JP2009268667A - 薬液噴霧投与装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液を噴霧投与する際に、薬液貯留部の姿勢に関わらず、生体内の目的部位に確実に薬液を投与する。
【解決手段】薬液噴霧投与装置５は、薬液Ａを貯留する薬液タンク１０と、薬液タンク１０から供給口６ｂを通して薬液を噴霧させる吐出口に移送するカテーテル６とを有する。薬液タンク１０とカテーテル６の接続部には主電極１２を設け、電圧を発生させる回路部１５から副電極１６を介して主電極１２で薬液に電圧を印加する。薬液タンク１０には薬液送液機構１９の空圧タンク２０と三方弁２３を介して加圧気体を印加し、薬液をカテーテル６の吐出口に送液する。薬液タンク１０内には薬液をその姿勢に関わらず供給口６ｂに接触して保持する多孔質構造の吸水体１１を設け、吸水体１１から薬液をカテーテル６の供給口に供給し、噴霧する。
【選択図】図２

Description

本発明は、薬剤を含む液体（以下、薬液という）を人間や動物等を含む生体の目的部位に噴霧投与する薬液噴霧投与装置に関する。

近年、治療等のために生体に薬液（治療薬液）を投与する考え方として、患部へ薬液を効率良く投与するためには、薬液を投与する必要のある部位に極力近い場所で投与を行なうことが好ましいという提案がなされている。現在、開発が進められている核酸医薬などでも、体内代謝分解による効能劣化を懸念して患部に薬液を局所投与することが考えられている。薬液を必要な場所にのみ必要な量を確実に投与することができて、患者への副作用を低減することが望まれている。
このような薬剤投与方法として例えば特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１に記載された薬剤投与方法では、微粒子化治療薬を体内の標的部位、特に心臓の標的部位にデリバリーするためのカテーテルおよびカテーテルアセンブリーが開示されている。デリバリーされる微粒子化治療薬はエアゾル型またはドライパウダー型であり、超音速流を生み出すに足る付勢機構として、加圧ガス、真空、求心力、プランジャー、或いは電位の傾きを用いて治療薬を付勢し、カテーテル内の静止状態から標的部位に向けた移動状態へと治療薬を移行させる。これにより、微粒子化治療薬を体内の標的部位にデリバリーすることができる。
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。この場合、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ことがあるという問題が生じる。特許文献１に記載の方法では、付勢機構を用いることで、デリバリー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としている。

特に、付勢機構を電位の傾きとするカテーテルアセンブリーにおいては、アセンブリーはカテーテルを具備し、カテーテルは全長にわたる内腔、活性電極を含む近位端、および対極とノズルとを含む遠位端を有するとしている。
電気エネルギー源、例えば電池またはパルス発生器を具備し、それに活性電極と対極が接続され、帯電した治療薬は活性電極を経てデリバリーされて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、カテーテルのノズルを通って標的部位に至る。たとえばデリバリー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開示されている。
特表２００６−５２７０２３号公報

ところで、特許文献１に開示されている薬剤投与方法以外にも、例えば内視鏡を用いて薬液を患部に送達させることにより、患部周辺にのみ薬液を投与することが考えられる。いずれの場合でも、薬剤が薬液であると流動性が高いために薬液保持や送達の際に空気を巻き込まないように取り扱いに注意を要する。特許文献１では、薬剤を高分子でマイクロカプセル化する例等が提案されているが、手間がかかりコスト高になってしまう。
また、内視鏡等を用いて薬液投与する場合等では、内視鏡は患者の姿勢や患部の位置等により、内視鏡操作者によって操作部が操作し易い任意の姿勢に移動させることになるが、薬液タンクからカテーテルへ薬液を供給する際に空気を巻き込んだり薬液がカテーテルの供給口から外れると、薬液を十分患部に投与できないおそれがあった。そのため、内視鏡の操作位置や姿勢に関わらず、薬液タンクからカテーテルへの安定した薬液供給を行なって患部への薬液投与を実現することが必要である。また、内視鏡を用いない場合でも、患部の位置や場所等によって薬液噴霧投与装置の薬液タンクの姿勢を変更させるために、同様に薬液タンクの姿勢に関わらずカテーテルに安定した薬液供給を行い、スムーズな薬液投与を実現できることが要求される。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、薬液を噴霧投与する際に、薬液貯留部の姿勢に関わらず、生体内の目的部位に確実に薬液を投与することができる薬液噴霧投与装置を提供することを目的とする。

本発明による薬液噴霧投与装置は、薬液を噴霧投与して体内の目的部位に付着させる薬液噴霧投与装置において、薬液を貯留する薬液貯留部と、薬液に電圧を印加して帯電させる電圧印加部と、一端に薬液貯留部に接続された供給口を備えると共に他端側に薬液を噴霧させる吐出口を設けたカテーテルと、薬液貯留部に加圧気体を印加して薬液をカテーテルの吐出口に送液する薬液送液機構と、薬液貯留部内に設けられていて薬液貯留部の姿勢に関わらず薬液をカテーテルの供給口に接触または近接して保持する供給部とを備えていて、薬液送液機構からの加圧気体によって薬液貯留部内の供給部から薬液をカテーテルの吐出口に送液して噴霧するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、薬液貯留部内の供給部に薬液を保持させておき、薬液貯留部の姿勢や傾き等に関わらず薬液送液機構によって薬液貯留部内に加圧気体を印加することで供給部に保持される薬液がカテーテルの供給口に押し出されて吐出口まで送液され、しかも電圧印加部で帯電させられるため、薬液が吐出口から噴霧されると帯電した微粒子として分散され、目的部位に積極的に付着させることができる。

また、供給部は毛細管現象によって薬液を保持する多孔質の吸水体であってもよい。
薬液貯留部内の薬液は多孔質の吸水体によって毛細管現象によって保持されているから、薬液貯留部が傾斜したり上下反転した姿勢等であっても薬液を保持できる。そのため、薬液送液機構から印加される加圧気体によって、吸水体の多孔質内に保持される薬液はカテーテルの供給口に押し出されて吐出口まで確実に送液され、噴射される。

また、供給部は毛細管現象によって薬液を保持する微細流路であってもよい。
薬液貯留部の姿勢に関わらず微細流路に毛細管現象で保持された薬液は、薬液送液機構から供給される加圧気体によって微細流路からカテーテルの供給口に押し出され、カテーテルを送液されて吐出口から噴射される。
また、供給部は薬液貯留部内で薬液と気圧室を仕切ると共に薬液の貯留量の変化に追従する可動栓であってもよい。
薬液貯留部内に貯留された薬液は薬液貯留部の傾き等の姿勢に関わらず可動栓で気圧室と仕切られて保持されており、薬液送液機構から薬液貯留部内の気圧室に供給される加圧気体によって可動栓が薬液貯留部内を摺動することで、薬液貯留部内の薬液は供給口からカテーテルに押し出され、吐出口まで送液されて噴射される。

本発明による薬液噴霧投与装置によれば、薬液貯留部の姿勢によらず薬液貯留部内の供給部に薬液を保持することができるので、薬液送液機構から印加される加圧気体によって薬液は供給部からカテーテルの供給口に確実に押し出されて吐出口から薬液を噴霧投与することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明の第一実施形態による薬液噴霧投与装置について図１乃至図４により説明する。図１は本発明の第一実施形態による薬液噴霧投与装置を内視鏡の鉗子栓に装着した状態を示す概略説明図、図２は薬液噴霧投与装置の要部構成図、図３は薬液噴霧投与装置から生体に吐出される薬液の噴霧微粒子が生体に到達する状態を示す説明図、図４はカテーテルの吐出口から薬液が噴霧される状態を示す図である。
図１において、内視鏡１の鉗子チャンネル２に設けた鉗子栓３には、本第一実施形態による薬液噴霧投与装置５が装着されている。薬液噴霧投与装置５に設けたカテーテル６は鉗子チャンネル２内に挿通されている。カテーテル６は柔軟性を有しており、カテーテル６の先端６ａは鉗子チャンネル２の先端口２ａから所定長さ突出している。なお、カテーテル６の先端６ａは、鉗子チャンネル２の先端口２ａと同一位置や内側に引っ込んだ位置に設けられていてもよい。
操作者は内視鏡１を操作しながら薬液噴霧投与装置５も操作できる。操作者は、内視鏡１により、生体表面の薬液を投与すべき目的部位である患部Ｋを確認しながら、鉗子チャンネル２の先端口２ａを患部Ｋに対向させた後、カテーテル６の先端６ａから薬液の噴霧微粒子を放出させる。鉗子チャンネル２の先端口２ａや先端６ａ等に付着する体内粘液や組織小片等の体内異物は、後述する圧力空気の放出力により除去される。そのため、薬液噴霧が先端口２ａやカテーテル６の吐出口７に付着する体内異物の影響を受けることが無く、噴射する薬液が吐出口７から垂れたり噴霧が不安定になったりすることはない。

次に、薬液噴霧投与装置５について図２乃至図４により説明する。
図２に示す薬液噴霧投与装置５において、カテーテル６は内部に例えば１つの流路７ａを有するカテーテルである。
カテーテル６の材質は、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φ1.6mm、内径φ0.9mm、長さ850mmの細管である。また、生体内に挿入される先端６ａには、薬液Ａを噴霧する吐出口７が形成されている。吐出口７はカテーテル６内に設けた流路７ａの先端に連通して配設されている。吐出口７の内径は例えばφ0.075mmとなる。なお、患部Ｋの種類や場所等、症例毎に使用する内視鏡１の長さが異なるため、それに合わせてカテーテル６の長さは選択される。

図２に示す薬液噴霧投与装置５は、内視鏡１の鉗子栓３に取り付けた筐体９内に薬液Ａを貯留した薬液貯留部としての薬液タンク１０が配設されている。この薬液タンク１０の出口には、カテーテル６の薬液供給部としての供給口６ｂが接続されている。そのため、カテーテル６の流路７ａは薬液タンク１０に接続されている。
薬液タンク１０は例えば透明な樹脂製であり、薬液タンク１０内には薬液Ａを吸収して保持する供給部としての吸水体１１が設置されている。吸水体１１は例えば略円柱形であり、その下部１１ａは薬液タンク１０の底部に設けたカテーテル６の供給口６ｂ付近に結合されている。吸水体１１は例えば四フッ化樹脂製の多孔質構造を有しており、内部に薬液Ａを毛細管現象によって保持するようになっており、表面に多孔質の開口を有している（図示せず）。
また、吸水体１１は内部に毛細管現象を発揮する微細孔構造を有する多孔質体であれば、上記の円柱状多孔質構造に限定されるものではないが、耐薬品性を具備し、生体毒性を有しない材質が選定される。本実施の形態では、薬液タンク１０の内径がφ５ｍｍ、吸水体１１の外径はφ３ｍｍ程度の大きさを成し、内視鏡１の姿勢位置により、薬液タンク１０が垂直方向に対して傾斜した斜めの姿勢や逆さまの姿勢になっても、薬液Ａを吸水体１１内に吸引保持して下部１１ａがカテーテル６の供給口６ｂに接触または若干の間隙を以て隣接して薬液タンク１０の底部に固定された構成を有している。

また、薬液噴霧投与装置５には、薬液Ａに電圧を印加して帯電させる電圧印加部１７が設けられている。電圧印加部１７は、カテーテル６と薬液タンク１０底部との連結部近傍において、カテーテル６の流路７ａの側部に固定された主電極１２を備えている。また、電圧印加部１７は、例えば電池等の電源１４と、電源１４に接続されていて電圧を発生させる回路部１５と、回路部１５及び主電極１２の間に接続されていて主電極１２に接触して電圧を印加する副電極１６とを備えている。
主電極１２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、内側の内径がカテーテル６に設けた薬液Ａの流路７ａの径と同一の大きさとなっている。主電極１２は、薬液タンク１０とカテーテル６との間で、内面が流路７ａの薬液Ａと液密に接触して配設されている。主電極１２の内面下部には、段差部が形成されたカテーテル６の基端部が、液密に嵌合されている。このような構成において、電源１４から回路部１５に電圧が供給されると、この電圧が副電極１６を通して主電極１２に供給される。そして、主電極１２は、供給口６ｂからカテーテル６の流路７ａを流れる薬液Ａに電圧を印加して帯電させる。
また、薬液タンク１０と主電極１２とカテーテル６は接着剤等により互いに強固に接合されている。そして、これらの接合された部材はディスポーザブル部品として着脱交換可能に構成され、使用後に廃棄される。

また、薬液噴霧投与装置５には、薬液送液機構１９として、空圧タンク２０と各種弁２１、２３と各種配管２２、２５とが備えられている。空圧タンク２０では、逆止弁２１を経由して図示しないディスポシリンジ等によって外部から空圧タンク２０内に空気を繰返し注入し、空圧タンク内２０の圧力を上昇させる。例えば、約０．５Ｍｐａ程度まで内部の圧力を上昇させる。そのため、空圧タンク２０はその圧力に耐える金属製や高強度樹脂等により形成される。
空圧タンク２０は配管２２を介して例えばマニュアル駆動方式の三方弁２３に配管接続されている。三方弁２３は、薬液タンク１０に空圧を供給する供給管２５に接続されると共に、また大気圧開放配管２６にも接続されている。供給管２５は先端が針構造を有するようにテーパ形状を有している。また、供給管２５が薬液タンク１０の上部を閉鎖する蓋部としてのゴム栓２８に気密に差し込まれることにより、供給管２５と薬液タンク１０の空気漏れが防止されるようになっている。供給管２５のテーパ状先端は、図２に示す例では円柱状の吸水体１１の上部１１ｂに対向して位置している。
なお、薬液タンク１０内に薬液Ａを注入する際にも、このゴム栓２８から注射針等を用いて注入される。或いは、薬液タンク１０に薬液Ａを注入した後にゴム栓２８を閉蓋してもよい。よって、患部Ｋに投与が必要とされる薬液量は予め薬液タンク１０内に保持されている。

三方弁２３は通常位置の閉弁状態では配管２２を閉弁すると共に、供給管２５を大気圧開放配管２６に連通させている。薬液タンク１０内の空圧は、大気圧開放配管２６を通して大気圧に保持されている。大気圧開放配管２６は、例えばφ０．１ｍｍの小さな配管径であり、薬液タンク１０内の薬液Ａがカテーテル６先端の各吐出口７から垂れない程度の圧力損失を発生させるような径や流路形状構造に形成されている。
そして、三方弁２３には開閉用のボタン２９が設けられており、ボタン２９を指などで押し込むことにより、三方弁２３は開弁して配管２２を供給管２５に連通すると共に、大気圧開放配管２６を閉弁する。三方弁２３が押されると、空圧タンク２０内の空気が薬液タンク１０内に供給されることにより薬液タンク１０内の空気圧力が上昇する。すると、吸水体１１内に保持されている薬液Ａが毛細管を経由してカテーテル６の供給口６ｂに薬液Ａを送液し、カテーテル６の流路７ａを通して先端６ａの吐出口７から薬液Ａを吐出できる。

三方弁２３の下部には弁認識スイッチ３０が設けられている。この弁認識スイッチ３０は、三方弁２３の押圧を検出して電圧発生部となる回路部１５から副電極１６を介して主電極１２に電圧を供給するものである。例えば、薬液タンク１０の主電極１２に＋５ｋＶの電圧が印加される。
三方弁２３の作動は、例えば二段階に亘って行われることとしてもよい。具体的には、第一段の押圧で三方弁２３を開弁して空圧タンク２０内の空気圧力を薬液タンク１０に印加し、第二段の押圧で弁認識スイッチ３０をＯＮして回路部１５で主電極１２に印加する電圧を発生させる。或いは、上述の構成に代えて、一段の押圧で空気圧力の薬液タンク１２への印加と弁認識スイッチ３０のＯＮを行うようにしてもよい。
また、電源１４は、例えば３Ｖ程度の電池電圧を内蔵された圧電トランスにより＋５ｋＶに昇圧する。副電極１６は印加電圧を集中させるために印加方向に針形状を成したステンレス製の電極が好ましく、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。
三方弁２３のボタン２９が操作者により動作されると、薬液Ａがカテーテル６先端に供給されると共に薬液Ａに５ｋＶの電圧が印加され、吐出口７から薬液Ａが静電霧化により噴霧される。

回路部１５の内部には、高電圧の安全性対策として、図示しない高抵抗回路や過電流検出回路等が組み込まれている。高抵抗回路はスパークや生体への電撃を防ぐために、副電極１６に保護用の高抵抗を直列に配置している。また、過電流検出回路は、電圧を印加したときに流れる電流を検出し、その数値が設定電流値以上になったときに電圧印加を停止する。
この他にも、高電圧の安全性対策として、内視鏡１の鉗子栓３近傍に装着認識スイッチ３２が配設されている（図１、図２参照）。装着認識スイッチ３２は、薬液噴霧投与装置５が鉗子栓３に装着されると、これを検出して電圧発生回路に電圧発生を許可する。言い換えると、内視鏡１の鉗子栓３に薬液噴霧投与装置５が装着されていないと三方弁２３を操作しても電圧は印加されない。
また、例えば回路部１５からは生体の一部と接触して０Ｖの電位になるグランドバンドＧが筐体９の外部に引き出されている。本実施の形態では、グランドバンドＧの他端は患者の指に接触している。

上述したように、薬液噴霧投与装置５において、薬液送液機構１９と回路部１５と電源１４と弁認識スイッチ３０と装着認識スイッチ３２は筐体９内に内蔵されている。一方、薬液タンク１０と主電極１２とカテーテル６は外部から筐体９内に挿入して設置できる構成となっている。薬液Ａを投与後は、薬液タンク１０と主電極１２とカテーテル６からなるディスポーザブル部品は筐体９から外されて廃棄され、新たなディスポーザブル部品が装着される。
なお、より安全性を高めるために、開閉式の透明樹脂製カバーを設置して主電極１２を操作者等が直接触れないような構成を採用しても良い。

本実施形態による薬液噴霧投与装置５は上述の構成を備えており、次に薬液噴霧投与方法について説明する。
先ず、薬液Ａが貯留された薬液タンク１０を含むディスポーザブル部品を装着した薬液噴霧投与装置５を、図１に示すように、カテーテル６を鉗子チャンネル２内に挿通して内視鏡１の鉗子栓３に装着する。これを装着認識スイッチ３２が検出して、電圧印加部１７の回路部１５で電圧を発生させることが可能になる。
次に、内視鏡１の鉗子チャンネル２の先端部を患者の体内に挿入し、内視鏡１で患部Ｋの位置を特定して鉗子チャンネル２の先端開口２ａとカテーテル６の吐出口７を対向させて位置決めする。そして、図２において、ボタン２９を押して三方弁２３を開弁させることで、薬液送液機構１９における空圧タンク２０の配管２２を薬液タンク１０の供給管２５に連通すると共に、大気圧開放配管２６を遮断する。これによって薬液タンク１０の内圧を空圧タンク２０の内圧まで昇圧させる。
薬液タンク１０の昇圧によって、薬液タンク１０内の薬液Ａがカテーテル６の供給口６ｂから流路７ａを通ってカテーテル６先端の吐出口７に向けて搬送される。

ここで、薬液タンク１０内には、カテーテル６の供給口６ｂに接触してまたはその近傍に吸水体１１の下部１１ａが設けられているから、空圧タンク２０からの加圧空気により、吸水体１１内の薬液Ａが供給口６ｂからカテーテル６の流路７ａ内に移動させられる。これにより、内視鏡１の姿勢差即ち薬液タンク１０の姿勢差によらず、カテーテル６先端の吐出口７に空気を含まずに薬液Ａを供給することができる。よって、内視鏡１の操作者は薬液タンク１０内の薬液Ａがカテーテル６の供給口６ｂに接しているか否か、或いは薬液Ａの水面位置を気にすることなく、薬液Ａの患部Ｋへの投与に集中することができる。また、薬液Ａを噴霧投与中に薬液補給が滞り患部Ｋへの薬液投与が中断されることも防止できる。
また、吸水体１１を含む薬液タンク１０とカテーテル６等はディスポーザブル部品として交換可能であるから、常に清浄度の高い新品の状態で使用される。薬液タンク１０の内部はガンマ線滅菌等により容易に滅菌できることは言うまでもない。
また、薬液タンク１０は透明であり、吸水体１１は薬液タンク１０内径よりも細い円柱状に形成されているため、正立状態では薬液Ａの残量（液面）を目視にて確認することもできる。

次に、ボタン２９を更に押圧して三方弁２３を更に押し込むことで、これを弁認識スイッチ３０で検知し、回路部１５で電圧を発生させる。回路部１５で電圧が発生すると、この電圧は副電極１６を介して主電極１２に供給され、薬液タンク１０から送られた薬液Ａは、主電極１２の内側を通過する際に帯電させられ、カテーテル６に送られる。そしてカテーテル６の流路７を通って吐出口７から吐出される薬液Ａは薬液タンク１０の昇圧によって患部Ｋに向けて吐出される（図３，４参照）。
ここで、図３及び図４により、吐出口７から噴射される薬液Ａの挙動について詳述すると、吐出口７から吐出される薬液Ａは患部Ｋに向かうに従って漸次減速する。流速が所定の大きさ以下になると薬液Ａの先端に電圧が集中し、薬液Ａ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、多数の微粒子に分散されて噴霧を発生する。しかも、薬液Ａの液面の電荷密度が臨界値に達していて細い液糸が引き出され、その細い液糸の先端から薬液Ａが多数の微粒子に分裂する現象が始まる。微粒子となった薬液Ａは個々に帯電しているため、同じ薬液Ａ同士ではお互いに反発を繰返し、さらに小さな粒子に分裂して噴霧状態になる。
なお、本実施形態は、カテーテル６の細い内径の流路７ａを噴霧微粒子状態の薬液Ａを送気するものではなく、薬液Ａは液体の状態で送液されて吐出口７から噴射される。

噴霧されて微粒子化された薬液Ａは、例えば＋側（例えば＋５ｋＶ）に帯電しており、一方で生体表面は０Ｖである。そのため、微粒子化され且つ帯電した薬液Ａは生体表面との電位差によって生体表面に向かう複数の電気力線に沿うように移動し、電気力線が形成された範囲の生体表面である患部Ｋに積極的に付着する。よって、吐出口７から薬液Ａが垂れたり、噴霧された薬液Ａが生体表面で跳ね返って舞い上がったりすることや空間中を漂うことはなくなる。
このため噴霧された薬液Ａが生体表面に到達後、跳ね返って舞い上がることや空間中を漂うことは無く確実に患部Ｋに電気的に吸引され、薬液Ａを投与することができる。
つまり、生体内の目的部位である患部Ｋにのみ、選択的に薬液Ａを投与することができる。また、内視鏡１の鉗子チャンネル２内にカテーテル６を挿通した場合には、患部Ｋを観察して患部Ｋを認識しながら薬液Ａを所定量投与することができる。
また、吐出口７を患部Ｋに接近させることにより投与面積を小さくでき、離間させることで投与面積を大きくすることができる。言い換えると、吐出口７を患部Ｋに接近させることにより単位面積当りの投与量を増やすことができ、離間させると単位面積当りの投与量を少なくすることができる。

また、薬液によっては、泡立ちやすいものや分散粒子が含有されているものがある。ネブライザーなどに使用される超音波霧化原理では、泡立ちやすい薬液は超音波の伝播を阻害するため、しばしば霧化を停止させることとなる。また、超音波霧化原理の内、噴霧粒子の微細化のために、数μｍの微細穴メッシュを使用するものは、分散粒子が含有されている液体を霧化させる際にメッシュが詰まり、霧化を停止させることとなる。これに対し、本実施の形態による静電霧化方式では、泡立ちやすい薬液や分散粒子を含有する薬液も容易に噴霧投与することができる。
例えば、薬液の導電率が１×１０^-10〜１×１０^-１(S/m)の範囲では、電圧発生用の回路部１５から供給される印加電圧の上昇に伴い薬液の噴霧粒子径をより小さくすることができる。さらに、吐出口７の穴径を小さくすることにより、薬液の噴霧粒子径を小さくすることができる。
例えば、蒸留水（導電率１×１０^-6）、吐出径φ0.075mm、印加電圧+5kV、送液速度0.3mL/分の場合、噴霧粒子径が8〜20μｍの分布を有する噴霧が得られる。

噴霧される薬液は印加電圧が＋側極性の場合は、＋側極性に帯電した噴霧粒子となり、印加電圧が−側極性の場合は、−側極性に帯電した噴霧粒子となる。一般に生体は０Ｖまたはその近傍（グランド側）になっているため、＋側極性、または−側極性に帯電した噴霧粒子を発生させると、積極的に生体表面に付着させることができる。これに対して、帯電していない薬液の噴霧粒子の場合、微小な液滴が自身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。その力は小さい粒子ほど強く作用するために、生体表面に噴霧されても付着せずに舞い上がるドライフォグ現象が発生し易い。薬液を投与する場合、その投与量は正確に管理すべき項目であるため、患部に積極的に付着できる帯電噴霧微粒子のほうが、患部Ｋへ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投与を行なう場合、帯電していない薬液噴霧微粒子は呼吸の吐き出しにより口から排出され易い。このため、吸入療法等で使用されるネブライザーなどは、吸い込み時に合わせて薬液を噴霧するなどの呼気と連動した薬液噴霧動作が必要とされてきた。しかし、帯電した薬液噴霧微粒子を用い、さらに肺の目的部位の患部Ｋに接近して投与すれば、呼吸の吐き出しに関わらず薬液を目的位置に付着させることができる。

また、薬液タンク１０内に貯留された薬液Ａは、略円柱状の吸水体１１に吸着されて保持されていると共に、吸水体１１の下部１１ａはカテーテル６の供給口６ｂに接触または近接する位置に固定されているから、薬液送液機構１９から供給される空気圧力によって吸水体１１からカテーテル６内に押し出される。これにより、内視鏡１または薬液タンク１０が垂直面に対して傾斜したり逆さまに保持された状態であっても、吐出口７から確実に薬液Ａを噴霧投与することができる。また、吸水体１１に未吸着状態の薬液Ａがあっても、吸水体１１からカテーテル６への薬液Ａの押し出しが進むにつれて未吸着状態にあった薬液Ａが吸水体１１の多孔質に吸着されるので、薬液Ａの全量を吐出できる。

そして、薬液タンク１０内の薬液Ａ全量を噴霧投与して投与を完了した場合、三方弁２３を元の位置に戻し、回路部１５による電圧印加を停止して薬液Ａの送液を停止する。これにより、薬液タンク１０内の残圧が大気圧開放配管２６から排出され、大気圧に戻される。そして、使用済みの薬液タンク１０とカテーテル６を含むディスポーザブル部品を薬液噴霧投与装置５から取り出す。或いは、薬液噴霧投与装置５を鉗子栓３から取り外す。
なお、投与すべき薬液Ａが１種類でなく２種類以上ある場合、まず１種の薬液Ａを噴霧投与した後、薬液噴霧投与装置５を鉗子栓３に装着したまま、薬液タンク１０と主電極１２とカテーテル６を備えたディスポーザブル部品を交換し、新たな薬液タンク１０に貯留された別種の薬液Ａの電気的特性(溶液内イオン化特性)に応じて、任意の極性を選択するようにしてもよい。

以上述べたように、本実施形態による薬液噴霧投与装置５によれば、薬液Ａの送液中にいずれかの極性の印加電圧を与えると、＋側極性に帯電した噴霧微粒子または−側極性に帯電した噴霧微粒子を選択的にカテーテル６の吐出口７から噴霧させることができる。しかも薬液タンク１０内の薬液Ａは略円柱状の吸水体１１に吸着保持され、吸水体１１の下部１１ａはカテーテル６の供給口６ｂに接触または近接する位置に固定されているから、内視鏡１または薬液タンク１０の姿勢に関わらず、薬液タンク１０内の薬液Ａがカテーテル６の供給口６ｂから外れることなく或いは空気を巻き込むことなく、吸水体１１を介して確実に全量をカテーテル６へ供給して吐出口７から噴霧できる。薬液タンク１０を透明にしたことで薬液Ａの残量を目視確認できる。

また、薬液噴霧投与装置５において、回路部１５による印加電圧の大きさを変えることにより、噴霧微粒子径を可変できるため、目的部位である患部Ｋに合わせて最適な噴霧微粒子径を選択できる。また、三方弁２３の操作に応じて、吐出口７からの送液及び電圧印加が瞬時に開始及び停止され、患部Ｋに必要な時にだけ必要とされるタイミングを選択して、薬液Ａを噴霧投与することができる。
また、回路部１５と生体の一部とをグランドバンドＧ等により接触させると、より生体が０Ｖの電位となるため、確実に付着させる作用を向上させると共に、生体自身が帯電した噴霧微粒子を受け取ることによる＋極性側電位又は−極性側電位になることを防止でき、安全性を向上できる。
なお、生体への安全性を加味すると、回路部１５の過電流検出回路等における電圧は約100μＡ以下、望ましくは10μＡ以下に設定されることが望ましい。また、薬液噴霧は電界によるため消費電力は少なく、電池等を電源１４として噴霧することができる。

なお、本発明による薬液噴霧投与装置は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上述の実施の形態では、薬液Ａに電圧を印加する位置は薬液タンク１０とカテーテル６との間に設定したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、薬液Ａに接触できる場所であればよい。例えば、主電極１２は薬液タンク１０の内部に設置されていてもよく、或いはカテーテル６の内部に挿通設置された微細線であっても良い。

次に、本発明の他の実施形態について添付図面により説明するが、上述した実施形態と同一または同様の部分、部材には同一の符号を用いてその説明を省略する。
本発明の第二の実施の形態を図５により説明する。
第一の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
本実施形態による薬液噴霧投与装置４０では、薬液タンク１０内に設けた吸水体４１は薬液タンク１０の内面形状に対応しており、内面に内接した大きさの形状とされている。薬液タンク１０の内面形状が例えば図５に示すように瓶を上下逆さまにした概略形状であるとして、吸水体４１はほぼ同一形状とされている。そして、薬液タンク１０の内面上部にはゴム栓２８と吸水体４１上面との間に若干の間隙が形成されている。
このような構成を備えているため、投与前に薬液Ａを薬液タンク１０内に注入すると全量が吸水体４１内の多孔質に毛細管現象によって保持される。

本実施形態による薬液噴霧投与装置４０によれば、第一の実施の形態による薬液噴霧投与装置５と同様に、内視鏡１の姿勢や薬液噴霧投与装置４０の姿勢によらず、薬液タンク１０内の薬液Ａをカテーテル６の供給口６ｂから吐出口７へ供給することができる。第一実施形態と比較して吸水体４１の体積が大きくなったことにより、投与前に薬液全量を吸水体４１で保持することができる。そのため、内視鏡１の位置や傾きを操作者が全く意識しなくても良く、より確実に薬液噴霧投与を行なうことができる。

次に本発明の第三の実施の形態による薬液噴霧投与装置を図６により説明する。
本実施形態においても第一の実施の形態と異なる部分のみを説明する。
図６に示す薬液噴霧投与装置４５では、薬液タンク１０内に供給部として微細な流路がジグザグ状またはクランプ状に形成された微細流路４７が設けられており、この微細流路４７は薬液タンク１０の内面と同一形状とされている。
図６に示すように、微細流路部４７は、薬液タンク１０の上部を閉塞するゴム栓２８に供給管２５の先端が貫通して位置する空間としての圧力供給部４７ａと、カテーテル６の供給口６ｂに接触する薬液供給部４７ｂと、圧力供給部４７ａ及び薬液供給部４７ｂを結ぶジグザグ状をなすより微細な流路部４７ｃと、で構成されている。この薬液タンク１０内に貯留された薬液Ａは毛細管現象によって微細流路４７内に薬液Ａを移動し、更に空圧タンク２０からの圧力空気によって微細流路４７内を薬液供給部４７ｂに押し出されてカテーテル６内に進入することになる。

本実施の形態における供給部として、ジグザグ状またはクランプ状の微細流路４７を開示しているが、これに限らず毛細管現象でカテーテル６の供給口６ｂに移動可能であれば、螺旋状やスパイラル状等の微細流路であっても良い。さらに、微細流路４７の長手方向に直交する流路断面形状としては例えば円流路や矩形流路等が望ましい。
薬液タンク１０内に注入された薬液Ａは微細流路４７内に進入すると、毛細管現象により、微細流路４７内部に薬液Ａを保持し、空圧によりカテーテル６の吐出口７に薬液Ａを供給することになる。

本実施形態によれば、第一の実施の形態と同様に、内視鏡１の姿勢によらず、薬液タンク１０内部の薬液Ａを毛細管現象によって微細流路４７に保持することができるので、この状態で加圧気体を供給することによって薬液Ａをカテーテル６の吐出口７に供給することができる。しかも、薬液送液機構１９の空圧タンク２０から三方弁２３及び供給管２５を通して薬液タンク１０の圧力供給部４７ａに加圧空気を印加することで、微細流路４７内の薬液Ａは全量が確実に供給口６ｂからカテーテル６内に押し出される。そのため、カテーテル６の吐出口７から薬液Ａ全量を静電霧化によって噴霧でき、帯電された噴霧微粒子を電気力線に沿って患部Ｋに積極的に付着させる。
上述のように、本実施形態による薬液噴霧投与装置４５は、薬液Ａ全量を微細流路４７内に保持することができ、内視鏡１や薬液噴霧投与装置５の傾きや位置に関わらず、操作者は傾き等を全く意識しなくても良く確実に薬液Ａの噴霧投与を行なうことができる。

次に本発明の第四の実施の形態による薬液噴霧投与装置を図７により説明する。
本実施形態においても第一の実施の形態と異なる部分のみを説明する。
図７に示す本第四実施形態による薬液噴霧投与装置５０では、薬液タンク１０はゴム栓２８が開閉式の蓋部を構成しており、薬液タンク１０本体の上部開口と分離・結合できる構成となっている。ゴム栓２８を薬液タンク１０本体から開放して、内部に所定量の薬液Ａを注入した後、薬液Ａに接触しても劣化したり溶解・分離したりしない材質からなる可動栓５１を供給部として薬液タンク１０の内部に嵌め込む。そして、薬液タンク１０の上部開口にゴム栓２８を結合して気密に閉鎖させる。
ここで、図７に示すように、薬液タンク１０の内面１０ａは例えば略円筒形状とされ、その下部内面１０ｂは略円錐台形状となるように内径が漸次小さくなっており、その下端部には略円筒状の主電極１２が液密に連結されている。主電極１２の内側にはカテーテル６の薬液Ａの流路７ａと同一径の小径内面とカテーテル６（のさや管）を液密に嵌合させる大径内面とからなる段部が形成されている。
ここで、可動栓５１は薬液タンク１０の内面１０ａと同一外径を有しており、例えばシリコンゴムやテフロン（登録商標）ゴム等の生体安全性の高い材質にて形成されている。可動栓５１は例えば２重の円盤形状を成し、薬液タンク内面１０ａの内径と可動栓５１の外径が密接しており、気体圧力により薬液タンク内面１０ａを移動し、薬液Ａをカテーテル６方向に移動できる。
可動栓５１を設置後、薬液タンク１０のゴム栓２８が閉蓋される。薬液タンク１０は可動栓５１によって下側の薬液Ａと上側の気圧室５２とに分離される。

従って、本第四実施形態によれば、内視鏡１に薬液噴霧投与装置５０を設置後、薬液タンク１０内に薬液Ａを供給してゴム栓２８を閉蓋する。そして、可動栓５１とカテーテル６の供給口６ｂとの間に混入・残存した空気を、空圧タンク２０から供給される加圧空気により可動栓５１を下方に移動させることにより、カテーテル６の吐出口７から追い出す。これにより、薬液タンク１０の円筒状内面１０ａと下部内面１０ｂにおける可動栓５１の下方領域とカテーテル６内には薬液Ａしか存在しないように予め設定する。
この状態で、薬液タンク１０内においては空圧タンク２０からの空気圧が印加された気圧室５２と薬液Ａとが可動栓５１により分離されている。そして、押圧される三方弁２３によって空圧タンク２０から薬液タンク１０内の気圧室５２に印加される空気圧力によって、内部の可動栓５１がカテーテル６方向に押されることにより薬液Ａを押し出して供給口６ｂからカテーテル６の吐出口７まで供給し、噴射させる。その際、内視鏡１や薬液噴霧投与装置５０の姿勢が傾斜していたり逆さまであったとしても、薬液Ａの吐出に全く影響を与えることがない。

ところで、第四実施形態による薬液噴霧投与装置５０では、可動栓５１は円盤形状であるため、薬液タンク１０の下部内面１０ｂの円錐台形状部分に薬液Ａが残存する可能性がある。図８に示す変形例による可動栓５３では、薬液タンク１０の内面１０ａと同一径を有する円盤部５３ａと、下部内面１０ｂと同一形状をなす突起部５３ｂとで形成されている。
そのため、薬液送液機構１９の空圧タンク２０から薬液タンク１０の気圧室５２に加圧空気が供給されて可動栓５３が円筒状の内面１０ａの下端まで到達すれば、突起部５３ｂが下部内面１０ｂに密着することになるから、薬液タンク１０内に薬液Ａが残留することなく全量をカテーテル６内に移送できる。
第三、第四実施形態の場合も、薬液タンク１０を少なくとも一部透明に形成することで、薬液Ａの残量を目視確認できる。

なお、上述した各実施形態による薬液噴霧投与装置５，４０，４５，５０では、カテーテル６の吐出口７から静電霧化により薬液を噴霧するようにしたが、本発明はこのような装置に限定されることなく、例えば吐出口７から吐出する薬液Ａについて吐出口７の内径と略同一径を有する略円柱状の噴流柱Ｗを形成させて、その後に噴霧させるようにした薬液噴霧投与装置にも適用できる。
噴流柱Ｗを形成させることによって、内視鏡１における鉗子チャンネル２の先端口２ａやカテーテル６の吐出口７等に体内粘液や組織小片等の体内異物が付着していても、吐出口７から噴射される薬液Ａの噴流柱Ｗによって除去できる。
そのため、その後の薬液噴霧が先端口２ａやカテーテル６の吐出口７に付着する体内異物の影響を受けることが無く、噴射する薬液が吐出口７から垂れたり噴霧が不安定になったりすることはない。

例えば第一実施形態による薬液噴霧投与装置５において、図９に示すように吐出口７から噴射する薬液Ａに噴流柱Ｗを形成させるためには、薬液送液機構１９から薬液タンク１０に印加される気体圧力を高く設定して、薬液Ａを送液することによって実現できる。その際、カテーテル６先端の吐出口径やカテーテル長さやカテーテル材質の撥水性特性や薬液Ａの液体特性（粘度や比重や接触角等）に応じて使用される気体圧力は異なるが、薬液噴霧投与装置５のカテーテル６においては0.2MPa程度の送液圧力により、噴流柱Ｗを形成できる。
さらに、吐出口径を小さくしたり、カテーテルを長くしたりする場合には、液体送液時の圧力損失が大きくなり、噴流柱Ｗが形成しづらくなる。この場合には、薬液送液のための気体圧力を増加させることにより噴流柱Ｗを形成し、体内異物を除去する。

なお、上述の各実施形態では、内視鏡１に薬液噴霧投与装置５，４０，４５、５０を搭載した例について説明したが、本発明は必ずしも内視鏡１に用いる薬液噴霧投与装置に限定されるものではない。例えばのど等、体内の患部Ｋに体外等から薬液噴霧投与装置５，４０，４５、５０を単独で用いて薬液Ａを投与することもできる。
また、本発明においては薬液送液機構１９として、必ずしも空圧タンク２０や三方弁２３は必要としない。この場合、シリンダ等で供給管２５の内圧を圧縮して加圧気体を薬液タンク１０等に印加すればよい。

本発明の第一実施形態による薬液噴霧投与装置を内視鏡に適用した場合の全体構成を示す図である。 第一実施形態による薬液噴霧投与装置の要部構成を示す説明図である。 薬液噴霧投与装置のカテーテルから噴霧された薬液の微粒子が患部に到達する状態を示す説明図である。 カテーテルの先端に設けた吐出口から噴霧される薬液を示す説明図である。 本発明の第二実施形態による薬液噴霧投与装置の要部構成を示す説明図である。 本発明の第三実施形態による薬液噴霧投与装置の要部構成を示す説明図である。 本発明の第四実施形態による薬液噴霧投与装置の要部構成を示す説明図である。 第四実施形態による薬液噴霧投与装置の変形例による可動栓を示す薬液タンクの断面図である。 吐出口から吐出する薬液が噴流柱を形成する状態を示す薬液噴霧投与装置の変形例を示す部分図である。

符号の説明

１ 内視鏡
５、４０、４５、５０ 薬液噴霧投与装置
６ カテーテル
７ 吐出口
１０ 薬液タンク
１１、４１、４６ 吸水体
１２ 主電極
１４ 電源
１５ 回路部
１６ 副電極
１７ 電圧印加部
１９ 薬液送液機構
２０ 空圧タンク
３０ 弁認識スイッチ
４７ 微細流路
５１、５３ 可動栓
Ｋ 患部
Ｇ グランドバンド

Claims (4)

1. 薬液を噴霧投与して体内の目的部位に付着させる薬液噴霧投与装置において、
   薬液を貯留する薬液貯留部と、
   薬液に電圧を印加して帯電させる電圧印加部と、
   一端に前記薬液貯留部に接続された供給口を備えると共に他端側に薬液を噴霧させる吐出口を設けたカテーテルと、
   前記薬液貯留部内に加圧気体を印加して薬液を前記カテーテルの吐出口に送液する薬液送液機構と、
   前記薬液貯留部内に設けられていて該薬液貯留部の姿勢に関わらず薬液を前記カテーテルの供給口に接触または近接して保持する供給部とを備えていて、
   前記薬液送液機構からの加圧気体によって前記薬液貯留部内の供給部から薬液を前記カテーテルの吐出口に送液して噴霧するようにしたことを特徴とする薬液噴霧投与装置。
2. 前記供給部は毛細管現象によって薬液を保持する多孔質の吸水体である請求項1に記載された薬液噴霧投与装置。
3. 前記供給部は毛細管現象によって薬液を保持する微細流路である請求項１に記載された薬液噴霧投与装置。
4. 前記供給部は薬液貯留部内で薬液と気圧室を仕切ると共に薬液の貯留量の変化に追従する可動栓である請求項１に記載された薬液噴霧投与装置。

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