JP7016804B2

JP7016804B2 - 無針注射器

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Inventors: 裕三山本
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Description

本発明は、注射目的物質を対象物の注射対象領域に注射する無針注射器に関する。

注射針の有無にかかわらず、注射器では、注射液に対して加圧を行うことで、注射液の射出が実現されるが、例えば、注射針を介することなく注射を行う無針注射器では、その加圧源として火薬が使用される場合がある（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に示される無針注射器では、雷管と火工装薬が備えられ、撃鉄が雷管を刺し、雷管が発火することで、その熱エネルギーが火工装薬に伝えられる。そして、そこで火工装薬が燃焼し注射液への加圧が行われることになる。このような火工装薬としては、ニトロセルロースをベースにした単一の火薬が使用される。

また、注射針を有していない無針注射器においては、加圧された注射液そのものが対象の皮膚を貫通することで、対象内に注射液が送り届けられることになる。ここで、例えば特許文献２には、無針注射器において皮膚を貫通するための貫通力を調整する技術が開示されている。当該技術では、注射液を加圧するピストン構成が、ラムとスリーブを有しており、且つ両者がばねによって連結されている。注射前には、ラムとスリーブとの間に所定の離間距離Ｄ２が設定されており、注射時にこの離間距離Ｄ２分ばねが圧縮されるため、注射時に注射液に掛かる圧力、すなわち皮膚貫通力が調整されることになる。したがって、離間距離Ｄ２を調整することで、皮膚貫通力を調整することが可能となる。

特表２００４－５３２０４９号公報米国特許第５７２２９５３号明細書

従来技術のように、無針注射器において注射液を加圧することで、注射対象である皮膚を貫通させるためには、当然にその加圧に要するエネルギーを射出される注射液に十分に伝える必要がある。上記従来技術では、ピストン構成にバネを利用することで、皮膚貫通のための力が調整される。この場合、注射前の状態で、ラムとスリーブとの間に所定の離間距離Ｄ２が必要とされる。その結果、離間距離Ｄ２の分だけ、無針注射器としては全長が長くなり、ユーザの利便性が必ずしも好適な状態になっているとは言えない。

そこで、本発明は、上記した問題に鑑み、注射目的物質を射出する無針注射器において、注射器を可及的にコンパクトとしながら、注射目的物質を注射対象領域に送り届けるために効率的な注射目的物質の射出をなし得る技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、点火装置での火薬の燃焼により供給される射出エネルギーを、押圧部材を介してピストン部に伝達させる無針注射器の構成において、ピストン部に射出エネルギーの一部を弾性エネルギーの形で蓄積させるとともに、その蓄積されたエネルギーの少なくとも一部を、ピストン部が摺動している過程において解放する構成を採用した。この弾性エネルギーの放出においてピストン部は押圧部材に押圧された状態であるため、解放された弾性エネルギーをピストン部の前方に位置するプランジャを介して注射目的物質に好適に伝えることが可能となる。

具体的には、本発明は、注射針を介さずに注射目的物質を注射対象領域に注射する無針注射器であって、軸方向に形成された貫通孔を有する注射器本体と、前記貫通孔内を摺動可能に配置されたピストン部と、前記注射器本体の先端側に配置されるシリンジ部であって、前記注射目的物質を収容可能な収容室と、前記ピストン部の摺動に伴い該収容室内の該注射液目的物質を加圧するプランジャと、該プランジャにより加圧された該収容室内の該注射目的物質が流れる流路を含み、該流路の先端に形成された射出口から該注射目的物質を射出するノズル部と、を有するシリンジ部と、前記注射器本体の基端側に配置され、火薬を燃焼させる点火装置であって、該点火装置での火薬燃焼により射出エネルギーを供給する点火装置と、前記ピストン部と前記点火装置との間に配置された押圧部材であって、該押圧部材の一部が該点火装置からの前記射出エネルギーを受けて該点火装置側に戻らない状態で該ピストン部側に変位するように形成され、且つ該変位に伴って該ピストン部を前記プランジャに向かって押圧する押圧部材と、を備える。そして、前記ピストン部は、前記押圧部材により押圧力を受けた際に該ピストン部の摺動方向に弾性変形する弾性変形部と、前記プランジャと接触し、且つ前記弾性変形部に接続された出力部と、を有し、前記ピストン部の摺動過程において、該ピストン部は前記押圧部材に押圧されながら、前記弾性変形部が該押圧部材からの押圧力により最大限圧縮された状態から、前記出力部を前記プランジャ方向に押し出すように該弾性変形部の弾性変形が一部又は全部回復する。

本発明に係る無針注射器では、点火装置での火薬燃焼で生じた射出エネルギーにより、押圧部材の一部がピストン部側に変位し、その変位に伴ってピストン部をプランジャ側に押圧することで、該ピストン部が貫通孔内を摺動することになる。そして、ピストン部の摺動によりシリンジ部の収容室に収容されている注射目的物質に対してプランジャを介して圧力が加えられることで、該注射目的物質が射出口より注射器外部へ射出される。なお、上記押圧部材の一部の変位が火薬の燃焼に起因するものであれば、射出エネルギーを押圧部材を介してピストン部に直接的に作用させる構成や、射出エネルギーを一旦別の気体、液体、固体等に伝播させてから、最終的に該押圧部材を介してピストン部に間接的に作用させる構成等、適宜採用できる。

また、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、射出エネルギーによる射出が可能であれば、注射目的物質の注射器内の収容状態や、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。そして、注射目的物質には、対象物である生体の注射対象領域に送り込むべき成分が含まれ、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。

ここで、本発明に係る無針注射器において、火薬を燃焼させる点火装置とは、点火装置に収容される火薬が点火装置の実行によって着火され、該火薬の燃焼生成物が生成されるものであってもよいし、該火薬の着火により公知のガス発生剤（例えば、シングルベース無煙火薬）が更に燃焼し、該火薬及び該ガス発生剤の燃焼生成物が生成されるものであってもよく、本発明の無針注射器では、その具体的な点火装置の構成を限定するものではない。このような点火装置において火薬が燃焼すると、その燃焼生成物が注射器本体内の空間に拡散し、一般には圧力や熱等を介してピストン部に射出エネルギーを伝えることになり、当該エネルギーが上記の通り注射目的物質の射出のための動力源となる。

ここで、押圧部材は、点火装置からの射出エネルギーを受けてその一部が、点火装置側に戻らない状態でピストン部側に変位する構成であれば、様々な態様を採用できる。例えば、該押圧部材は、前記点火装置からの前記射出エネルギーを受けて前記ピストン部側に塑性変形することで、該押圧部材の一部が該ピストン部側に変位し該ピストン部を押圧するように形成されてもよい。このように塑性変形を利用することで、ピストン部を効率的に押圧することができるとともに、プランジャを介して注射目的物質を加圧することになるピストン部が、該プランジャから受ける反力によって点火装置側へ戻されることを抑止することができる。また、この態様に代えて、押圧部材は、ラチェットのように一方向への変位のみが許容されている構造物であって、その変位を利用してピストン部を押圧するように構成してもよい。この場合も、注射目的物質の加圧時にピストン部が点火装置側へ戻されることが抑止される。このように押圧部材の変位がピストン部に向けた一方向への変位であるため、押圧部材によりピストン部を効率的に押圧することが可能となる。

そして、この押圧部材から押圧力を受けるピストン部は、弾性変形部と出力部を有している。弾性変形部は、受けた押圧力により弾性変形することで、射出エネルギーの一部を弾性エネルギーとして蓄積することが可能である。そして出力部は、プランジャに接触することから、ピストン部が受けた押圧力を直接プランジャへと伝達するとともに、弾性変形部が蓄積する弾性エネルギーをプランジャへ伝達することも可能である。

ここで、押圧部材による押圧でピストン部が貫通孔を摺動する過程において、受けた押圧力により弾性変形部は弾性変形し、射出エネルギーの一部が弾性エネルギーとして蓄積される。一方で、残りの射出エネルギーは、原則としてはプランジャ側へと伝えられる。そして、ピストン部の摺動過程においては、ピストン部は押圧部材に押圧されており、また、押圧部材は、上記の通り点火装置側に戻らない状態でピストン側へ変位することから、最大限圧縮された弾性変形部は、その弾性変形が一部又は全部回復することで、出力部がプランジャ側へ押し出されるようにして弾性エネルギーがプランジャ側へと解放される。この結果、プランジャに対しては、直接伝えられた上記残りの射出エネルギーに重なる形で、弾性エネルギーが伝えられることになる。また、弾性エネルギーの解放は、射出エネルギーの直接の伝達よりも遅れるため、ピストン部の摺動過程の後期において注射目的物質を加圧することになる。この結果、点火装置での火薬燃焼によって、ピストン部がプランジャを介して注射目的物質を比較的長期間にわたって加圧することができる。このことは、効率的な注射目的物質の射出に繋がり、以て、点火装置の小型化を含め無針注射器のコンパクト化を実現できる。

また、上記の無針注射器において、前記押圧部材は、前記注射器本体内の空間を、前記点火装置が配置される第１空間と、前記ピストン部が配置される第２空間とに区分し、該点火装置により生成される燃焼生成物を該第１空間内に封止するように形成されてもよい。このような構成により、上記燃焼生成物は第１空間内に封止され、第２空間には入り込まない。そのため、燃焼生成物による注射目的物質への好ましくない作用を抑制することができる。

また、上述までの無針注射器において、前記押圧部材は、金属製の板部材又は金属製の膜部材で形成されてもよい。このように押圧部材が金属製であることで、点火装置での火薬の燃焼に対するある程度の耐性を有するとともに、板部材又は膜部材であることから、射出エネルギーを受けた際のピストン部側への変位も比較的容易に行い得、以て効率的な注射目的物質の射出が実現される。

ここで、上述までの無針注射器において、前記押圧部材のうち前記ピストン部に接触する所定部位に、該押圧部材の厚さを補強する補強部材が配置されてもよい。該所定部位は、押圧部材のうちピストン部に接触する部位であるため、射出エネルギーを受けて変位する際に比較的大きな応力が掛かると考えられる。そこで、ピストン部の確かな押圧を行うために、また、押圧部材により火薬の燃焼生成物を第１空間に封止する場合にはその封止力を維持するために、ピストン部の押圧時に押圧部材が破損するのは好ましくない。そこで、上記のように補強部材が所定部位に配置されることで、押圧部材の破損を回避することができる。

本発明によれば、注射目的物質を射出する無針注射器において、注射器を可及的にコンパクトとしながら、注射目的物質を注射対象領域に送り届けるために効率的な注射目的物質の射出をなし得る。

本発明の第１実施形態に係る注射器の概略構成を示す図である。図１に示す注射器のピストンの詳細を示す図である。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。図１に示す注射器において、イニシエータでの火薬燃焼前の状態、注射液の射出途中状態、注射液の射出完了状態を比較して示す図である。本発明の第２実施形態に係る注射器の概略構成を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る注射器として、注射針のない無針注射器１（以下、単に「注射器１」という）を例に挙げて説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）は注射器１の断面図であり、図１（ｂ）は注射器１を、注射液を射出するノズル部９側から見た図である。なお、本願の以降の記載においては、注射器１によって対象物の注射対象領域に注射される注射目的物質を「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部９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、粉末状等様々な形態が採用できる。

ここで、注射器１は、第１ハウジング３と第２ハウジング４とで構成される注射器本体２を有しており、注射器本体２の先端側（第２ハウジング４の、第１ハウジング３と接続している端部とは反対側の端部側）に、シリンジ部５が配置されている。第１ハウジング３と第２ハウジング４はネジで固定されて一体となる。ここで、第１ハウジング３の内部には、その軸方向に延在する内部空間である燃焼室３１が形成されており、また、第２ハウジング４の内部には、同じようにその軸方向に延在する内部空間である貫通孔３４が形成されている。燃焼室３１と貫通孔３４は、押圧部材８で区分されているものの、注射器本体２の内部において連続して配置される内部空間である。この押圧部材８は、金属製の板状又は膜状の部材で形成されている。

また、注射器本体２の先端側に設けられたシリンジ部５は、注射液ＭＬを収容する収容室３５を内部に有するシリンジ部本体１１と、注射液が流れる流路が形成されたノズル部９と、ノズル部９が設けられたノズル本体部１０を有している。ノズル本体部１０は、ガスケット１３を挟んでノズルホルダー１２によってシリンジ部本体１１に取り付けられている。また、シリンジ部本体１１は、注射器本体２の第２ハウジング４の端部に対して螺合されて取り付けられており、その取付状態において第２ハウジング４内の貫通孔３４と、シリンジ部本体１１内の収容室３５とは連続した空間となる。なお、その取付状態では、注射液ＭＬは、プランジャ７によって収容室３５内に液密に収容されており、このプランジャ７が貫通孔３４側に露出した状態となっている。ここで、プランジャ７は、収容室３５内を摺動可能に配置され、さらに、摺動することにより注射液ＭＬを加圧し、ノズル部９からの注射液の射出が行われることになる。また、プランジャ７は、円滑に収容室３５内を摺動できるように、表面にシリコンオイルを薄く塗布したゴム部材により形成される。

次に、注射器本体２の第２ハウジング４内の貫通孔３４には、金属製のピストン部６が配置され、該ピストン部６は、貫通孔３４内を摺動可能に保持されている。ここで、ピストン部６と第２ハウジング４との位置関係が把握できるように図２に示す。ピストン部６は、貫通孔３４の軸方向に沿って延在する概ね軸状に形成され、燃焼室３１側の端部（以下、「第１端部」という）６ａと、シリンジ部５側の端部、すなわちシリンジ部５に配置されるプランジャ７に接触する端部（以下、「第２端部」という）６ｂとを有し、更に、第１端部６ａと第２端部６ｂとを接続するバネ部６ｃを有する。バネ部６ｃは貫通孔３４の軸方向に沿って弾性変形可能となるように配置される。なお、図１に示す状態、すなわち後述の点火装置であるイニシエータ２０で火薬燃焼が行われる前の状態（以下、「点火前状態」という）では、バネ部６ｃは自然長となっておりバネ部６ｃから第１端部６ａ、第２端部６ｂには何らの弾性力は作用していない。

ここで、第１ハウジング３（図２中では、点線で表示）と第２ハウジング４とが取り付けられて注射器本体２を形成し、後述の点火装置であるイニシエータ２０で火薬燃焼が行われる前の点火前状態において、第１端部６ａは、第１ハウジング３の燃焼室３１内に嵌まり込んでいる第２ハウジング４の嵌入部４ａに設けられた貫通孔３３を通り、且つ第１端部６ａの端面６ａ１が嵌入部４ａに設けられ、貫通孔３３と繋がる凹部３２の底面から、燃焼室３１側に実質的に飛び出した状態となるように配置されている。この貫通孔３３は、貫通孔３４と凹部３２とを繋いでいる。なお、第１端部６ａの端面６ａ１は、嵌入部４ａの端面４ａ１と概ね面一となるまで凹部３２の底面から突出している。

そして、嵌入部４ａの端面４ａ１において、押圧部材８の周縁部８ａが固定されており、このとき押圧部材８の中央部８ｂは、凹部３２内でその底面から突出している第１端部６ａに対して接触、又は近接した状態で対向している。なお、嵌入部４ａに対する周縁部８ａの固定については、イニシエータ２０で生じた火薬の燃焼生成物が燃焼室３１側に封止されるように、すなわち燃焼生成物の燃焼室３１から注射器本体２側への移動が阻止されるように当該周縁部８ａが嵌入部４ａに固定されている。このような構成により、イニシエータ２０から供給される射出エネルギーは、押圧部材８を介してピストン部６へと伝達されることになる。その伝達の詳細については、後述する。

ここで、イニシエータ２０の例について図３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、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によって火薬２２が保持される。この火薬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、樹脂カラー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。

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、それにより火薬２２が燃焼する。このとき、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。また、イニシエータ用キャップ１４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、且つ第１ハウジング３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１４によって第１ハウジング３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。

ここで、注射器１において用いられる火薬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。なお、これら以外の火薬を火薬として用いても構わない。

また、図１に示す燃焼室３１内には何も配置されていないが、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ガス発生剤を、燃焼室３１内に配置するようにしてもよい。仮に燃焼室３１内にガス発生剤を配置させる場合、その一例としては、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。このようなガス発生剤の併用は、上記火薬２２のみの場合と異なり、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小さい。さらに、当該ガス発生剤の燃焼時の燃焼完了時間は、上記火薬２２と比べて極めて長いが、燃焼室３１内に配置されるときの該ガス発生剤の寸法や大きさ、形状、特に表面形状を調整することで、該ガス発生剤の燃焼完了時間を変化させることが可能である。このようにガス発生剤の量や形状、配置を調整することで、燃焼室３１内での発生圧力を適宜調整できる。

なお、ノズル部９は、ノズル本体部１０に複数形成されてもよく、または、一つ形成されてもよい。複数のノズル部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ＭＬが可及的に均等に送り込まれるように、各ノズル部に対応する流路が形成される。さらに、複数のノズル部９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部が露出されるように配置されノズルホルダー１２で固定されるのが好ましい。また、ノズル部９の流路径は、貫通孔３４の内径よりも細くなるように構成されている。これにより、射出時の注射液の射出圧力を好適に上昇させることができる。

ここで、イニシエータ２０の火薬２２が燃焼したときの押圧部材８及びピストン部６の動きとともに、注射器１における注射液の射出状態について図４に基づいて説明する。図４は、上段に点火前状態の注射器１の構成を示し、中段にイニシエータ２０での火薬の燃焼により注射液の射出を行っている途中の状態（以下、「射出途中状態」という）の注射器１の構成を示し、下段には注射液の射出が完了した状態（以下、「射出完了状態」という）の注射器１の構成を示している。

燃焼前状態においては、図２に示すように、押圧部材８は周縁部８ａが嵌入部４ａに固定された状態であり、押圧部材８は概ね平面の板状となっている。ここで、イニシエータ２０において火薬２２が燃焼すると、燃焼室３１内に燃焼生成物が拡散し、燃焼室３１内の圧力が上昇する。これにより、押圧部材８にもその圧力が掛かることになる。その結果、射出途中状態に示すように、押圧部材８は凹部３２側に窪むように塑性変形される。このとき、押圧部材８はその周縁部８ａが固定されているため、その中央部８ｂがピストン部６の第１端部６ａ側に変位するように塑性変形することになる。そのため、この塑性変形に伴って、中央部８ｂが第１端部６ａを押圧し、その結果、ピストン部６が貫通孔３４内を摺動していくことになる。

ここで、押圧部材８の中央部８ｂによるピストン部６の押圧に際して、火薬２２の燃焼に伴う燃焼室３１内の圧力上昇は急激に生じるため、中央部８ｂがピストン部６の第１端部６ａを急激に押圧するとピストン部６全体を摺動させるとともに、ピストン部６を構成するバネ部６ｃを弾性変形、すなわち圧縮変形させることになる。このことは、火薬２２の燃焼によって生じた射出エネルギーの一部が、バネ部６ｃにおいて弾性エネルギーとして蓄積されることを意味する。この結果、注射液の射出の略前半の過程（図４に示す燃焼前状態から射出途中状態に至るまでの過程）では、ピストン部６全体の移動（貫通孔３４内の摺動）により注射液ＭＬはノズル部９より射出されることになる。なお、このとき、押圧部材８は、中央部８ｂを介してピストン部６を押圧した状態となっている。

その後の注射液の射出の略後半の過程（図４に示す射出途中状態から射出完了状態に至るまでの過程）では、略前半の過程でバネ部６ｃに蓄えられた弾性エネルギーが解放され、プランジャ７に接触しているピストン部６の第２端部６ｂが、プランジャ７側に押し出される。なお、このとき、ピストン部６全体は貫通孔３４内を摺動していてもよく、又は、貫通孔３４内での摺動が停止していてもよい。すなわち、略後半の過程では、少なくとも、第２端部６ｂがプランジャ７側に押し出されることにより注射液ＭＬの射出が行われることになる。そのため、本発明に係る注射器１では、火薬２２の燃焼により圧縮されたバネ部６ｃによる弾性エネルギーが解放されて注射液ＭＬが射出されるように、貫通孔３４の長さが設計されている。言い換えると、火薬２２の燃焼により圧縮されたバネ部６ｃがその最大限圧縮された状態のまま、ピストン部６がプランジャ７を押圧し注射液ＭＬの射出を完了させてしまわないように貫通孔３４の長さが決定され、これにより、バネ部６ｃの弾性変形の一部又は全部が回復し第２端部６ｂがプランジャ７側に押し出される空間が確保される。

また、上記の通り、押圧部材８は火薬２２の燃焼により生じた加圧で塑性変形するため、このようなバネ部６ｃの弾性変形の回復が行われる略後半の過程においては、ピストン部６の第１端部６ａを、押圧部材８の中央部８ｂが支持した状態となっている。そのため、第１端部６ａがイニシエータ２０側に押し戻されることは阻害されることになり、バネ部６ｃから解放された弾性エネルギーが、第２端部６ｂのプランジャ７側への押し出しに効率的に利用されることになる。この結果、注射液ＭＬの射出が円滑に実現される。

このような注射液ＭＬの射出が可能となるように構成された注射器１においては、押圧部材８により押圧されピストン部６全体が摺動することでプランジャ７に射出エネルギーが直接伝えられるとともに、特に、射出の略後半の過程において、バネ部６ｃに蓄積された弾性エネルギーがプランジャ７に伝えられることになる。この結果、イニシエータ２０での火薬燃焼によって、ピストン部６がプランジャ７を介して注射液ＭＬを比較的長期間にわたって加圧することができる。このことは、効率的な注射目的物質の射出に繋がり、以て、イニシエータ２０の小型化を含め注射器１のコンパクト化を実現できる。また、注射器１においては、押圧部材８が、注射器本体２の内部空間である燃焼室３１と貫通孔３４とを区分するように、且つ、イニシエータ２０により生成される燃焼生成物を燃焼室３１内に封止するように配置されている。このような構成により、燃焼生成物は貫通孔３４には入り込まず、以て燃焼生成物による注射液ＭＬへの好ましくない作用を抑制することができる。

＜変形例＞
上記実施例では、押圧部材８として、火薬２２の燃焼で生じる圧力により塑性変形する、板状の金属製部材を採用したが、その態様に代えて、当該圧力により、イニシエータ２０側には戻らないようにピストン部６側に変位する構成を採用してもよい。例えば、ラチェットのように一方向のみの変位が許容されるように押圧部材８を構成してもよい。この場合、火薬２２の燃焼により圧力を受けることで、注射器本体２に固定された押圧部材８の一部が第１端部６ａを押圧するように、ピストン部６側に変位する。

＜第２実施形態＞
図５は本発明の第２実施形態を示す。図５の上段には、図１と同じように、本実施形態に係る注射器１の概略構成が示され、図５の下段には、図２と同じようにピストン部６と第２ハウジング４との位置関係が示されている。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と実質的に同一の構成については、同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態では、図５に示す燃焼前状態において、押圧部材８の中央部８ｂのイニシエータ側の表面、すなわち、ピストン部６の第１端部６ａと対向する表面とは反対側の表面の上に、補強部材８０が配置されている。押圧部材８の中央部８ｂは、上述したようにイニシエータ２０で火薬２２が燃焼すると第１端部６ａを押圧するため、注射液ＭＬの射出に当たっては比較的大きな応力が掛かる部位である。そこで、中央部８ｂのイニシエータ２０側の表面に補強部材８０を設けることで、射出時に係る応力に対して十分な強度を押圧部材８の厚さ方向に付与することが可能となり、円滑な注射液ＭＬの射出や、燃焼生成物の燃焼室３１内への確実な封止を実現可能とする。

なお、上記の通り押圧部材８は火薬２２の燃焼により圧力が掛かることで塑性変形するため、その塑性変形を阻害しない中央部８ｂの所定部位に補強部材８０を配置するのが好ましい。特に、中央部８ｂを挟んで第１端部６ａの端面の反対側に、補強部材８０を配置するのが好ましい。

＜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、ヒトに対する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、収容室３５に収容し、それに対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。

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。

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。

１・・・・注射器
２・・・・注射器本体
５・・・・シリンジ部
６・・・・ピストン
７・・・・プランジャ
８・・・・押圧部材
９・・・・ノズル部
１０・・・・ノズルホルダー
１１・・・・シリンジ部本体
２０・・・・イニシエータ
２２・・・・火薬
３１・・・・燃焼室
３２・・・・凹部
３３・・・・貫通孔
３４・・・・貫通孔
３５・・・・収容室

Claims

注射針を介さずに注射目的物質を注射対象領域に注射する無針注射器であって、
軸方向に形成された貫通孔を有する注射器本体と、
前記貫通孔内を摺動可能に配置されたピストン部と、
前記注射器本体の先端側に配置されるシリンジ部であって、前記注射目的物質を収容可能な収容室と、前記ピストン部の摺動に伴い該収容室内の該注射液目的物質を加圧するプランジャと、該プランジャにより加圧された該収容室内の該注射目的物質が流れる流路を含み、該流路の先端に形成された射出口から該注射目的物質を射出するノズル部と、を有するシリンジ部と、
前記注射器本体の基端側に配置され、火薬を燃焼させる点火装置であって、該点火装置での火薬燃焼により射出エネルギーを供給する点火装置と、
前記ピストン部と前記点火装置との間に配置された押圧部材であって、該押圧部材の一部が該点火装置からの前記射出エネルギーを受けて該点火装置側に戻らない状態で該ピストン部側に変位するように形成され、且つ該変位に伴って該ピストン部を前記プランジャに向かって押圧する押圧部材と、
を備え、
前記ピストン部は、
前記押圧部材により押圧力を受けた際に該ピストン部の摺動方向に弾性変形する弾性変形部と、
前記プランジャと接触し、且つ前記弾性変形部に接続された出力部と、
を有し、
前記ピストン部の摺動過程において、該ピストン部は前記押圧部材に押圧されながら、前記弾性変形部が該押圧部材からの押圧力により最大限圧縮された状態から、前記出力部を前記プランジャ方向に押し出すように該弾性変形部の弾性変形が一部又は全部回復し、
前記押圧部材は、前記点火装置からの前記射出エネルギーを受けて前記ピストン部側に塑性変形することで、該押圧部材の一部が該ピストン部側に変位し該ピストン部を押圧するように形成される、
無針注射器。
前記押圧部材は、前記注射器本体内の空間を、前記点火装置が配置される第１空間と、前記ピストン部が配置される第２空間とに区分し、該点火装置により生成される燃焼生成
物を該第１空間内に封止する、
請求項１に記載の無針注射器。
前記押圧部材は、金属製の板部材又は金属製の膜部材で形成される、
請求項１又は請求項２に記載の無針注射器。
前記押圧部材のうち前記ピストン部に接触する所定部位とは反対側の表面に、該押圧部材の厚さを補強する補強部材が配置される、
請求項３に記載の無針注射器。