JP2006503204A - 使い捨てカートリッジ - Google Patents

Abstract

本発明は、使い捨てカートリッジ、好ましくは分析技術に使用される使い捨てカートリッジに関する。上記カートリッジは、表面に流路構造が形成された少なくとも１つの第１の部材と、この第１の部材を密封して覆う第２の部材とからなり、所定の位置に作動要素による作用領域が設けられている。本発明によれば、第１の部材と第２の部材のうちの少なくとも一方は大部分が剛性に形成されているとともに、可撓性の領域も有しており、これら剛性の領域及び可撓性の領域は２材射出成形技術を用いて一体に製造されている。

Description

本発明は、請求項１の前文に係る使い捨てカートリッジに関する。

医療機器において、流体案内路を有する使い捨て合成樹脂製品が頻繁に使用されている。従来のホースシステムに代わるものとして、カートリッジシステムの価値は既に実証されている。このようなカートリッジシステムには、対応する流体路が形成されている。流体路を流れる流体は適切な作動要素によって作用を受ける。例えば、流体路を開通側に切り換えたり閉じたりするバルブが使用されている。或いは、そのようなカートリッジシステムには、流体輸送用のポンプが組み込まれている。医療用途の分野では、内部に流路と室が形成された剛性部材が設けられている使い捨てカートリッジが既に公知である。この剛性部材は連続する可撓性膜によって覆われている。

分析技術の分野では、公知のカートリッジシステムは非常に複雑な構成を有している場合が多い。剛性の周辺部を有する一方で、作動要素設置用の領域も有している。分析技術で使用されるシステムは、通常、２つの剛性層に加えて、それらに覆われていない領域での流体の流れを操作可能にする可撓性膜が設けられることによって３層から形成されている。

分析技術用の一般的な使い捨てカートリッジは、表面に流路構造が切欠き形成された第１の部材からなる国際公開ＷＯ ０２／２４３２０ Ａ１から既に公知である。この第１の部材は第２の部材により密封されて覆われている。これら２つの部材のうちの一方は可撓性の部材として形成されている。この使い捨てカートリッジの所定の位置には、作動要素による作用領域が設けられている。しかしながら、上記公知の使い捨てカートリッジの２つの部材のうちの一方を可撓性部材として形成すると、使い捨てカートリッジ全体の安定性と個々の密封性との機能が常に保証される訳ではないので不利である。

したがって、本発明の目的は、単純でありながら安定した構造を有する一般的な使い捨てカートリッジを開発することである。

この目的は、本発明に従って請求項１の特徴を有する使い捨てカートリッジによって解決される。すなわち、第１の部材及び第２の部材のうちの少なくとも一方は、大部分が剛性に形成されている。しかしながら、それぞれ可撓性に形成された領域を備えていてもよく、これら剛性の領域及び可撓性の領域は、２材射出成形技術を用いて一体に製造されている。それにより、一体化された可撓性領域を有する剛性部材を一部材として製造することができるとともに、従って、１回の製造工程で低コストで製造することができる。また、部品全体の高い安定性は最先端技術に匹敵する。分析技術におけるより複雑な構成の他の使い捨てカートリッジに比べて必要層数が少ないので、よりコンパクトな構造が得られる。

本発明の有利な側面は従属項に列挙されている。

したがって、上記可撓性の領域を作動要素による作用領域に形成してもよい。

或いは、上記流路の少なくとも一部が可撓性材料から成っていてもよい。

上記作動要素として、バルブ、膜ポンプ、絞り弁又は定量弁が使用されてもよい。

上記作動要素が連結される流路の領域は、より平坦に形成され、より大きな溝断面を有していると有利である。このような構成により、可撓性の領域を撓ませるのに必要な作動要素の力を低減させることができる。

流路を流れる流体は液体であっても気体であってもよい。

本発明に係るカートリッジは、医用工学において流体の輸送時や計量配分時に使用されることが好ましい。分析技術における輸送時や計量配分時に特に適している。

本発明のさらなる詳細と利点を、図面に示す実施形態に基づいてさらに詳しく説明する。図１に部分的に示す使い捨てカートリッジ１０において、第１の部材１２には、流体案内用の流路構造１４が形成されており、この流路構造１４は、剛性カバープレートの一種である第２の部材１６によって密封されている。第１の部材１２の部分領域１８は、部材１２の一体構成部分として可撓性のエラストマー材料で製造されており、それ以外の部分は、剛性の合成樹脂材料から成っている。一体成形されたこのエラストマー領域１８はポンプキャロットの働きをする。このポンプキャロットは、図１には詳細に示さないが、適切な作動要素の作用を受けて振動し、ポンプキャロット１８に気密状に囲まれた空間２０の容積を縮小又は拡大させるようになっている。この空間２０は流路１４に連通しており、エラストマー部材１８、すなわちポンプキャロットの撓みに応じて輸送可能な流体で満たされている。この輸送原理は膜ポンプの原理にまさしく一致し、分析技術及び医用工学全般における原理として既に公知である。図２には、ポンプキャロットとして働く可撓性領域１８に隣接する流路１４の入口側及び出口側にそれぞれバルブ２２及び２４が設けられた状態が示されており、これらバルブは、ポンプの行程に従って交互に開閉する逆流止め弁として取り付けられている。これらの領域も、使い捨てカートリッジ１０のそれ以外は剛性である第１の部材１２の可撓性部分領域として形成されていてもよい。第１の部材１２は、２材射出成形技術を用いて一部材として製造してもよい。

図３に、別の実施形態に係る使い捨てカートリッジ１０′が実現されている。この使い捨てカートリッジ１０′の第１の部材１２には、流体案内のために、剛性カバープレートとして形成された第２の部材１６によって下向きに密閉された流路構造１４が形成されている。この流路１４は、２材射出成形技術によって第１の部材１２と一体に製造された可撓性エラストマー材料製の流路部３０によって流れの方向に開放及び遮断される。弾性領域３０は、この一体成形によって、それ以外は剛性である第１の部材１２の一体的な構成要素となっている。それにより、弾性領域３０は、一方では固着され、他方では液密状に結合されている。

そのようなバルブを閉じるには、弾性領域３０の背面に対するプランジャ３５の力を二重矢印の方向ａに伝達すればよい。流路１４はこの力の印加によって閉ざされる。バルブの開放は、この締付け力を除去すること、すなわち、プランジャ３５を二重矢印の方向ａに引き上げることによって行われ、その結果、領域３０はその弾性材料特性によって再び元の流路形状に戻る。

この図に示す実施形態では、流路１４は可撓性エラストマー部分として連続的に形成されている。しかしながら、その代わりに、流路のバルブの領域のみを可撓性エラストマー部分として形成し、他の流路領域を第１の部材１２の剛性材料によって形成してもよい。可撓性エラストマー領域に対する力の印加は様々な方法で行うことができる。一方では、図３に示すように、プランジャ３５による接触方式で行われる。他方では、圧縮空気によって直接空気圧で行われる。この場合、第１の部材１２の背面のバルブ回りにシールリップを設ける必要がある。最後に、機器側に設けられた小さな当て板を介して間接的に空気圧又は油圧によって力を加えてもよい。この場合、非常に小さな弁締付け力で封止機能が実現可能であるので特に有利である。

図１は、本発明の一実施形態に係る使い捨てカートリッジの一部断面概略透視詳細図。 図２は、図１に係る使い捨てカートリッジの流路に沿って様々な作動要素を配設した概略図。 図３は、本発明に係る使い捨てカートリッジの別の実施形態を切欠き詳細の形で示す透視図。

Claims (7)

1. 表面に流路構造が切欠き形成された少なくとも１つの第１の部材と、該第１の部材を密封して覆う第２の部材とからなり、所定の位置に作動要素による作用領域が設けられている使い捨てカートリッジであって、
   上記第１の部材及び上記第２の部材のうちの少なくとも一方は、大部分が剛性材料で形成されているとともに、可撓性材料からなる領域を有しており、
   上記剛性の領域及び可撓性の領域は、２材射出成形技術を用いて一体に製造されていることを特徴とする使い捨てカートリッジ。
2. 上記可撓性の領域は、上記作動要素による作用領域に形成されている請求項１記載の使い捨てカートリッジ。
3. 上記流路の少なくとも一部が可撓性材料から成っている請求項１又は２記載の使い捨てカートリッジ。
4. 上記作動要素として、バルブが使用されている請求項１ないし３のいずれかに記載の使い捨てカートリッジ。
5. 上記作動要素として、膜ポンプが使用されている請求項１ないし３のいずれかに記載の使い捨てカートリッジ。
6. 上記作動要素として、絞り弁又は定量弁が使用されている請求項１ないし３のいずれかに記載の使い捨てカートリッジ。
7. 上記作動要素が連結される流路の領域は、より平坦に形成され、より大きな溝断面を有している請求項１ないし６のいずれかに記載の使い捨てカートリッジ。

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