JP2009268668A

JP2009268668A - 薬液噴霧投与装置及び薬液噴霧投与方法

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Publication number: JP2009268668A
Application number: JP2008121206A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Imabayashi; 浩之今林
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】複数の薬液をその微粒子が混合・接触した状態で目的部位に投与させる。
【解決手段】薬液噴霧投与装置５は、薬液Ａ，Ｂを個別に貯留する薬液タンク１０Ａ，１０Ｂと、複数の薬液Ａ，Ｂに電位の異なる電圧をそれぞれ印加させる電圧印加部１７と、薬液タンクから各薬液Ａ，Ｂを個別に供給して吐出口７Ａ，７Ｂから吐出して噴霧させるカテーテル６とを具備する。空圧タンク２０から四方弁２３を介して各薬液タンク１０Ａ，１０Ｂに圧力を供給する。四方弁２３の操作で電圧印加部１７の回路部１５Ａ、１５Ｂに異なる電位の電圧を発生させ、副電極１６Ａ、１６Ｂを介してカテーテル６の各配管１１Ａ、１１Ｂの基部に設けた主電極１２Ａ、１２Ｂに接触する薬液Ａ，Ｂに各電圧を印加する。各薬液Ａ，Ｂをカテーテル６を介して吐出口７Ａ，７Ｂから噴霧し、異なる電位に帯電する薬液Ａ，Ｂの微粒子同士が混合・接触して電気力線に沿って生体の患部に付着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、薬剤を含む液体（以下、薬液という）を生体（人／動物）等の目的部位に噴霧投与する薬液噴霧投与装置及び薬液噴霧投与方法に関する。

近年、治療等のために生体に薬液を投与する場合、薬液投与方法として、生体表面の患部等、目的部位以外に薬液を投与することで生じ得る副作用を防止するため、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提案されている。このような薬液投与方法は、薬液を必要な目的部位にだけ、必要な量を確実に投与することができるため、患者への副作用を低減できるとされている。
このような薬液投与方法の一例として、例えば下記特許文献１に記載されたように、生体接着剤等の２種類の薬液を生体表面に投与する方法が提案されている。

特許文献１に記載された薬液投与方法では、薬液の種類毎に１流体ノズル構造のスプレーヘッド、薬液流通路、薬液注入口を２組備えている生体組織接着剤塗布用具が開示されている。この塗布用具では、２つ１組の注入器にそれぞれ異なる種類の薬液を充填し、その先端側にそれぞれチューブを接続して直線状に延在させ、その先端側にスプレーヘッドをそれぞれ連結している。各注入器にはそれぞれホルダーを手動で進退可能に取り付け、ホルダーを介してそれぞれの薬液を各スプレーヘッドまで進行させる。各スプレーヘッドでは、更に狭い流路である噴出口へ薬液を集中させて勢いよく噴射させることで各薬液を粒子状にせん断噴霧させ、噴霧状態で２種の薬液は初めて接触して反応が生じ塗布面において凝固するとしている。

このような塗布用具によれば、無菌ガスを用いなくとも生体組織接着剤の安定且つ良好な噴霧による高強度の塗膜を患部で得られ、間欠使用を可能とし、更にチューブ等によるスプレーヘッド部までの薬液流通路の延長が可能になるとされている。
特開２００３−２３５９７７号公報

ところで、特許文献1に記載された塗布用具は、加圧ガス等の気体圧力を利用したものであり、薬剤と共に比較的大きな容量の気体もスプレーヘッドまで送られ、薬液と共に噴射される。この気体流れの影響により、２種の薬液が必要とされる患部に選択的に到達されずに周辺部位にも薬液が浮遊・拡散されて到達されることが懸念される。しかしながら、目的部位以外に薬液が投与されることは目的部位において予定した薬効を十分得られない可能性があり、この種の薬液投与方法の目的を考慮すれば出来る限り避けるべきである。
また、加圧ガスの発生手段としては、注入器とホルダーというシリンジピストン方式のポンプが採用されており、ホルダーの動作開始時と停止時にはホルダーの移動速度が立ち上がる時または立ち下がる時に低流速の工程が発生するが、その際に充填された薬液が噴霧状態にならずに液体として噴出口から垂れやすくなる。この垂れた薬液は、目的部位以外に落下するおそれがある。更に、２種類の薬液をスプレーヘッドからそれぞれ噴霧して初めて接触・反応するとされているが、各薬液の噴霧微粒子は空間を浮遊し拡散するために、必ずしも２種の薬液が混合または接触した状態で生体の目的部位に付着しない欠点がある。そのため、薬液の混合または接触が不十分で予定した薬効を十分得られないおそれもあった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、複数の薬液を噴霧した微粒子が混合または接触した状態で生体等の目的部位に確実に投与できるようにした薬液噴霧投与装置と薬液噴霧投与方法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、複数の薬液を噴霧投与して目的部位に付着させる薬液噴霧投与装置において、複数の薬液を個別に貯留する薬液貯留部と、複数の薬液に電位の異なる電圧をそれぞれ印加させる電圧印加部と、薬液貯留部からそれぞれ各薬液を個別に供給して吐出口から異なる電位に帯電した微粒子を噴霧させる供給流路とを具備したことを特徴とする。
本発明によれば、複数の薬液貯留部に個別に貯留された複数の薬液について、電圧印加部で複数の薬液に電位の異なる電圧を印加させると、各薬液は互いに異なる電位に帯電する。よって、これら複数の薬液を個別の供給流路を介して吐出口から吐出させて噴霧させると、各薬液を噴霧させてなる各微粒子も、それぞれ異なる電位に帯電している。ここで、同一の薬液の微粒子同士は、更に反発して分散する一方、異なる薬液の微粒子同士は、空間で引き合って互いに混合または接触するとともに、浮遊したり舞い上がることなく電気力線に沿って目的部位に確実に付着する。この結果、複数の薬液は、目的部位において混合または接触した状態で、特有の薬効または効果を発揮できる。或いは、複数の薬液は噴霧されて目的部位に付着した後に混合または接触することによっても、特有の薬効または効果を発揮できる。

また、複数の供給流路の吐出口から噴射される複数の薬液の微粒子が異なる電位に帯電していて、噴霧後に互いに混合または接触するようにしたため、個々の薬液では発揮し得ない薬効や効果を混合または接触した後で発揮できる。

また、薬液貯留部にはそれぞれ空圧タンクが接続され、該空圧タンクから供給される圧力気体によって供給流路の吐出口から薬液を吐出させるようにしてもよい。
空圧タンクから供給される圧力気体によって供給流路を送液されて吐出口から噴射し、薬液の電荷密度が臨界値に達して多数の微粒子に分裂して霧化される。
また、空圧タンクはそれぞれ圧力制御手段を介して異なる薬液を個別に貯留した薬液貯留部に接続されており、圧力制御手段によって薬液貯留部に供給する圧力を調整することで、吐出口から噴射される複数の薬液の比率を調整できるようにしてもよい。
複数の薬液の混合比率が相違する場合、圧力制御手段によって各吐出口から噴射される各薬液の噴射比率を調整でき、噴霧された各薬液の微粒子の電位差により設定された噴霧量の比率に応じて相互に混合または接触する。

また、複数の薬液は２種または３種以上の薬液であってもよい。
単独では薬効や効果を発揮し得ない複数の薬液を供給流路の吐出口から個別に噴射・噴霧して帯電する微粒子同士を目的部位に付着する前に混合・接触させることで初めて薬効や効果を発揮できる。例えば、生体用接着剤であれば、複数の薬液は混合前の分離状態では接着機能を発揮し得ないが、混合・接触することで生体等の目的部位に付着直後に接着機能を発揮できるから、混合前の状態における各薬液の取り扱いが容易である。
また、電圧印加部は少なくとも２種の薬液に極性の異なる電圧を印加するようにしてもよく、極性の異なる薬液の微粒子同士は互いに引き合って積極的に混合または接触する。

本発明による薬液噴霧投与方法は、複数の薬液を噴霧投与して目的部位に付着させる薬液噴霧投与方法において、複数の薬液に異なる電位の電圧を印加すると共に個別に吐出口まで送液し、吐出口から複数の薬液を吐出して噴霧させ且つ噴霧された複数の薬液の微粒子は異なる電位に帯電されていて、複数の薬液の微粒子が互いに混合または接触するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、複数の薬液に電位の異なる電圧をそれぞれ印加すると、各薬液は互いに異なる電位に帯電する。よって、これら複数の薬液を個別の供給流路を介して吐出口から吐出させて噴霧させると、各薬液はそれぞれ異なる電位に帯電した微粒子に分散される。ここで、同一薬液の微粒子同士は、更に反発して微細に分散する一方、異なる薬液の微粒子同士は、空間で引き合って互いに混合または接触するとともに、浮遊したり舞い上がったりすることなく電気力線に沿って目的部位に確実に付着する。この結果、複数の薬液は、目的部位において混合または接触した状態で、特有の薬効や効果を発揮できる。

また、複数の供給流路の吐出口から噴霧される複数の薬液の微粒子は混合比率を可変としてもよく、複数の薬液は必ずしも同量ずつの混合・接触によって所期の薬効や効果を発揮するとは限らない。
また、複数の供給流路に供給される複数の薬液は、それぞれ薬液に印加される気体の圧力によって吐出口から噴霧される複数の薬液の混合比率を変化させるようにしてもよい。

また、複数の吐出口から噴霧される２種または３種以上の薬液は、異なる電位で同一または異なる極性に帯電した状態において空間で混合または接触するようにしてもよい。
複数の薬液は噴霧された微粒子の状態で異なる電位に帯電していれば極性の異同に関わらず互いの電位差で積極的に混合・接触することができる。
なお、２つの吐出口から噴霧される２種の薬液は、異なる極性に帯電した状態で微粒子同士が空間で混合または接触することが好ましい。
複数の薬液は混合または接触した状態で目的部位との電位差を有していて、この電位差によって目的部位に到達させるようにしている。
混合・接触した複数の薬液の微粒子は、吐出口側から電位差のある目的部位に向かって電気力線に沿って移動し、生体患部等の目的部位に積極的に付着する。

上述したように本発明の薬液噴霧投与装置及び薬液噴霧投与方法によれば、噴霧された複数の薬液は、それぞれの微粒子が異なる電位に帯電しているために、噴霧後目的部位に到達する前に電位の異なる異種の薬液の微粒子同士が空間で積極的に混合・接触し、しかも浮遊したり舞い上がったりすることなく確実に目的部位に付着できる。或いは、電位の異なる異種の薬液の微粒子同士が目的部位に付着した後に混合・接触させることができる。よって、目的部位を外れて薬液投与されることなく、効率的な薬液投与を実現することができる。

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はマルチルーメンカテーテルの先端から薬液が噴射する状態を示す模式図、図４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の供給流路を構成するマルチルーメンカテーテル（以下、単にカテーテルという）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、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の吐出口から薬液の噴霧微粒子を放出させる。

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。
薬液噴霧投与装置５に設けたカテーテル６は内部に例えば２つの流路７ａ、７ｂを有するマルチルーメンカテーテルである（図３参照）。
カテーテル６の材質は、例えば四フッ化樹脂製（テフロン（登録商標）製）で柔軟な可撓性を有している。また、２つの流路７ａ，７ｂは、例えば外径φ1.6mm、内径φ0.5mmの寸法を有し、カテーテル６の先端部付近まで形成されている。生体表面と対向するカテーテル６の先端面には、薬液を噴射放出する２つの吐出口７Ａ、７Ｂが流路７ａ，７ｂにそれぞれ連結されて形成されている。例えば、カテーテルの先端から1mmの長さ範囲のみ、２つの吐出口７Ａ、７Ｂの径として流路７ａ，７ｂより小径のφ0.075mmの穴が２つ形成されている。各吐出口７Ａ、７Ｂは互いに接触せず、分離独立して形成されている。

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内に複数種、例えば２種の薬液Ａ，Ｂをそれぞれ充填した薬液タンク１０Ａ、１０Ｂが配設されている。この各薬液タンク１０Ａ，１０Ｂの出口には、それぞれマルチルーメン配管（以下、単に配管という）１１Ａ，１１Ｂが接続されている。配管１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ内部に上述した流路７ａ，７ｂを有し、途中で流路７ａ，７ｂが互いに分離独立した状態で並列に連結されている。これら配管１１Ａ、１１Ｂは、上述したカテーテル６の一部として基端側部分を形成する。そのため、カテーテル６の流路７ａ，７ｂは、配管１１Ａ、１１Ｂを介して各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂに接続されている。

また、薬液噴霧投与装置５には、薬液Ａ，Ｂにそれぞれ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、配管１１Ａ、１１Ｂと薬液タンク１０Ａ、１０Ｂとの連結部近傍に固定された主電極１２Ａ、１２Ｂ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一対の回路部１５Ａ、１５Ｂと、回路部１５Ａ、１５Ｂ及び主電極１２Ａ、１２Ｂの間にそれぞれ接続されていて主電極１２Ａ、１２Ｂに接触してそれぞれ電圧を印加する副電極１６Ａ、１６Ｂとを備えている。
主電極１２Ａ，１２Ｂ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、内側の内径が各配管１１Ａ、１１Ｂに設けた薬液Ａ，Ｂの流路７ａ、７ｂ（カテーテル）の径と同一の大きさとなっている。主電極１２Ａ、１２Ｂは、薬液タンク１０Ａ、１０Ｂと配管１１Ａ、１１Ｂとの間で、内面が流路７ａ，７ｂの各薬液Ａ、Ｂと液密に接触して配設されている。主電極１２Ａ、１２Ｂの内面下部には、段差部が形成された配管１１Ａ、１１Ｂ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、電極１４から回路部１５Ａ、１５Ｂに電圧が供給されると、この電圧がそれぞれ副電極１６Ａ、１６Ｂを通して主電極１２Ａ、１２Ｂに供給される。そして、主電極１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ流路７ａ、７ｂを流れる薬液Ａ、Ｂに電圧を印加して帯電させる。
また、２つの薬液タンク１０Ａ、１０Ｂと２つの主電極１２Ａ、１２Ｂ、そして各配管１１Ａ、１１Ｂを含むカテーテル６と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、1つの空圧タンク２０と各種弁２１、２３と各種配管２２、２５Ａ、２５Ｂ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四方弁２３に配管接続されている。四方弁２３は、薬液タンク１０Ａ、１０Ｂに空圧を供給する２組の供給管２５Ａ、２５Ｂに接続されるとともに、また大気圧開放配管２６にも接続されている。供給管２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ、先端が針構造を有するようにテーパー形状を有している。また、供給管２５Ａ、２５Ｂが各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの上部を閉鎖するゴム栓２８Ａ、２８Ｂに気密に差し込まれることにより、供給管２５Ａ、２５Ｂと薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの空気漏れが防止されるようになっている。
なお、２つの薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ内に異なる薬液Ａ、Ｂを注入する際にも、このゴム栓２８Ａ、２８Ｂから注射針等を用いて注入される。よって、患部Ｋに投与が必要とされる薬液量は予め各薬液タンク１０Ａ，１０Ｂ内に保持されている。

四方弁２３は、通常位置の閉弁状態では配管２２を閉弁するとともに、供給管２５Ａ、２５Ｂを大気圧開放配管２６に連通させている。２つの薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ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、２つの薬液タンク１０Ａ，１０Ｂ内の薬液Ａ，Ｂがカテーテル６先端の各吐出口７Ａ，７Ｂ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、四方弁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、四方弁２３は開弁して配管２２を供給管２５Ａ、２５Ｂに連通するとともに、大気圧開放配管２６を閉弁する。四方弁２３が押されると、空圧タンク２０内の空気が２つの薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ内に供給されることにより各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ内の空気圧力が上昇する。すると、カテーテル６のマルチルーメン配管１１Ａ、１１Ｂに各薬液Ａ，Ｂを送液し、カテーテル６先端面の各吐出口７Ａ，７Ｂから２つの薬液Ａ，Ｂを吐出する。吐出するまでの間で、２つの薬液Ａ，Ｂが混合されることは無い。

四方弁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、四方弁２３の押圧を検出して電圧発生部となる２つの回路部１５Ａ、１５Ｂから副電極１６Ａ、１６Ｂを介して主電極１２Ａ、１２Ｂに電圧を供給するものである。例えば、薬液タンク１０Ａの主電極１２Ａには、＋５ｋＶ、薬液タンク１０Ｂの主電極１２Ｂには−１ｋＶの極性の異なる電圧が印加される。この場合、主電極１２Ａ、１２Ｂで印加される各電圧は絶対値が異なる値に設定するとよい。
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と-１ｋＶに昇圧する。各副電極１６Ａ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。

各回路部１５Ａ、１５Ｂ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、各副電極１６Ａ、１６Ｂ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、これを検出して各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四方弁２３を操作しても電圧は印加されない。
また、例えば薬液Ａ側の回路部１５Ａからは生体の一部と接触すると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。なお、薬液Ａ側の回路部１５Ａと薬液Ｂ側の回路部１５Ｂのグランドは接続されており、同電位となっている。

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２つの回路部１５Ａ、１５Ｂ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、２組の薬液タンク１０Ａ、１０Ｂと主電極１２Ａ、１２Ｂ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，Ｂを投与後は、２組の薬液タンク１０Ａ、１０Ｂと主電極１２Ａ、１２Ｂとカテーテル６は筐体９から外されて廃棄される。
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各主電極１２Ａ、１２Ｂ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、２種類の薬液Ａ，Ｂが充填された薬液タンク１０Ａ，１０Ｂ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１６Ａ、１６Ｂ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の先端開口を対向させて固定する。そして、図２において、ボタン２９を押して四方弁２３を開弁させることで、空圧タンク２０の配管２２を薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの供給管２５Ａ、２５Ｂに連通するとともに、大気圧開放配管２６を遮断する。これによって薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの内圧を空圧タンク２１の内圧まで昇圧させる。
薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの昇圧によって、薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ内の薬液Ａ，Ｂがカテーテル６の配管１１Ａ、１１Ｂを通ってカテーテル６先端の吐出口７Ａ、７Ｂに向けて搬送される。

ここで、ボタン２９の押圧による四方弁２３の押し込みを弁認識スイッチ３０で検知し、回路部１５Ａ、１５Ｂで電圧が発生する。この電圧は副電極１６Ａ、１６Ｂを介して主電極１２Ａ、１２Ｂに供給され、薬液タンク１０Ａ、１０Ｂから送られた薬液Ａ，Ｂは、それぞれ主電極１２Ａ、１２Ｂの内側を通過する際に帯電させられ、カテーテル６の配管１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ送られる。そしてカテーテル６の流路７ａ、７ｂを通って吐出口７Ａ、７Ｂからそれぞれ吐出される薬液Ａ、Ｂは薬液タンク１０Ａ、１０Ｂの昇圧によって柱状となって患部Ｋに向けて吐出される（図４参照）。
ここで、図３及び図４により、吐出口７Ａ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７Ａ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、柱状の薬液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する。
カテーテル６の吐出口７Ｂから噴射される薬液Ｂにおいても、薬液Ａと同一の挙動を示し、個々に帯電した微粒子となって更に小さな粒子に分裂して、噴霧状態になる。
なお、各薬液Ａ，Ｂは薬液タンク１０Ａ，１０Ｂからカテーテル６の吐出口７Ａ、７Ｂで噴霧されるまでの間で混合することはない。また、本実施形態は、配管１１Ａ、１１Ｂを含むマルチルーメンカテーテル６の細い内径の各流路７ａ，７ｂを噴霧微粒子状態の薬液Ａ，Ｂを送気するものではなく、各薬液Ａ，Ｂは液体の状態で送液される。

続いて、噴霧された２つの薬液Ａ，Ｂの微粒子の挙動について説明する。
吐出口７Ａから噴霧される微粒子状の薬液Ａは＋側（例えば＋５ｋＶ）に帯電し、吐出口７Ｂから噴霧される微粒子状の薬液Ｂは−側（例えば−１ｋＶ）に帯電している。そのため、各吐出口７Ａ，７Ｂから噴霧された後、生体表面の患部Ｋに至る前の空間にて、各薬液Ａ，Ｂの噴霧微粒子は極性が異なるために、お互いに引き付け合い、結合（混合）が始まる。
そして、薬液Ａと薬液Ｂは混合された一つの薬液（薬液Ａと薬液Ｂの混合薬液）として、患部Ｋに引き付けられ付着する。混合薬液においても、一方の極性成分（ここでは、＋５ｋＶの薬液Ａ）が他方の極性成分（−１ｋＶの薬液Ｂ）を上回っているため、帯電された＋４ｋＶの混合薬液（Ａ＋Ｂ）の微粒子は、電位差によって０Ｖの生体表面にひきつけられるため、患部Ｋにおいて跳ね返ることなく付着する。しかも、その付着範囲は電気力線が形成されている範囲のみとなる（図４参照）。
さらに、２つの薬液Ａ，Ｂが生体表面に付着する前に結合（混合）されるため、付着時には混合された薬液Ａ＋Ｂの相乗効果としての薬効・効果を発揮しやすい。

そして、図４に示すように、吐出口７Ａ，７Ｂから吐出し噴霧されて微粒子化された帯電する薬液Ａ，Ｂは、微粒子として混合または接触すると共に、電圧０Ｖの患部Ｋ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に積極的に付着する。このため、吐出口７Ａ，７Ｂから薬液Ａ，Ｂが垂れたり、噴霧された薬液Ａ，Ｂが生体表面で跳ね返って舞い上がることや、空間中を漂うことはなくなる。
つまり、生体表面の患部Ｋ（目的部位）にのみ、選択的に微粒子の混合薬液Ａ，Ｂ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を観察して投与位置を認識しながら各薬液Ａ，Ｂを混合または接触した状態で所定量投与することができる。
また、薬液Ａ，Ｂの噴霧投与に際して、吐出口７Ａ，７Ｂを生体に接近させることにより、投与面積を小さくでき、離すと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７Ａ，７Ｂを生体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、離すと単位面積当りの投与量を少なくすることができる。

ここで、従来技術に示すように、帯電しない各薬液Ａ，Ｂの噴霧微粒子が生体表面に付着した場合では、各薬液Ａ，Ｂは互いに離れた状態で生体表面に付着している場合もあり、その箇所では２つの薬液Ａ，Ｂが混合することで得られる薬効・効果は発揮されない。このため、従来、２つの薬液Ａ，Ｂを混合投与する場合には、一部の薬液Ａ，Ｂが混合されないで個別に付着することを考慮して、２つの薬液Ａ，Ｂが接触し易いように投与量を必要以上に多目にする必要があった。
これに対し、本実施の形態による薬液噴霧投与装置５では、薬液Ａ、Ｂは各微粒子が電位または極性の異なる帯電状態になるため、生体付着前に積極的に混合・接触が行なわれ、付着後すぐに２つの薬液Ａ及びＢの効果を発揮することができる。また、その薬液Ａ，Ｂの使用量は互いに投与に必要な量ですみ、従来の投与量と比較して削減することができる。
例えば、薬液Ａ，Ｂとして２種の生体接着剤を用いた場合、空中で混合した薬液Ａ及びＢは電気力線に沿って生体に付着した後すぐに効果を発揮し、その接合機能を開始するとことができる。しかも、混合前の各薬液Ａ，Ｂは接合機能を発揮しないから取り扱いが容易である。

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、噴霧微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薬液噴霧投与装置５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。
また、薬液Ａ，Ｂの導電率が１×１０^-10〜１×１０^-１(S/m)の範囲では、電圧印加部１７の各回路部１５Ａ、１５Ｂから供給される印加電圧の上昇に伴い、薬液Ａ，Ｂの噴霧微粒子径を小さくすることができる。さらに、吐出口７Ａ，７Ｂの穴径を小さくし、薬液Ａ，Ｂの噴霧微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、噴霧微粒子径が8〜20μｍの分布を有する噴霧が得られる。

帯電していない薬液Ａ，Ｂの噴霧微粒子の場合、微小な液滴は自身の表面張力により球状の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Ａ，Ｂ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Ｋに積極的に付着できる本実施形態によ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Ａ，Ｂの噴霧微粒子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は、吸い込み時に合わせて薬液Ａ，Ｂを噴霧するなどの呼気と連動した薬液噴霧動作が必要されてきた。しかし、本実施形態において、帯電した薬液Ａ，Ｂの噴霧微粒子を用い、さらに、肺の患部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Ａ，Ｂを患部Ｋに付着させることができる。

さらに、本実施形態による薬液噴霧投与装置５では、主電極１２Ａ、１２Ｂでの薬液Ａ，Ｂに対す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、患部Ｋを含む目的部位に合わせて、最適な噴霧微粒子径を選択できる。また、四方弁２３の操作に応じて、吐出口７Ａ，７Ｂから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，Ｂを噴霧投与することができる。

上述のように、本実施形態による薬液噴霧投与装置５及び薬液噴霧投与方法によれば、２つの薬液Ａ，Ｂを吐出口７Ａ，７Ｂから噴霧した後、患部Ｋに到達するまでの間に、帯電状態にある薬液Ａ，Ｂの微粒子を積極的に混合・接触させた後に患部Ｋに付着させることができる。そのため、薬液Ａ、Ｂの微粒子が混合・接触状態で患部Ｋに付着した後、すぐに薬液Ａ，Ｂの効果を発揮できる。しかも、従来の装置及び方法のように、２つの薬液Ａ，Ｂのうち接触・混合しないで個別に付着する一部の薬液の存在を考慮して、２つの薬液Ａ、Ｂを接触・混合しない薬液量の分だけ必要量以上に多めに投与する必要がないので、薬液使用量を削減できる。また、投与する薬液Ａ，Ｂを帯電させた微粒子状態にすることで、薬液Ａ、Ｂを電気力線に沿って患部Ｋに付着させることができるので、目的部位である患部Ｋにおいて確実に薬効・効果を発揮させることができる。
また、電極印加部１７の回路部１５Ａ，１５Ｂ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生体がより０Ｖの電位となるため、微粒子の混合薬液Ａ，Ｂとの電位差により混合薬液Ａ，Ｂを確実に患部Ｋに付着させる機能を向上できると共に、生体自身が帯電した微粒子を受け取ることによって＋極性側電位（または−極性側電位）になることを防止でき、安全性を向上できる。
また、生体への安全性を加味すると、回路部１５Ａ、１５Ｂの過電流検出回路等は約100μA以下、望ましくは10μA以下に設定することが望ましい。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てコストの上昇を抑制できる。

なお、本発明による薬液噴霧投与装置５及び薬液噴霧投与方法は、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、薬液タンク１０Ａ，１０Ｂとカテーテル６の配管１１Ａ、１１Ｂの接続部に主電極１２Ａ、１２Ｂを液密に連結して、薬液タンク１０Ａ，１０Ｂから送液される薬液Ａ，Ｂに電圧を印加して帯電させるようにしたが、主電極１２Ａ、１２Ｂによって薬液Ａ，Ｂに電圧を印加する位置は薬液Ａ，Ｂに接触できる場所であれば、上述の位置に限定されるものではない。例えば、主電極１２Ａ，１２Ｂは薬液タンク１０Ａ，１０Ｂの内部に設置してもよく、或いはカテーテル６内部の流路７ａ，７ｂに設置された微細線で構成しても良い。また、各主電極１２Ａ、１２Ｂは設置位置を薬液Ａ，Ｂの移動方向に互いにずらせてもよい。
また、薬液Ａ，Ｂを主電極１２ａ，１２Ｂで帯電する際、上述の実施形態では異なる極性で相違する電圧値に設定したが、必ずしも異なる極性にする必要はない。例えば同一極性であっても電位の異なる電圧値、例えば薬液Ａ，Ｂを＋５ｋＶと＋１ｋＶに帯電させるようにしてもよい。これら薬液Ａ，Ｂの電位は混合または接触した際に０Ｖの生体と電位差が存在するように適宜の値と適宜の極性に設定することが好ましい。

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、四方弁２３と各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂへ空圧タンク１９からの空気圧を供給する供給管２５Ａ、２５Ｂの途中にそれぞれ圧力制御手段として圧力制御弁４１Ａ、４１Ｂが設置されている。これらの圧力制御弁４１Ａ、４１Ｂの圧力を調整することで、各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂに供給される空気圧力を可変制御できる。

薬液タンク１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ充填される２つの薬液Ａ，Ｂはその液体特性が異なる場合がある。例えば、各液体Ａ，Ｂの比重、粘度、接触角、表面張力といわれる液体物理定数等の少なくともいずれかが異なり、同一の空圧タンク２０から空気圧を供給しても、マルチルーメンカテーテル６先端の各吐出口７Ａ，７Ｂから同じ流量の薬液Ａ，Ｂを吐出できないことがある。
このような場合でも、本第二実施の形態による薬液噴霧投与装置５では、各薬液Ａ，Ｂの液体物理定数に対応して、圧力制御弁４１Ａ、４１Ｂによって薬液タンク１０Ａ，１０Ｂに作用する空圧の圧力を個別に調整することができる。このため、カテーテル６先端の吐出口７Ａ，７Ｂからは同量の薬液Ａ，Ｂを噴霧することができる。
さらに、２つの薬液Ａ，Ｂの混合比率が異なる使用条件においても、圧力制御弁４１Ａ，４１Ｂを操作することにより、薬液Ａ，Ｂの混合比率を調整して最適な薬液投与条件を維持することができる。この場合、薬液投与量の多い側の帯電極性に噴霧微粒子が偏ることになるが、どの極性に帯電しても、生体表面はグランドバンドにより０Ｖにされているため、生体表面に向かって形成された電気力線に沿って噴霧微粒子は移動し、電気力線が形成された範囲にのみ混合・接触した薬液Ａ，Ｂを付着させることができる。

次に本発明の第三の実施の形態を図６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。
本第三実施形態による薬液噴霧投与装置４５では、空圧タンク２０から薬液タンク１０Ａに空気を供給する第一配管４６Ａと、薬液タンク１０Ｂに空気を供給する第二配管４６Ｂとを備えている。第一配管４６Ａは第一の三方弁４７Ａを介して供給管２５Ａに接続され、供給管２５Ａには圧力制御弁４１Ａが配設されている。第一の三方弁４７Ａは大気圧開放配管２６Ａにも接続されている。
また、第二配管４６Ｂは第二の三方弁４７Ｂを介して供給管２５Ｂに接続され、供給管２５Ｂには圧力制御弁４１Ｂが配設されている。第二の三方弁４７Ｂは大気圧開放配管２６Ｂにも接続されている。
第一と第二の三方弁４７Ａ、４７Ｂは空圧タンク２０からの空気を独立して薬液タンク１０Ａ、１０Ｂに供給するようになっている。第一の三方弁４７Ａの下部には、回路部１５Ａに主電極１２Ａへの電圧印加を許可する第一弁認識スイッチ４８Ａが配設されている。第二の三方弁４７Ｂには、回路部１５Ｂに主電極１２Ｂへの電圧印加を許可する第二弁認識スイッチ４８Ｂが配設されている。これら第一、第二弁認識スイッチ４８Ａ，４８Ｂはそれぞれ第一、第二の三方弁４７Ａ、４７Ｂの動作を認識して、回路部１５Ａ、１５Ｂへ通電する。
なお、第一の三方弁４７Ａを押すボタン２９Ａと第二の三方弁４７Ｂを押すボタン２９Ｂとが配設されている。

第一の三方弁４７Ａは、常態の閉弁時に薬液タンク１０Ａの供給管２５Ａを大気圧開放配管２６Ａに連通して薬液タンク１０Ａを大気圧に開放し、開弁時に空圧タンク２０の第一配管４６Ａを供給管２５Ａに連通して空圧タンク２０の圧力を圧力制御弁４１Ａを介して薬液タンク１０Ａに印加する。また、第二の三方弁４７Ｂは、常態の閉弁時に薬液タンク１０Ｂの供給管２５Ｂを大気圧開放配管２６Ｂに連通して薬液タンク１０Ｂを大気圧に開放し、開弁時に空圧タンク２０の第二配管４６Ｂを供給管２５Ｂに連通して空圧タンク２０の圧力を圧力制御弁４１Ｂを介して薬液タンク１０Ｂに印加する。

本実施形態による薬液噴射投与装置４５は上述の構成を備えているから、例えば空圧タンク２０から薬液タンク１０Ａ、１０Ｂへの空気圧の供給を独立に制御でき、薬液Ａと薬液Ｂを同一または異なるタイミングでカテーテル６の各吐出口７Ａ，７Ｂから噴霧投与できる。
例えば、生体表面の患部Ｋに先に薬液Ａとして洗浄用薬液を投与し、その後、薬液Ｂとして治療用薬液を投与することができる。そのため、異なる薬液Ａ，Ｂをタイミングをずらして噴霧投与することができる。この場合、薬液Ａ，Ｂの噴霧された帯電微粒子について空中での混合や接触は生じないが、帯電粒子のため、電気力線が形成された範囲となる患部Ｋに薬液Ａ、Ｂを順次付着させることができる。そのため、洗浄用薬液Ａで患部Ｋを洗浄した後に治療用薬液Ｂを患部Ｋに付着させることができて、薬液Ｂの薬効がより効果的になる。
また、先に薬液Ａを投与し、その後に薬液Ｂを投与すると、上述の場合と同様に、電気力線が形成された範囲となる患部Ｋに薬液Ａ、Ｂを帯電粒子として順次付着させて、患部Ｋで薬液Ａ，Ｂの混合と接触を生じさせることができる。
或いは、先に比較的低速で薬液Ａを噴霧した直後に、比較的高速で薬液Ｂを噴霧することで、両薬液Ａ，Ｂを空間で混合・接触させることも可能である。
なお、第一、第二の三方弁４７Ａ、４７Ｂを同時に動作させることにより、第一の実施の形態と同様に、空間中で薬液Ａ，Ｂの混合・接触を実行することもできる。そのため、各薬液Ａ，Ｂの使用条件に応じた幅広い薬液投与を実現することができる。

なお、上述の各実施形態等による薬液噴霧投与装置及び薬液噴霧投与方法では、２つまたは２種の薬液Ａ，Ｂの噴霧混合投与について説明したが、本発明では、２つまたは２種の薬液Ａ，Ｂの噴霧混合投与に限定されない。例えば、３つまたは３種以上の薬液の噴霧混合投与を行うように構成してもよい。この場合、カテーテル６は３以上の流路を有していて基部で三つに分岐されて各薬液タンクに接続される。また、少なくとも２つまたは２種の薬液の噴霧微粒子は同一極性に帯電することになるが、この場合でも電位の電圧値を異ならせれば互いに空間で混合・接触させることは可能である。例えば各薬液の噴霧微粒子の印加電圧を＋５ｋＶ、＋１ｋＶ、−３ｋＶ等に設定することが可能である。
また、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や方法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を用いて薬液を投与することもできる。
また、本発明においては必ずしも空圧タンク２０や四方弁２３，三方弁４７Ａ、４７Ｂは必要としない。この場合、シリンダ等で供給管２５Ａ、２５Ｂの内圧を圧縮して加圧力を各薬液タンク１０Ａ、１０Ｂ等に印加すればよい。また、四方弁２３，三方弁４７Ａ、４７Ｂを省略して圧力制御弁４１Ａ、４１Ｂに、薬液タンク１０Ａ、１０Ｂに対する供給管２５Ａ、２５Ｂと大気圧開放配管２６，２６Ａ、２６Ｂとの切り換え機構を付与してもよい。

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。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。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。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。

符号の説明

１内視鏡
５、４０、４５薬液噴霧投与装置
６カテーテル、マルチルーメンカテーテル
７Ａ，７Ｂ吐出口
１０Ａ、１０Ｂ薬液タンク
１２Ａ、１２Ｂ主電極
１４電源
１５Ａ、１５Ｂ回路部
１６Ａ、１６Ｂ副電極
１７電圧印加部
２０空圧タンク
２３四方弁
４１Ａ、４１Ｂ圧力制御弁
３０、４８Ａ、４８Ｂ弁認識スイッチ
４７Ａ第一の三方弁
４７Ｂ第二の三方弁
Ｋ患部
Ｇグランドバンド

Claims

複数の薬液を噴霧投与して目的部位に付着させる薬液噴霧投与装置において、
複数の薬液を個別に貯留する薬液貯留部と、
複数の薬液に電位の異なる電圧をそれぞれ印加させる電圧印加部と、
前記薬液貯留部からそれぞれ各薬液を個別に供給して吐出口から異なる電位に帯電した微粒子を噴霧させる供給流路と、
を具備したことを特徴とする薬液噴霧投与装置。
前記複数の供給流路の吐出口から噴射される複数の薬液の微粒子が異なる電位に帯電していて、噴霧後に互いに混合または接触するようにした請求項1に記載された薬液噴霧投与装置。
前記薬液貯留部にはそれぞれ空圧タンクが接続され、該空圧タンクから供給される圧力気体によって前記供給流路の吐出口から薬液を吐出させるようにした請求項１または２に記載された薬液噴霧投与装置。
前記空圧タンクはそれぞれ圧力制御手段を介して異なる薬液を個別に貯留した薬液貯留部に接続されており、前記圧力制御手段によって前記薬液貯留部に供給する圧力を調整することで、前記吐出口から噴射される複数の薬液の比率を調整できるようにした請求項１乃至３のいずれかに記載された薬液噴霧投与装置。
前記複数の薬液は２種または３種以上の薬液である請求項１乃至４のいずれかに記載された薬液噴霧投与装置。
前記電圧印加部は少なくとも２種の薬液に極性の異なる電圧を印加するようにした請求項１乃至５のいずれかに記載された薬液噴霧投与装置。
複数の薬液を噴霧投与して目的部位に付着させる薬液噴霧投与方法において、
複数の薬液に異なる電位の電圧を印加すると共に個別に吐出口まで送液し、
該吐出口から複数の薬液を吐出して噴霧させ且つ噴霧された複数の薬液の微粒子は異なる電位に帯電されていて、
前記複数の薬液の微粒子が互いに混合または接触するようにしたことを特徴とする薬液噴霧投与方法。
前記複数の供給流路の吐出口から噴霧される複数の薬液の微粒子は、混合比率が可変である請求項７に記載された薬液噴霧投与方法。
前記複数の供給流路に供給される複数の薬液は、それぞれ薬液に印加される気体の圧力によって前記吐出口から噴霧される複数の薬液の混合比率を変化させるようにした請求項７または８に記載された薬液噴霧投与方法。
前記複数の吐出口から噴霧される２種または３種以上の薬液は、異なる電位で同一または異なる極性に帯電した状態で空間で混合または接触するようにした請求項７乃至９のいずれかに記載された薬液噴霧投与方法。
前記２つの吐出口から噴霧される２種の薬液は、異なる極性に帯電した状態で空間で混合または接触するようにした請求項７乃至１０のいずれかに記載された薬液噴霧投与方法。
前記複数の薬液は混合または接触した微粒子の状態で前記目的部位との電位差を有していて、該電位差によって目的部位に到達させるようにした請求項７乃至１１のいずれかに記載された薬液噴霧投与方法。