンなどの注入流体は、水より高 い粘度を有している。もし低温により流体が更に粘性となれば、適切な注射は可 能でない。現在は、注入流体に対する温度測定システムは入手できない。 発明の要約 本発明の目的は、ワクチン、血清、成長ホルモン、ビタミン、栄養素などの物 質を生体内に注射する優れた注射システムを提供するにある。 本発明の別の目的は、上記タイプの物質を体部内に注射し、注射プロセスの間 に体部が幾分か動いても有効な注射を獲得するシステムを提供するにある。 本発明の更なる目的は、体部の厚い外側層を通して上記タイプの物質を効果的 に注射すると共に、内部領域が所望ターゲット領域である場合には該領域にて、 高速の貫通ジェット流を均等に分配するシステムを提供するにある。 本発明の更に詳細な目的は、上記タイプの物質を、厚皮を有する畜牛などの大 きな動物に注射する注射システムを提供するにある。 別の目的は、当該単一のまたは複数のコラプシブル容器に対して十分な圧力が 一旦付与されれば、動物または人間に対して注射されるべき物質を保持する優れ た単一のまたは複数のコラプシブル容器を提供するにある。 更なる目的は、当該単一のまたは複数のコラプシブル容器に対して十分な圧力 が一旦付与されれば、注射されるべき異なる内容物を混合し得る、注入物質を保 持する優れた単一のまたは複数のコラプシブル容器を提供するにある。 そして更に別の目的は、注射されるべき物質を保持する薄壁キャビティを備え た低コストのカプセルを有し、動物および人間の体部内に上記タイプの物質を注 射するジェット式注射器システムを提供するにある。 他の目的は、大投与量の物質を動物および人間に注射する為、または、複数の 生成物を一度に注射する為に必要な時間を効果的に減少する複数オリフィスを有 する効果的な注射システムを提供するにある。 別の目的は、異なる箇所および/または異なる注射深度にて複数の生成物の各 々を投入する手段を提供するにある。 更に別の目的は、単一または複数の生成物の注射に対する注射部位痛覚を抑制 する手段を提供するにある。 別の目的は、注射部位痛覚を鈍くする電気刺激を提供するにある。 更なる目的は、一定の条件が満足されるまで当該システムの起動を防止す る注射システムの提供にある。 別の関連目的は、それを貫通して注射が為されるべき表面に対して飛散防護リ ングが適切に接触したときにのみ起動可能なトリガを有する注射システムを提供 するにある。 本発明の別の目的は、一群の動物または人間が既に特定の注射を受けたことの 標識としての注射部位マークまたは記号を自動的に提供するにある。 付加的な目的は、注射装置の無権限使用を防止するにある。 更に詳細な別の目的は、システム内にアクセス・コードが最初にキー入力され たときにのみ起動可能なトリガを有する注射システムを提供するにある。 本発明の更に別の目的は、体部の外側層を貫通前進して好適な注射部位にて注 入物質の更に効果的な分散を獲得すべく設計されたハイブリッド注射針/オリフ ィス組合を有する注射システムを提供するにある。 更なる目的は、注射プロセスの間に動物が動いたとしても当該システムが損傷 されない様に構成された、動物に対するハイブリッド/オリフィス組合ジェット 式注射器システムの提供である。 また、太陽エネルギにより再充電され得るバッテリまたは蓄電器を有する注射 システムを提供することも本発明の目的である。 本発明の別の目的は、ソーラ駆動型ジェット式注射器システムと、中央電力供 給所へのアクセスから離れた辺鄙な箇所においてジェット式注射器に動 力を供給する太陽発電器を提供するにある。 別の目的は、接近を実現することが困難な動物から相当の距離における注射を 許容する、軽量で操作が容易な注射システムを提供するにある。 本発明の別の目的は、人間および動物の生体などの対象物の自動注射用のロボ ット式注射システムを提供するにある。 本発明の付加的な目的は、当該システムをリザーバに接続する交換式構成要素 を備えた注射システムを提供するにある。 更なる関連目的は、注射チャンバおよび一体オリフィスへの接続の為の交換式 構成要素を備えた注射システムの提供するにある。 別の目的は、注射時に凍結乾燥内容物を混合する注射システムを提供するにあ る。 本発明の更に別の目的は、常設薬物チャンバに関して使用される、交換式出口 チャネル、オリフィス装置および/または交換式注射針装置を有する注射システ ムを提供するにある。 本発明の更なる目的は、注射されるべき物質の温度を測定する温度モニタを提 供するにある。 別の関連目的は、もし温度がスレッショルド値以下に降下すれば注射システム を使用禁止とする、注射システム用の温度監視装置の提供である。 本発明の概略的目的は、動物および人々に対して注射を行う、効率的で、効果 的で、しかも経済的なシステムを提供するにある。 他の目的は、以下の記述および添付の請求の範囲から明らかとなろう。 本発明の一形態は、動物の皮を介した注射プロセスの迅速な完了を可能とする 。この形態は、当該短寸穿孔部材を介した高圧の下で流体を注射するジェットシ ステムを備えた短寸穿孔部材を備える。注射の箇所に依存し、該ハイブリッド組 合せの穿孔部材は1/8インチ乃至3/8インチ以上の長さを有すると共に、挿入を容 易とする為の傾斜点により外科的に尖鋭である。穿孔部材が動物の皮に圧入され るとき、それは係留点を形成し、注射を行う人員または動物による不都合な動き のリスクを排除する。この有利な係留点からの高圧で高速のジェット流は皮また は硬質外側層上の体毛により偏向されないことからジェット流は緊密に結びつい たままである。尖鋭で傾斜された注射針ポイントは異物を皮内へ押しやるのでは なく側方へ動かす。ハイブリッド組合せの穿孔部分は皮を貫通して延伸すること から、もしこれが選択された注射部位であれば、動物の皮下層または筋肉内領域 に到達するに必要な注射圧力は小さい。従って、必要とされるモータトルクは低 く、同一回数のショットに対しては先行技術システムよりも小さな動力源を許容 する。これに加え、ハイブリッド組合せのオリフィス部分のサイズは増大可能と されて注入物質の更に速い放出を提供することから、同一の注射時間ではより多 くの投与量を許容する。当該システムの低コストのモータと動力源ならびに小寸 性および軽量性により、その使用は更に経済的かつ容易とされる。 低コストであることから、上記穿孔器/オリフィスの組合せは各使用後に廃棄 可能であり、相互汚染を更に排除する。本発明の別実施例は保護的な格納チャン バを取り入れており、該チャンバには注射が完了した後にハイブリッド穿孔器が 引込まれ、引き続く再使用に対して注射針部分にアクセス不能とし、相互汚染を 阻止する更なる手法を提供する。穿孔部材を介してジェッ ト注射が与えられたとき、上記組合せのオリフィス部分は注射針部分が筋肉を貫 通することなく緊密に結びついて均等に分散されたジェット流を生成し、これに より、先行技術の注射針注射による食肉業界における大きな経済的損失を回避す る。 本発明の別の側面は、注射されるべき1種以上の物質を保持するコラプシブル 容器であって、該容器に畳込圧力が付与されたなら物質を注射して該容器から物 質を押し進める注射針装置を有するコラプシブル容器の提供である。 本発明の更なる変更例は皮下システムに対するコラプシブル容器であって、注 射の為に組合されるべき成分用の保持容器またはリザーバ(以後は概略的に“リ ザーバ”と言及する)と、当該コラプシブル容器に十分な圧力が付与されたとき にリザーバを貫通して成分を混合せしめる注射針装置とを有するコラプシブル容 器の提供である。 本発明の別形態は、ジェット注射処理により一般的に使用される圧力にカプセ ルが耐え得ねばならないとしても、注射されるべき物質を保持する低コストで薄 壁のカプセルの使用を可能とする。本発明のこの変更例に依れば薄壁カプセルは 銃身と類似した拘束構造(restrain structure)内に保持されるが、これは、高圧 の結果としてカプセルが膨張、破裂または漏出するのを保護する役割を果たす。 薄壁カプセルを用いた拘束構造の使用により、従来の注射針/注射器システムに より経験されたものよりも低いコストで、しかも注射針に関連する危険性の全て を伴うこと無く、動物および人間の集団免疫接種が可能とされる。拘束構造およ び薄壁カプセルは、従来の注射針注射に対する要件を排除すると共に、先行技術 システムの高コストの厚壁カプセルも排除する。厚皮動物への高圧注射に対して も上記拘束構造および薄壁カプセルと共にハイブリッド穿孔器/オリフィスの概 念は使用され、この用途に対す る経済的な手法を実現できる。 本発明の別の側面は、これまでに可能であったよりも多くの投与量の注入物質 の高速注射を可能とする複数オリフィスを備えたジェット式注射システムである 。オリフィスの個数は概略的に、注射が何倍の早さで為され得るかの値に等しい 。複数オリフィスは、相当に大きな表面パターンが麻酔されねばならない形成外 科などの人間に対する手術に使用可能であり、または、複数のカプセルと組合さ れると共に近接進入点にて一種以上の血清生成物を同時に投与し、且つ、好適で あれば、各進入点における各生成物に対して異なる深度を提供することにより注 射部位における生成物の混合を更に抑制し得る。 痛覚の可能性をより良く除去すべく、本発明の別の側面は電気刺激を与えて注 射部位を知覚麻酔する。この技術は特に、高速のジェット流または注射針のいず れかによる複数の同時進入点による痛覚の更なる危険性に対して有用である。 本発明の更に別の変更例は、付加的な所定条件が満足されるまで本発明のシス テムの起動をディスエーブルとする。この変更例の実施例は、トリガなどの起動 部材と直列な第2スイッチである。 遠隔地におけるバッテリ動力式のジェット式注射システムに伴い得るバッテリ 処理の問題を排除すべく、本発明の別実施例は、電気的インジェクタの低電力要 件を励起する方法を活用する。この実施例のひとつの変更例は、軽量で低コスト の延長ワイヤを備えた単一注射器または複数のインジェクタに対して接続された 比較的小さなゲル電池または電解液バッテリを取入れている。例えば、伝染病の 免疫化要件を処理する遠隔地の保健センターにて同時 に複数の注射器が作動され得る。インジェクタに対する動力源は、利用可能であ れば移送車両から直接的に再充電可能である。斯かる再充電はまた、安価な低電 力ソーラ充電または大容量の太陽発電器による直接駆動に由来し得る。本発明に 従うこれらの再充電システムは、送電電力、または、更に高価で通常は運搬し難 い発電器、二酸化炭素タンク、油圧および壊れやすい足漕ぎペダルの必要性を排 除する。 本発明の別変更例は、ロボット式システムである。畜牛の群れが畜舎に進入す るとき、それらは通常は分離シュートを通過する。注射されるべき動物は電子的 に識別されると共に群れから分離される。斯かる識別はタグまたはバーコードで 行える。本発明の該変更例によれば、分離された動物は拘束されると共に、ロボ ット式に作動するジェット注射器の長寸アームは拘束された動物に注射を行い、 完了したときに解放される。 ロボット式システムの長寸アームに対する関連変更例においては、長寸アーム 手動システムには、注射機構と、ターゲット端における表面接触可能ヘッドおよ びユーザ端における起動トリガが配備される。この実施例は、豚などの大きな動 物の注射に対して有用である、と言うのも、斯かる動物への接近は困難且つ/又 は不都合なこともあるからである。斯かるシステムはロボット式アームの取外し および手動モードによる使用を許容する。延長されたアームの概念は、全体的に 独立した手動システムとして提供され得る。 本発明の別の側面は、自動マーキングシステムを備えている。この自動マーキ ングシステムは、相互に近接した多数の動物または人間に関して使用される。該 システムは注射ノズルに近接したノズルを含む。注射が与えられたとき、マーキ ングシステムは自動的に対象物をマークする。非毒性の染料であるべきマーカは 好適には、その期待寿命が注射間の時間を超えない如きものである。一色以上の 染料などを使用する種々の目印は、複数の注射を区別 可能とする。この様にしてユーザは、多数の近接する動物および/または人間の 一団の内でどれ/誰が特定の生成物により既に注射されたがを識別することがで き、いずれも注射から見逃されることが無く且つ一度以上注射されることもない 。 本発明の別の変更例は、当該装置に対する適時の洗浄をユーザが失念したとす ればジェットインジェクタに影響を与えることも多い“不調(gumming-up)”の排 除を含んでいる。本発明のこの変更例に依れば、ジェットインジェクタは、投与 されるべき各血清の一体的ユニットとして、注入物質を有するリザーバへの接続 の為の管、チャンバおよびオリフィスを有すると共に、これは、一種以上の血清 を同時に投入するに必要な要素の全てを含む単一複合システムとしてガンの中に 挿入される。一連のショットの間、単一のまたは複数の注入流体は単一のまたは 複数のチャンバ内に吸引されえ、一体化されたオリフィスシステムを介して注射 が与えられる。一連のショットの全てが完了したとき、一体的ユニットは取外さ れて廃棄される。何らかの注入流体に接触するのは着脱式で使い捨て型の一体的 ユニットであり;ガン自体は一切流体に接触せず、不調(gum-up)とはならない。 このシステムは、各流体に対する単一ショットの使い捨て型オリフィスおよび穿 孔器と共に使用され、相互汚染を排除し得る。図面の簡単な説明 本発明は添付図面を参照して示される。 図1および図4は、本発明に係る二重接種ジェット式注射器の側断面図である 。 図7は図1および図4のインジェクタでの使用の為に改変された体部リング・ ガードの部分的斜視図である。 図8は、図4および図7のインジェクタで使用される為に改変されたノズ ルの概略図である。 図2および図5は、図1および図4の新しいインジェクタが夫々内部に設置さ れたジェット式注射器システムの断面図である。 図3および図24は、注射器が部分的に消費された図2および図5のジェット 式注射器システムの側断面図である。 図9は、注射圧力を生成する図2、図5、図3および図24のスプリングの代 替物としてのフライホイル・システムを示す概略図である。 図10は、図9の調速錘が最内側位置に在るときの機械的ラッチの断面図であ る。 図11は調速錘が最外側位置に在るときの最終解除にある図10のラッチを示 している。 図12は、ロック位置における回転油圧ラッチを示している。 図13は、注射処理に対する力の直接駆動を行う装置の概略図である。 図14A,14Bおよび図18は、図2または図25のジェット式注射器シス テムの制御、監視およびモータ駆動回路の一実施例の概略図である。 図15および図16は、図2および図25のジェット式注射器システムにおけ るモータ駆動回路に対する代替実施例の概略図である。 図17は、図14A,14Bに示されたに動力スイッチの代替実施例である。 図19および図23は、本発明の別実施例に係る注射針式皮下注射器の側断面 図である。 図24は、本発明の別実施例に係る多重接種型ジェット式注射器システムの概 略ブロック図である。 図25は、本発明に係るジェット式注射器の別実施例の斜視図である。 図26は、ディスペンサ内に位置せしめられたN個の未使用注射器を備えた新 しいマガジンを備えた、図25に示されたインジェクタの誇張斜視図である。 図27は、使用済の注射器を備えた図26に示された誇張マガジンを示す図で ある。 図28はジェット式注射器の斜視図であり、再充電可能動力源は着脱式モジュ ールであり且つ多重投与容器は注射ヘッドに接続されて多数の対象物に対する注 射処理の迅速な継続を許容している。 図29は使用中における図28の実施例の斜視図である。 図30は、代替的な電動力源により駆動され得る注射器を示す本発明の別実施 例の形態である。 図31は、高圧注射チャンバ内に薄壁カプセルを使用する、本発明の別実施例 に係るジェット式注射器システムの分解斜視図である。 図32は、本発明の別実施例に係る使い捨て型の不調耐性サブシステムの斜視 図であり、交換式血清容器、接続ホース、注射チャンバおよび出口オリフィスを 単一ユニットとして有している。 図33は、単一注射チャンバからの多重出口オリフィスを示す部分的斜視図で ある。 図34は、夫々が自身の出口オリフィスを有する多重独立注射チャンバを示す 、本発明の別実施例の斜視図である。 図35は、図34の多重チャンバシステムからの単一注射チャンバおよび出口 オリフィス詳細な斜視図である。 図36は、本発明の別実施例に係るロボット式アームによるジェット注射を受 けている乳牛の斜視図である。 図37は、新しいカートリッジが内部に設置された図25のジェット式注射器 システムの部分的側面図である。 図38は、カートリッジが破砕された図25のジェット式注射器システムの部 分的側面図である。 図39は、先行技術の注射針および注射器を使用して注射部位内に注入剤が導 入されたときに注射の後に生じる、“プール形成効果(pooling effect)”を 示す概略図である。 図40は、本発明の別実施例に係る、挿入前のカプセル化穿孔器を示す概略図 である。 図41は、本発明の実施例に係る傾斜尖端を備えた穿孔器の側面図である。 図42は、保護シールドが完全に圧縮されて動物の皮内に挿入された図40の 穿孔器の概略図である。 図43は、先行技術システムの下でジェット流に対する進入点が皮の外表面で あるときの、ジェット流が劣化した注射システムの概略形態を示している。 図44は、穿孔器の入力チャネルに配置された従来のジェット・オリフィスを 備えた穿孔器の概略図である。 図45は、着脱式穿孔器を備えた常設ジェット・オリフィスを示す、本発明の 実施例の概略図である。 図46は、本発明の別実施例に従って穿孔器の出口端に配置されたジェット・ オリフィスを概略的に示している。 図47は、本発明の更なる実施例に従う、高速ジェット流に対して用意された 注射部位をストレッチして戻り止めする役割を果たす極めて短寸かつ平坦で非鋭 利な筒状オリフィスの概略図である。 実施例の詳細な説明 図1は、保護カバー110内に格納された液体充填ジェット式注射器またはディ スペンサ1を示している。図1のジェット式注射器は、液体充填ベローズ100; 一対のガイドロッド凹所111および112を備えるフロントプレート102、ベローズ1 00の小寸直径よりも僅かに大きな内径を有する1組の薄寸ワッシャ116、ガイド ロッド凹所111および112と開口105および106と整列されたワッシャ116の各々の 一対の孔117;図7に示された非対称パターン901を備えてディスペンサと皮膚と の間の摺動を防止する離間ガードリング 103;(図8に相当に詳細に示された)出力ポート109を備えた使い捨て型で交換式 の出口ノズル101;溝114を備えたハンマ113;および、バックプレート104を備え ている。ガードリング103は、図7および図8に夫々示された特徴を好適に有し ている。図7のリング103の端部の非対称パターン901は、ディスペンサと、注射 されつつある人の皮膚との間の摺動を防止する。ノズル101は図8の螺条付きな どとされた端部903を有することから、それは使い捨て型で交換され得る。バッ クプレート104は、図2および図3のシステム内にジェット式注射器カートリッ ジが設置されたときに一対のガイドロッドを受け入れる、ワッシャ116の孔117と 整列された開口105および106;および、図2のシステムの駆動スプリング227を 受容する凹所107を形成するリング115を備えている。図1の注射器は、例えば成 長ホルモンの投与の為の使い捨て型インジェクタまたは多数の常設再使用可能イ ンジェクタとされ得る。従事者は図4に示された多数のカートリッジをベルトホ ルスタ内に携帯し、または、図28および図30に示された如く単一の大寸容器 またはザック内に担持し、注射チャンバにホースを接続できる。出力ポートは、 セラミック、プラスチック、ガラスまたは金属で作成可能であり、且つ、着脱交 換式または注射ヘッドの常設部材とされ得る。いずれの場合にも、そのサイズお よび形状、すなわち、丈、直径および流路角度形成が層流を提供する予備形成金 属または他の十分に頑丈な部材を最初に挿入することにより形成された流れオリ フィスを有する鋳造出力ポートを作成することにより、装置の経済性は改善され る。オリフィスを形成する他の可能な方法としては、レーザ穿孔、水噴流切断お よび電子ビーム切断が挙げられる。 図2は、図1の新しいジェット式注射器が内部に設置された皮下ジェット注射 器システムの実施例を示す断面図である。図2のシステムは概略的に:ハウジン グ220;(図2には不図示の)図3および図4の制御、監視および表示配置構成; 電気駆動モータ221;螺条部分223を備えたモータ出力軸222; 螺条223と係合する内部螺条225を備えたローディングハンマ224;エネルギ蓄積 スプリング227;本明細書中で図3に関して後述する磁気抵抗変換器シールド226 ;ベローズ100と整列してこれを支持する役割を果たす一対のガイドロッド228お よび229;保持ラッチ238および239;および、上記戻り止め232および233、従動 スプリング230および231、並びに、従動ブロック234および235を備えている。図 2には、戻り止め232および233を解除する機構は不図示であり、戻り止め232お よび233の吊り上げを同時に行う任意の適切な機械的リンクであれば十分である 。エネルギ蓄積スプリング227をローディングする代替的な機械的実施例におい ては、モータ軸が回転するときにエネルギ蓄積スプリング227を圧縮する役割を 果たすシャフト被動力ムにより螺条付きモータ出力軸222が置き換えられる。 図1、図2および図3の注射器の代替実施例は、図4、図5および図24に示 されている。この代替実施例においては、液体充填ベローズ100は液体充填され たコラプシブルな“帽子状”ダイアフラム式構造により置換されている。図1の 戻り止め111および112は図4においては、帽子構造122をフロントプレート102に 対して取り付けて堅固に固定するスロット120により置換されている。この配置 構成は、流体チャンバがピストン型注射器により置換されれば、等しく有効であ る。 図5は、新しい注射器が内部に設置された注射システムの断面である。ダイア フラム122が今や合致しているハウジング220内に挿入されたとき、122の僅かな 初期陥没が生じ、チャンバの排出(venting)を促進すると共に、複数の注射が続 くときに有効な内部折り畳み作用を確実なものとする。ハウジング220の合致形 状は流体チャンバ122を拘束し、従って、スプリング227が解除されたときに注射 圧力の影響の下での不都合な外方膨張を防止する。バックプレート124は、付加 的な注射により流体チャンバ122がその外側直径(図 24)を漸進的に内側に折り畳むときに該流体チャンバ122に対して戻り止め232 および233が干渉しないことを確かなものとする様に構成されている。注射器の 場合、注射が生じるときにピストンは漸進的に右側へと押圧される。 以下の記述は図1、図2および図3の実施例に特定のものであるが、この説明 は、図4、図5および図24の代替実施例ならびにピストン型の注射器ディスペ ンサにも等しく適用される。 図1の新しいジェット式注射器が図2のシステム内に設置される前に、図4の 手動操作式リセットスイッチ436が操作されて図4のICセット回路426が初期シス テム条件を確立するのを可能とする。回路426の出力信号は図3のモータ制御機 能351が図2に示された初期位置へローディングハンマ224を引き戻し、または、 カムをその開始位置に回転せしめるのを可能とし;出力信号427はデジタル・パ ルス・デコーダ324をイニシャライズし;出力信号428はデジタル・ウィンドウ比 較器386に送信され;且つ、信号429はパルスデコーダ/カウンタおよびディスプ レイ424に送信される。代替的に、ハンマ224またはカムは、新しいベローズが設 置された時点で初期位置に手動で戻され得る。 パルスデコーダ324、ウィンドウ・デコーダ386およびパルスデコーダ/カウン タおよびディスプレイ424の機能は、本明細書中で後に現れる図3および図4の 記述から明らかであろう。この様にシステムが条件付けられた後、新しいジェッ ト式注射器は保護カバー110から取出され、図2に示されたハウジング220内に挿 入される。ジェット式注射器を設置するには、ガイドロッド228および229がバッ クプレート104の開口105および106内に挿入され、ワッシャ116の孔117を通り、 且つ、インジェクタは、フロントプレート102の前面がラッチ238および239によ り挟持されるまでハウジング220 内に移動される。ジェット式注射器がハウジング220内に移動されるとき、戻り 止め232および233はバックプレート104内のノッチ108と係合し、図2の左へバッ クプレートが移動されるときにその動きに追従する。従動ブロック234および235 は戻り止め232および233の動きを左側へ追従することから、従動スプリング230 および231を圧縮する。更に、図2に示された如く新しいインジェクタが所定位 置とされたとき、エネルギ蓄積スプリング227はバックブレート104の後側の凹所 107に進入する。図2のシステムは、オペレータが一連の接種を実施する状態で ある。 オペレータの制御の下で、図2、図3および図4のシステムは選択的にモータ 221に動力を供給してハンマ224を図2の右に進めることにより、コイルスプリン グ227を圧縮する。後述する如く、図3の回路はスプリング227の圧縮度合を監視 すると共に、圧縮が目標値に到達したときまたは図9のフライホイルの選択速度 が到達されたときにモータから動力を除去する。目標値は、製造者により確立さ れた既定値または経験に基づいてオペレータにより確立された値である。スプリ ングが圧縮されたまたはモータ速度が目標値に到達した後、ガード103は、注射 されるべき対象物の適切な部位における皮膚に対して直交して保持される。ガー ド103の外側リング表面は、歯状パターン901を有し、注射の間において皮膚に沿 ってリングが摺動する可能性を減少しても良い。ガードリング103はまた、電気 的痛覚除去接点を含み得る。もしリングが注射の間に摺動しなければ、対象物は ジェット接種では無く“ジェット・カット(jet cut)”を受け得る。オペレータ は、本明細書中で先に示されると共に図面中には示されないトリガを押圧するこ とにより、注射を開始する。トリガの押圧は同時に戻り止め232および233をバッ クプレート104の凹所108から解除する。スプリング227に蓄積されたエネルギは 解除され、且つ、バックプレート104は急速に駆動されてベローズ100は部分的に 畳み込まれる。ベローズが畳み込まれるにつれ、所望の量の流体は突起101 の出力ポート109を介して駆動される。好適には、エネルギ源として圧縮スプリ ングを使用すると、ベローズ100が畳み込まれるにつれて減少する大きな初期圧 力が提供される。ポート109のサイズおよび丈並びに圧縮スプリングにより供給 された圧力特性は、所望の圧力特性にて流体を放出し、所望の深度に対する流体 の皮下注射を確かなものとする。ポート109の直径および丈は、チャンバから出 力尖端までの流体の層流を確かなものとすべく選択される。ベローズが畳み込ま れるにつれてワッシャ116も共に移動し、注射の大きな初期力の影響の下でベロ ーズが屈曲するのを防止する。 本明細書中で先に説明した如く、ハウジング220内に新しいインジェクタが挿 入されたとき、従動スプリング230および231は圧縮される。従って、トリガが解 除された後、従動ブロック234および235および戻り止め232および233は、戻り止 めがバックプレート104の対応凹所108に再度係合するまで、図2の右へ駆動され る。この作用に対する遅延が所望であれば、従動ブロック234および235は小さな ダッシュポットに接続され得る。そのときに図2のシステムは再度、オペレータ が別の注射を開始する用意ができる。 ベローズ100の壁部は有限の厚みを有することから、完全に畳み込まれたベロ ーズは相当の丈を有している。ハンマ113の丈は畳み込まれたベローズの丈を近 似している。ハンマ113が無ければ、完全に畳み込まれたベローズ内に価値ある 流体が残される。ハンマ113の溝114は、ハンマ113を囲繞するベローズの部分内 における流体の捕獲を防止する。 スプリング227に対するふたつの付加的代替例は、効果的な注射を与えるに必 要な圧力を提供し得る。第1のものは、図9に示されたエネルギ蓄積フライホイ ルをモーター発電器と組合せたものである。この実施例は、効果的注射に対して 相当に高い圧力が必要とされ乍らも、動力源は直接駆動注射に 対して不十分であり且つコンパクトで軽量な設計に特に適合している場合におけ る、中間エネルギ蓄積の別の方法の為の装置を示している。図10に示された第 2実施例においては、スプリング、圧縮チャンバまたはフライホイルなどのエネ ルギの中間蓄積なしでモータから直接的に注射圧力が発生されている。しかし乍 ら、もし適用可能であれば、図示された駆動機構と共にエネルギ蓄積フライホイ ルが好適に使用され得る。 図9のフライホイル・システムのひとつの変更例の構成要素は、他の移動部分 を囲繞する後部延長部2および前部延長部3を備えたフライホイルに対するハウ ジング1である。高速に加速し得るモータ4は後部軸受6および前部軸受7内で 回転しているスピンドル5を直接駆動する。少なくとも2個の調速錘8は、スピ ンドル5に締着された一組の枢動軸受10上のアーム9上で揺動する。アーム11は 、アーム9および調速錘8に堅固に取付けられる。調速錘8の遠心負荷は一対の 枢動軸受13を介して一対のリンク12へ伝達され、次に一対の枢動軸受14を介して スラスト・ロッド15に伝達される。中心軸心からの調速錘の径方向距離が増大す るにつれ、ロッド15はスピンドル5と共に回転して図9の左へ軸心方向に移動す る。スラスト負荷はプランジャまたはハンマ16に伝達され、これは回転せずに軸 心方向に移動し、注射装置を作動するに必要な力を提供する。従ってスラスト軸 受17は負荷をロッド15からプランジャ16に対して伝達する必要がある。プランジ ャ16は圧力または負荷を容器Cに伝達し、注入剤のジェット流としての放出を行 う。 スラスト軸受17からの反動は軸受6に付与されることから、これはスラスト軸 受17に等しいスラスト性能を有さねばならない。これらの軸受に対して使用され 得るボールまたはローラ軸受は、極めて低い摩擦を有さねばならないが、大きな 負荷および速度の故にエネルギ損失は相当である。回転部分の全てを同時にロッ クする回転ラッチ装置18は、加速の間におけるスラスト負荷損を排除する。この ラッチは調速錘上に直接的に作用し、または、図10 に示された如くスラスト・ロッド15をスピンドルにラッチし得る。 加速の間に付加的エネルギを蓄積する一定慣性ホイルまたはフライホイル19が 付加され得るものであり、これは、ラッチの解除の後で注射段階の間おけるスラ スト軸受および他の損失を補償するものである。 注射の後、ライト・スプリング20が上記機構を初期位置に復帰させる。注射の 後は、フライホイルの回転を停止すべく電気的なまたは機械的な制動を付与する ことが好適である。制動によるエネルギ損失は小さなものである、と言うのも、 速度は既に相当に減少されているからである。 慣性の大きさおよび変動、フライホイルースラスト・ロッド・リンク機構の特 性および摩擦損失は、注射の間における力変動に影響を与える。示されたリンク 機構は、調速錘が外方に移動するときに、慣性モーメントの増大および摩擦損失 により引起こされた速度降下による遠心力の減少を部分的に相殺し、機械的利点 を増大する。 図10、図11および図12は、回転するラッチ設計態様を示している。しか し乍ら、明確化の為に、アセンブリに必要な多くの部材は個々の部品として示さ れていない。これらの図面は特定の設計態様概念に向けられているが、機械的、 油圧的、磁気的および電気的なラッチシステムの多くの方法が適用可能であるこ とを銘記すべきである。例えば、図12の油圧ラッチの解除は可変力スプリング により促進され、モータが選択速度に到達すべく加速されたときに遠心力は増大 する。遠心力が可変張力スプリングの保持力を最終的に超えたとき、ラッチは解 除される。別の遠心力実施例において、スプリングは保持磁石により置換され、 または、代替例として、調速錘自体が磁気的に保持される。この場合、遠心力が 磁石の保持力を超えたときに離脱が 生ずる。磁石による可変保持力は、磁石面と、これが取付けられる金属プレート との間の重複の量を変更することにより達成される。 図10および図11に適用可能な電気的解除の一実施例は、モータ回転速度計 を利用する。この場合、ユーザは所望の注射圧力、すなわち、モータのRPMをシ ステムにダイアルまたはキーにより入力する。目標速度が達成されたとき、電気 的信号が送出されてソレノイドを起動する。代替的に、ひとつ以上の保持磁石の 回りに巻回されたコイルが励起され、保持力を瞬間的に減少して解除が生ずるこ とも可能である。RPMに依存する信号を使用すれば一貫性のある解除ポイントが 確かなものとなり、且つ、上述した非電気的な保持手段において生じ得る変動に 依る解除エラーの可能性を回避できる。 図10、図11および図12の詳細な説明に戻ると、図10は、調速錘が最内 側位置に在るときにスピンドル5に対してスラスト・ロッド15をロックする位置 にある機械的ラッチを示している。図11は、調速錘が最外側位置に在るときに 最終解除位置にある同一のラッチを示している。 直径方向に対向する2対のローラ21は、スビンドル5上のフランジ22上、且つ 、スラスト・ロッド15上で直径方向に対向する突起23上で転がる。一対のシリン ダ25および26に締着された一対のアクスル24は、上記ローラを軸心整列で保持す る。これらのシリンダ25、26はフランジ22およびロッド15上で自由に回転し得る が、一組のキー27により相互に軸心整列で保持される。該キーはシリンダ25、26 間の僅かな軸心移動を許容し;従って、スラスト負荷は、何らかの相当の負荷を アクスルに加えること無くローラ21を介して伝達される。 解除は、一対の梃子、楔または傾斜平面28を右に軸心方向に移動し、シリンダ 26内のローラ21を突起23から転がり出させる。次にスラスト負荷はプ ランジャ16(図9)に伝達され、ロッド15は左に軸心方向に移動する。楔28はリン グ29から突出し、フランジ22内のスロットを貫通する。リング29はスピンドル5 上を自由に摺動するが、スロット内の楔28により該スピンドルと共に回転せしめ られる。トリガは非回転カラー30および楔を軸心方向に移動する。 ラッチ18の一端は回転部材内でロッド15が摺動するときに支持されるが、これ はこの場合には中空駆動軸31であり、それはロッド15をキーまたはスプライン42 により回転するものである。軸31は軸受32により支持される。 フライホイルの回転の方向は好適にはシリンダ25および26が解除の為に回転す べき方向と同一である(すなわち、図10および図11では右側から左側を見た ときに時計方向である)。次に、始動するときにブレーキ43によりシリンダを瞬 間的に阻止する一方でスプリング20からの力がフライホイル・スラストを超えて ロッド15をその行程の右側限界点に保持したとき、ラッチが達成され得る。 トリガ70は、ハウジング2内の一対のピン45上で枢動するとともに、カラー30 上の一対のピン46と接触するヨーク44を備えている。トリガ70とハウジング2と に対して取付けられた付勢スプリング47は、手動により、または、これもまたト リガおよびハウジングに取付けられた電気的ソレノイド48により、解除がトリガ されるまで、ロック位置に保持される。 図11は、あたかも図10の位置から90°転回された如くローラ21を示してい るが、角度はローラ21および突起23および楔28の間の間隙により設定される範囲 内の任意の値とされ得る。 このラッチの特徴は、大きな負荷を受ける軸受が無くまた外径方向への質量転 移も無いことであるが、それらは有用なスラストを生成すること無く速度を減少 するものである。 中空のキー止め駆動軸31に対する必要性は、図9の左側で作動すべく設計され たラッチにより、または、モータおよび注射装置の位置を交換することにより排 除される。後者の場合、注射装置はスラスト・ロッドから引張るのでは無く、押 し込むべく設計されねばならない。 図12は、ロック位置に在る回転油圧ラッチ18'を示している。スピンドル5 の端部のシリンダ33は、油圧流体Fにより満たされている。内側シリンダ34は、 ロック位置にて高圧力に在る流体Fを含む。シリンダ34は、流体が自由に通流す 開口35を備えた端壁を有している。圧力はピストン36およびロッド15により生成 されるが、これはスラスト負荷を流体Fに伝達するものである。シール37および シート38は、漏出を防止する。部材番号は、対応する部材が採用された図10お よび図11に対応している。 内側シリンダ34はカラー30により右に小距離だけ移動されてシート38にて開口 を形成し、ピストン36の左側の圧力を解放する。流体はシリンダ33および34の間 に通流すると共に、ピストンが左に移動するときに増大するピストン36の右側の 容積内に流入する。ラッチ内の流体容積は一定のままであろ。外側との間の通流 は必要でない。一対のシール39はラッチ18'のシールを完成するが、高圧には露 出されない。大気への通気孔41を備えた、シリンダ34からの突起40は、一定容積 系およびトリガ負荷の平衡を許容する。 ピストン36およびシート38の直径は調和され、いずれかの方向における特定速 度における特定のトリガを生成する。調速錘8に由来するカラー30上 の力が図12において右側へのものであれば、ラッチ18'は、付勢スプリング47 、ネジ49および調節ノブ50により設定される負荷にて自動的にハウジング内を移 動する。ラッチ18'の別の特徴は、加速が開始する前に調速錘およびプランジャ1 6(図9)の任意の位置で容易にロックされ得ることである。これは、ひとつのサ イズのシリンダまたはカプセルからの変化する血清容積の注射を容易なものとす る。 もしラッチの直径が十分に大きければ、ラッチ内の流体圧力は注射圧力よりも 相当に控えめで良い。 図13の直接駆動システムにおいては、高トルク・ギヤモータ52はカム53を( 図13で時計方向に)回転し、その増大する半径はカム従動子54を直接駆動し、 該カム従動子54は駆動力をピストン56に伝達してこれを注射チャンバ57内に圧縮 し、出口ポート58を介して注入剤を放出する。力変換器59はピストン56に加えら れた力を連続的に検出してフィードバック信号60を生成するが、これはバッテリ Bにより動力を供給される制御器61を介してモータ駆動への駆動電力を増大また は減少し、注射サイクルを通して目標圧力を保持する。カム53が注射サイクルの 最大ストロークを越えて回転したとき、リターン・スプリング62はピストン56を その開始位置に引き戻す。もし不十分な短期動力が直接駆動システムに対して利 用できるのであれば、選択的なモータ−発電機および定常慣性フライホイル(不 図示)も適用可能である。 図13におけるカム従動子54およびピストン56は他の駆動力伝達手段により置 換され得るものであり、且つ、ピストン56および注射チャンバ57は示されたピス トンおよびシリンダ以外の他の形態を有し得る。ピストン56は他のハンマ(ram) 手段とされ得、且つ、注射チャンバは注入剤が放出される他の容器とされ得る。 上述の内容は接種プロセスの概略であり、図3および図4の注射圧力、システ ム制御、監視、モータ駆動およびディスプレイ装置を展開する手段に詳細に関し ている。安全で低コストな使用し易い皮下注射器を提供することが目的であるが 、公知のジェット式注射器には見られない電子的な監視、モータ駆動および制御 の手段も提供する。 図24は、本発明に係る皮下ジェット注射器システムの機能概略ブロック図を 提供する。図24の点線は、注射システムの機械的部分と、システムの電子的な 監視、モータ駆動および制御の部分との間の論理的分割を提供するものである。 図24の機能ブロック1001乃至1006は、図2および図3の例示的実施例の要素 と次の様に対応する: 図2の例示的実施例はコイルスプリング227を圧縮する為に電気作動式のギア ダウン・モータ221を採用したが、この要件はギアを利用した種々の手動配置構 成または他の機械的な利点を有する手段により実現され得るものである。スプリ ングは機械的エネルギを蓄積する上で好適であるが、図24のブロック1001およ び1006は、例えば既述の強力なソレノイド、ガス、油圧、フライホイル、または 直接駆動力ムなどの他の配置構成により置換され得る。ブロック1001および1002 の重要な要件は、効果的な接種を確かなものとすべく、十分な期間に亙り血清チ ャンバ100が十分な力を受けることである。図24の監視機能はオペレータに対 し、装置が注射を実施する準備ができたことを知らせるものであり、すなわち、 全てのシステムパラメータが処理能力の受け入れ可能範囲内にあることを知らせ る。処理能力が範囲内でないときには警告が発せられると共に、動作異常の場合 にシステムは使用禁止とされる。 図24の圧力センサ1007はエネルギ蓄積装置1002の状態を監視し、蓄積された エネルギの大きさを目標値と比較する。蓄積されたエネルギの大きさが目標値に 到達したとき、エネルギの蓄積は終了される。目標値は製造者により確立された 既定値、または、例えば成人、子供、動物および/または所定タイプの血清など の異なる対象物による経験に基づきオペレータが確立した値とされ得る。DNA技 術、農業処理および種々のタイプの血清は、異なる圧力によりより良く取扱われ 得る。目標圧力値は、図24のICセット機能1010内の制御器によりオペレータが セットし得る“初期条件”のひとつである。 容積センサ1008は、各注射において正しい量の液体が使用されることを確かな ものとする。図24の速度センサ1009は、蓄積エネルギが注射の後で一定の所定 値まで減衰するに必要な時間を決定する。減衰時間は、出力ポート の遂行能力の測定値である。もし出力ポートが部分的に目詰りを起こせば、圧力 減衰は低速であり;もし出力ポートが摩耗しまたは大き過ぎれば、圧力減衰は相 当に迅速である。もし故障が検出されれば、オペレータには警告が発せられると 共にシステムは正しい処置が取られるまで使用禁止とされる。 図24のICセット1010はオペレータに対し、圧力センサ1007、容積センサ1008 および速度センサ1009に対する初期条件値を選択することを許容する。 プロセッサおよび決定ロジック1011は、システム動力制御1013に対して制御信 号を発すると共にモニタディスプレイおよび警告ユニット1012に対してステータ ス信号を発する。 本明細書中で上述した制御および監視機能に加え、図4の回路配置構成は、完 了した注射の個数、または、図26および図27に関して後述するカートリッジ ・システムの場合は、マガジン内のカートリッジが消耗されたときに残存するカ ートリッジの個数の記録を保持する。 図3および図4の配置構成によるシステム機能の遂行は、以下の記述から理解 される。 デジタル・インバータ310および312、抵抗器314および316ならびにコンデンサ 318は、基準周波数発振器として構成される。作動周波数Fr1は、抵抗器314およ びコンデンサ318の時定数により決定される。この発振器または別体の発振器は 、電気的痛覚除去機能319および表面接触パッドまたはガードリング321に対する 痛覚除去信号を提供し得る。 図3におけるデジタル・インバータ300および302、コンデンサ308、および可 変検出インダクタンス304は、作動周波数Fpを有する可変周波数磁気抵抗変換発 振器を形成する。発振器の作動周波数は、コイル304のインダクタンスの値の関 数として変化する。図2には不図示のコイル304は凹所107の中央かつエネルギ蓄 積スプリング227の内側に取り付けられると共に、図2の磁気抵抗シールド226に より部分的にカバーされる。磁気抵抗シールド226は図示明瞭化の為にスプリン グ227の外側に示されているが、それは理想的にはスプリング227の内径に載置さ れ、この内径は、人間使用に対して十分に深い貫通注射に必要とされる1,700psi 以上、または、乳牛を十分に貫通する6,000psi以上を展開すべく相当に大きいも のである。いずれの場合にも、スプリング227が圧縮されるときにコイル304とシ ールド226との相対位置は340のインダクタンスを変化させる。従って、コイル30 4のインダクタンスと380との時定数により決定される発振器の周波数は、スプリ ング227の圧縮の度合により決定される。上述したインダクタンスを検知する磁 気抵抗変換発振器は、1990年12月11日に出願されて“インダクタンス・システム ”と称された本出願人の米国特許出願第07/625,942号から知られる。これらの機 能に対しては例えばアナログ比較器または増幅器などの他のタイプの発振器ネッ トワークも使用されることを銘記されたい。 フリップフロップ320は、基準パルス速度Fr1と発振器周波数Fpとの間の差であ るパルス速度Fd1を有するデジタル出力信号を提供する周波数ミキサとして構成 される。スプリング227上の圧力が無ければ、周波数Fr1およびFpは等しく、且つ 、フリップフロップ320の“1”におけるパルス速度Fd1はゼロである。 図3の例示的実施例においては、エネルギ増大手段が一連の高速、高エネルギ かつ比較的高電圧のパルスによりモータ221を駆動する。ANDゲート338 の出力は、モータ駆動パルスの生成を制御する。ANDゲート338の入力は:スプリ ング圧縮の目標値に到達するまでhighに留まるフリップフロップ336の“0”出力 ;パルスデコーダ424からのBT導線;注射を開始すべくトリガが起動されたとき を除きhighであるフリップフロップ380の“0”出力;コンデンサ348の電荷が臨 界値に到達するまでhighであるインバータ356の出力;および、基準発振器の出 力導線;を備えている。イネーブルとされたとき、ANDゲート338の出力信号は基 準発振器の速度Fr1にてFET340をON/OFF作動させる。トランジスタ340がオンとさ れたとき、電流は正電位からインダクタンス342およびトランジスタ340を介して アースへと流れる。次にトランジスタ340がオフとされたとき、コイル342の磁界 に蓄積されたエネルギはダイオード344およびコンデンサ348から成る経路を介し て放電する。抵抗器350および352は比較的大きい値であり;従って、これらの2 つの抵抗器を介してアースへと喪失されるエネルギは極めて少ない。コイル342 の磁界の崩壊により発生する電圧の大きさは極めて高く、磁界の崩壊の速度によ り左右される。崩壊の速度は、放電経路のインピーダンスにより決定される。ダ イオード344は、コンデンサ348の電圧の蓄積に依る電流の逆流を防止する。コン デンサ346は、トランジスタ340がオン状態の間にコイル342に対する余分な電流 を提供する安定コンデンサである。コンデンサ348の充電および対応電圧が所定 値に到達したとき、スレッショルド検出器356の出力はlowとなり、ゲート338は ディスエーブルとされる。上記所定値はモータ221を進めるに十分な充電および 電圧を表す。検出器356の出力がlowとなったとき、インバータ358の出力はhigh となり、トランジスタ360をイネーブルとして、モータ221の巻線を介したコンデ ンサ348の放電に対する経路を提供する。電荷が消耗してコンデンサの電圧が検 出器356のスレッショルド値以下に低下すると、検出器356の出力はhighとなりゲ ート340をイネーブルとし、コンデンサ348の更なる充電のサイクルを開始し;イ ンバータ358の出力はlowとなりトランジスタ360をディスエーブルとする。高速 の充電サイクルはフリップフロップ336が“1”状態にセットされるまで続くが、 これは、スプリング227に蓄積されたエネルギが目標値に到達したことを表すも のである。図面中において、Q5とラベルが付された出力はフリップフロップ336 の“1”出力であり、本明細書中では相補出力は“0”と称される。 図3の実施例のエネルギ増大技術は、モータを直接駆動する電圧または電流能 力を有さない動力源を可能とする。但し、動力源がモータの電圧レベルを満足し 乍らもその電流能力が不十分であれば、図15の駆動実施例が使用され得る。こ の場合、エネルギ増大が依然として適用されるが、コイル342およびダイオード3 44により提供される電圧増幅は排除されると共に対応する効率損失も排除される 。代わりに、注射に対する全ての条件が満足されたときにゲート338はトランジ スタ340を起動してコンデンサ348はバッテリの電圧レベルまで充電される;すな わち、デバイダ350/352の中間点は、コンデンサ348上でバッテリ電圧が達成され たときにシュミットトリガ論理インバータ356が状態を変更し、直後に、図3の 実施例で記述された如くトランジスタ360の閉成によりモータが駆動される如く 、調節される。このシナリオはモータに対し、低電圧ではあるが高速、高エネル ギの駆動パルスシーケンスを提供する。コンデンサ348は、モータ前進に対する 設計値を超えるに十分な長時間に亙り十分な電流を提供すべく選択される。 図16は、動力源がモータを直接的に駆動するに十分な瞬間的エネルギを有す る実施例、すなわち、エネルギ増大を全く行わずにモータを駆動するに十分な電 流および電圧能力を備えた実施例を示している。この場合、トランジスタ340、 コイル342、ダイオード344、コンデンサ346および348、デバイダ350/352および シュミットインバータ356および358は全て排除されている。この実施例に依れば 、ゲート338の出力はトランジスタ360を駆動す ることから、モータは、注射に対する全ての条件が満足されたときに動力源に対 して直接的に接続される。9ボルトのアルカリ電池の“直接駆動”システムのプ ロトタイプは、各々1,700psiを越える400回以上の注射を達成した。この配置構 成によれば注射毎の充電完了時間(load time)は僅かに10秒である;但し、充電 完了時間は、モータのサイズ、ギア比、動力性能および/または目標圧力の変動 により増減し得る。また、同一のシステムに対し、高エネルギ密度のリチウム電 池を使用したときには1,000回以上の注射が達成されたことも銘記すべきである 。 本明細書中で記述された全てのジェットシステムは、これまでのものよりも小 寸で、軽量で、使用する上で更に便利である一方、他のものと相反するひとつの 駆動手法の選択は、経済性、使用可能な充電完了時間および注射器の主要用途に より左右される。例えば、図3の試みは最もコンパクトである、と言うのも、記 述された合計エネルギ増大はより小さなモータ/バッテリ組合せを許容するが、 それは最も効率の少ないものであり、所定量の初期エネルギに対して一層少ない “回数(shots)”に帰着する。このシステムに対する良好な例は、充電完了時間 がそれほど重要でなく且つ婦人の財布または紳士のポケットでも容易に搬送し得 る、糖尿病患者による日常使用である。軍隊、獣医、DNAまたは農業処理による 集団免疫接種などの様に、注射の最大数が重要であるときは、図16に示された 如き選択範囲の対極がより良い選択であり、すなわち、低電圧で、高効率で速い 充電完了時間による大きな直接駆動モータを使用することである。 最後に、本発明のシステムの広範な適合性の故に、用途に依っては極めて高い 始動電流および/または自由転輪ロータを備えたモータを使用することもある。 もしそうであれば、モータは、選択的で、電気駆動式のクラッチまたはギア係合 により駆動されるのが理想的である。この様にして、始動時に ロータにより達成された慣性は保存されるが、これは、コンデンサ348が充電し ているときに係合解除し、エネルギの次のパルスがモータに与えられたときに再 係合し、且つ、完了したときに再度の係合解除を行うことで達成される。全体的 なシーケンスは、図3および図15の増加技術においてコンデンサ348が充電お よび放電するときにトランジスタ360をON/OFFするのと同一の信号により好適に 制御される。これが行われるときは、コンデンサ348に蓄積されたエネルギがモ ータに解放されるのと同時に機械的なリンク機構が最適に係合される如く、トラ ンジスタ360への信号が同期遅延される。上記特徴は図16と共に使用され得る が、その利点はそれほど大きくない、と言うのも、この場合は一旦始動するとモ ータは目標圧力が達成されるまで安定するからである。 モータ221を駆動すべく使用される方法に関わりなく、フリップフロップ336は 、カウンタ322のAN出力導線、デジタル・ウィンドウ・デコーダ386の出力信号、 および、BT導線により制御される。フリップフロップ336は、BT導線がhighであ るときにカウンタ322のAN出力がhighとなれば“1”状態にセットされ;且つ、デ コーダ386の出力導線によりリセットされる。一方、カウンタ322は、フリップフ ロップ320の出力におけるFd1信号とフリップフロップ362の出力とにより制御さ れる。フリップフロップ362はフリップフロップ320の出力におけるFd1信号によ りセットされると共に、カウンタ364のBn出力信号によりリセットされる。カウ ンタ364は基準周波数Fr1のパルスに関する期間を定義すると共に、カウンタ322 は差分周波数パルスFd1をカウントする。カウンタ364およびカウンタ322はフリ ップフロップ362の出力信号により同時にリセットされることから、カウンタ364 はリセット時間から次のリセット時間まで作動する測定時間ウィンドウを提供す る。AN出力導線は、スプリング227の変形が目標値に到達するまでlowのままであ る。測定時間ウィンドウ以内にカウンタ322がANカウントに到達したとき、 フリップフロップ336はセットされてゲート338はディスエーブルとされる。同時 に、フリップ336の“1”出力は警告機能388へ伝達され、当該装置が注射処理に 対して準備ができたことを表すフリップフロップ336は、該フリップフロップの “D”端子への“BT”入力がhighであるときにのみセットされ得る。図4に関し て説明される如く、BT導線は、ベローズ試験が満足されればhighである。測定時 間間隔の間にカウンタ322に格納されたデジタルコードは、エネルギ蓄積スプリ ング227のそのときの変形に対応する。カウンタ322内のデジタルコードに応じて デジタル・パルス・デコーダ324は、BCDカウンタ326、328に対する入力信号を発 生する。例えば、スプリングに対する1ポンドに等しいスプリングの変形が差分 周波数Fd1の10サイクルを提供するのであれば、デコーダ324はカウンタ322内の コードをBCDカウンタ326、328の単一パルスに変換する。カウンタ326、328内の 1のカウントにより、BCDデコーダ330、332は、ディスプレイ334に対して信号を 提供し、その値である1ポンドを表示する。パルスデコーダ324による適切なデ コードにおり、任意の数が表示され得る。ディスプレイ334に依り、オペレータ はスプリング227内に適切なレベルのエネルギが蓄積されたこと、および、注射 が開始され得ることを知る。フリップフロップ336は、注射が好首尾に完了する までセットされたままである。もし速度試験が失敗したのであれば、警告機能38 8は発行を行い、フリップフロップ336はリセットされない。従って、別の注射に 対する調製が開始され得る前に、修復作業を行わねばならない。 図3の左下部のパワーオン・スイッチ375は、接触セグメント370、371、およ び戻り止め232および233、およびライン377を介して正電位をインバータ379の入 力に接続する。接触セグメント370、371は、図1および図2に示されたバックプ レート104上の凹所108内に存している。トリガが作動されたとき、戻り止め232 および233は接触セグメント370、371から分離 され;入力は抵抗器374を介してアースと対照されていることから、インバータ3 79の出力はhighとなる。インバータ379の出力からのhigh信号は390内のカウンタ をインクリメントし、現在のベローズから完了された注射の回数を表示し;“D ”タイプのフリップフロップ380を“1”状態にセットせしめる。その結果、フリ ップフロップ380の“0”出力はlowとなり、ANDゲート338をディスエーブルとす る。フリップ380の“1”出力のhigh信号はANDゲート382をイネーブルとし、Fd1 差分周波数信号をカウンタ384の入力に通過させる。本明細書中で先に説明した 如く、差分周波数は注射の後でスプリング227が一定の所定値となったときに減 少される。従って、カウンタ384内に蓄積されたカウントは、部分的に畳み込ま れるべき注射チャンバに対して必要な時間を表している。ウィンドウ・デコーダ 386は、IC2により確立された期待値に基づき、カウンタ384内のカウントを評価 する。もしカウントが期待限界値より大きければ、出力ポートは閉塞されており 、もしカウントが期待限界値より小さければ、出力ポートは容認可能な制限を越 えて拡大されていると思われる。いずれの場合にも、警告信号は警告インジケー タ388により表示され、フリップフロップ336は修復作業が行われるまでリセット されない。もしカウンタ384内のカウントが上記限界値内であればデジタル・デ コーダ386の出力信号はフリップフロップ336およびBCDカウンタ326および328を リセットする。それが生じたとき、モータを駆動してエネルギをスプリング227 にローディングするサイクルが再び始まる。チャンバが部分的に畳み込まれるに 必要な時間は、戻り止め232および233が凹所108内で再度確立されて正電位をイ ンバータ379の入力に再接続するに必要な時間と比較して短い。この時間的関係 は、本明細書中で先に示唆された如く戻りを低速化すべくダッシュポットが採用 されれば、決定的に確かなものとなる。インバータ379の入力に正電位が再出現 したとき、highパスフィルタとして構成されたコンデンサ376および抵抗器378は 、次の注射の調製の為にフリップフロップ380およびカウンタ384へのリセットパ ルスを生 成する。極めて大容量の注射が実施される場合、流体を注射するに必要な時間は 、戻り止め232および233が凹所108内で安定ずる為の時間を超えるかも知れない 。その場合、例示的なhighパス・リセット回路は、適切な遅延を備えた回路によ り置換され得る。 図4は、液体充填ベローズ404または他のタイプの流体充填カートリッジの一 体性を試験する配置構成を提供する。インバータ400および402は、ベローズ404 全体に亙るインピーダンスにより出力周波数Fbが決定されるという発振器として 構成される。インバータ410および412は、周波数Fr2を有する固定周波数発振器 として構成され;フリップフロップ420は信号Fr2およびFbに対する周波数ミキサ として接続される。図4の構成において、畳み込み可能なベローズは可変抵抗と して挙動し;従って、ミキサ出力信号Fd2の周波数はベローズが満杯のときに最 小である。ベローズが畳み込まれるにつれ、インピーダンスは減少して差分信号 Fd2は増大する。カウンタ422は、図3のフリップフロップ362の“0”出力導線に より定義された測定時間間隔の間にFd2信号を蓄積し、且つ、パルスデコーダお よびディスプレイ424はベローズ状態情報を表示する。DNカウントにより提供さ れる時間間隔の使用は、例示を目的としている。異なる時間間隔が所望であれば 、付加的なカウンタ出力およびフリップフロップが提供される。424の配置構成 は、容認可能な値の範囲またはウィンドウを定義するICset3の情報に基づいて カウンタ422内の間隔カウントを評価する。もしカウントが容認可能値の範囲内 に入れば、highのBT信号が生成されると共にカウンタ322からの次の引き続くAN 信号が生じたときにフリップフロップがセットされる。しかし乍ら、ベローズ内 の血清が何らかの他の理由により過剰な空隙、凝固または不当な稠度を有するの であれば、周波数Fbは容認可能範囲の外側に陥り、422内のカウントは能力の所 定ウィンドウの外側に陥る。 可変キャパシタンスが周波数Fbを決定するという代替実施例においては、流体 が誘電物質として使用され得ることを銘記されたい。その実施例においては、図 4においてコンデンサ408の位置に可変ベローズが置かれ、404の位置には固定抵 抗器が置かれる。この場合、ベローズの両端はコンデンサ・プレートを形成し、 血清流体が誘電物質である。ベローズの丈が減少するにつれ、キャパシタンスは 増大して周波数Fbは減少する。 図19乃至図22は、注射器の使用において種々の段階にある本発明に係る注 射針式皮下注射器を示している。図19のインジェクタは、端部キャップおよび ハンマ510によりシールされたベローズ500;フロントハウジング503;リヤハウ ジング502;圧力ピストン501;フランジ511を備えた注射針出力ポート508;ベロ ーズ形状注射針外鞘504;および、着脱式キャップ507を備えている。図19は使 用前の新しいインジェクタを示している。図1および図2のインジェクタ実施例 におけるのと同様に、これらの図の支持ガイドリング116は図19乃至図22の 実施例において採用され得る。ベローズ500は、液体血清または凍結乾燥(フリー ズドライ)されたワクチンを含み得る。後者の場合、外鞘ベローズ504内に蓄積さ れた液体は以下に記述される如くベローズ500内に押し進められる。ベローズ500 、リヤハウジング502およびフロントハウジング503は全て透明プラスチック材料 により作成されることから、圧力ピストンが僅かに引込められたときにベローズ 500内に血液が吸引されたか否かを認識することができる。 離脱シール512およびキャップ507は除去され、オペレータがハウジング502を 押圧するのを許容する。もしキャップ507が例えば純粋なラテックスゴムなどの 自己シール性材料で作成されれば、キャップ507を除去する必要性は排除される 。典型的には、親指が圧力ピストン501上に載置されると共に人差し指および近 傍の指がフランジ511上に載置される。外鞘ベローズ504 の抵抗は使用後にベローズを膨張せしめるに十分なものである;しかし乍ら、ベ ローズ504の抵抗は、液体ベローズ500を圧縮して注射針出力ポートを介して液体 を注入する為に必要とされる力と比較して小さなものである。従って、フランジ 511と圧力ピストン501との間に圧力が付与されるとき、外鞘ベローズは畳み込み を開始し、注射針露出が始まる。外鞘ベローズが畳み込まれるにつれ、注射針50 6の右側部520はメンブレン分離外鞘ベローズ504および血清ベローズ500を穿孔す る。圧縮が継続するにつれ、外鞘ベローズ504内に存する液体は血清ベローズ500 内に押し進められて所望の血清の流体状態を形成する。最終的に、離脱シール51 3の除去の後、注射針フランジ505はその中の表面514に係合する。継続する圧力 は500内の血清を注射針506の出口ポートを介して放出せしめ、上記血清は504に 再進入できない、と言うのも、それは畳み込まれてゼロの内部容積を有している からである。フランジ505の右側に位置せしめられた発泡体リング516はクッショ ンの役割を果たし、フランジ505が穿孔点520よりも大きくメンブレンを開くこと を防止する。500におけるメンブレンもまた自己シール性のラテックス・ダイア フラム材料で作成され得るが、該材料は、注射が完了して外鞘が注射針をカバー すべく再び延伸された後に注射針を所定位置に保持する傾向がある。インジェク タの第1の中間状態は図20に示されている。 血清がベローズ500内に液体状態で格納されている場合、ベローズ504は単純な コイルスプリングで置換され得る。しかし乍ら、本明細書中で先に示唆された如 く、ワクチンが凍結乾燥状態で格納されていれば、ワクチンを液体状態とする為 に必要な流体がベローズ504内に格納される。後者の場合、ベローズ504内の液体 は、注射針506の露出を開始すべくベローズ504が最初に圧縮されたときに破砕さ れるベローズ500のメンブレン内の孔を介してベローズ500内に押し進められる。 注射針が注射部位に挿入された後、離脱シール513は除去されると共に圧力ピ ストン501とフランジ511との間に圧力が付与され、液体ベローズ500を畳み込む と共に出力ポートを介して流体を注射部位に注入する。注入流体の消耗の後のイ ンジェクタの状態が図21に示されている。図23に示された如く、圧力ピスト ン501の外表面の鋸歯パターン518とリヤハウジング502の内面の単一鋸歯517は、 圧力ピストン501が部材502内に前進せしめられることによりベローズ500を圧縮 するのを許容する。しかし乍ら、517と518との協働は、517および518の係合の後 のピストン501の引込みを抑制する。選択的に、ハンマ510の端部は、ベローズ50 0が完全に畳み込まれたときに注射針506の端部520と衝突してこれを破砕する如 き形状とされている。これは、注射針式インジェクタが再使用され得ず、且つ、 外鞘ベローズ504および外鞘503が注射針をカバーすべく延伸されたときに注射針 をベローズ500との係合に保持する傾向となることを確かなものとする。 注射針が対象物から取出されて501と511との間の圧力が除去された後、ベロー ズ504は図22に示された如く膨張する。図22に見られる如く、注射針外鞘ベ ローズ504はその全長へと延伸したとき、注射針506は注射針ガイド508から引込 められる。これが生ずるのは、注射に備えて注射針506の端部520がメンブレンを 貫通して血清チャンバを破砕したからである。注射針ガイド開口508がトラップ 開口509と比較して小さいので、トラップ部分509の端壁515に注射針506の端部が 衝突することなくベローズ504を再度畳み込むのは不可能ではなくても困難であ る。注射針が壁部515と衝突する傾向は、ガイド開口508内への初期設置に先立っ て注射針506に小さな曲げを与えることにより増大され得る。 図19乃至図22の上記説明は、注射部位内へ皮下注射針の特殊な場合の挿入 に対する種々の段階に対するものである。カプセル5A乃至5Dおよび注射針50 6は、幾つかの他の価値ある機能も提供し得る。第1に、もし上記 ハウジングが図25と類似した特性のジェット注射チャンバ内に嵌合すべく設計 されたとすれば、注射針506は相当に望ましい分散パターンのジェット注射スト リームを体内に更に深く送ることになる。この性能は場合によっては優れた治療 法を提供する。第2に、もし注射針506が短寸化されてカプセルから適切な長さ で突出すれば、それは穿孔ジェット式注射の全ての利点を与え乍ら凍結乾燥薬物 を供給する。第3に、もし注射針506が正しい量だけ更に短くされれば、それは ハウジングから全く突出せず、その代わりに、カプセル5A乃至5Dは非貫通で 平坦な先行技術のオリフィスとして機能して図43に示されたものと類似するが 、人間または薄寸の皮膚の動物に対する凍結乾燥ジェット注射を供給し得る。 図25は、ジェット注射システムの代替実施例を示しており、注射の各々およ び全てに対する血清はそれ自体のコラプシブル・カートリッジ内に個々に含まれ ている。ディスペンサ700はハンドル911を含み、その前端からトリガ701が延伸 する。銃身913はその後部に、下方延伸部分917で前端が終端する銃身913の長手 スロット915を介して側方に延伸するレバー702を含む。ディスペンサ700はその 前端において、受容者への注射の為の血清を保持するカートリッジ800を受容す る容器または開口919を含んでいる。ディスペンサ700は、カートリッジ800に作 用して注射を行うピストンまたはハンマ703を含む。カートリッジ800は、後述さ れると共に図37および図38に示されている。 例示を目的とし、図25に示されたカートリッジ800は相当に過大寸法とされ ているが、通常の注射は112乃至1ccの血清(約.031乃至.061インチ3)を必要とし 、且つ、実際のカートリッジサイズはその容積と対応している。図25のシステ ムは単一ショットまたは複数ショットのカートリッジを処理すべく調整され得る ものであって、図26および図27のマガジン実施例に対 する小さなサイズもそうであり、すなわち、例示的なマガジンは図中に示された N個のカートリッジに対して必要とされるより何倍も大きく示されている。単一 ショット配置構成に対してレバー702は後部に引かれることにより、使用された カートリッジを受容器919から除去して新しいカートリッジの設置を許容する。 新しいカートリッジが設置された後、レバー702は前方に、すなわち図25の左 方へ移動される。 図25に示されたのと同一のシステム700内にN個のカートリッジ800が順番に 導入されるという図26および図27のマガジン実施例に関し、注射チャンバへ の順次的な着脱に対しては多くのマガジン配置構成が可能である。例えば、図2 6および図27の過大寸法による好適実施例で示された如く、N個の弾丸を含む リニアマガジンによる近代的ピストル、または、弾丸がチャンバ内に回転進入す るリボルバータイプの兵器と相当に同じ様に、新たな注射が生ずるときに開口91 9を介して注射チャンバ内に単純に装着される全体マガジン921が示されている。 この後者の配置構成において、各注射の完了時にカートリッジは抜出されず、マ ガジン921内に単純に留まる。この特徴は、軍隊、または、世界保健機構の病害 防除による世界的な努力活動などの大量免疫プログラムの状況における危険な散 乱を防止する上で特に重要である。使用済カートリッジの収集および保管の他の 方法も可能であり、例えば、装填されたカートリッジと同一の空の容積を有する と共にその中に使用済カートリッジが注射の終わりに投入されるマガジンである 。 レバー702によりマガジンの手動送りが遂行され得るものであり、または、デ ィスペンサ700の底部開口内にマガジン921が摺動挿入されたときに“巻き上げ” られると共に注射シーケンスに対する初期位置へとラッチされるまで上方に押し 進められるスプリング形状ラチエット・アセンブリにより自動送りが実現される 。上記システムは電気的特性であることからモータによる 送りが全ての内で最も好適である;しかし乍ら多くの用途において、複数の高圧 注射に対する動力譲与が高い優先度を有する。既述の如く、カートリッジ800が 注射部位に現れたときに(以下に説明する如く)カートリッジ800内の血清チャン バ804を畳み込むべく圧力ピストン703を前方駆動する為には任意の適切な駆動力 が利用され得る。 スイッチ375は基本的にシステム動力に対するON/OFFスイッチである。動力が 提供される手法は多くの手法で実施可能であり、通常は選択されたひとつ以上の 手法は用途および/またはユーザの選好に依るものである。幾つかの実施例を以 下に記述する。 斯かるひとつの手法に関して図3を参照すると、スイッチ375は単にONとされ 、その後フリップフロップ336は自動的にゲート338をイネーブルとしてモータ22 1をONとし;目標圧力が検出されたときにフリップフロップ336はゲート338をデ ィスエーブルとする。このサイクルは、システム故障が生ずるかまたは注射能力 が枯渇するまで継続する。単一または複数のカートリッジ・システムにおいて、 接点232、233の戻り止め作用は、図25、図26および図27におけるトリガ機 構701の一部として提供される。 別の実施例に関して図26および図27に戻ると、図17の一時的スイッチ37 2はラッチ接点232、233を置換する。スイッチ372は温度応答性とされ、温度スレ ッショルド値に到達したときにのみイネーブルとされても良い。 更に、スイッチ372は、例えばアクセスキーによりアクセス・コードが入力さ れたときにのみイネーブルとされ得る。スイッチ375は依然としてシステムに対 して主要動力を提供するが、スイッチ・ロケーション372は以下の条件の全てが 満足されるまで開成されたままである:(1)マガジンがディスペ ンサ内に固定的に位置せしめられ、その後にスイッチ372がマガジン921の壁部内 のスロット373を介して最初のカートリッジに係合したときにスイッチ372が閉成 する;(2)ガードリング103または805が注射部位と堅固に接触されたときにリン グ103または805に対してユーザが圧力を付与したときにスイッチ・ロケーション 372がイネーブルとされる;(3)温度スレッショルド値が満足される;且つ、(4) アクセス・コードが入力される。これらの特徴は、ユーザの準備ができるまで注 射器の偶発的な起動を防止することにより付加的なレベルの安全性を提供し、且 つ/又は、不法薬物ユーザまたは他の無権限者による使用を防止する。温度の場 合、粘度が温度に依存する注入剤が濃密すぎ、極高圧の影響の下で小径オリフィ スを介した安全で適時な通過を許容し得ないときに、注射器またはユーザに対す る損傷が防止される。スイッチ・ロケーション372の他の実施例も可能であり、 特定の用途に要求される安全性のレベルに依存する。 別実施例においてはMANUAL/AUTO選択が提供され、AUTOモードにおいてはカー トリッジ、ガードリングまたは温度検出器ではなく、ユーザにより手動モード・ スイッチ・ロケーション372が起動される。しかし乍ら、前記段落に記述された 如く、AUTOモードも提供される。 マガジンおよびカートリッジの実施例が使用される場合、カウンタおよびディ スプレイ機能390は、マガジン内に実際に発見された“未使用の(live)”カート リッジの個数(図26および図27で926として示されている)を電子的に測定し て表示する。カウンタおよび表示個数は次に、カートリッジが使用されるにつれ てゼロへとカウントダウンされて行く。ここでもこの特徴は、マガジンが取外さ れてその後の注射局面に対してディスペンサに戻される場合に重要である。 マガジンタイプのシステムにおいては消費されたカートリッジは安全に処理さ れ得ることは明らかである;しかし乍ら、一定の場合において経済的な目的の為 にマガジンは複数の長期間使用の為に頑丈に構築され得るものであり、この場合 、マガジン全体が病害制御センターに戻され、殺菌されて全体的にまたは部分的 に再使用され得る。ひとつの斯かる実施例においては、カートリッジ自体が再使 用可能であるが、図1および図2の多重投与カートリッジに対して記述されたの と同一の手法で出口ノズルは除去かつ置換される。 もしマガジンが再使用可能であれば、この特徴の好適実施例は、カートリッジカ ウンタ、そのプロセッサ、ディスプレイおよび動力源をマガジン内に理想的に配 置する。この実施例によれば、カウント初期化は不要である、と言うのも、それ はマガジンがディスペンサ内に在るか否かに関わり無くリアルタイムでマガジン 内の未使用カートリッジを単に検出するからである。事実、この技術は任意のタ イプのピストル、ショットガン、ライフルおよび自動または半自動兵器などの他 のマガジン向け用途に対して有用である。斯かるシステムに対しては、低バッテ リ警告が個々のカウンタシステムと共に使用される。図3に対して特に設計され た磁気抵抗変換器およびプロセッサの変更例は、該実施例に対して理想的に適す るものである。 最後に、既に指摘した如く、図19乃至図23の注射針向けカートリッジに対 しては、図25と類似したディスペンサが使用され得ることを銘記されたい。更 に、図19乃至図23のカートリッジが図26のディスペンサのマガジン構造へ と設計されたとすれば、N個の注射針タイプカートリッジがジェット式注射器の 実施例と殆ど同様にして管理されるが、相当に大きな分散バターンのジェット流 を提供する一方で個別のカートリッジよりも大きな効率および速度を提供すると 共に、人々に対するリスクは少なくなる、と言うのも、マガジン全体が免疫接種 チームの注意深い環視下に留められるからである。図5の場合と同様に、図25 、図26、図27、図28、図29、図 30、図31、図37および図38のジェット式注射器は透明プラスチック材料 により作成され、挿入の後で但し流体を放出する前に注射針が血管を貫通したか 否かをオペレータが確認し得る様にできる。これは、電気的に駆動されるシステ ムの監視および制御シーケンスの影響下での圧力ピストンのマイクロ減圧排気(m icro-withdrawal)により可能となる。 図28、図29および図30は、再充電可能動力源および更に大がかり複数シ ョットシステムを許容することにより図26および図27の代替例を提示するも のである。典型的な用途は、複数ショットカートリッジ・システムが血清容器96 2により置換された獣医的および農業的使用、または、送電電力が利用できない 遠隔地における使用である。 図28を参照すると、正しい投与量の血清960は容器962から接続管965を介し 、接続管966を介して注射ヘッド内に吸引される。これは次のショットに備える べくハンマが引き戻される毎に生じ、全ての投与量は同一のオリフィス969を介 して投与される。特に獣医の使用に対し、乳牛の群れに対してBSTホルモンを(毎 日ともされ得る)定期的に投与することは極めて効果的な処理である。この状況 の場合、血清容器962は正しい個数の投与量で予備装填されてからユーザの腰ま たは肩ハーネス970により図29に示された如く搬送され、群れ全体が迅速に接 種される。図29には更に、接続管964を介して出口ノズル967へと移送される染 色材料を備えた付加的流体容器963が示されている。相互に近接した大きな動物 の注射に対して特に有用なものとして、血清がそのチャンバ内に吸引されるのと 同時に適切な量の染料が染料チャンバ内に吸引される。この染料は放出されると 共に注射部位において目印として析出し、どの動物が特定の物質により注射され たかを示すことになる。この特徴は、注射を全く受けない場合、または、動物が 同一物質を一度以上受容する場合の悪影響を防止する。 図28において、電力パック950はジェット式注射器ハウジングに挿抜され、 電気的接点952が動力を注射器に接続する。この試みによれば、各動力源により 行えるショットの個数はそれほど重要でないが、バッテリを反復して変更かつ処 理することは免疫接種チーム、農業または獣医作業者の人員に取り不便である。 彼らが行うべきことの全ては、貯蔵ハーネス内の多数の動力源を担持し、各々が 消耗したときに交換し、次に、隔離地では太陽エネルギにより、または、更に便 利な箇所では標準的なACまたはDC電源により動力源のグループ全体を再充電する ことである。 最後に、小さなバッテリ操作の携帯性が必要でなければ、図30における電源 アダプタ968が電力パック950の代わりにインジェクタ・ハウジング内に挿入され て他の動力源からの作動が許容される。例えば、アダプタ968は外部電源または 電力パック972の適切な動力源に直接的に接続され得るものであり、注射器は次 に、注射器、薬物および保健従事者ユニットと共に遠隔地に移送された外部エネ ルギの非使い捨て型動力源により動力を供給される。外部電源972は高能力再充 電可能バッテリ、または、再充電を必要とする前にN個のショットを供給するに 十分大きな値を有する蓄電器とされ得る。電力パック972の再充電は、(もし利用 可能であれば)ソケット976における送電電力から得てもよく、或いは代替的に、 太陽パネル・トリクル充電器978、携帯発電器980、または、保健看護作業者に対 して車両が利用可能であれば斯かる車両の動力システム982から直接的に得られ る。遠隔地によっては、保健看護施設の近傍または屋根に配置された強力なソー ラ・システム983も好適に使用される。 図31の注射システム703は、形状適合された樽状の拘束チャンバ705および協 働蓋部708を示しており、これらは協働して、安価で薄壁のカプセル 820による高圧注射に必要な支持を提供する。カプセル820は.01インチ乃至.05イ ンチの壁厚を有し得る。これらのカプセル820は使い捨て型の注射針および注射 器と同様の手法で各注射を行った後で廃棄されるが、注射針式インジェクタの処 理に関する不便さ、危険性およびコストは排除されている。この実施例において 注射器703は円筒状バレル707を有し、該バレルはチャンバ705を画成すると共に 、バレルの一部を形成してヒンジ709に取り付けられる蓋部708を有している。カ プセルをローディングする為に、蓋部708は開成されてカプセル820が拘束チャン バ705内に挿入される。アクセス溝710はカプセル820のガードリング端部103を収 納して支持する。カプセル820のこの端部はまた、ノンスリップ面901並びに出口 オリフィス109も有している。カプセル820が挿入された後、蓋部708は閉鎖位置 でラッチ712により固定される。形状適合チャンバ705、蓋部708上の唇部714、お よび、溝710は協働してカプセル820を所定位置に堅固に保持し、高圧注射の間に おける一切の損傷を防止する。バレル707の内部に取付けられたスプリング717を 有するスプリング負荷アーム716はカプセルが挿入されたときに圧縮され、蓋部7 08が開成されたときにカプセルを排出し;従って、注射が完了されたときに保健 従事者が物理接触して交差感染するリスクは更に減少される。図30の装置と同 様の注射システムの他の部材は、同様の参照番号が付されている。 図32の実施例は動物に対する大規模な注射プログラムに良好な利用性を有す ると共に交換式カプセルに対する代替例である。サブシステム830は、血清ザッ クまたはチャンバ832、接続通路またはチューブ834および薄壁の注射カプセル83 6の低コストの組合せであり、その全てが単一ユニットとして供給されるもので ある。畜牛の群れに対して特定の薬物が与えられるとき、血清ザック832は選択 された薬物により充填され、注射システム703の高度に拘束された注射チャンバ7 05内に安価なカプセル836が挿入される。注射 手順が完了したとき、サブシステム830全体が取出されて将来使用の為に保管さ れ、または、廃棄される。このシステムは、所定範囲における多数の飼育畜牛に 対し、または、それらが処置の為に集合したなどの場合に、適時に装置を洗浄す ることが不都合な状況および/または場所においてインジェクタが不調となる問 題を回避する。 図33および図34は、複数の出口ポートを備えた注射ヘッドの2つの異なる 実施例を示すことを意図している。図33に示された第1の場合、一組の出口ポ ート842は単一血清チャンバからの流体843のN個のジェット流を提供する。この 技術は、乳牛などの大きな動物に対しては5ccを越えることもある極めて大量の 投与量に対する注射時間を好適に減少する上で有用である。高速の貫通ジェット 流に対して必要とされる.004乃至.012インチのオーダーの小さな出口ポートによ れば、単一ポートにより流体を放出するに必要な時間量は相当に長く、3秒にも なり、注射が完了する前に動物が移動する十分な機会を与えてしまう。この第1 実施例は、その問題を回避することを意図している。 第2実施例は破断形態で図34に示されると共に、放出時間時間が重要でない 、例えば、人間に対する0.5乃至1.0ccのオーダーの少ない投与量に対して有用で ある。しかし乍ら、この場合に対しては、複数出口ポートの配置構成は、注射部 位に対して同時に1種より多いワクチンを注射する上で大いに有用である。これ は特に子供に対して重要であって、注射針による注射の反復使用に怯えて苦痛を 覚えると共に反抗的な身体抵抗により完了することが極めて困難であり、または 、保健センターもしくは医院への反復訪問による費用が嵩む場合である。患者の 反応のタイプは、不適切なワクチン接種、および、一定の極めて危険な病気への 不要な露出の可能性に繋がり得る。多重出口ポートによる解決策はN個の平行で 独立したバレルタイプの拘束チャン バを利用するが、そのひとつはバレル840の破断図における845として示されてい る。拘束チャンバ845の各々の内部には、別個の安価な薄壁のワクチンカプセル が含まれ、且つ、その出口ポート842'は図34における破断構造として示された 前方アクセスディスク844内の合致係合孔838に対して係止する。これらのカプセ ルは図31に対して記述されたのと同様であるが、直径は小さくされ、並置配向 を促進している。N個のカプセルの各々は、単一中央ハンマ849に付加されたN 個の幾何的に合致するハンマ848と接合する。図中に示された如く、ハンマ849お よびハンマ848の各々は左方へ移動し、その蓄積物理エネルギの位置から解放さ れたときに正しい力でピストン847を内側に押圧する。この配置構成は保健従事 者に対し全ての注入剤を迅速に投与することを許容することから、注射に対する 痛覚、恐れ、費用および抵抗は全て劇的に減少せしめられる。図26および図2 7の記述においては、回転式ピストルと類似した多重チャンバシステムがワクチ ンカプセルを収納すべく使用されることを銘記した。各カプセルは、バレル840 を前方に摺動し、カプセル846が挿入されるN個の合致係合カートリッジを露出 させることにより図34の構成内にローディングされ得る。次にバレル840の形 状適合外部が所定位置に摺動して戻され、注射が完了されるまでカプセル846を 所定位置に堅く固定する。図31に対して記述された蓋部708と同様のトラップ 蓋部も使用され得る。カプセル846は保健センターに対して製造出荷されたワク チンで予充填され、または、対象者が注射の為に出頭したときに適切なワクチン を保健従事者が充填することも可能である。もし図19乃至図23に記述された タイプのジェットまたは注射針カプセルが使用されるのであれば、注射針または ジェットオリフィスの実施例と同時に、凍結乾燥血清も投与され得る。 図34および図35の多重カプセルシステムは、N個の注射チャンバの各々か ら異なる注射深度を提供することにより更なる利用性を有する。これは、 各カプセルの断面積およびそのピストン847を僅かに変更することで単純に達成 される。中央ハンマ849は個々のハンマ848の各々に対して同一の力を付与するこ とから、チャンバ圧力は、力が付与されるピストンの断面積に依存する。もしこ れが行われれば、カプセル内の僅かな変動が生ずる、と言うのも、中央ハンマ84 8への依存性により全てのハンマの移動距離は同一だからである。同様に、エラ ーの危険性も減少される、と言うのも、収納チャンバ845は所定カプセルのみを 収納する断面積を有し得るからである。しかし乍ら、もし一貫した投与量が問題 であれば、各カプセルに対するジェット・オリフィスの直径を僅かに改変して既 知力に対するストリーム速度の変更を促進して注射深度をそれに従って変更する ことにより注射深度に対する更なる融通性が実現される。最後に、各カプセルに 対する異なる貫通深度は注射生成物を組織から更に離間するのを助けるが、これ は場合によっては重要な要因である。 図36は、注射処理が計画されたときに自動的に確認されて群れから切り離さ れる畜牛856に使用されるロボット式システム850を示している。このロボット式 システムは、制御ボックス851と、関節結合されて可動である注入剤供給管から 成る機械的アーム852とを含んでいる。これは動物を機械的に拘束する好都合な ときであり、アーム852は所定位置に移動することから穿孔器854はその後の注射 の為に動物に接触し得る。穿孔器により提供された係留点は良好な注射に対して 特に有用である、と言うのも、この時点で動物による活発な移動が極めてあり得 るからである。 ロボット式システム850のアーム852が着脱式とされて可動で延長アーム式注射 システムを提供すれば更なる利用性が提供される。このタイプの長寸で可動の注 射システムは、大きな動物の長い範囲の注射を促進する。この状況は、動物が首 部で拘束されてい乍らも注射は体部の後部で行う必要がある 場合に生ずることが多い。上記装置はまた、多数の動物が柵内に入れられ、相互 に近接し、さらには伏臥しているときにも有用である。これらの状況に対しては 、1メートル長程度の延伸アームが注射処理を簡素化するのを助ける。 カートリッジ800は、図37および図38に詳細に示されている。カートリッ ジ800は、ハンマ803を備えたシール血清ベローズ804;リアハウジング801;圧力 ピストン802;ガードリング805とフランジ808を備えたジェット出力ポート807と を備える前部ハウジング812;および着脱式キャップ810;を備えている。図37 は、血清ベローズベローズ804のシールを破砕する前に図25、図26または図 27のシステムにおいて設置された新しいインジェクタを示している。本明細書 中のいずれかにおいて記述された如く、カートリッジ800は、血清を供給する注 射針または穿孔器を備えて構成され得る。 図38は、図25のレバー702が前進されてベローズ804のシールを破砕すると 共にインジェクタピストン703を所定位置にもたらして圧力ピストン802を前進さ せてベローズ804を畳み込んだ後の図37の配置構成を示している。 図39乃至図43は、筋肉864上に重なる皮下空間または層862に重なる、乳牛 などの動物の皮または真皮860を示している。真皮860は厚みDを有すると共に皮 下層862は厚みSを有している。図39は、習用の注射針と共にカプセルが使用 されたときに生ずる“プール形成”効果を示すと共に、カプセル871、円筒状ハ ウジング872およびプランジャ874を含む注射アセンブリ870を備えている。習用 の皮下注射針876は、注入剤878を保持するカプセル871に作用的に接続されてい る。プランジャ874が押圧されたとき、注入剤878注射針876の出口ポートを介し て排出され筋肉864内にプール861 を形成する。プール形成は動物の免疫系による攻撃を誘発して薬物の封緘を引起 こし、組織の膿瘍および/または深刻な傷跡に繋がることも多い。飼育動物の場 合、食肉への損傷は事業への多大な経済的損失を引起こし、場合によっては動物 を無駄にするレベルの汚染を誘発する。 図40は、ハウジング872およびプランジャ874を備えたカプセル871を有する 注射アセンブリ880を示している。穿孔器882は、その投入部分で外科的に尖鋭な 尖端883を有すると共に、カプセル871に取付けられてコラプシブルな保護ハウジ ング884により囲繞されている。穿孔器882は、カプセル871への取付の為の取付 部914を有している。コラプシブルハウジング884は、穿孔器882よりも大きな直 径の円形開口890を画成する壁部888を備えた自由端部886を有するベローズの形 態である。ハウジング884は、カプセル871の基部に固定された対向端部892を有 している。 図41を参照すると、穿孔器882の細部が示されている。以下で論ずる如く、 上記穿孔器は、皮膚または皮の真皮および皮下層の厚みより大きくない実効長を 有するステンレス鋼から好適に形成された筒状構造である。それは、以下に説明 する如く、ジェット注射を提供すべく皮膚または皮の内部に挿入される傾斜され た外科的尖鋭尖端911を有している。穿孔器882は長手中央軸心Lを有し、傾斜尖 端911は軸心Lと交差する中央軸心L'を備えた楕円開口913を有している。この傾 斜開口は、穿孔器882による注射の間における体部内への異物進入防止を助ける 。傾斜尖端は、注射針の供給部分の貫通位置を確立して保持する係留点を生成す る。それは更に、注射されつつある体部の移動があっても穿孔器から射出されて いるジェット流の層流を保持する。 図42において、穿孔器882は皮860内に既に挿入されているが、その尖端883 は皮下層862の丁度手前に来ている。穿孔器882は筋肉内または皮下 注射の為に、真皮860、皮下層862および筋肉864を有する体内への挿入に対する 実効長Xを有している。長さXは真皮860および皮下層862の厚みDおよびSの合 計より小さいことから、それは注射の間に筋肉864に進入しない。プランジャ874 は押圧されてハウジング884は皮860に対して畳み込まれ、注入剤は放出されて貫 通ジェット流を生成し、これは次に、もしそれが所望の目標であれば筋肉864の ターゲット領域内に注入剤の大部分を投入する一方、皮860内には実際的に何も 残さない。もし皮下注射が必要であれば、注射圧力を単に減少してジェット流が 皮の残部を貫通し乍らも筋肉を好首尾に貫通するに十分なエネルギを有さない様 にするだけである。 最後に、本説明全体は筋肉内注射に対する穿孔器の利点に関して焦点を当てた が、獣医および人間の免疫学者はいずれも、真皮内への注射はIMまたは皮下領域 よりも更に何倍も有力であるという実験的証拠を示しており、実際にそうである ことから、相当に少ない容積の注射が可能である。もし、この点に関する研究が 続けられると共に、真皮内に一定の注射が与えられるべきと推奨されたのであれ ば、この用途に対しても穿孔器の概念は相当に効果的であり、注射針および注射 器を越える付加的な利点を実際に提供する。穿孔器による皮内注射を確かなもの とするには単に、長さXが外側層を貫通すると同時に皮下空間には届かない様に 長さXを短寸化せねばならない。これに加え、もし圧力が適切なレベルに減少さ れるのであれば、安楽死したばかりの乳牛に関する本発明者による実験作業では 、注射の全ては真皮内に留まり、表面には何もなく、しかも先行技術の注射針お よび注射器のプール形成効果で経験したよりも相当に広い半径に亙り注入剤は広 がった。IMまたは皮下注射と同様に、注入剤により覆われる増大した領域およ び容積は、免疫系による非常に迅速で効果的な捕捉を提供する。 図43は、先行技術の平坦注射オリフィスに由来ずるジェット流を示して いる。注射アセンブリ896は、ハウジング872およびプランジャ874を備えたカプ セル871、並びに、平坦ジェット・オリフィス897を含んでいる。プランジャ874 が押圧されたとき、ジェット流898が送出され、皮860の外表面から始まり、硬質 で体毛があり汚れていることも多い状態は直ちにジェット流898を劣化させるこ とから、注入剤の相当のパーセントは外側に留まり、多くの場合には皮下空間86 2または筋肉864へ到達する注入剤が極めて少なくまたは全く到達せず、真皮注射 が意図されたとしても極めて効果の無い注射に帰着していた。 図44は図40および図42からの穿孔器882を示す本発明の代替実施例であ る。この場合、穿孔器882の進入端には高品質で小径のオリフィス899が配置され ている。ジェット注射が開始されたとき、それは壁部に接触せずに且つ動物の皮 または体のいずれかに遭遇する前に穿孔器882の中央を外方に向けて移動する。 もし目的が筋肉内注射であれば、極めて高品質で高い一貫性を有する斯かる流れ パターン900は、真皮860または皮下層862の背後に殆ど注入剤を残さずに更に深 い筋肉貫通を許容する。 図45は、ハウジング872の注射チャンバに接続された高品質オリフィス902を 備えると共に、それに固定された外部螺条つきコネクタリング904を有している 。穿孔器882と類似し乍らも穿孔器906は、コネクタリング904上の螺条との係合 の為の内部螺条進入端908を有している。コネクタリング904と穿孔器906との間 の螺着接続は、単にねじを緩めて穿孔器906を外すことにより穿孔器906の容易な 交換を提供する。他の高速着脱装置も使用可能である。システムは、図44に関 して述べた如くストリーム900を送出する。 図46のシステム800は、高品質オリフィス899が穿孔器882の出口端に 配置されていること以外は、図44と同様である。 最後に、図47は穿孔器概念から導かれた応用例を示している。この実施例に おいては、小径出口管907は注射器ハウジング871から約2〜4mm延出すると共に、 非鋭利な平坦に終端する出口により構成されている。この図は一定の縮尺で示さ れてはおらず主として例示的な目的で示されている。この実施例によれば初期穿 孔は存在しないが、短寸の突出が一切の体毛を側方に移動すると共に、表面接触 が為されたときに注射部位909を引き伸ばして移動止めを提供する。ジェット貫 通における相当の改善が実現されると同時に、図43の先行技術の平坦オリフィ スと対照的に表面に残される注入剤の量を減少する。人間の注射、子牛の薄い皮 、および、猫、犬、鳥などの他の薄皮動物への用途に対し、利点が見出された。 本明細書中で開示された本発明の例証的実施例は本発明の代表的なものではあ るが、本発明の精神および範囲から逸脱すること無く形態および機能における幾 多の変更を為すことが可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年5月22日(1998.5.22) 【補正内容】 74.外側真皮領域と、内側筋肉領域と、上記真皮領域と上記筋肉領域との間 の皮下領域とを有し、上記真皮領域は注射が為され得る箇所において異なるタイ プの体部に対して変化し得る厚みを有し、皮下領域は注射が為され得る箇所にお いて各々のタイプの体部に対して変化し得る厚みを有する、体部の選択領域に流 体を注射する装置であって、 上記体部の上記領域から選択された領域を穿孔して進入する穿孔手段であって 、該穿孔手段は上記体部の上記真皮、皮下領域および内側筋肉領域から選択され た領域内への挿入に対する実効長さを有し、上記長さは当該穿孔手段が一切の領 域を上記選択領域よりも深く体内へを穿孔するのを防止する、穿孔手段と、 上記流体を受容する取入口と上記流体を投与する吐出口とを有し、上記取入口 は高圧で上記流体を受容すると共に、上記吐出口は、上記体部の選択領域を貫通 するジェット流を生成するに十分な大きさの圧力および速度にて流体を投与する 進入ポート手段と、を備えた注射装置。 75.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、前記選択 領域に穿孔して流体のジェット流を前記体部の所望領域内に導く供給部分とを備 え、 上記供給部分は長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分上に配置されると共に上記供 給部分の長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有することにより、上記供給部 分が上記体部の選択領域を貫通して係留点を生成することにより当該供給部分の 貫通位置を確立して保持すると共に注射されつつある体部の移動があったとして もジェット流の実効流体流を保持し得る様にする、請求項74記載の装置。 76.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、前記 体部の前記選択領域に穿孔して流体のジェット流を前記体部の所望領域内に導く 供給部分とを備え、 上記供給部分は上記真皮領域を突き進む外科的尖鋭端および長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分の長手軸心に対して傾斜され た中央軸心を有し、上記供給部分が体部を突き進むときに体部内に異物が挿入さ れるのを防止する、請求項74記載の装置。 77.貫通困難で注射抵抗性の外側領域と、内側領域と、上記外側領域と上記 内側領域とを隔てる中間領域とを有し、上記外側領域は注射が為され得る箇所に おいて異なるタイプの体部に対して変化し得る厚みを有し、上記内側領域は注射 が為され得る箇所において各々のタイプの体部に対して変化し得る厚みを有する 、体部の所望の領域に流体を注射する装置であって、 上記体部の上記外側領域を穿孔して進入する穿孔手段であって、該穿孔手段は 上記体部の上記領域から選択された領域内への挿入に対する実効長さを有し、上 記長さは当該穿孔手段が一切の領域を上記選択領域よりも深く体内へを穿孔する のを防止する、穿孔手段と、 上記流体を受容する取入口と上記流体を投与する吐出口とを有し、上記取入口 は高圧で上記流体を受容すると共に、上記吐出口は、上記体部を貫通すると共に 上記体部の上記所選択域内で上記流体を分配するジェット流を生成するに十分な 大きさの圧力および速度にて流体を投与する進入ポート手段と、を備えた注射装 置。 78.前記穿孔器手段は、流体の供給の為に取付く取付部分と、前記選択領域 に穿孔してジェット流体ストリームを上記選択領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は長手軸心を有し、 上記オリフィス手段の上記吐出口は上記供給部分上に配置されると共に上記供 給部分の長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有することにより、上記供給部 分が上記選択領域を貫通して係留点を生成することにより当該供給部分の貫通位 置を確立して保持すると共に注射されつつある体部の移動があったとしてもジェ ット流の実効流体流を保持し得る様にする、請求項77記載の装置。 79.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、前記選択 領域に穿孔して流体のジェット流を上記選択領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は上記選択領域を突き進む外科的尖鋭端および長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分の長手軸心に対して傾斜され た中央軸心を有し、上記供給部分が体部を突き進むときに体部内に異物が挿入さ れるのを防止する、請求項77記載の装置。 80.前記穿孔器手段は前記選択領域内にジェット流注射を投入すべく設計さ れた長さを有する短寸伸張部材を備える、請求項77記載の装置。 81.前記外側領域は、該外側層へ向けられた流体の層流を流体の乱流に変換 して上記外側層を突き進めなくする傾向のある外方延伸体毛または他の物質によ り覆われた硬質の外表面を有し、且つ、 前記穿孔器手段は長手軸心を有する供給部分を備え、且つ、上記穿孔器手段の 前記吐出口は上記長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有し、上記供給部分が 上記外側層を貫通すると共に体部内への異物の挿入を防止して体内への流体の層 流を保持する、請求項77記載の装置。 82.当該装置は前記流体を保持するカプセル手段を更に備え、 前記穿孔手段は上記カプセル手段と作用的に接続されて上記カプセル手段から 流体を受容して前記体内へ分配する、請求項77記載の装置。 83.前記カプセル手段は前記流体を保持する少なくとも一個のカプセルを備 え、且つ、 前記穿孔器手段は、上記夫々のカプセルに作用的に接続されて夫々のカプセル から流体を受容して前記体内へ分配する、請求項81記載の装置。 84.前記少なくとも一個のカプセルからの流体の解放の間に上記少なくとも 一個のカプセルを保持するカプセル保持手段と、 上記カプセルから前記物質が体内へジェット流として進入する為に上記カプセ ルに対して解放力を付与するとジェット式注射器手段であって、該ジェット式注 射器手段は、 上記カプセルに上記解放力を付与すべく上記ジェット式注射器手段を起動す るイネーブル条件と、当該起動手段が上記解放力を付与するのを阻止するディス エーブル条件とを有する起動手段と、 所定条件に従って選択的に上記起動手段を上記イネーブル条件または上記デ ィスエーブル条件に置くセキュリティ手段と、 を有するジェット式注射器手段とを更に備える、請求項83記載の装置。 85.注射されるべき体部の前記外側領域を係合させて注射の間における前記 物質の飛散を防止する飛散防護手段を更に備え、且つ、 前記所定条件は上記飛散防護手段の適切な位置設定である、請求項84記載の 装置。 86.温度が一定の温度制限値の範囲外と決定されたときの温度信号に対する 温度監視手段を更に備え、且つ、 前記所定条件は上記温度信号である、請求項84記載の装置。 87.前記セキュリティ手段は、当該アクセス手段を選択的に前記所定条件に 置く解除装置を有するアクセス手段を備える、請求項84記載のジェット式注射 システム。 88.前記解除装置は前記アクセス手段を選択的に前記所定条件に置くキー手 段を含む、請求項87記載のジェット式注射システム。 89.前記セキュリティシステムは暗号作動式アクセス手段から成り、且つ、 前記所定条件は上記アクセス手段への適切な暗号の入力である、請求項84記載 のジェット式注射システム。 90.前記ジェット式注射器手段は電気的に動力を供給される、請求項84記 載のジェット式注射システム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワグナー、ジョン ティ. アメリカ合衆国 19026 ペンシルベニア 州 ドレクセル ヒルズ ワイルド アベ ニュー 510

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.注射用の皮下流体を保持する保持手段を有するコラプシブル・ボディであ って、 該コラプシブル・ボディに十分な圧力が一旦付与されて上記流体を上記保持手 段から当該注射針手段を介して押し進めたなら上記皮下流体を注射する注射針手 段、を有するコラプシブル・ボディ。 2.注射用の第2成分を保持する第2保持手段を更に備え、 前記注射針手段は、前記保持手段または上記第2保持手段の一方内に配置され ると共に、十分な圧力が前記ボディに付与されたときに上記保持手段の他方を貫 通して前記流体および上記第2成分を混合すべく位置せしめられる、請求項1記 載のコラプシブル・ボディ。 3.前記第2保持手段はベローズ形状である、請求項1記載のコラプシブル・ ボディ。 4.外側形状を画成する壁部と、流体の為の内部キャビティと、当該カプセル 内の流体に所定圧力が付与されたときに当該カプセルから流体を放出する出口ポ ートとを有する一個以上の流体保持カプセルから一種以上の流体を体内に注射す るジェット式注射器であって、 一個以上のカプセルを選択的に受容かつ解放する一個以上のバレル手段を備え 、 上記バレル手段は、受容されたカプセルの外側形状と作用的に係合すべく構成 された内側形状を画成するバレル壁を有し、 上記バレル壁は、カプセルから流体を放出すべくカプセル内の流体に付与され た上記所定圧力に耐えると共にカプセルを損傷から保護するに十分な強 度を有し、 上記バレル手段は、上記カプセル手段に対する上記所定圧力の付与時に上記バ レル手段から上記カプセルが突出するのを防止する停止手段を有し、 上記停止手段は、上記カプセルの上記出口ポートから放出された流体の流れに 対する経路を画成する出口を有する、 ジェット式注射器。 5.前記バレル手段は更に、 前記バレル手段内に受容された一個以上のカプセルに圧力を及ぼすべく、受容 された一個以上のカプセルに向けて移動可能な一個以上のハンマ手段と、 設定条件により起動されて上記ハンマ手段に十分な力を付与し、受容されたカ プセルに対して上記ハンマ手段を移動することによりカプセルに対して所定圧力 を付与し、前記出口ポートを介して流体をジェット流として放出し得る、付勢手 段と、 上記設定条件から上記付勢手段を解除する制御手段とを含む、請求項4記載の ジェット式注射器。 6.前記制御手段は、前記付勢手段を前記設定条件に保持する保持条件を有す る解除手段と、上記解除手段を上記保持条件から外して上記付勢手段を上記設定 条件から解除するトリガ手段とを備える、請求項4記載のジェット式注射器。 7.各カプセルは、該カプセル内の流体に対して圧力を付与するピストンを含 み、且つ、 前記ハンマ手段は、前記付勢手段の解除に応じて移動して上記ピストンに係合 して該ピストンを移動させて前記所定圧力をカプセルに付与する、請求項4記載 のジェット式注射器。 8.前記付勢手段は少なくとも一個のスプリングである、請求項4記載のジェ ット式注射器。 9.前記スプリングは予備圧縮スプリングである、請求項7記載のジェット式 注射器。 10.前記スプリングはコイルスプリングである、請求項7記載のジェット式 注射器。 11.前記スプリングはエラストマー製スプリングである、請求項7記載のジ ェット式注射器。 12.前記カプセルは略々円筒状の外側形状を有し、且つ、 前記バレル壁は上記カプセルの上記外側形状に係合する筒状内側形状を画成す る、請求項1記載のジェット式注射器。 13.当該ジェット式注射器は、夫々の流体を保持するカプセルから体内へ少 なくとも2種類の流体を注射し、且つ、 前記バレル手段は、夫々のカプセルと作用的に組合わされたバレル手段から成 る、請求項4記載のジェット式注射器。 14.当該ジェット式注射器は、夫々の流体を保持するカプセルから体内へ少 なくとも2種類の流体を注射し、且つ、 前記バレル手段は、 該バレル手段内に受容された夫々のカプセルに向けて移動することにより夫々 のカプセルに前記所定圧力を付与する一組のハンマ手段と、 設定条件から起動されて十分な力を夫々のハンマ手段に付与して上記夫々のハ ンマ手段を受容された夫々のカプセルに移動して所定圧力を夫々のカプセルに付 与して夫々のカプセルの出口ポートを介して流体をジェット流として放出し得る 付勢手段と、 上記付勢手段を上記設定条件から解除する制御手段とを含む、請求項4記載の ジェット式注射器。 15.当該ジェット式注射器は、夫々の流体を保持するカプセルから体内へ少 なくとも2種類の流体を注射し、且つ、 夫々のカプセルは各々、カプセル内の流体に対して圧力を付与するピストンを 含む、請求項4記載のジェット式注射器。 16.当該ジェット式注射器は、夫々の流体を保持するカプセルから体内へ少 なくとも2種類の流体を注射し、且つ、 前記バレル手段は、夫々のカプセルと作用的に組合わされたバレル手段から成 り、 夫々のカプセルは各々、略々円筒状の外側形状を有し、上記夫々のバレル手段 の前記バレル壁は各々、受容された夫々のカプセルの外側形状に係合する筒状内 側形状を画成する、請求項4記載のジェット式注射器。 17.流体を体内へ注射するジェット式注射器システムであって、 流体を保持するカプセル手段であって、該カプセル手段は流体に対する筒状キ ャビティを画成する側壁およびカプセル端壁を有し、上記側壁は堅固であると共 に外側形状を有し、上記カプセル端壁は当該カプセル手段内の流体に対して所定 圧力が付与されたときに当該カプセル手段から流体を放出する出口ポート手段を 有する、カプセル手段と、 上記カプセル手段を受容するバレル手段であって、 上記カプセル手段の外側形状と作用的に係合すべき形状とされた内側形 状を画成するバレル壁であって、該バレル壁は十分な強度を有することにより上 記カプセル手段内の流体に付与された所定圧力を抑制し、流体が上記カプセル手 段から放出されつつあるときに上記カプセル手段が膨張するのを防止することに より上記カプセル手段に対する損傷および流体流の逆行を防止するバレル壁と、 受容された上記カプセル手段の上記カプセル端壁と接合する放出端と、 上記圧力が上記カプセル手段に付与されたときに上記カプセルが上記バレル 手段から突出するのを防止すると共に、上記カプセル手段から放出された流体流 に対する出口を画成する出口手段を有する、上記放出端上の停止手段と を含むバレル手段と、 上記カプセル手段に向けて移動し、上記バレル手段内に受容された上記カプセ ル手段内の流体に圧力を及ぼし得る一個以上のハンマ手段と、 設定条件から起動されて、十分な力を上記ハンマ手段に付与し、上記バレル手 段内に受容されたカプセル手段に対して上記ハンマ手段を移動することにより上 記カプセル手段に所定圧力を付与して上記出口ポート手段を介して流体をジェッ ト流として放出し得る付勢手段と、 上記付勢手段を上記設定条件から解除する制御手段と、を備えたジェット式注 射器システム。 18.前記制御手段は、前記付勢手段を前記設定条件に保持する保持条件を有 する解除手段と、上記解除手段を上記保持条件から外して上記付勢手段を上記設 定条件から解除するトリガ手段とを備える、請求項17記載のジェット式注射器 システム。 19.前記カプセル手段は、前記側壁と共に流体へ向けて移動可能なピストン 手段を更に含み、 前記ハンマ手段は前記設定条件からの前記付勢手段の解除に応じて上記ピスト ン手段に対して移動することにより該ピストン手段を移動して前記所定圧力を上 記カプセル手段に付与し得る、請求項17記載のジェット式注射器。 20.前記付勢手段は少なくとも一個のスプリングである、請求項17記載の ジェット式注射器。 21.前記スプリングは予備圧縮スプリングである、請求項20記載のジェッ ト式注射器。 22.前記スプリングはコイルスプリングである、請求項20記載のジェット 式注射器。 23.前記スプリングはエラストマー製スプリングである、請求項20記載の ジェット式注射器。 24.前記カプセル手段の前記側壁は薄寸であり、上記側壁は上記カプセル手 段により保持された流体に十分な圧力が付与されたときに破砕され、上記カプセ ル手段上の前記バレル手段の拘束無しに高速ジェット流として流体を放出し得る 、請求項17記載のジェット式注射器システム。 25.前記カプセル手段の前記側壁は.01インチ乃至.05インチの厚みを有する 、請求項17記載のジェット式注射器システム。 26.少なくとも2種類の流体を体内へ注射する請求項14記載のジェット式 注射器であって、 前記カプセル手段は夫々の流体を保持するカプセルを備え、且つ、前記バレル 手段は夫々のカプセルの各々に対するバレル手段を備える、ジェット式 注射器。 27.外側真皮と、内側筋肉領域と、上記真皮と上記筋肉領域との間の皮下領 域とを有し、上記真皮は注射が為され得る箇所において異なるタイプの体部に対 して変化し得る厚みDを有し、皮下領域は注射が為され得る箇所において各々の タイプの体部に対して変化し得る厚みSを有する、体部の所望の部分に流体を注 射する装置であって、 上記体部の上記真皮を穿孔して進入する穿孔手段であって、該穿孔手段は上記 体部内への挿入に対する実効長さLを有し、該長さLは上記厚みDおよびSの合 計より小さく、上記長さLは当該穿孔手段がへ筋肉領域を穿孔するのを防止する 、穿孔手段と、 上記流体を受容する取入口と上記流体を投与する吐出口とを有し、上記取入口 は高圧で上記流体を受容すると共に、上記吐出口は、上記体部の所望領域を貫通 するジェット流を生成するに十分な大きさの圧力および速度にて流体を投与する 進入ポート手段と、を備えた注射装置。 28.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、真皮に穿 孔して流体のジェット流を前記体部の所望領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分上に配置されると共に上記供 給部分の長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有することにより、上記供給部 分が上記真皮を貫通して係留点を生成することにより当該供給部分の貫通位置を 確立して保持すると共に注射されつつある体部の移動があったとしてもジェット 流の実効流体流を保持し得る様にする、請求項27記載の装置。 29.前記穿孔器手段は、流体の供給の為に取付く取付部分と、真皮に穿孔し て流体のジェット流を前記体部の所望領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は上記真皮を突き進む外科的尖鋭端および長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分の長手軸心に対して傾斜され た中央軸心を有し、上記供給部分が体部を突き進むときに体部内に異物が挿入さ れるのを防止する、請求項27記載の装置。 30.貫通困難で注射抵抗性の外側層と、内側領域と、上記外側層と上記内側 領域と隔てる中間領域とを有し、上記外側層は注射が為され得る箇所において異 なるタイプの体部に対して変化し得る厚みDを有し、上記内側空間は注射が為さ れ得る箇所において各々のタイプの体部に対して変化し得る厚みSを有する、体 部の所望の領域に流体を注射する装置であって、 上記体部の上記外側層を穿孔して進入する穿孔手段であって、該穿孔手段は上 記体部内への挿入に対する実効長さLを有し、該長さLは上記厚みDおよびSの 合計より小さく、上記長さLは当該穿孔手段がへ内側領域を穿孔するのを防止す る、穿孔手段と、 上記流体を受容する取入口と上記流体を投与する吐出口とを有し、上記取入口 は高圧で上記流体を受容すると共に、上記吐出口は、上記体部を貫通すると共に 上記体部の上記所望領域内で上記流体を分配するジェット流を生成するに十分な 大きさの圧力および速度にて流体を投与する進入ポート手段と、を備えた注射装 置。 31.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、前記外側 層に穿孔してジェット流体ストリームを所望領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は長手軸心を有し、 上記オリフィス手段の上記吐出口は上記供給部分上に配置されると共に上 記供給部分の長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有することにより、上記供 給部分が上記外側層を貫通して係留点を生成することにより当該供給部分の貫通 位置を確立して保持すると共に注射されつつある体部の移動があったとしてもジ ェット流の実効流体流を保持し得る様にする、請求項30記載の装置。 32.前記穿孔器手段は、流体の供給に対して取付ける取付部分と、前記外側 層に穿孔して流体のジェット流を所望領域内に導く供給部分とを備え、 上記供給部分は上記外側層を突き進む外科的尖鋭端および長手軸心を有し、 上記進入ポート手段の上記吐出口は上記供給部分の長手軸心に対して傾斜され た中央軸心を有し、上記供給部分が体部を突き進むときに体部内に異物が挿入さ れるのを防止する、請求項30記載の装置。 33.前記穿孔器手段は前記所望領域内にジェット流注射を投与すべく設計さ れた長さLを有する短寸伸張部材を備える、請求項30記載の装置。 34.前記外側層は、該外側層へ向けられた流体の層流を流体の乱流に変換し て上記外側層を突き進めなくする傾向のある外方延伸体毛または他の物質により 覆われた硬質の外表面を有し、且つ、 前記穿孔器手段は長手軸心を有する供給部分を備え、且つ、上記穿孔器手段の 前記吐出口は上記長手軸心に対して傾斜された中央軸心を有し、上記供給部分が 上記外側層を貫通すると共に体部内への異物の挿入を防止して体内への流体の層 流を保持する、請求項30記載の装置。 35.物質を保持する一個以上のカプセルから体内へ物質を注射するジェット 式注射システムであって、 カプセルからの物質の解放の間にカプセルを保持するカプセル保持手段と、 上記カプセルから上記物質が体内へジェット流として進入する為に上記カプセ ルに対して解放力を付与するジェット式注射器手段であって、該ジェット式注射 器手段は、上記カプセルに上記解放力を付与すべく上記ジェット式注射器手段を 起動するイネーブル条件と、当該起動手段が上記解放力を付与するのを阻止する ディスエーブル条件とを有する起動手段を有する、ジェット式注射器手段と、 所定条件に従って選択的に上記起動手段を上記イネーブル条件または上記ディ スエーブル条件に置くセキュリティ手段と、を備えるジェット式注射システム。 36.注射されるべき体部の皮膚または皮を係合させて注射の間における前記 物質の飛散を防止する飛散防護手段を更に備え、且つ、 前記所定条件は上記飛散防護手段の適切な位置設定である、請求項35記載の ジェット式注射システム。 37.温度が一定の温度制限値の範囲外と決定されたときの温度信号に対する 温度監視手段を更に備え、且つ、 前記所定条件は上記温度信号である、請求項35記載のジェット式注射システ ム。 38.前記セキュリティ手段は、当該アクセス手段を選択的に前記所定条件に 置く解除装置を有するアクセス手段を備える、請求項35記載のジェット式注射 システム。 39.前記解除装置は前記アクセス手段を選択的に前記所定条件に置くキー手 段を含む、請求項38記載のジェット式注射システム。 40.前記セキュリティシステムは暗号作動式アクセス手段から成り、且つ、 前記所定条件は上記アクセス手段への適切な暗号の入力である、請求項35記載 のジェット式注射システム。 41.前記ジェット式注射器手段は電気的に動力を供給される、請求項35記 載のジェット式注射システム。 42.ジェット式注射システムと共に使用される注入物質を保持する注射カプ セルであって、 上記ジェット式注射システムは、注射プロセスの間にカプセルを保持するカプ セル保持手段と、上記カプセルに力を加えて上記注射カプセルから注入物質を排 出する力付与手段とを有し、 上記注射カプセルは、注入物質を保持する内部チャンバを画成する側壁および 端壁と、上記力付与手段が上記カプセルに力を付与して上記注入物質を排出する ときに注入物質を送出する複数の出口ポートを有する複数の出口ポート手段とを 備える、注射カプセル。 43.物質を保持するカプセルから体内へ上記物質を注射するジェット式注射 システムであって、 上記カプセルから上記物質を解放する間に上記カプセルを保持するカプセル保 持手段と、 上記カプセルに対して解放力を付与することにより上記カプセルから上記体内 に進入するジェット流として上記物質を解放する電動ジェット式注射器手段と、 上記ジェット式注射器手段を励起する電動力を蓄積する電気エネルギ蓄積手段 と、 上記電気エネルギ蓄積手段から減少した電気エネルギを補充する再充電手 段と、を備えるジェット式注射システム。 44.前記再充電手段は、太陽エネルギを受けると共に該太陽エネルギを前記 電気エネルギ蓄積手段に対する電気エネルギに変換するソーラ駆動型再充電手段 である、請求項43記載のジェット式注射システム。 45.前記再充電手段は、前記電気エネルギ蓄積手段に対して車両の電気エネ ルギ蓄積手段からエネルギを移転する電気エネルギ移転システムから成る、請求 項43記載のジェット式注射システム。 46.夫々の物質を保持するカプセルから体内へ少なくとも2種類の物質を注 射するジェット式注射システムであって、 上記夫々のカプセルから上記物質を解放する間に上記カプセルを保持するカプ セル保持手段と、 上記夫々のカプセルに対して解放力を付与することにより上記カプセルから上 記体内に進入する夫々のジェット流として上記物質を解放する電動ジェット式注 射器手段と、 上記ジェット式注射器手段を励起する電動力を蓄積する電気エネルギ蓄積手段 と、 上記電気エネルギ蓄積手段から減少した電気エネルギを補充する再充電手段と 、を備えるジェット式注射システム。 47.各物質に対する注入物質容器から体内へ少なくとも1種の物質を注射す るジェット式注射システムであって、 夫々の容器から夫々の注入物質を供給するジェット式注射器手段と、 上記ジェット式注射器手段から体内へ上記注入物質を注射すべく注射されるべ き体部上に位置決め可能な、注入物質搬送用関節結合筒状アームを備え るロボット式アーム手段と、を備えるジェット式注射システム。 48.夫々の物質を保持するカプセルから体内へ少なくとも1種の物質を注射 するジェット式注射システムであって、 夫々の注入物質を保持するカプセルと、 夫々のカプセルから注入物質が貫通退出する少なくとも一個の出口ポートと、 上記出口ポートと作用的に接続されて体部の皮膚または皮を穿孔すると共に上 記カプセルから体内へ注入流体を移送し得る穿孔器と、 上記出口ポートと作用的に接続されて上記穿孔器を介して上記物質をジェット 流として送出するオリフィスを画成するオリフィス手段と、を備えるジェット式 注射システム。 49.前記穿孔器を前記夫々の出口ポートに接続する穿孔器接続手段を更に含 む、請求項48記載のジェット式注射器システム。 50.前記オリフィス手段は前記出口ポートに取付けられると共に外側螺条を 有し、且つ、前記穿孔器は上記オリフィス手段の上記螺条と合致係合して当該穿 孔器を上記出口ポートに取付ける内側螺条を備えた進入端を有する、請求項49 記載のジェット式注射器システム。 51.前記穿孔器は進入端および放出端を有し、且つ、前記オリフィス手段は 上記進入端と上記放出端との間に配置される、請求項48記載のジェット式注射 器システム。 52.物質を収納すると共に所定強度の圧力が加えられたときにジェット流と して物質を放出する一個以上の収納手段から体内へ物質を注射するジェ ット式注射システムであって、 当該ジェット式注射システムを起動すべく回転する回転可能手段と、 上記収納手段にスラスト力を伝達して上記所定強度の圧力を及ぼして上記物質 を放出すると共に注射を進展せしめるべく移動可能なスラスト手段であって、該 スラスト手段は上記回転可能手段と作用的に接続されて該回転可能手段と共に回 転可能なスラスト部材を含み、上記スラスト部材は所定遠心力に応じて移動可能 である、スラスト手段と、 上記回転可能手段に作用的に取付けられ、上記回転可能手段が所定回転速度で 回転するときに上記所定遠心力を生成する遠心力手段と、を備えるジェット式注 射システム。 53.前記スラスト手段は、 前記収納手段に対して前記所定強度の圧力を及ぼすべく移動可能なプランジャ 手段であって、前記スラスト部材は該プランジャ手段に作用的に接続されると共 に該プランジャ手段にスラスト力を伝達して該プランジャ手段に上記所定強度の 圧力を及ぼさせるべく移動可能な、プランジャ手段と、 上記回転可能手段と作用的に接続されて該回転可能手段と共に回転すると共に 前記遠心力を生成して上記スラスト部材を移動して上記スラスト力を上記プラン ジャ手段に伝達する調速錘手段とを備える、請求項52記載のジェット式注射シ ステム。 54.前記回転可能手段は回転軸心を有する回転可能スピンドルを備え、 前記スラスト部材は上記スピンドルに作用的に接続されてそれとともに回転可 能なスラスト・ロッドから成り、 前記調速錘手段は、調速錘と、該調速錘を上記スピンドルに取付けるアームと を備え、 上記注射が進展するにつれて上記アームは、上記回転軸心との平行方向に 近い位置から、上記回転軸心との半径方向に近い位置へと移動可能である、請求 項53記載のジェット式注射システム。 55.前記スラスト・ロッドおよび前記プランジャ手段に作用的に接続される と共に、上記スラスト・ロッドから上記プランジャ手段にスラスト力を伝達する スラスト軸受手段を更に含む、請求項54記載のジェット式注射システム。 56.前記回転可能手段と共に回転して当該ジェット式注射システムの作動の 間の摩擦損失を補償する一定慣性手段を更に含む、請求項52記載のジェット式 注射システム。 57.当該ジェット式注射システムは前記回転可能手段の加速の間におけるス ラスト負荷損を減少するラッチ手段を更に含み、 上記ラッチ手段は、 上記回転可能手段上で回転すべく取り付けられたフランジ手段と、 前記長手軸心の方向に延伸すると共に該長手軸心の回りで回転可能なアクスル 支持手段と、 上記フランジ手段と作用的に係合すると共に、上記長手軸心を横切り且つ該長 手軸心と交差するアクスル上に取り付けられたブロック手段であって、上記アク スルは上記アクスル支持手段と軸心整列して支持され、前記ローラはスラスト力 を上記スラスト部材に伝達する、ブロック手段と、 上記スラスト部材に取り付けられて解除可能に上記ブロック手段と係合し、上 記長手軸心に沿った上記スラスト部材の移動を阻止する突起手段と、 上記ブロック手段との係合から上記突起手段を解除し、上記長手軸心に沿った 上記スラスト部材の移動を可能とすべく選択的に起動可能な解除手段とを備える 、請求項52記載のジェット式注射システム。 58.前記ブロック手段はローラであり、且つ、 前記解除手段は、前記突起手段から上記ローラを係合解除して前記長手軸心に 沿った前記スラスト部材の移動を可能とする楔手段から成る、請求項57記載の ジェット式注射システム。 59.前記解除手段は、前記長手軸心の方向に前記楔手段を支持すべく上記長 手軸心と同心的なリング手段を更に備え、 前記フランジはスロットを有すると共に上記楔手段は該スロットを貫通して上 記リング手段から延伸し、且つ、 上記リング手段は上記長手軸心に沿って移動して上記楔手段を移動させて前記 突起手段から前記ローラを係合解除する、請求項58記載のジェット式注射シス テム。 60.前記解除手段は、前記リング手段を前記長手軸心に沿って移動するトリ ガ手段を更に備える、請求項59記載のジェット式注射器システム。 61.前記トリガ手段は、 設定位置から起動位置へと移動して前記リング手段を移動することにより前記 ローラ手段を前記突起手段から解除するトリガ部材と、 上記トリガ部材を上記起動位置から上記設定位置へとリセットする手段とを備 える、請求項60記載のジェット式注射器システム。 62.前記トリガ手段は、前記トリガ部材を前記設定位置から前記起動位置へ と移動するソレノイド手段を更に備える、請求項61記載のジェット式注射器シ ステム。 63.当該ジェット式注射器システムは前記回転可能手段と作用的に接続 されて遠心力を生成することにより前記スラスト部材を移動する調速錘手段を更 に備え、 上記スラスト部材は長手軸心上で回転可能であり且つ該長手軸心に沿って軸心 方向に移動可能であり、且つ、 上記回転可能手段は、上記調速錘手段を回転するモータ回転可能スピンドルと 、上記回転可能手段の加速の間のスラスト負荷損を減少するラッチ手段とを備え 、 上記ラッチ手段は、 上記スピンドル上に取り付けられて油圧流体を保持する外側油圧シリンダ手段 と、 上記外側油圧シリンダ内で上記スラスト部材上に取り付けられると共に油圧流 体を保持し、且つ、上記外側油圧シリンダ手段が開閉を行う流体通路を備えた端 壁を有する内側油圧シリンダ手段と、 上記内側油圧シリンダ手段内で上記スラスト部材上に取り付けられたピストン 手段であって、該ピストン手段および上記スラスト部材は上記流体に対してスラ スト力を与える、ピストン手段と、 上記内側油圧シリンダを移動して該内側油圧シリンダの一端において上記流体 通路を開成して上記ピストン手段の移動を行ってスラスト力を及ぼすカラー手段 とを備える、請求項52記載のジェット式注射システム。 64.解放力に従って前記ラッチ手段を解除可能にロックし、前記内側油圧シ リンダおよび外側油圧シリンダの相対移動は一定の遠心力が達成されるまでロッ クされるロック手段を更に備える、請求項63記載の流体注射システム。 65.前記ロック手段に対する前記解放力は調節可能である、請求項64記載 の流体注射システム。 66.上記収納手段は注入物質を保持するカプセルを備え、且つ、前記スラス ト手段は上記所定強度の圧力を上記カプセルに付与するピストン手段を含む、請 求項52記載のジェット式注射器システム。 67.物質を放出して体部の所定箇所内へ進入させる注射手段と、 上記体部の上記箇所に電気を送り上記物質が上記体部に進入する上記箇所にお ける痛覚を除去する電気的痛覚除去手段とを含む、体部内へ物質を注射する装置 。 68.物質を放出して体部の所定箇所内へ進入させる注射手段と、 上記体部の上記箇所に係合して上記体部に関して上記注射手段を静止して保持 するガードリング手段と、 上記ガードリング手段に取付けられて、上記物質が上記体部に進入する上記箇 所における痛覚を除去する電気的痛覚除去手段とを含む、体部内へ物質を注射す る装置。 69.流体をジェット流として体内へ注射するジェット式注射システムであっ て、 上記流体をジェット流として注射する流体放出手段を有する上記流体の為の注 射チャンバ手段と、 当該ハンマ手段に駆動力が付与されたときに上記注射チャンバ内の上記流体に 圧力を付与して上記流体を注射するハンマ手段と、 上記駆動力を上記ハンマ手段に付与する駆動手段と、 上記駆動手段に接続され、上記駆動力の値を監視すると共に上記駆動力を反映 するフィードバック信号を生成する変換器手段と、 上記変換器手段および上記駆動手段に電気的に接続され、上記駆動力を反 映する上記信号と目標駆動力を反映する目標信号とを比較すると共に、上記駆動 手段に対する制御信号を生成して上記目標駆動力に向けて上記駆動力を調節する 制御手段と、を備えるジェット式注射システム。 70.注入物質容器から体内へ注入物質を注射すると共に、染色材料容器から 染色材料を上記体部に付与して注入物質を表すジェット式注射システムであって 、 上記注入物質容器から上記注入物質を上記体内へ供給するジェット式注射器手 段と、 上記体部に染料を付与して注入物質が注射されたことを表す染色材料手段とを 備える、ジェット式注射システム。 71.夫々の流体を保持する容器から体内へ少なくとも2種類の流体を注射す るジェット式注射システムであって、 夫々のカプセルからの上記流体の解放の間、夫々のカプセルを保持するカプセ ル保持手段と、 上記カプセルに圧力を付与して上記カプセルから夫々の流体を放出する圧力付 与手段と、 上記少なくとも2種類の流体が上記体内へ注射される箇所の深度を変化させる と共に、それを貫通して上記少なくとも2種類の流体が上記体部へ流れる領域の 断面積における変更を含む注射深度変更手段と、を備えるジェット式注射システ ム。 72.体内へのジェット注射の為の所定投与量の血清を保持するカプセルを受 容するバレル状拘束チャンバを有する注射器と共に使用されるサブシステムであ って、 放出オリフィスを有するカプセルと、 多重投与血清容器、および、該血清容器と上記カプセルとを相互接続する血清 接続通路と、を備え、 上記注射器は上記カプセルに圧力を付与して上記カプセルから所定投与量の血 清を放出し、且つ、 新たな投与量は上記ザックから上記接続通路を介して上記カプセル内へ移転可 能であり、 当該サブシステムは、上記注射器が不調となるのを回避すべく、使い捨て可能 であり、または、上記注射器から取外されて将来使用の為に保管される、サブシ ステム。 73.前記遠心力手段が所定値に等しい遠心力を生成したときに前記注射を開 始するラッチ・システムを更に含む、請求項52記載のジェット式注射システム 。
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