JP5989039B2 - Syringe - Google Patents

Syringe Download PDF

Info

Publication number
JP5989039B2
JP5989039B2 JP2014136475A JP2014136475A JP5989039B2 JP 5989039 B2 JP5989039 B2 JP 5989039B2 JP 2014136475 A JP2014136475 A JP 2014136475A JP 2014136475 A JP2014136475 A JP 2014136475A JP 5989039 B2 JP5989039 B2 JP 5989039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
injection
injection target
target substance
syringe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014136475A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014176759A (en
Inventor
小田 愼吾
愼吾 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Corp filed Critical Daicel Corp
Priority to JP2014136475A priority Critical patent/JP5989039B2/en
Publication of JP2014176759A publication Critical patent/JP2014176759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5989039B2 publication Critical patent/JP5989039B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/30Syringes for injection by jet action, without needle, e.g. for use with replaceable ampoules or carpules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178Syringes
    • A61M5/20Automatic syringes, e.g. with automatically actuated piston rod, with automatic needle injection, filling automatically
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/46Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for controlling depth of insertion

Description

本発明は、注射針を介することなく、注射目的物質を生体の注射対象領域に注射する注射器に関する。   The present invention relates to a syringe for injecting a substance to be injected into an injection target region of a living body without using an injection needle.

注射針を介することなく注射を行う針無し注射器では、加圧ガスやバネにより注射液が収容された収容室に対して圧力を加えることで注射成分を射出する構成が採られることがある。しかし、従来から既知の構成を有する針無し注射器は、注射液の注入量や深さの再現性が良好でないため、一般に普及しているとは言い難い。   In a needleless syringe that performs injection without going through an injection needle, a configuration may be employed in which an injection component is ejected by applying pressure to a storage chamber in which an injection solution is stored by a pressurized gas or a spring. However, it is difficult to say that needleless syringes having a conventionally known configuration are generally popular because the reproducibility of the injection volume and depth of the injection solution is not good.

そこで、高速燃焼粉末と低速燃焼粉末の2種類の粉末混合物からなる火薬装薬を利用して、注射液の射出圧力を複数段階に調整する技術が開示されている(たとえば、特許文献1を参照)。具体的には、最初に高速燃焼粉末の燃焼により、ピストンに対して大きな力を与えて注射液を射出する。その結果、人体等の皮膚を注射液が貫通し、体内に送り込まれる。その後、低速燃焼粉末の燃焼によって、皮膚内に拡散できる程度の圧力が継続的にかけられる。   Then, the technique which adjusts the injection pressure of an injection solution in multiple steps using the explosive charge which consists of two types of powder mixtures of a high speed combustion powder and a low speed combustion powder is disclosed (for example, refer patent document 1). ). Specifically, the injection solution is first injected by applying a large force to the piston by burning the high-speed combustion powder. As a result, the injection solution penetrates the skin of the human body or the like and is sent into the body. Thereafter, a pressure that can diffuse into the skin is continuously applied by burning the low-speed combustion powder.

特許文献2には、針無し注射器において二段階で注射液を投与する技術が開示され、そこでは、注射液に高い圧力をかけて射出し、皮膚内に貫通させた後、注射液にかけられた圧力を下げて皮膚内での注射液の分散が図られる。さらに、特許文献3には、マグネットとコイルを用いて流す電流の強さで注射液の射出圧力を調整する技術が開示され、そこでは、最初に皮膚を貫通するために高い圧力がかけられ、次に所望の注射液を送り込むために概ね一定の圧力となるように射出圧力の調整が行われている。   Patent Document 2 discloses a technique of administering an injection solution in two stages in a needleless syringe, in which the injection solution is injected under high pressure, penetrated into the skin, and then applied to the injection solution. The pressure is lowered and the injection solution is dispersed in the skin. Furthermore, Patent Document 3 discloses a technique for adjusting the injection pressure of an injection solution with the strength of an electric current flowing using a magnet and a coil, in which high pressure is first applied to penetrate the skin, Next, the injection pressure is adjusted so as to obtain a substantially constant pressure in order to feed a desired injection solution.

また、針無し注射器において、注射液にかけられる圧力は、注射液を皮膚内に到達させるという目的だけではなく、それ以外の目的において様々に調整されている。たとえば、特許文献4には、加圧ガスを用いて注射液の射出を行う場合に生じる騒音を軽減するために皮膚貫通後においては注射液にかけられる圧力の上昇を好ましくないとする記載が見られる。   In addition, in a needleless syringe, the pressure applied to the injection solution is variously adjusted not only for the purpose of allowing the injection solution to reach the skin but also for other purposes. For example, Patent Document 4 shows that it is not preferable to increase the pressure applied to the injection solution after penetration through the skin in order to reduce noise generated when the injection solution is injected using a pressurized gas. .

ここで、針無し注射器が注射を行う対象物は、人体等の生体であることが多い。そこで、生体の皮膚と、一般的に実験で使用されるゲル剤とに対する射出液の挙動に関する考察が示されている(たとえば、非特許文献1を参照。)。ここでは、注射によって形成された穴の深さと最大拡散幅の穴深さとの相関や、皮膚のヤング率と穴深さの相関等について言及されている。また、ヒトの皮膚内での注射液の拡散幅と、針無し注射器のノズル径との相関については、非特許文献2において言及されている。   Here, an object to be injected by a needleless syringe is often a living body such as a human body. Then, consideration about the behavior of the injection liquid with respect to living body skin and the gel agent generally used for an experiment is shown (for example, refer nonpatent literature 1). Here, mention is made of the correlation between the depth of the hole formed by injection and the hole depth of the maximum diffusion width, the correlation between the Young's modulus of the skin and the hole depth, and the like. Further, Non-Patent Document 2 refers to the correlation between the diffusion width of the injection solution in the human skin and the nozzle diameter of the needleless syringe.

特表2003−534839号公報Special table 2003-534839 gazette 米国特許第2704542号U.S. Pat. No. 2,704,542 米国公開公報2006/0258986号US Publication No. 2006/0258986 米国公開公報2005/0010168号US Publication No. 2005/0010168

Joy Baxter, Samir Mitragotri, ”Jet-induced skin puncture and its impact on needle-free jet injections: Experimental studies and a predictive model”, Journal of Controlled Release(U.S.A.) 106(2005), p361-373Joy Baxter, Samir Mitragotri, `` Jet-induced skin puncture and its impact on needle-free jet injections: Experimental studies and a predictive model '', Journal of Controlled Release (U.S.A.) 106 (2005), p361-373 Joy Schramm-Baxter, Samir Mitragotri, ”Needle-free jet injections: dependence of jet penetration and dispersion in the skin on jet power”, Journal of Controlled Release(U.S.A.) 97(2004), p527-535Joy Schramm-Baxter, Samir Mitragotri, “Needle-free jet injections: dependence of jet penetration and dispersion in the skin on jet power”, Journal of Controlled Release (U.S.A.) 97 (2004), p527-535

生体に対して注射を行う場合、その注射目的によって注射液に含まれる成分や、該成分を送り込むべき生体の注射対象領域における深さが異なる。これは、生体の注射対象領域には、皮膚や筋肉、内臓等の様々な構造体が含まれ、これらの構造体を構成する生体組織は、その表面(注射を行う場合に、注射器が構造体に触れる表面)からの深さによってその機能が異なってくるためであり、注射液中の成分がその目的とする生体組織に届かなければ、その効果を適切に発揮させることが難しくなるからである。   When an injection is performed on a living body, the components contained in the injection solution and the depth in the injection target region of the living body to which the component is to be fed differ depending on the purpose of injection. This is because the living body injection target area includes various structures such as skin, muscle, and internal organs, and the living tissue constituting these structures has its surface (when the injection is performed, the syringe is a structure) This is because the function varies depending on the depth from the surface touching the surface, and it is difficult to properly exert its effects unless the components in the injection solution reach the target biological tissue. .

たとえば、ヒトの皮膚は、その表面側から表皮、真皮、皮下組織と層状に区別でき、さらに表皮は角層と皮内とに区別できる。各層は解剖学的にそれぞれの機能を果たすべく、角層は角化細胞、皮内は樹状細胞や色素細胞、真皮は繊維芽細胞やコラーゲン細胞、皮下組織は皮下脂肪等で構成されている。そして、所定の目的において注射液を注射するときは、そこに含まれる所定の成分が的確に目的とする組織等に届けられるのが好ましい。   For example, human skin can be distinguished from the surface side into the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue in layers, and the epidermis can be distinguished into the stratum corneum and intradermal. The stratum corneum is composed of keratinocytes, the skin is composed of dendritic cells and pigment cells, the dermis is composed of fibroblasts and collagen cells, and the subcutaneous tissue is composed of subcutaneous fat, etc. . And when injecting an injection solution for a predetermined purpose, it is preferable that the predetermined component contained therein is delivered accurately to the target tissue or the like.

そして、注射目的物質を生体の注射対象領域に注射するときに漏らさず効率的に注入するためには、その注射目的物質に対して加える圧力を注射開始から終了まで適切にコントロールする必要がある。即ち、加圧による注射目的物質の注入速度が遅すぎると当該物質が皮膚で跳ね返され、反対に早すぎると場合には注射対象領域での注射深さは確保できるものの、当該領域内での当該物質の拡散に適した注入速度を超えるため、過度な供給により当該物質が跳ね返されその適切な拡散を図るのが難しくなると考えられる。本発明では、上記した問題に鑑み、注射針を介することなく注射目的物質を目的とする生体の注射対象領域内に送り込み、その深さにおいて広く拡散させることを可能とする注射器を提供することを目的とする。   In order to efficiently inject without injecting the injection target substance into the injection target region of the living body, it is necessary to appropriately control the pressure applied to the injection target substance from the start to the end of the injection. That is, if the injection speed of the injection target substance by pressurization is too slow, the substance will bounce off the skin, whereas if it is too fast, the injection depth in the injection target area can be secured, but the Since the injection rate suitable for the diffusion of the substance is exceeded, it is considered that the substance is rebounded by an excessive supply and it is difficult to achieve the appropriate diffusion. In view of the above-described problems, the present invention provides a syringe that allows an injection target substance to be fed into an intended injection target region of a living body without using an injection needle and diffused widely in the depth thereof. Objective.

上記課題を解決するために、本発明は、注射針を介することなく、注射目的物質を生体の注射対象領域に注射する注射器において、注射目的物質を射出するためにそれに加える圧力を、それぞれ異なる特性の加圧モードで調整する構成を採用することとした。この異なる加圧モードによって、注射対象領域における所望の深さの生体組織に注射目的物質を送り込むことが可能となる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a syringe for injecting an injection target substance into an injection target region of a living body without using an injection needle. It was decided to adopt a configuration that adjusts in the pressure mode. By this different pressurization mode, it becomes possible to send the injection target substance into the living tissue at a desired depth in the injection target region.

具体的には、本発明は、注射針を介することなく、注射目的物質を生体の注射対象領域に注射する注射器であって、前記注射目的物質を封入する封入部と、前記封入部に封入された前記注射目的物質に対して加圧する加圧部と、前記加圧部によって加圧された前記注射目的物質が前記注射対象領域に対して射出されるように流路を画定する流路部と、を備える。前記加圧部は、前記注射対象領域の表面を貫通させるために前記加圧部における前記注射目的物質への圧力を第一ピーク圧力まで上昇させた後に、該注射目的物質への圧力を待機圧力まで下降させる第一加圧モードと、前記待機圧力にある前記注射目的物質に対して加圧を行い、該注射目的物質への圧力を第二ピーク圧力まで上昇させて、所定の注射量の前記注射目的物質の注射を行う第二加圧モードと、を有する。   Specifically, the present invention is a syringe for injecting an injection target substance into an injection target region of a living body without going through an injection needle, and includes a sealing part for sealing the injection target substance, and a sealing part enclosed in the sealing part. A pressurizing section that pressurizes the injection target substance; and a flow path section that defines a flow path so that the injection target substance pressurized by the pressurization section is ejected to the injection target area. . The pressurizing unit increases the pressure to the injection target substance in the pressurization unit to the first peak pressure in order to penetrate the surface of the injection target region, and then sets the pressure to the injection target substance to the standby pressure. And pressurizing the injection target substance at the standby pressure, increasing the pressure to the injection target substance to a second peak pressure, and A second pressurizing mode for injecting the injection target substance.

本発明に係る注射器では、生体の注射対象領域に対して注射される注射目的物質が封入部に封入され、そしてこの封入部に封入された注射目的物質に対して圧力が加えられることで、注射目的物質の移動が促されることになる。その結果、流路部を経て、注射目的物
質が対象となる注射対象領域へ射出されることになる。この注射目的物質は、注射対象領域の内部で効能が期待される成分を含むものであり、上記のように加圧部における圧力がその射出時の駆動源である。そのため、加圧部での加圧による射出が可能であれば、封入部における注射目的物質の封入状態や、液体やゲル状等の流体、粉体、粒状の固体等の注射目的物質の具体的な物理的形態は問われない。
In the syringe according to the present invention, the injection target substance to be injected into the injection target region of the living body is enclosed in the enclosing part, and pressure is applied to the injection object substance enclosed in the enclosing part, whereby the injection is performed. The movement of the target substance will be prompted. As a result, the injection target substance is injected into the target injection target region through the flow path portion. This injection target substance contains a component expected to have an effect inside the injection target region, and the pressure in the pressurizing part is the driving source at the time of injection as described above. Therefore, if injection by pressurization in the pressurization part is possible, the state of the injection target substance in the enclosing part, the specific state of the injection target substance such as liquid, gel-like fluid, powder, granular solid, etc. The physical form is not questioned.

たとえば、注射目的物質は液体であり、また固体であっても射出を可能とする流動性が担保されればゲル状の固体であってもよい。そして、注射目的物質には、生体の注射対象領域に送り込むべき成分が含まれ、当該成分は注射目的物質の内部に溶解した状態で存在してもよく、又は当該成分が溶解せずに単に混合された状態であってもよい。一例を挙げれば、送りこむべき成分として、抗体増強のためのワクチン、美容のためのタンパク質、毛髪再生用の培養細胞等があり、これらが射出可能となるように、液体、ゲル状等の流体に含まれることで注射目的物質が形成される。   For example, the injection target substance is a liquid, and even if it is a solid, it may be a gel-like solid as long as fluidity enabling injection is ensured. The injection target substance includes a component to be sent to the injection target region of the living body, and the component may exist in a state dissolved in the injection target substance, or the component is simply mixed without being dissolved. It may be in the state where it was done. For example, as ingredients to be delivered, there are vaccines for antibody enhancement, proteins for cosmetics, cultured cells for hair regeneration, etc., so that these can be injected into fluids such as liquids and gels. By inclusion, a substance for injection is formed.

また、加圧部による注射目的物質への加圧源は上記第一加圧モードと第二加圧モードの加圧態様が可能である限りにおいて、様々な加圧源を利用することができる。たとえば、バネ等による弾性力を利用したもの、加圧されたガスを利用したもの、火薬の燃焼を利用したもの、加圧のための電気的アクチュエータ(モータやピエゾ素子等)を利用したものが、加圧源として挙げられる。   Various pressurization sources can be used as the pressurization source for the injection target substance by the pressurization unit as long as the pressurization modes of the first pressurization mode and the second pressurization mode are possible. For example, those using elastic force by springs, those using pressurized gas, those using explosive combustion, those using electrical actuators (motors, piezo elements, etc.) for pressurization And as a pressure source.

ここで、加圧部によって実現される二つの加圧モードにより、注射目的物質を生体の注射対象領域に対して適切に注射することが可能となる。換言すると、第一加圧モードと第二加圧モードを採用することにより、皮膚構造体等の注射対象領域の目的とする注射深さに対して注射目的物質が送り込まれ、拡散されることになる。第一加圧モードでは、注射目的物質への加圧圧力を第一ピーク圧力まで上昇させた後、待機圧力まで下降させる。これにより、先ず生体の注射対象領域の表面を貫通し、注射目的物質が当該領域の深さ方向に進行していく。   Here, the injection target substance can be appropriately injected into the injection target area of the living body by the two pressurization modes realized by the pressurization unit. In other words, by adopting the first pressurization mode and the second pressurization mode, the injection target substance is sent to the target injection depth of the injection target region such as the skin structure and diffused. Become. In the first pressurization mode, the pressurization pressure to the injection target substance is increased to the first peak pressure and then decreased to the standby pressure. Thereby, the surface of the injection target area | region of a biological body is first penetrated, and the injection target substance advances in the depth direction of the said area | region.

そして、注射目的物質の射出エネルギーは単位時間当たりに射出される当該物質の流量によって決定されることから、第一加圧モードにおける注射目的物質の加圧速度(単位時間当たりの圧力増加量)が大きくなるに従い、第一加圧モードでの注射目的物質による注射深さが深くなる。なお、第一加圧モードでは、少なくとも注射目的物質に、注射対象領域の表面を貫通するために必要な圧力が付与されるように、その圧力上昇が調整される。   Since the injection energy of the injection target substance is determined by the flow rate of the substance injected per unit time, the pressurization speed (pressure increase per unit time) of the injection target substance in the first pressurization mode is As it increases, the injection depth of the injection target substance in the first pressurization mode increases. In the first pressurization mode, the pressure increase is adjusted so that at least the injection target substance is given a pressure necessary to penetrate the surface of the injection target region.

ここで、本出願人は、射出される注射目的物質による注射対象領域への注入のメカニズムを次のように想定する。なお、本出願人はこのメカニズムに拘泥する意図はなく、本願に示す注射目的物質に対する圧力制御が行われた結果、本願と同様の効果を奏する発明に対しては、仮に当該メカニズムとは異なるメカニズムに従うものであったとしても、本願の発明の範疇に属するものと考える。   Here, the present applicant assumes the mechanism of injection into the injection target region by the injected injection target substance as follows. In addition, the applicant does not intend to adhere to this mechanism, and for the invention that exhibits the same effect as the present application as a result of pressure control on the injection target substance shown in the present application, a mechanism different from the mechanism is temporarily assumed. Even if it complies with the above, it is considered to belong to the category of the invention of the present application.

注射目的物質が注射対象領域に射出されると、ごく初期に射出された、加圧された注射目的物質の流れ(ジェット流)の先端が、注射対象領域を削り、削られた屑がバックフローによって上部に持ち上げられることによって穴が穿たれ、ジェット流先端は深さ方向に進んでいく。ジェット流の先端が深くなるにつれて、ジェット流の持つ射出エネルギーはバックフローとの摩擦によって失われ、射出エネルギーがバックフローによって失われ、注射対象領域を削る能力を失った時、即ちバックフローの抵抗のエネルギーとつりあった時に穴深さの進行が停止することになる。   When the injection target substance is injected into the injection target area, the tip of the flow of the pressurized injection target substance (jet flow) injected at the very beginning sharpens the injection target area, and the scraped scraps back flow. As a result of being lifted upward by the above, a hole is made, and the jet flow tip advances in the depth direction. As the tip of the jet stream becomes deeper, the jet stream's injection energy is lost by friction with the back flow, and when the injection energy is lost by the back flow and loses the ability to cut the injection target area, that is, the resistance of the back flow. The progress of the hole depth will be stopped when the energy is changed.

そして、注射対象領域にジェット流を打ち込めば、同じ量のバックフローが穴を逆向きに上がってくるため、バックフローが流れるための穴径を確保しなければいけないが、注
射対象領域である生体組織は本来的に弾力性があるため、収縮して穴径を小さくする傾向がある。この収縮力はバックフロー流路を狭める(縮径する)ものである。そこで、ジェット流に対して相対的に収縮力が大きい状態となれば、バックフローによる抵抗が大きくなり、ジェット流の持つ射出エネルギーが比較的浅いところでバランスすることになる。
And if the jet flow is injected into the injection target area, the same amount of backflow will go up the hole in the opposite direction, so it is necessary to secure a hole diameter for the backflow to flow. Since tissue is inherently elastic, it tends to shrink and reduce the hole diameter. This contraction force narrows (reduces the diameter of) the backflow channel. Therefore, if the contraction force is relatively large with respect to the jet flow, the resistance due to the back flow increases, and the jet energy of the jet flow is balanced at a relatively shallow depth.

以上のメカニズムを踏まえて本願に係る発明を考慮すると、注射目的物質への加圧が第一ピーク圧力まで上昇した後に待機圧力まで下降すると、一定の注射深さに到達するように形成された注射目的物質の貫通路の一部(当該貫通路の先端部)において、生体の注射対象領域が本来有する弾性力が、ジェット流に対して相対的に大きくなるため、貫通路の直径が収縮された状態となっていると考えられる。このとき、待機圧力まで減圧された注射目的物質の先端部分は、縮径された貫通路の先端部に位置する生体の注射対象領域には届かない位置で、当該注射目的物質にかけられた圧力(待機圧力)と、生体の注射対象領域からのバックフローによる圧力が概ね均衡した状態となっていると考えられる。このように貫通路の一部が縮径されると、縮径されていない部分と比べると、ジェット流に対する強度は高くなると考えられる。そして、この強度の向上は、第二加圧モードにおける再加圧時にバックフロー経路を確保することを難しくすることを意味する。そのため、待機圧力到達後に第二加圧モードによる再加圧が行われても、収縮した貫通路にはバックフローが通る面積が失われていることから、ジェット流は貫通路先端まで届かず、主に縮径されていない貫通路にある注射目的物質に対しての加圧となる。このため貫通路が深さ方向へ更に延伸する以上に、注射目的物質が生体の注射領域内で広がる方向へ注射目的物質の浸透が促進され、以て広い範囲に拡散されることになる。いわば、待機圧力到達までの第一加圧モードは、拡散が行われるべき状態を形成し得るステップであり、第二加圧モードは、その形成された状態で注射目的物質の拡散を加速させるステップとも言える。なお、第二加圧モードにおいては、注射目的物質への加圧が第二ピーク圧力まで上昇されることで、目的とする所定の注射量での注射目的物質の注射が実現され得る。   Considering the invention according to the present application based on the above mechanism, injection formed to reach a certain injection depth when the pressure on the injection target substance rises to the first peak pressure and then falls to the standby pressure In a part of the penetration path of the target substance (tip part of the penetration path), the elastic force inherent to the injection target region of the living body becomes relatively large with respect to the jet flow, so that the diameter of the penetration path is contracted. It is thought that it is in a state. At this time, the pressure applied to the injection target substance at a position where the tip part of the injection target substance decompressed to the standby pressure does not reach the injection target region of the living body located at the tip part of the reduced diameter passage ( (Standby pressure) and the pressure due to the backflow from the injection target area of the living body are considered to be in a substantially balanced state. In this way, when a part of the through-passage is reduced in diameter, it is considered that the strength against the jet flow is higher than that of the part not reduced in diameter. And this improvement in strength means that it is difficult to secure a backflow path during repressurization in the second pressurization mode. Therefore, even if re-pressurization in the second pressurization mode is performed after reaching the standby pressure, the area through which the back flow passes is lost in the contracted through passage, so the jet flow does not reach the front end of the through passage, The pressure is mainly applied to the injection target substance in the through passage not reduced in diameter. For this reason, the penetration of the injection target substance is promoted in a direction in which the injection target substance spreads in the injection region of the living body more than the penetration path extends further in the depth direction, so that the injection target substance is diffused over a wide range. In other words, the first pressurization mode until reaching the standby pressure is a step capable of forming a state where diffusion should be performed, and the second pressurization mode is a step of accelerating the diffusion of the injection target substance in the formed state. It can also be said. In the second pressurization mode, the injection of the injection target substance at the target predetermined injection volume can be realized by increasing the pressurization to the injection target substance to the second peak pressure.

上述した第一加圧モードにおける第一ピーク圧力および待機圧力、第二加圧モードにおける第二ピーク圧力は、注射目的物質の注射目的に応じて適宜決定される。このとき、対象となる生体の注射対象領域の物理的特性、たとえば皮膚のヤング率等が考慮されてもよい。また、本発明に係る注射器の注射対象としての生体は、ヒトに限定されず、豚等の家畜や犬等のペットであってもよい。   The first peak pressure and standby pressure in the first pressurization mode described above and the second peak pressure in the second pressurization mode are appropriately determined according to the purpose of injection of the injection target substance. At this time, physical characteristics of the injection target area of the target living body, for example, Young's modulus of the skin, and the like may be considered. Moreover, the living body as an injection target of the syringe according to the present invention is not limited to humans, and may be livestock such as pigs and pets such as dogs.

このように本発明に係る注射器によれば、第一加圧モードから第二加圧モードに至るときに注射目的物質に待機圧力を迎えさせることで、注射深さをいたずらに深めることなく、効果的に注射対象領域内で注射目的物質の拡散を図ることができる。すなわち、本発明に係る注射器は、生体の注射対象領域において比較的浅い深さにおいて、注射目的物質を広く拡散させることが可能となる。   As described above, according to the syringe according to the present invention, it is possible to achieve the effect without unnecessarily increasing the injection depth by bringing the injection target substance to the standby pressure when the first pressure mode is reached to the second pressure mode. In particular, it is possible to diffuse the injection target substance within the injection target region. That is, the syringe according to the present invention can widely diffuse the injection target substance at a relatively shallow depth in the injection target region of the living body.

また、上記注射器において、前記待機圧力は、前記第一ピーク圧力の第一所定割合以下であってもよい。本出願人は、第一ピーク圧力に対する待機圧力の比率が、第一所定割合以下であれば、上述した効果的な注射目的物質の拡散を実現し得ることを見出した。好適な一例として、第一所定割合は60%に設定される。   In the syringe, the standby pressure may be a first predetermined ratio or less of the first peak pressure. The present applicant has found that if the ratio of the standby pressure to the first peak pressure is equal to or less than the first predetermined ratio, the above-described effective diffusion of the injection target substance can be realized. As a preferred example, the first predetermined ratio is set to 60%.

また、上述までの注射器において、前記第二ピーク圧力は、前記第一ピーク圧力以下であり、そして、前記第一ピーク圧力と前記第二ピーク圧力との圧力差は、該第一ピーク圧力に対して第二所定割合以内に収められてもよい。すなわち、第二ピーク圧力は第一ピーク圧力以下とされ、ただし、その圧力差は第一圧力ピークを基準としてその第二所定割合を超えないように抑えられる。これにより、注射深さをいたずらに深めることなく、且つ第二加圧モードにおいて目的の注射量の注射を実現することが可能となる。   In the syringe up to the above, the second peak pressure is not more than the first peak pressure, and a pressure difference between the first peak pressure and the second peak pressure is relative to the first peak pressure. The second predetermined ratio may be included. That is, the second peak pressure is set to be equal to or lower than the first peak pressure, but the pressure difference is suppressed so as not to exceed the second predetermined ratio with respect to the first pressure peak. Thereby, it becomes possible to realize injection of a target injection amount in the second pressurizing mode without unnecessarily increasing the injection depth.

一方で、上述までの注射器において、前記第二ピーク圧力は、前記第一ピーク圧力を超える圧力であってもよい。上述のように想定される機構により、第二ピーク圧力が第一ピーク圧力を超えるものであっても、一旦注射目的物質が待機圧力を迎えた後においては、効果的な注射目的物質の拡散が促進され、注射深さのいたずらな増加を抑えることができる。生体の注射対象領域の物理的な特性によっては、このように第二ピーク圧力を高くすることで、第二加圧モードにおいて目的の注射量の注射が実現されやすくなる場合がある。   On the other hand, in the syringe up to the above, the second peak pressure may be a pressure exceeding the first peak pressure. Even if the second peak pressure exceeds the first peak pressure by the mechanism assumed as described above, once the injection target substance reaches the standby pressure, the effective injection target substance is diffused. It is promoted, and the mischievous increase in the injection depth can be suppressed. Depending on the physical characteristics of the injection target region of the living body, by increasing the second peak pressure in this way, injection of a target injection amount may be easily realized in the second pressurization mode.

上述までの注射器において、前記第二加圧モードにおける前記待機圧力から前記第二ピーク圧力到達までの圧力上昇率は、前記第一加圧モードにおける加圧開始から前記第一ピーク圧力到達までの圧力上昇率より低く設定されてもよい。これにより、第一加圧モードにおいて待機圧力を迎えることで、効果的な注射目的物質の拡散を実現することが可能となる。   In the syringe described above, the rate of pressure increase from the standby pressure in the second pressurization mode to the arrival of the second peak pressure is the pressure from the start of pressurization in the first pressurization mode to the arrival of the first peak pressure. It may be set lower than the rate of increase. Thereby, it becomes possible to realize effective diffusion of the injection target substance by reaching the standby pressure in the first pressurization mode.

また、前記第二加圧モードでの前記注射目的物質の射出量は、前記第一加圧モードでの前記注射目的物質の射出量より多く設定されてもよい。待機圧力を迎えるまでの第一加圧モードにおいては、その射出された注射目的物質の多くが、上述の通り注射対象領域における該注射目的物質の拡散に適した状態を形成すべく該注射対象領域での穿孔に供され、そしてその注射目的物質は、一般的にはバックフローとして注射対象領域の外部へ排出されると考えられる。そこで、このように第二加圧モードにおける射出量を相対的に多くすることで、より多くの注射目的物質を注射対象領域の目的とする深さに拡散させることができ、注射目的物質に含まれる成分の効果の発揮が期待される。   Further, the injection amount of the injection target substance in the second pressurization mode may be set larger than the injection amount of the injection target substance in the first pressurization mode. In the first pressurizing mode until the standby pressure is reached, most of the injected injection target substance forms the injection target region in a state suitable for diffusion of the injection target substance in the injection target region as described above. The injection target substance is generally considered to be discharged outside the injection target area as a backflow. Thus, by relatively increasing the injection amount in the second pressurization mode in this way, a larger amount of the injection target substance can be diffused to the target depth of the injection target region and is included in the injection target substance. It is expected that the effects of the ingredients will be demonstrated.

ここで、上述までの注射器において、前記注射器は、更に、点火薬を含む点火装置と、前記点火薬の燃焼によって発生する燃焼生成物が流入し、該燃焼生成物によって燃焼し所定ガスを生成するガス発生剤が収容された燃焼室と、を備え、前記燃焼室内の圧力が、前記封入部に封入された前記注射目的物質に対して加圧されるように構成されてもよい。そして、この場合、前記加圧部は、前記点火装置での前記点火薬の燃焼によって発生する圧力上昇を、前記第一加圧モードにおける前記第一ピーク圧力までの加圧推移とし、前記ガス発生剤から発生する前記所定ガスによる圧力上昇を、前記第二加圧モードにおける前記第二ピーク圧力までの加圧推移とする。   Here, in the syringe up to the above, the syringe further includes an ignition device including an ignition agent and a combustion product generated by the combustion of the ignition agent, and burns with the combustion product to generate a predetermined gas. A combustion chamber containing a gas generating agent, and the pressure in the combustion chamber may be configured to be pressurized against the injection target substance sealed in the sealing portion. In this case, the pressurizing unit sets a pressure increase generated by the combustion of the ignition agent in the ignition device as a pressurization transition to the first peak pressure in the first pressurization mode, and generates the gas. An increase in pressure due to the predetermined gas generated from the agent is defined as a pressure transition up to the second peak pressure in the second pressurization mode.

すなわち、上記第一加圧モードと第二加圧モードによる注射目的物質への加圧を実現するための具体的な一例として、注射目的物質の射出用の駆動源に、火薬の燃焼によって生じる圧力を利用する形態が採用できる。このように構成される注射器では、点火装置における点火薬とガス発生剤のそれぞれの成分や、注射器内での形状、相対的な配置関係を適宜調整することで、第一加圧モードにおける圧力推移と第二加圧モードにおける圧力推移を好適に調整することが可能である。なお、このような火薬を用いた駆動源の例示には、その他の態様による駆動源の採用を排除する意図はない。たとえば、バネ等による弾性力を利用したもの、加圧されたガスを利用したもの、加圧のための電気的アクチュエータ(モータやピエゾ素子等)を利用したもの等を、上記駆動源として採用しても構わない。   That is, as a specific example for realizing the pressurization to the injection target substance in the first pressurization mode and the second pressurization mode, the pressure generated by the combustion of the explosive is applied to the drive source for injection of the injection target substance. It is possible to adopt a form that uses. In the syringe configured as described above, the pressure transition in the first pressurization mode is appropriately adjusted by appropriately adjusting the components of the ignition agent and the gas generating agent in the ignition device, the shape in the syringe, and the relative positional relationship. It is possible to suitably adjust the pressure transition in the second pressurizing mode. In addition, in the illustration of the drive source using such explosives, there is no intention to exclude the use of the drive source according to other modes. For example, one using an elastic force by a spring or the like, one using a pressurized gas, one using an electric actuator (motor, piezo element, etc.) for pressurization is adopted as the drive source. It doesn't matter.

また、上記注射器において、前記第一加圧モードでの前記燃焼生成物が前記燃焼室内で凝縮することによる圧力降下を、前記第一ピーク圧力から前記待機圧力への降圧推移としてもよい。燃焼生成物の凝縮作用を圧力効果に利用することで、生体の注射対象領域の表面を貫通するエネルギーを維持しながら、待機圧力を迎えるまでに注射目的物質が有する運動エネルギーを抑えることができ、生体の注射対象領域のより浅い部位での注射が可能となる。   In the syringe, a pressure drop caused by the condensation of the combustion products in the first pressurizing mode in the combustion chamber may be a decrease in pressure from the first peak pressure to the standby pressure. By using the condensing action of the combustion products for the pressure effect, the kinetic energy of the injection target substance can be suppressed until the standby pressure is reached while maintaining the energy penetrating the surface of the injection target region of the living body, Injection at a shallower site in the injection target area of the living body becomes possible.

また、上述までの注射器において、前記点火薬の燃焼完了時間は、前記ガス発生剤の燃
焼完了時間よりも早く、前記点火薬の燃焼が終了し前記注射目的物質への圧力が前記第一ピーク圧力から前記待機圧力へと降下している段階において、前記ガス発生剤からの前記ガス発生速度は増加していてもよい。すなわち、上述した第一加圧モードにおける待機圧力を確保できる限りにおいては、点火薬の燃焼期間とガス発生剤の燃焼期間は、その一部において重複しても構わない。重複した場合には、点火薬の燃焼による圧力とガス発生剤からの発生ガスの圧力が重なって注射目的物質に対して加圧されることになる。なお、点火薬とガス発生剤の燃焼完了時間を上記のように調整するため、それぞれの組成や組成比を変えることができる。また、両者が同じ組成や組成比を有していても、それぞれの形状や寸法を変えてもよい。たとえば、火薬の状態が粉体である場合には、その燃焼完了時間は、塊状に形成されている同一組成の火薬の燃焼完了時間よりも速い。さらには組成と形状、寸法の両方を変化させて燃焼完了時間を調整することも出来る。このようにして、点火薬とガス発生剤に同じ組成の火薬を含む場合であっても、その火薬の状態や形状、寸法等を調整することで、それぞれの燃焼完了時間を調整できる。
Further, in the syringe described above, the ignition completion time of the ignition agent is earlier than the combustion completion time of the gas generating agent, the combustion of the ignition agent is completed, and the pressure to the injection target substance is the first peak pressure. The gas generation rate from the gas generating agent may be increased in a stage where the gas generating agent is decreasing from the standby pressure to the standby pressure. That is, as long as the standby pressure in the first pressurization mode can be ensured, the combustion period of the igniting agent and the combustion period of the gas generating agent may partially overlap. In the case of overlapping, the pressure due to the combustion of the igniting agent and the pressure of the gas generated from the gas generating agent overlap and pressurize the target substance for injection. In addition, in order to adjust the combustion completion time of an ignition agent and a gas generating agent as mentioned above, each composition and composition ratio can be changed. Moreover, even if both have the same composition and composition ratio, you may change each shape and dimension. For example, when the state of the explosive is powder, the combustion completion time is faster than the combustion completion time of the explosive of the same composition formed in a lump. Furthermore, the combustion completion time can be adjusted by changing both the composition, shape, and dimensions. In this way, even when the igniting agent and the gas generating agent contain explosives of the same composition, the combustion completion time can be adjusted by adjusting the state, shape, dimensions, etc. of the explosive.

また、上述までの注射器においては、前記点火薬は、ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬、水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬、チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬、アルミニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬、アルミニウムと酸化ビスマスを含む火薬、アルミニウムと酸化モリブデンを含む火薬、アルミニウムと酸化銅を含む火薬、アルミニウムと酸化鉄を含む火薬のうち何れか一つの火薬、又はこれらのうち複数の組み合わせからなる火薬であってもよい。これらの点火薬の特徴としては、その燃焼生成物が高温状態ではガスが発生しても常温では気体成分を含まないため、燃焼室において燃焼生成物がその表面に接触すると直ちに凝縮を行うため、生体の注射対象領域のより浅い部位での注射が可能となる。   Further, in the syringe up to the above, the igniting agent includes explosives containing zirconium and potassium perchlorate, explosives containing titanium hydride and potassium perchlorate, explosives containing titanium and potassium perchlorate, aluminum and perchlorate. Gunpowder containing potassium acid, gunpowder containing aluminum and bismuth oxide, gunpowder containing aluminum and molybdenum oxide, gunpowder containing aluminum and copper oxide, gunpowder containing aluminum and iron oxide, or a plurality of these An explosive consisting of a combination of As a feature of these igniting agents, even if the combustion product is generated in a high temperature state, even if gas is generated, it does not contain a gas component at normal temperature, so that when the combustion product comes into contact with the surface in the combustion chamber, it immediately condenses. Injection at a shallower site in the injection target area of the living body becomes possible.

注射針を介することなく注射目的物質を目的とする生体の注射対象領域の深さに送り込み、その深さにおいて広く拡散させることを可能とする。   The injection target substance can be sent to the depth of the target injection target region of the living body without going through the injection needle and diffused widely at the depth.

本発明に係る注射器の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the syringe which concerns on this invention. 図1に示す注射器に装着されるイニシエータ(点火装置)の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the initiator (ignition apparatus) with which the syringe shown in FIG. 1 is mounted | worn. ヒトの皮膚構造の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a human skin structure. 図1に示す注射器において、注射液に掛けられる圧力の推移を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a change in pressure applied to an injection solution in the syringe shown in FIG. 1. 図4に示す推移の圧力が注射液に掛けられたときの、該注射液がヒトの皮膚構造体の中で拡散する様子を示すである。It is a mode that this injection liquid diffuses in a human skin structure when the pressure of transition shown in Drawing 4 is applied to injection liquid. 本発明に係る注射器による注射実験の結果を示す第一の図である。It is a 1st figure which shows the result of the injection experiment by the syringe which concerns on this invention. 本発明に係る注射器による注射実験の結果を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the result of the injection experiment by the syringe which concerns on this invention. 本発明に係る注射器による注射実験の結果を示す第三の図である。It is a 3rd figure which shows the result of the injection experiment by the syringe which concerns on this invention.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る注射器1について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。   Hereinafter, a syringe 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of this embodiment.

ここで、図1(a)は注射器1の断面図であり、図1(b)は注射器1をイニシエータ20側から見た側面図であり、図1(c)は注射器1を、注射液を射出するノズル4側から見た側面図である。注射器1は、注射器本体2を有し、該注射器本体2の中央部には、その軸方向に延在し、軸方向に沿った径が一定である貫通孔14が設けられている。そし
て、貫通孔14の一端は、該貫通孔14の径より大きい径を有する燃焼室9に連通し、残りの一端は、ノズル4が形成されたノズルホルダー5側に至る。更に、燃焼室9の、貫通孔14との連通箇所とは反対側に、イニシエータ20が、その点火部が該連通箇所に対向するように設置される。
Here, FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of the syringe 1, FIG. 1 (b) is a side view of the syringe 1 seen from the initiator 20, and FIG. 1 (c) shows the syringe 1 with the injection solution. It is the side view seen from the nozzle 4 side to inject. The syringe 1 has a syringe body 2, and a through-hole 14 extending in the axial direction and having a constant diameter along the axial direction is provided in the central portion of the syringe body 2. One end of the through hole 14 communicates with the combustion chamber 9 having a diameter larger than the diameter of the through hole 14, and the other end reaches the nozzle holder 5 side where the nozzle 4 is formed. Furthermore, an initiator 20 is installed on the opposite side of the combustion chamber 9 from the communication location with the through-hole 14 so that the ignition part faces the communication location.

ここで、イニシエータ20の例について図2に基づいて説明する。イニシエータ20は電気式の点火装置であり、表面が絶縁カバーで覆われたカップ21によって、点火薬22を配置するための空間が該カップ21内に画定される。そして、その空間に金属ヘッダ24が配置され、その上面に筒状のチャージホルダ23が設けられている。該チャージホルダ23によって点火薬22が保持される。この点火薬22の底部には、片方の導電ピン28と金属ヘッダ24を電気的に接続したブリッジワイヤ26が配線されている。なお、二本の導電ピン28は非電圧印加時には互いが絶縁状態となるように、絶縁体25を介して金属ヘッダ24に固定される。さらに、絶縁体25で支持された二本の導電ピン28が延出するカップ21の開放口は、樹脂27によって導電ピン28間の絶縁性を良好に維持した状態で保護されている。   Here, an example of the initiator 20 will be described with reference to FIG. The initiator 20 is an electric ignition device, and a space for arranging the ignition agent 22 is defined in the cup 21 by a cup 21 whose surface is covered with an insulating cover. And the metal header 24 is arrange | positioned in the space, and the cylindrical charge holder 23 is provided in the upper surface. The charge holder 23 holds the ignition agent 22. A bridge wire 26 that electrically connects one conductive pin 28 and the metal header 24 is wired at the bottom of the ignition agent 22. The two conductive pins 28 are fixed to the metal header 24 via the insulator 25 so that they are insulated from each other when no voltage is applied. Furthermore, the opening of the cup 21 from which the two conductive pins 28 supported by the insulator 25 extend is protected by the resin 27 in a state in which the insulation between the conductive pins 28 is well maintained.

このように構成されるイニシエータ20においては、外部電源によって二本の導電ピン28間に電圧印加されるとブリッジワイヤ26に電流が流れ、それにより点火薬22が燃焼する。このとき、点火薬22の燃焼による燃焼生成物はチャージホルダ23の開口部から噴出されることになる。そこで、本発明においては、イニシエータ20での点火薬22の燃焼生成物が燃焼室9内に流れ込むように、注射器本体2に対するイニシエータ20の相対位置関係が設計されている。また、イニシエータ用キャップ12は、イニシエータ20の外表面に引っ掛かるように断面が鍔状に形成され、且つ注射器本体2に対してネジ固定される。これにより、イニシエータ20は、イニシエータ用キャップ12によって注射器本体2に対して固定され、以てイニシエータ20での点火時に生じる圧力で、イニシエータ20自体が注射器本体2から脱落することを防止できる。   In the initiator 20 configured as described above, when a voltage is applied between the two conductive pins 28 by the external power source, a current flows through the bridge wire 26, thereby burning the igniting agent 22. At this time, the combustion products resulting from the combustion of the igniting agent 22 are ejected from the opening of the charge holder 23. Therefore, in the present invention, the relative positional relationship of the initiator 20 with respect to the syringe body 2 is designed so that the combustion product of the igniting agent 22 in the initiator 20 flows into the combustion chamber 9. The initiator cap 12 is formed in a hook shape so as to be hooked on the outer surface of the initiator 20 and is fixed to the syringe body 2 with screws. Thereby, the initiator 20 is fixed to the syringe main body 2 by the initiator cap 12, and therefore, the initiator 20 itself can be prevented from dropping from the syringe main body 2 due to the pressure generated when the initiator 20 is ignited.

なお、注射器1において用いられる点火薬22として、好ましくは、ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬(ZPP)、水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬(THPP)、チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬(TiPP)、アルミニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬(APP)、アルミニウムと酸化ビスマスを含む火薬(ABO)、アルミニウムと酸化モリブデンを含む火薬(AMO)、アルミニウムと酸化銅を含む火薬(ACO)、アルミニウムと酸化鉄を含む火薬(AFO)、もしくはこれらの火薬のうちの複数の組合せからなる火薬が挙げられる。これらの火薬は、点火直後の燃焼時には高温高圧のプラズマを発生させるが、常温となり燃焼性生物が凝縮すると気体成分を含まないために発生圧力が急激に低下する特性を示す。この特性は、本発明に係る注射器1での、注射液に対する加圧モードの形成に好適に貢献する特性であるが、この点については後述する。なお、後述する加圧モードが実現可能な限りにおいては、これら以外の火薬を点火薬として用いても構わない。   The igniting agent 22 used in the syringe 1 is preferably an explosive containing zirconium and potassium perchlorate (ZPP), an explosive containing titanium hydride and potassium perchlorate (THPP), titanium and potassium perchlorate. Gunpowder containing (TiPP), Gunpowder containing aluminum and potassium perchlorate (APP), Gunpowder containing aluminum and bismuth oxide (ABO), Gunpowder containing aluminum and molybdenum oxide (AMO), Gunpowder containing aluminum and copper oxide (ACO) ), Explosives containing aluminum and iron oxide (AFO), or explosives composed of a combination of these explosives. These explosives generate high-temperature and high-pressure plasma at the time of combustion immediately after ignition, but exhibit a characteristic that the generated pressure rapidly decreases because the combustible organisms do not contain gas components when they become room temperature. This characteristic is a characteristic that favorably contributes to the formation of a pressurizing mode for the injection solution in the syringe 1 according to the present invention. This point will be described later. In addition, as long as the pressurization mode mentioned later is realizable, you may use explosives other than these as an ignition powder.

ここで、燃焼室9内には、点火薬22の燃焼によって生じる燃焼生成物によって燃焼しガスを発生させる、円柱状のガス発生剤30が配置されている。ガス発生剤30の一例としては、ニトロセルロース98質量%、ジフェニルアミン0.8質量%、硫酸カリウム1.2質量%からなるシングルベース無煙火薬が挙げられる。また、エアバッグ用ガス発生器やシートベルトプリテンショナ用ガス発生器に使用されている各種ガス発生剤を用いることも可能である。このガス発生剤30は、上記点火薬22と異なり、燃焼時に発生した所定のガスは常温においても気体成分を含むため、発生圧力の低下率は上記点火薬22と比べて極めて小さい。さらに、ガス発生剤30の燃焼時の燃焼完了時間は、上記点火薬22と比べて極めて長いが、燃焼室9内に配置されるときの該ガス発生剤30の寸法や大きさ、形状、特に表面形状を調整することで、該ガス発生剤30の燃焼完了時間を変化させ
ることが可能である。これは、燃焼室9内に流れ込む点火薬22の燃焼生成物との接触状態が、ガス発生剤30の表面形状や、また燃焼室9内でのガス発生剤30の配置に起因する該ガス発生剤30と点火薬22との相対位置関係によって変化すると考えられるからである。
Here, in the combustion chamber 9, a columnar gas generating agent 30 is disposed that burns with a combustion product generated by the combustion of the igniting agent 22 and generates gas. As an example of the gas generating agent 30, a single base smokeless gunpowder composed of 98% by mass of nitrocellulose, 0.8% by mass of diphenylamine and 1.2% by mass of potassium sulfate can be mentioned. It is also possible to use various gas generating agents that are used in gas generators for airbags and gas generators for seat belt pretensioners. The gas generating agent 30 is different from the igniting agent 22 in that the predetermined gas generated during combustion contains a gas component even at room temperature, and therefore the rate of decrease in the generated pressure is extremely small compared to the igniting agent 22. Furthermore, although the combustion completion time at the time of combustion of the gas generating agent 30 is extremely longer than that of the igniting agent 22, the size, size, and shape of the gas generating agent 30 when disposed in the combustion chamber 9, particularly It is possible to change the combustion completion time of the gas generating agent 30 by adjusting the surface shape. This is because the state of contact of the igniting agent 22 flowing into the combustion chamber 9 with the combustion product depends on the surface shape of the gas generating agent 30 and the arrangement of the gas generating agent 30 in the combustion chamber 9. This is because it is considered to change depending on the relative positional relationship between the agent 30 and the ignition agent 22.

次に、貫通孔14には、金属製のピストン6が、貫通孔14内を軸方向に沿って摺動可能となるように配置され、その一端が燃焼室9側に露出し、他端には封止部材7が一体に取り付けられている。そして、注射器1によって注射される注射目的物質である注射液MLは、該封止部材7と、別の封止部材8との間の貫通孔14内に形成される空間に封入される。したがって、封止部材7、8および貫通孔14によって、本発明に係る注射器の封入部が形成されることになる。この封止部材7、8は、注射液MLの封入時に該注射液が漏れ出さないように、且つピストン6の摺動に伴って注射液MLが円滑に貫通孔14内を移動できるように、表面にシリコンオイルを薄く塗布したゴム製のものである。   Next, a metal piston 6 is disposed in the through hole 14 so as to be slidable in the through hole 14 along the axial direction, one end of which is exposed to the combustion chamber 9 side, and the other end is exposed to the other end. The sealing member 7 is integrally attached. Then, an injection solution ML that is an injection target substance injected by the syringe 1 is sealed in a space formed in the through hole 14 between the sealing member 7 and another sealing member 8. Therefore, the sealing member 7, 8 and the through hole 14 form a sealed portion of the syringe according to the present invention. The sealing members 7 and 8 prevent the injection liquid from leaking out when the injection liquid ML is sealed, and the injection liquid ML can smoothly move in the through hole 14 as the piston 6 slides. It is made of rubber with a thin coating of silicon oil on the surface.

ここで、注射器1の先端側(図1の右側)には、本発明に係る注射器1の流路部が形成される。具体的には、注射液MLを射出するためのノズル4が形成されたホルダー5が、注射器1の先端側に設けられている。このホルダー5はガスケット3を挟んで注射器本体2の端面に、ホルダー用キャップ13を介して固定される。ホルダー用キャップ13はホルダー5に対して引っ掛かるように断面が鍔状に形成され、且つ注射器本体2に対してネジ固定される。これにより、ホルダー5は、注射液MLの射出時に注射液MLに掛けられる圧力によって注射器本体2から脱落することが防止される。   Here, the flow path portion of the syringe 1 according to the present invention is formed on the distal end side (the right side in FIG. 1) of the syringe 1. Specifically, a holder 5 in which a nozzle 4 for injecting the injection liquid ML is formed is provided on the distal end side of the syringe 1. The holder 5 is fixed to the end surface of the syringe body 2 with a gasket 3 interposed therebetween via a holder cap 13. The holder cap 13 is formed in a hook shape so as to be hooked to the holder 5, and is fixed to the syringe body 2 with screws. Thereby, the holder 5 is prevented from dropping from the syringe main body 2 due to the pressure applied to the injection liquid ML when the injection liquid ML is ejected.

また、ホルダー5が注射器本体2に取り付けられた状態のとき、封止部材8と対向する箇所に、封止部材8を収容可能な凹部10が形成されている。この凹部10は、封止部材8とほぼ同じ径を有し、封止部材8の長さより若干長い深さを有する。これにより、ピストン6に圧力がかかり注射液MLが封止部材7、8とともに注射器1の先端側に移動したときに、封止部材8が凹部10内に収容されることが可能となる。凹部10に封止部材8が収容されると、加圧された注射液MLが解放されることになる。そこで、ホルダー5の注射器本体2側に接触する部位に、解放された注射液MLがノズル4まで導かれるように流路11が形成されている。これにより、解放された注射液MLは、流路11を経てノズル4から注射対象物へ射出されることになる。また、凹部10が封止部材8を収容する深さを有することで、注射液MLの射出が封止部材8によって阻害されることを回避できる。   In addition, when the holder 5 is attached to the syringe body 2, a recess 10 that can accommodate the sealing member 8 is formed at a location facing the sealing member 8. The recess 10 has substantially the same diameter as the sealing member 8 and has a depth slightly longer than the length of the sealing member 8. Thereby, when pressure is applied to the piston 6 and the injection liquid ML moves to the distal end side of the syringe 1 together with the sealing members 7 and 8, the sealing member 8 can be accommodated in the recess 10. When the sealing member 8 is accommodated in the recess 10, the pressurized injection solution ML is released. Therefore, the flow path 11 is formed at a portion of the holder 5 that contacts the syringe body 2 so that the released injection liquid ML is guided to the nozzle 4. Thereby, the released injection liquid ML is ejected from the nozzle 4 to the injection target through the flow path 11. Moreover, it can avoid that injection | pouring of the injection liquid ML is inhibited by the sealing member 8 because the recessed part 10 has the depth which accommodates the sealing member 8. FIG.

なお、ノズル4は、ホルダー5に複数形成されてもよく、または、一つ形成されてもよい。複数のノズルが形成される場合には、各ノズルに対して解放された注射液が送り込まれるように、各ノズルに対応する流路が形成される。さらに、複数のノズル4が形成される場合には、図1(c)に示すように、注射器1の中心軸の周囲に等間隔で各ノズルが配置されるのが好ましい。なお、本実施の形態では、ホルダー5において3個のノズル4が、注射器1の中心軸の周囲に等間隔で配置されている。また、ノズル4の径は、注射対象、注射液MLに掛かる射出圧力、注射液の物性(粘性)等を考慮して適宜設定される。   A plurality of nozzles 4 may be formed on the holder 5 or one nozzle 4 may be formed. When a plurality of nozzles are formed, a flow path corresponding to each nozzle is formed so that the injection solution released to each nozzle is fed. Further, when a plurality of nozzles 4 are formed, it is preferable that the nozzles are arranged at equal intervals around the central axis of the syringe 1 as shown in FIG. In the present embodiment, the three nozzles 4 in the holder 5 are arranged around the central axis of the syringe 1 at equal intervals. The diameter of the nozzle 4 is appropriately set in consideration of the injection target, the injection pressure applied to the injection liquid ML, the physical properties (viscosity) of the injection liquid, and the like.

このように構成される注射器1では、イニシエータ20における点火薬22と、燃焼室9に配置されたガス発生剤30によって、燃焼室9内に燃焼生成物もしくは所定のガスを発生させて、ピストン6を介して貫通孔14内に封入されている注射液MLに圧力を加える。その結果、封止部材7、8を伴って注射液MLは注射器1の先端側に押し出され、封止部材8が凹部10内に収容されると注射液MLが流路11およびノズル4を経て、注射対象物に射出されることになる。射出された注射液MLには圧力が掛けられているため、注射対象物の表面を貫通し、その内部に注射液が到達することで、注射器1における注射の目的を果たすことが可能となる。   In the syringe 1 configured as described above, the combustion product or predetermined gas is generated in the combustion chamber 9 by the ignition agent 22 in the initiator 20 and the gas generating agent 30 disposed in the combustion chamber 9, and the piston 6. The pressure is applied to the injection liquid ML sealed in the through-hole 14 via. As a result, the injection liquid ML is pushed out to the distal end side of the syringe 1 with the sealing members 7 and 8, and when the sealing member 8 is accommodated in the recess 10, the injection liquid ML passes through the flow path 11 and the nozzle 4. , It will be injected into the injection object. Since pressure is applied to the injected injection liquid ML, it can penetrate the surface of the injection target object and reach the inside of the injection liquid, thereby achieving the purpose of injection in the syringe 1.

ここで、本発明に係る注射器1の注射対象物は、ヒトや家畜等の生体の皮膚構造体である。本明細書ではヒトの皮膚に対する注射器1の作用を中心に言及するため、図3にはヒトの皮膚の解剖学的な構造を概略的に示す。ヒトの皮膚は、皮膚表面側から深さ方向に向かって、表皮、真皮、皮下組織・筋肉組織と層状に構成され、更に表皮は角層、皮内と層状に区別することができる。皮膚構造体の各層は、その組織を構成する主な細胞等や組織の特徴も異なる。   Here, the injection target of the syringe 1 according to the present invention is a skin structure of a living body such as a human being or a domestic animal. In this specification, mainly referring to the action of the syringe 1 on human skin, FIG. 3 schematically shows the anatomical structure of human skin. The human skin is composed of the epidermis, dermis, subcutaneous tissue / muscle tissue in layers from the skin surface side to the depth direction, and the epidermis can be distinguished into the stratum corneum, intradermal and layered. Each layer of the skin structure is different also in the main cells constituting the tissue and the characteristics of the tissue.

具体的には、角層は主に角化細胞で構成され、皮膚の最表面側に位置することからいわばバリア層としての機能を有する。一般的に、角層の厚さは0.01−0.015mm程度であり角化細胞によりヒトの表面保護を果たす。そのため、外部環境とヒトの体内とをある程度物理的に遮断すべく、比較的高い強度も要求される。また、皮内は、樹状細胞(ランゲルハンス細胞)や色素細胞(メラノサイト)を含んで構成され、角層と皮内により表皮が形成され、表皮の厚さは、一般的には0.1−2mm程度である。この皮内中の樹状細胞は、抗原・抗体反応に関与する細胞と考えられている。これは、抗原を取り込むことによって樹状細胞がその存在を認識し、異物攻撃するための役割を果たすリンパ球の活性化させる抗原抗体反応が誘導されやすいからである。一方で、皮内中の色素細胞は、外部環境から照射される紫外線の影響を防止する機能を有する。   Specifically, the stratum corneum is mainly composed of keratinocytes and has a function as a barrier layer because it is located on the outermost surface side of the skin. In general, the thickness of the stratum corneum is about 0.01 to 0.015 mm, and the human surface is protected by keratinocytes. For this reason, a relatively high strength is also required to physically shield the external environment and the human body to some extent. The skin is composed of dendritic cells (Langerhans cells) and pigment cells (melanocytes), and the epidermis is formed by the stratum corneum and the skin, and the thickness of the epidermis is generally 0.1- It is about 2 mm. Dendritic cells in the skin are thought to be involved in antigen / antibody reactions. This is because the antigen-antibody reaction that activates the lymphocytes that recognize dendritic cells and play a role in foreign body attack is easily induced by taking up the antigen. On the other hand, pigment cells in the skin have a function of preventing the influence of ultraviolet rays irradiated from the external environment.

次に、真皮には、皮膚上の血管や毛細血管が複雑に敷き詰められており、また体温調整のための汗腺や、体毛(頭髪を含む)の毛根やそれに付随する皮脂腺等も真皮内に存在する。また、真皮はヒト体内(皮下組織・筋肉組織)と表皮とを連絡する層であり、繊維芽細胞やコラーゲン細胞を含んで構成される。そのため、いわゆるコラーゲンやエラスチン不足によるシワの発生や脱毛等については、この真皮の状態が大きく関与する。   Next, in the dermis, blood vessels and capillaries on the skin are intricately spread, and sweat glands for adjusting body temperature, hair roots of body hair (including head hair) and sebaceous glands associated therewith are also present in the dermis. To do. The dermis is a layer that connects the human body (subcutaneous tissue / muscle tissue) and the epidermis and includes fibroblasts and collagen cells. Therefore, the state of the dermis is largely involved in the generation of wrinkles and hair loss due to so-called lack of collagen or elastin.

このようにヒトの皮膚構造は、概ね層状に形成されており、各層に主に含まれる細胞・組織等によって固有の解剖学的機能が発揮されている。このことは、皮膚に対して医学的治療等を施術する場合には、その治療目的に応じた皮膚構造体の場所(深さ)に治療のための成分を注射することが望ましいことを意味する。たとえば、皮内には樹状細胞が存在することから、ここにワクチン注射を行うことでより効果的な抗原抗体反応が期待できる。しかし、従来の注射技術では、比較的浅い部位に位置する皮内に対してワクチン注射を行うことは難しく、また行うにしても医療従事者の技量に依存するところが大きい。さらに皮内には色素細胞が存在していることから、いわゆる美白のための美容治療を行う場合においても美白用の特定成分を皮内に注射することが求められるが、従来技術では、上記の通り困難である。   As described above, the human skin structure is generally formed in a layered manner, and inherent anatomical functions are exhibited by cells, tissues, and the like mainly contained in each layer. This means that when a medical treatment or the like is performed on the skin, it is desirable to inject a therapeutic component at the location (depth) of the skin structure according to the treatment purpose. . For example, since dendritic cells are present in the skin, a more effective antigen-antibody reaction can be expected by performing a vaccine injection here. However, with the conventional injection technique, it is difficult to inject a vaccine into the skin located at a relatively shallow site, and even if it is performed, it largely depends on the skill of a medical worker. Furthermore, since pigment cells exist in the skin, it is required to inject specific components for whitening into the skin even when performing cosmetic treatment for so-called whitening. It is difficult to pass.

次に、真皮には、繊維芽細胞やコラーゲン細胞が存在することから、皮膚のシワを除去するためのタンパク質、酵素、ビタミン、アミノ酸、ミネラル、糖類、核酸、各種成長因子(上皮細胞や繊維芽細胞)等を真皮に注入すると、効果的な美容治療効果が期待される。しかし、この真皮も皮内と同様に比較的浅い部位に位置するため、従来技術では注射による美容治療には困難が多い。また、毛髪再生治療においても、毛根が真皮に位置することから、毛髪再生治療のためには、毛乳頭細胞、表皮幹細胞等を自己培養し、それを頭皮に自家移植する幹細胞注入法や、幹細胞から抽出された数種類の成長因子や栄養成分を真皮近傍に注入することが好ましいといわれている。   Next, since fibroblasts and collagen cells exist in the dermis, proteins, enzymes, vitamins, amino acids, minerals, sugars, nucleic acids, various growth factors (epithelial cells and fibroblasts) are used to remove skin wrinkles. When cells are injected into the dermis, an effective cosmetic treatment effect is expected. However, since the dermis is located at a relatively shallow site as in the skin, there are many difficulties in cosmetic treatment by injection in the prior art. Also, in hair regeneration treatment, since the hair root is located in the dermis, for hair regeneration treatment, stem cell injection method or stem cell in which hair dermal papilla cells, epidermal stem cells, etc. are self-cultured and autotransplanted into the scalp. It is said that it is preferable to inject several kinds of growth factors and nutrients extracted from the dermis near the dermis.

このように皮膚に対する治療目的に応じて注射される物質と、それが注射されるのが望ましい皮膚構造体での位置(深さ)は個別的に対応するが、従来技術ではその注射位置を調整することは難しい。本発明に係る注射器1では、注射液に掛かる圧力を調整することで、皮膚構造体において注射液が到達する深さを好適に調整することを可能とした。なお、上述の通り、皮膚構造体に対して注射すべき物質(注射目的物質)はその治療目的に応
じて様々であるため、以下の説明では注射目的物質を「注射液」と総称する。しかし、これには注射される物質の内容や形態を限定する意図は無い。注射目的物質では、皮膚構造体に届けるべき成分が溶解していても溶解していなくてもよく、また注射目的物質も、加圧することでノズル4から皮膚構造体に対して射出され得るものであれば、その具体的な形態は不問であり、液体、ゲル状等様々な形態が採用できる。
In this way, the substance to be injected according to the purpose of treatment for the skin and the position (depth) in the skin structure where it is desired to be injected individually correspond, but in the prior art, the injection position is adjusted. Difficult to do. In the syringe 1 according to the present invention, it is possible to suitably adjust the depth at which the injection solution reaches the skin structure by adjusting the pressure applied to the injection solution. As described above, substances to be injected into the skin structure (injection target substance) vary depending on the treatment purpose, and therefore, in the following description, the injection target substance is generically referred to as “injection solution”. However, this is not intended to limit the content or form of the injected substance. In the injection target substance, the component to be delivered to the skin structure may or may not be dissolved, and the injection target substance can be injected from the nozzle 4 to the skin structure by pressurization. If it exists, the specific form is not ask | required and various forms, such as a liquid and a gel form, are employable.

たとえば、上記美容治療における注射目的物質としては、美白やシワ除去のためのタンパク質、酵素、ビタミン、アミノ酸、ミネラル、糖類、核酸、各種成長因子(上皮細胞、繊維芽細胞等)等が挙げられる。また、毛髪再生治療における注射目的物質としては、毛乳頭細胞、毛根幹細胞、表皮幹細胞、HARGカクテル、移植用毛髪等が挙げられる。   For example, the target substance for injection in the cosmetic treatment includes proteins, enzymes, vitamins, amino acids, minerals, saccharides, nucleic acids, various growth factors (epithelial cells, fibroblasts, etc.) for whitening and wrinkle removal. Examples of the substance to be injected in hair regeneration treatment include dermal papilla cells, hair root stem cells, epidermal stem cells, HARG cocktail, and hair for transplantation.

次に、注射器1において行われる注射液への具体的な加圧形態について図4に基づいて説明する。図4には、注射器1に含まれる点火薬22とガス発生剤30との組み合わせを適宜調整することで、ピストン6を経て貫通孔14内に封入されている注射液に加えられる圧力推移を示す。なお、図4の横軸は経過時間をミリ秒で表し、縦軸は加えられる圧力をMPaで表わしている。この圧力は、注射器本体2内の燃焼室9につながるように設けられた圧力測定ポート(図1においては図示せず)に圧力計を設置することで測定できる。図4に示す例では、点火薬22として同量のZPP(ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む)に対して、三種類の量のガス発生剤30を組み合わせたときの圧力推移が、L1、L2、L3として図4に示されている。   Next, the specific pressurization form to the injection solution performed in the syringe 1 is demonstrated based on FIG. FIG. 4 shows a change in pressure applied to the injection solution sealed in the through hole 14 via the piston 6 by appropriately adjusting the combination of the ignition agent 22 and the gas generating agent 30 included in the syringe 1. . The horizontal axis in FIG. 4 represents elapsed time in milliseconds, and the vertical axis represents applied pressure in MPa. This pressure can be measured by installing a pressure gauge in a pressure measurement port (not shown in FIG. 1) provided to connect to the combustion chamber 9 in the syringe body 2. In the example shown in FIG. 4, the pressure transition when the three types of amounts of the gas generating agent 30 are combined with the same amount of ZPP (including zirconium and potassium perchlorate) as the igniting agent 22 is L1, L2. , L3 as shown in FIG.

ここで、本発明における注射器1での圧力推移L1〜L3について説明する。これらの圧力推移には共通する技術的特徴があり、先ずこれについて圧力推移L2に基づいて説明する。本発明における圧力推移は、イニシエータ20への通電の直後に点火薬22の燃焼が開始されることで、圧力がゼロの状態から急激に最初の圧力ピーク値P1maxに到達し、その後、待機圧力Pw2まで下降する(圧力推移L1では待機圧力はPw1、圧力推移L3では待機圧力Pw3で表わされる)。ここまでの圧力推移により注射液に圧力を加える行程を第一加圧モードと称する。その後、再び圧力は上昇し二度目のピーク圧力P2max2を迎え(圧力推移L1では二度目のピーク圧力はP2max1、圧力推移L3では二度目のピーク圧力はP2max3で表わされる)、その後緩やかに低下していく。待機圧力から二度目のピーク圧力まで上昇する圧力推移により注射液に圧力を加える工程を第二加圧モードと称する。このように、圧力推移L1〜L3のそれぞれは、第一加圧モードと第二加圧モードによって構成されている。   Here, the pressure transitions L1 to L3 in the syringe 1 according to the present invention will be described. These pressure transitions have a common technical feature. First, this will be described based on the pressure transition L2. In the pressure transition in the present invention, combustion of the igniting agent 22 is started immediately after energization of the initiator 20, so that the pressure suddenly reaches the first pressure peak value P1max from the zero state, and then the standby pressure Pw2 (The standby pressure is represented by Pw1 in the pressure transition L1 and the standby pressure Pw3 in the pressure transition L3). The process of applying pressure to the injection by the pressure transition so far is referred to as a first pressurizing mode. After that, the pressure rises again and reaches the second peak pressure P2max2 (the second peak pressure is represented by P2max1 in the pressure transition L1 and the second peak pressure is represented by P2max3 in the pressure transition L3), and then gradually decreases. Go. The step of applying pressure to the injection solution by the pressure transition rising from the standby pressure to the second peak pressure is referred to as a second pressurizing mode. In this way, each of the pressure transitions L1 to L3 is configured by the first pressurization mode and the second pressurization mode.

このように一つの圧力推移における異なる2つの加圧モードは、異なる燃焼形態を有する点火薬22とガス発生剤30によって実現される。すなわち、点火薬22の燃焼形態の特徴は、イニシエータ20への通電による瞬時の燃焼であるとともに、ZPPに代表されるように発生した燃焼ガスが常温にて凝縮するとそこに気体成分が含まれなくなることから、注射液に加えられる圧力が急激に下降する。そのため、図4に示す微小時間Δtで第一加圧モードによる圧力推移は完了する。一方で、点火薬22の燃焼によって発生する高温の燃焼生成物が燃焼室9に流れ込み、そこに配置されたガス発生剤30を燃焼することで、ガス発生剤30の燃焼が開始される。そのため、第一加圧モードによる圧力推移中に、又は第一加圧モードの終了直後にガス発生剤30が燃焼しそこから所定のガスが発生する。このガス発生剤30からのガスの発生速度は、点火薬22からの燃焼生成物の生成速度よりも極めて緩やかであり、換言すれば、ガス発生剤30の燃焼完了時間は、点火薬22の燃焼完了時間よりも長い。そのため、図4からも明らかなように、待機圧力Pw2から二度目のピーク圧力P2max2に到達するまでの圧力上昇率が、点火薬22の点火時の圧力上昇率よりも緩やかとなる圧力推移を描く。この点は、圧力推移L1、L3においても同様である。   Thus, two different pressurization modes in one pressure transition are realized by the igniting agent 22 and the gas generating agent 30 having different combustion forms. That is, the combustion form of the igniting agent 22 is characterized by instantaneous combustion by energization of the initiator 20, and when the combustion gas generated as typified by ZPP is condensed at room temperature, no gas component is contained therein. As a result, the pressure applied to the injection solution drops rapidly. Therefore, the pressure transition in the first pressurization mode is completed in the minute time Δt shown in FIG. On the other hand, high-temperature combustion products generated by the combustion of the igniting agent 22 flow into the combustion chamber 9 and burn the gas generating agent 30 disposed there, whereby the gas generating agent 30 starts to burn. Therefore, during the pressure transition in the first pressurization mode or immediately after the end of the first pressurization mode, the gas generating agent 30 burns and a predetermined gas is generated therefrom. The generation rate of the gas from the gas generating agent 30 is much slower than the generation rate of the combustion product from the igniting agent 22. In other words, the combustion completion time of the gas generating agent 30 is the combustion rate of the igniting agent 22. Longer than completion time. Therefore, as is apparent from FIG. 4, the pressure increase rate until the second peak pressure P2max2 reaches the second peak pressure P2max2 from the standby pressure Pw2 is drawn more slowly than the pressure increase rate at the time of ignition of the igniting agent 22. . This also applies to the pressure transitions L1 and L3.

このように2つの加圧モードによる圧力推移によって、ヒトの皮膚構造体における注射液の概念的な注射状況を図5に基づいて説明する。上記微小時間Δt(イニシエータ20での通電から待機圧力Pw2到達までの時間)において行われる第一加圧モードでは、図5(a)に示すように微小量の注射液が注射器1から射出される。微小量の注射液の射出においては、単位時間当たりの射出量、すなわち射出流量に応じて射出された注射液が有するエネルギー量が下記の式1によって決定される。
P=1/8・πρD ・・・(式1)
P:射出注射液のエネルギー
ρ:注射液の密度、D:ノズル4の直径、u:注射液の射出速度
The conceptual injection state of the injection solution in the human skin structure will now be described with reference to FIG. In the first pressurizing mode performed during the minute time Δt (the time from energization at the initiator 20 until reaching the standby pressure Pw2), a minute amount of injection solution is ejected from the syringe 1 as shown in FIG. . In the injection of a minute amount of injection solution, the injection amount per unit time, that is, the energy amount of the injection solution injected in accordance with the injection flow rate is determined by the following equation 1.
P = 1/8 · πρD 2 u 3 (Expression 1)
P: energy of injection solution ρ: density of injection solution, D: diameter of nozzle 4, u: injection speed of injection solution

なお、この式1は射出された注射液の有するエネルギー量を算出するに過ぎず、当該式だけでは、皮膚構造体での注射深さの調整について説明するには十分ではない。すなわち、注射深さの調整には、本発明に係る圧力制御を行うことが必要である。そこで、式1を考慮しながら、皮膚構造体での注射深さの調整について、以下に本発明に係る圧力制御について説明する。   In addition, this Formula 1 only calculates the energy amount which the injected injection solution has, and the said formula alone is not enough to explain the adjustment of the injection depth in the skin structure. That is, it is necessary to perform pressure control according to the present invention to adjust the injection depth. Therefore, the pressure control according to the present invention will be described below with respect to the adjustment of the injection depth in the skin structure while considering Equation 1.

上記第一加圧モードでは、圧力がゼロの状態からピーク圧力P1maxを経て待機圧力に至るまでの圧力推移を極めて短時間で行うため、高いエネルギーを有する注射液を皮膚に対して射出する行程とも言える。その結果、第一加圧モード時に射出された注射液は、皮膚の最表面を貫通し、皮膚内に浸食する(図5(a)においては、射出注射液がS1で表わされている)。なお、このときの注射深さは、式1で表わされる第一加圧モード時の射出注射液のエネルギーが大きくなるほど深くなると考えられる。ここで、式1を見ると、射出注射液のエネルギーPは、注射液の射出速度uの3乗と注射液の密度の積に比例することから、ピーク圧力P1maxが大きくなるほど射出注射液のエネルギーPは大きくなり、また第一加圧モードが実行される微小時間Δtが短くなるほど該エネルギーPは小さくなる。したがって、このエネルギーPを調整することで、注射液が皮膚内で到達できる注射深さを調整することが可能となる。図5(a)においては、ヒトの皮膚構造体において表皮の層部分に注射液が到達している状況を概略的に示しているが、エネルギー量を調整することで第一加圧モードにおける注射深さをより深く、あるいはより浅くすることができる。   In the first pressurizing mode, since the pressure transition from the zero pressure state to the standby pressure through the peak pressure P1max is performed in a very short time, the process of injecting the injection solution having high energy to the skin is also performed. I can say that. As a result, the injection solution injected in the first pressurization mode penetrates the outermost surface of the skin and erodes into the skin (in FIG. 5A, the injection injection solution is represented by S1). . In addition, it is thought that the injection depth at this time becomes deep, so that the energy of the injection injection liquid at the time of the 1st pressurization mode represented by Formula 1 becomes large. Here, looking at Equation 1, the energy P of the injected injection solution is proportional to the product of the cube of the injection speed u of the injection solution and the density of the injection solution, so that the energy of the injected injection solution increases as the peak pressure P1max increases. P increases, and the energy P decreases as the minute time Δt during which the first pressurization mode is executed decreases. Therefore, by adjusting this energy P, it becomes possible to adjust the injection depth that the injection solution can reach within the skin. FIG. 5 (a) schematically shows a situation in which the injection solution reaches the layer portion of the epidermis in the human skin structure, but the injection in the first pressurizing mode is performed by adjusting the amount of energy. The depth can be made deeper or shallower.

ここで、第一加圧モードにおいて迎える待機圧力については、第一加圧モードにおける射出注射液の皮膚構造体の内部での注射深さ方向での浸食が緩和され、且つ、該皮膚構造体に形成された注射液の貫通路の一部において、該貫通路の直径を収縮させ得る圧力である。ここで、ピーク圧力P1maxに上昇後、待機圧力まで下降すると、注射液が有するエネルギー量が低下するため、注射液による皮膚への浸食が緩和され、射出された注射液は皮膚構造体の最奥部には届かなくなる。さらに、生体の皮膚構造体は一定の弾性力を有しているため、その弾性力により既に形成された貫通路の一部、特に先端側(深さ方向の奥側)については貫通路の直径が該弾性力により注射液を含んだまま、もしくはほとんど含まずに収縮され得る。その結果、第一加圧モードにおいて待機圧力を迎えた時点では、貫通路の先端側では縮径された状態が形成され、該貫通路の基端側は非縮径の状態が維持されるため、貫通路の先端側と基端側で、注射液の圧力に対する強度差が生まれることになる。すなわち、貫通路の先端側が、その基端側に対して相対的に強度が高くなる。その結果、後述する第二加圧モードでの再加圧時には、第二加圧モードでの再加圧時には、注射液の圧力は貫通路全体に均一にかかるものの、非縮径状態にある貫通路部分は相対的に拡大されているため縮径部よりも強度が弱くなっており、これが、注射液の拡散に寄与すると考えられる。以上より、待機圧力は、後述する第二加圧モードにおいて上記貫通路の先端側が皮膚構造体からの弾性力によって収縮さる程度に、すなわち第二加圧モードによる注射液拡散を担保し得る貫通路の強度差が生み出される程度に、第一加圧モードでのピーク圧力P1maxから下降された圧力であることが望ましい。たとえば、待機圧力はピ
ーク圧力P1maxの50%以下であるのが好ましい。
Here, with respect to the standby pressure reached in the first pressurization mode, the erosion in the injection depth direction inside the skin structure of the injected injection solution in the first pressurization mode is mitigated, and the skin structure The pressure is such that the diameter of the through passage in a part of the formed through passage of the injection solution can be contracted. Here, after increasing to the peak pressure P1max and lowering to the standby pressure, the amount of energy of the injection solution decreases, so that the erosion to the skin by the injection solution is alleviated, and the injected injection solution is the deepest part of the skin structure. It will not reach the department. Furthermore, since the skin structure of a living body has a certain elastic force, the diameter of the through-passage is formed on a part of the through-passage already formed by the elastic force, particularly on the distal end side (the back side in the depth direction). Can be contracted by the elastic force with little or no injection. As a result, when the standby pressure is reached in the first pressurizing mode, a reduced diameter state is formed on the distal end side of the through passage, and a non-reduced state is maintained on the proximal end side of the through passage. A difference in strength with respect to the pressure of the injection solution is produced between the distal end side and the proximal end side of the through passage. That is, the strength of the distal end side of the through passage is relatively higher than the proximal end side. As a result, during re-pressurization in the second pressurization mode, which will be described later, the pressure of the injection solution is uniformly applied to the entire penetrating path during re-pressurization in the second pressurization mode, but the penetration in the non-diameter state Since the path portion is relatively enlarged, the strength is weaker than that of the reduced diameter portion, which is considered to contribute to the diffusion of the injection solution. From the above, the standby pressure is such that the distal end side of the through-passage is contracted by the elastic force from the skin structure in the second pressurization mode described later, that is, the through-passage that can ensure injection solution diffusion in the second pressurization mode. It is desirable that the pressure is lowered from the peak pressure P1max in the first pressurizing mode to such an extent that a difference in intensity is generated. For example, the standby pressure is preferably 50% or less of the peak pressure P1max.

次に、第二加圧モードにおいては、待機圧力Pw2から二度目のピーク圧力P2max2まで上昇する圧力推移が描かれる。第一加圧モードによって注射液の圧力が待機圧力Pw2に至ることで、該注射液によって形成された貫通路において上記強度差が生み出されていると推定される状態から、第二加圧モードによって再び注射液の圧力を上昇させると、直径が収縮された貫通路に閉じ込められた注射液が再び加圧されると考えられる。しかしながら、第二加圧モードで射出された注射液は、上記の強度差により貫通路の底に直接作用するというよりも、非縮径部にある注射液を通して皮膚構造体を加圧することから、深さ方向への更なる浸食以上に、非縮径状態にある貫通路から皮膚構造体の内部への浸透を発生させる。つまり注射液は、相対的に圧力に対する強度が低いと考えられる非縮径状態にある貫通路の部分を通して、皮膚構造体の組織の内部に拡散していくと考えられる(図5(b)では、第二加圧モードによって拡散している注射液がS2で表わされている)。さらに、第二加圧モード時の圧力上昇率は、第一加圧モード時の圧力上昇率よりも緩やかであることから、注射液の注射深さをいたずらに深めることなく、皮膚構造体の層状の組織の延在方向に沿って注射液を皮膚内に拡散させることが可能となる。なお、図5(b)は単に上述の拡散状態を概念的表したものであり、注射深さが図5(a)での異なる深さに設定された場合は拡散状態も異なり、例えば、真皮により近い部位や真皮まで浸透するように拡散させることも可能である。   Next, in the second pressurization mode, a pressure transition that rises from the standby pressure Pw2 to the second peak pressure P2max2 is drawn. From the state where it is estimated that the difference in strength is generated in the through passage formed by the injection solution by the pressure of the injection solution reaching the standby pressure Pw2 in the first pressurization mode, the second pressurization mode When the pressure of the injection solution is increased again, it is considered that the injection solution confined in the through-passage whose diameter is contracted is pressurized again. However, the injection solution injected in the second pressurization mode pressurizes the skin structure through the injection solution in the non-diametered part rather than directly acting on the bottom of the through-passage due to the above difference in strength. More than the further erosion in the depth direction, the penetration into the inside of the skin structure is generated from the through passage in the non-diameter state. In other words, it is considered that the injection solution diffuses into the tissue of the skin structure through the portion of the through-passage in a non-diameter state that is considered to have a relatively low strength against pressure (in FIG. 5B). The injection solution diffusing in the second pressurization mode is represented by S2.) Further, since the rate of pressure increase during the second pressurization mode is more gradual than the rate of pressure increase during the first pressurization mode, the layered structure of the skin structure can be obtained without unnecessarily increasing the injection depth of the injection solution. The injection solution can be diffused into the skin along the extending direction of the tissue. FIG. 5 (b) is merely a conceptual representation of the above-described diffusion state, and when the injection depth is set to a different depth in FIG. 5 (a), the diffusion state is also different. It is also possible to diffuse so that it penetrates to a part closer to the skin or the dermis.

なお、第二加圧モードが継続される時間は、注射器1によって射出される注射液の量(注射量)に応じて決定される。二度目の圧力ピークP2max2経過後は、注射液に加えられる圧力は徐々に下降していくが、ノズル4から射出される注射液が無くなった時点で、圧力がゼロとなり、第二加圧モードが終了する。また、第二加圧モードは皮膚構造体の所望の深さに注射液を拡散させることが目的であるから、第二加圧モードにおいて注射器1から射出される注射液量は第一加圧モードにおいて射出される注射液量よりも多いのが好ましい。これは、上記のとおり第一加圧モードは微小時間Δt内に行われることから、十分に実現可能である。   The time during which the second pressurization mode is continued is determined according to the amount of injection solution (injection amount) ejected by the syringe 1. After the second pressure peak P2max2 elapses, the pressure applied to the injection solution gradually decreases, but when the injection solution ejected from the nozzle 4 runs out, the pressure becomes zero, and the second pressurization mode is finish. In addition, since the second pressurization mode is intended to diffuse the injection solution to a desired depth of the skin structure, the amount of the injection solution ejected from the syringe 1 in the second pressurization mode is the first pressurization mode. It is preferable that the amount of the injection solution injected in is larger. This is sufficiently realizable because the first pressurizing mode is performed within the minute time Δt as described above.

このように本発明に係る注射器1では、第一加圧モードでの待機圧力を経て第二加圧モードによる注射液の拡散という圧力推移を経ることで、皮膚構造体での所望の深さに注射液を送り込むことが可能となる。特に、第二加圧モードにおける加圧は、主に注射液の拡散に供され、注射深さをいたずらに深くすることが回避されるため、注射深さが比較的浅い部位においても注射液を的確に拡散させることが可能となる。   Thus, in the syringe 1 which concerns on this invention, it passes through the standby pressure in a 1st pressurization mode, and passes through the pressure transition of the spreading | diffusion of the injection liquid by a 2nd pressurization mode, By the desired depth in a skin structure An injection solution can be fed. In particular, the pressurization in the second pressurization mode is mainly used for the diffusion of the injection solution, and it is avoided that the injection depth is excessively deepened. It becomes possible to diffuse accurately.

ここで、図4に示す圧力推移L1、L2、L3のそれぞれについて説明する。これらの圧力推移においては、同じイニシエータ20を利用することで、第一加圧モード時のピーク圧力は、概ねP1maxとなり一致する。なお、待機圧力はPw1〜Pw3の幅でばらついているが、上記のとおり、待機圧力は第一加圧モード時のピーク圧力からある程度下降すれば、第一加圧モードにおける射出注射液の皮膚構造体の内部での注射深さ方向での浸食が緩和され、且つ、該皮膚構造体に設けられた注射液の貫通路の一部において、該貫通路の直径を収縮させ得る圧力となり得る。このように同じイニシエータ20が使用されている場合であっても、燃焼室9内に配置されているガス発生剤30の量がそれぞれ異なっていることで、第二加圧モードでの圧力推移が図4に示すように変化する。具体的には、圧力推移L1の場合、ガス発生剤30の量が最大となり、圧力推移L3の場合、ガス発生剤30の量が最小となり、圧力推移L2の場合、ガス発生剤30の量が中間量となる。したがって、第二加圧モード時のピーク圧力は、圧力推移L1のP2max1>圧力推移L2のP2max2>圧力推移L3のP2max3という関係になる。このような三種類の圧力推移によれば、概ね同じ注射深さにおいて、注射液を拡散させるスピードや拡散させる注射液量を異ならしめることができる。   Here, each of pressure transition L1, L2, L3 shown in FIG. 4 is demonstrated. In these pressure transitions, by using the same initiator 20, the peak pressure in the first pressurizing mode is approximately equal to P1max. Although the standby pressure varies in the range of Pw1 to Pw3, as described above, if the standby pressure drops to some extent from the peak pressure in the first pressurization mode, the skin structure of the injected injection solution in the first pressurization mode The erosion in the injection depth direction inside the body is mitigated, and a pressure capable of contracting the diameter of the penetrating path in a part of the penetrating path of the injection solution provided in the skin structure can be obtained. Even when the same initiator 20 is used as described above, the amount of the gas generating agent 30 disposed in the combustion chamber 9 is different, so that the pressure transition in the second pressurizing mode is changed. It changes as shown in FIG. Specifically, in the case of the pressure transition L1, the amount of the gas generating agent 30 is the maximum, in the case of the pressure transition L3, the amount of the gas generating agent 30 is the minimum, and in the case of the pressure transition L2, the amount of the gas generating agent 30 is Intermediate amount. Therefore, the peak pressure in the second pressurizing mode has a relationship of P2max1 of the pressure transition L1> P2max2 of the pressure transition L2> P2max3 of the pressure transition L3. According to such three kinds of pressure transitions, the speed at which the injection solution is diffused and the amount of the injection solution to be diffused can be varied at substantially the same injection depth.

圧力推移L3におけるピーク圧力P2max3は、第一加圧モードでのピーク圧力P1maxより低い値である。このとき、P1maxとP2max3の圧力差は、P1maxに対して所定割合以内に収められる。これは、皮膚構造体での所望の深さに注射液を送り込むために、従来技術による圧力推移と異なり、第一加圧モードでの待機圧力を経た第二加圧モードによる注射液の拡散という圧力推移を明確にするためである。所定割合としては、P1maxの60%が挙げられる。   The peak pressure P2max3 in the pressure transition L3 is a value lower than the peak pressure P1max in the first pressurization mode. At this time, the pressure difference between P1max and P2max3 is kept within a predetermined ratio with respect to P1max. This is different from the pressure transition according to the prior art in order to send the injection solution to a desired depth in the skin structure, and the diffusion of the injection solution in the second pressurization mode through the standby pressure in the first pressurization mode. This is to clarify the pressure transition. An example of the predetermined ratio is 60% of P1max.

また、圧力推移L1、L2における第二加圧モードでのピーク圧力P2max1、P2max2は、第一加圧モードでのピーク圧力P1maxを超える値である。これらのピーク圧力P2max1、P2max2は、目的とする注射量を実現するために適宜設定される。   Moreover, the peak pressures P2max1 and P2max2 in the second pressurization mode in the pressure transitions L1 and L2 are values that exceed the peak pressure P1max in the first pressurization mode. These peak pressures P2max1 and P2max2 are appropriately set in order to achieve the target injection amount.

上述までの実施の形態は、ヒトの皮膚構造体を前提としたものであるが、本発明に係る注射器は、ヒト以外にも動物(家畜、ペット等)用の注射器として使用することができる。この場合、注射対象物の皮膚構造体の特性、たとえばヤング率等を考慮して、イニシエータ20に搭載される点火薬22の種類や量、ガス発生剤30の種類や量が適宜調整される。   The embodiments described above are based on the assumption of a human skin structure, but the syringe according to the present invention can be used as a syringe for animals (domestic animals, pets, etc.) in addition to humans. In this case, the type and amount of the ignition agent 22 mounted on the initiator 20 and the type and amount of the gas generating agent 30 are appropriately adjusted in consideration of the characteristics of the skin structure of the injection target, such as Young's modulus.

また、上述の実施の形態では、注射器1において圧力が加えられるのは注射目的物質であるが、注射器1から射出が可能である限りにいて、注射目的物質は粉体や粒状の固体等であっても構わない。   In the above-described embodiment, the injection target substance is applied with pressure in the syringe 1. However, the injection target substance is a powder, a granular solid, or the like as long as it can be injected from the syringe 1. It doesn't matter.

ここで、本発明に係る注射器1を用いて行った注射実験(実験1〜4)について、以下にその実験条件と実験結果を示す。なお、以下の実験条件は、注射対象物であるブタの皮膚層に注射液を集中的に拡散させることを目的として設定されたものである。
<実験条件>
(注射器1について)
イニシエータ20の点火薬22にはZPP(ジルコニウム・過塩素酸カリウム)混合物を87mg使用し、ガス発生剤30には、シングルベース発射薬を下記の表1に示す量使用した。なお、ノズル4の直径は0.1mmであって、3個のノズル4が同心円状に配置されている。
また、シングルベース発射薬の成分比は、以下の通りである。
ニトロセルロース:98.1重量%
ジフェニルアミン:0.8重量%
硫酸カリウム :1.1重量%
黒鉛(外割) :微量
(注射対象について)
本実施例では、ブタの腹の皮膚部分を注射対象物とした。具体的には、ブタを殺処分後、皮膚部分を剥ぎ取り、4℃の生理的食塩水中で6日保存したものと(冷蔵保存)、−70℃で冷凍保存した後に解凍したものを準備した。
(注射液について)
注射後の注射液の拡散状況を把握しやすくするために、着色した水溶液(メチレンブルー)を使用した。
Here, about the injection experiment (experiments 1-4) performed using the syringe 1 which concerns on this invention, the experimental condition and experimental result are shown below. In addition, the following experimental conditions are set for the purpose of intensively diffusing the injection solution into the skin layer of the pig, which is the injection target.
<Experimental conditions>
(About syringe 1)
87 mg of ZPP (zirconium / potassium perchlorate) mixture was used for the igniting agent 22 of the initiator 20, and a single base propellant was used for the gas generating agent 30 in the amount shown in Table 1 below. In addition, the diameter of the nozzle 4 is 0.1 mm, and the three nozzles 4 are arranged concentrically.
Moreover, the component ratio of a single base propellant is as follows.
Nitrocellulose: 98.1% by weight
Diphenylamine: 0.8% by weight
Potassium sulfate: 1.1% by weight
Graphite (outside split): Trace amount (for injection target)
In this example, the skin part of the abdomen of the pig was used as the injection target. Specifically, after slaughtering pigs, the skin part was peeled off, and those stored for 6 days in physiological saline at 4 ° C. (refrigerated storage) and those thawed after freezing at −70 ° C. were prepared. .
(About injection solution)
A colored aqueous solution (methylene blue) was used in order to make it easier to grasp the diffusion state of the injection solution after injection.

<実験結果>
次に、以下に上記実験条件に従った実験結果を示す。図6Aは、実験3での注射結果におけるブタの皮膚の表面の図およびその断面図(AA断面)である。また、図6Bは、実験4での注射結果におけるブタの皮膚の表面の図およびその断面図(BB断面)である。さらに、図6Cは、実験1〜実験4のそれぞれにおける、注射液に加えられた圧力推移を示すグラフである。そして、下記表2は、その圧力推移における所定の圧力値およびその圧力までの到達時間をそれぞれまとめたものである。なお、注射液に加えられる圧力の測定は、電歪素子(ピエゾ素子)を用いて、1秒間に10万回の検出頻度で、即ち、0.01ミリ秒毎に行われた。また、下記表2に示す第一ピーク圧力は、イニシエータ20が作動した直後に検出された最大圧力を採用した。待機圧力には、イニシエータ20が作動してからガス発生剤30が完全に着火するまでの間に、圧力が第一ピーク圧力から下降した区間で記録された最低圧力から前後の0.05msのデータ(すなわち、前後の各5点のデータ)を含めたデータの平均値を採用した。そして、第二ピーク圧力は、待機圧力への到達後に現れた最大圧力を採用した。また、表2中の各到達時間は、イニシエータ20に着火電流を流した時点を起点として各圧力に到達するまでの時間を意味する。
<Experimental result>
Next, experimental results according to the above experimental conditions are shown below. FIG. 6A is a diagram of a surface of pig skin and a cross-sectional view (AA cross-section) thereof as a result of injection in Experiment 3. FIG. 6B is a diagram of the surface of the pig's skin as a result of injection in Experiment 4 and a cross-sectional view thereof (BB cross-section). Furthermore, FIG. 6C is a graph showing the change in pressure applied to the injection solution in each of Experiments 1 to 4. Table 2 below summarizes the predetermined pressure values in the pressure transition and the arrival time to the pressure. The pressure applied to the injection solution was measured with an electrostrictive element (piezo element) at a detection frequency of 100,000 times per second, that is, every 0.01 milliseconds. Moreover, the maximum pressure detected immediately after the initiator 20 act | operated was employ | adopted for the 1st peak pressure shown in following Table 2. FIG. The standby pressure is 0.05 ms before and after the lowest pressure recorded during the period in which the pressure drops from the first peak pressure until the gas generating agent 30 is completely ignited after the initiator 20 is activated. The average value of data including (that is, data of 5 points before and after) was adopted. And the maximum pressure that appeared after reaching the standby pressure was adopted as the second peak pressure. Each arrival time in Table 2 means the time until each pressure is reached starting from the time when the ignition current is passed through the initiator 20.

上記の実験結果を分析すると、実験1、2、3においては、注射器1に設けられた三本のノズル4のすべてから射出された注射液を、ブタの皮膚層において所望の注射深さで拡散させることができた。例えば、実験3に対応する図6Aに示すように、皮膚表面からの俯瞰では、注射痕は、三か所において同程度の大きさで広がっているのが分かる。また、その断面においては、注射液が脂肪層や筋肉層へいたずらに広がらず、皮膚層に留まった状態で拡散している。仮にこの注射液がワクチンであれば、それを効果的な抗原抗体反応
が期待できる領域に集中的に送り込み、拡散させることができることになる。なお図示されていない実験1、2においても、図6Aに示した実験3と同様に、注射液の効果的な拡散が確認できた。
When the above experimental results are analyzed, in Experiments 1, 2, and 3, the injection solution injected from all three nozzles 4 provided in the syringe 1 is diffused at the desired injection depth in the skin layer of the pig. I was able to. For example, as shown in FIG. 6A corresponding to Experiment 3, it can be seen from the bird's-eye view from the skin surface that the injection marks spread at the same size in three places. Moreover, in the cross section, the injection solution does not spread unnecessarily to the fat layer or the muscle layer, but diffuses while remaining in the skin layer. If this injection solution is a vaccine, it can be intensively sent and diffused in a region where an effective antigen-antibody reaction can be expected. In Experiments 1 and 2 (not shown), as in Experiment 3 shown in FIG. 6A, effective diffusion of the injection solution was confirmed.

一方で、実験4においては、三本のノズル4のうち一本のノズルから射出された注射液については、実験1〜3とは異なり、注射液が脂肪層や筋肉層にやや広がっている(実験4に対応する図6Bに示す断面図を参照。)。また、図6Bの皮膚表面からの俯瞰では、断面図に対応する注射痕の大きさが、他の二か所の注射痕よりも小さいことが分かる。これは、小さい注射痕においては、断面図に示すように注射液が注射対象物のより深い位置にまで到達し、表面から確認できる注射液量が少なくなったためである。ただし、図6Bに示したノズル以外の二本のノズルにおいては、図示はしていないが、実験1〜3と同様に注射液の効果的な拡散が確認できた。   On the other hand, in Experiment 4, about the injection liquid inject | emitted from one nozzle among the three nozzles 4, unlike Experiments 1-3, the injection liquid has spread a little in the fat layer or the muscle layer ( (See the cross-sectional view shown in FIG. 6B corresponding to Experiment 4.) 6B shows that the size of the injection mark corresponding to the cross-sectional view is smaller than the other two injection marks. This is because, in a small injection mark, as shown in the cross-sectional view, the injection solution reaches a deeper position of the injection target, and the amount of the injection solution that can be confirmed from the surface is reduced. However, in the two nozzles other than the nozzle shown in FIG. 6B, although not shown, effective diffusion of the injection solution was confirmed as in Experiments 1 to 3.

以上を踏まえると、待機圧力比(待機圧力を第一ピーク圧で除した値として定義される。)が所定の値より低い値であれば、少なくとも何れかのノズル4から射出された注射液をブタの皮膚層に効果的に拡散することが可能と言え、実用化の意義は見出せる。より好適には、待機圧力比が0.50以下であれば、実験1〜3に示すように、三本全てのノズル4から射出された注射液の効果的な拡散が実現されると考えられる。従来の針無し注射器では、本発明のように皮膚表面から俯瞰しても注射痕を確認できない程度に注射液が注射対象物の内部深くまで送り込まれていたことを考えると、本発明に係る注射器1は、従来の針無し注射器では決して実現することができなかった有用な効果を奏するものと言える。   Based on the above, if the standby pressure ratio (defined as a value obtained by dividing the standby pressure by the first peak pressure) is lower than a predetermined value, at least the injection solution injected from any one of the nozzles 4 is used. It can be effectively diffused into the skin layer of pigs, and the significance of practical use can be found. More preferably, if the standby pressure ratio is 0.50 or less, it is considered that effective diffusion of the injection solution injected from all three nozzles 4 is realized as shown in Experiments 1 to 3. . In the conventional needleless syringe, the syringe according to the present invention is considered in consideration of the fact that the injection solution has been fed deep inside the injection target so that the injection mark cannot be confirmed even when viewed from the skin surface as in the present invention. It can be said that 1 has a useful effect that could never be realized with a conventional needleless syringe.

<その他の実施例>
本発明に係る注射器1によれば、上述した注射液を皮膚構造体に注射する場合以外にも、例えば、再生医療の分野において、注射対象となる細胞や足場組織・スキャフォールドに培養細胞、幹細胞等を播種することが可能となる。例えば、特開2008−206477号公報に示すように、移植される部位及び再細胞化の目的に応じて当業者が適宜決定し得る細胞、例えば、内皮細胞、内皮前駆細胞、骨髄細胞、前骨芽細胞、軟骨細胞、繊維芽細胞、皮膚細胞、筋肉細胞、肝臓細胞、腎臓細胞、腸管細胞、幹細胞、その他再生医療の分野で考慮されるあらゆる細胞を、注射器1により注射することが可能である。より具体的には、上記播種すべき細胞を含む液(細胞懸濁液)を封止部材7、8により貫通孔14に収容し、それに対して、上述した第一加圧モードと第二加圧モードによる圧力推移を介して加圧することで、移植される部位に所定の細胞を注射、移植する。
<Other examples>
According to the syringe 1 according to the present invention, in addition to the case where the above-mentioned injection solution is injected into the skin structure, for example, in the field of regenerative medicine, cells to be injected or scaffold cells / scaffolds with cultured cells and stem cells Etc. can be seeded. For example, as disclosed in JP-A-2008-206477, cells that can be appropriately determined by those skilled in the art depending on the site to be transplanted and the purpose of recellularization, such as endothelial cells, endothelial precursor cells, bone marrow cells, and prebones Blast cells, chondrocytes, fibroblasts, skin cells, muscle cells, liver cells, kidney cells, intestinal cells, stem cells, and any other cells considered in the field of regenerative medicine can be injected with the syringe 1. . More specifically, the liquid (cell suspension) containing the cells to be seeded is accommodated in the through-hole 14 by the sealing members 7 and 8, and the first pressurization mode and the second addition described above are accommodated. By applying pressure through the pressure transition in the pressure mode, predetermined cells are injected and transplanted at the site to be transplanted.

さらには、特表2007−525192号公報に記載されているような、細胞や足場組織・スキャフォールド等へのDNA等の送達にも、本発明に係る注射器1を使用することができる。この場合、針を用いて送達する場合と比較して、本発明に係る注射器1を使用した方が、細胞や足場組織・スキャフォールド等自体への影響を抑制できるためより好ましいと言える。   Furthermore, the syringe 1 according to the present invention can also be used for delivery of DNA or the like to cells, scaffold tissue, scaffolds, etc. as described in JP-T-2007-525192. In this case, it can be said that the use of the syringe 1 according to the present invention is more preferable than the case of delivery using a needle because the influence on the cells, the scaffold tissue, the scaffold and the like can be suppressed.

さらには、各種遺伝子、癌抑制細胞、脂質エンベロープ等を直接目的とする組織に送達させたり、病原体に対する免疫を高めるために抗原遺伝子を投与したりする場合にも、本発明に係る注射器1は好適に使用される。その他、各種疾病治療の分野(特表2008−508881号公報、特表2010−503616号公報等に記載の分野)、免疫医療分野(特表2005−523679号公報等に記載の分野)等にも、当該注射器1は使用することができ、その使用可能な分野は意図的には限定されない。   Furthermore, the syringe 1 according to the present invention is suitable also when various genes, tumor suppressor cells, lipid envelopes, etc. are directly delivered to a target tissue or when an antigen gene is administered to enhance immunity against a pathogen. Used for. In addition, in the field of various disease treatments (fields described in JP2008-508881, JP2010-503616, etc.), immunomedicine (fields described in JP2005-523679, etc.), etc. The syringe 1 can be used, and the field in which the syringe 1 can be used is not intentionally limited.

1・・・・注射器
2・・・・注射器本体
4・・・・ノズル
5・・・・ホルダー
6・・・・ピストン
7、8・・・・封止部材
9・・・・燃焼室
10・・・・凹部
11・・・・流路
20・・・・イニシエータ
22・・・・点火薬
30・・・・ガス発生剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Syringe 2 ... Syringe body 4 ... Nozzle 5 ... Holder 6 ... Piston 7, 8 ... Sealing member 9 ... Combustion chamber 10. ...... Recess 11 ... Flow path 20 ... Initiator 22 ... Ignition agent 30 ... Gas generating agent

Claims (9)

注射針を介することなく、注射目的物質を生体の注射対象領域に注射する注射器であって、
前記注射目的物質を封入する封入部と、
前記封入部に封入された前記注射目的物質に対して加圧する加圧部と、
前記加圧部によって加圧された前記注射目的物質が前記注射対象領域に対して射出されるように流路を画定する流路部と、を備え、
前記加圧部は、
前記注射対象領域の表面を貫通させるために前記加圧部における前記注射目的物質への圧力を第一ピーク圧力まで上昇させた後に、該注射目的物質への圧力を待機圧力まで下降させる第一加圧モードと、
前記待機圧力にある前記注射目的物質に対して加圧を行い、該注射目的物質への圧力を第二ピーク圧力まで上昇させて、所定の注射量の前記注射目的物質の注射を行う第二加圧モードとの、2つの加圧モードを有し、
前記第一加圧モードにおける前記第一ピーク圧力に対する前記待機圧力の比率が50%以下である、注射器。
A syringe for injecting an injection target substance into an injection target region of a living body without going through an injection needle,
An enclosing portion for enclosing the injectable substance;
A pressurizing unit that pressurizes the injection target substance enclosed in the encapsulating unit;
A flow path section that defines a flow path so that the injection target substance pressurized by the pressurization section is ejected to the injection target area, and
The pressurizing part is
In order to penetrate the surface of the injection target region, the pressure applied to the injection target substance in the pressurizing unit is increased to the first peak pressure, and then the pressure applied to the injection target substance is decreased to the standby pressure. Pressure mode,
Pressurizing the injection target substance at the standby pressure, raising the pressure to the injection target substance to a second peak pressure, and injecting the injection target substance at a predetermined injection amount. There are two pressure modes , the pressure mode ,
The syringe in which the ratio of the standby pressure to the first peak pressure in the first pressurization mode is 50% or less.
前記第一ピーク圧力に対する前記待機圧力の比率が40%から50%である、請求項1に記載の注射器。   The syringe according to claim 1, wherein a ratio of the standby pressure to the first peak pressure is 40% to 50%. 前記加圧部は、
点火直後の燃焼時には高温高圧のプラズマを発生させ、その後常温となり燃焼生成物が凝縮すると該燃焼生成物に気体成分が含まれないことで発生圧力が低下する圧力特性を示す点火薬を含む点火装置と、
前記点火薬の燃焼によって発生する燃焼生成物が流入する燃焼室に収容され、該燃焼生成物によって燃焼し所定ガスを生成するガス発生剤とからなり、
前記待機圧力は、前記燃焼生成物が凝縮することで気体成分が含まれなくなることによる前記注射目的物質に対して降下したときの圧力である、請求項1又は請求項2記載の注射器。
The pressurizing part is
Ignition device including an igniting agent that generates high-temperature and high-pressure plasma at the time of combustion immediately after ignition and then exhibits a pressure characteristic that the generated pressure is reduced when the combustion product condenses and the combustion product does not contain a gas component When,
Combustion product generated by the combustion of the igniting agent is contained in a combustion chamber into which the combustion product flows, and is composed of a gas generating agent that burns with the combustion product and generates a predetermined gas,
The syringe according to claim 1 or 2, wherein the standby pressure is a pressure when the combustion product is condensed and the gaseous substance is no longer contained due to the combustion product condensing.
前記待機圧力においては、前記注射対象領域の内部での注射深さ方向への侵食が緩和されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の注射器。   The syringe according to any one of claims 1 to 3, wherein in the standby pressure, erosion in the injection depth direction inside the injection target region is alleviated. 前記第二加圧モードにおける前記待機圧力から前記第二ピーク圧力到達までの圧力上昇率は、前記第一加圧モードにおける加圧開始から前記第一ピーク圧力到達までの圧力上昇率より低い、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の注射器。
The pressure increase rate from the standby pressure in the second pressurization mode to the arrival of the second peak pressure is lower than the pressure increase rate from the start of pressurization in the first pressurization mode to the arrival of the first peak pressure.
The syringe according to any one of claims 1 to 4.
前記第二加圧モードでの前記注射目的物質の射出量は、前記第一加圧モードでの前記注射目的物質の射出量より多い、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の注射器。   The injection amount of the injection target substance in the second pressurization mode is larger than the injection amount of the injection target substance in the first pressurization mode. Syringe. 前記加圧部は、
前記点火装置での前記点火薬の燃焼によって発生する圧力上昇により前記注射対象領域の表面を貫通させるために前記注射目的物質に加えられる圧力を前記第一ピーク圧力まで上昇させた後に、該点火薬の前記圧力特性により該注射目的物質への圧力を前記待機圧力まで下降させる前記第一加圧モードと、
前記ガス発生剤から発生する前記所定ガスによる圧力上昇により前記待機圧力にある前記注射目的物質に対して加圧を行い、該注射目的物質への圧力を前記第二ピーク圧力まで上昇させて、前記所定の注射量の前記注射目的物質の注射を行う前記第二加圧モードと、
を有する、請求項3に記載の注射器。
The pressurizing part is
After increasing the pressure applied to the injection target substance to the first peak pressure in order to penetrate the surface of the injection target region by the pressure increase generated by the combustion of the ignition agent in the ignition device, the ignition agent The first pressurizing mode for lowering the pressure to the injection target substance to the standby pressure by the pressure characteristic of
Pressurizing the injection target substance at the standby pressure by the pressure increase due to the predetermined gas generated from the gas generating agent, increasing the pressure to the injection target substance to the second peak pressure, The second pressurization mode for injecting the injection target substance in a predetermined injection amount;
The syringe according to claim 3, wherein
前記点火薬の燃焼完了時間は、前記ガス発生剤の燃焼完了時間よりも早く、
前記点火薬の燃焼が終了し前記注射目的物質への圧力が前記第一ピーク圧力から前記待機圧力へと降下している段階において、前記ガス発生剤からの前記ガス発生速度は増加している、請求項7に記載の注射器。
The ignition completion time of the ignition agent is earlier than the combustion completion time of the gas generating agent,
In the stage where combustion of the igniting agent is finished and the pressure to the injection target substance is decreasing from the first peak pressure to the standby pressure, the gas generation rate from the gas generating agent is increased. The syringe according to claim 7.
前記点火薬は、ジルコニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬、水素化チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬、チタンと過塩素酸カリウムを含む火薬、アルミニウムと過塩素酸カリウムを含む火薬、アルミニウムと酸化ビスマスを含む火薬、アルミニウムと酸化モリブデンを含む火薬、アルミニウムと酸化銅を含む火薬、アルミニウムと酸化鉄を含む火薬のうち何れか一つの火薬、又はこれらのうち複数の組み合わせからなる火薬である、請求項7又は請求項8に記載の注射器。   The igniting agent includes explosives including zirconium and potassium perchlorate, explosives including titanium hydride and potassium perchlorate, explosives including titanium and potassium perchlorate, explosives including aluminum and potassium perchlorate, aluminum and oxidation. A gunpowder containing bismuth, a gunpowder containing aluminum and molybdenum oxide, a gunpowder containing aluminum and copper oxide, a gunpowder containing aluminum and iron oxide, or a gunpowder comprising a combination of these. Item 9. The syringe according to item 7 or item 8.
JP2014136475A 2014-07-02 2014-07-02 Syringe Active JP5989039B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014136475A JP5989039B2 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Syringe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014136475A JP5989039B2 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Syringe

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010210193A Division JP5575593B2 (en) 2010-09-17 2010-09-17 Syringe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014176759A JP2014176759A (en) 2014-09-25
JP5989039B2 true JP5989039B2 (en) 2016-09-07

Family

ID=51697303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014136475A Active JP5989039B2 (en) 2014-07-02 2014-07-02 Syringe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5989039B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022149550A1 (en) 2021-01-05 2022-07-14 株式会社ダイセル Injector

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017000667A (en) 2015-06-16 2017-01-05 国立大学法人三重大学 Needle-free injector and method for introducing dna to injection target area using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2807946B1 (en) * 2000-04-19 2002-06-07 Poudres & Explosifs Ste Nale NEEDLELESS SYRINGE OPERATING WITH A TWO-COMPOSITION PYROTECHNIC LOAD
KR20030071780A (en) * 2000-11-30 2003-09-06 바이오밸브 테크놀로지스, 인코포레이티드 Injection systems
WO2007058966A1 (en) * 2005-11-11 2007-05-24 Massachusetts Institute Of Technology Controlled needle-free eye injector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022149550A1 (en) 2021-01-05 2022-07-14 株式会社ダイセル Injector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014176759A (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5575593B2 (en) Syringe
JP5608498B2 (en) Syringe
JP5559647B2 (en) Syringe
JP7053088B2 (en) Dosing device
JP5794786B2 (en) Needleless syringe
JP2023091046A (en) Needleless syringe
JP6954521B2 (en) Injection device
JP5989039B2 (en) Syringe
JP6023118B2 (en) Syringe
JP2016221411A (en) Injection syringe
JP2013180121A (en) Needleless syringe

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140728

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160126

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160426

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20160513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160719

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5989039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150