JP2009082185A - 液体噴霧投与装置と液体噴霧投与方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】気体圧力によらず、生体内の目的部位に液体を適正量投与する液体噴霧投与装置と液体噴霧投与方法を提供すること。
【解決手段】液体噴霧投与装置1は、薬液11aが充填されている薬液充填部2と、薬液11aを生体12aの目的部位(患部12b)に噴霧する噴霧部3と、印加電圧を発生する電圧発生部4と、薬液11aに、電圧発生部4から発生した印加電圧を印加する電圧印加部5と、薬液11aを薬液充填部2から噴霧口31cに送液する薬液送液機構6と、から構成され、印加電圧を発生させることで、噴霧口31cから生体12aに向かって電気力線16を形成し、印加された噴霧口31cにおける薬液11aを、霧化状の帯電した薬液微粒子11bとして、噴霧口31cから電気力線16によって、生体12a内の患部12bに適正量投与する。
【選択図】図1
【解決手段】液体噴霧投与装置1は、薬液11aが充填されている薬液充填部2と、薬液11aを生体12aの目的部位(患部12b)に噴霧する噴霧部3と、印加電圧を発生する電圧発生部4と、薬液11aに、電圧発生部4から発生した印加電圧を印加する電圧印加部5と、薬液11aを薬液充填部2から噴霧口31cに送液する薬液送液機構6と、から構成され、印加電圧を発生させることで、噴霧口31cから生体12aに向かって電気力線16を形成し、印加された噴霧口31cにおける薬液11aを、霧化状の帯電した薬液微粒子11bとして、噴霧口31cから電気力線16によって、生体12a内の患部12bに適正量投与する。
【選択図】図1
Description
本発明は、薬剤を含む液体(例えば薬液)を被検体における目的部位に適正量を噴霧投与する液体噴霧投与装置と液体噴霧投与方法に関する。
近年、被検体である例えば患者や動物である生体内の所望する部位に治療用の薬液を含む液体を効率よく投与するために、薬液は、この部位(患部)に極力近い場所から投与されることが望ましいと考えられている。また新薬として開発が進められる例えば核酸医薬なども、体内代謝分解による効能劣化を懸念して、患部に局所的に投与することが好適であると考えられている。このように薬液を、必要な部位に、必要な量を確実に投与することができ、患者に対する副作用を低減させることが望まれている。
以下に、特許文献1における薬液投与方法について図9を参照して説明する。
このような薬液投与方法において、例えば微粒子状の薬液である治療薬(以下、微粒子化治療薬)を、体内の標的部位である例えば心臓にデリバリーするカテーテル120、及びカテーテルアセンブリー110が開示されている。デリバリーされる微粒子化治療薬には、例えばエアゾル型と、ドライパウダー型がある。これら2つのタイプは、超音速流を生み出す付勢機構によって微粒子化治療薬を付勢し、微粒子化治療薬を、カテーテル120内の静止状態から標的部位に向けた移動状態へと移行させて、心臓にデリバリーする。なお付勢機構は、例えば加圧ガス、真空、求心力、プランジャー、電位の傾き等を用いて微粒子化治療薬を付勢する。
このような薬液投与方法において、例えば微粒子状の薬液である治療薬(以下、微粒子化治療薬)を、体内の標的部位である例えば心臓にデリバリーするカテーテル120、及びカテーテルアセンブリー110が開示されている。デリバリーされる微粒子化治療薬には、例えばエアゾル型と、ドライパウダー型がある。これら2つのタイプは、超音速流を生み出す付勢機構によって微粒子化治療薬を付勢し、微粒子化治療薬を、カテーテル120内の静止状態から標的部位に向けた移動状態へと移行させて、心臓にデリバリーする。なお付勢機構は、例えば加圧ガス、真空、求心力、プランジャー、電位の傾き等を用いて微粒子化治療薬を付勢する。
固形物/流体比の高い治療薬はデリバリー管腔を通過し難くなるため、場合により溶媒を使用して実用的な固形物/流体バランスを実現する必要があるが、その場合には使用溶媒が標的部位に対して有害、または治療薬と適合しないといった問題が出てくる。
そのため特許文献1では、送達管腔内の通過を容易にした治療薬を標的部位に効率的にデリバリーするためのデリバリー装置及び方法を提供するとしている。
デリバリー装置において、付勢機構が電位の傾きを用いる場合、カテーテルアセンブリー110はカテーテル120を有し、カテーテル120は、全長にわたる内腔内と、活性電極を含む近位端130と、対極とノズル180とを含む遠位端135を有していることが開示されている。
またカテーテルアセンブリー110は、電気エネルギー源である例えば電池またはパルス発生器を有し、電気エネルギー源に活性電極と対極が接続されている。帯電した治療薬は、活性電極を経てデリバリーされ、活性電極と対極の回路により形成される電位の傾きに沿って移動し、カテーテル120のノズル180を通って標的部位に至る。例えば送達される治療薬がプラスに帯電している場合には、アノードが活性電極となりカソードが対極となって電気回路を完成させ、デリバリーされる治療薬がマイナスに帯電している場合には、カソードが活性電極となりアノードが対極とすることが、特許文献1に開示されている。
特表2006−527023号公報
しかしながら、上述した特許文献1では、加圧ガスや真空やプランジャー等の気体圧力が利用されると、薬液と共に比較的大きな容量の気体も送達することになる。そのため気体の流れによって、薬液は、目的部位に選択的に送達されず、目的部位の周辺に位置する周辺部位にも浮遊送達されることが懸念される。このように薬液が目的部位に適正量を投与できたか、を判別することは難しいと考えられる。
また付勢機構が電位の傾きを用いる場合、気体による目的部位の膨張や生体の呼吸周期乱れ誘発の問題は少ないと考えられるが、特許文献1においては、その明確な図が開示されておらず、構成や作用や効果が不明確である。
活性電極を含む近位端130に対する、対極はノズルを含む遠位端135に構成されると考えられ、近位端130から遠位端135にかけて治療薬を移動させると予測される。エアロゾルのため、近位端130の活性電極付近でエアロゾル化し、対極となる遠位端135まで、エアロゾルが移動し、ノズル180より標的部位に至るとみられる。この場合、カテーテルの全長にわたる内腔内をエアロゾル化した薬液が移動する際に、内腔内面にエアロゾル化した薬液が付着する事が発生し、患部への適正量の薬液送達が阻害されると考えられる。
よって本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、気体圧力によらず、生体内の目的部位に液体を適正量投与する液体噴霧投与装置と液体噴霧投与方法を提供することを目的とする。
本発明は目的を達成するために、体内に挿入され、前記体内の所望部位に霧化状の液体を噴霧投与し、付着させる液体噴霧投与装置において、前記液体を充填する液体充填部と、一端にて前記液体充填部と接続し他端にて前記液体を噴霧する噴霧口を有するカテーテルと、電圧を発生する電圧発生部と、前記液体充填部、または前記一端近傍に配置され、前記液体に前記電圧発生部から発生した前記電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部によって印加された前記液体を前記液体充填部から前記噴霧口に送液する液体送液機構と、を具備し、前記液体充填部から前記噴霧口まで送液される前記液体の量は、前記噴霧口から噴霧投与され前記体内の所望部位に付着する前記液体の量と略同一であることを特徴とする液体噴霧投与装置を提供する。
本発明は目的を達成するために、体内に挿入され、前記体内の所望部位に液体を噴霧投与し、付着させる液体噴霧投与方法において、前記液体を液体充填部に充填する工程と、前記液体充填部とカテーテルの一端を接続する工程と、電圧を発生する工程と、前記液体充填部、または前記一端にて前記液体に前記電圧を印加する工程と、印加された前記液体を前記液体充填部から前記カテーテルの他端に設けられている噴霧口に送液する工程と、前記液体充填部から前記噴霧口まで送液される前記液体の量を、前記噴霧口から噴霧投与され前記体内の所望部位に付着する前記液体の量と略同一にする工程と、を具備することを特徴とする液体噴霧投与方法を提供する。
本発明によれば、気体圧力によらず、生体内の目的部位に液体を適正量投与する液体噴霧投与装置と薬液噴霧投与方法を提供することができる。
本発明に係る第1の実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態における液体噴霧投与装置の概略図である。図2は、薬液が噴霧される際の、ディスポシリンジとカテーテルを示す図である。図3は、ディスポシリンジとカテーテルの構成を示す図である。
図1は、本実施形態における液体噴霧投与装置の概略図である。図2は、薬液が噴霧される際の、ディスポシリンジとカテーテルを示す図である。図3は、ディスポシリンジとカテーテルの構成を示す図である。
図1に示すように液体噴霧投与装置1は、主要部として、液体(例えば薬液11a)が充填されている液体充填部(以下、薬液充填部)2と、薬液充填部2に充填されている薬液11aを体内(例えば被検体である患者などの生体12a)の所望部位である目的部位(例えば図2に示す患部12b)に噴霧する噴霧部3と、印加電圧を発生する電圧発生部4と、薬液充填部2、または噴霧部3における薬液11aに、電圧発生部4から発生した印加電圧を印加する電圧印加部5と、印加電圧が印可された薬液11aを薬液充填部2から噴霧部3における噴霧口31cに送液する液体送液機構(以下、薬液送液機構)6と、から構成されている。
薬液充填部2には、薬液11aを充填している薬液タンクであるディスポシリンジ21と、ディスポシリンジ21に充填されている薬液11aを噴霧部3のカテーテル31に送液するピストン22が設けられている。ここで、ピストン22は、ディスポシリンジ21の長手軸方向に沿ってカテーテル31側に移動することで、薬液11aをディスポシリンジ21からカテーテル31に送液する。
噴霧部3には、一端31aにてディスポシリンジ21と接続し、生体12a内に挿入される他端31bからディスポシリンジ21に充填されている薬液11aを生体12a内の患部12bに噴霧(吐出、放出)させるカテーテル31が設けられている。なお一端31aは、体外(生体12aの外側)に配置される。
カテーテル31は、他端31bにて薬液11aを薬液微粒子11bとして患部12bに噴霧する噴霧口31cを有する。カテーテル31は、例えば、非導電性材料の四フッ化樹脂製(テフロン(登録商標)製)で柔軟な可撓性を有し、外径略0.3mm、内径略0.1mm、長さ略2000mmを有する細管である。噴霧口31cの直径は、略0.1mmとなる。カテーテル31は、図1に示すように内視鏡13aの鉗子チャンネル13b内を挿通し、噴霧口31cを患部12bに対向配置させる。その際、噴霧口31cは、カテーテル31がカテーテル31の挿入方向に沿って進退移動することで、患部12bに近づく、または離れる。
電圧発生部4には、電圧発生回路41と電極コンタクト部材42が設けられている。
電圧発生回路41は、後述する電池15a等の電源から例えば1kV以上の印加電圧である高電圧を発生し、高電圧を電極コンタクト部材42を介して電圧印加部5に供給する。電圧発生回路41は、図示しない動作開始スイッチ等によって動作を制御され、高電圧の発生を制御される。また電圧発生回路41は、図2に示すように高電圧の極性を、+側極性、または−側極性のどちらかに選択する。
電圧発生回路41は、後述する電池15a等の電源から例えば1kV以上の印加電圧である高電圧を発生し、高電圧を電極コンタクト部材42を介して電圧印加部5に供給する。電圧発生回路41は、図示しない動作開始スイッチ等によって動作を制御され、高電圧の発生を制御される。また電圧発生回路41は、図2に示すように高電圧の極性を、+側極性、または−側極性のどちらかに選択する。
電極コンタクト部材42は、電圧印加部5における高電圧の印加を集中させるために、印加方向に先細な針形状を有し、例えばステンレス製の電極が好適である。また電極コンタクト部材42は、一般的な電気接触子の金メッキされたコンタクトプローブなどでもよい。
また電圧発生回路41からは、液体噴霧投与装置1の外部の生体12aの一部と接触する0V電位となるグランドバンド14aが液体噴霧投与装置1の外部に引き出されている。本実施形態において、この生体12aの一部は、図1に示すように例えば指14bである。これにより生体12a内の患部12bは、グランドとなる。つまり患部12bは、高電圧が印加する部位である例えば後述する噴霧口31cにおける薬液11aとは電位の異なる部位となる。
また電圧発生回路41の内部には、高電圧の安全性対策として、図示しない例えば高抵抗回路や過電流検出回路等が組み込まれている。高抵抗回路として、電極コンタクト部材42には、スパークや生体12aへの電撃を防止する保護用の高抵抗が直列に配置されている。また、過電流検出回路は、電圧発生回路41が電圧印加部5に高電圧を供給した際に流れる電流を検出し、電流値が予め設定された設定値以上になったときに、電圧発生回路41を停止させ、高電圧の発生を停止させる。なお、生体12aへの安全性を加味すると、過電流検出回路における設定値は、約100μA以下、または少なくとも約10μA以下に設定されることが好適である。
なお高電圧の安全性対策として上記に限定する必要はなく、例えば電圧発生回路41は、薬液送液機構6と連携し、ディスポシリンジ21内の薬液11aがなくなると(例えばピストン22がカテーテル31側にまで移動すると)、高電圧の発生を停止する。言い換えると電圧発生回路41は、薬液送液機構6が薬液11aを送液中にのみ、高電圧を発生して、高電圧を供給する。
なお電圧発生回路41には、電池15a等の電源を高電圧にまで昇圧(発生)させる図示しないトランス等が設けられていてもよい。
また電圧発生回路41には、予め設定された印加電圧の極性や印加電圧の大きさや印加継続時間の組み合わせ等を格納しているテーブルを記憶する図示しない記憶部が設けられていても良い。印加継続時間とは、例えば電圧印加部5に高電圧を供給し、電圧印加部5に対して薬液11aに高電圧を印加させる印加時間である。電圧発生回路41は、電圧印加部5に高電圧を供給する際、薬液11aの使用用途に応じてテーブルを呼び出し、使用用途に対応する印加電圧の極性や印加電圧の大きさや印加継続時間の少なくとも1つを規定しても良い。
また電圧発生回路41には、図示しない外部スイッチと接続している図示しないコントロール端子が内蔵されても良い。例えばダイヤルである外部スイッチが使用者によって操作されることで、電圧発生回路41は、例えば印加電圧の極性と、印加電圧の大きさと、印加電圧の印加継続時間等の少なくとも1つを可変させて設定し、制御しても良い。
なお電圧発生回路41が印加電圧の大きさを変えると、薬液微粒子11bの径は可変する。
なお電圧発生回路41が印加電圧の大きさを変えると、薬液微粒子11bの径は可変する。
電圧印加部5には、電圧印加電極51が設けられている。
電圧印加電極51は、電圧発生回路41から電極コンタクト部材42を介して供給された高電圧をカテーテル31内の薬液11aに印加する電極である。詳細には、電圧印加電極51は、カテーテル31内の薬液11aを介して噴霧口31cにおける薬液11aに高電圧を印加する。これにより薬液11aは、帯電され且つ霧化状の微粒子(薬液微粒子11b)として噴霧口31cから噴霧される。その際、高電圧が+側極性の場合は、薬液微粒子11bは+側極性に帯電し、高電圧が−側極性の場合は、薬液微粒子11bは−側極性に帯電する。一般に生体12aは0V近傍になっており、また本実施形態ではグランドバンド14aによって生体12aは0Vになっているため、生体12aと噴霧口31cにおける薬液11a(帯電している薬液微粒子11b)は電位が異なる。よって+側極性、又は一側極性に帯電している薬液微粒子11bは、積極的に噴霧口31cにおける薬液11aとは電位の異なる部位である生体12aの患部12bに付着する。
電圧印加電極51は、電圧発生回路41から電極コンタクト部材42を介して供給された高電圧をカテーテル31内の薬液11aに印加する電極である。詳細には、電圧印加電極51は、カテーテル31内の薬液11aを介して噴霧口31cにおける薬液11aに高電圧を印加する。これにより薬液11aは、帯電され且つ霧化状の微粒子(薬液微粒子11b)として噴霧口31cから噴霧される。その際、高電圧が+側極性の場合は、薬液微粒子11bは+側極性に帯電し、高電圧が−側極性の場合は、薬液微粒子11bは−側極性に帯電する。一般に生体12aは0V近傍になっており、また本実施形態ではグランドバンド14aによって生体12aは0Vになっているため、生体12aと噴霧口31cにおける薬液11a(帯電している薬液微粒子11b)は電位が異なる。よって+側極性、又は一側極性に帯電している薬液微粒子11bは、積極的に噴霧口31cにおける薬液11aとは電位の異なる部位である生体12aの患部12bに付着する。
電圧印加電極51は、導電性の金属製や導電性樹脂製や導電性膜が形成された樹脂製の円管形状をなし、図2と図3に示すように一端31aと例えば図示しない接着剤等により強固に接合されている。よって電圧印加電極51は、生体12aの外側に配置される。電圧印加電極51の内径はカテーテル31の内径と略同一であり、内径部分には薬液11aが接触する。電圧印加電極51は、カテーテル31内の薬液11aが内径部分に接触することで、薬液11aに高電圧を印加する。
電圧印加電極51は、電極コンタクト部材42と着脱自在である。また電圧印加電極51とディスポシリンジ21は、螺合により締結されており、また着脱自在である。つまりディスポシリンジ21とピストン22による構成部材と、カテーテル31と電圧印加電極51による構成部材は、着脱可能であり、ディスポザブル部品として、症例に応じて使用後廃棄される。
薬液送液機構6には、駆動部であるモータ61と、モータ61を制御する制御回路62と、モータ61と接続し、モータ61の回転運動が伝達されるボールネジ63と、ボールネジ63と噛み合い、ピストン22と着脱自在であり、ボールネジ63からモータ61の回転運動を伝達されることで、ボールネジ63に沿って移動し、これによりピストン22をディスポシリンジ21の長手軸方向に沿って移動させる可動部64が設けられている。
制御回路62は、モータ61の回転数を制御することでディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される薬液11aの送液量を制御し、モータ61の回転速度を制御することでディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される薬液11aの送液速度を制御する。モータ61は、制御回路62からの指示に基づいて回転し、ボールネジ63を介して可動部64を移動させて、ピストン22をディスポシリンジ21の長手軸方向に沿ってカテーテル31側に移動させる。これにより薬液11aは、ディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される。この送液される薬液11aは、電圧印加電極51によって印加されている。詳細には薬液11aは、ディスポシリンジ21から一端31aに送液され、電圧印加電極51によって印加され、一端31aから噴霧口31cに送液される。
なお制御回路62は、ディスポシリンジ21から噴霧口31cまでの予め設定された薬液11aの送液量(モータ61の回転数)や薬液11aの送液速度(モータ61の回転速度)の組み合わせを格納しているテーブルを記憶する図示しない記憶部を有していても良い。制御回路62は、薬液11aを送液する際、薬液11aの使用用途に応じてテーブルを呼び出し、使用用途に対応する送液量や送液速度等の少なくとも1つを規定してもよい。
また制御回路62には、図示しない外部スイッチと接続している図示しないコントロール端子が内蔵されても良い。例えばダイヤルである外部スイッチが使用者によって操作されることで、制御回路62は、例えば薬液11aの送液量(モータ61の回転数)や送液速度(モータ61の回転速度)の少なくとも1つを可変させて設定し、制御しても良い。
なお制御回路62が送液速度を変えると、薬液微粒子11bの径は可変する。
なお制御回路62が送液速度を変えると、薬液微粒子11bの径は可変する。
薬液送液機構6と電圧発生回路41には、電池15aから電力が供給される。
薬液送液機構6と電圧発生回路41と電極コンタクト部材42と電池15aは、筐体15b内に内蔵される。薬液11aが充填されたディスポシリンジ21とピストン22と電圧印加電極51とカテーテル31が接続され、例えばゴムなどの電気絶縁部であるディスポシリンジ固定枠15c内に挿通され、ピストン22が可動部64と接続することで、液体噴霧投与装置1が構成される。
電圧印加電極51は、ディスポシリンジ固定枠15cの内部にて電極コンタクト部材42と接続するため、電圧印加電極51と電極コンタクト部材42は、ディスポシリンジ固定枠15cと筐体15bによって外部との接触を防止されている。
また、ピストン22が移動する部分には、指14b等の挟みこみ防止する開閉式の透明な樹脂製のカバー15dが配置されている。
またディスポシリンジ21とピストン22とカテーテル31及び電圧印加電極51は、薬液送液機構6である可動部64及び電圧発生部4である電極コンタクト部材42から着脱自在の構成であり、ディスポザブル部品として、症例に応じて使用後廃棄される。
そのため上述したようにディスポシリンジ21とピストン22とカテーテル31及び電圧印加電極51が使用後廃棄された際、電圧発生部4と薬液送液機構6と電池15aと筐体15bとディスポシリンジ固定枠15cとカバー15d等は、例えば未使用のディスポシリンジ21とピストン22とカテーテル31及び電圧印加電極51に接続し、リユース部品として再利用可能である。
次に本実施形態における動作方法について説明する。
ディスポシリンジ21は、電圧印加電極51と螺合により締結し、カテーテル31と一体化する。
ディスポシリンジ21は、電圧印加電極51と螺合により締結し、カテーテル31と一体化する。
所望する量の薬液11aがディスポシリンジ21に充填され、ピストン22がディスポシリンジ21に配置される。この所望する量とは、薬液11aによって患部12bを治療するための適正量であり、薬液送液機構6によってディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される量である。
ディスポシリンジ21と電圧印加電極51とカテーテル31は、互いに接続した後、ディスポシリンジ固定枠15c内に挿通され、ピストン22が筐体15b内に配置される可動部64と接続し、電圧印加電極51が電極コンタクト部材42と接続する。またカバー15dが閉じられる。これにより液体噴霧投与装置1が構成される。
カテーテル31は、内視鏡13aの鉗子チャンネル13bを挿通し、内視鏡13aに設けられている図示しない観察光学系によって患部12bを観察しながら、噴霧口31cを患部12bに対向するように配置させる。
液体噴霧投与装置1は、図示しない動作開始スイッチ等により使用者から動作開始を指示されると、制御回路62にモータ61を回転させる。これによりピストン22がディスポシリンジ21の長手軸に沿ってカテーテル31側に移動し、ディスポシリンジ21に充填されている適正量の薬液11aをカテーテル31に押し出す。適正量の薬液11aは、ディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される。その際、電圧発生回路41から発生した高電圧が、電極コンタクト部材42を介して電圧印加電極51に供給される。この高電圧は、電圧印加電極51によって薬液11aに印加される。つまりカテーテル31内の薬液11aには、高電圧が印加される。
印加された噴霧口31cにおける薬液11aは、図2に示すように霧化状の帯電した薬液微粒子11bとして噴霧口31cから噴霧される。
詳細には、噴霧口31cにおける薬液11aは、外部の空気との間に液体と気体における界面を形成している。この界面に電圧が作用すると、界面は薬液11aの表面に働く静電気力によって電気流体力学的に不安定になり、不安定点が発生する。この不安定点から帯電した霧化状態の薬液微粒子11bが噴霧される。また界面に高電圧が作用し、噴霧口31cにおける界面の電界密度が臨界値に達すると、薬液11aの表面から細い液糸が引き出され、さらに液糸が伸縮する。このとき、液糸の先端から薬液11aが、多数の薬液微粒子11bとして、細い液糸から分裂する。さらに、高電圧の値が大きくなると、細い液糸における界面はさらに不安定になり、多数の不安定点が同時に発生する。薬液11aは、これら不安定点から、帯電した完全な霧化状態の薬液微粒子11bとして噴霧口31cから多数噴霧される。
詳細には、噴霧口31cにおける薬液11aは、外部の空気との間に液体と気体における界面を形成している。この界面に電圧が作用すると、界面は薬液11aの表面に働く静電気力によって電気流体力学的に不安定になり、不安定点が発生する。この不安定点から帯電した霧化状態の薬液微粒子11bが噴霧される。また界面に高電圧が作用し、噴霧口31cにおける界面の電界密度が臨界値に達すると、薬液11aの表面から細い液糸が引き出され、さらに液糸が伸縮する。このとき、液糸の先端から薬液11aが、多数の薬液微粒子11bとして、細い液糸から分裂する。さらに、高電圧の値が大きくなると、細い液糸における界面はさらに不安定になり、多数の不安定点が同時に発生する。薬液11aは、これら不安定点から、帯電した完全な霧化状態の薬液微粒子11bとして噴霧口31cから多数噴霧される。
なおカテーテル31は非導電性材料の四フッ化樹脂製を有しているため、薬液11aはカテーテル31内に滞留することなく噴霧される。
上述したように高電圧が薬液11aに印加された際、噴霧口31cにおける薬液11aと生体12aの間には、電位差が生じる。つまり電圧発生回路41は、高電圧を発生し、高電圧を薬液11aに印加させることで、噴霧口31cにおける薬液11aと生体12aの間に電位差を生じさせる。このとき噴霧口31cから生体12aに向かって図2に示すような電気力線16が形成される。噴霧され、帯電している上述した薬液微粒子11bは、噴霧口31cからこの電気力線16に従って、噴霧口31cにおける薬液11aとは電位の異なる部位であり、電気力線16が形成された範囲内の生体12aに向けて投与される。その際、帯電している薬液微粒子11bは、電位が0Vである生体12aに確実に付着する。
これにより薬液送液機構6によってディスポシリンジ21から噴霧口31cに送液される薬液11aの量は、噴霧口31cから薬液微粒子11bとして噴霧投与され、患部12bに付着する薬液11aの量と略同一になる。言い換えると、ディスポシリンジ21内に最初に充填した薬液11aの量(又はディスポシリンジ21から噴霧口31cへの薬液11aの送液量)と、患部12bへの投与量は略同一である。
このように本実施形態は、気体圧力によらず、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。より詳細には、本実施形態は、ディスポシリンジ21内に充填されている適正量の薬液を、適正量を維持した状態で、減少することなく生体12a内の患部12bに投与することができる。
また本実施形態は、薬液微粒子11bを帯電させているため、薬液微粒子11bを患部12bから舞い上がらせることなく患部12bにのみに確実に付着させることができる。これにより本実施形態は、副作用を低減して適正量の薬液11aを投与することができる。
また本実施形態は、薬液11aをディスポシリンジ21内やカテーテル31内部にて霧化せず、薬液11aを霧化した状態で噴霧口31cまで送気せず、また薬液11aの患部12bへの投与に気体圧力を用いていない。本実施形態は、カテーテル31内に薬液11aを充填し、薬液11aを噴霧口31cにて霧化し、電気力線16に従って患部12bに投与する。よって本実施形態は、薬液11aがカテーテル31内に残留することを防止できるとともに、気体圧力によって薬液11aが拡散して患部12bに投与される量が減少することを防止できる。また本実施形態は、噴霧口31cから薬液11aが垂れて患部12b以外の部位に付着することも防止できる。よって本実施形態は、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
なお薬液11aには、泡立ちやすい薬液11aや分散粒子が含有されている薬液11aが用いられることもある。例えばネブライザーなどに使用される超音波霧化原理において、泡立ちやすい薬液11aは超音波の伝播を阻害するため、しばしば霧化が停止してしまう。また超音波霧化原理には、薬液微粒子11bを微細化するために、数μmの穴径を有する例えばメッシュが用いられる。しかし分散粒子を含有している薬液11aを霧化する際に、分散粒子によってメッシュがつまると、霧化が停止してしまう。しかしながら本実施形態は、泡立ちやすい薬液11aや分散粒子を含有する薬液11aであっても、超音波やメッシュを用いずに高電圧を用いるため、容易にこれら薬液11aを帯電した完全な霧化状態の薬液微粒子11bとして噴霧でき、また生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
また本実施形態は、薬液11aの導電率が1×10−10(S/m)〜1×10−1(S/m)の範囲内であれば、薬液送液機構6によって制御される薬液11aの送液速度と、電圧発生部4である電圧発生回路41によって制御される印加電圧の大きさの少なくとも一方を変えることによって、薬液微粒子11bの径を可変することができる。
例えば本実施形態は、印加電圧を大きくすることで、薬液微粒子11bの径を小さくすることができる。
また、例えば本実施形態は、薬液送液機構6によって送液速度を大きくすることで、不安定点が発生する時間を短くすることができる。これにより薬液微粒子11bは完全な霧化状態になる前の状態で噴霧されるため、薬液微粒子11bの径は大きくなる。よって本実施形態は、送液速度を大きくすることで薬液微粒子11bの径を大きくすることができる。また本実施形態は、噴霧口31cの穴径を小さくすることにより、薬液微粒子11bの径を小さくすることができる。
これにより本実施形態は、患部12bにあわせて、最適な薬液微粒子11bの径を選択でき、患部12bに最適な径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
例えば本実施形態は、印加電圧を大きくすることで、薬液微粒子11bの径を小さくすることができる。
また、例えば本実施形態は、薬液送液機構6によって送液速度を大きくすることで、不安定点が発生する時間を短くすることができる。これにより薬液微粒子11bは完全な霧化状態になる前の状態で噴霧されるため、薬液微粒子11bの径は大きくなる。よって本実施形態は、送液速度を大きくすることで薬液微粒子11bの径を大きくすることができる。また本実施形態は、噴霧口31cの穴径を小さくすることにより、薬液微粒子11bの径を小さくすることができる。
これにより本実施形態は、患部12bにあわせて、最適な薬液微粒子11bの径を選択でき、患部12bに最適な径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
本実施形態は、例えば、薬液11aが導電率1×10−6(S/m)を有する蒸留水であり、噴霧口31cの直径が略0.1mm、印加電圧が略+5kV、送液速度が略0.1mL/分の場合、略20μm〜略60μmの径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
また本実施形態は、例えば、薬液11aが導電率1×10−6(S/m)を有する蒸留水であり、噴霧口31cの直径が略0.05mm、印加電圧が略+10kV、送液速度が略0.05mL/分の場合、略2μm〜略10μmの径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
また本実施形態は、例えば、薬液11aが導電率1×10−6(S/m)を有する蒸留水であり、噴霧口31cの直径が略0.5mm、印加電圧が略+5kV、送液速度が略0.3mL/分の場合、略100μm〜略300μmの径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
また本実施形態は、例えば、薬液11aが導電率1×10−6(S/m)を有する蒸留水であり、噴霧口31cの直径が略0.05mm、印加電圧が略+10kV、送液速度が略0.05mL/分の場合、略2μm〜略10μmの径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
また本実施形態は、例えば、薬液11aが導電率1×10−6(S/m)を有する蒸留水であり、噴霧口31cの直径が略0.5mm、印加電圧が略+5kV、送液速度が略0.3mL/分の場合、略100μm〜略300μmの径を有する薬液微粒子11bを適正量投与することができる。
また本実施形態は、薬液送液機構6によって送液速度を大きくさせ、電圧発生部4である電圧発生回路41によって印加電圧を大きくさせることで、薬液微粒子11bの径を維持したまま、単位時間当りの薬液11aの投与量を増加させることができる。
また例えば薬液微粒子11bが帯電していない場合、薬液微粒子11bには、薬液微粒子11bの表面張力により球状形状を維持しようとする力が働く。この力は、薬液微粒子11bの径が小さいほど強く作用する。そのため薬液微粒子11bが帯電していないと、薬液微粒子11bは生体12aの表面に付着せずに舞い上がるドライフォグ現象が発生しやすい。薬液11aを投与する場合、投与量は正確に管理すべき項目である。そのため本実施形態では、薬液微粒子11bを帯電させている。これにより本実施形態は、薬液微粒子11bを患部12bに積極的に付着させることができるため、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができ、患部12bへの薬液11aの投与量を正確に管理することができる。
特に、呼吸器系の肺や肺胞などに薬液11aを投与する場合、帯電していない薬液微粒子11bは、呼吸の吐き出しにより、口から排出されやすい。このため、吸入療法等で使用されるネブライザーなどには、吸い込み時に合わせて薬液11aを噴霧するなどの呼気と連動した薬液噴霧動作が必要である。しかし本実施形態は、薬液微粒子11bを帯電させているため、呼吸の吐き出しに関わらず、薬液11aを患部12bに付着させることができる。また本実施形態は、薬液微粒子11bを帯電させるため、例えば肺における患部12bに噴霧口31cを接近させることで、さらに呼吸の吐き出しに関わらず、薬液11aを患部12bに付着させることができる。よって本実施形態は、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
また本実施形態は、カテーテル31を内視鏡13aの鉗子チャンネル13bに挿通させ、カテーテル31をカテーテル31の挿入方向に沿って進退移動させて観察光学系によって患部12bを観察しながらでも、電気力線16を形成させることができる。つまり本実施形態は、観察光学系によって患部12bを観察しながらでも、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
また本実施形態は、カテーテル31をカテーテル31の挿入方向に沿って前進させて噴霧口31cを生体12aに近づけることで患部12bへの投与面積を小さくでき、カテーテル31をカテーテル31の挿入方向に沿って後退させて噴霧口31cを生体12aから離すことで患部12bへの投与面積を大きくすることができる。つまり本実施形態は、単位面積当りの投与量を増減させても、薬液微粒子11bを帯電させているため、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
また、本実施形態は、電圧発生回路41によって印加電圧の極性を変えさせることで、薬液微粒子11bの帯電する極性を、+側極性と、一側極性のどちらかに選択することができ、+側極性、または−側極性に帯電した薬液微粒子11bを選択的に噴霧させて、適正量投与することができる。また、ディスポシリンジ21とカテーテル31は、着脱可能である。よって2種類以上の薬液11aが投与される場合、本実施形態は、カテーテル31を生体12a内に配置した状態で、薬液11aが充填されているディスポシリンジ21のみを交換し、薬液11aの電気的特性(溶液内イオン化特性)に応じた任意の極性を選択することができる。
また本実施形態は、動作開始スイッチ等による電圧発生回路41のON、OFFにより高電圧の発生を制御でき、この高電圧の印加の有無に応じて噴霧を瞬時に開始及び停止することができる。これにより本実施形態は、電圧発生回路41にて任意の印加継続時間を設定し、電圧発生回路41のON、OFFによる印加の有無を制御することで、患部12bに必要な時間だけ適正量の薬液微粒子11bを投与することができる。つまり本実施形態は、正確な投与時間管理、言い換えれば投与量の管理をできる。
また薬液11aに印加電圧が印加されると、噴霧口31c以外に電界が逃げる場所が無いため、薬液微粒子11bは噴霧口31cのみから噴霧する。言い換えると印加電圧が薬液11aに印加され、且つ微細な噴霧口31cが設けられていれば、噴霧はカテーテル31の材質や長さや太さ(内径、外径)等に影響されない。これにより本実施形態は、印加電圧が薬液11aに印加され、且つ微細な噴霧口31cが設けられていれば、任意の形状を有するカテーテル31を用いることができる。
また本実施形態は、グランドバンド14aによって電圧発生回路41と指14bを接触させ、生体12aを0Vの電位とし、噴霧口31cにおける薬液11aと電位の異なる部位としている。これにより本実施形態は、帯電した薬液微粒子11bを確実に患部12bに付着させることができるため、生体12a内の患部12bに薬液11aをより容易に適正量投与できる。また本実施形態は、グランドバンド14aによって生体12a自身が帯電した薬液微粒子11bを受け取ることによる+極性側電位、または一極性側電位になることを防止でき、安全性を向上させることができる。
また電圧印加電極51は生体12aの外側に配置され、噴霧口31cは生体12a内に配置されている。これにより本実施形態は、電圧印加電極51を生体12aから遠ざけることができ安全である。また、カテーテル31は非導電材料である。これにより本実施形態は、生体12aに電圧が作用することがないため安全である。
一般的な塗装等に使用される静電噴霧ノズルは、金属製でノズル自身が電圧印加電極となり、噴霧口に電圧を作用させる。本実施形態は、液体噴霧投与装置1を生体12aに適用するために、静電噴霧ノズルの代わりに非導電性材料で形成されているカテーテル31を用い、電圧印加電極51とカテーテル31の噴霧口31cを異なる位置に配置しているにもかかわらず、噴霧口31cから帯電した薬液微粒子11bを噴霧でき、また電圧印加電極51を生体12aから遠ざけることができ、生体12aに電圧が作用することがないため安全である。
一般的な塗装等に使用される静電噴霧ノズルは、金属製でノズル自身が電圧印加電極となり、噴霧口に電圧を作用させる。本実施形態は、液体噴霧投与装置1を生体12aに適用するために、静電噴霧ノズルの代わりに非導電性材料で形成されているカテーテル31を用い、電圧印加電極51とカテーテル31の噴霧口31cを異なる位置に配置しているにもかかわらず、噴霧口31cから帯電した薬液微粒子11bを噴霧でき、また電圧印加電極51を生体12aから遠ざけることができ、生体12aに電圧が作用することがないため安全である。
また本実施形態は、噴霧口31cからの噴霧に電界を用い、付着に電気力線16を用いているために、薬液微粒子11bを付着させるための電池15aの消費電力を少なくできる。
また本実施形態は、電圧発生部4である電圧発生回路41によって、印加電圧の極性と、印加電圧の大きさと、印加電圧の印加継続時間の少なくとも1つを制御でき、薬液送液機構6である制御回路62によって薬液11aの送液量と送液速度の少なくとも1つを制御できる。これにより本実施形態は、薬液微粒子11bの噴霧状態を確認しながら、薬液微粒子11bの径や投与量や投与管理時間を所望に変更できる。
また本実施形態は、電圧印加電極51をディスポシリンジ固定枠15cの内部に配置し、電圧発生回路41と電極コンタクト部材42を筐体15b内に配置しているため、これらに生体12aが接触し、電撃を防止することができるため、生体12aに対して安全である。
また本実施形態は、ディスポシリンジ21とピストン22とカテーテル31及び電圧印加電極51が使用後廃棄された際、電圧発生部4と薬液送液機構6と電池15aと筐体15bとディスポシリンジ固定枠15cとカバー15d等はリユース部品として再利用することができる。これにより本実施形態は、液体噴霧投与装置1を安価にすることができる。
なお電圧印加電極51は、体外、且つ薬液11aに接触できる場所に配置されていればよく、例えば、一端31a近傍やディスポシリンジ21に配置されてもよい。
次に本発明に係る第2の実施形態について図4を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成については第1の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。図4は、本実施形態において薬液が噴霧される際の、液体噴霧投与装置の概略図である。なお図4において、電圧発生回路41と薬液送液機構6と電池15aと筐体15bとディスポシリンジ固定枠15cとカバー15d等は、第1の実施形態と同様であるため図示を省略する。
本実施形態において、ディスポシリンジ21には、適正量の薬液11aと空気17が予め充填されている。この空気17の体積は、上述したようにカテーテル31の内部空間容積以上である。
また本実施形態における電圧印加電極51には、電圧印加電極51の内周部(内径部分)と接続し、カテーテル31内を噴霧口31c近傍まで挿通し、カテーテル31内の一端31a近傍の薬液11aを介して噴霧口31cにおける薬液11aに電圧発生回路41から電極コンタクト部材42と電圧印加電極51を介して供給された高電圧を印加する電圧印加微細線52が設けられている。電圧印加微細線52の材質は、電気抵抗が少なく、薬液11aに対する特性が安定していることが好ましく、例えば白金製や金製や銀製、または白金薄膜や金薄膜や銀薄膜が形成されているステンレス製等がさらに好適である。
カテーテル31は、第1の実施形態と同様に外径略0.3mm、内径略0.1mm、長さ略2000mmを有する際、例えば電圧印加微細線52は、直径略0.03mm、長さ略1980mmを有する。電圧印加微細線52の長さは上記に限定する必要はなく、電圧印加微細線52は、噴霧口31cより突出せず、噴霧口31c近傍まで延在する長さを有していれば良い。
これら以外の構成は、第1の実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
これら以外の構成は、第1の実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に本実施形態における動作方法について説明する。
適正量の薬液11aと、カテーテル31の内部空間容積以上の空気17がディスポシリンジ21に充填され、第1の実施形態と同様に液体噴霧投与装置1が構成される。
適正量の薬液11aと、カテーテル31の内部空間容積以上の空気17がディスポシリンジ21に充填され、第1の実施形態と同様に液体噴霧投与装置1が構成される。
ピストン22が第1の実施形態と同様にカテーテル31側に移動することで、空気17が押し出され、これにより上述したようにディスポシリンジ21内に最初に充填された薬液11aがディスポシリンジ21から噴霧口31cまで送液される。つまり、投与すべき適正量の薬液11aは、カテーテル31内部に残留せずに、噴霧口31cに全量送液される。
薬液11aが噴霧される際、電圧印加微細線52が噴霧口31c近傍にまで延在し、電圧印加微細線52の先端と噴霧口31cの長さは、微小である。カテーテル31内、及び噴霧口31cにおける薬液11aには、電圧発生回路41から電極コンタクト部材42と電圧印加電極51を介して電圧印加微細線52に供給された電圧がそのまま作用する。
また電圧印加微細線52と噴霧口31cまでの距離が短いため、噴霧口31cにおける薬液11aと生体12aの間には、第1の実施形態よりも大きい電位差が生じる。このとき噴霧口31cから生体12aに向かって図4に示すよう大きな電気力線16が形成される。これにより第1の実施形態と同様に噴霧口31cから噴霧された薬液微粒子11bは、図4に示すように大きな電気力線16に従って、電気力線16が形成された範囲内の生体12aに対してのみ、強固に付着する。つまり薬液微粒子11bは、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与される。
このように本実施形態は、電圧印加微細線52によって噴霧口31cと生体12aの表面との間に大きな電気力線16を形成できるため、薬液微粒子11bを生体12aに強固に付着させることができる。よって本実施形態は、薬液微粒子11bが舞い上がって、周辺部位に付着することがないため、ディスポシリンジ21内に最初に充填した薬液11aの量(又はディスポシリンジ21からの噴霧口31cへの薬液11aの送液量)と、患部12b)への投与量を略同一にすることができ、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与できる。
また電圧印加電極51の内径部分のみにて、高電圧がカテーテル31内部の薬液11aに印加する場合、電圧印加電極51の内径部分から噴霧口31cまでの長さにより、電圧降下が発生する虞が生じる。これにより噴霧口31cにおける薬液11aには、電圧発生回路41から供給される高電圧よりも低い電圧が作用する虞が生じる。このため、電圧発生回路41は電圧降下分を上乗せした電圧を印加することとなる。
本実施形態のように電圧印加微細線52が噴霧口31c近傍にまで延在すると、電圧印加微細線52と噴霧口31cの間の長さが短いため、電圧降下の発生が抑えられ、噴霧口31cにおける薬液11aには電圧発生回路41から発生する高電圧がそのまま作用する。これにより本実施形態は、電圧発生回路41に電圧降下分を上乗せして印加電圧を発生させる必要がないために、噴霧させるために必要な印加電圧の電圧値を下げることができる。つまり本実施形態は、電圧印加微細線52によって噴霧口31cにおける薬液11aに電圧発生回路41から発生する高電圧をそのまま作用させることができるため、電圧発生回路41に発生させる印加電圧の電圧値を小さくすることができる。
本実施形態のように電圧印加微細線52が噴霧口31c近傍にまで延在すると、電圧印加微細線52と噴霧口31cの間の長さが短いため、電圧降下の発生が抑えられ、噴霧口31cにおける薬液11aには電圧発生回路41から発生する高電圧がそのまま作用する。これにより本実施形態は、電圧発生回路41に電圧降下分を上乗せして印加電圧を発生させる必要がないために、噴霧させるために必要な印加電圧の電圧値を下げることができる。つまり本実施形態は、電圧印加微細線52によって噴霧口31cにおける薬液11aに電圧発生回路41から発生する高電圧をそのまま作用させることができるため、電圧発生回路41に発生させる印加電圧の電圧値を小さくすることができる。
なお本実施形態は、電圧印加微細線52の先端を、噴霧口31cに接近させるほど、電圧発生回路41から発生する高電圧の電圧値を下げることができる。
また、薬液11aによってはカテーテル31内で溶け込んでいる空気17が外気温によって膨張したり、集合して空気層を形成することがある。例えば第1の実施形態にように電圧印加微細線52が配置されておらず、電圧印加電極51のみが配置されているカテーテル31において、電圧印加電極51と噴霧口31cの間に空気が配置されると、噴霧口31cにおける薬液11aには電圧が作用できず、霧化が停止する虞が生じる。
しかし、本実施形態は、電圧印加微細線52を噴霧口31c近傍まで延在させているため、霧化の停止を防止することができる。また本実施形態は、噴霧口31cにおける薬液11aに確実に電圧を印加させることができ、生体12a内の患部12bに必要とされる適正量の薬液11aを確実に霧化させることができる。よって本実施形態は、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与できる。言い換えると本実施形態は、生体12a内の患部12bに必要とされる薬液11aの量と薬液送液機構6による薬液11aの送液量を略同一にすることができる。つまり本実施形態は、治療薬等の厳密に投与量を管理すべき事項を達成することができる。
なお本実施形態においてディスポシリンジ21は、空気17が充填されていない第1の実施形態と同様の構成でもよい。
次に本発明に係る第3の実施形態について図5を参照して説明する。なお、第1と第2の実施形態と同一の構成については第1と第2の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。図5は、本実施形態におけるカテーテルの他端の概略図である。
本実施形態において図5に示すように、カテーテル31は、他端31bの先端面31dに複数の噴霧口31cを有している。またカテーテル31には、第2の実施形態と同様に電圧印加微細線52が挿通している。これら以外の構成は、第1の実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
これにより本実施形態は、カテーテル31の挿入方向への薬液11aの投与量を増加させることができる。
これにより本実施形態は、カテーテル31の挿入方向への薬液11aの投与量を増加させることができる。
なお本実施形態は、薬液11aの投与量を増加するのであれば、上記に限定する必要はなく、例えば図6に示すようにカテーテル31は、他端31bの外周面31eに複数の噴霧口31cを有していてもよい。
これにより本実施形態は、カテーテル31の径(周)方向への薬液11aの投与量を増加させることができる。
本実施形態は、図5と図6に示すようにカテーテル31における噴霧口31cの数や配置位置を、任意に設定できるため、薬液11aの投与量を増加できる。各噴霧口31cと生体12aの間には、第2の実施形態と同様に電気力線16が形成されるため、本実施形態は、各噴霧口31cから薬液微粒子11bを噴霧させることができる。また噴霧口31cの増加は投与量の増加となるため、本実施形態は短時間で適正量の薬液11aの投与を完了することができる。また本実施形態は、第2の実施形態と同様に電圧印加微細線52を配置している。よって本実施形態は、投与量を増加させても、電圧発生回路41に発生させる印加電圧の電圧値を小さくすることができる。
また生体12a内の患部12bが生体12aの管腔部の全周に渡る疾病である場合、本実施形態は、少なくとも1つの噴霧口31cを外周面31eに配置することで、管腔部の全周に渡る疾病に対しても適正量を投与することができる。また本実施形態は、噴霧口31cを外周面31eに配置することで、生体12aの管腔部の全周に渡る疾病に対して適用した際に、管腔内の内周全面に薬液11aを同時に投与することができる。また噴霧口31cを外周面31eに配置することは、生体12aの管腔部の表面を診断のために染色する場合や、早期癌を検出するための診断薬等を短時間に投与する場合に、使用することができる。
なおカテーテル31が、先端面31dや外周面31eの複数の噴霧口31cを有する構成は、第1と第2の実施形態にも適用できることはいうまでもない。また本実施形態は、電圧印加微細線52を配置していなくても、投与量を増加させることができる。
次に本発明に係る第4の実施形態について図7を参照して説明する。なお、第1と第2の実施形態と同一の構成については第1と第2の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。図7は、本実施形態において薬液が噴霧される際の、液体噴霧投与装置の概略図である。なお図7において、電圧発生回路41と薬液送液機構6と電池15aと筐体15bとディスポシリンジ固定枠15cとカバー15d等は、第1の実施形態と同様であるため図示を省略する。
本実施形態におけるカテーテル31の他端31bは、熱成形により、噴霧口31cに向かって外径が細くなっているテーパ形状を有している。そのため噴霧口31cの直径は、カテーテル31の内径略0.1mmよりも小さくすることができ、例えば略70μmにすることができる。
カテーテル31は、例えば内径略0.3mm、長さ略2000mmを有する際、例えば電圧印加微細線52は、直径略0.1mm、長さ略1980mmを有する。
なお電圧印加微細線52の直径は噴霧口31cの直径よりも大きく、長さはカテーテル31の長さよりも短いため、電圧印加微細線52は、噴霧口31cから外部に露出することはない。なお電圧印加微細線52の長さや直径は上記に限定する必要はなく、電圧印加微細線52は、噴霧口31cより突出せず、噴霧口31c近傍まで延在する長さや直径を有していれば良い。
これら以外の構成は、第1、または第2の実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
これら以外の構成は、第1、または第2の実施形態と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
薬液11aが噴霧される際、第2の実施形態と同様に噴霧口31cから噴霧された薬液微粒子11bは、図7に示すように大きな電気力線16に従って、電気力線16が形成された範囲内の生体12aに対してのみ、強固に付着する。つまり薬液微粒子11bは、生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与される。
また本実施形態の電圧発生回路41は、第2の実施形態と同様に電圧降下分を上乗せする必要がないために、発生する印加電圧の電圧値を下げることができる。
このように本実施形態は、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図8に示すように、カテーテル31は、四フッ化樹脂製の細い管であるため、使用時の屈曲により、座屈し、カテーテル31の内部空間が密接し内部における薬液11aの流路を遮蔽してしまうことが懸念される。しかし本実施形態は、電圧印加微細線52をカテーテル31内部に挿通させているため、カテーテル31の座屈を防止することができる。
さらに本実施形態は、カテーテル31の先端部を塑性変形させることにより、カテーテル31を任意の角度に曲げることができる。事前に塑性変形したカテーテル31が、内視鏡13aの鉗子チャンネル13bに挿通し、図8に示すように内視鏡13aの鉗子チャンネル13bから突出すると、カテーテル31は、事前に屈曲した形状に戻る。このように本実施形態は、使用用途に応じてカテーテル31の先端部を曲げることで、使用用途に応じた噴霧方向を設定することができ、この噴霧方向において生体12a内の患部12bに薬液11aを適正量投与することができる。
また本実施形態は、カテーテル31の他端31bを熱成形によりテーパ形状にしているため、噴霧口31cをより小さくすることができる。これにより本実施形態は、より微細な薬液微粒子11bを噴霧させることができる。
また本実施形態は、カテーテル31の他端31bを熱成形によりテーパ形状にしているため、自由に噴霧口31cを加工及び製作できるため、カテーテル31の製造コストを安価にすることができる。
さらに本実施形態における噴霧口31cの直径は、電圧印加微細線52の直径よりも小さければ電圧印加微細線52の直径に応じて変更することが可能である。よって本実施形態は、電圧印加微細線52が電圧印加電極51から脱落しても、噴霧口31cによって電圧印加微細線52が外部に露出することを防止できるため、安全性を有することができる。
本実施形態において、ディスポシリンジ21には、第1の実施形態のように空気17が充填されていなくても、第2の実施形態のように空気17が充填されていても良い。
また本実施形態は、第3の実施形態のように、カテーテル31が先端面31dや外周面31eの複数の噴霧口31cを有していてもよい。
このように本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
1…液体噴霧投与装置、2…薬液充填部、3…噴霧部、4…電圧発生部、5…電圧印加部、6…薬液送液機構、11a…薬液、11b…薬液微粒子、12a…生体、16…電気力線、21…ディスポシリンジ、22…ピストン、31…カテーテル、31c…噴霧口、41…電圧発生回路、42…電極コンタクト部材、51…電圧印加電極、52…電圧印加微細線、61…モータ、62…制御回路、63…ボールネジ、64…可動部。
Claims (10)
- 体内に挿入され、前記体内の所望部位に霧化状の液体を噴霧投与し、付着させる液体噴霧投与装置において、
前記液体を充填する液体充填部と、
一端にて前記液体充填部と接続し他端にて前記液体を噴霧する噴霧口を有するカテーテルと、
電圧を発生する電圧発生部と、
前記液体充填部、または前記一端近傍に配置され、前記液体に前記電圧発生部から発生した前記電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部によって印加された前記液体を前記液体充填部から前記噴霧口に送液する液体送液機構と、
を具備し、
前記液体充填部から前記噴霧口まで送液される前記液体の量は、前記噴霧口から噴霧投与され前記体内の所望部位に付着する前記液体の量と略同一であることを特徴とする液体噴霧投与装置。 - 前記体内の所望部位はグランドであり、前記噴霧口から噴霧投与され前記体内の所望部位に付着する前記液体は、前記噴霧口から前記体内の所望の部位に向かって形成される電気力線に従って、霧化状の帯電した液体微粒子として、前記体内の所望部位に噴霧投与されることを特徴とする請求項1に記載の液体噴霧投与装置。
- 前記電圧発生部は、前記電圧の極性と、前記電圧の大きさと、前記液体を印加する印加時間の少なくとも1つを制御することを特徴とする請求項1乃至2に記載の液体噴霧投与装置。
- 前記液体送液機構は、前記液体を前記液体充填部から前記噴霧口へ送液する際の送液速度と送液量の少なくとも1つを制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 前記液体微粒子の径は、前記液体送液機構によって制御される前記液体の送液速度と、前記電圧発生部によって制御される前記電圧の大きさの少なくとも一方によって可変することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 前記カテーテルは、複数の前記噴霧口を有している特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 前記カテーテルは、外周面に前記噴霧口を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 前記電圧印加部には、前記カテーテル内を前記噴霧口近傍まで挿通し、前記カテーテル内の前記他端近傍の前記液体を介して前記噴霧口における前記液体に前記電圧を印加する電圧印加微細線が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 前記液体充填部、前記カテーテルおよび前記電圧印加部は、前記電圧発生部および前記液体送液機構から着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の液体噴霧投与装置。
- 体内に挿入され、前記体内の所望部位に液体を噴霧投与し、付着させる液体噴霧投与方法において、
前記液体を液体充填部に充填する工程と、
前記液体充填部とカテーテルの一端を接続する工程と、
電圧を発生する工程と、
前記液体充填部、または前記一端にて前記液体に前記電圧を印加する工程と、
印加された前記液体を前記液体充填部から前記カテーテルの他端に設けられている噴霧口に送液する工程と、
前記液体充填部から前記噴霧口まで送液される前記液体の量を、前記噴霧口から噴霧投与され前記体内の所望部位に付着する前記液体の量と略同一にする工程と、
を具備することを特徴とする液体噴霧投与方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014523268A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-09-11 | アレクサンダー ヘッツェル | 腹腔鏡手術用外科装置 |
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2007
- 2007-09-27 JP JP2007252049A patent/JP2009082185A/ja not_active Withdrawn
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