JP2018015384A - 点滴装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、液剤を収容したバッグやボトル(以下、液剤バッグという)からチューブを介して、液剤を点滴筒内に滴下させ、クランプによって流量を制御し、前記留置針から液剤を体内に投与する。
ところで、点滴の際、異物が点滴筒内に混入する虞がある。前記異物は、例えば、製造過程で混入したプラスチックス小片、点滴筒に使用された固化した接着剤等に由来するもので、これら異物の体内への進入を阻止する必要がある。
そのため、特許文献1、2では、点滴筒内にフィルタを設け、異物の体内への進入を阻止する点滴装置が提案されている。
このジメチルスルホキシド(Dimethyl sulfoxide、以下、DMSO)は、細胞を凍結保存する際に細胞の保護のために、液剤に添加されるものである。このジメチルスルホキシド自体の毒性は低いが、他の物質が混入している場合、他の物質の皮膚への浸透が促進されるという性質を有している。
そのため、DMSOが添加された液剤を体内に点滴する際は、前記DMSOが体内に大量に入らないように、前記DMSOを濾過(除去)する必要がある。
このように構成されたフィルタにあっては、多孔質炭素体間にマクロ孔を有することでマクロ孔内に血液を流通させ、多孔質多孔体表面にはミクロ孔を形成させることでミクロ孔にDMSO等の溶剤を吸着させ、液剤に含まれる異物(例えば、DMSO)を吸着するため、体内への異物の進入を抑制でき、より安全に点滴を行うことができる。なお、マクロ孔は直径50nmより大きい、ミクロ孔は直径2nm未満を示し、その測定方法は拡大スケールによる観察等により確認される。
この点滴装置によれば、多孔質炭素成形体が液剤に含まれる異物(例えば、DMSO)を吸着するため、体内への異物の進入を抑制でき、より安全に点滴を行うことができる。
このように、前記点滴筒が軟質の合成樹脂材料で構成され、かつ球形状の多孔質炭素成形体が点滴筒の内底部に収容されている場合には、点滴筒の一部を押圧して凹ませた後、押圧を開放して点滴筒の外形が復元する力によって、点滴筒内への空気置換が行われ、点滴室内の液量の制御をすることができる。
そのため、点滴筒内の液は点滴筒の下方側に重力の作用により向かうので、その際に点滴筒を押圧によって下方側に接続された装置側に液を供給することができることにより点滴筒内の液量の調節が可能となる。
このように、点滴筒の上部にフィルタ室が設けられている場合には、点滴筒とフィルタ室が一体であるため、他機材のある病室内は省スペースが求められることから、装置の設置を容易にすることができると共に、点滴筒とフィルタ室との間の配管の接続作業を不要とすることができるので、点滴作業性を向上させることができる。
このように、フィルタ室が複数重ねられている場合には、液剤の濾過が複数の多孔質炭素成形体でなされるため、より良好な濾過を行うことができる。
この点滴装置によれば、フィルタ部と点滴筒が別体として形成されているため、フィルタ部の必要に応じて装着することができる。即ち、点滴経路が複数ある場合には、フィルタ部を選択的に設ける(必要な点滴経路のみにフィルタ部を配置する)ことが可能となる。
このように、フィルタ部が複数重ねられている場合には、液剤の濾過が複数の多孔質炭素成形体でなされるため、より良好な濾過を行うことができる。
このような多孔質炭素成形体を用いることにより、DMSOをより吸着でき、濾過(除去)することができる。
尚、前記複数の多孔質炭素成形体を用いる場合には、より効率的に濾過を行うため、点滴筒により近い多孔質炭素成形体の比表面積及び気孔率が、点滴筒から離れた多孔質炭素成形体の比表面積及び気孔率よりも小さいことが望ましい。
この発明に係る点滴装置の第1の実施形態について、図1乃至図5に基づいて説明する。
点滴装置は、一般的に、点滴筒(チャンバともいう)と、液剤等の流量や流速をコントロールするクランプ(クレンメともいう)と、体内に液剤等を注入する留置針とにより構成されている。尚、クランプ、留置針は、従来のクランプ、留置針と変わらないため、詳細な説明は省略する。
また、前記点滴筒2の下流側には、一端がクランプ(図示せず)と連結され、他端が点滴装置1の下端と連結されている下流側の下流側チューブ5とを備えている。
更に、この点滴装置1にあっては、前記点滴筒2の内部に、フィルタ3として多孔質炭素成形体が収容されている。
尚、点滴筒本体2aは、例えば、PVC、EVA、PP、PE、軟質ポリエステル樹脂、透明ポリウレタン樹脂、シリコーンゴム等の軟質な樹脂材料により形成されている。ここで挙げる軟質な樹脂材料とは縦弾性係数(ヤング率)が300MPa以下の合成樹脂材料をいう。
前記上側突出部2b1の上端部には上流側チューブ4が連結されている。即ち、前記上側突出部2b1の上端部に液剤流入口2b4が形成され、下側突起部2b2の下端部に点滴筒本体2a内に、液剤を導入する液剤導入口2b5が形成されている。
即ち、液剤の流下経路中に、フィルタ3(多孔質炭素成形体)を収容した点滴筒2が設けられているため、液剤は多孔質炭素成形体2bと接触し、濾過された後、下流側チューブ5に流れる。
前記多孔質炭素成形体は、後記するようにマクロ孔とミクロ孔を備えているため、例えば、製造過程で混入したプラスチックス小片、点滴筒に使用された固化した接着剤等の異物を除去できる。更に、前記多孔質炭素成形体は炭素質の多孔質体であり、前記したように、マクロ孔とミクロ孔を備えているため、液剤を十分に通しつつ、液剤に含まれるDMSOを吸着することができる。その結果、体内へのDMSOの進入を抑制することができ、点滴をより安全に行うことができる。
また、前記点滴筒本体2aが軟質の合成樹脂材料で構成され、多孔質炭素成形体が点滴筒の内底部に収容されている場合には、点滴筒の一部を押圧して凹ませた際、多孔質炭素成形体は邪魔にならない。しかも、押圧を開放して点滴筒の外形が復元する際に、点滴筒内への空気と点滴筒内の液体の置換が行われ、点滴室内の液量の制御をすることができる。
その結果、例えば点滴筒の下方側に装置が配置されている場合には、点滴筒内の液は点滴筒の下方側に重力の作用により向かうため、前記押圧による液体を点滴筒から装置側に供給することができ、点滴筒内の液量の調節が可能となる。
前記したように、多孔質炭素成形体はフィルタとして好適であり、特にDMSOを吸着することができる多孔質炭素成形体である。この多孔質炭素成形体について、以下、図3乃至図6基づいて説明する。
多孔質炭素成形体は、複数の球形多孔質炭素体の間に隙間が形成され、この隙間を「マクロ孔」といい、また個々の球形多孔質炭素体内に気孔が形成され、この気孔を「ミクロ孔」という。具体的には、ミクロ孔を有する炭素骨格、及び炭素骨格間の互いに連通しているマクロ孔を有する。炭素骨格間の互いに連通しているマクロ孔を有することにより、炭素骨格が有するミクロ孔に外部の流体等が接触しやすくすることができる。
このように、点接合することによって、球形多孔質炭素体はその球形の形状を維持しているので、樹脂粒子を焼結させる際に樹脂粒子が変形すること、及び均一な焼結が容易に行うことができ、複数の球形多孔質炭素体の間の隙間であるマクロ孔による連通孔の精度を高めることができる。
なお、この炭素化によれば、硬化樹脂粒子20が球形多孔質炭素体20aになり、またバインダー樹脂25が結合炭素体25aになる。
マクロ孔の大きさは一般に、球形多孔質炭素体の大きさ、すなわちその原料となる硬化樹脂粒子の大きさに依存し、直径50nmより大きいものであり、その測定は、走査電子顕微鏡等を用いた目視で行うことができる。また、ミクロ孔の孔径は、使用する樹脂の種類、炭素化処理、及び随意の賦活処理に依存し、直径2nm以下であり、その測定は、日本ベル株式会社製自動比表面積/細孔分布測定装置BELSORP−miniIIを用いて、ガス吸着測定(媒体:窒素)を行い、解析は、BET測定法により行った。
<球形多孔質炭素体及び硬化樹脂粒子>
球形多孔質炭素体は、多孔質炭素成形体に存在する複数の球形の多孔質炭素体である。
球形多孔質炭素体は、随意の炭素質フィラーを含有していてもよい。炭素質フィラーとしては、黒鉛、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維、カーボンナノチューブ(CNT)、グランフェン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、組み合わせて用いても良い。
球形多孔質炭素体は硬化樹脂粒子を炭素化することにより得ることができる。
硬化樹脂粒子の形状は、任意の形状であってよいが、略球形であることが好ましい。
結合炭素体は、複数の球形多孔質炭素体をそれらの接点部分において互いに連結している。結合炭素体は、炭素質フィラーを含有していてもよい。炭素質フィラーとしては、球形多孔質炭素体に関して挙げた炭素質フィラーが挙げられる。
結合炭素体は、バインダー樹脂を炭素化して得ることができる。
尚、図3に示す多孔質炭素成形体100にあっては、このバインダー樹脂を含有せず、水と混合して樹脂粒子分散スラリーを焼結しても良い。
多孔質炭素成形体100を製造するには、複数の硬化樹脂粒子を、それらの接点部分においてバインダー樹脂により互いに連結させて、硬化樹脂成形体を形成し、そして硬化樹脂成形体を炭素化させてマクロ孔を有する炭素骨格を形成し、そして賦活処理を行って、炭素骨格にミクロ孔を形成することを含む。
尚、図3に示す多孔質炭素成形体100にあっては、このバインダー樹脂を含有せず、水と混合して樹脂粒子分散スラリーを焼結しても良い。
複数の硬化樹脂粒子を、それらの接点部分においてバインダー樹脂により互いに連結させて、硬化樹脂成形体を形成する。これは例えば、硬化樹脂粒子及び液状のバインダー樹脂を脱泡混練機にて混合し、そして得られた混合物を、型に流し込んで乾燥させること、又はプレス成形することによって行うことができる。
尚、図3に示す多孔質炭素成形体100にあっては、このバインダー樹脂を含有せず、水と混合して樹脂粒子分散スラリーを型に流し込んで乾燥させること、又はプレス成形することによって行うことができる。
上記のようにして得た硬化樹脂成形体を炭素化させて、マクロ孔を有する炭素骨格を形成する。これは例えば、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中で昇温し、炭素化保持温度で保持し、自然冷却することにより行うことができる。
炭素化保持温度としては、700℃以上、750℃以上、又は800℃以上であることができ、また1200℃以下、1150℃以下、又は1100℃以下であることができる。
なお、炭素化の前に、硬化樹脂成形体を熱処理する随意の炭素化前熱処理工程を行うこともできる。この炭素化前熱処理としては、エアオーブンによる処理等が挙げられる。
また、随意に、硬化樹脂成形体を炭素化させた後で、更に賦活処理を行っても良い。
この賦活処理は、多孔質炭素成形体のミクロ孔を形成するために好ましいことがある。具体的には、賦活処理は、水蒸気、二酸化炭素、酸素、又はオゾン等の酸化雰囲気中で賦活温度に加熱することにより行うことができる。
これにより、ガスによる炭素の酸化反応により炭素化物の表面を侵食させて炭素化物の微細構造をより発達させ、その結果ミクロ孔の形成を促進するものである。
なお、炭素化及び賦活処理のために、薬品賦活法を採用することもできる。薬品賦活法は、成形した硬化樹脂成形体に化学薬品を加え、次いで窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中で加熱して炭素化及び賦活を同時に行うものである。
<実施例1>
硬化処理が完了している硬化樹脂粒子としての球状フェノール樹脂粉末(BEAPS−P8、旭有機材工業(株)製)100gと、5%ポリビニルアルコール水溶液200gとを、脱泡混練機にて混合・脱泡して、球状樹脂粒子分散スラリーを得た。この球状樹脂粒子分散スラリーを、フッ素樹脂含浸ガラスクロスシート上に設置した縦横150mmで深さ1mmの流込成形型の中に流し込み、乾燥させて、シート状の硬化樹脂成形体を得た。
また、多孔質炭素成形体は、厚み約250μm、密度0.57g/cm3、窒素吸着法で測定したBET比表面積1447m2/g、であった。
本発明にかかる点滴装置に、このような多孔質炭素成形体100を用いることにより、DMSOをより吸着でき、濾過(除去)できることが認められた。
熱可塑性樹脂粒子としての球状塩化ビニル粉末100gと水とを脱泡混練機にて混合・脱泡して球状樹脂粒子分散スラリーを得た。このスラリーを用いたことを除いて実施例と同様にして、成形、炭素化及び賦活を行って多孔質炭素成形体を得た。
このようにして得られた多孔質炭素成形体は、樹脂同士が溶融して連結した連続気孔多孔体であった。
このようにして得られた連続気孔多孔体は、平均粒径60μmの球形多孔質炭素体が点連結構造をとった連続気孔多孔体で、その気孔率(気孔を含む全体の体積及び質量、並びに炭素の密度1.6g/cm3から計算される気孔率)は、62%であった。
また、多孔質炭素成形体は、厚み約250μm、密度0.57g/cm3、窒素吸着法で測定したBET比表面積 1145m2/gであった。
次に、本発明にかかる第2の実施形態について、図6、図7に基づいて説明する。尚、第1の実施形態に係る点滴装置と同じ部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
また、前記フィルタ室30の内部に、円柱状のフィルタ3(多孔質炭素成形体100,200)が収容されている、
即ち、液剤の流下経路中に、フィルタ3(多孔質炭素成形体100,200)を収容した前記フィルタ室30が設けられているため、液剤は多孔質炭素成形体100,200と接触し、濾過された後、下流側チューブ5に流れる。
その結果、多孔質炭素成形体100によって、液剤に含まれるDMSOは吸着されるため、体内へのDMSOの進入を抑制することができ、点滴をより安全に行うことができる。
また、この点滴装置1によれば、点滴筒2を構成する点滴筒本体2aおよびフィルタ室30が、一体的に設けられているため、省スペースかつ取り回し(作業性)が良い。
次に、本発明にかかる点滴装置の第3の実施形態を、図8及び図9に基づいて説明する。尚、第1および第2の実施形態に係る点滴装置と各部材と同一、または相当する部材については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第3の実施形態に係る点滴装置1は、図8(a),(b)および図9に示すように、点滴筒本体2aの上部に、複数のフィルタ室40が設けられている点に特徴を有する。
前記蓋体42は、上側に突出した円筒状の突出部(上側突起部)42aを備えている。前記上側突起部42aの内部には、液剤が流下する流路42bが形成されている。前記上側突出部42aの上端部に液剤流入口42cが形成されている。そして、前記上側突出部42aの上端部には上流側チューブ4が連結されている。
また、前記フィルタ室40の内部に、円柱状のフィルタ3(多孔質炭素成形体100,200)が収容されている。
このように、前記フィルタ室40が液剤の流れる方向に沿って複数重ねられ、各フィルタ室40に円柱状のフィルタ3(多孔質炭素成形体100,200)が収容さている。
また、各フィルタ室40のそれぞれに設けられた多孔質炭素成形体3の目を徐々に細かくすることにより、効率の良いフィルタリングをすることもできる。
尚、前記複数の多孔質炭素成形体100,200を用いる場合には、より効率的に濾過を行うため、点滴筒2により近い多孔質炭素成形体100,200の気孔径及び気孔率が、点滴筒2から離れた多孔質炭素成形体100,200の気孔径及び気孔率よりも小さいことが望ましい。
次に、本発明にかかる点滴装置の第4の実施形態を図10に基づいて説明する。
図10(a),(b)に示すように、第4の実施形態に係る点滴装置1は、第2の実施形態と異なり、点滴筒2とフィルタ部60とを別体に設け、前記点滴筒2とフィルタ部60とを、中継チューブ50によって接続した点に特徴がある。
更に、本発明にかかる点滴装置1の第5の実施形態を、図11に基づいて説明する。
図11(a),(b)に示すように、第5の実施形態に係る点滴装置1は、図11(a),(b)に示すように、点滴筒2とフィルタ部70とを別体に設け、前記点滴筒2とフィルタ部70とを中継チューブ50によって接続した点(第4の実施形態参照)と、前記フィルタ部70(フィルタ室)が複数重ねられていること(第3の実施形態参照)の両方の特徴を有するものである。
2 点滴筒
2a 点滴筒本体
2b 蓋体
2b1 上側突出部
2b2 下側突出部
2b3 流路
2b4 液剤流入口
2b5 液剤導入口
3 フィルタ
4 上流側チューブ
5 下流側チューブ
10 樹脂粒子
20 硬化樹脂粒子
20a 球形多孔質炭素体
22 接点部分
25 バインダー樹脂
25a 結合炭素体
30 フィルタ室
31 筒体
32 蓋体
40 フィルタ室
41 筒体
42 蓋体
50 中継チューブ
60 フィルタ部
70 フィルタ部
100 多孔質炭素成形体
200 多孔質炭素成形体
Claims (8)
- フィルタが設けられた点滴装置において、
前記フィルタが多孔質炭素成形体とからなり、前記多孔質炭素成形体は、互いに連結される複数の多孔質炭素体を有し、かつ多孔質炭素体間にはマクロ孔を有し、多孔質炭素体表面にはミクロ孔が形成されていることを特徴とする点滴装置。 - 前記多孔質炭素成形体は、複数の多孔質炭素体と、前記複数の多孔質炭素体を互いに連結する結合炭素体を有していることを請求項1記載の特徴とする点滴装置。
- 前記多孔質炭素成形体は、複数の球形の多孔質炭素体は互いに点接合しており、かつその点接合している箇所の周囲において、前記結合炭素体が複数の球形の多孔質炭素体を互いに連結していることを特徴とする請求項2記載の点滴装置。
- 軟質の合成樹脂材料で形成された点滴筒と、球形状の前記多孔質炭素成形体とを備え、
前記多孔質炭素成形体が前記点滴筒の内底部に収容されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の点滴装置。 - 点滴筒の上部にフィルタ室が一体に設けられ、前記多孔質炭素成形体が前記フィルタ室内部に収容されていることを特徴とする請求項4記載の点滴装置。
- 前記フィルタ室が液剤の流れる方向に沿って複数重ねられ、各フィルタ室に多孔質炭素成形体が収容さていることを特徴とする請求項5に記載の点滴装置。
- 点滴筒と、
前記点滴筒の上方に点滴筒と別体に設けられた、フィルタが収容されたフィルタ部と、前記点滴筒と前記フィルタ部とを接続する中継チューブと、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の点滴装置。 - 前記フィルタ部が液剤の流れる方向に沿って複数重ねられ、各フィルタ部に多孔質炭素成形体が収容されていることを特徴とする請求項7に記載の点滴装置。
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