JP2019130516A - 輸液パックを用いた微細気泡発生方法および微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】輸液パックの製造段階ではなく輸液パックの使用段階で、施術者が容易に輸液中に微細気泡を発生させることができる輸液パックを用いた微細気泡発生方法および微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置を提供する。【解決手段】輸液パックＰを用いた微細気泡発生方法であって、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出する第一の工程と、輸液パックＰ内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程と、予圧された輸液パック内に注射器１０の注射針１０Ａを穿刺する第三の工程と、注射器１０を駆動することにより、注射針１０Ａから液体を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる第四の工程と、注射器１０を駆動することにより、第四の工程により移動した輸液を再度輸液パックＰ内へ移動させる第五の工程と、を備える。【選択図】図１
Description
本発明は、輸液パックを用いた微細気泡発生方法の技術に関し、より詳しくは、輸液パックの内部に注入用気体を微細気泡として混入する微細気泡発生方法および微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置の技術に関する。
従来、点滴静脈注射に用いられる生理食塩水が封入された輸液パックは公知となっている。輸液パックは、合成樹脂製であり、生理食塩水の他に生理食塩水の劣化を防ぐための窒素が封入されている。
前記輸液パックに入った生理食塩水を静脈内に注入する点滴静脈注射を行う際には、輸液パックを注入先よりも上方に載置し、チューブと連結する。チューブの中途部には、チャンバが設けられており、チャンバに輸液が滴下する。チャンバに滴下した輸液は、細かい飛沫となるため、輸液中の通常サイズの気泡は破裂し除去される。また、滴下速度を調節することにより、時間当たりの注入量（注入速度）を調節することができる。注入速度は手動若しくはポンプ等を用いて自動で制御する。これにより、注入先である静脈へ入る輸液の注入速度を調節しつつ緩やかに持続的に薬剤を投与することができる。
前記輸液パックに入った生理食塩水を静脈内に注入する点滴静脈注射を行う際には、輸液パックを注入先よりも上方に載置し、チューブと連結する。チューブの中途部には、チャンバが設けられており、チャンバに輸液が滴下する。チャンバに滴下した輸液は、細かい飛沫となるため、輸液中の通常サイズの気泡は破裂し除去される。また、滴下速度を調節することにより、時間当たりの注入量（注入速度）を調節することができる。注入速度は手動若しくはポンプ等を用いて自動で制御する。これにより、注入先である静脈へ入る輸液の注入速度を調節しつつ緩やかに持続的に薬剤を投与することができる。
ところで、前述した点滴静脈注射を用いて、気体をマイクロバブルとして含んだ輸液を注入先である静脈へと注入する技術が公知となっている（例えば、特許文献１）。
また、近年、前述した点滴静脈注射を用いて、水素分子（Ｈ２）や酸素分子（Ｏ２）を常温常圧化においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡（以下、微細気泡とする）を静脈内へ供給する臨床研究が報告されている。すなわち、急性脳幹梗塞患者にＨ２が溶存する輸液を投与したところ、有意性のある病態改善効果が上がったとの報告がなされている。このようなＨ２が溶存する輸液を作成するためには、輸液を製造する段階で飽和する程度のＨ２を溶存させ、専用の装置を使って樹脂製の輸液パックへ注入して作成する必要が有り、装置の大型化や製法の困難性が課題として存在した。
また、近年、前述した点滴静脈注射を用いて、水素分子（Ｈ２）や酸素分子（Ｏ２）を常温常圧化においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡（以下、微細気泡とする）を静脈内へ供給する臨床研究が報告されている。すなわち、急性脳幹梗塞患者にＨ２が溶存する輸液を投与したところ、有意性のある病態改善効果が上がったとの報告がなされている。このようなＨ２が溶存する輸液を作成するためには、輸液を製造する段階で飽和する程度のＨ２を溶存させ、専用の装置を使って樹脂製の輸液パックへ注入して作成する必要が有り、装置の大型化や製法の困難性が課題として存在した。
そこで、本発明は、以上に示したかかる課題に鑑み、輸液パックの製造段階ではなく輸液パックの使用段階で、施術者が容易に輸液中に微細気泡を発生させることができる輸液パックを用いた微細気泡発生方法および微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置を提供することを目的とする。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本発明においては、輸液パックを用いた微細気泡発生方法であって、
前記輸液パック内に含まれる気体を放出する第一の工程と、
前記輸液パック内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程と、
前記予圧された輸液パック内に注射器の注射針を穿刺する第三の工程と
前記注射器を駆動することにより、注射針から液体を注射器の容器内へ移動させる第四の工程と、
前記注射器を駆動することにより、前記第四の工程により移動した輸液を再度輸液パック内へ移動させる第五の工程と、を備えるものである。
前記輸液パック内に含まれる気体を放出する第一の工程と、
前記輸液パック内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程と、
前記予圧された輸液パック内に注射器の注射針を穿刺する第三の工程と
前記注射器を駆動することにより、注射針から液体を注射器の容器内へ移動させる第四の工程と、
前記注射器を駆動することにより、前記第四の工程により移動した輸液を再度輸液パック内へ移動させる第五の工程と、を備えるものである。
また、本発明においては、前記注入用気体は、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、または亜酸化窒素のいずれかを含むものであってもよい。
また、本発明においては、前記第四の工程および第五の工程において前記注射器の駆動する回数および速度を制御手段によって制御するものであってもよい。
また、本発明においては、前記注射針の内径は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるものであってもよい。
また、本発明においては、輸液パックを用いた微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置であって、
前記注射器を固定する固定手段と、
前記注射器のプランジャを注射器の容器の長手方向に対して往復移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段の往復移動の回数と速度を制御する制御装置と、
前記制御装置の制御パターンを選択するための選択手段と、
を備えるものである。
前記注射器を固定する固定手段と、
前記注射器のプランジャを注射器の容器の長手方向に対して往復移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段の往復移動の回数と速度を制御する制御装置と、
前記制御装置の制御パターンを選択するための選択手段と、
を備えるものである。
また、本発明においては、輸液パックを用いた微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置であって、
前記注射器の注射針と、前記注射器の容器との間に気体を微細気泡として放出するインライン型ユニットを配置し、
前記インライン型ユニットは、容器と注射器との間を繋ぐ液体通路と、気体を圧入するための圧入手段と、前記液体通路内に配置され、圧入された気体を微細気泡として放出する気泡発生媒体と、を備え、
前記微細気泡発生装置は、前記第四の工程および第五の工程において前記液体通路内の液体に対して、圧入された気体を微細気泡として放出するものである。
前記注射器の注射針と、前記注射器の容器との間に気体を微細気泡として放出するインライン型ユニットを配置し、
前記インライン型ユニットは、容器と注射器との間を繋ぐ液体通路と、気体を圧入するための圧入手段と、前記液体通路内に配置され、圧入された気体を微細気泡として放出する気泡発生媒体と、を備え、
前記微細気泡発生装置は、前記第四の工程および第五の工程において前記液体通路内の液体に対して、圧入された気体を微細気泡として放出するものである。
また、本発明においては、前記液体通路の中途部に、余剰気体を排出するための気体排出通路を設け、
気体排出通路の中途部に弁を設けたものである。
気体排出通路の中途部に弁を設けたものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本発明においては、注射器を用いて注入用気体を輸液パック内に微細気泡として注入することが可能となり、輸液パックの製造段階ではなく輸液パックの使用段階で、施術者が容易に輸液中に微細気泡を発生させることができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の一実施形態にかかる輸液パックを用いた微細気泡発生方法について図１を用いて説明する。
輸液パックＰは、ヒトの体内へ注入することを目的とする輸液が封入された容器であり、主に点滴静脈注射に用いられるものである。輸液パックＰは、樹脂で形成されており、例えば合成樹脂であるＰＥやＰＰで形成されている。
輸液パックＰに封入された輸液は、主成分を生理食塩水とする溶解液を含むものである。また、有効成分である各種薬剤を含むものであってもよい。
輸液パックＰには、輸液の他に輸液の劣化を防止するために窒素が封入されている。また、輸液パックＰには、酸素や二酸化炭素などのその他の気体が封入されていてもよい。
輸液パックＰは、ヒトの体内へ注入することを目的とする輸液が封入された容器であり、主に点滴静脈注射に用いられるものである。輸液パックＰは、樹脂で形成されており、例えば合成樹脂であるＰＥやＰＰで形成されている。
輸液パックＰに封入された輸液は、主成分を生理食塩水とする溶解液を含むものである。また、有効成分である各種薬剤を含むものであってもよい。
輸液パックＰには、輸液の他に輸液の劣化を防止するために窒素が封入されている。また、輸液パックＰには、酸素や二酸化炭素などのその他の気体が封入されていてもよい。
輸液パックＰを用いた微細気泡発生方法において、第一の工程として、輸液パックＰに封入されている気体を放出する。例えば、第一の工程においては、図１（Ａ）に示すように、注射器１０を用いて輸液パックＰに封入されている気体を放出する。施術者は、注射器１０の注射針１０Ａを輸液パックＰの上端に設けられたキャップＰ１に穿刺して、輸液パックＰ内の気体が存在する部分まで注射針１０Ａを挿入して、注射器１０のプランジャ１０Ｂを移動させることにより気体を放出する。輸液パックＰの上端に設けられたキャップＰ１の内側には軟質材料でできた膜部材が設けられており、膜部材が穿刺後の孔を塞ぐため穿刺後の輸液パックＰの密閉性は保たれる。
気体を放出した後の輸液パックＰにおいては、輸液のみが存在している。
気体を放出した後の輸液パックＰにおいては、輸液のみが存在している。
第二の工程として、輸液のみが存在している輸液パックＰ内に注入用気体を与圧しつつ注入する。注入用気体は、輸液と共にヒトの体内へ注入することを目的とする気体であり、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、亜酸化窒素のいずれかを含む。また、注入用気体は、その他の気体が低い割合で含まれていてもよい。例えば、第二の工程においては、図１（Ｂ）に示すように、注射器１０を用いて輸液パックＰに注入する。施術者は、注射器１０の注射針１０Ａを輸液パックＰの上端に設けられたキャップＰ１に穿刺して、輸液パックＰ内まで注射針１０Ａを挿入して、注射器１０のプランジャ１０Ｂを移動させることにより注入用気体を注入する。この際、注入用気体の圧力を大気圧よりも０．０４ＭＰａ〜０．１５ＭＰａ程度高い圧力とする。これにより、輸液パックＰ内の圧力が、大気圧よりも０．０４ＭＰａ〜０．１５ＭＰａ程度高い圧力となるまで注入用気体を注入する。注入用気体が注入された輸液パックＰにおいては、輸液と注入用気体が分離して存在している。輸液パックＰの上端に設けられたキャップＰ１の内側には軟質材料でできた膜部材が設けられており、膜部材が穿刺後の孔を塞ぐため穿刺後の輸液パックＰの密閉性は保たれる。
第三の工程として、予圧された輸液パックＰ内に注射器１０の注射針１０Ａを穿刺する。例えば、第三の工程においては、図１（Ｃ）に示すように、注射器１０を用いて輸液パックＰに注入する。施術者は、予圧された輸液パックＰを直立させた状態で、注射器１０の注射針１０Ａを輸液パックＰの下端にあるキャップＰ１に穿刺して、輸液パックＰ内の輸液が存在する部分まで注射針１０Ａを挿入する。このとき注射器１０のプランジャ１０Ｂは、最も注射器１０の容器１０Ｃ内へ押し込まれた状態である。
第四の工程として、注射器１０を駆動することにより、注射針１０Ａから輸液を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる。例えば、第四の工程において、図１（Ｄ）に示すように、注射器１０のプランジャ１０Ｂを注射器１０の容器１０Ｃの長手方向に対して移動させることにより容器１０Ｃ内の空間Ｓの容積を増加させることで、輸液パックＰ内の輸液を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる。
輸液パックＰ内の輸液は、輸液パックＰ内の圧力および注射器１０のプランジャ１０Ｂの移動による容器１０Ｃ内の負圧により容器１０Ｃ内へ移動する。容器１０Ｃ内へ移動する際に、注入用気体と輸液とがともに注射針１０Ａ内を通過する。この際、注入用気体と輸液とが混合され、また、注射針１０Ａと容器１０Ｃとの断面積の差によって差圧が生じるため、注入用気体が微細気泡となって輸液内に存在する。微細気泡とは、常温常圧化においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡である。
第五の工程として、注射器１０を駆動することにより、第四の工程により移動した輸液を再度輸液パックＰ内へ移動させる。例えば、第五の工程において、図１（Ｅ）に示すように、注射器１０のプランジャ１０Ｂを注射器１０の容器１０Ｃの長手方向に対して移動させることにより容器１０Ｃ内の空間Ｓの容積を減少させることで、容器１０Ｃ内の輸液を輸液パックＰ内へ移動させる。
容器１０Ｃ内の輸液は、注射器１０のプランジャ１０Ｂの移動による容器１０Ｃ内の正圧により輸液パックＰ内へ移動する。これにより、注入用気体が微細気泡となって存在する輸液が輸液パックＰ内に戻される。第四の工程と第五の工程を数回繰り返すことにより、輸液内の気泡数密度は、１０の８乗個／ｃｃ以上となるのが望ましい。
気泡数密度の指標として、レーザー光による光の散乱の確認方法がとられることがある。通常の生理食塩水を用いて対照実験を行った場合、通常の輸液である生理食塩水では光の散乱はほとんど見られないが、本実施形態における微細気泡発生方法により微細気泡を発生させた場合、光の散乱により、生理食塩水内のレーザー光を視認することが可能となる。
気泡数密度の指標として、レーザー光による光の散乱の確認方法がとられることがある。通常の生理食塩水を用いて対照実験を行った場合、通常の輸液である生理食塩水では光の散乱はほとんど見られないが、本実施形態における微細気泡発生方法により微細気泡を発生させた場合、光の散乱により、生理食塩水内のレーザー光を視認することが可能となる。
このように第一の工程から第五の工程を行うことにより、輸液パックＰ内の輸液に微細気泡を混入させることができる。微細気泡が混入された輸液パックＰは、主に点滴静脈注射に用いられる。例えば、水素を微細気泡として混入した輸液パックＰを用いて点滴静脈注射で患者に投与する場合、輸液パックＰを注入先である患者の体よりも上方に載置し、チューブ１１と連結する。図２に示すように、チューブ１１の中途部には、チャンバ１２が設けられており、チャンバ１２に輸液が滴下する。チャンバ１２に滴下した輸液は、細かい飛沫となるため、輸液中の通常サイズの気泡は破裂し除去される。しかし、輸液中に微細気泡として存在する水素は飛沫内にも存在し続けることが可能であり、チャンバ１２に滴下した輸液の中でも存在し続ける。チャンバ１２内の輸液は、チューブ１１を通って患者の静脈内へと注入され、患者の静脈内への水素分子（Ｈ２）の供給が行われる。例えば、急性脳幹梗塞患者へＨ２が含まれる輸液の投与が行われることにより、有意性のある病態改善効果がある。
次に、輸液パックＰを用いた微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置２０について図３から図６を用いて説明する。
微細気泡発生装置２０は、主に第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うための装置であり、輸液パックＰ内に予め注入された注入用気体を微細気泡として混入するための装置である。
微細気泡発生装置２０は、本体２１と、輸液パック固定部２２と、注射器固定部２３と、駆動部２４と、を備える。
微細気泡発生装置２０は、主に第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うための装置であり、輸液パックＰ内に予め注入された注入用気体を微細気泡として混入するための装置である。
微細気泡発生装置２０は、本体２１と、輸液パック固定部２２と、注射器固定部２３と、駆動部２４と、を備える。
本体２１は、上下方向が長手方向となる直方体状の部材であり、その下端に設置台２１Ａが備えられている。また、前面上部に輸液パック固定部２２が設けられており、前面下部に注射器固定部２３と、駆動部２４と、が設けられている。また、上端部には、表示手段と、選択手段とを兼ねるタッチパネル２６が設けられており、施術者が、タッチパネル２６を操作することで、制御手段の制御パターンを選択することができる。
本体２１の内部には、制御手段であるＣＰＵ２５が設けられている。また、本体２１の前面にはカバー２７が設けられており、カバー２７は、透明な樹脂等で構成されており、本体２１に対して開閉可能である。
本体２１の内部には、制御手段であるＣＰＵ２５が設けられている。また、本体２１の前面にはカバー２７が設けられており、カバー２７は、透明な樹脂等で構成されており、本体２１に対して開閉可能である。
輸液パック固定部２２は、本体２１前面から突出して設けられており、輸液パックＰのキャップＰ１を挟持して固定するものである。輸液パック固定部２２は、左右二枚の板材を備えており、板材によって、輸液パックＰのキャップＰ１を挟持することで固定する。また、輸液パック固定部２２は上下方向に摺動可能に構成されている。輸液パック固定部２２が上端へ移動したときは、輸液パックＰの下端と注射器１０の注射針１０Ａの上端とが離間する位置にある（図４の二点鎖線参照）。輸液パック固定部２２が下端へ移動したときは、輸液パックＰの下端にあるキャップＰ１に注射器１０の注射針１０Ａが穿刺される位置にある（図４の実線参照）。また、輸液パック固定部２２は、この構成に限定するものではなく、例えば、孔を設けてキャップＰ１を孔に貫入することにより、固定する構成としてもよい。
注射器固定部２３は、輸液パック固定部２２よりも下方にあり、注射器１０の長手方向を上下方向と平行にした状態で固定するものである。注射器固定部２３は、左右二枚の板材を備えており、板材によって、注射器１０の容器１０Ｃを挟持することで固定する。
注射器固定部２３に固定される注射器１０は、注射針１０Ａと、押子であるプランジャ１０Ｂと、容器１０Ｃとを備える。注射針１０Ａの内径は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。また、容器１０Ｃの断面積は５００ｍｍ２以上７００ｍｍ２以下である。
注射器固定部２３に固定される注射器１０は、注射針１０Ａと、押子であるプランジャ１０Ｂと、容器１０Ｃとを備える。注射針１０Ａの内径は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。また、容器１０Ｃの断面積は５００ｍｍ２以上７００ｍｍ２以下である。
駆動部２４は、注射器１０のプランジャ１０Ｂを注射器１０の容器１０Ｃの長手方向に対して往復移動させるためのものである。駆動部２４は、上下方向へ移動可能に構成されており、プランジャ１０Ｂを相対移動不能となるように固定する。そして、駆動部２４を、上下方向へ移動させることにより、プランジャ１０Ｂを上下に往復移動させることができる。
次に第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うときの微細気泡発生装置２０について説明する。
第一の工程において、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出し、第二の工程において、輸液パックＰ内に注入用気体を与圧しつつ注入する。第一の工程および第二の工程を行った後の輸液パックＰを、微細気泡発生装置２０の輸液パック固定部２２によって固定する。
第一の工程において、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出し、第二の工程において、輸液パックＰ内に注入用気体を与圧しつつ注入する。第一の工程および第二の工程を行った後の輸液パックＰを、微細気泡発生装置２０の輸液パック固定部２２によって固定する。
次に、図４に示すように、第三の工程において、予圧された輸液パックＰ内に注射器１０の注射針１０Ａを穿刺するために、まず、注射器１０を輸液パック固定部２２の下方にある注射器固定部２３に固定する。次に、輸液パック固定部２２を上端へ移動させて、輸液パックＰを固定する。このとき、輸液パックＰの下端と注射器１０の注射針１０Ａの上端とが離間する。そして、輸液パック固定部２２を下端へ移動させることにより、輸液パックＰの下端にあるキャップＰ１に注射器１０の注射針１０Ａが穿刺される。
次に、図５に示すように、第四の工程において、注射器１０を駆動することにより、注射針１０Ａから液体を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる。注射器１０を駆動するとは、言い換えれば、駆動部２４によって、注射器１０のプランジャ１０Ｂを下方向へ移動することである。注射器１０のプランジャ１０Ｂを下方に移動することにより、注射器１０の容器１０Ｃに負圧となった空間Ｓが設けられる。この空間Ｓに、輸液パックＰ内の輸液および注入用気体が注射針１０Ａを通って移動する。注入用気体と輸液とが混合され、また、注射針１０Ａと容器１０Ｃとの断面積の差によって差圧が生じるため、注入用気体が微細気泡となって輸液内に存在する。微細気泡とは、常温常圧下においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡である。
次に、図６に示すように、第五の工程において、注射器１０を駆動することにより、第四の工程により移動した輸液を再度輸液パックＰ内へ移動させる。注射器１０を駆動するとは、言い換えれば、駆動部２４によって、注射器１０のプランジャ１０Ｂを上方向へ移動することである。注射器１０のプランジャ１０Ｂを上方に移動することにより、注射器１０の容器１０Ｃの空間Ｓの容積が減少する。空間Ｓ内の輸液を輸液パックＰ内へ移動させる。空間Ｓ内の輸液には、注入用気体である水素分子（Ｈ２）が微細気泡として存在しており、輸液が輸液パックＰ内へ戻されるときに、輸液は、水素分子を微細気泡として含む状態で戻される。
さらに、第四の工程および第五の工程を繰り返すことにより、輸液内の気泡数密度が向上し、輸液内の気泡数密度は、１０の８乗個／ｃｃ以上となる。
また、第四の行程および第五の工程を行う際の駆動部２４の駆動速度および駆動回数は制御手段であるＣＰＵ２５によって制御される。
ＣＰＵ２５は、駆動部２４を上下方向に移動させる図示せぬアクチュエータに接続されている。前記アクチュエータは、例えば、モータおよびラックアンドピニオンなどの駆動機構で構成されている。制御手段であるＣＰＵ２５は、前記アクチュエータのモータの回転速度および正逆回転の変更について制御する。
ＣＰＵ２５は、駆動部２４を上下方向に移動させる図示せぬアクチュエータに接続されている。前記アクチュエータは、例えば、モータおよびラックアンドピニオンなどの駆動機構で構成されている。制御手段であるＣＰＵ２５は、前記アクチュエータのモータの回転速度および正逆回転の変更について制御する。
このように構成することにより、施術者は、微細気泡発生装置２０を用いて容易に輸液パックＰ内の輸液に微細気泡を混入させることができる。施術者は、微細気泡発生装置２０を用いる前に、輸液パックＰに注射器１０等を用いて注入用気体（Ｈ２）を与圧しつつ注入する。施術者は、輸液パック固定部２２を上端へ移動させて、予圧された輸液パックＰのキャップＰ１を下にした状態で、輸液パック固定部２２に固定する。このとき、輸液パックＰの下端と注射器１０の注射針１０Ａの上端とが離間する。そして、輸液パック固定部２２を下端へ移動させることにより、輸液パックＰに注射器１０の注射針１０Ａが穿刺される。
次に、施術者は、タッチパネル２６を操作して制御パターンを選択する。例えば、「低速・５回」や「高速・１０回」など、プランジャ１０Ｂの上下動の速度と回数を選択する。タッチパネル２６の操作後、駆動部２４が駆動することにより、注射器１０のプランジャ１０Ｂが上下に移動し、注射器１０の容器１０Ｃと輸液パックＰとの間で輸液が移動する。輸液が移動する際に、Ｈ２が微細気泡として輸液に混入される。
このように、大型の装置を用いることなく、施術者が施術に必要な分だけ注入用気体を微細気泡として混入させた輸液パックＰを製造することができる。
このように、大型の装置を用いることなく、施術者が施術に必要な分だけ注入用気体を微細気泡として混入させた輸液パックＰを製造することができる。
以上のように、輸液パックＰを用いた微細気泡発生方法であって、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出する第一の工程と、輸液パックＰ内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程と、予圧された輸液パック内に注射器１０の注射針１０Ａを穿刺する第三の工程と、注射器１０を駆動することにより、注射針１０Ａから液体を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる第四の工程と、注射器１０を駆動することにより、第四の工程により移動した輸液を再度輸液パックＰ内へ移動させる第五の工程と、を備えるものである。
このように構成することにより、注射器１０を用いて注入用気体を輸液パックＰ内に微細気泡として注入することが可能となり、輸液パックＰの製造段階ではなく輸液パックＰの使用段階で、施術者が容易に輸液中に微細気泡を発生させることができる。
ことができる。
ことができる。
また、注入用気体は、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、または亜酸化窒素のいずれかを含むものであってもよい。
このように構成することにより、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、または亜酸化窒素を点滴静脈注射によって患者の静脈内へ供給することができる。
このように構成することにより、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、または亜酸化窒素を点滴静脈注射によって患者の静脈内へ供給することができる。
また、第四の工程および第五の工程において注射器１０の駆動する回数および速度を制御手段であるＣＰＵ２５によって制御するものであってもよい。
このように構成することにより、輸液パックＰの大きさや生理食塩水以外の成分の濃度等に合わせて、適当な気泡数密度とすることができる。
このように構成することにより、輸液パックＰの大きさや生理食塩水以外の成分の濃度等に合わせて、適当な気泡数密度とすることができる。
また、注射針１０Ａの内径は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるものであってもよい。
このように構成することにより、注射針１０Ａと容器１０Ｃとの断面積の差によって差圧が生じるため、注入用気体が微細気泡となりやすくなる。
このように構成することにより、注射針１０Ａと容器１０Ｃとの断面積の差によって差圧が生じるため、注入用気体が微細気泡となりやすくなる。
次に、別の実施形態として、インライン型のユニットを用いた微細気泡発生装置１２０について図７から図９を用いて説明する。
微細気泡発生装置１２０は、主に第二の工程、第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うための装置であり、輸液パックＰ内の輸液に注入用気体を微細気泡として混入するための装置である。
微細気泡発生装置１２０は、インライン型ユニット１２１と、圧送手段である圧力調整器１２２と、キャニスタ１２３とを備える。
インライン型ユニット１２１は、注射器１０の注射針１０Ａと、前記注射器１０の容器１０Ｃとの間に配置されるユニットであり、注入用気体を微細気泡として放出するためのユニットである。
インライン型ユニット１２１は内部に管状の液体通路１３１を設けた円筒状の本体１３０と、液体通路１３１の壁面１３０Ａの一部を凹状にして、その部分に設けた気泡発生媒体１３２とから構成される。
本体１３０は、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂（フッ化炭素樹脂）で構成されている。なお、耐熱性の合成樹脂であればフッ素樹脂に限定するものではない。
液体通路１３１は、本体１３０内に設けられた空間であり、容器１０Ｃ側の先端部と、注射針１０Ａの基部１０Ｄとに連結されている。液体通路１３１の容器１０Ｃ側の端部には、容器１０Ｃ側の先端部１０Ｅを装着するための凹部１３１Ａが設けられている。また、液体通路１３１の注射針１０Ａ側の端部には、注射針１０Ａの基部１０Ｄに設けられた凹部と嵌合するための凸部１３１Ｂが設けられている。
気泡発生媒体１３２は、液体通路１３１の壁面１３０Ａ内部に配置されている。気泡発生媒体１３２は、液体通路１３１の輸液が流れる方向に平行となるように配置されている。また、気泡発生媒体１３２は、炭素系の多孔質素材で構成されており、図６に示すように、直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔１３２Ａを多数有している。また、気泡発生媒体１３２は導電体であり、気泡発生媒体１３２から発生する気泡は負の電荷が帯電される。言い換えれば、導電体である気泡発生媒体１３２を通過する際に微細気泡に自由電子が付加されることにより、負の電荷が帯電するものである。この負の電荷により、気泡同士が互いに反発し、合体して大きな気泡になることを防ぐことができる。
炭素系の多孔質素材とは、炭素のみ若しくは炭素およびセラミックを含む複合素材であり、無機質の素材である。また、炭素系の多孔質素材の表面には、厚さ数ｎｍの膜が形成されている。前記膜はケイ素を含む無機質の膜で形成されている。
微細気泡発生装置１２０は、主に第二の工程、第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うための装置であり、輸液パックＰ内の輸液に注入用気体を微細気泡として混入するための装置である。
微細気泡発生装置１２０は、インライン型ユニット１２１と、圧送手段である圧力調整器１２２と、キャニスタ１２３とを備える。
インライン型ユニット１２１は、注射器１０の注射針１０Ａと、前記注射器１０の容器１０Ｃとの間に配置されるユニットであり、注入用気体を微細気泡として放出するためのユニットである。
インライン型ユニット１２１は内部に管状の液体通路１３１を設けた円筒状の本体１３０と、液体通路１３１の壁面１３０Ａの一部を凹状にして、その部分に設けた気泡発生媒体１３２とから構成される。
本体１３０は、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂（フッ化炭素樹脂）で構成されている。なお、耐熱性の合成樹脂であればフッ素樹脂に限定するものではない。
液体通路１３１は、本体１３０内に設けられた空間であり、容器１０Ｃ側の先端部と、注射針１０Ａの基部１０Ｄとに連結されている。液体通路１３１の容器１０Ｃ側の端部には、容器１０Ｃ側の先端部１０Ｅを装着するための凹部１３１Ａが設けられている。また、液体通路１３１の注射針１０Ａ側の端部には、注射針１０Ａの基部１０Ｄに設けられた凹部と嵌合するための凸部１３１Ｂが設けられている。
気泡発生媒体１３２は、液体通路１３１の壁面１３０Ａ内部に配置されている。気泡発生媒体１３２は、液体通路１３１の輸液が流れる方向に平行となるように配置されている。また、気泡発生媒体１３２は、炭素系の多孔質素材で構成されており、図６に示すように、直径数μｍ〜数十μｍの細かな孔１３２Ａを多数有している。また、気泡発生媒体１３２は導電体であり、気泡発生媒体１３２から発生する気泡は負の電荷が帯電される。言い換えれば、導電体である気泡発生媒体１３２を通過する際に微細気泡に自由電子が付加されることにより、負の電荷が帯電するものである。この負の電荷により、気泡同士が互いに反発し、合体して大きな気泡になることを防ぐことができる。
炭素系の多孔質素材とは、炭素のみ若しくは炭素およびセラミックを含む複合素材であり、無機質の素材である。また、炭素系の多孔質素材の表面には、厚さ数ｎｍの膜が形成されている。前記膜はケイ素を含む無機質の膜で形成されている。
圧力調整器１２２は、気泡発生媒体１３２内へ気体を圧送するための手段であり、圧送する気体の圧力を調整する装置である。例えば、圧力調整器１２２は、調整弁で構成されており、調整弁の開度を調整するための操作部１２２Ａと、調整弁によって調整された圧入する気体の圧力を表示する表示部１２２Ｂが設けられている。圧力調整器１２２は、操作部１２２Ａを操作して調整弁の開度を調整することにより、圧入する気体の圧力を調整する。
キャニスタ１２３は、圧縮された気体が貯蔵される容器であり、圧力調整器１２２を介して気泡発生媒体と連結されている。キャニスタ１２３内の気体には、予圧がされているため、圧力調整器１２２の開度を調整することで、最大でキャニスタ１２３内に予圧された圧力と同じ圧力で気泡発生媒体１３２へ気体を圧送することができる。
キャニスタ１２３は、圧縮された気体が貯蔵される容器であり、圧力調整器１２２を介して気泡発生媒体と連結されている。キャニスタ１２３内の気体には、予圧がされているため、圧力調整器１２２の開度を調整することで、最大でキャニスタ１２３内に予圧された圧力と同じ圧力で気泡発生媒体１３２へ気体を圧送することができる。
また、図１０に示すように、液体通路１３１の中途部に、余剰気体を排出するための気体排出通路１３５を設けることもできる。気体排出通路１３５の中途部に弁１３６を設けている。弁１３６を開閉することにより、余剰気体を排出することが可能となる。
次に、第二の工程、第三の工程、第四の工程、および第五の工程を行うときの微細気泡発生装置２０について説明する。
第一の工程において、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出する。第一の工程を行った後の輸液パックＰに、第三の工程を行う。すなわち、微細気泡発生装置１２０と連結した注射器１０の注射針１０Ａを穿刺する。注射針１０Ａの基部１０Ｄには微細気泡発生装置１２０のインライン型ユニット１２１が連結している。
第一の工程において、輸液パックＰ内に含まれる気体を放出する。第一の工程を行った後の輸液パックＰに、第三の工程を行う。すなわち、微細気泡発生装置１２０と連結した注射器１０の注射針１０Ａを穿刺する。注射針１０Ａの基部１０Ｄには微細気泡発生装置１２０のインライン型ユニット１２１が連結している。
次に、第四の工程において、注射器１０を駆動することにより、注射針１０Ａから液体を注射器１０の容器１０Ｃ内へ移動させる。注射器１０を駆動するとは、言い換えれば、注射器１０のプランジャ１０Ｂを下方向へ移動することである。注射器１０のプランジャ１０Ｂを下方に移動することにより、注射器１０の容器１０Ｃに負圧となった空間Ｓが設けられる。この空間Ｓに、輸液パックＰ内の輸液が注射針１０Ａおよびインライン型ユニット１２１の液体通路１３１を通って移動する。
液体通路１３１において、気泡発生媒体１３２から、注入用気体が微細気泡となって輸液内に注入される。すなわち、第四の工程において、輸液内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程もあわせて行われる。微細気泡とは、常温常圧下においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡である。
液体通路１３１において、気泡発生媒体１３２から、注入用気体が微細気泡となって輸液内に注入される。すなわち、第四の工程において、輸液内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程もあわせて行われる。微細気泡とは、常温常圧下においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡である。
次に、第五の工程において、注射器１０を駆動することにより、第四の工程により移動した輸液を再度輸液パックＰ内へ移動させる。注射器１０を駆動するとは、注射器１０のプランジャ１０Ｂを上方向へ移動することである。注射器１０のプランジャ１０Ｂを上方に移動することにより、注射器１０の容器１０Ｃの空間Ｓの容積が減少する。空間Ｓ内の輸液が、インライン型ユニット１２１の液体通路１３１および注射針１０Ａを通って輸液パックＰ内へ移動する。液体通路１３１において、気泡発生媒体１３２から、注入用気体が微細気泡となって輸液内に注入される。すなわち、第五の工程において、輸液内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程もあわせて行われる。微細気泡とは、常温常圧下においてサイズ（直径）が１００μｍ未満の気泡である。
さらに、第四の工程および第五の工程を繰り返すことにより、輸液内の気泡数密度が向上し、輸液内の気泡数密度は、１０の８乗個／ｃｃ以上１０の１０乗個／ｃｃ以下となる。
気泡数密度の指標として、レーザー光による光の散乱の確認方法がとられることがある。通常の生理食塩水を用いて対照実験を行った場合、通常の生理食塩水では光の散乱はほとんど見られないが、本実施形態における微細気泡発生方法により微細気泡を発生させた場合、光の散乱により、生理食塩水内のレーザー光を視認することが可能となる。
気泡数密度の指標として、レーザー光による光の散乱の確認方法がとられることがある。通常の生理食塩水を用いて対照実験を行った場合、通常の生理食塩水では光の散乱はほとんど見られないが、本実施形態における微細気泡発生方法により微細気泡を発生させた場合、光の散乱により、生理食塩水内のレーザー光を視認することが可能となる。
このように構成することにより、施術者は、微細気泡発生装置１２０を用いて容易に輸液パックＰ内の輸液に微細気泡を混入させることができる。施術者は、キャニスタ１２３の残量および輸液を移動させる時間を制御することで、微細気泡の発生量を概算で算出することができる。
また、微細気泡発生装置１２０を用いて発生させる微細気泡の量は、圧力調整器１２２によって圧力を調整することで容易に調整することができる。また、圧力調整器１２２によって注入用気体の圧力を高くすることにより、飽和量まで微細気泡を発生させることができる。
また、微細気泡発生装置１２０を用いて発生させる微細気泡の量は、圧力調整器１２２によって圧力を調整することで容易に調整することができる。また、圧力調整器１２２によって注入用気体の圧力を高くすることにより、飽和量まで微細気泡を発生させることができる。
第一の工程において、施術者が輸液パックＰ内に含まれる気体を放出する代わりに、輸液パックにフィルター付きの使い捨て針１３４を付けておくことも可能である。使い捨て針１３４は、輸液パックPの上面から貫入する。このように構成することにより、輸液パックP内に充満した注入用気体を効率よく排出することが可能となる。これによって、第一の工程を省いて、第二の工程から第五の工程を行う際、輸液パックＰ内の気体と余剰の注入用気体をフィルター付きの使い捨て針１３４から排出することができる。このように構成することにより、高濃度の微細気泡を定量的に混入することが可能となる。
また、インライン型ユニット１２１の液体通路１３１の中途部に、余剰気体を排出するための気体排出通路１３５を設けることも可能である。気体排出通路１３５は、注射針１０Ａ側の端部に設けられる。すなわち、注射針１０Ａを輸液パックPに穿刺する場合において、液体通路１３１の上端付近に位置するように設けられる。気体排出通路１３５の中途部に弁１３６を設ける。弁１３６は、滅菌した状態で用いられる。これにより、気体排出通路１３５内の圧力が所定の圧力以上となった場合に余剰気体を気体排出通路１３５から排出することができる。このように構成することにより、高濃度の微細気泡を定量的に混入することが可能となる。
インライン型ユニット１２１を用いた微細気泡発生装置１２０を用いて、輸液パックＰのかわりに採血した血液が入ったパウチに注入用気体を微細気泡として混入することもできる。例えば、治験者から一度血液を採血し、インライン型ユニット１２１を用いた微細気泡発生装置１２０を用いて血液内に微細気泡を混入する。そして、微細気泡を混入した血液を治験者に再び戻すという自己輸血を行うこともできる。
１０ 注射器
１０Ａ 注射針
１０Ｂ プランジャ
１０Ｃ 容器
２０ 微細気泡発生装置
２１ 本体
２２ 輸液パック固定部
２３ 注射器固定部
２４ 駆動部
２５ ＣＰＵ（制御手段）
２６ タッチパネル（選択手段）
１０Ａ 注射針
１０Ｂ プランジャ
１０Ｃ 容器
２０ 微細気泡発生装置
２１ 本体
２２ 輸液パック固定部
２３ 注射器固定部
２４ 駆動部
２５ ＣＰＵ（制御手段）
２６ タッチパネル（選択手段）
Claims (7)
- 輸液パックを用いた微細気泡発生方法であって、
前記輸液パック内に含まれる気体を放出する第一の工程と、
前記輸液パック内に注入用気体を与圧しつつ注入する第二の工程と、
前記予圧された輸液パック内に注射器の注射針を穿刺する第三の工程と、
前記注射器を駆動することにより、注射針から輸液を注射器の容器内へ移動させる第四の工程と、
前記注射器を駆動することにより、前記第四の工程により移動した輸液を再度輸液パック内へ移動させる第五の工程と、を備えることを特徴とする、
輸液パックを用いた微細気泡発生方法。 - 前記注入用気体は、水素、酸素、オゾン、窒素、二酸化炭素、または亜酸化窒素のいずれかを含むことを特徴とする、
請求項１に記載の輸液パックを用いた微細気泡発生方法。 - 前記第四の工程および第五の工程において前記注射器の駆動する回数および速度を制御手段によって制御することを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の輸液パックを用いた微細気泡発生方法。 - 前記注射針の内径は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の輸液パックを用いた微細気泡発生方法。 - 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の輸液パックを用いた微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置であって、
前記注射器を固定する固定手段と、
前記注射器のプランジャを注射器の容器の長手方向に対して往復移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段の往復移動の回数と速度を制御する制御装置と、
前記制御装置の制御パターンを選択するための選択手段と、
を備えることを特徴とする、
微細気泡発生装置。 - 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の輸液パックを用いた微細気泡発生方法を行うための微細気泡発生装置であって、
前記注射器の注射針と、前記注射器の容器との間に気体を微細気泡として放出するインライン型ユニットを配置し、
前記インライン型ユニットは、容器と注射器との間を繋ぐ液体通路と、気体を圧入するための圧入手段と、前記液体通路内に配置され、圧入された気体を微細気泡として放出する気泡発生媒体と、を備え、
前記微細気泡発生装置は、前記第四の工程および第五の工程において前記液体通路内の液体に対して、圧入された気体を微細気泡として放出することを特徴とする、
微細気泡発生装置。 - 前記液体通路の中途部に、余剰気体を排出するための気体排出通路を設け、
前記気体排出通路の中途部に弁を設けたことを特徴とする、
請求項６に記載の微細気泡発生装置。
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