JPH04507058A - 真空注入器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 真空注入器 本主ユ皇分互 本発明は、制御された液体放出、特に有益な剤を有する医療用液体を患者へ放出 するため携帯用装置に関する。

生主皿Ωｌ景 医療用液体中に拡散した薬荊のような有益な剤を患者へ注入するための器具はこ の分野で知られている。最も普通の器具は、医療用液中に拡散した有益な剤を有 する高くしたガラスまたは可撓性容器を利用し、可撓性チューブおよびカテーテ ルを通って患者の静脈系へ重力により供給される。このタイプの器具の流量は普 通チューブ上の調節自在クランプによって規制される。この設定は患者の比較的 静止状態を必要とするという欠点を有し、そして正確な放出速度のため医療用液 と患者の間の高度差に依存する。

注入器具の別のタイプは、患者へ注入のため医療用液の流体推進力を提供する電 気機械的部品およびポンプを利用する。しかしながらそのような電子的に制御さ れる注入器は、そのような電子部品のコスト、およびそのような電子部品と必要 な電源がサイズ従って装置の携帯性に及ぼす制限を含む、いくつかの欠点をマる 。

注入のため圧力下に注入すべき医療用液を収容するエラストマー嚢を使用する器 具もこの分野で利用されている。典型的なエラストマー嚢装置は、ハウジングと 、栓を通って延長する開口を含んでいる、ハウジングの一端に固着された栓と、 そして圧力下の液体を収容す盃ためハウジング内のチューブ状エラストマー嚢を 含んでいる。

嚢の一端は栓ヘシールして取付けられ、嚢の内部は栓の開口と連通している。栓 の開口へ接続された導管は、該開口と共に、嚢から患者の注入部位へ医療用液を 輸送するだめの投与通路を形成する。医療用液が嚢から投与通路へ患者へのあら かじめ定めた速度へ流れることを許容するため、流れレギュレーターが投与通路 中のどこかに配置される。

他のタイプの装置は、注射筒胴内に配置されそしてその内表面とスライドするシ ール接触を保つプランジャーを有する注射器タイプ構造を利用する。プランジャ ーとハウジングの間にばねまたはエラストマーバンドのような付勢手段も設けら れる。注入すべき医療用液は、胴内部で胴内部とプランジャーによって区切られ たチャンバー内に圧力下に収容される。加圧された医療用液は付勢部材を付勢し 、それによって圧力下の医療用液源を提供するようにプランジャーに力を加える 。加圧された医療用液はエラストマー嚢タイプの器具に類似の導管手段を通って 患者へ提供される。

この分野における注入器の重要な問題の一つは、液体注入のため比較的コンスタ ントな流速の達成である。比較的コンスタントな流速は、２４または４８時間の ような長時間にわたる注入が薬物療法のために必要な時特に重要である。そのよ うな比較的コンスタントな流速は、エラストマー嚢のプレストレスおよび高価な 嚢材料の使用のような手段によって達成されている。そのような付加的プレスト レストハウジングおよび高価な嚢材料の使用は、勿論そのような使い捨て注入器 のコストを高める。注射器タイプの注入器具においては、注入速度はそのような 設計に見られる正確性問題のため比較的短かい時間へ制限される。

このため、比較的低い製造および材料コスト要因を維持しながら、長い注入期間 にわたって比較的コンスタントな流速を与えることができる使い捨て注入器具が このため望ましいであろう。本発明はこれらの要請を達成する。

本光凱少概要 本発明は、付勢源として真空を有する注射器タイプの使い捨て注入器を提供する 。本器具は、好ましい具体例においては円筒形態である液体チャンバーを含んで いる。円筒形態の一端に、栓を通って延びる開口を含んでいる栓がハウジング内 に固着される。液体を液体チャンバーから患者の注入部位へ輸送するための分配 通路を形成するため、導管が外側栓開口へ接続される。流れレギュレーターは、 液体が液体チャンバーから分配通路へ、そしてあらかじめ定めた速度で患者へ流 れることを許容するため、分配通路中のどこかに配置される。

円筒形態の反対端には、液体プランジャーが液体チャンバーの内表面とスライド シール係合に設けられる。液体プランジャーから後方へアームが延びている。

加えて、少なくとも一つの真空源もしくは真空チャンバーが設けられる。好まし い具体例においては、真空チャンバーは一端がシールされている円筒形態である 。反対端において、真空プランジャーが真空チャンバーの内表面とスライドする シール係合に備えられる。

真上チャンバー内の真空プランジャーと液体チャンバー内の液体プランジャーの 間の直結を確立するアームか設けられる。

阿丸度１１隻註所 第１図は、本発明の原理に従って製作した注入器の斜視図である。

第２図は、真空プランジャーの位置の関数としての、第１図の器具の真空プラン ジャーに加えられる圧力のグラフである。

第３図は、装填位置における第１図の器具の平面図である。

第４図は、吐出位置における第１図の器具の平面図である。

第５図は、貯蔵位置における第１図の器具の平面図である。

第６図は、本発明の原理に従って製作した二方向弁の好ましい具体例の断面図で ある。

第７図は、第６図の装置のコネクターハウジングの断面図である。

第８図は、第６図の装置のアタッチメントハウジングの断面図である。

ましい　の量　な云゛日 最初に第１図を参照すると、本発明の原理に従って製作した器具が参照番号１０ として総体に指定されている斜視図が見られる。器具１０は剛直な円筒形態１２ を形成する第１のチューブ状ハウジングを含んでいる。剛直な円筒形態１２は内 部１６を含むチューブ状液体チャンバー１４を区切る。剛直な円筒形態１２は、 好ましくは液体チャンバー１４の内部１６の明瞭な目視点検を可能とするように 、プラスチックのような透明材料から成形される。印刷、刻印または他のＢ様で 胴壁へ通用された体積目盛り１６も好ましくは設けられる。

液体チャンバー１４の前方端には栓ハウジング２０がシール接続される。栓ハウ ジング２０は液体チャンバー内部１６との流体連通を確立するアクセス開口を備 える。栓ハウジング２０へはチューブ２２を含む流体導管もシール接続される。

チューブ２２は根本端および先端を含んでいる。流れ制限器２４がチューブ２２ の内部と流体連通にチューブ２２の先端へ固着される。好ましい具体例において は、流れ制限器２４はガラス毛細管である。流れ制限器２４は好ましくは協力的 ルーアコネクターを有するカテーテル（図示せず）へ接続のためのルーアコネク ター２５を含むことができるＡウジング内に収容することができる。

チューブ２２の根本端は、チューブ２２の内部をアクセス開口と流体連通にして 栓へ固着される。チューブ２２は栓ハウジング２２へ接着剤等によって永久的に 固着することができるが、好ましい具体例においてはチューブ２２は栓ハウジン グ２０から取り外し自在とすることができる。そのような取り外し自在コネクタ ーの好ましい具体例は後で詳しく記載されるであろう。

液体プランジャー２６は液体チャンバー１４内に収容される。液体プランジャー ２６は、胴１２の内表面１６とスライドするシール係合を確立する寸法および形 状の一対の外側へ突出するリブ２８を含んでいる。液体プランジャー２６の外側 へ突出するリブ２６は、好ましくは液体プランジャー２６と一体に形成され、そ して好ましくは液体プランジャー２６と胴１２の内表面１６の間の摩擦を最小化 すると同時にシールされたスライド係合を提供するように、ポリプロピレン被覆 ゴム、シリコンゴム、被覆ネオブレン、または類似タイプの材料でつくることが できる。加えて、液体チャンバー１４の内部１６へ露出される液体プランジャー ２６の前部表面３０は、好ましくは液体チャンバー１４が空のときシール係合を 形成するように液体チャンバー１４の前方端において円錐形ハウジング３２と協 力する円錐形に形成される。このことは注入時液体チャン）Ｘ−１最小にすると 同時にスライドするシール係合を提供するため、ポリ４中の液体の実質上すべて が液体チャンバー１４から押出されることを確実にする。

液体プランジャー２６の後部側から延びるアーム３６が設けられる。プランジャ ーアーム３６の後部外周においてプランジャーヘッド３８を形成する拡大直径突 起が設けられる。

加えて、やはり剛直な円筒形銅４２を有する少なくとも一つの追加のチューブ状 ハウジングが設けられ、接続手段４０によってチューブ状液体チャンバー４０へ 固着される。この第２の剛直な円筒形銅４０は内表面５０を有するチューブ状真 空チャンバー４４を形成する。再び、第２の剛直な円筒形銅は、好ましくは真空 チャンバー４４の内部の明瞭な目視点検を可能にするようにプラスチックのよう な透明な材料で成形される。ここに記載した好ましい具体例においては、二つの 真空チャンバー４４が設けられているが、本発明は一つから後で詳しく説明する ように、異なる力を提供するため組合せて使用することができる三以上まで任意 の数の真空チャンバーを意図する。

真空チャンバー４４の前端は真空チャンバー４４をシールするハウジング４６を 含んでいる。この前方ハウジング４６は、好ましくは真空チャンバー４４の内部 へ露出される表面積をできるだけ最小量に減らすため平坦である。加えて、真空 チャンバー４４内には真空プランジャー４８が設けられる。真空プランジャー４ ８は、真空チャンバー４４の内表面５０とスライドするシール係合を確立する寸 法および形状の一対の外側へ突出するリブ５２を含んでいる。再び、真空チャン バー４８の外側へ突出するリブ５２は、好ましくはプランジャー４８と真空チャ ンバー４４の内表面５０の間の摩擦をれる対数的圧力スパイクをもたらす。この 圧力スパイクは真空プラブロビレン被覆ゴム、シリコンゴム、被覆ネオプレン、 または類似のタイプの材料からつくることができる。液体プランジャー２６と異 なって、真空プランジャー４８は真空チャンバー４４の内部・＼面するその前端 において、真空チャンバー４４内の真空へ露出される真空プランジャーの表面積 を減らすため平坦表面５６を含んでいる。

真空プランジャー４８の後部側から延びるプランジャーアーム５８が設けられる 。プランジャーアーム５８の後部外周にはプランジャーヘッド６０が設けられる 。

液体の加圧源を提供する付勢を提供する真空の特徴により、実質上コンスタント な力が真空チャンバー４４の全長を通じて真空プランジャー４８へ加えられる。

このコンスタントな力は、装置が露出される大気圧に依存するコンスタントな力 である、真空プランジャー４８の後尾−＼力を提供する大気圧から発生する。真 空は真空プランジャー４８の前部に収容されているので、殆んどゼロの殆んどコ ンスタントな力が真空チャンバー４４の全長を通じて真空プランジャー４８の前 部へ加えられる。

しかしながら自然界は完全な真空を知らないので、少量の力が真空プランジャー ４８前端へ加えられる。真空チャンバー４４の長さの大部分を通じ、この少量の 力は真空のより大きい゛量゛によって十分に希釈され、真空プランジャー４８上 に無視し得る力をもたらす。真空プランジャー４８が真空チャンバー４４の閉鎖 端４６へ近付くにつれ、“′完全”真空である減圧区域のパーセントは減少し、 “′力”である減圧区域のパーセントは増加する。これは真空チャンバー４４の 閉鎖端４６近くの真空プランジャー４４の前部へ加えらンジャー４８の後側の大 気圧を相殺するように働らき、真空プランジャー４８上の付勢力の低下をもたら す。

第２図を参照すると、真空プランジャー４８の前端へ加えられる力が真空プラン ジャー４８が移動する真空チャンバー４８に沿った空プランジャー４日へ加えら れる力を液体プランジャー２６へ伝達し、液体チャンバー１４内に与圧液体源を 創生ずる。現在説明している具体例においてはこの接続は一般にＵ字形であるが 、本発明は勿論現在の器具と機能的均等をもたらす機能的に均等な形のアームお よびプランジャー配向の使用を企図する。

今や第３．４および５図を参照すると、第１図の器具の平面図が見られる。特に 第３および４図に見られるように、液体プランジャー２６は真空プランジャーか ら距離（ｄ）だけ前方へ片寄っている。

第４図に特に見られるように、この片寄り距離（ｄ）は真空プランジャー４８が 真空チャンバー４４の閉鎖端４６に対して当接する以前に液体プランジャー２６ が液体チャンバー１４の前部ハウジング２０に当接することをもたらす。この距 離（ｄ）はここではプレ負荷距離と呼ぶ。第２図を参照すると、このプレ負荷距 離は、真空プランジャー４８が真空プランジャー４８の前方部分へ加えられる圧 力スパイクへ近付く前に注入が完了することを許容するように計算される。この ためこのプレ負荷距離（ｄ）の利用により、注入速度は全体の注入を通じ比較的 コンスタントであることが見られる。

今や第５図を参照すると、このプレ負荷距離（ｄ）の器具への通用が記載されて いる。器具は真空プランジャー４８および液体プランジャー２６はそれぞれのチ ャンバー１４．４４の前部に対して当接している貯蔵にあることが見られる。こ のため、この位置での貯蔵中、真空プランジャー４８への真空もしくは付勢が加 えられず、このため得られた真空純度が貯蔵および出荷中保証される。

器具ｌＯの使用前、除去自在な支持体６２が真空プランジャー４８と液体プラン ジャー２６の間に一般にＵ字形アームを完成させるため取り付けられる。除去自 在な支持体６２は少なくとも１個のスロット（第１図に最良に見られる）を含み 、その特定の個数は真空チャンバー４４の特定の個数に対応し、そして後部６７ および前部表面６９を備える。使用前、除去自在な支持体６２は真空プランジャ ーアーム５８の上に滑り込ませる。スロット６６の寸法は真空プランジャーアー ム５８の上に滑り込ませるのに十分に大きいが、しかしプランジャーヘッド６０ の直径よりも小さい。このため真空プランジャーヘッド６０は除去し得る支持体 ６２の後部表面６７に対して当接する。

除去し得る支持体６２は、液体プランジャーアーム３６のプランジャーヘッド３ ８が除去し得る支持体６２の前面６９に対して当接するように配向される。この ため、除去し得る支持体６２が器具１０へ取り付けられる時、真空プランジャー アーム６７と液体プランジャーアーム３６の間の距離は除去し得る支持体６２の 厚さに確立される。除去し得る支持体６２はプランジャーアーム３６．５８およ びプランジャーヘッド３８．６０と協力して充填してない器具へ真空源へのプレ 負荷を加えるための手段として作用する。次に注入器を充填するため、分散した 有益な剤を有する液体が液体チャンバー１４へ圧力下顎えられ、その力は真空プ ランジャー４８を後方へ引張り、液体チャン八−１４内に加圧液体源をもたらす 。

自然界は完全真空を知らないので、真空プランジャー２６は真空チャンバー４４ の閉鎖端４６に対して決して自由に当接しないであろう。真空プランジャー２６ が真空チャンバー４４の閉鎖端４６から離れて来る小さい距離は公差距離Ｄ）と 呼ばれる。この公差距離（１）は得られる真空の純度に依存する。

所望の注入正確性を保証するためムこ必要とされるプレ負荷路Ｍ（ｄ）の量は、 公差距離（Ｔ、）の関数として決定することができる。

最初、我々は真空チャンバー４４に沿った真空プランジャー４８の任意の与えら れた距離において、真空プランジャー４８の前面および後面に加えられる力は等 しくなければならないことを知る。Ｐが圧力であり、■が体積であり、ｒが力で あるとき、ｆ＝ＰＶであるから、 ＰＩＶＩ＝Ｐ２Ｖ２　（ｉ、） であることがわかる。ここでＰ、ば真空プランジャー４８の後面に加えられる圧 力であり、Ｐ２は真空プランジャー４８の前面に加わる圧力であり、Ｖｌは真空 プランジャー４８後方の真空チャンバーの体積であり、Ｖ２は真空チャンバー４ ４の減圧部分の体積である。

または円筒についてはＶ＝（πＤ”／４）（ｈ）である（Ｄは直径、ｈは円筒の 高さ）ことが知られている。さらに真空チャンバー４４の全体としての高さはｘ ＋ｔである。ここでＸは真空プランジャー移動長さである。式（１）へ代入する と、Ｐ２について解くと、 消去すると、 さらに、我々はＰ、は大気圧もしくは１４．６９６０ｐｓｉｇと考えることがで きる。ＸおよびＬについて種々の値を用い、我々はｐｓｉｇで表したＰ２の以下 の値を得る。

（以下余白） このように、真空プランジャー４８が真空チャンバー−４４の長さに沿って種々 の距離（ｘ）にある時、減圧部分は以下の真空度を発揮する。

（以下余白） これらの値を使用することにより、所望の正確度は製作公差および真空チャンバ ーの長さを知ることによって達成することができる。

例えば、もし０．００１ないし０．００２の間の公差が達成され、精度±０．５ ％が望まれるならば、表２からおよそ０．５インチより大きいプレ負荷距離が必 要である。

加えて、見られるように、真空プランジャー４８として実行される力は器具１０ に実行される大気圧に依存する。大気圧の差が本装置１０に対してどのように影 響し得るかを理解するため、以下のサンプル都市について大気圧条件をナショナ ル、ウェザ−、サービスから得た。

（以下余白） このように、与えられたサンプル都市における大気圧の変化は付勢圧に±４．４ ％の最大変動をもたらす。これは満足な注入公差範囲内にある。加えて、異なる 地理的地域について平均大気圧の差は薬剤師により医療液中の有益な剤の濃度を 調節することによって簡単に補償することができる。

今や第６ないし８図を参照すると、液体チャンバー１４の栓ハウジング２０中に 収容させる弁手段マＯの好ましい具体例が見られる最初に第７図を参照すると、 充填もしくは貯蔵モードにある弁手段７０の栓部分６８が見られる。弁はコネク ター７４を備えたコネクターハウジング７２を含んでいる。コネクターは好まし くは雌ルーアであることができる。雌ルーアはダックビル弁８０と流体連通にあ る開口アロをその中に含んでいる。ダックビル弁８０は一対の唇８２を含んでい る。ダックビル弁の下流側には液体チャンバー１４の内部と液体連通にあるアク セス開口８３が含まれる。このため液体チャンバー１４を充填するため、圧力下 の液体を提供することができそして雄ルーアのような協力するコネクターを有す る注射筒のような器具が雌ルーアへ取付けられ、そして注射筒内の液体がダック ビル弁８０を通って圧力下液体チャンバーの内部へ押出され、加圧液体源を形成 する。充填後、ダックビル弁８０は圧力下の液体を液体チャンバー内に収容する 。

今や第８図を参照すると、弁手段７０の出口導管８４が詳細に見られる。チュー ブ２２は接着剤のような手段によって出口導管８４上に含まれるフィルターハウ ジング８６へ固着される。フィルターハウジング８６はチューブ２２の内部と流 体連通にフィルター８８を収容するフィルター開口を備える。フィルター８８は 医療用液中に含まれる）８解しない有益な刑が流体導管従って患者の静脈系へ侵 入するのを防止するために使用される。フィルター８８は好ましくは網として作 用することができる多孔質またはマルチフィラメント形状を有し、そして有益な 剤の存在下実質上非反応性のステンレス網、白金ワイヤー、または他の適当な材 料で、またはポリ四フッ化エチレンのようなポリマー種のどれかでつくることが できる。

出口導管８４は栓部分６８上のコネクター７４と協力的に作用するコネクター９ ４を備えるハウジング９２をさらに含んでいる。好ましい具体例においては、こ の協力コネクター９４は隨ルーアである。ハウジングはフィルター８８と流体連 通にある開口９６をさらに備える。開口９６から開口９Ｇと流体連通にある内部 流路を形成する鈍いカニユーレ９８が延びている。

鈍いカニユーレ９８はダックビル弁８０によって決まる距離をハウジング９２か ら延びる。詳しくは、鈍いカニユーレ９８はコネクター７４．９４が係合された 時ダックビル弁８ｏを開くように、ハウジング９２から十分に延びなければなら ない。鈍いカニユーレ９８がダックビル弁を通って延びればダックビル弁８０を 満足に開くけれどもそのような延長は鈍いカニユーレ９８がダックビル弁８゜を 過ぎて延びる距離に比例して液体チャンバー１４中に貯えられている液体のある 漏れ量を発生することがわかった。

このため、好ましい具体例においては、鈍いカニユーレ９８はダンクビル弁８０ 中へそれを貫通することなくダックビル弁８ｏの唇８２を十分に分離するように 延びる。さらに好ましい具体例においては、鈍いカニユーレ９８の外周はダック ビル弁８０の端と大体面一である。この具体例においては小さい製作上の公差は 、唇８２を分離するのに十分な侵入は保証されるがしかし多量の漏れは防止され るので、弁の作動に認知し得るほど影響しないであろう。

充填後、装置１０を使用するため、雄ルーアが雌ルーアへ接続される。これは鈍 いカニユーレ９８をダックビル弁８０と係合させる。

ゴルーアおよび雌ルーアが固定される時、鈍いカニユーレ９８の開放端はダック ビル弁８０中へ延び、液体チャンバー１４との流体連通を確立する（第６図Ｓこ 最良に見られる）。このため液体チャンバー中の圧力下の液体は鈍いカニユーレ ９８中にほとばしり、フィルター８８を通ってチューブ２２へ入り、そしてチュ ーブ２２中に含まれる流れ制限器２４を通り、患者へ流れる。

ここに記載した好ましい具体例に対して種々の変更および修飾が当業者には自明 であることを理解すべきである。そのような変更および修飾は本発明の精神およ び範囲から逸脱することなく、そしてその付随する利益を減することなくなすこ とができる。それ故、そのような変更および修飾は請求の範囲によってカバーさ れることが意図される。

要　約　書 液体チャンバー（１４）と少なくとも一つも真空チャンバー（４４）を有する真 空付勢使い捨て注入器が提供される。液体チャンバー（１４）はその中に収容さ れた液体プランジャー（２６）を含み、真空チャンバー（４４）は真空プランジ ャー（４８）を含む。プランジャー（２６，４８）は、圧力下の液体が液体チャ ンバー（Ｉ４）−５提供される時、真空プランジャー（４８）が真空チャンバー （４４）内で後へ引かれるようにアームによって連結される。器具は注入の終わ りに真空プランジャー（４日）が真空チャンバー（４４）に対して当接しないよ うにプレ負荷される。

選択図　第１図 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧力下の液体を収容すべき液体チャンバーであって、液体チャンバー内に収 容された液体プランジャーおよび液体チャンバーから延びている流体導管を有す る液体チャンバーと、真空プランジャーを有する真空チャンバーと、液体が圧力 下液体チャンバーへ導入される時真空プランジャーが付勢されるように液体プラ ンジャーおよび真空プランジャーを連結するアームと、 真空プランジャーが注入後真空チャンバーハウジングと当接しないように真空プ ランジャーをプレ負荷するための手段を備えていることを特徴とする液体を注入 するための器具。 ２．前記プレ負荷手段は器具をプレ負荷なしに貯蔵できるように不能化すること ができる請求項１の器具。 液体チャンバーはチューブ状である請求項１の器具。 真空チャンバーはチューブ状である請求項１の器具。 液体プランジャーはさらにプランジャーアームを備え、真空プランジャーはさら にプランジャーアームを備え、そして除去し得る支持体がプランジャーアームを 接続して一般にＵ字形アームを形成している請求項１の器具。 ６．除去し得る支持体は真空プランジャーから液体プランジャーをプレ負荷距離 だけ片寄らせ、それによってプレ負荷手段として作用させる請求項５の器具。 ７．一端に出口開口を有する液体を収容するためのチューブ状ハウジングと、 該液体チューブ状ハウジング中にスライド自在に取付けられた液体プランジヤー と、 真空チャンバーを区画する閉鎖端を有する少なくとも一つのチューブ状ハウジン グと、 該閉鎖端チューブ状ハウジング中にスライド自在に取付けられた真空プランジャ ーと、 液体が出口開口を通って液体チューブ状ハウジング中へ圧力下導入される時真空 プランジャーが付勢されるように液体プランジャーおよび真空プランジャーを接 続するアームと、液体チューブ状ハウジングから液体が排出される時真空プラン ジャーが真空ハウジングの閉鎖端からプレ負荷距離にあるように真空プランジャ ーをプレ負荷するための手段を備えていることを特徴とする注入器具。 ８．前記プレ負荷手段は器具をプレ負荷なしで貯蔵できるように不能化すること ができる請求項７の器具。 ９．液体プランジャーはさらにプランジャーアームを備え、真空プランジャーは さらにプランジャーアームを備え、そして除去し得る支持体がプランジャーアー ムを接続して一般にＵ字形アームを形成している請求項７の器具。 １０．除去し得る支持体は真空プランジャーから液体プランジャーをプレ負荷距 離だけ片寄らせ、それによってプレ負荷手段として作用させる請求項７の器具。