JP2014079623A - 生体物質、特に細胞の供給用ノズル、かかるノズルを備える医療機器、ノズルの使用、流体の混合方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生体物質、特に細胞の供給用ノズル、かかるノズルを備える医療機器、ノズルの使用、流体の混合方法および装置を提供する。
【解決手段】 本発明は生体物質、特に細胞の供給用ノズルに関し、これは、
−近位端面（２１）と、近位端面（２１）から離間された遠位端面（２２）とによって範囲が定められる混合室（１１）と、
−遠位端面（２２）に形成された少なくとも１つのノズル開口部（２３）と、
−混合室（１１）へとつながる少なくとも２つの供給導管（３０、４０、５０）とを有する。
本発明は、第一の供給導管（３０）が近位端面（２１）の中に配置され、ノズル開口部（２３）と同軸的に混合室（１１）へとつながり、第二の供給導管（４０）が、遠位端面（２２）において混合室（１１）へと横方向に、特に接線方向につながる入口開口部（４２）を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部による、生体物質、特に細胞の供給用ノズルに関する。本発明はさらに、かかるノズルを備える医療機器、特に外科手術用器具およびノズルの使用、流体の混合方法および装置に関する。上記の種類のノズルは、たとえば欧州特許出願公開第２ １６３ ２０４ Ａ１号明細書から知られている。

欧州特許出願公開第２ １６３ ２０４ Ａ１号明細書は、生体接着剤、特にフィブリン糊を混合し、投与するためのノズルを開示している。このノズルは、プローブ内に平行に配置された２つの供給導管を含み、これらがノズルの近位端にある共有混合室へとつながる。

公知のノズルの場合、両方の供給導管が相互に平行に混合室へとつながる。その結果、混合室内の圧力レベルは均一となり、これが混合室に到達する個々の流れのすべてに作用する。種類が異なり、その結果、その粘性の面でも異なる物質が混合室の中に供給されるため、混合比が変動する。混合室内の圧力レベルはさらに、別々の供給導管を介して供給される２種類の物質の個々の圧力の比較的高い方の数値に設定される。それゆえ、混合室内は比較的高い圧力となり、これは特定の用途、たとえば細胞物質の供給においては望ましくない。具体的に言えば、生体物質は高い圧力によって損傷を受ける可能性がある。

欧州特許出願公開第２ １６３ ２０４号明細書によるノズルの場合、混合室にはさらにインサートが配置されており、このインサートは混合室の中に供給される２種類の物質をよりよく混合するはずのものである。インサートは偏向要素を有し、その結果、混合室の中に流入する流体が混合室内で回転する。それゆえ、両方の流体にせん断応力が発生し、これが生体物質、特に細胞に損傷を与えることがある。

本発明は、流体流の改良された、低圧での混合を可能にする、生体物質、特に細胞の供給用ノズルを提案する目的に基づく。目的はさらに、異なる形態の流体流間で容易に切り替えることのできるノズルを提案することにもある。本発明の他の目的は、かかるノズルを備える医療機器、すなわち外科手術用器具およびノズルの使用、流体の混合方法および、外科手術用器具の開ループおよび閉ループ制御のための外科手術用装置を提案することである。本発明による外科手術用器具は、内視鏡にも使用可能である。

本発明によれば、この目的は、低圧で混合するためのノズルについては、特許請求の範囲の請求項１の主旨によって、あるいは請求項１３の主旨によって、また医療機器については、請求項１７の主旨によって達成される。この目的は、使用については、請求項１５の主旨によって、方法については、請求項１６の主旨によって、装置については請求項１８の主旨によって達成される。

本発明はそれゆえ、近位端面と、近位端面から離間された遠位端面とによって範囲が定められる混合室を有する、生体物質、特に細胞の供給用ノズルを提案するという考えに基づく。ノズルは、遠位端面に形成される少なくとも１つのノズル開口部を有する。ノズルはさらに、混合室内につながる少なくとも２つの供給導管を含む。この場合、第一の供給導管は近位端面に配置され、ノズル開口部と同軸的に混合室へとつながる。第二の供給導管の入口開口部は、遠位端面において、横方向に、特に接線方向に混合室へとつながる。

本発明によるノズルは、２種類の流体の改良された、低圧での混合を可能にする２つの固有の特徴を有する。一方で、第一の供給導管がノズル開口部と同軸的に混合室へとつながるようになっている。それゆえ、第一の供給導管を介して混合室に到達する流体流が直線的に、すなわち、偏向せずに混合室を通ってノズル開口部へと供給されることが実現される。第一の供給導管の、本発明による配置の結果、この供給導管内のせん断力の発生がほとんど回避される。せん断力が第一の供給導管を介して混合室に供給される流体に作用することが回避される。せん断力の発生が抑えられる結果として、第一の供給導管の中で供給される流体に含まれる、たとえば細胞が損傷を受けるリスクが低減し、好ましくはほとんど完全に排除される。もう一方で、公知のノズルとは異なり、同軸的に配置された第一の供給導管に加えて、少なくとも１つの第二の供給導管が横方向に混合室へとつながるようになっている。供給導管の、本発明による配置と本発明による構成により、混合を改善し、これに加えて、混合室内の圧力比に影響を与え、好ましくは減少させることが可能となる。第二の供給導管を介して供給される流体が、混合室内に横方向に、特に接線方向に流れる事実によって、混合室の中では、第二の供給導管を介して供給された第二の流体が、ノズル開口部に関して同軸的に配置された第一の供給導管を介して混合室に流入する第一の流体に関して実質的に回転する。これによって、２種類の流体が特に優しく混ぜ合わされることになり、これはしかも、２つの供給導管の少なくとも一方の供給圧が、同じ大きさの公知のノズルの場合よりかなり低い状態で実現される。

流体の混合がノズル開口部の直前で、すなわち出口の前の、ノズルからできるだけ短い距離の地点で行われれば、生体物質の丁寧な供給にとって有利であることが判明している。本発明によるノズルにより、これは、第二の供給導管の入口開口部が遠位端面において混合室へとつながるという点で可能となる。したがって、細胞物質、たとえば溶液中の細胞と担体流体との混合はそれゆえ、できるだけ遅い時点で、すなわち特にノズル開口部の直前で行われる。そのため、細胞が乱流と圧力に曝されるのは、混合中の比較的短時間である。これによって、特に損傷を与えるせん断応力の、時間による影響が低減されるため、細胞が保護される。

本発明によるノズルの別の利点は、第二の供給導管の入口開口部の配置によって生まれる。具体的に言えば、入口開口部が横方向に混合室へとつながるようになっている。したがって、横方向の入口開口部を介して混合室に流入する流体は、第一の供給導管から軸方向に流れる流体に斜めにぶつかる。第二の供給導管の中で供給される第二の流体の流体流はそれゆえ、混合室に供給される前に偏向する。本発明による入口開口部の構成によって、第二の流体の静圧を低下させることができる。本発明による入口開口部のこの構成の結果、両方の流体、すなわち第二と第一の流体を異なる圧力で混合室に供給することが可能となる。これはたとえば、欧州特許出願第２ １６３ ２０４ Ａ１号明細書による供給導管の構成には当てはまらない。

本発明によるノズルの１つの好ましい変形型においては、混合室の長さＬが最大でも５００μｍ、特に最大でも２５０μｍ、好ましくは最大でも１５０μｍであるようになっている。混合室の長さＬが最大でも１００μｍ、特に最大でも７５μｍ、好ましくは最大でも５０μｍ、より好ましくは最大でも３０μｍであれば特に好ましい。混合室の長さＬはここでは、近位端面と遠位端面の間の距離に対応する。混合室の長さが比較的短いことにより、混合室に供給される流体の混合をできるだけ遅らせることができるが、これは、流体が供給導管の中で最大限に長い距離にわたって別々に供給され、混合室の中の、ノズル開口部より前のできるだけ短い距離の地点で、好ましくはその直前で混合されるからである。それゆえ、細胞の丁寧な供給が実現する。混合室の長さＬが短く、したがって混合時間が短いことにより、供給された流体のクロスリンクもさらに影響を受け、好ましくはほとんど回避される。供給された流体のクロスリンク工程は混合工程と一緒に、すなわち流体が相互に合流する時点から始まる。流体のクロスリンクの結果、流体混合物が生成され、それに伴って特性が変化し、たとえば粘性が格段に高くなり、これが圧力の変化、特に圧力の上昇につながる。クロスリンクと、それに伴う材料の状態の変化の結果、たとえばポリマ様の弾性物質が生成される可能性があり、その結果として、ノズルが詰まるリスクが大幅に増大する。供給される流体のクロスリンクは、理想的には、それがノズルから出た後に初めて始まるべきである。それゆえ、本発明によれば、混合室とノズルの出口開口部の長さはできるだけ小さく保たれる。

混合室の長さは好ましくは、ノズルの全長より小さく、特にはるかに小さい。ノズルは供給ラインの遠位端からノズル開口部の出口面まで延びる。換言すれば、ノズルの全長は、供給ラインの遠位端とノズル開口部の出口側が配置された遠位端面との間の距離にわたる。別々に案内される供給導管がノズルの全長の大部分を占める。これらは、供給ラインの遠位端から、混合室への移行部を形成する入口空間へと延びる。供給導管は、特にノズルの全長の大部分にわたり連続して別々に案内される。好ましくは、供給ラインと混合室の間の部分において、供給導管間に接続部がない。供給導管は、混合室に入ったところでのみ合流し、または流体接続される。

混合室とノズル開口部は好ましくは、ノズルの全長のうちの比較的小さい部分に沿って延びる。具体的に言えば、混合室の長さとノズル開口部の長さからの累積長さは、ノズルの全長の最大でも３分の１、特に最大でも５分の１、好ましくは最大でも１０分の１に対応させることができる。ノズル開口部は、ノズルの縦軸と同軸的に配置される円筒によって形成することができる。ノズル開口部にはまた、ノズルの遠位端面の方向に大きさが増大する円錐の形態で形成される部分を設けることができる。

ここで、医学的な方向の表示が、ノズルまたはノズル付の医療機器の使用者を基準点として、その近位側と遠位側に関係することに留意するべきである。使用者からさらに遠くに位置付けられる構成要素は遠位側に配置されている。しかしながら、使用者により近い構成要素は、近位側に配置されている。

横方向の入口開口部は、混合室の長さＬに対応する深さＴとすることができる。換言すれば、横方向の入口開口部は、混合室の全長にわたって延びるようにすることができる。それゆえ、非常に小さい混合室の構成が可能となり、これは生体物質、特に細胞の丁寧な供給にとって有利である。このようにして、小型で構造的に単純なノズルの設計がさらに達成される。

本発明によるノズルの他の実施形態によれば、混合室の遠位端面は、第二の供給導管の縦軸に垂直に配置される。その結果、ノズルの小型設計が可能となる。第二の供給導管を通って流れる第二の流体は、混合室の遠位端面が縦軸に垂直に配置されている結果、それが混合室に供給される前に９０°の角度で偏向する。

ノズルの小型の設計はさらに、供給導管が少なくとも一部が相互に平行に配置されるという点で達成されうる。

横方向の入口開口部は、長方形の断面形状を有する。この場合、断面形状の４つの側面のうちの１つは、混合室の遠位端面により形成することができる。長方形の断面形状により、ノズルの構造的に単純な設計と簡単な製造が可能となる。入口開口部の断面積が非常に小さくなるように形成できる。これによって、第二の供給導管の中の流体の流速が増大し、その結果、第二の供給導管の中で供給される第二の流体の圧力、特に静圧が混合室の前で低下する。

１つの特別な実施形態の場合、横方向の入口開口部を混合室の方向に向かって先細にする点で、上記の効果を増幅できる。具体的に言えば、横方向の入口開口部は、２つの湾曲側面を有することができ、これらは混合室で収束する。湾曲側面は、混合室の遠位端面に直角に配置することができる。１つの特別な形態では２つの収束する湾曲側面として構成される先細形状の結果として、第二の供給導管内を流れる流体が混合室に流入する直前で加速されることが実現する。その結果、第二の流体の静圧が低下する。したがって、第二の流体は比較的低圧で混合室に流入し、それによって、混合室の中を軸方向に流れる第一の流体が、生体物質、特に細胞に損傷を与える可能性のある圧力に曝されることが回避される。収束する側面によって生まれる狭小化部分は第二の流体にとっての加速区間を形成し、そこに沿って第二の流体の静圧が低下する。このノズルはそれゆえ、有利な点として、細胞、すなわち、たとえば懸濁液中に見られる細胞を担体流体と丁寧に混合するために使用できる。混合物はその後、ノズル開口部を介してノズルから出ることができる。細胞を含む流体は、好ましくは、ノズル開口部と同軸的に配置される第一の供給導管を通じて流れる。担体媒体、特に担体流体は、第二の供給導管の入口開口部を介して横方向に混合室に到達する。

本発明によるノズルの別の好ましい実施形態の場合、横方向の入口開口部の外側側面が、混合室の内周面への連続的な移行部を形成するようになっている。このようにして、入口開口部を通って流れる流体は、乱流が少ない、または小さい状態で混合室へと誘導されることが可能となる。入口開口部の形状によって、入口開口部を通って流れる流体は、層流の形態で混合室内に入ることになる。これによって、流入が確実に安定し、その結果、第二の流体が第一の流体と安定に、丁寧に、徐々に混合される。本願においては、一定の、すなわち実質的に障害物のない移行部を連続的な移行部と呼ぶ。したがって、外側側面は、混合室の外周面への実質的に平らな移行部を形成し、特に段差、縁部またはそのような障害物がない。

ノズルの別の構成においては、別の横方向の入口開口部を備える少なくとも１つの第三の供給導管が設けられる。別の横方向の入口開口部は、遠位端面において混合室へと横方向につながる。したがって、合計でノズルには３つの供給導管を含めることができ、このうちの２つの供給導管は横方向の入口開口部を介して混合室へとつながる。別の供給導管は混合室へと軸方向に、特にノズル開口部と同軸的につながる。混合室へと横方向に案内される供給導管、すなわち第二と第三の供給導管は、好ましくは、その入口開口部が混合室の遠位端面に配置され、または混合室の遠位端面と直接隣接する。ノズルの応用範囲は、第三の供給導管または少なくとも１つの別の供給導管によって拡張される。それゆえ、３種類以上の流体を、同時にも時期をずらしても、混合し、ノズルを介して供給できる。本発明はさらに、２つまたは３つの供給導管に限定されるのではなく、３つより多い、特に４つ、５つ、６つ、７つ、または８つの供給導管を有するノズルにも関する。供給導管のうちの少なくとも１つがノズル開口部と同軸的に混合室へとつながることは決定的である。

供給導管および／または混合室および／またはノズル開口部は、基本的に１つの部品としても、複数の部品としても形成できる。１部品型の構成の特徴は、良好な流体不浸透性である。その一方で、供給導管および／または混合室および／またはノズル開口部の多部品型の構成では、生産性が向上する。

供給導管および／または混合室および／またはノズル開口部の多部品型の構成は、たとえば、本発明の別の好ましい構成が提供するように、混合室がノズル板と導管収容部の間に配置された混合室板に形成されるという点で実現できる。導管収容部は、少なくとも２つの供給導管を含む。あるいは、混合室がノズル板に形成されるようにすることもできる。本発明によるノズルの場合、供給導管を、基本的に導管収容部内に形成でき、および／またはノズル開口部をノズル板に形成でき、この場合、混合室は特にノズル板または混合室板に形成される。混合室板は、ノズル板と導管収容部の間に配置される。別の設計では、混合室が導管収容部（の遠位端面）に形成される。

混合室板は好ましくは、混合室の長さ、特に入口開口部の深さに対応する板厚を有する。混合室板は１部品で、特にノズル板と一体に形成できる。換言すれば、ノズル板は、少なくとも部分的に混合室板を形成でき、または混合室はノズル板に形成できる。

異なる実施形態において、混合室は導管収容部の中に形成できる。すると、これは導管収容部の構成要素である。そして、導管収容部の遠位端面と混合室の遠位端面は１つの同じ端面となりうる。導管収容部の遠位端に、ノズル板を収容できる環状溝を設けることも可能である。

本発明によるノズルの場合、温度制御用導管をさらに設置することができ、これは少なくとも１つの供給導管を通って流れる流体に対して温度制御を行うことができるようになされている。温度制御用導管は好ましくは、供給ラインと戻りラインを含み、これらは閉鎖型の温度制御回路に接続できる。温度制御用導管は、混合室および／または供給導管に直接隣接して配置することができる。温度制御用導管は、好ましくは供給導管と平行に延びる。たとえば、流体の粘性には、ノズルの、特に供給導管の中を流れる流体または供給導管の中を流れる流体のうちの少なくとも１つの温度制御、すなわち加熱または冷却によって影響を与えることができる。それゆえ、供給導管を通じて供給される流体の少なくとも１つの粘性は、温度を上昇させることによって低減できる。その結果、混合室内で発生するせん断力も低下する。供給導管内の個々の流体の温度に影響を与えることはさらに、流体の混合の改良または流体内に含まれる物質のクロスリンクの改善につながりうる。

ノズルにはさらに、噴霧器板を設けることができる。噴霧器板は、ノズル板の遠位側に接続し、ノズル開口部と同軸的に配置された噴霧器開口部を設けることができる。さらに、少なくとも１つの噴霧器導管を噴霧器板に形成し、噴霧器開口部を気体供給導管に接続することができる。噴霧器導管は好ましくは、噴霧器開口部に接線方向につながる。それゆえ、ノズルから出る流体の噴流に気体をさらに供給することができ、この気体によって、流出する流体の噴霧化、特にエアロゾルの形成が可能となる。

別の態様によれば、本発明は、近位端面と、近位端面から離間された遠位端面とによって範囲が画定される混合室を備える医用ノズルを提案するという考えに基づく。このノズルは、遠位端面に配置された少なくとも１つのノズル開口部を有する。混合室は実質的に円柱形の内部形状を有し、これは少なくとも２つの入口開口部を備え、それが混合室へと横方向に、特に接線方向につながる。入口開口部は、各々について、供給導管に流体接続されている。入口開口部の断面積は異なっていても、同じでもよい。

入口開口部を通じて混合室内に流入する、所与の容量流量での流体の平均流入速度は、入口開口部の断面積によって決まる。それゆえ、異なるまたは同一の流体を、異なるまたは同一の容量流量で、同じ、同一の平均流入速度で混合室内に導入することが可能となる。このために、異なる供給導管の入口開口部の断面積の比を、異なる供給導管を通じて流れる流体の容量流量の比に従って構成する。換言すれば、２種類またはそれ以上の流体が所定の容量比で、すなわち指定された容量流量比で合流する。この場合、入口開口部の断面積は、別々に供給される流体のすべてについて、混合比に関係なく、または流体流の大きさに関係なく、混合室への同じ平均流入速度となるように構成される。たとえば、第二の供給導管の流体と第三の供給導管の中の流体の混合比を１対４にする必要がある場合、これには、混合室への流体の同じ平均流入速度を保ちながら、第三の供給導管の入口開口部の断面積を４倍大きくしなければならない。混合比が１：１であれば、入口開口部の断面積は同じ大きさである。

半径方向に外側にずらされた供給導管を通じて流れる流体を同軸的に配置された供給導管を通じて流れる流体とできるだけ丁寧に混合するためには、外側から供給される流体が混合室に同じ平均流速で流入することが必要である。これによって、混合室内で、乱流の少ない、理想的には乱流のない状態で流体を混合できる。

流体は、その化学的および／または生物学的組成とその成分の濃度によって特徴付けられる。同じ成分とは、同じ化学的および／または生物学的組成および同じ成分濃度を意味する。

このタイプのノズルによって、異なる形態の流体噴流、すなわちノズル開口部から出る流体噴流の形態を設定することが可能となる。これは、本発明によるノズルの場合、各種の供給導管での流体供給に対して、本発明によるノズルを備える外科手術用器具が接続される装置の開ループまたは閉ループ制御ユニットによって開ループまたは閉ループ制御が行われるという点で、容易に実現される。ノズル開口部から出る時に円錐形の噴流を生成するためには、流体は半径方向に外側にずらされた流体導管、たとえば第二または第三の供給導管だけを通じて供給される。この円錐形噴流またはこの円錐形噴流の治療対象組織への作用は、第一の供給導管を通じて流体を追加で供給することによって増幅できる。第一の供給導管を通じた流体のみの供給では、円柱形のフルジェットが生成される。

ここで、入口開口部の形状は、長方形の断面だけを指すのではなく、入口開口部の多角形または円形、または角を有する断面形状と丸い断面形状の組合せの全般を指すことに留意するべきである。

本願では、生体物質の供給用ノズルおよび医療用ノズルが開示され、これらは別々に（すなわち互いに区別して）、かつ組み合せて開示される。上述のノズルによって、生体物質の供給のために、ノズル開口部から出る流体噴流の形態、すなわち円錐形、円柱形フルジェットまたは両方の噴流形態の混合型を追加で生成することができる。

生体物質の供給用ノズルに関して説明した有利で好ましい別の発展形はまた、異なる形態の流体噴流を容易に設定できる医用ノズルにも当てはまる。

さらに、本発明の他の態様は、上記のノズルの１つを備える医療機器、特に外科手術用器具を提案することにある。

以下に、添付の概略的図面を参照しながら、本発明を例示的実施形態に基づいて詳しく説明する。

図１は、１つの好ましい例示的実施形態による、３つの供給導管を有する本発明のノズルの分解斜視図を示す。 図２ａは、別の好ましい例示的実施形態による、本発明のノズルのための、混合室が組み込まれたノズル板の上面図を示す。図２ｂは、図２ａによるノズル板の、線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 図３は、図２ａと２ｂによるノズル板を備える本発明のノズルの縦方向の断面図を示す。 図４ａは、温度制御用導管が設けられた、別の好ましい例示的実施形態による、混合室が組み込まれたノズル板の上面図を示す。図４ｂは、図４ａによるノズル板の、線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示す。 図５ａは、混合室への３つの入口開口部が設けられた場合の、別の好ましい例示的実施形態による、混合室が組み込まれたノズル板の上面図を示す。図５ｂは、図５ａによるノズル板の、線Ｃ−Ｃに沿った断面図を示す。 図６は、噴霧器板が設けられた、別の好ましい例示的実施形態による本発明のノズルの斜視図を示す。 図７は、図６による噴霧器板の上面図を示す。 図８ａは、別の好ましい例示的実施形態による、１部品として継ぎ目なく形成されたノズル１の上面図を示す。図８ｂは、図８ａによるノズル１の、線Ｄ−Ｄに沿った断面図を示す。 図９ａは、供給導管が管状に形成されている、別の好ましい例示的実施形態による本発明のノズル１の側面図を示す。図９ｂは、図９ａによるノズル１の、線Ｅ−Ｅに沿った断面図を示す。

図１の例示的実施形態によるノズル１は、生体物質の供給に適しており、特に細胞の供給に使用できる。ノズル１は、医療機器、特に外科手術用器具の一部とすることができる。ノズル１は、好ましくは、特に細胞の丁寧な供給にも適した水噴射塗布装置の一部である。

ノズルは一般に、混合室１１と、ノズル開口部２３と、少なくとも２つの供給導管３０、４０と、を有する。供給導管３０、４０は混合室１１へとつながる。供給導管３０、４０は、混合室１１の近位方向の範囲を定める近位端面２１において、好ましくは混合室１１へとつながる。混合室１１はさらに、混合室１１の遠位方向の範囲を定める遠位端面２２を有する。換言すれば、混合室１１は、近位端面２１と遠位端面２２の間に形成される。遠位端面２２からノズル開口部２３が始まり、そこから反対方向に延びる。

近位端面２１において、少なくとも１つの第一の供給導管３０が混合室１１へとつながる。第一の供給導管３０はさらに、ノズル開口部２３と同軸的に、またはノズル開口部２３と同一平面に配置される。

入口空間４５を含む第二の供給導管４０が、第一の供給導管に関して半径方向に外側にずれた状態で混合室１１へとつながる。そのために、入口空間４５の入口開口部４２は、混合室１１へと特に接線方向につながるようになっている。特に、第二の供給導管４０は、入口開口部４２を介してノズル開口部２３の直前で混合室１１へとつながる。入口開口部４２は、ノズル開口部２３に関しては半径方向に外側に、入口空間４５に関しては半径方向に内側に配置される。入口開口部４２は、供給導管４０の入口空間４５を混合室１１に接続する。これは、本発明によれは、入口開口部４２が遠位端面２２において混合室１１への移行部を形成するように実現される。

具体的に言えば、第二の供給導管４０が、第二の供給導管４０の入口空間４５の遠位端に配置される偏向面４１を有するようにすることができる。偏向面４１は、第二の供給導管４０の軸方向の範囲を定め、特に第二の供給導管４０の中で供給される流体を偏向させる。偏向面４１は、混合室１１の遠位端面２２への同一平面内の移行部を形成するか、遠位端面２２と同じ表面で形成される。偏向面４１と遠位端面２２は基本的に同一平面内に位置付けられる。偏向面４１と遠位端面２２は好ましくは、接合部品表面の個々の隣接領域を形成する。

図１によるノズル１は、多部品型の構造を有する。基本的に、ノズルは１部品型の構造とすることもできる。特に、供給導管３０、４０、５０と混合室１１とノズル開口部２３は、継ぎ目なく１部品として形成することも、または１部品型の構成要素に組み込むこともできる。

図１によるノズルは、導管収容部６０の中に配置された３つの供給導管３０、４０、５０を有する。供給導管３０、４０、５０は好ましくは、導管収容部６０の中で相互に平行に延びる。特に、供給導管３０、４０、５０は１列に配置されており、すなわち、供給導管３０、４０、５０の縦軸は、供給導管３０、４０、５０の縦軸を横切って配置される共通の直線と交差する。導管収容部６０はその遠位端において、近位端面２１を形成する表面を有する。近位端面２１は、混合室１１の近位方向の範囲を定める。

図１による例示的実施形態の場合、混合室１１は混合室板１０に形成されている。取り付けられた時、混合室板１０は近位端面２１の上に直接乗り、この近位端面２１は混合室１１の近位側の範囲を定め、そこに導管収容部６０が位置付けられる。混合室１１は実質的に円柱形の形状を有する。具体的に言えば、混合室１１の内周面１２は、断面が円弧状の湾曲形状を有する。内周面１２は、入口開口部４２、５２によって中断される。

混合室１１の内周面１２は、入口開口部４２の外側側面４３への連続的な移行部を形成する。外側側面４３は、供給導管３０、４０、５０を横切るように、それに垂直に配置することができる。内周面１２から外側側面４３への配置と連続的な移行は好ましくは、混合室１１へとつながるすべての入口開口部４２、５２に当てはまる。入口開口部４２、５２は、図２ａ、４ａ、５ａにおいて明瞭にわかるように、混合室板１０またはノズル板２０または導管収容部６０の中に実質的に涙形の切欠きまたはギャップとして配置される。内周面１２への連続的移行部を形成する涙形の切欠きの側面は外側側面４３と呼ばれ、すなわち、外側側面４３の曲率半径は内周面１２の曲率半径の数値へと連続的に変化する。換言すれば、曲率半径は、入口開口部４２、５２の外側側面４３から混合室１１の内周面１２への移行中、すなわち内周面１２を含めて、連続的に変化する。曲率半径は、連続的に減少または連続的に増大でき、また、一定の領域を有することができる。内周面１２から外側側面４３への移行部は連続的に形成される。入口開口部４２、５２はさらに内側側面４４を有し、これも同様に曲率を有し、内周面１２で終了する。内側側面４４の曲率の曲率半径は、外側側面４３の曲率半径とは異なる。内側側面４４の曲率半径は好ましくは、側面４３の曲率半径より小さく、内周面１２の方向に減少する。入口空間４５から内側側面４４は、入口開口部４２の方向に延び、入口空間５５の外側側面４３へとつながる内周面１２への階段状または連続的な移行部を形成する。それゆえ、入口空間４５、５５と混合室１１の間の実質的に鎌状のアーチ形の突出縁部４６があり、突出縁部４６の先端と外側側面４３の間に入口開口部４２、５２が配置される。図２ａからさらに明瞭にわかるように、外側側面４３と内側側面４４は相互に収束する。換言すれば、入口開口部４２または入口空間４５は入口開口部４２の方向に狭くなる。入口空間５５と入口開口部５２にも同じことが言える。外側側面４３と内側側面４４は、半径方向に、入口空間４５、５５の側方の範囲を定める。軸方向については、入口空間４５、５５の範囲は近位端面２１と遠位端面２２によって定められる。

基本的に、入口開口部４２、５２は、異なる幅ｓ１、ｓ２とすることができる。流体が混合室１１に流入する間、同じ平均流速または流速は、入口開口部の深さＴが同じ場合に入口開口部４２、５２の幅ｓ１、ｓ２を異なるようにすることによって生成できる。これを実現するためには、上述のように、別々の入口開口部４２、５２を通って混合室１１に流入する流体の、相互に対する所定の／必要な容量流量比がわかっている必要がある。たとえば、第一の入口開口部４２の幅ｓ１が、第二の入口開口部５２の幅ｓ２より大きくなるようにすることができる。その結果、第一の入口開口部４２を介して混合室１１に容量流量Ｑ_１で流入する流体が混合室１１に流入する平均流速は、比較的狭い開口幅を有する第二の入口開口部５２を介してＱ_２＜Ｑ_１で流入する第二の流体の平均流速と同じとなる。これによって、第二の供給導管４０と第三の供給導管５０を介して供給される流体を丁寧に混合しやすくなる。入口開口部４２、５２を介して供給される２種類の流体の混合室への流入時の平均流速を同じにするために必要なのは、入口開口部の断面積だけでなく、上述のように容量流量の点での比でもある。

混合室１１の遠位方向の範囲は、遠位端面２２によって定められる。遠位端面２２は好ましくはノズル板２０に形成され、ノズル板は図１による例示的実施形態の場合、別の構成要素として形成される。また、たとえば図２ａと２ｂに示されるように、ノズル板は、混合室１１と入口空間４５、５５のほか入口開口部４２、５２の形態での凹部または窪みを有するようにすることも可能である。換言すれば、混合室板１０をノズル板２０またはノズル板２０の中の混合室１１と一体に形成できる。

ノズル板２０の近位側に配置された表面は、混合室１１の遠位端面２２を形成する。それと同時に、遠位端面２２は供給導管４０、５０のための偏向面４１、５１を形成する。これは、入口空間４５、５５と混合室１１の両方の範囲が遠位端面２２または偏向面４１、５１によって限定されることを意味する。

ノズル開口部２３はノズル板２０に形成される。ノズル開口部２３は、第一の供給導管３０と同軸的に配置される。特に、ノズル開口部２３は、混合室１１と第一の供給導管３０と同軸的に配置される。ノズル開口部２３の断面径は、第一の供給導管３０の断面径より小さい。一般に、第一の供給導管３０と混合室１１の断面径が実質的に同じになるようにすることができる。混合室１１の断面径は、第一の供給導管３０の断面径より若干大きな数値を有する傾向がありうる。ノズル開口部２３の断面径を、混合室１１の断面径と供給導管３０の断面径より小さくすることができる。

図３においてさらにわかるように、近位端面２１と遠位端面２２または偏向面４１、５１は、供給導管３０、４０、５０の縦軸に実質的に垂直に配置される。偏向面４１、５１と遠位端面２２および、該当する場合、近位端面２１は一般に、第二の供給導管４０の縦軸に垂直に配置することができる。

遠位端面２２が、ノズル１の、または供給導管３０、４０、５０の縦軸に対して９０°以外の角度で配置される実施形態もまた可能である。端面２２は、１０〜９０度、好ましくは２５〜６０度の範囲で配置できる。

図１はさらに、入口開口部４２、５２が各々について、混合室１１の長さＬに対応する深さＴを有することを明確に示している。図１による多部品型の実施形態の場合、入口開口部４２、５２の深さＴと混合室１１の長さＬは混合室板１０の板厚に対応する。混合室１１の長さは基本的に、近位端面２１の遠位端面２２からの距離によって決まる。入口開口部４２、５２の深さＴも同様に決定され、すなわち、近位端面２１と遠位端面２２の間の距離が入口開口部４２、５２の深さＴに対応する。

入口空間４５、５５は、その寸話の点で、それぞれに対応して割り当てられる供給導管４０、５０に合わせて調整される。その断面形状および／または面積は、供給導管４０、５０の断面積および／または断面形状とは異なるようにすることができ、好ましくは、それより大きい。１つの特定の用途においては、入口空間４５、５５の断面積および／または断面形状が供給導管４０、５０の断面形状および／または断面積と同じであれば有利となりうる。特に、入口空間４５、５５は各々について、関連する供給導管４０、５０の軸方向の端部を形成する。入口空間４５、５５の遠位方向の範囲は、各々について、混合室１１の偏向面４１、５１または遠位端面２２によって定められる。

供給導管３０、４０、５０の平行な配置は、図３において明瞭にわかる。さらに、第一の供給導管３０が混合室１１へと軸方向につながり、ノズル開口部２３と同軸的に整列されることも明瞭にわかる。入口空間４５、５５と混合室１１はどちらも、比較的狭くなるように形成される。ノズル開口部２３の直前で短いが効率的な混合を可能にするために、混合室１１の長さをできるだけ小さくなるように選択することは、すべての例示的実施形態に当てはまる。混合室１１の長さＬは、好ましくは最大でも１５０μｍ、特に最大でも１２０μｍ、特に最大でも１００μｍ、特に最大でも７０μｍ、特に最大でも５０μｍ、特に最大でも４０μｍ、特に最大でも３０μｍである。これに対応する数値は、入口開口部４２、５２の深さＴにも適用される。入口開口部４２、５２の深さＴは好ましくは、混合室１１の全長Ｌにわたる。

ここで、少なくともノズルが別体の混合室板１０を有している、すなわちノズル板２０から分離している場合に、混合室１１の長さＬが混合室板１０の厚さと実質的に等しいという事実に留意するべきである。

供給導管３０、４０、５０は、導管収容部６０の中に配置されるか、または導管収容部６０の中に保持される。導管収容部は、少なくとも部分的に供給導管３０、４０、５０、好ましくは供給導管３０、４０、５０の遠位端部を取り囲む。導管収容部６０は、円柱形の外形とすることができる。導管収容部６０の遠位端に円形の凹部を設けることができ、それによって導管収容部６０は遠位端に環状のレール６１を有することになる。円形の凹部または環状のレール６１に合わせて、ノズル板２０には、取り付けられた時にレール６１を受ける肩部２４を設けることができる。肩部２４の領域において、ノズル板２０の外径は導管収容部６０の外径に対応する。しかしながら、肩部２４の外側、すなわち混合室の部分では、ノズル板２０は、レール６１の領域内の導管収容部６０の円柱形の内径に対応する、より小さい外径を有する。ノズル板２０はそれゆえ、カバーのように、特にポジティブロック機構のように、導管収容部６０に設置できる。

図４ａと４ｂは、本発明によるノズル用のノズル板２０の別の例示的実施形態を示す。ノズル板２０は、混合室１１と、混合室１１へとつながる入口開口部４２、５２を備える２つの入口空間４５、５５を含む。特に、入口開口部４２、５２は接線方向に混合室１１へとつながる。これは、入口開口部４２、５２または入口空間４５、５５の外側側面４３が混合室１１の内周面への連続的な移行部を形成することを意味する。これは、すべての例示的実施形態に当てはまる。

混合室１１と、入口開口部４２、５２を有する入口空間４５、５５の設計と寸法は、図２ａ〜３による設計に実質的に対応する。これに加えて、図４ａと４ｂによる例示的実施形態の場合、ノズル１は、ノズル板２０の温度制御用導管９０で終了する少なくとも１つの温度制御ライン（図示せず）を有するようになっている。これによって、混合動作前と混合動作中のどちらにおいても流体の温度制御が可能となる。温度制御用導管９０はノズル板２０に、実質的に長方形の凹部として収容される。長方形の凹部の角は丸くすることができる。温度制御ラインは、外科手術用器具の近位端からノズル１のノズル板２０まで、供給ラインおよび／または供給導管３０、４０、５０に平行に延びることができる。その結果、流体の供給領域で流体に対する温度制御を行うことがすでに可能となる。温度制御ラインは２つのルーメンを含むことができ、１つは温度制御媒体の供給用、１つはその戻り用である。また、媒体の供給用と戻り用に２つの別々の温度制御ラインを使用することも可能である。外科手術用器具には、複数の温度制御ラインを含めることができる。

このように、供給ラインとノズル板２０および、したがって混合室１１で生成される流体混合物に対して、ノズル開口部２３から出る前に温度制御を行うことができる。たとえば、流体混合物を加熱することにより、温度混合物の粘性を低下できる。低下した粘性は細胞の供給に好都合であり、それは、このようにして混合室１１内のせん断力が縮小されるからである。それゆえ、細胞への損傷が回避される。換言すれば、生成される流体混合物の温度上昇および、それゆえそれに伴う粘性の変化は、細胞の丁寧な輸送に貢献する。さらに、温度上昇により、相互に混合されるべき少なくとも２種類の流体のクロスリンクを加速できる。それゆえ、相互に混合される流体の既存の標的組織への付着にもプラスの影響を与えることができる。逆に、温度制御用導管９０で終了する温度制御ラインを、供給ラインとノズル板２０および、その結果として混合室１１の冷却のために使用することができ、それゆえ、混合されるべき２種類の物質のクロスリンクの速度を遅くすることができる。これはたとえば、クロスリンクが標的組織と接触した時にのみ起こることが好ましい場合に、有利となりうる。

１つの温度制御用導管９０またはいくつかの温度制御用導管９０の代わりに、電気ヒータをノズル板２０に組み込むこともできる。

図５ａと５ｂは、本発明によるノズルのためのノズル板２０の別の例示的実施形態を示す。ノズル板２０の構造は、前述の例示的実施形態によるノズル板の構造と同様である。しかしながら、この変形版においては、軸方向につながる第一の供給導管３０に加えて、合計３つの別の供給導管が混合室１１へと横方向につながっている。供給導管は、その遠位端部に涙形の入口空間４５、５５、６５を有し、これは前述の例示的実施形態からすでに知られている。混合室１１への移行部は入口開口部４２、５２、５３を介して実現され、入口開口部４２、５２、５３はノズル開口部２３の直前で混合室１１へとつながる。具体的に言えば、遠位端面２２での入口開口部４２、５２、５３は、混合室１１に到達するか、または円端面２２と同じ平面内に形成されるか、遠位端面２２によって形成される偏向面４１、５１、５４を有する。３つの入口開口部４２、５２、５３は異なる幅ｓを有する。供給された流体の混合パラメータは、供給ラインまたは供給導管の数とは関係なく決定される。供給される流体の好ましい混合の条件は上述したとおりである。

ここで追加として開示したノズルの変形版の場合、入口開口部４２、５２、５３の開口面、特に入口開口部４２、５２、５３の幅が、各々の入口開口部４２、５２、５３について異なるように選択されるようになっており、その結果、混合室１１への流入時の流体の平均流速を決定できる。

流体噴流は、ノズル開口部２３の遠位端でノズル１から出る。供給ラインおよび、その結果、供給導管３０、４０、５０を、各々について、別のポンプに接続できるようにすることが可能である。各ポンプには好ましくは、流量または圧力調整器が設けられる。円錐またはスポット噴流の形態の流体噴流を生成するための要求事項は上述したとおりである。

ノズル１に、さらにその後の噴霧化のための装置が設けられていれば有利でありうる。図６は、このような拡張型ノズル１を示している。この例示的実施形態の場合、ノズルは複数の部品で形成され、導管収容部６０と、混合室１１が組み込まれているノズル板２０を含む。ノズル板２０はしたがって、混合室部分を有するか、混合室板１０と一体に、すなわち１つの部品として形成される。ノズル板２０と導管収容部６０の構造は、前述の例示的実施形態の場合の構造に実質的に対応する。図６による例示的実施形態の場合、これは、ノズル１の中に形成される気体供給導管７０によって補足される。

気体供給導管７０は、供給導管３０、４０、５０と平行に延びる。気体供給導管７０は、導管収容部６０とノズル板２０を通って延びるか、または両方を貫通する。その結果、気体供給導管７０は、混合室１１および／またはノズル開口部２３と平行に延びる。噴霧器板８０が、ノズル板２０に隣接して設置される。噴霧器板８０は、ノズル開口部２３と同一平面の中央噴霧器開口部８２を有する。噴霧器開口部８２は、ノズル開口部２３と同軸に配置される。噴霧器開口部８２は同様に混合室１１と第一の供給導管３０とも同軸に配置される。環状溝８３が噴霧器開口部８２の周囲に延び、環状溝８３は噴霧器板８０の近位面に環状の凹部として配置される。環状溝８３は、気体供給導管７０と流体接続している。気体供給導管７０を介して流入する気体は、環状溝８３の全体にわたって均等に分散される。

噴霧器導管８１は、環状溝８３と噴霧器開口部８２の間に配置される。噴霧器導管８１は、円形の噴霧器開口部８２に接線方向につながる。噴霧器導管８１と環状溝８３の範囲は、３辺において、噴霧器板８０の要素によって定められる。噴霧器導管８１と環状溝８３の第四の辺の範囲は、取り付けられた状態で、ノズル板２０の遠位側外面によって定められる。

拡張型ノズルの他の設計（図示せず）では、ノズル板２０の遠位端面は環状溝８３と噴霧器導管８１を含むことができる。噴霧器板８０の上述の特徴はノズル板２０に組み込まれる。そして、噴霧器導管８１と環状溝８３の範囲は、３辺において、ノズル板２０の要素によって定められる。噴霧器板８０はこの場合、噴霧器開口部８２のみを含む。そして、噴霧器板８０の近位面は、環状溝８３と噴霧器導管８１のカバーを形成し、これらの遠位側を密閉する。

噴霧器導管８１の断面積は、環状溝８３の断面積より有意に小さい。噴霧器導管８１の断面積の合計は、環状溝８３の断面積より有意に小さい。これによって、ノズル１には１つの気体供給導管７０しか配置されないが、安定した気体供給または、噴霧器開口部８２からの安定した気体排出が可能となる。噴霧器導管８１の小さい総断面積と比較して、環状溝８３の断面積が大きいことによって、供給される気体は、気体供給導管７０の配置とは関係なく、環状溝８３の中で均等に分散される。換言すれば、気体供給導管７０は、ノズル１と同軸的に配置しなくてもよく、半径方向に外側にずらして配置でき、それでもなお、噴霧器開口部８２からは確実に気体が安定に排出される。

その一方で、気体は、環状溝８３から噴霧器導管８１への移行中に流れの断面が縮小されることにより、噴霧器開口部８２に入る前に加速される。加速された気体は、好ましくは円錐ジェットの形態を有する流体噴流ＦＳにぶつかる。それゆえ、円錐ジェットによってすでに形成された小滴がさらに流体噴流ＦＳの中で消散し、それによってエアロゾルが実質的に生成される。さらに、接線方向の気体供給により、噴霧角に影響を与えることができる。具体的に言えば、円錐ジェットをさらに広くすることができる。噴霧器板８０の機能性にとって、図６と７に示されるように、噴霧器開口部８２の断面径がノズル開口部２３より大きければ好都合である

上述の利点が最大限に得られるようにするためには、複数の噴霧器導管が必要である。図６と７による例示的実施形態の場合、４つの噴霧器導管８１が設けられている。気体供給導管７０と環状溝８３を介して噴霧器導管８１に流入する気体は、噴霧器開口部８２の領域において噴霧器導管８１から出る。それゆえ、流体噴流ＦＳを取り囲む実質的に円柱形に形成される気体流が流体噴流ＦＳの周囲で生成される。

前述のように、好ましくは水噴流塗布装置の一部である、本発明によるノズルにより、比較的高い生存率での細胞の輸送が可能となる。したがって、このノズルでは、細胞の丁寧な輸送と丁寧な塗布が確実となる。このために、第一の供給導管３０を介して細胞を混合室１１に供給することが考えられ、この場合、第一の供給導管３０は混合室１１へと軸方向につながり、ノズル開口部２３と同軸的に整列される。それゆえ、第一の流体噴流に沿って運ばれる細胞には、せん断力を発生させ、細胞に損傷を与える原因となりうる偏向が生じない。したがって、細胞は線形の流形により保護される。細胞は、第一の供給導管３０を介して別々に塗布できる。それでもなお、好ましくは、混合室１１の中で担体流体に混合するようになされている。担体流体はたとえば、医療用水、血漿、血清または有機接着剤等の有機物質、酵素、凝固因子および／またはその他の血液成分等の生物学的物質、医薬成分との溶液、懸濁液、エマルジョン、または一般的な食塩水とすることができる。このようにして、水噴流塗布装置のための実質的に１つのノズルが提供され、これによって細胞の丁寧な輸送が可能となる。細胞の輸送は、水噴流技術により、圧力の制限された、精密で容易な方法で数量制御できる。

本発明の重要な態様は、別の供給導管、特に第二と第三の供給導管４０、５０にあり、これらは混合室１１へと横方向につながるだけでなく、第二および／または第三の供給導管４０、５０の断面径または断面寸法が、混合室１１に入るまで減少する。それゆえ、それぞれの供給導管４０、５０の中で供給される流体の流速の増大が実現される。その結果、供給される流体の静圧が低下する。この点で、入口空間４５、５５と入口開口部４２、５２は、各々について、供給導管４０、５０に供給される流体のための加速区間を形成する。個々の導管、特に第一の供給導管３０、第二の供給導管４０、第三の供給導管５０を一緒に混合室１１へと供給することが、丁寧な細胞の輸送にさらに貢献する。個々の流体の混合は、混合室１１において行われる。その結果、細胞を供給する流体がせん断力または混合力に曝される区間が非常に小さくなり、それによって細胞が保護される。さらに、このようなノズル内の短い区間、または流体がノズル内で混合される短い時間の結果として、異なる物質のクロスリンクもまた、ほとんど、理想的には完全に抑制される。本発明によるノズルは、小さく、小型に形成される。混合流体のクロスリンクは主として、ノズルの外で起こる。その結果、ノズルの詰まりがほとんど防止される。これに加えて、クロスリンクの結果としてのせん断力の増大が回避される。同じことが、ノズル開口部２３を混合室１１の直後に配置した構成にも当てはまる。具体的に言えば、これは、本発明によれば、横方向の入口開口部４２、５２が、ノズル開口部２３もまたそこから生じる表面と直接隣接するという点で実現される。この例示的実施形態において、これは混合室１１の遠位端面２２に対応する。

本発明によるノズルには、さまざまな応用がある。たとえば、本発明によるノズルを使い、細胞を胃腸管、たとえば胃、腸または食道等の器官に供給できる。基本的に、器官、特に器官の細胞外壁は、ある程度異なり、相互に重なり合う複数の細胞層からなる組織構造を有する。器官内壁は特に、粘膜、粘膜下層、筋層および／または漿膜の組織細胞層を含む。個々の細胞層には、異なる機能的目的がある。したがって、器官壁の個々の損傷部位を治療するためには、異なる種類の細胞を供給するべきである。

このような器官壁の治療は、実質的に複数物質用ノズルとして形成される本発明によるノズルを用いて特に効率的に実行できる。本発明によるノズルは複数の供給導管３０、４０、５０を有するため、異なる物質および／または異なる流体混合物を治療処置中にノズル開口部から塗布できる。個々の供給導管３０、４０、５０は、相互に独立して作動させることができる。それゆえ、医学的治療中の異なる時点に、異なる物質または異なる物質の混合部を供給できる。

本発明によるノズルを備える外科手術用器具はさらに、外科手術用装置に接続でき、または接続可能とすることができる。外科手術用装置には開ループまたは閉ループ制御ユニットを設けることができ、それによって異なる流体供給圧または異なる流体容量流量を設定できる。噴霧、特に円錐ジェットの操作には、好ましくは２．５〜６０バールの範囲、特に５バール〜４０バールの範囲の流体供給圧が設定される。エアロゾルまたはエアロゾルプラズマの塗布には、流体供給圧が２バール〜１０バールの間に設定されれば有利である。噴霧のためには、供給導管３０、４０、５０の中で供給される流体の容量流量は、５ｍｌ／分〜４０ｍｌ／分の範囲、特に１０ｍｌ／分〜３０ｍｌ／分の範囲、好ましくは１５ｍｌ／分〜２５ｍｌ／分の範囲が好ましい。液体または流体の無針注入の場合、供給導管３０、４０、５０のうちの少なくとも１つの中の容量流量が５ｍｌ／分〜１１０ｍｌ／分の間、特に１０ｍｌ／分〜１００ｍｌ／分の間、特に２０ｍｌ／分〜９０ｍｌ／分に設定されれば有利である。エアロゾルプラズマの供給の場合、供給導管３０、４０、５０のうちの少なくとも１つの中の容量流量が０．２ｍｌ／分〜５ｍｌ／分、特に０．３ｍｌ／分〜３ｍｌ／分、好ましくは０．５ｍｌ／分〜１ｍｌ／分であれば有利であることが証明されている。

図８は、ノズル１が１つの部品で実施される例示的実施形態を示す。この場合、ノズル開口部２３と混合室１１と入口空間４５、５５、６５と、入口開口部４２、５２、５３と供給導管３０、４０、５０、６４は１つの構成部品において一体に実施される。本発明によれば、ノズル１のこの実施形態の場合、流体は混合室の中まで縁部のない偏向部を通って流れ、本発明によれば、半径方向に外側にずれた供給導管４０、５０、６４は管状に形成される。供給導管４０、５０、特にその偏向領域が相互に接合された表面部分によって形成される上述の例示的実施形態とは異なり、図８による実施形態では、これらの偏向領域は円柱形の、縁部のないライン部分によって形成される。これにより、最大９０度まで流れの方向が変化する場合でも、供給されるべき流体を徐々に偏向させることが可能となる。その結果、供給されるべき流体を混合室１１に丁寧に供給できる。供給導管４０、５０、６４の構成により、これらの供給導管を通じて流れる流体の流れの方向をノズル１の近位端から混合室１１に入るまで、連続的に徐々に偏向させることができる。流れの方向は供給導管４０、５０、６４の遠位端から混合室まで最大９０度変化するが、供給導管にはこの区間全体を通じて、流れの方向を急激に偏向させるような地点がない。供給導管にはＲだけが付けられ、鋭利な縁の角部は避けられている。本発明によれば、供給導管はその混合室１１までの経路上に、９０度より小さい角度、好ましくは４０〜６５度、特に好ましくは１０度〜３０度の間の角度を有する。

供給導管４０、５０、６４の構成を、例として供給導管４０に基づいて説明したが、これは供給導管５０、６４および存在するその他の供給導管にも当てはまる。供給導管４０はノズル１の近位端から混合室１１へと延びる。これは、入口空間４５と入口開口部４２を含む。入口開口部４２を含む入口空間４５は、傾斜した円錐台の形態で形成される。円錐台は、入口開口部４２の方向に先細となる。円錐台は、入口開口部４２の領域において、ノズル１の縦軸に関して斜めに、接線方向に混合室１１へとつながる。この場合、供給導管４０の入口開口部４２は、供給導管３０またはノズル開口部２３に関して半径方向に外側にずれている。入口開口部４２は、好都合な流れの条件となるような混合室１１への移行部を形成する。この移行部はたとえば、混合室１１の近位端面２１で終了させることができる。

しかしながら、これはまた、好都合な流れの条件となるような混合室１１の外側側面４３への移行部も形成する。この場合、入口開口部４２の直径を側面４３の幅より大きくすることができる。そして、これは、入口開口部４２が混合室１１の、部分的に近位端面２１の、部分的に側面４３の、あるいは部分的に遠位端面２２の中の移行部を形成するという利点を有する。入口空間４５の重力中心の線（中心線）は、混合室１１の近位端面２１に対して斜めに配置される。この角度は９０度より小さく、好ましくは最大でも６５、好ましくは最大でも５０度である。入口空間４５が混合室１１の近位端面２１へと移行する中で、入口空間４５の重力中心線の形状は、この重力中心線が近位端面２１へと垂直に突出する部分が、接線方向にノズル開口部２３と同心円状に配置された円への移行部を形成するように構成される。入口空間４５が、断面が一貫して狭くなる供給導管の一部として設計されていることにより、供給導管４０を通って流れる流体の流速は混合室１１に入るまで上昇する。混合室とノズル開口部２３の、図１〜７による例示的実施形態において説明した特徴は、図８による混合室１１とノズル開口部２３にも当てはまる。

供給導管４０の、本発明による構成と配置は、供給される流体にとって、徐々に偏向することによって流体内の圧力が若干低下するという点で有利である。これによって低い輸送圧力が実現し、その結果、流体の丁寧な供給が可能となる。本発明により、供給導管が徐々に偏向することによって、流体方向の変化中に生成される流体へのインパルス変化力が減少し、これはさらに混合室１１への流体の丁寧な輸送を可能にする。

図９ａと９ｂは、図８による例示的実施形態と同じ構造的特徴と同じ利点を有する、本発明による例示的実施形態を示している。図８による例示的実施形態と異なり、供給導管４０、５０、６４は、図９による例示的実施形態の場合では管状ラインによって形成される。図９ａと９ｂはまた、１部品として形成されたノズル１を示しており、その、供給される流体の流れの特性は、図８による例示的実施形態の流れの特性と同じである。

１部品型のマルチルーメンノズルは、たとえばレーザ焼結法によって製造できる。

本発明は、生体物質、特に細胞の供給用ノズルに関し、これは
−近位端面（２１）と、近位端面（２１）から離間された遠位端面（２２）とによって範囲が定められる混合室（１１）と、
−遠位端面（２２）に形成された少なくとも１つのノズル開口部（２３）と、
−混合室（１１）へとつながる少なくとも２つの供給導管（３０、４０、５０）と、
を有する。

本発明は、第一の供給導管（３０）が近位端面（２１）の中に配置され、ノズル開口部（２３）と同軸的に混合室（１１）内につながり、第二の供給導管（４０）は、遠位端面（２２）において混合室（１１）に横方向に、特に接線方向につながる入口開口部（４２）を有することを特徴とする。

１ ノズル
１０ 混合室板
１１ 混合室
１２ 内周面
２０ ノズル板
２１ 近位端面
２２ 遠位端面
２３ ノズル開口部
２４ 肩部
３０ 第一の供給導管
４０ 第二の供給導管
４１、５１、５４ 偏向面
４２、５２、５３ 入口開口部
４３ 外側側面
４４ 内側側面
４５、５５、６５ 入口空間
４６ 突出縁部
５０ 第三の供給導管
６４ 別の供給導管
６０ 導管収容部
６１ レール
７０ 気体供給導管
８０ 噴霧器板
８１ 噴霧器導管
８２ 噴霧器開口部
８３ 環状溝
９０ 温度制御用導管
ｓ 入口開口部の幅
ｓ１ 第一の入口開口部４２の幅
ｓ２ 第二の入口開口部５２の幅
Ｔ 入口開口部４２、５２の深さ
Ｌ 混合室１１の長さ
ＦＳ 流体噴流

Claims (21)

1. −近位端面（２１）と、前記近位端面（２１）から離間された遠位端面（２２）とによって範囲が定められる混合室（１１）と、
   −前記遠位端面（２２）に形成された少なくとも１つのノズル開口部（２３）と、
   −前記混合室（１１）へとつながる少なくとも２つの供給導管（３０、４０、５０）と、
   を有する生体物質、特に細胞の供給用ノズルにおいて、
   第一の供給導管（３０）が前記近位端面（２１）の中に配置され、前記ノズル開口部（２３）と同軸的に前記混合室（１１）へとつながり、第二の供給導管（４０）が、前記遠位端面（２２）において前記混合室（１１）へと横方向に、特に接線方向につながる入口開口部（４２）を有することを特徴とするノズル。
2. 請求項１に記載のノズルにおいて、
   前記混合室（１１）の長さＬが最大でも５００μｍ、特に最大でも２５０μｍ、特に最大でも１５０μｍ、特に最大でも１００μｍ、特に最大でも７５μｍ、特に最大でも５０μｍ、特に最大でも３０μｍであることを特徴とするノズル。
3. 請求項１または２に記載のノズルにおいて、
   前記横方向の入口開口部（４２）の深さＴが前記混合室（１１）の長さＬに対応することを特徴とするノズル。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のノズルにおいて、
   前記混合室（１１）の前記遠位端面（２２）が、前記第二の供給導管（４０）の縦軸に対して垂直に配置されることを特徴とするノズル。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のノズルにおいて、
   前記横方向の入口開口部（４２）が、長方形の断面形状を有し、および／または前記混合室（１１）の方向に先細になることを特徴とするノズル。
6. 請求項５に記載のノズルにおいて、
   前記横方向の入口開口部（４２）が、前記混合室（１１）で収束する特に２つの湾曲側面（４３、４４）を有することを特徴とするノズル。
7. 請求項６に記載のノズルにおいて、
   前記横方向の入口開口部（２）の外側側面（４３）が前記混合室（１１）の内周面（１２）への連続的移行部を形成することを特徴とするノズル。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のノズルにおいて、
   前記円端面（２２）で前記混合室（１１）へと横方向につながる、別の横方向の入口開口部（５２）をさらに有する少なくとも１つの第三の供給導管（５０）が設けられることを特徴とするノズル。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のノズルにおいて、
   前記供給導管（３０、４０、５０）および／または前記混合室（１１）および／または前記ノズル開口部（２３）が１つの部品または複数の部品で形成されることを特徴とするノズル。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載のノズルにおいて、
    前記供給導管（３０、４０、５０）が、導管収容部（６０）に形成され、および／または前記ノズル開口部（２３）がノズル板（２０）に形成され、前記混合室（１１）が特にノズル板（２０）の中または、前記ノズル板（２０）と前記導管収容部（６０）の間に配置された混合室板（１０）に形成されることを特徴とするノズル。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載のノズルにおいて、
    少なくとも１つの温度制御用導管（９０）が、少なくとも１つの供給導管（３０、４０、５０）を通って流れる流体に対して温度制御を行うことができるように設置され、前記温度制御用導管（９０）が特に供給ラインと戻りラインを、閉鎖的温度制御回路が形成されるように接続することを特徴とするノズル。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載のノズルにおいて、
    前記ノズル板（２０）の遠位側に接続され、前記ノズル開口部（２３）と同軸的に配置された少なくとも１つの噴霧器板（８０）が設置され、少なくとも１つの噴霧器導管（８１）が前記噴霧器板（８０）に形成され、前記噴霧器開口部（８２）を気体供給導管（７０）に接続し、好ましくは前記噴霧器開口部（８２）へと接線方向につながることを特徴とするノズル。
13. 近位端面（２１）と前記近位端面（２１）から離間された遠位端面（２２）とによって範囲が定められた混合室（１１）と、前記遠位端面（２２）に配置された少なくとも１つのノズル開口部（２３）とを有する医用ノズルにおいて、
    前記混合室（１１）が、前記混合室（１１）へと横方向に、特に接線方向につながる少なくとも２つの入口開口部（４２、５２）を有する実質的に円柱形の内側形状を有し、この入口開口部（４２、５２）が各々について、供給導管（４０、５０）に流体接続され、前記入口開口部（４２、５２）が異なる断面積または同じ断面積を有することを特徴とするノズル。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載のノズルにおいて、
    前記入口開口部（４２、５２）の断面積が、前記供給ライン（３０）の断面積より小さくなるように形成されていることを特徴とするノズル。
15. 前記混合室（１１）に異なる容量流量で、または同じ容量流量で流入する少なくとも２種類の流体を混合するための請求項１３または１４に記載のノズルの使用において、前記流体が実質的に同じ平均流入速度で前記混合室（１１）に流入するように、前記入口開口部（４２、５２）の断面積の比が容量流量の比に対応することを特徴とする使用。
16. 請求項１３または１４に記載の医用ノズルによって少なくとも２種類の流体を混合する方法において、前記流体が異なる容量流量で前記混合室（１１）に流入する場合、前記流体が実質的に同じ平均流入速度で前記混合室（１１）に流入するように、前記入口開口部（４２、５２）の断面積の比が容量流量の比に対応することを特徴する方法。
17. 請求項１乃至１６の何れか１項に記載のノズルを備えることを特徴とする医療機器、特に外科手術用器具。
18. 医学的目的のために外科手術用器具を接続可能な装置において、
    前記外科手術用器具が、
    −
    ａ．近位端面（２１）と、前記近位端面（２１）から離間された遠位端面（２２）とによって範囲が定められる混合室（１１）と、
    ｂ．前記遠位端面（２２）に形成された少なくとも１つのノズル開口部（２３）と、
    ｃ．前記混合室（１１）へとつながる少なくとも２つの供給導管（３０、４０、５０）と、
    を含むノズルを有し、
    前記装置が開ループまたは閉ループ制御ユニットを有し、
    前記流体の供給がノズルによって、前記開ループ制御ユニットにより制御されることを特徴とする装置。
19. 請求項１８に記載の装置において、
    前記開ループ制御ユニットによって、流体が半径方向に外側にずれた供給導管（４０、５０）のみを通って流れ、それゆえ、前記ノズル開口部（２３）から円錐ジェットが排出されることを特徴とする装置。
20. 請求項１８に記載の装置において、
    前記開ループ制御ユニットによって、流体が同軸的に配置された供給導管（３０）のみを通って流れ、したがって、前記ノズル開口部（２３）からフルジェットが排出されることを特徴とする装置。
21. 請求項１８に記載の装置において、
    開ループ制御ユニットによって、流体が同軸的に配置された供給導管（３０）と半径方向に外側にずれた供給導管（４０、５０）の両方を通って流れ、したがって前記円錐ジェットの治療対象組織に対する効果が増幅されることを特徴とする装置。

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