JP2016105748A - 薬液容器および薬液投与装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】薬液の減少に対して容積を追従させることができ、薬液を確実に送出できる薬液容器および薬液投与装置を提供すること。【解決手段】薬液容器4は、薬液投与装置に用いられる薬液容器4であって、変形可能な軟質部41と、所定の形状を有し、前記軟質部41とともに薬液収容空間40を形成する硬質部42と、前記硬質部42に設けられ、前記薬液収容空間40から薬液が流出する流出口441とを備えている。【選択図】図2

Description

本発明は、薬液容器および薬液投与装置に関する。
従来、インスリン等の薬液を使用者の体内に投与する薬液投与装置として、ポンプで所定量の薬液を送出し、当該薬液を継続的に体内に投与するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の装置は、薬液を収容するリザーバー(薬液容器)と、リザーバーの流出口からカニューレに薬液を導く可撓性の導管と、導管内の薬液を送出するための手動の蠕動ポンプとを備え、使用者が押しボタンを押すたびに導管が蠕動ポンプで締め付けられ、所定量の薬液が送出されるように構成されている。
特表2010−502364号公報
特許文献1に記載されたような従来の装置では、薬液容器全体が軟質材料で形成されているため、薬液の減少に対して薬液容器の容積を追従させることができるものの、薬液が減少したり容器に外圧が作用したりすると、流出口がつぶれてしまい、薬液が送出されにくくなるという問題がある。
本発明の主な目的は、薬液の減少に対して容積を追従させることができ、薬液を確実に送出できる薬液容器および薬液投与装置を提供することにある。
本発明の薬液容器は、薬液投与装置に用いられる薬液容器であって、変形可能な軟質部と、所定の形状を有し、前記軟質部とともに薬液収容空間を形成する硬質部と、前記硬質部に設けられ、前記薬液収容空間から薬液が流出する流出口とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、軟質部が設けられているため、薬液の減少に対して薬液容器の容積を追従させることができる。また、薬液の流出口が硬質部に設けられているため、当該流出口がつぶれてしまうことを防止でき、薬液を確実に送出することができる。
本発明の薬液容器は、前記薬液収容空間に前記薬液を充填するための充填口を備え、
前記充填口は、前記薬液収容空間に対して前記流出口と同じ側に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、充填口が流出口と同じ側に設けられているため、薬液容器を引っくり返して充填口から薬液を充填するときに、流出口が上方に向くことになる。このため、薬液容器中の気泡を流出口から外部に逃がすことができ、薬液容器中の気泡を確実に排出することができる。
本発明の薬液容器において、前記充填口は、当該充填口を上方に向けたときに前記流出口よりも下方の位置に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、充填口が流出口よりも下方に位置するため、充填口から充填された薬液で気泡を上方の流出口に向けて押し出すことができ、薬液容器中の気泡をさらに確実に排出することができる。
本発明の薬液容器において、前記硬質部における前記薬液収容空間に臨む位置には、前記薬液収容空間から離間する方向に傾斜した傾斜面を有する窪みが設けられ、前記流出口は、前記窪み内に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、傾斜面を有する窪み内に流出口が設けられているため、窪みの傾斜面に沿って気泡を流出口に案内することができるので、気泡の排出をさらに促進することができる。
本発明の薬液容器において、前記流出口の周囲には、前記薬液収容空間に向けて突出した突出部が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、流出口の周囲に複数の突出部が設けられているため、薬液の減少に伴って軟質部が変形した場合でも、突出部で軟質部を流出口から浮かせた状態にすることができ、軟質部が流出口を塞いでしまうことを防止することができる。
本発明の薬液投与装置は、前述した本発明の薬液容器と、前記薬液容器から薬液を送出する薬液ポンプとを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、前述した薬液容器の効果を奏する薬液投与装置を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る薬液投与装置を示す分解斜視図。 薬液容器の分解斜視図。 薬液容器を下方から示す斜視図。 薬液容器の断面斜視図。 薬液容器の送液部の斜視図。 薬液ポンプの平面図。 (A)は薬液ポンプの傘状弁の平面図。(B)は傘状弁の側面図。 (A)および(B)は傘状弁の断面図。 薬液充填時の薬液容器の作用を説明するための断面図。 薬液送出時の薬液容器の作用を説明するための断面図。 本発明の変形例に係る傘状弁の断面図。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、薬液投与装置1は、筐体2と、使用者の皮膚に針やカテーテル等を穿刺する穿刺部3と、薬液を収容する薬液容器4と、薬液容器4内の薬液を穿刺部3に送出する薬液ポンプ5と、薬液ポンプ5の動作を制御する制御部6とを備えている。
筐体2は、上部が開口した下筐体21と、下筐体21の開口を塞ぐ上筐体22とを備えている。下筐体21の開口内には、下筐体21と上筐体22とにより空間が形成され、当該空間内に、穿刺部3、薬液容器4、薬液ポンプ5、および制御部6が収容されている。このように、筐体2内に一式を収容することで、薬液投与装置1を小型かつ携帯可能に構成している。下筐体21の下面には、両面テープ等の貼付部材が設けられ、当該貼付部材により筐体2を使用者の皮膚に貼付可能となっている。
穿刺部3は、押込部材31と、図示しない針やカテーテルの穿刺部材とを備え、押込部材31で穿刺部材を押し込むことで、当該穿刺部材を下筐体21の裏面から使用者の皮膚に穿刺可能となっている。
薬液容器4は、図2から図5に示すように、変形可能な軟質部41と、所定の形状を有し、軟質部41とともに薬液収容空間40を形成する硬質部42と、軟質部41を挟んで硬質部42の反対側に設けられ、軟質部41を覆うカバー部43と、薬液収容空間40から薬液が流出する流出口441を有する送液部44と、薬液容器4に規定量を超える薬液が充填されたときに軟質部41が及ぶ位置に設けられ、軟質部41の当接により薬液の過充填を検知する過充填検知部45と、薬液容器4に規定量の薬液が充填されたときに軟質部41が及ぶ位置に設けられ、軟質部41の当接により薬液の満充填を検知する満充填検知部46とを備えている。この薬液容器4は、硬質部42が下筐体21側に向いた状態で筐体2内に収容されている。
軟質部41は、親水性を有する材料、例えば、ポリエチレン、より好ましくは高密度ポリエチレン(ハイデンポリエチレンとも称する)で形成された薄膜であり、例えば、30〜50μmの厚さに形成されている。この軟質部41は、袋状に形成され、薬液の増減に合わせて薬液収容空間40の容積を追従可能な追従部411と、追従部411に沿って形成され、硬質部42とカバー部43とで挟持される平面状の外縁部412とを備えている。
硬質部42は、ポリエチレン等の親水性を有する材料、好ましくは軟質部41と同じ材料で形成された所定形状の硬質部材で構成されている。この硬質部42は、軟質部41の追従部411と同程度の大きさおよび同程度の深さを有する凹部421を有している。凹部421の底面422には、円錐状に窪んで形成され、薬液収容空間40から離間する方向に傾斜した傾斜面428を有する窪み423と、窪み423の底部に設けられ、送液部44が嵌合する嵌合孔424とが設けられている。凹部421の側面425は、対向する側面425との間隔が底面422に向かうに従って狭くなる曲面状に形成されている。この側面425の底面422近傍には、薬液収容空間40に薬液を充填するための充填口426が設けられている。このような位置に充填口426を設けることにより、充填口426が薬液収容空間40に対して流出口441と同じ側に位置するとともに、充填口426を上方に向けたときに、充填口426が流出口441よりも下方に位置することになる。また、硬質部42に流出口441および充填口426を設けることで、このような位置関係を確実に規定することができる。充填口426は、ゴムや樹脂等の弾性部材で構成されたキャップ427で封止されている。
カバー部43は、ポリエチレン等の親水性を有する材料、好ましくは軟質部41と同じ材料で形成された所定形状の硬質部材で構成され、軟質部41を保護可能に設けられている。このカバー部43は、軟質部41の追従部411と同程度の大きさおよび同程度の深さを有する凹部431を有している。この凹部431は、薬液容器4に規定量の薬液が充填されたときの軟質部41の形状に倣って形成され、薬液容器4に規定量の薬液が充填されたときに、当接面としての底面432および当接面としての側面435に軟質部41が当接するように形成されている。凹部431の底面432には、軟質部41側に開口し、2つの電極としての第1電極451を収容する第1電極収容部433が設けられている。凹部431の側面435は、対向する側面435との間隔が底面432に向かうに従って狭くなる曲面状に形成されている。この側面435の底面432近傍には、軟質部41側に開口し、それぞれ2つの第2電極461を収容する第2電極収容部434が2箇所に設けられている。
送液部44は、親水性を有する材料、好ましくはポリエチレンで形成され、硬質部42に設けられている。この送液部44は、流出口441と、流出口441の周囲に設けられ、薬液収容空間40に向けて突出した複数の突出部442とを備えている。
過充填検知部45は、第1電極451と、軟質部41に設けられた第1電極パッド452とを備えている。この過充填検知部45は、薬液の充填に伴い軟質部41が変形して第1電極パッド452と第1電極451とが当接することで過充填を検知可能に構成されている。第1電極451は、薬液容器4に規定量を超える薬液が充填されたときの第1電極パッド452の軌跡上であって、薬液が過充填されたときに軟質部41が及ぶ位置に設けられている。また、第1電極451は、先端が凹部431の底面432から引っ込んだ状態で第1電極収容部433に収容され、第1電極パッド452との当接部である先端が第1電極収容部433内に入り込んでいる。第1電極パッド452は、薄膜状に形成され、軟質部41の変形に合わせて変形可能とされている。
満充填検知部46は、第2電極461と、軟質部41に設けられた第2電極パッド462とを備え、薬液の充填に伴い軟質部41が変形して第2電極パッド462と第2電極461とが当接することで満充填を検知可能に構成されている。第2電極461は、薬液容器4に規定量の薬液が充填されたときの第2電極パッド462の位置、すなわち薬液が満充填されたときに軟質部41が及ぶ位置に設けられている。各第2電極461は、先端が凹部431の形状に沿うように第2電極収容部434内に配置され、内側の第2電極461よりも外側の第2電極461の方が薬液収容空間側に突出している。第2電極パッド462は、薄膜状に形成され、軟質部41の変形に合わせて変形可能とされている。
薬液ポンプ5は、図6に示すように、薬液が流入する薬液流入路51と、薬液が送出される薬液送出路52と、薬液流入路51と薬液送出路52とを接続する接続路53と、接続路53の途中に設けられ、当該接続路53に連通するシリンダ54と、シリンダ54内に摺動自在に設けられたピストン55と、薬液流入路51と接続路53との間に設けられ、接続路53から薬液流入路51への薬液の逆流を防止する第1逆止弁56と、薬液送出路52と接続路53との間に設けられ、薬液送出路52から接続路53への薬液の逆流を防止する第2逆止弁57と、前記ピストン55を駆動する駆動部58とを備えている。
薬液流入路51、薬液送出路52、接続路53、シリンダ54、第1逆止弁56、および第2逆止弁57は、所定量の薬液を送出可能に構成された送液ブロック7に設けられている。送液ブロック7は、第1接続管11を介して薬液容器4に接続された流入側ブロック71と、第2接続管12を介して穿刺部3に接続された流出側ブロック72と、流入側ブロック71および流出側ブロック72に挟まれたシリンダブロック73とを備えている。
薬液流入路51は、流入側ブロック71に設けられている。流入側ブロック71における薬液流入路51と接続路53との接続部分には、第1逆止弁56の弁座としての第1弁座711が設けられている。
薬液送出路52は、流出側ブロック72に設けられている。流出側ブロック72における薬液送出路52と接続路53との接続部分には、第2逆止弁57を収容する第2収容空間720が設けられている。
接続路53およびシリンダ54は、シリンダブロック73に設けられている。シリンダブロック73における接続路53と薬液流入路51との接続部分には、第1逆止弁56を収容する第1収容空間730が設けられている。シリンダブロック73における接続路53と薬液送出路52との接続部分には、第2逆止弁57の弁座としての第2弁座731が設けられている。
第1逆止弁56は、図7および図8に示すように、軸部561と、軸部561の中程に設けられた傘部562とを備えた傘状弁(アンブレラバルブ)である。傘部562は、軸部561の外周面に沿った環状に形成されるとともに、当該外周面から軸部561の基端側に傾斜した形状とされている。この第1逆止弁56は、例えば、シリコンゴムにより形成され、硬度がHs30〜70(好ましくはHs40)、弾性係数が1〜25MPa(好ましくは5MPa)、ポアソン比が0.5、密度が1.12g/cmとされている。第1逆止弁56は、軸部561の基端が第1弁座711に設けられた凹部712に挿入されるとともに、軸部561の先端がシリンダブロック73に設けられた凹部732に挿入され、傘部562が第1弁座711に当接している。第1弁座711には、傘部562の下面563に臨む突状部713が設けられている。突状部713は、傘部562に沿って環状に形成されるとともに、傘部562の下面563に倣う傾斜面714を有している。すなわち、傾斜面714は、第1逆止弁56が閉じたときに傘部562の下面563全体と当接するように形成されている。傾斜面714の傾斜角は、例えば、8°に形成されている。
第2逆止弁57は、第1逆止弁56と同様に構成され、第2弁座731は、第1弁座711と同様に構成されている。このため、第1逆止弁56および第2弁座731については、第1逆止弁56の構成の56の記号を57に置き換え、第1弁座711の構成の71の記号を73に置き換えることで説明ができるので、その説明を省略する。
駆動部58は、回動モータ581と、回動モータ581の出力軸582に設けられた雄ねじ583と、出力軸582と平行にピストン55を支持するとともに、雄ねじ583が螺合する雌ねじ584が形成された移動部材585とを備えている。
制御部6は、薬液ポンプ5を挟んで薬液容器4の反対側に設けられている。この制御部6は、CPU(Central Processing Unit)等の制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置と、図示しない操作機器との間で情報の送受信を行う送受信装置と、これら装置が敷設された回路基板とを備えている。
次に、薬液投与装置1において、インスリン等の薬液を使用者の体内に投与する際の手順を説明する。
先ず、使用者は、注射器で薬液を吸引する。次いで、薬液投与装置1をひっくり返した後、図9(A)に示すように、充填口426に注射針を刺し込み、薬液容器4内に薬液を充填する。薬液容器4内に充填された薬液は、軟質部41を押し下げ、当該軟質部41を徐々に下方に変形させる。これにより、薬液容器4内の薬液収容空間40の体積が増加するため、薬液容器4の内圧が所定値以下に維持される。
ここで、薬液収容空間40や充填される薬液中には、気泡が含まれていることがある。この場合でも、充填口426が流出口441よりも下方に位置しているため、充填口426から充填された薬液で気泡を上方の流出口441に向けて押し出すことができ、当該気泡が流出口441から外部に抜けやすくなる。また、凹部421の側面425が曲面状に形成されるとともに、流出口441の周囲には、当該流出口441に向かって上方に傾斜した傾斜面428を有する窪み423が設けられている。このため、気泡を側面425や窪み423の傾斜面428に沿って流出口441に案内することができるとともに、窪み423を一時的な気泡貯まりとすることができる。
その後、薬液が規定量充填されると、図9(B)に示すように、各第2電極パッド462が2つの第2電極461に当接し、第2電極461間が通電する。制御部6は、当該通電を検知すると、規定量の薬液が充填されたことをブザーやランプ等の図示しない報知手段で使用者に報知する。それにもかかわらず、さらに薬液を充填し続けると、図9(C)に示すように、軟質部41が第1電極収容部433内に入り込むことで、第1電極パッド452が2つの第1電極451に当接し、第1電極451間が通電する。制御部6は、当該通電を検知すると、薬液が過充填されたことを報知手段で使用者に報知する。
薬液容器4への薬液の充填が完了したら、使用者は、薬液投与装置1を皮膚に貼付し、穿刺部3で針等を皮膚に穿刺した後、図示しない操作機器により、薬液の投与量、投与速度等を設定する。そして、使用者が操作機器を介して薬液の投与開始操作を行うと、制御部6が薬液ポンプ5を制御し、回動モータ581が出力軸582を一方の回転方向に回転させる。これにより、ピストン55が接続路53から離間して接続路53内が負圧状態となるため、図8(B)に示すように、第1逆止弁56の傘部562が第1弁座711から離れて当該第1逆止弁56が開き、薬液が接続路53に流れ込む。次いで、回動モータ581が出力軸582を他方の回転方向に回転させ、ピストン55を接続路53に接近させると、接続路53内が加圧状態となるため、図8(B)に示すように、第2逆止弁57が開き、接続路53内の薬液が薬液送出路52に送出される。これにより、所定量の薬液が穿刺部3から使用者の体内に投与される。
ここで、各弁座711、731には、図8(A)に示すように、傘部562、572の下面563、573に倣う傾斜面714、734を有する突状部713、733が設けられている。このため、各逆止弁56、57が閉じている状態で、各傘部562、572と各弁座711、731との間の空間を小さくすることができ、いわゆるデッドボリュームを低減することができる。従って、薬液ポンプ5内に気泡が残留することを極力排除することができるので、操作機器で設定された所定量の薬液を確実に送出することができ、薬液ポンプ5からの薬液の送出量の精度を向上させることができる。
その後も薬液ポンプ5により薬液が送出されると、規定量の薬液が収容された図10(A)に示す状態から、薬液容器4内の薬液が減少し、軟質部41が徐々に下方に変形する。これにより、薬液容器4内の薬液収容空間40の体積が減少するため、薬液容器4の内圧が所定値以上に維持される。そして、薬液容器4内の薬液が残り少なくなると、軟質部41が硬質部42の凹部421内に落ち込み、図10(B)に示すように、凹部421の底面422に当接し始める。この場合でも、複数の突出部442が流出口441の周囲に設けられているため、突出部442で軟質部41を流出口441から浮かせた状態にすることができ、軟質部41が流出口441を塞いでしまうことを防止することができる。これにより、残りの薬液を突出部442間の溝から流出口441に導くことができる。また、流出口441が硬質部42に設けられているため、流出口441がつぶれてしまうことを防止することができる。従って、薬液容器4内の薬液がなくなるまで、薬液を確実に送出し続けることができる。
以上の本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、薬液容器4に軟質部41が設けられているため、薬液の減少に対して薬液容器4の容積を追従させることができる。また、薬液の流出口441が硬質部42に設けられているため、当該流出口441がつぶれてしまうことを防止でき、薬液を確実に送出することができる。
また、充填口426が流出口441と同じ側に設けられているため、薬液投与装置1を引っくり返して充填口426から薬液を充填するときに、流出口441が上方に向くことになる。このため、薬液容器4中の気泡を流出口441から外部に逃がすことができ、薬液容器4中の気泡を確実に排出することができる。
また、薬液投与装置1を引っくり返したときに、充填口426が流出口441よりも下方に位置するため、充填口426から充填された薬液で気泡を上方の流出口441に向けて押し出すことができ、薬液容器4中の気泡をさらに確実に排出することができる。
また、傾斜面428を有する窪み423内に流出口441が設けられているため、窪み423の傾斜面428に沿って気泡を流出口441に案内することができるので、気泡の排出をさらに促進することができる。
また、流出口441の周囲に複数の突出部442が設けられているため、薬液の減少に伴って軟質部41が変形した場合でも、突出部442で軟質部41を流出口441から浮かせた状態にすることができ、軟質部41が流出口441を塞いでしまうことを防止することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、薬液容器4において、軟質部41は、薬液の増減に合わせて薬液収容空間40の容積させることができれば、任意の材料で形成することができる。
硬質部42は、流出口441に気泡を案内できる形状であれば、前記実施形態のものに限らない。例えば、底面422が流出口441に向かって傾斜した形状としてもよいし、側面425を対向する側面425同士の間隔が底面422に向かうに従って狭くなる直線状に形成してもよい。
カバー部43は、前記実施形態のものに限らず、例えば、軟質部41の上方のみを覆うように形成したり、側面435を角筒状に形成したりしてもよい。
送液部44は、硬質部42の嵌合孔424に嵌合させる構成でなくてもよく、射出成形、押出成形、ブロー成形等で硬質部42と一体成形してもよい。
過充填検知部45および満充填検知部46は、過充填または満充填を検知可能な任意の構成を採用することができる。例えば、リミットスイッチや圧電素子が採用でき、軟質部41がリミットスイッチまたは圧電素子を押圧したときの電位変化により、過充填または満充填を検知するようにしてもよい。また、各電極パッド452、462は、軟質部41に設けられていなくてもよく、例えば、カバー部43で各電極パッド452、462を各電極451、461に対して近接離間可能に支持してもよい。
薬液ポンプ5では、図11(A)および図11(B)に示すように、第1弁座711および第2弁座731に突状部としての複数の突起715、735を設け、当該複数の突起715、735を傘部562、572に沿って環状に配置してもよい。この際、各突起715、735を各弁座711、731における傘部562、572の基端近傍の位置に、すなわち各弁座711、731の凹部712の外縁部に設ければ、傘部562、572と弁座711、731との間のデッドボリュームを効果的に低減することができる。
また、突起715、735を各弁座711、731の凹部712の外縁部に沿って連続した環状に形成してもよい。
さらに、ピストン55は、駆動部58以外の駆動機器で駆動してもよいし、手動で駆動してもよい。
さらに、第1逆止弁56および第2逆止弁57の一方が、リフト式やボール式等の他の種類の逆止弁であってもよい。
投与に用いる薬液としては、任意のものを使用することができ、例えば、インスリン、各種ホルモン、モルヒネ等の鎮痛薬、抗炎症剤等を使用することができる。
本発明は、使用者に薬液を投与する薬液投与装置に利用できる他、他の医療用ポンプおよび当該医療用ポンプを備えた医療器具に利用できる。
1 薬液投与装置
4 薬液容器
5 薬液ポンプ
40 薬液収容空間
41 軟質部
42 硬質部
423 窪み
426 充填口
428 傾斜面
441 流出口
442 突出部

Claims (6)

  1. 薬液投与装置に用いられる薬液容器であって、
    変形可能な軟質部と、
    所定の形状を有し、前記軟質部とともに薬液収容空間を形成する硬質部と、
    前記硬質部に設けられ、前記薬液収容空間から薬液が流出する流出口とを備えていることを特徴とする薬液容器。
  2. 請求項1に記載の薬液容器において、
    前記薬液収容空間に前記薬液を充填するための充填口を備え、
    前記充填口は、前記薬液収容空間に対して前記流出口と同じ側に設けられていることを特徴とする薬液容器。
  3. 請求項2に記載の薬液容器において、
    前記充填口は、当該充填口を上方に向けたときに前記流出口よりも下方の位置に設けられていることを特徴とする薬液容器。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の薬液容器において、
    前記硬質部における前記薬液収容空間に臨む位置には、前記薬液収容空間から離間する方向に傾斜した傾斜面を有する窪みが設けられ、
    前記流出口は、前記窪み内に設けられていることを特徴とする薬液容器。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の薬液容器において、
    前記流出口の周囲には、前記薬液収容空間に向けて突出した突出部が設けられていることを特徴とする薬液容器。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載の薬液容器と、
    前記薬液容器から薬液を送出する薬液ポンプとを備えていることを特徴とする薬液投与装置。
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