JP2016005543A - 注入針装置及び注入器具セット - Google Patents

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【課題】低侵襲性に優れ、且つ、効率に優れた注入針装置を提供すること。
【解決手段】閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側面開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの注入針と、少なくとも1つの注入針を支持する支持ブロックと、を備える注入針装置であって、支持ブロックは、少なくとも1つの注入針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、少なくとも1つの注入針は、傾斜面から突出して延びている、注入針装置が提供される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、注入針装置及び注入器具セットに関する。
近年、iPS細胞などの幹細胞を分化誘導して得られた細胞またはその凝集体を患部組織に移植する、再生医療が注目されている。また、各種薬剤及び/又はウィルスベクターを患者の患部組織に注入して行う、遺伝子治療による組織または臓器の再生が注目されている。このような再生医療等においては、従来、先端部に単一の開口を有する単一の注射針を有する注射器が用いられている。このような従来の注射器では、例えば、細胞を移植する場合、細胞は単一の注射針の単一の開口から送出されるため、一回の刺入によって移植される細胞の数が少なく、また、移植可能な組織の範囲も、針の先端部周辺に限られる。これは、十分な数の細胞を広範囲にわたって移植する必要のある再生医療においては、効率が低い。これに対し、複数の針を有する注射装置も存在するが(特許文献1〜3)、これらの針は、刺入のための尖った縁部を有しており、針の尖った縁部が組織を損傷させることから、低侵襲性の観点から不十分である。また、針の尖った縁部は、組織内を通る血管をも損傷させるおそれがあり、さらに、針の刺入長さによっては、針が組織を貫通してしまうおそれもある。また、細胞は一定の範囲内に均一に移植されることが望まれるが、外科医の手動操作のみでは、一定間隔で適切に針を位置決めすることが困難な場合がある。
特表2013−514114 特表2013−544600 特開2014−036846
低侵襲性に優れ、且つ、効率に優れた注入針装置の開発が望まれている。
本発明の一実施形態によれば、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの移植針と、少なくとも1つの移植針を支持する支持ブロックと、を備える移植針装置であって、支持ブロックは、少なくとも1つの移植針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、少なくとも1つの移植針は、傾斜面から突出して延びている、移植針装置が提供される。この構成によれば、移植針は、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備えるので、従来の先端部に単一の開口を有する針と比較して、細胞などの移植物質の大きさ等に合わせて、開口の形状を比較的自由に設定することができる。また、針の側部開口を複数形成することによって、細胞などの移植物質を組織内の広い範囲にわたって送出することができる。また、少なくとも1つの移植針を支持する支持ブロックは、少なくとも1つの移植針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、少なくとも1つの移植針は、傾斜面から突出して延びているので、傾斜面が移植の対象となる組織に接触するまで移植針を刺入することにより、組織を貫通するおそれなく、且つ、十分な刺入長さを得るように、移植針を所望の角度で容易に刺入することができる。また、傾斜面が組織に接触することにより刺入が停止されるので、所望の刺入長さが得られたことを医師が触覚により容易に確認することができる。また、傾斜面を移植の対象となる組織に密着させることによって、移植物質を送出する間、移植針装置の位置を安定させることができる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの移植針は、傾斜面において実質的に正五角形の頂点を形成する位置および正五角形の中心に配置されている6つの直線状の移植針から構成されている。この構成によれば、移植針装置を、単に、所定のピッチで直進させることによって、所望の範囲内に効率よく移植することができる。
本発明の一実施形態によれば、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの移植針と、少なくとも1つの移植針を支持する支持ブロックと、を備える移植針装置であって、少なくとも1つの移植針は、円弧状の針である、移植針装置が提供される。この構成によれば、移植針は、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備えるので、従来の先端部に単一の開口を有する針と比較して、細胞などの移植物質の大きさ等に合わせて、開口の形状を比較的自由に設定することができる。また、針の側部開口を複数形成することによって、細胞などの移植物質を組織内の広い範囲にわたって送出することができる。また、移植針は円弧状の針であるので、移植針を円弧状に刺入することにより、組織を貫通するおそれなく、且つ、十分な刺入長さを得るように、移植針を所望の角度で容易に刺入することができる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの移植針は、支持ブロックの先端面に一列に並んで配置されている。この構成により、円弧状の針を、組織内の血管等の、刺入したくない部分を避けた範囲に刺入することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植針装置の支持ブロックは、先端面に対して傾斜する傾斜面を備えている。この構成によれば、傾斜面が移植の対象となる組織に接触するまで移植針を刺入することにより、組織を貫通するおそれなく、且つ、十分な刺入長さを得るように、移植針を所望の角度で容易に刺入することができる。また、傾斜面が組織に接触することにより刺入が停止されるので、所望の刺入長さが得られたことを医師が触覚により容易に確認することができる。また、傾斜面を移植の対象となる組織に密着させることによって、移植物質を送出する間、移植針装置を安定化することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植針の閉鎖された先端部は、鈍い先端部を形成している。この構成により、針の先端部によって組織や血管を損傷させるおそれを最小限に抑えることができ、低侵襲性に優れる移植針装置を提供することができる。また、針が組織を貫通してしまうおそれを最小限に抑えることができる。
本発明の一実施形態によれば、側部開口は、少なくとも1つの移植針の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置されている。この構成によれば、適切な数の細胞を、広範囲にわたって三次元的に均一に分配することが容易になる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの移植針は、支持ブロックから互いに同じ長さで突出する複数の移植針から構成されている。これにより、複数の移植針を同一の刺入長さで刺入することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植針装置を、移植の対象となる組織に対して案内するための案内部材であって、案内部材は、実質的に管状の形態を備えており、案内部材の先端面は、少なくとも1つの移植針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、案内部材の側面は、案内部材の周方向の一部にわたって開放されている、案内部材が提供される。この構成によれば、移植針装置を所望の刺入角度に従って、容易に案内することができる。また、刺入後に移植針装置の姿勢を変えることなく容易に案内部材を取り除くことができる。従って、案内部材によって刺入後の外科医の手技が妨げられることがない。また、周方向に閉じられた案内部材が生体組織から蒸散する水蒸気で曇り、刺入箇所の視認を妨げるおそれもない。
本発明の一実施形態によれば、移植器具セットであって、移植針装置と、少なくとも1つの移植針を、移植の対象となる組織に対して刺入するための刺入装置と、を備えており、刺入装置は、移植の対象となる組織に対して固定可能な固定部と、移植の対象となる組織の表面に沿って移植針装置を直進させる第1の可動部と、移植の対象となる組織に対して少なくとも1つの移植針を抜き差しするように、移植針装置を回動させる、第2の可動部と、を備える、移植器具セットが提供される。この構成により、刺入装置を用いて移植針装置を組織の表面に沿って直進方向に移動させ、所望の刺入位置で回動させることができるので、所望の範囲内に均一な移植を効率良く容易に行うことができる。
本発明の一実施形態によれば、固定部は、移植の対象となる組織の表面上で開口する開口部を有するプレート部材を備えており、第1の可動部は、プレート部材の側部に固定されており、且つ、歯車を備えるレール部材と、歯車と協働する歯部を備えており、レール部材に沿ってスライド可能なラック部材と、を備えており、第2の可動部は、ラック部材に固定される基部と、基部に回転可能に取り付けられる軸部と、軸部に固定される刺入レバーと、一端が軸部に固定され、他端が移植針装置に固定可能な、アーム部とを備えている。
本発明の一実施形態によれば、アーム部は、軸部に固定される本体と、移植針装置に固定可能なプランジャと、を備えており、プランジャは、本体に固定されたプランジャ受け部に摺動可能に受け入れられており、移植針装置の支持ブロックは、プランジャを受け入れ可能な切欠きを備えている。この構成によれば、支持ブロックの切欠きにプランジャの先端を挿入することによって、移植針装置を確実にアーム部に固定することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植器具セットにおいて、アーム部の本体は、支持ブロックに係合可能な係合面を有しており、支持ブロックは、係合面とプランジャの間で保持される。この構成によれば、支持ブロックを、アーム部本体の係合面とプランジャの先端との間で確実に固定することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植器具セットにおいて、アーム部は、軸部の開口部内に配置されており且つプランジャに対して移動可能なロッドを備えており、ロッドと開口部とは互いに対応するねじ部を備えている。この構成によれば、ロッドを回転させることによってプランジャを支持ブロックに対して容易に移動させることができる。
本発明の一実施形態によれば、移植器具セットにおいて、ロッドは、把持部を備えている。この構成によれば、支持ブロックを固定するために、ロッドを手動により容易に操作することができる。
本発明の一実施形態によれば、移植器具セットにおいて、歯車は、把持部を有する軸部を備えている。この構成によれば、第2の可動部を所望の刺入位置に移動させるために、歯車を手動により容易に操作することができる。
本発明の一実施形態によれば、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの注入針と、少なくとも1つの注入針を支持する支持ブロックと、を備える注入針装置であって、支持ブロックは、少なくとも1つの注入針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、少なくとも1つの注入針は、傾斜面から突出して延びている、注入針装置が提供される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの注入針は、傾斜面において実質的に正五角形の頂点を形成する位置および正五角形の中心に配置されている6つの直線状の注入針から構成されている。
本発明の一実施形態によれば、閉鎖された先端部と、内腔及び内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの注入針と、少なくとも1つの注入針を支持する支持ブロックと、を備える注入針装置であって、少なくとも1つの注入針は、円弧状の針である、注入針装置が提供される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの注入針は、支持ブロックの先端面に一列に並んで配置されている。
本発明の一実施形態によれば、注入針装置の支持ブロックは、先端面に対して傾斜する傾斜面を備えている。
本発明の一実施形態によれば、注入針の閉鎖された先端部は、鈍い先端部を形成している。
本発明の一実施形態によれば、側部開口は、少なくとも1つの注入針の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置されている。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの注入針は、支持ブロックから互いに同じ長さで突出する複数の注入針から構成されている。
本発明の一実施形態によれば、注入針装置を、注入の対象となる組織に対して案内するための案内部材であって、案内部材は、実質的に管状の形態を備えており、案内部材の先端面は、少なくとも1つの注入針の本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、案内部材の側面は、案内部材の周方向の一部にわたって開放されている、案内部材が提供される。
本発明の一実施形態によれば、注入器具セットであって、注入針装置と、少なくとも1つの注入針を、注入の対象となる組織に対して刺入するための刺入装置と、を備えており、刺入装置は、注入の対象となる組織に対して固定可能な固定部と、注入の対象となる組織の表面に沿って注入針装置を直進させる第1の可動部と、注入の対象となる組織に対して少なくとも1つの注入針を抜き差しするように、注入針装置を回動させる、第2の可動部と、を備える、注入器具セットが提供される。
本発明の一実施形態によれば、固定部は、注入の対象となる組織の表面上で開口する開口部を有するプレート部材を備えており、第1の可動部は、プレート部材の側部に固定されており、且つ、歯車を備えるレール部材と、歯車と協働する歯部を備えており、レール部材に沿ってスライド可能なラック部材と、を備えており、第2の可動部は、ラック部材に固定される基部と、基部に回転可能に取り付けられる軸部と、軸部に固定される刺入レバーと、一端が軸部に固定され、他端が注入針装置に固定可能な、アーム部とを備えている。
本発明の一実施形態によれば、アーム部は、軸部に固定される本体と、注入針装置に固定可能なプランジャと、を備えており、プランジャは、本体に固定されたプランジャ受け部に摺動可能に受け入れられており、注入針装置の支持ブロックは、プランジャを受け入れ可能な切欠きを備えている。
本発明の一実施形態によれば、注入器具セットにおいて、アーム部の本体は、支持ブロックに係合可能な係合面を有しており、支持ブロックは、係合面とプランジャの間で保持される。
本発明の一実施形態によれば、注入器具セットにおいて、アーム部は、軸部の開口部内に配置されており且つプランジャに対して移動可能なロッドを備えており、ロッドと開口部とは互いに対応するねじ部を備えている。
本発明の一実施形態によれば、注入器具セットにおいて、ロッドは、把持部を備えている。
本発明の一実施形態によれば、注入器具セットにおいて、歯車は、把持部を有する軸部を備えている。
本発明によれば、低侵襲性に優れ、且つ、効率に優れた注入針装置を提供することができる。また、本発明によれば、注入針装置を用いて効率よく容易に注入を行うことのできる刺入装置を提供することができる。尚、本発明においては、細胞を患者の体内に移植することも「注入」の概念に含まれる。注入の対象となる組織は、特に限られない。また、注入される物質は、例えば、細胞、各種薬剤及び/又はウィルスベクター等であることができるが、これらに限られない。
本発明の第1実施形態による移植針装置の外観を示す斜視図である。 (a)は、図1に示す移植針の長さ方向における側部開口の配置を示す図であり、(b)は、移植針の周方向における側部開口の配置を示す図である。 シリンジに取り付けられた移動針装置を示す側面図である。 図3の部分拡大断面図である。 図4のA−A線に沿った断面図である。 図3の移植針装置の使用説明図である。 移植針装置のための案内部材の斜視図である。 (a)は、シリンジに取り付けられた、本発明の第3実施形態による移植針装置の一部を断面で示す側面図であり、(b)は、(a)のB−B線に沿った断面図である。 第3実施形態による移植針装置の移植針の刺入方向を示す図である。 第3実施形態による移植針装置を用いた移植工程のイメージ図である。 移植針装置と共に使用可能な刺入装置の側面図である。 刺入装置を、図10とは反対の側から見た側面図である。 刺入装置を移植針の直進方向に見た正面図である。 刺入装置の固定部を示す底面図である。 刺入装置の第1可動部及び第2可動部を示す上面図である。 移植針装置のアーム部の機構を示す図である。 移植針装置の取り付け前後における図15の機構を示す図である。 移植針装置の刺入前の姿勢を説明する図である。 移植針装置の刺入後の姿勢を説明する図である。
以下、図1乃至図6Aに参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態による移植針装置1の外観を示す斜視図である。移植針装置1は、少なくとも1つの移植針2と、少なくとも1つの移植針2を支持する支持ブロック3と、を備えている。本実施形態では、6つの移植針2が設けられているが、移植針2の数は、特に限られない。図1に示すように各移植針2は、複数の側部開口4を備えている。図2は、移植針2の部分破断側面図である。移植針2は、テーパ部を有する先端部5と、実質的に直線状に延びる管状の本体部6を備えており、本体部6は、細胞等の移植物質を溶液と共に受け入れる内腔7および内腔7と連通する側部開口4を有している。本実施形態では、本体部6は、その長さ方向両端において開口しており、先端部5の基端側に形成された小径部9が本体部6の一端に嵌合されることにより、先端部5が本体部6に取り付けられている。しかし、先端部5と本体部6とは、一部品として一体に形成されていてもよい。図2に示されるように、先端部5は中実である。換言すれば、移植針2は、閉鎖された先端部5を有しており、従来の注射針のような針先に形成される開口部を有していない。さらに、本実施形態では、先端部5は、鈍い(換言すれば、丸みを付けられた)先端部を形成している。尚、図1において、8は、移植針装置1を、例えばシリンジに取り付けるために、支持ブロック3を把持する際の滑り止めとして形成される溝である。
上記したように、移植針2の本体部6の側面には、その長さ方向に内腔7と連通する側
部開口4が形成されている。移植針2の先端部5を閉鎖し、本体部6の側面に側部開口4を形成することによって、移植物質を、従来のような、針の先端部近傍の限られた範囲ではなく、移植針2の長さ方向に沿った広い範囲にわたって送出することができる。側部開口4の位置及び数を調整することによって、所望の範囲での送出が可能になる。また、側部開口4は、移植物質の大きさ等に応じて、送出をスムーズに行うために適した形状に自由に設定することが可能である。図示の例では、側部開口4は、長穴の形態を有している。また、側部開口4は、本体部6に対する内径側が円滑な表面を形成するように、バリ取り加工されていてよい。これは、特に移植物質が細胞である場合に、側部開口4からの送出時における細胞の損傷を最小限にするために好ましい。
図2の実施形態では、側部開口4は、移植針2の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置されている。複数の側部開口4を、移植針2の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置することによって、適切な量の移植物質を、広範囲にわたって三次元的に均一に分配することが容易になる。図2には9つの側部開口4が示されている。しかし、側部開口4の配置される位置、パターン、及び側部開口4の数は、本実施形態のものに限られない。図2の実施形態では、9つの側部開口4の各々が、隣接する側部開口4に対して120度回転した位置に配置されている(図2(b)参照)。しかし、他の実施形態では、例えば、6つの側部開口4を形成することができる。また、このとき、一対の側部開口4が長手方向に一列に並び、且つ、側部開口4の各対が、隣接する対に対して120度の角度位置に配置されるように、6つの側部開口4を位置決めすることもできる。
移植針装置1は、図3に示すように、例えばシリンジに取り付けられることができる。図4は、シリンジに取り付けられた移植針装置1の長さ方向断面を示す。図4において、シリンジは、二点鎖線で示されている。支持ブロック3は、その基端側から先端側に向けて窪んでいる実質的に円形の凹部10と、凹部10の底面から、支持ブロック3の先端側に向けて延びる複数の細長い内腔11を有している。これら細長い内腔11に移植針2の本体部6が固定される。凹部10には、支持ブロック3の内周面に形成される段部12と係合するように配置される外側環状部材13と、外側環状部材13の内側に配置される内側中央部材14とが設けられており、内側中央部材14は、凹部10の底面において、ピン15を介して位置決めされる。外側環状部材13と支持ブロック3の内周面との間には、Oリングが配置される。
本実施形態では、移植針装置1をシリンジに取り付けるための取り付けブロック16が、支持ブロック3の基端側から突出するように形成される。取り付けブロック16の基端側は、従来のシリンジに、例えば、ルアーロック式に固定されることができるようにねじ部を有しており、先端側は、外側環状部材13と内側中央部材14の間に挿入可能に構成されている。取り付けブロック16は、シリンジの流路形成部(符号省略)を受け入れ可能なように実質的に管状の形態を有しており、シリンジの流路は、内側中央部材14に形成される中央流路17と連通させられる。凹部10の底面近傍において、中央流路17は、内側中央部材14の中央流路17を画定する環状壁を半径方向に貫通する放射状の分岐流路18と連通しており、分岐流路18は、内側中央部材14の外周面と支持ブロック3の内周面との間に形成される環状流路19に連通している(図5を参照)。環状流路19は、上述した内腔11の各々に連通している。従って、シリンジに供給された細胞等の移植物質20は、シリンジのプランジャ(図示せず)の移動に従って中央流路17内に送られ、中央流路17から分岐流路18及び環状流路19を通って、各内腔11内に送られる。内腔11内に送られた移植物質20は、移植針2の本体部6から側部開口4を通って組織内に送出される。
取り付けブロック16は、支持ブロック3に対して接着剤または溶接等により固定する
ことができる。支持ブロック3は、移植針2の直線状に延びる本体部6の側面に対して傾斜する傾斜面21を有しており、移植針2は、傾斜面21から直線状に外側に突出して延びている。また、移植針2は、互いに同じ長さだけ支持ブロック3から突出していることが好ましい。
図6Aに、シリンジに取り付けられた移植針装置1の使用状態を示す。移植針2は、傾斜面21から直線状に外側に突出して延びているので、傾斜面21が移植の対象となる組織に接触するまで刺入を行うことにより、組織を貫通するおそれなく、且つ、十分な刺入長さで移植針2が刺入されたことを、触感によって容易に確認することができる。移植針2は、互いに同じ長さだけ支持ブロック3から突出しているので、複数の移植針2を同じ刺入長さで刺入することができる。また、図6Aに示すように、傾斜面21を組織表面50に密着させた状態で移植物質の送出を行うことにより、移植針2の位置が安定した状態で移植を行うことができる。
これにより、第1実施形態によれば、複数の移植針2を所望の角度(例えば、斜め45度)で組織に刺入して、従来と比べて大きな刺入長さで、且つ、組織を貫通するおそれなく移植を行うことができる。従って、従来と比べて、一回の刺入によって十分な量の移植物質を広い範囲にわたって移植することができる。移植針2は、閉鎖された鈍い先端部5を有しているので、組織を損傷させるおそれを最小限にすることができる。また、移植針2は側部開口4を有しているので、移植物質の大きさ等に応じて開口の大きさを比較的自由に設定することができ、また、開口の数、形成位置及びパターンを調整することによって、移植物質の送出量を調整することができる。また、支持ブロック3の傾斜面21を組織表面50に密着させることができるので、移植物質を送出する間、移植針装置1の位置を安定化することができる。これは、例えば、心筋細胞を移植する際、移植針装置1を心臓の拍動に同期させることができるので、移植時に移植針2が組織に対して動くことを効果的に防止することができる。また、移植針2の大きな刺入長さは、移植後に組織から移植針2を引き抜く際に生じる、移植物質の漏出(ポンプアウト)を低減することができる点でも有利である。
また、本実施形態では、特に図5に示す内腔11の位置から理解できるように、移植針2は、傾斜面21において、実質的に正五角形の頂点を形成する位置および正五角形の中心に配置されている6つの直線状の移植針2から構成されている。複数回の刺入を行うために移植針装置1を組織表面上で直進方向に移動させる場合、正五角形の頂点を形成する位置および正五角形の中心に配置される移植針2の配列は、所定の範囲内で効率よく均一な移植をするのに有利である。
尚、本発明の第2実施形態によれば、移植針装置1を案内するために好適に用いられる、図6A及び図6Bに示すような案内部材22が提供される。図6Aでは、案内部材22は、断面で示されている。案内部材22は、実質的に管状の形態を備えており、先端面22aが、支持ブロック3の傾斜面21と同様に、案内される移植針装置1の移植針2の本体部6の側面に対して傾斜している。これにより、移植針装置を所望の刺入角度に従って容易に案内することができる。また、案内部材22の側面は、案内部材22の周方向の一部にわたって開放されている。すなわち、案内部材22の側面は、図6Bに示すような開放部22bを有している。これにより、刺入後に案内部材22を、開放部22bを介して移植針装置1から容易に取り除くことが可能になる。従って、刺入後の外科医の手技が、案内部材22によって妨げられることがない。また、周方向に閉じられた壁を有する従来の案内部材は、壁が生体組織の熱で曇り、刺入箇所の視認を妨げる場合があるが、周方向に沿って部分的に開放された案内部材22は、生体組織から蒸散する水蒸気を逃がすことができるので、曇りが生じるおそれがない。
次に、図7乃至図9に参照して、本発明の第3実施形態による移植針装置30を説明する。図7(a)は、シリンジに取り付けられた、移植針装置30の側面図である。第1実施形態と同様に、移植針装置30は、閉鎖された先端部31と、内腔及び内腔に連通する側部開口42を含む本体部32とを備える、少なくとも1つの移植針33と、少なくとも1つの移植針33を支持する支持ブロック34と、を備えている。また、支持ブロック34には、シリンジに移植針装置30を取り付けるための取り付けブロック35が取り付けられている。図7(a)では、支持ブロック34及び取り付けブロック35のみを断面図で示している。第3実施形態では、移植針33は、全体に円弧状に湾曲した形態に形成されている。第3実施形態の円弧状の移植針33は、複数本(本実施形態では4本)が、支持ブロック34の先端面36に一列に(図7の紙面に垂直な方向に)並んで配置されている。換言すれば、円弧状の移植針33は、あたかもフォークの先のように先端面36に一列に配置されており、これにより、移植針33が円弧状であっても、血管等の刺入したくない部分、損傷を与えたくない部位を避けながら、適切な位置を選択して刺入することが容易になる。また、先端面36から、互いに同一の長さで突出して延びているので、複数の移植針33を同一の刺入長さで組織を貫通するおそれなく刺入することができる。支持ブロック34は、また、移植針33が配置される先端面36に対して傾斜する傾斜面37を備えている。
支持ブロック34は、その基端側から先端側に向けて窪んでいる実質的に円形の凹部38を有している。取り付けブロック35は、その基端部が、従来のシリンジに、例えば、ルアーロック式に固定されることができるようにねじ部を有しており、且つ、シリンジの流路形成部を受け入れ可能なように管状の形態を有している。取り付けブロック35の先端部は、支持ブロック34の凹部38に挿入可能に構成されており、先端部の中央には、シリンジの流路形成部の流路と連通可能な中央流路39が形成されている。先端部の外周面と凹部38の内周面との間には、Oリングが配置される。支持ブロック34の凹部38の底面には、中央流路39と連通し、且つ、支持ブロック34における、各移植針33を受け入れる内腔と連通する分岐開口40を含む細長い流路41が形成されている。図7(b)に図7(a)のB−B線に沿った断面を示す。図7(b)に示すように、細長い流路41は、移植針33の配列方向(図7の紙面に垂直な方向)に延びる長穴の形状を有しており、移植針33の内腔と連通する分岐開口40を備えている。
図8に、移植針装置30の移植針33の刺入方向を示す。例えば、円弧状の移植針33の曲率中心周りに移植針装置30を回動させることにより、移植針33を組織に刺入することができる。図8の例では、移植針33は、曲率半径R30の円弧状であり、移植針装置30を、組織表面50に対して概ね垂直な姿勢から移植針33の曲率中心周りに約45度回動させることにより刺入を行う。これにより、移植針33が円弧状に組織に刺入され、その結果、移植針33の本体32の先端側が、組織表面50に沿って概ね水平な方向に配置される。従って、組織を貫通するおそれを最小限に抑えつつ、大きな刺入長さを確保することができる。Rの値を変えることにより、刺入長さを所望の大きさに調整することができる。また、傾斜面37が移植の対象となる組織の表面50に接触するまで刺入を行うことにより、組織を貫通するおそれなく、且つ、十分な刺入長さで移植針33が刺入されたことを、触感によって容易に確認することができる。移植針33は、互いに同じ長さだけ支持ブロック34から突出しているので、複数の移植針33を同じ刺入長さで刺入することができる。また、傾斜面37を組織表面50に密着させた状態で移植物質の送出を行うことにより、移植針33の位置が安定した状態で移植を行うことができる。
また、側部開口42の形状、側部開口42の数、側部開口42の配置される位置及びパターン等を調整することにより、適切な量の移植物質を所望の範囲に均一に移植することができる。また、移植針33の先端部31を鈍い先端部とすることにより、移植針33で組織や血管を損傷させるおそれを最小限にすることができる。
図9に、この移植針装置30を用いた移植工程のイメージ図を示す。図9(a)に示すように、一回の刺入により、概ね水平方向を向いた本体部32の先端側に形成された側部開口42を通って移植物質が組織内に送出される。図9(b)に示すように、移植針装置30を直進方向に所定のピッチで移動させることにより、所望の範囲に効率よく且つ均一に移植物質を送出することが可能になる。
尚、移植針2、33には種々のコーティングを施すことができ、例えば、MPCコーティングを施すことができる。
尚、上記実施形態では、移植針装置1、30をシリンジに取り付けて用いる場合について説明したが、移植針装置1、30は、必ずしもシリンジに取り付けられなくてもよい。例えば、内視鏡等、移植のために使用され得る種々の装置に取り付けることができる。
本発明の第4実施形態によれば、このような移植針装置1、30の直進方向移動と回動を繰り返すことにより、所望の範囲内に均一な移植を効率よく、容易に行うことのできる刺入装置60を提供することができる。
以下、図10乃至図17Bに参照して、刺入装置60の例を説明する。図10は、刺入装置60の側面図であり、図11は、図10とは反対の側から見た側面図である。図12は、刺入装置60を移植針装置30の直進方向から見た正面図であり、換言すれば、図10の左側から見た刺入装置60の図である。図13は、刺入装置60の固定部を示す底面図であり、換言すれば、図10の下側から見た刺入装置60の図である。図14は、刺入装置60の第1の可動部及び第2の可動部を示す上面図である。尚、本実施形態では、刺入装置60が移植針装置30と共に使用される場合について説明するが、刺入装置60は、移植針装置1と共に用いることもでき、また、移植針装置1、30と共に、移植器具セットを構成することができる。
刺入装置60は、拍動する心臓の一部分を固定するための、当業者にはよく知られたスタビライザに取り付けられた状態で用いられてよい。図10及び図13には、スタビライザの部分が二点鎖線で示されている。すなわち、本実施形態では、刺入装置60は、針移植装置1、30と共に、心筋組織に細胞を移植するために用いることができる。しかし、本発明において、移植の対象となる組織は、必ずしも心筋組織に限られるものではない。本発明の移植針装置1、30および刺入装置60は、細胞等の移植物質を移植することが必要とされる種々の組織に対して使用可能である。
刺入装置60は、移植の対象となる組織(本実施形態では心筋組織)に対して固定可能な固定部と、組織の表面に沿って移植針装置30を直進させる第1の可動部と、組織に対して移植針を抜き差しするように移植針装置30を回動させる、第2の可動部とを備えている。固定部は、実質的に板状のプレート部材61によって形成されることができ、プレート部材61は、スタビライザの実質的に馬蹄形状を有するフット部62(特に、図13を参照)の内側表面に沿うように形成された表面を有する係合部63(特に、図12を参照)を有することができる。係合部63をフット部62の内側表面に係合させることにより、プレート部材61をフット部62に固定することができる。プレート部材61は、組織の表面50上で開口する開口部64を有しており、この開口部64は、実質的に馬蹄形状を有するフット部62の開口と整合するように位置決めされる。プレート部材61の上面における、フット部62に沿う左右側部上には、それぞれ、細長いレール部材65が固定されており、各レール部材65の内側に細長いスライドプレート80が配置されている。各レール部材65の内側面には、レール部材65の長さ方向に延びる溝65aが形成されており、スライドプレート80は、溝65aに沿って摺動可能である。一方のレール部
材65の内部には、レール部材65の長さ方向に整列して配置され、プレート部材61及びレール部材65を貫通する軸部67を含む一対の歯車部材66が配置されており、レール部材65の内側面は、溝65a内に開口する開口部(図示せず)を有している。この開口部を介して、歯車部材66の歯部が溝65a内に露出される。一方の歯車部材66は、スライドプレート80を溝65aに沿って摺動させるための駆動歯車として作用することができ、レール部材65の上方に延びた軸部67の先端部には、駆動歯車を手動で操作するための移動ノブ68(把持部)を取り付けることができる。他方の歯車部材66は、アイドル歯車として作用することができ、その軸部67は、ナット69によりプレート部材61及びレール部材65から抜け止めされている。各レール部材65は、プレート部材61にねじ留めにより固定されることができる。他方のレール部材65には、刺入装置60全体を移動させる際に把持するためのハンドル70が取り付けられていてよい。ハンドル70は、略水平方向に延びるバー72とバー72の両端から下方に延びて、レール部材65及びプレート部材61を貫通するピラー73を備えることができる。
スライドプレート80の一方は、側面に、歯車部材66と協働してスライドプレート80をレール部材65の溝65aに沿ってスライドさせる歯部81を備える、ラック部材を構成することができる。従って、歯車部材66とラック部材80とは、組織の表面50に沿って移植針装置30を直進させることのできる第1の可動部を構成することができる。スライドプレート80は、スライドプレート80上に固定される第2の可動部がスタビライザのアーム82に干渉しない範囲内で、レール部材65に沿って摺動可能であることが好ましい。
スライドプレート80の上表面には、第2の可動部の基部83が取り付けられている。基部83は、中央開口84を有するように平面形状が実質的に環状であり、側面形状が略L字状(図10及び図11参照)を形成するように、左右方向に互いに間隔をあけて上方に突出する2つの突出端部85を備えている。基部83は、スライドプレート80にねじ留めされている。尚、基部83とスライドプレート80とは、別体でなく、互いに一体化されていてもよい。
基部83の突出端部85には、移植針装置30を回動させる回動部が取り付けられており、回動部は、刺入レバー86と、刺入レバー86が固定される回動軸部87と、回動軸部87に固定されたアーム部88を備えている。回動軸部87は、基部83の突出端部85内に配置される2つの小径軸部89と、両端が小径軸部89に固定され、2つの突出端部85の間に配置される、大径軸部90とを備えることができる。アーム部88は、後述する機構により、移植針装置30に固定可能である。
アーム部88の具体的構成の例を図15に示す。回動軸部87には、実質的にU字形の平面形状を有するように屈曲する(特に、図14を参照)板状のアーム本体91が固定されており、アーム本体91は、回動軸部87と一体に回動することができる。具体的には、アーム本体91は、長さ方向に延びて、一端が回動軸部87に固定される側面部91aと、側面部91aの他端の間を延びる先端面部91bを備えている。先端面部91bは、移植針装置30の支持ブロック34に係合することができるように構成されている。アーム本体91の内側には、アーム本体91の長さ方向に大径軸部90を貫通するロッド92が延びており、ロッド92の先端部外周に押えノブ93(把持部)が取り付けられている。大径軸部90における、ロッド92が貫通する穴の内周部と、ロッド92の基端部外周には、互いに協働するねじ部が形成されており、押えノブ93を回転させることにより、ロッド92を大径軸部90内で移動させ、プランジャ受け部94内に配置されたプランジャ95の基端側を押えノブ93で押圧することができる。これにより、プランジャ95を前進させることができる。プランジャ受け部94は、アーム本体91に固定されている。プランジャ受け部94内には、プランジャ95を基端方向に付勢するコイルばね96が設
けられており、コイルばね96の端部は、プランジャ受け部94の貫通穴に形成されたばね座97とプランジャ95の外周面に形成された段部98とによって支持される。アーム本体91の先端側には、アーム本体91の下面に対して傾斜する傾斜面99を形成するように切欠きが設けられている。傾斜面99は、アーム本体91が回動する際、移植針装置30の支持ブロック34の傾斜面37と共に、移植の対象となる組織の表面50に接触可能であるように構成されている。
移植針装置30をアーム部88に固定するために、支持ブロック34の外周面に円錐状の切欠き102を形成することができる。これにより、図16(a)、(b)に示すように、押えノブ93を回転させることにより、プランジャ95の先端を前進させて支持ブロック34の切欠き102内に挿入し、支持ブロック34をアーム本体91の先端面部91bとプランジャ95との間で確実に固定することができる(図16(b))。このとき、押えノブ93は、基端方向にばね付勢されたプランジャ95の戻り止めとして作用することができる。こうして、移植針装置30をアーム部88に機械的に固定することができるので、医師は、刺入時にシリンジを手で保持する必要がない。従って、例えば、開胸した胸壁に近い部位でも容易に刺入を行うことができる。尚、説明の便宜上、図16(a)、(b)において、移植針33は図示を省略されている。
また、図16(a)、(b)に示すように、支持ブロック34における、切欠き102とは反対側の周面に溝103を設け、アーム本体91の先端面部91bを溝103に受け入れることもできる。これにより、支持ブロック34を先端面91bに対して容易に固定することができ、また、溝103によって、湾曲した移植針33が刺入装置60に対して正しい方向を向くように、移植針装置30を容易に位置決めすることもできる。また、切欠き102もまた、移植針装置30の位置決めのための指標として用いられ得る。
また、刺入装置60は、アーム部88に固定された移植針装置30の意図しない下方への移動を防止する棒状のストッパー100を備えていてもよい。一例として、ストッパー100は、その両端部が基部83の側面に回動可能に取り付けられており、基部83の中央開口84を横切る中間部が、移植針装置30の支持ブロック34の先端面36に当接可能な凸部を形成するように屈曲していてよい。ストッパー100を回動させ、凸部を先端面36に係合させることにより、移植針装置30を実質的に垂直な姿勢に保持することができる。ストッパー100は、手動により操作することができる。また、アーム部88が回動する際に刺入装置60の全体がスタビライザのフット部62に対して倒れることを防止するため、フット部62に係合させることのできるフック部品を、プレート部材61に設けてもよい。
以下、刺入装置60の使用方法の例を説明する。細胞等の移植物質と溶液が混合された注入液をシリンジに入れ、取り付けブロック35にねじ込み固定する。レール部材65からスライドプレート80を外し、第2の可動部を固定部から分離した状態で、支持ブロック34の溝103にアーム本体91の先端面部91bを挿入する。このとき、ストッパー100の凸部をアーム本体91の先端側の切欠きに係合させていてもよい。押えノブ93を回転させてロッド92を前進させ、プランジャ95を押圧して、支持ブロック34の切欠き102内にプランジャ95の先端を挿入する。押えノブ93をプランジャ受け部94に対して締め付けることにより、支持ブロック34をアーム本体91の先端面部91bとプランジャ95の間で固定することができる。シリンジが全体に垂直な姿勢を保持するようにストッパー100の凸部を支持ブロック34の先端面36に係合させる。
次に、スライドプレート80をレール部材85の溝65aに挿入し、ハンドル70を把持して、刺入装置60全体を、移植の対象となる組織の表面50上に配置されたスタビライザのフット部62上に移動させる。プレート部材61の係合部63をスタビライザのフ
ット部62の内側表面に係合させる。このときの状態を図17Aに示す。フット部62は、スタビライザの吸引チューブ(図示せず)を介して組織表面50に吸着固定されているので、刺入装置60のプレート部材61は、組織表面50に対して固定される。また、移植針33の先端部31を、組織表面50から近接した位置に位置決めすることができる。これにより、刺入前の刺入位置の確認を容易に行うことができ、血管等の刺入したくない部分、損傷を与えたくない組織を避けることが容易になる。尚、上記のフック部品が設けられている場合は、フック部品をフット部62に係合させ、アーム部88が回動する際に刺入装置60の全体がフット部62に対して倒れることを防止することができる。
移動ノブ68を手動で回転させてレール部材65内の駆動歯車66を回転させ、スライドプレート80を溝65aに沿って移動させる。スライドプレート80の移動により、スライドプレート80と実質的に一体化された第2の可動部も移動するので、シリンジを所望の刺入位置まで移動させることができる。シリンジを所望の刺入位置まで移動させた後、ストッパー100を回動させてストッパー100の凸部を支持ブロック34の先端面36から外し、刺入レバー86を回動させて、移植針33を所望の位置に刺入する。このときの状態を、図17Bに示す。このとき、支持ブロック34の傾斜面37及び/またはアーム本体91の傾斜面99が組織表面50と接触することにより、医師は、十分な刺入深さが得られたことを触覚により容易に確認することができる。また、傾斜面37及び/または傾斜面99が組織表面50と接触することによって、移植針33の刺入は、予め設定された刺入深さで停止される。従って、移植針33が意図しない深さまで刺入されて組織を貫通することを、確実に防止することができる。
刺入後、移植物質が移植針33の複数の側部開口42から送出される。送出後は、刺入レバー86を再び回動させ、移植針33を組織から引き抜く。シリンジが全体に垂直姿勢になったところでストッパー100の凸部を支持ブロック34の先端面36に係合させ、シリンジの垂直姿勢を保持することができる。この状態で、再び移動ノブ68を回転させてスライドプレート80を次の刺入位置まで移動させ、上記の回動操作を繰り返す。スタビライザを移動させ、さらに別の部位に移植を行うことが必要な場合には、ハンドル70を把持して、スタビライザと共に刺入装置60全体を移動させることができる。移動ノブ68の回転量とスライドプレート80の移動距離の関係は、適宜設定することができる。例えば、移植針33の長さ方向に沿って配置された複数の側部開口42のうち、最後端の側部開口42の位置と次の刺入の際に最前端となる側部開口42との間の距離を移植針33の側部開口42間のピッチと一致させることができるように、移動ノブ68の回転量とスライドプレート80の移動距離の関係を設定することができる(図9(b)を参照)。
尚、第1実施形態による移植針装置1及び第3実施形態による移植針装置30は、細胞の移植の他、遺伝子治療のための各種薬剤及び/又はウィルスベクター等の注入に用いることのできる注入針装置として使用されてもよく、その場合、刺入装置60は、注入針装置と共に、細胞の移植の他、遺伝子治療のための各種薬剤及び/又はウィルスベクター等の注入に用いることができる。
本発明は、組織又は臓器再生のための細胞、各種薬剤及び/又はウィルスベクター等の注入工程に広く用いることができる。
1 移植針装置
2 移植針
3 支持ブロック
4 側部開口
5 先端部
6 本体部
7 内腔
8 滑り止め溝
9 小径部
10 凹部
11 内腔
12 段部
13 外側環状部材
14 内側中央部材
15 ピン
16 取り付けブロック
17 中央流路
18 分岐流路
19 環状流路
20 移植物質
21 傾斜面
22 案内部材
22a 先端面
22b 開放部
50 組織表面
30 移植針装置
31 先端部
32 本体部
33 移植針
34 支持ブロック
35 取り付けブロック
36 先端面
37 傾斜面
38 凹部
39 中央流路
40 分岐開口
41 流路
42 側部開口
60 刺入装置
61 プレート部材
62 フット部
63 係合部
64 開口部
65 レール部材
65a 溝
66 歯車部材
67 軸部
68 移動ノブ
69 ナット
70 ハンドル
72 バー
73 ピラー
80 スライドプレート
81 歯部
82 アーム
83 基部
84 中央開口
85 突出端部
86 刺入レバー
87 回動軸部
88 アーム部
89 小径軸部
90 大径軸部
91 アーム本体
91a 側面部
91b 先端面部
92 ロッド
93 押えノブ
94 プランジャ受け部
95 プランジャ
96 コイルばね
97 ばね座
98 段部
99 傾斜面
100 ストッパー
102 切欠き
103 溝

Claims (16)

  1. 閉鎖された先端部と、内腔及び前記内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの移植針と、
    前記少なくとも1つの移植針を支持する支持ブロックと、を備える移植針装置であって、
    前記支持ブロックは、前記少なくとも1つの移植針の前記本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、前記少なくとも1つの移植針は、前記傾斜面から突出して延びている、移植針装置。
  2. 前記少なくとも1つの移植針は、前記傾斜面において実質的に正五角形の頂点を形成する位置および前記正五角形の中心に配置されている6つの直線状の移植針から構成されている、請求項1に記載の移植針装置。
  3. 閉鎖された先端部と、内腔及び前記内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの移植針と、
    前記少なくとも1つの移植針を支持する支持ブロックと、を備える移植針装置であって、
    前記少なくとも1つの移植針は、円弧状の針である、移植針装置。
  4. 前記少なくとも1つの移植針は、前記支持ブロックの先端面に一列に並んで配置されている、請求項3に記載の移植針装置。
  5. 前記閉鎖された先端部は、鈍い先端部を形成している、請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の移植針装置。
  6. 前記側部開口は、前記少なくとも1つの移植針の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置されている、請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の移植針装置。
  7. 移植器具セットであって、
    請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の移植針装置と、
    前記少なくとも1つの移植針を、移植の対象となる組織に対して刺入するための刺入装置と、を備えており、
    前記刺入装置は、
    前記移植の対象となる組織に対して固定可能な固定部と、
    前記移植の対象となる組織の表面に沿って前記移植針装置を直進させる第1の可動部と

    前記移植の対象となる組織に対して前記少なくとも1つの移植針を抜き差しするように、前記移植針装置を回動させる、第2の可動部と、を備える、
    移植器具セット。
  8. 前記固定部は、前記移植の対象となる組織の表面上で開口する開口部を有するプレート部材を備えており、
    前記第1の可動部は、
    前記プレート部材の側部に固定されており、且つ、歯車を備えるレール部材と、
    前記歯車と協働する歯部を備えており、前記レール部材に沿ってスライド可能なラック部材と、を備えており、
    前記第2の可動部は、
    前記ラック部材に固定される基部と、
    前記基部に回転可能に取り付けられる軸部と、
    前記軸部に固定される刺入レバーと、
    一端が前記軸部に固定され、他端が前記移植針装置に固定可能な、アーム部と
    を備えている、請求項7に記載の移植器具セット。
  9. 閉鎖された先端部と、内腔及び前記内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの注入針と、
    前記少なくとも1つの注入針を支持する支持ブロックと、を備える注入針装置であって、
    前記支持ブロックは、前記少なくとも1つの注入針の前記本体部の側面に対して傾斜する傾斜面を備えており、前記少なくとも1つの注入針は、前記傾斜面から突出して延びている、注入針装置。
  10. 前記少なくとも1つの注入針は、前記傾斜面において実質的に正五角形の頂点を形成する位置および前記正五角形の中心に配置されている6つの直線状の注入針から構成されている、請求項9に記載の注入針装置。
  11. 閉鎖された先端部と、内腔及び前記内腔に連通する側部開口を含む本体部とを備える、少なくとも1つの注入針と、
    前記少なくとも1つの注入針を支持する支持ブロックと、を備える注入針装置であって、
    前記少なくとも1つの注入針は、円弧状の針である、注入針装置。
  12. 前記少なくとも1つの注入針は、前記支持ブロックの先端面に一列に並んで配置されている、請求項11に記載の注入針装置。
  13. 前記閉鎖された先端部は、鈍い先端部を形成している、請求項9乃至12のうちいずれか一項に記載の注入針装置。
  14. 前記側部開口は、前記少なくとも1つの注入針の長さ方向に沿って螺旋状パターンを形成するように配置されている、請求項9乃至13のうちいずれか一項に記載の注入針装置。
  15. 注入器具セットであって、
    請求項9乃至14のうちいずれか一項に記載の注入針装置と、
    前記少なくとも1つの注入針を、注入の対象となる組織に対して刺入するための刺入装置と、を備えており、
    前記刺入装置は、
    前記注入の対象となる組織に対して固定可能な固定部と、
    前記注入の対象となる組織の表面に沿って前記注入針装置を直進させる第1の可動部と

    前記注入の対象となる組織に対して前記少なくとも1つの注入針を抜き差しするように、前記注入針装置を回動させる、第2の可動部と、を備える、
    注入器具セット。
  16. 前記固定部は、前記注入の対象となる組織の表面上で開口する開口部を有するプレート部材を備えており、
    前記第1の可動部は、
    前記プレート部材の側部に固定されており、且つ、歯車を備えるレール部材と、
    前記歯車と協働する歯部を備えており、前記レール部材に沿ってスライド可能なラック部材と、を備えており、
    前記第2の可動部は、
    前記ラック部材に固定される基部と、
    前記基部に回転可能に取り付けられる軸部と、
    前記軸部に固定される刺入レバーと、
    一端が前記軸部に固定され、他端が前記注入針装置に固定可能な、アーム部と
    を備えている、請求項15に記載の注入器具セット。
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