JP2015016088A - 中空針状体装置及び中空針状体装置の製造方法 - Google Patents

中空針状体装置及び中空針状体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】皮膚の部位に容易に素早く突き刺せ、この間に横ずれを生じなく所望量の注入液体の全量を確実に針状体の貫通孔を介し前記部位の皮内組織に注入出来る簡易な構成の中空針状体装置及びこのような中空針状体装置の製造方法を提供する。【解決手段】装置は一面14aに中空針状体12が形成され貫通孔12aが他面14bから前記針状体の外表面まで延出した本体14と、貫通孔12aにおいて針状体12の外表面における開口の周縁に設けられた針状体12の寸法よりも小さな寸法の突起12bと、を備えている。製造方法は前記装置の為の材料を溶融する工程と;前記装置の為の分割成形型に前記溶融材料を注入する工程と、前記型に注入され固化した前記材料で形成された前記装置を前記型から取り出す工程とを備えている。【選択図】図2

Description

この発明は、中空針状体装置及び中空針状体装置の製造方法に関係している。
例えば薬液やワクチンなどに代表される体内注入液体を人を含む動物の体内に注入する為の道具としては、注射針が良く知られている。注射針は注射器に取り付けられて人を含む動物の皮下組織に刺し込まれ、注射器中に予め収容されていた例えば薬液やワクチンの如き体内注入液体を動物の体内に注入する為に使用される。
注射針を動物の皮下組織になるべく大きな痛みや大きな出血を伴うことなく刺し込むには熟練を要する。注射針は再利用されることにより種々の感染症を引き起こす可能性が大きいことが従来から分かっていて、また廃棄時に廃棄に携わる人を傷つけるとともに廃棄された注射針により傷つけられた人に種々の感染症を引き起こす可能性が大きいことも従来から分かっている。
そこで近年では、板状の支持体の一面にミクロンオーダーの複数の針状体を形成したマルチ針状体装置を従来の注射針の代わりに使用することが行われてきている。
板状の支持体の前記一面上に形成されているミクロンオーダーの複数の針状体の高さを、皮内組織の厚さの範囲内に作成することにより、板状の支持体の前記一面上に形成されているミクロンオーダーの複数の針状体を動物の皮膚の表面に押し付けても大きな痛みや大きな出血を伴うことなく複数の針状体を動物の皮内組織に刺し込むことが出来る。
このようなマルチ針状体装置を使用して体内注入液体を動物の皮内組織内に注入する場合には、体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位に予め体内注入液体を塗布した後に上記部位にマルチ針状体装置の複数の針状体を突き刺したり、又は上記部位にマルチ針状体装置の複数の針状体を突き刺す前に複数の針状体に予め体内注入液体を塗布しておく。
しかも、皮内組織には抗原提示細胞が豊富に存在するので、抗原提示細胞に作用する体内注入液体を動物の皮内組織内に注入する場合には、このような体内注入液体の使用量を従来よりも減らすことが出来ることがある。
特表2012−509106号公報(特許文献1)には、前述した如きマルチ針状体装置が開示されている。特表2012−509106号公報(特許文献1)の複数の針状体の夫々は先端部が四角錐の形状をしている四角形状の断面を有していて、夫々の針状体には針状体が形成されている支持体において前記一面とは反対側の他面から四角錐の先端部の一斜面まで延出している貫通孔が形成されている。貫通孔には、体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位にマルチ針状体装置の複数の針状体を突き刺した後に、支持体の前記他面の側から体内注入液体が供給される。
特許第4457229号公報(特許文献2)には、三角錐形状の先端部分が三角錐形状の三角形状の斜面に対し斜めに切断されている切断面で構成されている針状体が支持体の一面に複数形成されているマルチ針状体装置が開示されている。このマルチ針状体装置の夫々の針状体には夫々の長手方向中心線に沿い支持体の他面から夫々の針状体の先端部の斜めの切断面まで延出した貫通孔が形成されている。貫通孔には、体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位にマルチ針状体装置の複数の針状体を突き刺した後に、支持体の前記他面の側から体内注入液体が供給される。
特表2012−509106号公報 特許第4457229号公報
前述した特表2012−509106号公報(特許文献1)及び特許第4457229号公報(特許文献2)の夫々に記載されている複数の針状体の夫々は鋭い先端部を有しているので、体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位に容易に素早く突き刺すことが出来る。
しかしながら、複数の針状体の夫々の外表面があまりにも鋭いので、動物の皮膚の前記部位に突き刺さっている間に前記皮膚の前記部位に沿った方向に向かう力が支持体に負荷されると、前記部位に対し横ずれを生じやすい。横ずれが生じると、夫々の針状体の外表面において前記横ずれの方向とは反対側に前記部位の皮内組織との間に隙間生じてしまい、この隙間から夫々の針状体の貫通孔により前記部位の皮内組織に注入された体内注入液体が前記部位の表面に漏れ出やすくなる。
この結果、所望の量の体内注入液体を複数の針状体の貫通孔を介して動物の皮膚の前記部位の皮内組織に注入したにも関わらず、前記所望の量の体内注入液体が動物の皮膚の前記部位の皮内組織に注入されないことになる。
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位に容易に素早く突き刺すことが出来るばかりでなく、動物の皮膚の前記部位に突き刺さっている間に前記皮膚の前記部位に沿った方向に向かう力が支持体に負荷されても前記部位に対し横ずれを生じにくく所望の量の体内注入液体の全量を確実に針状体の貫通孔を介して動物の皮膚の前記部位の皮内組織に注入することが出来る簡易な構成の中空針状体装置及びこのような中空針状体装置の製造方法を提供することである。
前述した目標を達成するために、この発明に従った中空針状体装置は:
少なくとも1つの中空針状体が形成されている一面と前記一面とは反対側の他面とを有しているとともに、前記中空針状体の貫通孔が前記他面から前記中空針状体の外表面まで延出している本体と;
前記中空針状体の前記貫通孔において前記中空針状体の外表面における開口の周縁に設けられた前記中空針状体の寸法よりも小さな寸法の突起と;
を備えていることを特長とする。
また、前述した目標を達成するために、この発明に従った中空針状体装置の製造方法は:
前述したこの発明に従った中空針状体装置の為の材料を溶融する工程と;
前述したこの発明に従った中空針状体装置の為の分割成形型に前記溶融した材料を注入する工程と;
前記分割成形型に注入された前記材料が固化した後に、固化した前記材料で形成された前述したこの発明に従った中空針状体装置を前記分割成形型から取り出す工程と;
を備えていることを特長とする。
前述した如く構成されたことを特長とするこの発明に従った中空針状体装置によれば、本体の一面に形成されている少なくとも1つの中空針状体において前記本体の前記他面から前記中空針状体の外表面まで延出している貫通孔において前記中空針状体の外表面における開口の周縁に前記中空針状体の寸法よりも小さな寸法の突起が設けられているだけなので構成が簡易であるのはもちろん、前記中空針状体を体内注入液体を注入しようとする動物の皮膚の部位に容易に素早く突き刺すことが出来るばかりでなく、前記中空針状体が動物の皮膚の前記部位に突き刺さっている間に前記皮膚の前記部位に沿った方向に向かう力が支持体に負荷されても前記小さな寸法の突起のお蔭により前記中空針状体が前記部位に対し横ずれを生じにくく所望の量の体内注入液体の全量を確実に針状体の貫通孔を介して動物の皮膚の前記部位の皮内組織に注入することが出来る。
図1は、この発明の一実施形態に従った中空針状体装置の概略的な斜視図である。 図2は、図1の中空針状体装置の中の1本の中空針状体及びその近傍の拡大された縦断面図である。 図3は、図1の中空針状体装置の製造方法に使用される図1の中空針状体装置の為の分割成形型の概略的な縦断面図である。
図1及び図2を参照しながら、この発明の一実施形態に従った中空針状体装置10について説明をする。
図1中に示されている如く、この発明の一実施形態に従った中空針状体装置10は、複数本の中空針状体12が形成されている一面14aと前記一面14aとは反対側の他面14bとを有しているとともに、中空針状体12の貫通孔12aが前記他面14bから中空針状体12の外表面まで延出している本体14を備えている。なお、この発明の概念に従えば、本体14の一面14aに形成される中空針状体12の数は少なくとも1本でも良い。
図2中に示されている如く、中空針状体12の貫通孔12aにおいて中空針状体12の外表面における開口の周縁に中空針状体12の寸法よりも小さな寸法の突起12bが少なくとも1つ設けられている。
この実施形態においては、突起12bは、中空針状体12の貫通孔12aにおいて中空針状体12の外表面の開口の周縁に沿い複数設けられている。
この実施形態においては、中空針状体12の外表面は、例えば円錐又は三角錐を含む多角錐である錐形状を有しているとともに前記錐形状の先端部が前記錐形状の中心線Cに対し傾斜した傾斜面12cになっていて、貫通孔12aにおける前記外表面の開口が傾斜面12c内に位置している。
しかしながら、中空針状体12は、外表面が、連続した形状、例えば丸,楕円,三角や四角を含む多角形状又はこれ等連続した形状に中心線Cに沿った溝が形成されている形状を有している棒状の基端部と、基端部分において本体14の一面14aから離れていて先端が尖っている先端部と、が組み合わされて構成されていて良く、この先端部が貫通孔12の中心線Cに対し傾斜した傾斜面12cになっていて、貫通孔12aにおける前記外表面の開口が傾斜面12c内に位置していることが出来る。
この実施形態においては、本体14の一面14aにおける中空針状体12の錐形状の外表面の基端の直径は、中空針状体12の錐形状の外表面の前記先端部の直径に比べると10%〜30%大きく設定されている。
この実施形態において少なくとも中空針状体12は、生体適合性樹脂を使用して形成されている。
少なくとも中空針状体12が、ポリアクリレート,ポリカーボネート,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリアミド,ポリイミド,ポリグリコール酸,ポリ乳酸,マルトース,デキストリン,これ等の共重合体又はこれらの少なくとも2つの組み合わせから選択された材料を使用して形成されることが出来るし、本体14も中空針状体12と同じ材料で一体に形成されて良い。
図3には、図1の中空針状体装置10の製造の為に使用される分割成形型20の縦断面図が概略的に示されている。分割成形型20は、図1中に示されている複数の中空針状体12を一面14aに備えている本体14の為の型凹所22aが分割面に形成されている第1型部分22と、第1型部分22の型凹所22aにおいて複数の中空針状体12に対応する部分に複数の中空針状体12に貫通孔12aを形成する為に挿入される複数の細長い貫通孔形成ロッド24aが分割面に形成されている第2型部分24と、を備える。そして第2型部分24には、第1型部分22の分割面に第2型部分24の分割面が合致された時に第1型部分22の分割面に開口している型凹所22aの部分に対面した第2型部分24の分割面の部分から第2型部分24の外表面まで延出した溶融材料供給孔24bが形成されている。
第1型部分22の分割面に第2型部分24の分割面が合致され、第1型部分22の分割面に開口している型凹所22aにおいて複数の中空針状体12に対応する部分に第2型部分24の複数の細長い貫通孔形成ロッド24aが挿入された後に、中空針状体装置10の為の予め溶融されていた材料が、公知の溶融材料注入機械により第2型部分24の溶融材料供給孔24bを介して第1型部分22の型凹所22aに注入される。
第1型部分22の型凹所22aに溶融された状態で注入された前記材料が固化する所定の時間の経過後に、第1型部分22の分割面から第2型部分24の分割面を分離させ第1型部分22の分割面に開口している型凹所22aにおいて複数の中空針状体12に対応する部分から第2型部分24の複数の細長い貫通孔形成ロッド24aを引き抜くと、固化した前記材料で形成された図1中に示されている中空針状体装置14が型凹所22a中に残る。その後、この中空針状体装置14は第1型部分22の分割面に開口している型凹所22aから取り出されることが出来る。
なお、中空針状体装置14の他面14bに体内注入液体(例えば、薬液やワクチン)を保持したカップ状の体内注入液体保持部材を液密に接続したり、中空針状体装置14の他面14bに体内注入液体(例えば、薬液やワクチン)を保持したプランジャー付きの注射器の外筒の注射針接続中空突起が着脱可能に接続された皿状の接続部材の開口を液密に接続することにより、中空針状体装置14を人の皮内組織に体内注入液体(例えば、薬液やワクチン)を注入する為に使用することが出来る。この場合には、中空針状体装置14の直径は約10mm〜約20mmの間であり、厚さは約0.5mm〜約1.5mmであり、個々の中空針状体12の高さは約0.5mm〜約1.5mmの間にあることが好ましいことが分かっている。
[実施例1]
そこで本願の発明者は、10mmの直径と0.8mmの厚さとを有している本体14と、1.1mmの高さを有し基本的に円錐形状をしており先端部が斜めに傾斜した傾斜面12cになっていて貫通孔12aが傾斜面12cに開口している中空針状体12が一面14aに4本形成されている中空針状体装置14を、根本の直径が100μmで先端部の直径が70μmの貫通孔形成ロッド24aを有している図3に示されている如き分割成形型20を使用して、ポリグリコール酸(PGA)により形成した。この場合、金型温度は90℃〜120℃に設定し、ポリグリコール酸(PGA)は230℃〜270℃の範囲に溶融した。この樹脂は結晶化すると強度を増し中空針状体12を変形しにくくするので、型凹所22aにおいて中空針状体装置14を成形中には結晶化させない温度に前記樹脂の温度を保ち、型凹所22aにおいて中空針状体装置14が成形された後には約100℃程度に約10分〜約30分間前記樹脂の温度を保持して前記樹脂を結晶化させた。この場合、個々の中空針状体12の重量は約0.1g〜約0.2gの範囲になった。
そして、このようにして作製した中空針状体装置14を、体内注入液体の代わりにメチレンブルー水溶液を保持したプランジャー付きの注射器と前述した如く組み合わせて、人の皮膚の代わりに豚の皮膚に押し付け、中空針状体装置14の4本の中空針状体12を豚の皮内組織に突き刺した後に、注射器のプランジャーを押して注射器からのメチレンブルー水溶液を中空針状体装置14の4本の中空針状体12の貫通孔12aを介し豚の皮内組織に通常の体内注入液体が注入される所望の量を注入し、その間に中空針状体装置14の本体14に通常の使用時において予想される豚の皮膚に沿う力を負荷したが、豚の皮膚からのメチレンブルー水溶液の漏れは生じなかった。
[実施例2]
本願の発明者はまた、10mmの直径と0.8mmの厚さとを有している本体14と、1.1mmの高さを有し基本的に円錐形状をしており先端部が斜めに傾斜した傾斜面12cになっていて貫通孔12aが傾斜面12cに開口している中空針状体12が一面14aに4本形成されている中空針状体装置14を、根本の直径が100μmで先端部の直径が70μmの貫通孔形成ロッド24aを有している図3に示されている如き分割成形型20を使用して、ポリカーボネート(PC)により形成した。この場合、金型温度は100℃に設定し、ポリカーボネート(PC)は280℃〜320℃の範囲に溶融した。この樹脂は結晶化すると強度を増し中空針状体12を変形しにくくするので、型凹所22aにおいて中空針状体装置14を成形中には結晶化させない温度に前記樹脂の温度を保ち、型凹所22aにおいて中空針状体装置14が成形された後には約100℃程度に約10分〜約30分間前記樹脂の温度を保持して前記樹脂を結晶化させた。この場合、個々の中空針状体12の重量は約0.1g〜約0.2gの範囲になった。
そして、このようにして作製した中空針状体装置14を、体内注入液体の代わりにメチレンブルー水溶液を保持したプランジャー付きの注射器と前述した如く組み合わせて、人の皮膚の代わりに豚の皮膚に押し付け、中空針状体装置14の4本の中空針状体12を豚の皮内組織に突き刺した後に、注射器のプランジャーを押して注射器からのメチレンブルー水溶液を中空針状体装置14の4本の中空針状体12の貫通孔12aを介し豚の皮内組織に通常の体内注入液体が注入される所望の量を注入し、その間に中空針状体装置14の本体14に通常の使用時において予想される豚の皮膚に沿う力を負荷したが、豚の皮膚からのメチレンブルー水溶液の漏れは生じなかった。
[実施例3]
本願の発明者は、10mmの直径と0.8mmの厚さとを有している本体14と、1.1mmの高さを有し基本的に円錐形状をしており先端部が斜めに傾斜した傾斜面12cになっていて貫通孔12aが傾斜面12cに開口している中空針状体12が一面14aに4本形成されている中空針状体装置14を、根本の直径が100μmで先端部の直径が70μmの貫通孔形成ロッド24aを有している図3に示されている如き分割成形型20を使用して、ポリプロピレン(PP)により形成した。この場合、金型温度は30℃〜40℃に設定し、ポリプロピレン(PP)は130℃〜150℃の範囲に溶融した。この樹脂は結晶化すると強度を増し中空針状体12を変形しにくくするので、型凹所22aにおいて中空針状体装置14を成形中には結晶化させない温度に前記樹脂の温度を保ち、型凹所22aにおいて中空針状体装置14が成形された後には約100℃程度に約10分〜約30分間前記樹脂の温度を保持して前記樹脂を結晶化させた。この場合、個々の中空針状体12の重量は約0.1g〜約0.2gの範囲になった。
そして、このようにして作製した中空針状体装置14を、体内注入液体の代わりにメチレンブルー水溶液を保持したプランジャー付きの注射器と前述した如く組み合わせて、人の皮膚の代わりに豚の皮膚に押し付け、中空針状体装置14の4本の中空針状体12を豚の皮内組織に突き刺した後に、注射器のプランジャーを押して注射器からのメチレンブルー水溶液を中空針状体装置14の4本の中空針状体12の貫通孔12aを介し豚の皮内組織に通常の体内注入液体が注入される所望の量を注入し、その間に中空針状体装置14の本体14に通常の使用時において予想される豚の皮膚に沿う力を負荷したが、豚の皮膚からのメチレンブルー水溶液の漏れは生じなかった。
10…中空針状体装置、12…中空針状体、12a…貫通孔、12b…突起、12c…傾斜面、14…本体、14a…一面、14b…他面、C…中心線、20…分割成形型、22…第1型部分、22a…型凹所、24…第2型部分、24a…貫通孔形成ロッド、24b…溶融材料供給孔。

Claims (7)

  1. 少なくとも1つの中空針状体が形成されている一面と前記一面とは反対側の他面とを有しているとともに、前記中空針状体の貫通孔が前記他面から前記中空針状体の外表面まで延出している本体と;
    前記中空針状体の前記貫通孔において前記中空針状体の外表面における開口の周縁に設けられた前記中空針状体の寸法よりも小さな寸法の突起と;
    を備えていることを特長とする中空針状体装置。
  2. 前記突起は前記中空針状体の前記開口の周縁に沿い複数設けられている、ことを特長とする請求項1に記載の中空針状体装置。
  3. 前記中空針状体の前記外表面は、錐形状を有しているとともに前記錐形状の先端部が前記貫通孔の中心線に対し傾斜した傾斜面になっていて、前記貫通孔における前記外表面の開口が前記傾斜面内に位置している、ことを特長とする請求項1又は2に記載の中空針状体装置。
  4. 前記本体の前記一面における前記中空針状体の前記錐形状の前記外表面の基端の直径は、前記中空針状体の前記錐形状の前記外表面の前記先端部の直径に比べると10%〜30%大きく設定されている、ことを特長とする請求項3に記載の中空針状体装置。
  5. 少なくとも前記中空針状体が生体適合性樹脂を使用して形成されている、ことを特長とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の中空針状体装置。
  6. 少なくとも前記中空針状体が、ポリアクリレート,ポリカーボネート,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリアミド,ポリイミド,ポリグリコール酸,ポリ乳酸,マルトース,デキストリン,これ等の共重合体又はこれらの少なくとも2つの組み合わせから選択された材料を使用して形成されている、ことを特長とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の中空針状体装置。
  7. 請求項1乃至6の何れか1項に記載の中空針状体装置の製造方法であって:
    請求項1乃至6の何れか1項に記載の中空針状体装置の為の材料を溶融する工程と;
    請求項1乃至6の何れか1項に記載の中空針状体装置の為の分割成形型に前記溶融した材料を注入する工程と;
    前記分割成形型に注入された前記材料が固化した後に、固化した前記材料で形成された請求項1乃至6の何れか1項に記載の中空針状体装置を前記分割成形型から取り出す工程と;
    を備えている中空針状体装置の製造方法。
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