JP4409239B2 - 薬液注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬液注入装置に関し、より詳しくは、薬液を、人または動物の皮膚表面より、針を介して経皮的に皮内へ注入するための薬液注入装置に関する。

近年、バイオテクノロジーの進歩により、インスリン、成長ホルモン、インターフェロン、カルシトニン等に代表される高分子量医薬品の生産量が増大している。これらは蛋白製剤であるため、従来の医薬品のように内服すると消化管内で多くが分解されてしまう。したがって、高分子量医薬品の薬効量を得るためには、消化管内での分解を回避する必要がある。このため、高分子量医薬品を投与する場合には、非経口投与である皮下注射や筋肉注射に頼らざるを得ない。しかし、注射に対する患者の恐怖感は根強いものがあり、注射時の針の穿刺による痛みを軽減する手段が強く要望されている。特に、糖尿病患者のように毎日繰り返しインスリンを投与する必要がある者にとっては、この注射時の針の穿刺による痛みは切実な問題である。

皮膚は、一般的に、死んだ表皮細胞層からなる角質層、生きた表皮細胞層、真皮層、および皮下脂肪組織層からなり、この皮膚が筋膜を介して筋肉層と接している。最も汎用される注射として皮下注射があるが、この注射方法は、角質層、生きた表皮細胞層、および真皮層を貫いて皮下脂肪組織に薬液を投与するものである。しかし、真皮層や皮下脂肪組織層には痛みの刺激を受容する自由神経終末や血管が豊富にあるため、針先が神経を傷つけたり血管を損傷したりすることによってブラジキニンなどの発痛物質の産生を促し、痛みを引き起こしてしまう。針の穿刺による痛みを軽減する最も簡便な方法は、神経や血管に対する損傷を最小限に抑えることである。具体的には、針を細くすることと、短くすることが有効である。インスリンの自己注射用の針は、時代とともに細く短くなり、最近では、針の外径が０．２５ｍｍ（３１Ｇ針）で長さが５ｍｍのものが登場してきた。しかし、未だ、穿刺痛に関して、患者の満足は十分には得られてはいない。

このように針をさらに細くすれば、穿刺痛は軽減される。しかし、針を細くすれば、針体の腰が弱くなるために針が曲がり易くなって刺しづらくなること、および薬液の針内を流れる抵抗が上昇し薬液を押し出しにくくなることといった問題が生じる。このため、インスリン用としては、３１Ｇ針よりも細い一様な針は実現されていない。

かかる問題を解決するために、近年、外径が先端で細く先端から基端に向かって太くされ、内径もそれに応じて変化させた針が提案されている（特許文献１、２参照）。これにより、細い針の腰の弱さと流路抵抗の上昇という問題が同時に解決される。しかし、特許文献２に示されるように、提案された針は、主として全長５ｍｍ以上の単針であり、皮下注射を意図したものである。つまり、特許文献１、２は、薬液を皮内に確実かつ容易に、かつ穿刺痛を軽減しつつ投与する技術を提示するものではない。

一方、針の長さを短くすると新たな問題が生じる。皮膚の表皮および真皮層は、皮下脂肪組織層と異なり、細胞が密で硬い。このため、薬液を表皮あるいは真皮層に投与する場合、１本の針で多量の投与はできない。一般に、皮膚の表皮と真皮層の間、あるいは真皮層へ投与する皮内投与の場合、ツベルクリン反応検査では０．１ｍｌ、アレルゲンテストや抗生物質などの薬物過敏性テストでは０．０２ｍ１の薬液が注入される。しかし、０．１ｍｌ以上の薬液が皮内に注入されると、狭い細胞問隙に基づく薬液収容能力の限界や、血管を通しての生体内への薬液吸収が追いつかないという理由で、皮膚が膨れ上がり、ついには皮膚における針の刺し口から薬液が漏れ出してしまう。このように現行の皮内投与では、薬液の投与量に制限がある。また、皮内に針先を位置させるために、一般的には、長い針を皮膚に略平行に刺さなければならない等の技術的な難しさも存在する。

かかる問題を解決するために、近年、長さが最高１ｍｍ（特に１〜５００μｍ）の中空の複数の針を皮膚面に垂直に刺して電場をかけることによって、薬物を投与する経皮システムが提案されている（特許文献３参照）。しかし、皮膚には弾力があり、さらに前述したように表皮および真皮は細胞が密で硬いため、針を押し付けてもある距離までは刺さらずに凹む傾向がある。このため、上記文献に記載のシステムにおける複数の針は、長さが短いこと、および皮膚との接点が点でないことから、皮膚に刺さりにくいことが予想される。しかも、針が短いため、たとえ刺さっても外れやすい。すなわち投与された多くの薬液が生体内に入らずに漏れてしまう恐れがある。また、上記システムの複数の針は、写真リトグラフィーのようなミクロ領域加工方法により一体的に製造されるものであるため、製造することが技術的に難しいという問題もある。

また、薬液の注入中に装置を皮膚に固着させるために真空を作り出す手段を備えた注入装置が提案されている（特許文献４参照）。しかし、この注入装置は、使用者がプランジャ機構を押圧する動作によって薬液の注入作用と装置の皮膚への固着作用とが発揮される構成とされているため、薬液を注入する間、装置の皮膚への固着を確実に維持することが難しい。このため、複数の針のうち１本でも皮膚から外れると、流路抵抗の低い外れた針から薬液が漏れてしまう恐れがある。
特開２００２−１５９５７６号公報 特開２００２−２９１８８４号公報 特表平１０−５１０１７５号公報 特表平８−５０８９０１号公報

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、痛みを軽減しつつ針を皮膚に穿刺できるとともに、針が皮膚から外れることを確実に防止でき、十分な量の薬液を経皮的に皮内へ注入することが可能な薬液注入装置を提供することである。

本発明の目的は、下記する手段により達成される。

（１）薬液を収容可能な容器と、先端側に開口する凹状部、および当該凹状部の開口端近傍の側方に設けられ皮膚面と平行に内側に移動可能な少なくとも一対の翼片を有する皮膚に当接可能な翼部を備え、前記容器を保持するための保持体と、前記容器内と連通され前記保持体を貫通して前記凹状部の内側底面から外方へ突出する複数の中空の針と、前記容器内の薬液を前記針を介して経皮的に皮内へ注入するための駆動力を提供する薬液駆動手段と、前記翼片が皮膚に当接された状態で前記容器を把持して皮膚に向かって押し込むことで当該翼片を内側にずらすことにより、皮膚を当該翼片で挟んで持ち上げ前記凹状部の内側底面に引き寄せて接触させるための接触手段と、前記翼部の皮膚に接触可能な端面に形成された粘着剤と、を有することを特徴とする薬液注入装置。

（２）前記保持体の皮膚に接触可能な端面に形成された粘着剤を含む粘着層を有する上記（１）に記載の薬液注入装置。

本発明の薬液注入装置によれば、複数の針を使用することにより針を細くして痛みを軽減しつつ皮膚に穿刺できるとともに、針が皮膚から外れることを確実に防止することができる。したがって、十分な量のたとえば経口投与の難しい高分子医薬品などの薬液を、経皮的に皮内へ確実かつ容易に注入することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。図２は、図１に示される針の概略拡大図である。

図１に示されるように、本実施形態に係る薬液注入装置１は、本体１０と針２０とを有している。

本体１０は、薬液を収容可能な容器１１と、容器１１を保持するための保持体１２と、容器１１内の薬液を針２０を介して経皮的に皮内へ注入するための駆動力を提供する薬液駆動手段としての押し子１３とを有する。

本明細書において、皮内とは、真皮層をいい、皮膚の表皮細胞層と真皮層の間の部位も含む。なお、本実施形態の薬液注入装置１は、薬液の皮内投与を意図したものであるが、結果的に皮下等の他の部位に薬液が注入される場合がある装置も含む。

容器１１は、略円筒状を呈しており、押し子１３が容器１１の軸方向に往復動可能に挿入される内部空間１１１を有する。容器１１の保持体１２と反対側（図中上側）には、押し子１３を内部空間１１１に挿入するための開口１１２が形成されている。

また、容器１１は、当該容器１１の内部空間１１１内に薬液を充填するための充填口１１３を有する。充填口１１３には、チューブ４１を介して、流路を開閉可能なバルブ４２が取り付けられている。バルブ４２には、薬液を供給するための図示しないシリンジ等の薬液供給装置を接続することができる。

保持体１２は、先端側（図中下側）に開口する凹状部１２１を備える。また、凹状部１２１の開口端近傍の側方には、皮膚に当接可能な翼部１２２が設けられている。翼部１２２を設けることにより、薬液注入装置１は皮膚上に安定して支持され得る。ただし、本実施形態では、翼部を省略することも可能である。翼部１２２は、図１（Ｂ）に示されるように楕円板形状を呈しているが、略平板形状であれば任意の形状を採ることができる。

保持体１２の凹状部１２１の内側底面１２３は、先端側に向かって凸形状に形成されることが好ましい。このような構成にすれば、内側底面１２３は後述するように針２０が外方に突出する領域であるため、複数の針２０が皮膚に均等に刺さりかつ刺さった状態を維持し易くなる。内側底面１２３の凸形状は、図１に示すような略円錐形状に限られるものではなく、たとえば球面形状の一部であってもよい。ただし、内側底面１２３は平面であってもよい。

本実施形態においては、容器１１と保持体１２とは、好ましくは、一体成形される。しかし、容器１１と保持体１２とを別部材として形成し、接着あるいは溶着等の手段によって、保持体１２を容器１１の端部に固着することも可能である。あるいは、容器１１を、螺合もしくは嵌合によって、保持体１２に着脱可能に接続する構成を採用することも可能である。

保持体１２の皮膚に接触可能な端面には、粘着剤を含む粘着層３０が形成されている。粘着層３０は、凹状部１２１の内側底面１２３と、翼部１２２の端面１２４とに形成されるのが好ましいが、いずれか一方に形成されていてもよい。凹状部１２１の内側底面１２３に粘着層３０を形成することにより、針２０の突出箇所近傍を皮膚にしっかりと粘着させることができ、また、翼部１２２の端面１２４に粘着層３０を形成することにより、薬液注入装置１の保持体１２を皮膚上にしっかりと固定することができる。これにより、穿刺直後や薬液の注入時に針が皮膚から外れることをより確実に防止できる。粘着層３０の外表面には、図示しない剥離シートが貼付されており、使用時に剥がされる。

粘着層３０の粘着剤としては、一般的な粘着剤であれば使用可能であり、たとえば天然ゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤が使用され得る。なお、粘着層には、たとえば皮膚を冷却するための物質等、粘着以外の目的の物質が含まれていてもよい。

また、保持体１２は、凹状部１２１内の空気を吸引するための吸引口１２５を有する。吸引口１２５には、チューブ５１を介して、空気を吸引可能な図示しないシリンジ等の吸引装置を接続するためのコネクタ５２が取り付けられている。吸引口１２５、チューブ５１、コネクタ５２および吸引装置は、凹状部１２１の内側底面１２３と皮膚とを相互に近接移動させて接触させるための接触手段として機能する。具体的には、吸引装置により吸引口１２５から空気を吸引することにより、凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚を引き寄せて接触させることが可能となる。したがって、針を皮膚に確実に刺して薬液注入時に針が皮膚から外れることを防止することができる。保持体１２に接続されているチューブ５１には、空気の逆流を防止するための逆止弁が設けられていてもよい。

押し子１３の先端には、容器１１に挿入されて内壁に密着するガスケット１３１が取り付けられている。ガスケット１３１は、押し子１３が使用者により押されて保持体１２に向かって移動する際に、薬液が後方に漏れないようにシールし、薬液を前方に押し出す役目を果たす。

ガスケット１３１は、ブチルゴム、シリコンゴム、あるいはエラストマー等の材料を使用する成形加工によって製造される。容器１１、保持体１２、および押し子１３は、ポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックあるいはガラス等の材料を使用して、成形加工によって製造される。なお、容器１１と保持体１２は、透明なプラスチックが望ましい。

針２０は、容器１１内の内部空間１１１と連通しており、保持体１２を貫通して凹状部１２１の内側底面１２３から外方へ突出している。針２０は、中空形状を呈しており、複数本設けられる。図１（Ｂ）では、５本の針２０が示されている。針の本数は、複数であれば薬液の投与量を効果的に増やすことができるため、２〜１００本の範囲が好ましく、針穿刺の確実性や製造コストの観点を考慮すれば、２〜１０本の範囲がより好ましい。

図２に示すように、針２０の先端の外径Ｄ_１は、０．１ｍｍ以上かつ０．２５ｍｍ以下であり、針２０の基端の外径Ｄ_２は、先端の外径Ｄ_１よりも大きく設定されている（かかる形状の針を「異径針」とも呼ぶ）。したがって、針の先端側を細くしたことにより穿刺痛が軽減されるだけでなく、基端側を太くしたことにより皮膚に穿刺するための針の強度を確保するとともに流路抵抗の上昇を防止することが可能である。また、針２０が保持体１２から先端側に脱落することを防止できる利点もある。

針２０は、基端から凹状部１２１の内側底面１２３に対応する位置までの基部２１と、凹状部１２１の内側底面１２３から突出し、生体内に穿刺可能な部分である穿刺部２２とから構成される。なお、外径Ｄ_２を有する太い部分の一部が凹状部１２１の内側底面１２３から外方に突出する構成であってもよい。

ここで、皮膚の角質層の厚さは一般に、個人、性別、年齢、身体の部位、生活環境によって異なっていて一定ではないが、人の腕においては、通常１０〜３０μｍである。また、生きた表皮細胞層の厚さも種々の要因により一定ではないが、人の上腕部においては、通常３０〜１００μｍである。また、真皮層の厚さも一定ではないが、通常１〜３ｍｍである。

したがって、皮内投与を試みる場合、針２０の皮膚内に穿刺される部分の長さは、好ましくは０．０４〜２．５ｍｍ、より好ましくは０．５〜２．０ｍｍの範囲内である。結果的に、針２０のうち凹状部１２１の内側底面１２３から突出している部分、すなわち穿刺部２２の全長Ｌ（皮膚に入らない部分も含めての全長）は、皮膚の柔軟性により穿刺部２２の根元まで完全に押入されない場合があり得ることを考慮して、好ましくは０．１〜３ｍｍ、より好ましくは１〜２．５ｍｍの範囲内である。

また、針２０の穿刺部２２は、その先端側において、第１研削角で斜めにカットすることにより刃面が形成された主傾斜面２３と、第２研削角で斜めにカットすることにより刃面が形成された一対の先端傾斜面２４とを有している。これにより、針２０の先端は皮膚に穿刺し易い点形状を呈する。

針２０は、その針先が内側底面１２３の凸形状と対応する凸形状の位置に配置されているので、内側底面１２３の中央部にある針と周辺部にある針とは同じ深さで穿刺される。

図３に示すように、針は外径が先端から基端に向かって漸増していてもよい。図３に示す針２０ａは、図２に示す針２０よりも強度が大きく、流路抵抗の変化も滑らかとなる利点がある。一方、図２に示す針２０は、図３に示す針２０ａよりも製造が容易である。

図３に示す針２０ａもまた、基部２１ａと穿刺部２２ａとから構成されており、先端の外径Ｄ_１、および穿刺部２２の全長Ｌは、図２に示す針２０と同様である。なお、針の全長にわたってではなく、針の長手方向の一部において、外径が先端から基端に向かって漸増していてもよい。

針２０は、一般的には、ステンレス鋼を使用して、例えば、塑性加工によって製造される。但し、チタンなどの他の金属あるいはプラスチック等の材料から、針２０を製造することも可能である。針２０の本体１０への固着は、例えば、インサート成形あるいは接着によって達成される。

また、薬液注入装置１には、針２０の先端を保護するためのキャップ６０が備えられていることが好ましい。これにより、針２０の先端が誤って曲げられてしまうことを防止できるとともに、患者に恐怖感を与えないようにすることができる。キャップ６０は、保持体１２に対して、たとえば螺合もしくは嵌合等の方法により装着される。

図１では、針２０の先端は、翼部１２２の粘着層３０が形成された端面１２４よりも突出しているが、端面１２４よりも基端側に位置されていてもよい。このようにすれば、針２０を誤って皮膚に穿刺したり先端が誤って曲げられたりする事態をより防止できる。この場合、吸引口１２５から空気を吸引することによって、凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚を引き寄せることにより、針２０を皮膚に穿刺することが可能である。

このように構成された薬液注入装置１の使用方法について説明する。

まず、キャップ６０を薬液注入装置１に装着した状態で、容器１１に接続されたバルブ４２を開け、バルブ４２に接続されたシリンジ等の薬液供給装置を使用して、容器１１内に薬液を充填する。薬液の充墳後、キャップ６０を外し、針２０の先端を上に向けた状態で、容器１１内にある空気を抜く。

そして、薬液注入装置１を皮膚の注射部位に、翼部１２２の端面１２４に形成された粘着層３０によって接着させる。保持体１２が皮膚にしっかりと接着されたことを確認した後、保持体１２の吸引口１２５に接続されたチューブ５１を介して凹状部１２１内の空気を吸引する。こうして凹状部１２１内に負圧が発生することにより、凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚が引き寄せられ、針２０が穿刺部２２の根元近傍まで皮膚に刺さる。このとき、凹状部１２１の内側底面１２３に形成された粘着層３０に皮膚が接着される。したがって、針２０が皮膚から外れることを確実に防止できる。保持体１２の凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚が接着されてから、押し子１３を押して容器１１内の薬液を皮内に注入する。皮内へ注入する抵抗で針２０が皮膚から離れようとするが、粘着層３０にて接着が維持される。

薬液注入装置１で使用される薬液は、薬剤を含有する溶液、ゲルまたは懸濁液である。使用可能な薬剤は、経皮的な投与に適さない薬剤以外であるならば、実質的に制限されない。

主な薬剤としては、たとえば、抗菌薬、抗ウイルス薬、ワクチン、抗腫瘍薬、免疫抑制薬、ステロイド薬、抗炎症薬、抗リウマチ薬、関節炎治療薬、抗ヒスタミン薬、抗アレルギー薬、糖尿病治療薬、ホルモン剤、骨・カルシウム代謝薬、ビタミン、血液製剤、造血薬、抗血栓薬、抗高脂血症薬、抗不整脈薬、血管拡張薬、プロスタグランジン、カルシウム拮抗薬、ＡＣＥ阻害薬、βブロッカー、降圧薬、利尿薬、キサンチン誘導体、βアゴニスト、抗喘息薬、鎮咳薬、去痰薬、抗コリン薬、止寫薬、健胃消化薬、抗潰瘍薬、下剤、睡眠薬、鎮静薬、解熱剤、かぜ薬、抗てんかん薬、抗精神病薬、抗うつ薬、抗不安薬、中枢神経刺激薬、副交感神経作用薬、交感神経作用薬、制吐剤、中枢興奮薬、抗パーキンソン病薬、筋弛緩薬、鎮痙薬、麻酔薬、鎮痒薬、抗片頭痛薬、診断薬、オリゴヌクレオチド、遺伝子薬などが挙げられる。ただし、薬剤は、好ましくは、経口投与で効果を表さないかあるいは減弱してしまうタンパク、ぺプチド、多糖類、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ等であり、具体的には、インスリン、成長ホルモン、インターフェロン、カルシトニン等の高分子量医薬品である。

このように第１実施形態の薬液注入装置によれば、複数の針を使用することにより針を細くして痛みを軽減しつつ皮膚に穿刺できるとともに、針が皮膚から外れることを確実に防止することができる。したがって、十分な量のたとえば経口投与の難しい高分子医薬品などの薬液を、経皮的に皮内へ確実かつ容易に注入することができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。以下、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する機能を有する部材には同一の符号を用いる。

第２実施形態に係る薬液注入装置１ａは、凹状部１２１の内側底面１２３と皮膚とを相互に近接移動させて接触させるための接触手段が、第１実施形態と相違している。

具体的には、保持体１２は、凹状部１２１の開口端近傍の側方に設けられ皮膚に当接可能な翼部１２２ａを備え、当該翼部１２２ａは、皮膚面と平行に内側（半径方向内方）に移動可能な一対の翼片１２６を有している。ただし、３個以上の翼片１２６が放射状に配置されていてもよい。翼片１２６は、側壁１２７を介して保持体１２の基部に接続されており、これらは、たとえば樹脂により一体成形されることによって、各接続部分においてヒンジ結合される。したがって、翼片１２６、１２６が皮膚に当接された状態で当該翼片を内側にずらすことにより、皮膚を一対の翼片１２６、１２６で挟んで持ち上げ凹状部１２１の内側底面１２３に引き寄せて接触させることが可能となる。

このように構成された薬液注入装置１ａを使用する場合、まず、キャップ６０を薬液注入装置１に装着した状態で、容器１１に接続されたバルブ４２を開け、バルブ４２に接続されたシリンジ等の薬液供給装置を使用して、容器１１内に薬液を充填する。薬液の充墳後、キャップ６０を外し、針２０の先端を上に向けた状態で、容器１１内にある空気を抜く。

そして、薬液注入装置１ａを皮膚の注射部位に、翼部１２２ａの端面１２４に形成された粘着層３０によって接着させる。保持体１２が皮膚にしっかりと接着されたことを確認した後、容器１１の側面を持ち、皮膚に向かって押し込む。これにより、一対の翼片１２６、１２６が内側に移動して、一対の翼片１２６、１２６に挟まれた皮膚が盛り上がり、針２０が穿刺部２２の根元近傍まで皮膚に刺さる。このとき、凹状部１２１の内側底面１２３に形成された粘着層３０に皮膚が接着される。したがって、針２０が皮膚から外れることを確実に防止できる。保持体１２の凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚が接着されていたら、押し子１３を押して容器１１内の薬液を皮内に注入する。なお、第２実施形態では、翼片で皮膚を挟んで持ち上げ凹状部の内側底面に強制的に接触させるため、粘着層３０を省略することも可能である。

このように第２実施形態の薬液注入装置によっても、上記の第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

図５は、本発明の第３実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。以下、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する機能を有する部材には同一の符号を用いる。

第３実施形態に係る薬液注入装置１ｂは、凹状部１２１の内側底面１２３と皮膚とを相互に近接移動させて接触させるための接触手段が、第１実施形態と相違している。

具体的には、保持体１２は、凹状部１２１の開口端近傍の側方に設けられ皮膚に当接可能な翼部１２２ｂを備え、当該翼部１２２ａは、皮膚面と平行に外側（半径方向外方）に移動可能な一対の翼片１２６ｂを有している。ただし、３個以上の翼片１２６ｂが放射状に配置されていてもよい。翼片１２６ｂは、側壁１２７ｂを介して保持体１２の基部に接続されており、これらは、たとえば樹脂により一体成形されることによって、各接続部分においてヒンジ結合される。したがって、翼片１２６ｂ、１２６ｂが皮膚に当接された状態で当該翼片を外側にずらすことにより、凹状部１２１の側壁１２７ｂがつぶれて略平坦になって凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚を接触させることが可能となる。

このように構成された薬液注入装置１ｂを使用する場合、まず、キャップ６０を薬液注入装置１に装着した状態で、容器１１に接続されたバルブ４２を開け、バルブ４２に接続されたシリンジ等の薬液供給装置を使用して、容器１１内に薬液を充填する。薬液の充墳後、キャップ６０を外し、針２０の先端を上に向けた状態で、容器１１内にある空気を抜く。

そして、薬液注入装置１ｂを皮膚の注射部位に、翼部１２２ｂの端面１２４に形成された粘着層３０によって接着させる。保持体１２が皮膚にしっかりと接着されたことを確認した後、容器１１の側面を持ち、皮膚に向かって押し込む。これにより、一対の翼片１２６ｂ、１２６ｂが外側に移動して、一対の翼片１２６、１２６の間の皮膚が外側に引っ張られて針を刺し易くすると同時に、凹状部１２１の側壁１２７ｂがつぶれて略平坦になって針２０が穿刺部２２の根元近傍まで皮膚に刺さる。このとき、凹状部１２１の内側底面１２３に形成された粘着層３０に皮膚が接着される。したがって、針２０が皮膚から外れることを確実に防止できる。保持体１２の凹状部１２１の内側底面１２３に皮膚が接着されていたら、押し子１３を押して容器１１内の薬液を皮内に注入する。なお、第３実施形態では、翼片で皮膚が引っ張られるとともに凹状部の側壁がつぶれて皮膚を内側底面に強制的に接触させるため、粘着層３０を省略することも可能である。

このように第３実施形態の薬液注入装置によっても、上記の第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

次に、薬液の皮内投与に関する実験を行ったので、以下に説明する。

〈実験１〉
インスリンを皮内に投与したときの血中動態が、従来実施されている皮下投与と同等であるか否かを確認する実験を実施した。

（方法）
雄性ラット（Ｃｒｊ：Ｗｉｓｔｅｒ、１１週齢）を使用した。麻酔下で頚動脈にカテ一テルを留置し、薬液投与部位を毛刈りした。一夜絶食させた後、実験に供した。ラットを２群に分け、無麻酔拘束下でインスリンを、一方の群のラットに皮下、他方の群のラットに皮内投与した。注射には２９Ｇ針（外径０．３３ｍｍ）の付いたインスリンの用シリンジ（マイジェクター；テルモ株式会社製）を使用した。インスリン（ヒューマリンＲ注；塩野義製薬製）の投与量は、０．５Ｕ／ｋｇであり、投与容量が約２０μｌになるように生理食塩水で希釈して使用した。インスリンを投与した後、５分、１５分、３０分、１時問、２時問および４時間後に、頚動脈から血液を採取して、それぞれの血中インスリン量を酵素免疫測定法を用いたインスリン測定用のキット（グラザイムＩｎｓｕｌｉｎ−ＥＩＡ ＴＥＳＴ；和光純薬工業株式会社製）で測定した。

（結果）
実験１の結果を図６に示す。図示のように、インスリン０．５Ｕ／ｋｇを皮内投与すると、５分〜１５分の間で血中インスリン濃度が最大になり、１時間持続する血中動態が得られた（図６中の破線）。これは、皮下注射したときの結果（図６中の実線）とほぼ同じであり、皮内投与しても皮下投与と同様の薬効を得ることができることがわかった。なお、図中の点は平均値、点から延びる縦線の長さは標準偏差を示す。

〈実験２〉
次に、１本あるいは３本の針で、どの程度の容量を皮内投与できるかを検討した。

（方法）
約１０ｋｇのブタを使用した。麻酔下で横腹を毛刈りし、チューブの先に取り付けた異径針を、ブタ横腹に垂直に深さ１．０ｍｍ〜１．２ｍｍになるように穿刺した。穿刺部位を固定した後、チューブの他端を生理食塩水を含む１０ｍｌのシリンジに接続し、シリンジポンプ（ＳＴＣ−５３１；テルモ株式会社製）を用いてブタの皮内に生理食塩水を持続注入した。単位時間当たりの投与量は、１時問当たり０．０５ｍｌ、０．１５ｍｌ、０．５ｍｌ、５ｍｌの４通りとした。チューブには側枝を設け、この側枝にコモカーディオ連続心拍出量モニター（ＣＯ−２０３；テルモ株式会社製）を接続して、注入圧を連続的に測定できるようにした。皮膚からの漏れは、生理食塩水に青インクを混合することにより肉眼で判断した。また、ポンプの注入圧が安定せずに異常に上昇した場合は、その時点で実験を終了した。観察時間は、１本の針を用いた場合は１時間、３本の針を用いた場合は３０分とした。本実験には、先端の外径が０．１８ｍｍ（内径０．０８ｍｍ）、チューブ側（基端）の外径が０．３５ｍｍ（内径０．２５ｍｍ）の全長１２ｍｍのステンレス製の異径針を用いた。また、針の先端には、第１研削角で斜めにカットすることにより刃面が形成された主傾斜面と、第２研削角で斜めにカットすることにより刃面が形成された一対の先端傾斜面とを設けた。

（結果）
実験２の結果を図７に示す。図示のように、１本の針で投与量が１時間当たり０．１５ｍｌ以下である場合、比較的安定的に生理食塩水を投与することができた。しかし、０．５ｍｌ／ｈｒの投与量では、注入圧が上昇し、１時間後には皮膚も若干膨らんでいた。さらに５ｍｌ／ｈｒの投与量では、０．１〜０．２ｍｌ注入後、投与不能になった。５ｍｌ／ｈｒの実験結果が示すように、１本の単回投与ならば０．１〜０．２ｍｌ程度は皮内投与可能であることがわかった。さらに、３本の針による実験結果が示すように、針の本数を増やせば投与量も増やせる可能性のあることもわかった。

上記実験１および２の結果から、本発明の薬液注入装置を使用して薬液を経皮的に皮内へ注入することにより、所望の薬効を得ることが可能となることがわかる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。

たとえば上述した実施形態では、容器内の薬液を針を介して経皮的に皮内へ注入するための駆動力を提供する薬液駆動手段として、押し子が使用される場合について説明したが、本発明の薬液駆動手段はかかる場合に限定されるものではない。たとえば、容器内の薬液を押圧するための板ばねが使用されてもよい。この場合、凸形状に反って配置された板ばねの凸面を押すことにより、板ばねが初期と反対方向に凸形状となるときの力が利用される。また、容器内のガスケットを押圧するためのコイルばねが使用されてもよい。また、弾性材料からなるバルーンを利用した機構が使用されてもよい。この場合、薬液が充填されて膨張したバルーンが縮むときの力が利用される。また、薬液を送出可能な電動ポンプが使用されてもよい。また、イオントフォレシス駆動を利用した機構が使用されてもよい。この場合、電気的反発または引力によってイオン性薬物が経皮的に生体に導入される。また、高吸水性物質の体積膨張を利用した機構が使用されてもよい。この場合、体積膨張という物理変化にともなう力によって薬液が送出される。

本発明の第１実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。 図１に示される針の概略拡大図である。 針の他の例を示す概略拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。 本発明の第３実施形態に係る薬液注入装置を示す図であって、（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はキャップを外した状態の底面図である。 皮内投与および皮下投与の場合の血中インスリン濃度を示すグラフである。 １本あるいは３本の針で皮内投与できる容量を確認するための実験結果を示す図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 薬液注入装置、
１０ 本体、
１１ 容器、
１１１ 内部空間、
１１３ 充填口、
１２ 保持体、
１２１ 凹状部、
１２２、１２２ａ、１２２ｂ 翼部、
１２３ 内側底面、
１２５ 吸引口、
１２６、１２６ｂ 翼片、
１２７、１２７ｂ 側壁、
１３ 押し子、
１３１ ガスケット、
２０、２０ａ 針、
２１、２１ａ 基部、
２２、２２ａ 穿刺部、
３０ 粘着層、
６０ キャップ、
Ｄ１、Ｄ２ 針の外径、
Ｌ 穿刺部の全長。

Claims (2)

1. 薬液を収容可能な容器と、
   先端側に開口する凹状部、および当該凹状部の開口端近傍の側方に設けられ皮膚面と平行に内側に移動可能な少なくとも一対の翼片を有する皮膚に当接可能な翼部を備え、前記容器を保持するための保持体と、
   前記容器内と連通され前記保持体を貫通して前記凹状部の内側底面から外方へ突出する複数の中空の針と、
   前記容器内の薬液を前記針を介して経皮的に皮内へ注入するための駆動力を提供する薬液駆動手段と、
   前記翼片が皮膚に当接された状態で前記容器を把持して皮膚に向かって押し込むことで当該翼片を内側にずらすことにより、皮膚を当該翼片で挟んで持ち上げ前記凹状部の内側底面に引き寄せて接触させるための接触手段と、
   前記翼部の皮膚に接触可能な端面に形成された粘着剤と、
   を有することを特徴とする薬液注入装置。
2. 前記保持体の皮膚に接触可能な端面に形成された粘着剤を含む粘着層を有する請求項１に記載の薬液注入装置。

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