JPH0626569B2 - 微量注出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、微量注出装置に関し、さらに詳しくは、長
時間にわたって厳密に制御された流量で微量の薬液を注
出することができる微量注出装置に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 従来、制癌剤、鎮痛剤、インシュリン、ヘパリン等の微
量の薬液を、長時間にわたって厳密に制御された流量で
患者等に持続的に投与，注入する浸透圧型の微量注出装
置が種々開発されている。

前記微量注出装置は、注出口を有すると共に液密にかつ
移動可能な移動子を備えた薬液収納室と、前記移動子と
半透膜とを備えて浸透圧誘因剤を収納する浸透圧誘因剤
収納室と、前記半透膜を有すると共に水を収納する水収
納室とを備えてなり、分子量が200 〜20,000程度である
ポリエチレングリコールを浸透圧誘因剤として使用し、
このポリエチレングリコールに水が徐々に浸透すること
によりポリエチレングリコールの容積を膨張させ、ポリ
エチレングリコールの膨張により移動子を移動させ、こ
の移動子の移動により薬液を微量速度で、例えば４０μ
／時間で注出するものである。

しかしながら、従来の微量注出装置においては、前記薬
液注入室と前記浸透圧誘因剤収納室と水収納室とが一直
線線上に並ぶように配列されていると共に浸透圧誘因剤
にポリエチレングリコールを使用しているので、注出口
を上側に、水収納室を下側に位置するように前記微量注
出装置を配置する場合には長時間にわたって一定注出速
度で薬液を排出することができるのであるが、注出口と
水収納室とが横に並ぶようにこの微量注出装置を配置す
る場合および注出口を下側に、水収納室を上側に位置す
るように配置する場合には、持続的かつ一定速度で微量
の薬液を注出することができなかった。

より具体的に言うと、ポリエチレングリコールが高分子
量であるときには、前記微量注出装置の注出口を下にす
ると殆ど薬液は注出されず、また、ポリエチレングリコ
ールが低分子量のときには、前記微量注出装置の注出口
を下に向けると、わずかに抽出するが、上向きの場合に
比べて著しく少ない注出量となってしまう。

このように微量注出装置の姿勢を変えることによって、
薬液の注出に支障を生じるのは、浸透圧誘因剤にポリエ
チレングリコールを使用することにより、浸透圧誘因剤
収納室内に浸入した水が十分に拡散せずに濃度分極を発
生させているからであると推定される。

したがって、従来の微量注出装置にあっては、薬液の注
入量を一定速度に維持するために、注出口が常に上に向
くように微量注出装置を配置しなければならなかった。

しかしながら、例えば治療の都合上、患者の身体特に患
者の腕に前記微量注出装置を装着しなければならない場
合があり、そのようなときには、腕の上げ下げにより微
量注出装置の注出口が上に向いたり下に向いたりして、
そのたびに薬液の注出量が変化するから、薬液の注出量
を一定速度に維持するために、この微量注出装置を装着
した患者の腕を一定方向に固定しなければならない。長
時間にわたり、患者の腕を固定しておくと、患者に多大
の苦痛を与えてしまう。

特開昭58-58058号公報および特開昭58-54962 号公報に
記載された注出ポンプは、薬液注出速度を０から所定の
値にまで段階的に可変することのできる微量注出装置で
あるが、浸透圧誘因剤としてポリエチレングリコールを
使用しているので、前記問題点を依然として有してい
る。

従来の微量注出装置の他の例として、生体内たとえば生
体の腹腔あるいは皮下に埋設し、注出量１μ／時間で
連続して170 時間にわたり生体内に薬液を抽出するため
に、第４図に示すように、たとえばセルローズエステル
のような半透膜性の外袋体20内に柔軟な中袋体21を収納
し、この中袋体21内に一端開口部を有すると共に前記外
袋体20外に他端開口部を有する薬液抽出管22を備え、前
記中袋体21内には薬液23を収納し、前記中袋体21と外袋
体20との間に浸透圧誘因剤24を数農してなる構成の浸透
圧ミニポンプ25がある。

この生体内埋設型の浸透圧ミニポンプ25は、半透性の外
袋体20の外部から内部へと体液が浸透し、浸透圧誘因剤
24に水が拡散することにより浸透圧誘因剤24の体積が増
大し、この体積増大による圧力で、中袋体21が収縮し、
薬液注出管22を介して微量の薬液が排出される。

しかしながら、前記浸透圧ミニポンプ25は、注出途中で
その注出量を簡易に確認することができないし、またそ
の製造が困難であると言う問題点を有している。

すなわち、前記浸透圧ミニポンプ25の外袋体20は、たと
えば、ゴム袋体をセルローズエステルの溶液に何回も浸
漬するとによるものと考えられ、極めて煩雑な工程を採
用しなければならない。しかも、体内埋め込み型とする
のであるから、この外袋体20はかなりの機械的強度を備
えなければならず、そのために外袋体20の厚みをたとえ
ば１ｍｍ程度にまで厚くしなければならない。

外袋体20の厚みを厚くすると、水の浸透に時間がかかる
ことになり、薬液注出の開始に遅延を生じる。

この浸透圧ミニポンプ25を体外に設置して使用する場合
には、この浸透圧ミニポンプ25を水に浸漬しなければな
らないので、取り扱いが煩雑である。

また、浸透圧ミニポンプ25を体内に埋め込んで使用する
にせよ、体外に設置して使用するにせよ、体液あるいは
水が無制限に外袋内に浸透して行くので、ついには外袋
体20が破裂してしまう虞れもある。

この発明は前記事情に基いてなされたものである。

すなわち、本発明の目的は、その姿勢が変ることがあっ
ても注出疎度が実用的に変らない微量注出装置を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、構造が簡単で、注出量の確認を容
易に行なうことのできる、しかも浸透圧誘引剤の無制限
な体積膨張による装置の破損のない微量注出装置を提供
することである。

［前記目的を達成するための手段］ 前記目的を達成するための本発明の構成は、注出口を有
すると共に液密にかつ移動可能な移動子を備えた薬液収
納室と、前記移動子と半透膜とを備えて浸透圧誘因剤24
として電解質液を収納する浸透圧誘因剤24収納室と、前
記半透膜を有すると共に水を収納する水収納室とを備
え、前記水収納室内の水が前記半透膜を透過して前記浸
透圧誘因剤収納室内に浸透し、水浸透による電解質液の
容積増大により前記移動子を移動させて前記注出口から
微量の薬液を排出可能にしてなることを特徴とする微量
注出装置である。

以下に、本発明の構成および作用について、本発明の好
適な態様を示しながら、説明する。

第１図は、本発明の好適な一態様である微量注出装置１
を示す断面図である。

第１図に示すように、この微量注出装置１においては、
一端に注出口２を有すると共に他端を開口する円筒体３
内に、この円筒体３の内周面に液密に接触すると共に前
記円筒体３内を摺動可能に移動する移動子４を装着し、
前記円筒体３の内周面、前記注出口２を有する端部内面
および前記移動子により薬液収納室５を形成する。

好適な態様である微量注出装置１における前記円筒体３
の材質等については特に制限がない。

もっとも、前記円筒体３を透明部材で形成すると、薬液
の注出量を目視により容易に確認することができるか
ら、好都合である。

前記移動子４は、前記円筒体３内に液密に、かつ摺動可
能に移動することのできるものであればその形状材質に
制限がないのであるが、通常、弾性部材たとえば、シリ
コーンゴム、ブタジエンゴム、ブタジエンスチレンゴム
などで形成することができる。

前記薬液収納室５内には、この微量注出装置１の使用目
的に応じて種々の薬剤、たとえば、インシュンリン、抗
不整脈薬（たとえば、リドカイン）、制癌剤、アルキル
化剤、ホルモン剤、鎮痛剤、ヘパリン等を収容する。

前記薬液収納室５内に充填する薬液量は、注出する薬液
量に応じて適宜に決定することができる。多くの場合の
薬液量は、１〜３ｃｃである。

第１図に示すように、この微量注出装置１においては、
円筒体３の外周面に一端寄りと多端寄りとに固定部材た
とえばＯリング６を装着し、一端を開口すると共に他端
には支持体７で支持された半透膜８を調節してなる内部
円筒体９を、前記円筒体３の他端開口部から、嵌合装着
し、前記移動子４、前記円筒体３、前記内部円筒体９お
よび半透膜８により浸透圧誘引剤収納室10を形成する。

前記内部円筒体９の材質等については特に制限がない。

前記支持体７としては、半透膜８を支持すると共に水を
通過させることができるものであれば特に制限がなく、
たとえば金網、合成樹脂製ネットなどを使用することが
できる。

前記半透膜８としては、セルロースアセテート、ポリア
ミドなどを使用することができ、0.1 〜0.7 ｎｍの孔を
多数有する逆浸透膜が好ましい。

また、半透膜８の形態としては、平膜状であっても、中
空糸状であっても良い。

前記固定部材６は、前記浸透圧誘引剤収納室10内に浸透
圧誘引剤を収納するために、円筒体３から内部円筒体９
を抜き出し、あるいは挿入することができるが、移動子
４の摺動抵抗よりも大きい摺動抵抗を有するものであれ
ば、その構造、材質につき特に制限がない。前記Ｏリン
グ６は簡便な固定部材として推奨される。

本発明で重要なことは、前記浸透圧誘引剤として電解質
液を前記浸透圧誘引剤収納室10内に充填していることで
ある。

前記電解質としては、水に可溶のアルカリ金属塩および
／またはアルカリ土類金属塩が挙げられる。

前記アルカリ金属塩としては、たとえば、リチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウムなどのハロゲン化物、
炭酸塩、硫酸塩および亜硫酸塩を使用することができ、
また、アルカリ土類金属塩としては、たとえば、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウムなどのハロゲン化物、
炭酸塩、硫酸塩および亜硫酸塩を使用することができ
る。

この発明においては、前記アルカリ金属塩およびアルカ
リ土類金属塩のいずれか一種を使用しても良いし、ま
た、互いに反応して不溶化したり、またはガスを発生さ
せたりせずに、この発明の目的を達成することができる
のであれば、前記アルカリ金属塩およびアルカリ土類金
属塩の少なくとも二種を同時に併用しても良い。

前記各種のものの中でも、アルカリ金属のハロゲン化物
が好ましく、安全性や取扱の容易性の点から特に塩化ナ
トリウムが好ましい。

前記電解質液は、通常前記アルカリ金属塩および／また
はアルカリ土類金属塩の水溶液として使用される。

前記水溶液中の金属塩の濃度は、通常0.3 ％〜飽和濃度
であり、特に飽和濃度であるのが好ましい。さらに好ま
しいのは、前記電解質液が、前記アルカリ金属塩および
／またはアルカリ土類金属塩の飽和水溶液中に前記アル
カリ金属および／またはアルカリ土類金属塩を固体のま
ま含有することである。

電解質液中に、前記アルカリ金属塩および／またはアル
カリ土類金属塩を含有せしめておくと、水収納室11から
浸透してきた水で電解質液の濃度が低下しても、固体の
まま共存していたアルカリ金属塩および／またはアルカ
リ土類金属塩が前記濃度の低下分だけ電解質液中に溶解
して、電解質液の濃度が飽和に維持される。その結果、
長時間にわたって、電解質液が飽和濃度に維持されるの
で、長時間にわたって、微量の薬液を一定速度で注出す
ることができる。

浸透圧誘引剤収納室10の容積は、注出必要量に応じて適
宜に決定され、通常注出必要量と等量もしくは約３倍量
であり、具体的には１〜９ｃｃである。

第１図に示すように、この微量注出装置１においては、
前記内部円筒体９の、半透膜８を張設した端部に、可撓
性部材で形成してなる可撓性袋体12を、この可撓性袋体
12の開口部が前記半透膜８を調節した支持体７を覆うよ
うにして、装着してなる。

前記可撓性袋体12は水収納室11となっている。

なお、前記可撓性袋体12は、その保護のために、前記内
部円筒体９の端部開口部に設けられた保護容器13内に納
められている。

可撓性袋体12としては、水を収納することができるもの
であれば良く、たとえば熱可塑性合成樹脂製の袋体を挙
げることができる。

この可撓製袋体12内に収容する水としては、水道水、蒸
留水、イオン交換水などが挙げられる。

前記可撓性袋体12に収容される水の量としては、注出必
要薬液量と等量であり、通常、１〜３ｃｃである。

以上のように形成された微量注出装置１は、つぎのよう
にして薬液を一定量ずつ注出する。

薬液収納室５に薬液を、浸透圧誘引剤収納室10内に電解
質液を、また可撓性袋体12内に水をそれぞれ収容してお
くと、可撓性袋体12内の水が半透膜８を透過して徐々に
浸透圧誘引剤収納室10内に移動する。浸透圧誘引剤収納
室10内には、飽和食塩水のような電解質液が充填されて
いるので、透過してきた水は著しい濃度分極を起すこと
なく電解質液中に拡散する。この水の拡散により、電解
質液の容積が増加し、電解質液の容積増加により、移動
子４を前進させ、移動子４の前進により、薬液収納室５
内の薬液が注出口２から排出される。

半透膜８を通過して浸透圧誘引剤収納室10内に浸入した
水は、電解質液に著しい濃度分極を生じさせないので、
一定速度で水は半透膜８を通過することとなり、その結
果、実用的な一定流量で、薬液が注出される。

［実施例］ 次に本発明の実施例を示して本発明につき具体液的に説
明する。

なお本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜に変形して実施
することができるのは言うまでもない。

（実施例１） セルロースアセテート20重量％、ホルマアルデヒド20重
量％およびアセトン60重量％を混合して製膜原液を調製
した。

この製膜原液をドクターブレードを使用してガラス板上
に流延し、30秒間放置後、５℃の蒸留水に浸漬してゲル
化させることにより、半透膜を作成した。この半透膜を
流水にて２時間かけて洗浄し、その後、50℃で乾燥し
た。

乾燥後の半透膜を、金属網である支持体の形状に合わせ
て円形に切り取り、第１図に示す内部円筒体の一端開口
部に前記支持体と共にこの半透膜を装着した。

装着後の半透膜の有効膜面積は、1.1 cm² であった。

なお、本実施例においては、第１図に示す円筒体とし
て、５ｃｃの注射器シリンジを利用し、注射器シリンジ
の吸子ゴムを移動子にした。

前記注射器シリンジ内の吸子ゴムを注射器シリンジの開
口部に移動させてから、吸子ゴムをその先端に取り付け
ていた吸子棒を取り外した。なお、吸子ゴムを注射器シ
リンジの開口部に移動させるときに、注射器シリンジの
注出口から水を吸い込んでおいた。

前記半透膜を装着すると共に26％食塩水２ｃｃを満たし
た前記内部塩筒体の一端開口部を前記吸子ゴムに液密に
当てがって、そのまま内部円筒体を注射器シリンジ内に
押し込んだ。

次いで、可撓性袋体としてゴム袋を使用し、このゴム袋
内に１ｃｃの蒸留水を充填し、これを、前記内部円筒体
の、半透膜を装着した開口部に、気泡を含まないように
装着した。

以上のようにして組み立てた微量注出装置を、注出口が
上向きになるように、37℃の恒温槽内に設置し、薬液の
代わりに充填した水の注出量の経時変化を測定した。

その結果を第２図に示す。

本実施例の結果は第２図において、(a) で表わされる直
線で示される。

第２図に示すように、24時間で0.95ｍｌの注出量が、実
用的な直線性を以って得られた。

（実施例２） 前記実施例１と同様の構成の微量注出装置を組み立て
た。

この微量注出装置の注出口を下にして前記実施例１と同
様にして、恒温槽内に配置し、前記実施例１と同様にし
て水の注出量の経時変化を測定した。

その結果を第２図における(b) で示した。

第２図に示すように、24時間で0.75ｍｌの注出量が実用
的な直線性を以って得られた。

（実施例３） 前記実施例１と同様の構成の微量注出装置を組み立て
た。

この微量注出装置を実験者の腕に、注出口が上向きにな
るように、取り付けた。そして、24時間の間実験者は日
常生活を行なった。

この場合、薬液を充填せずに移動子の移動分を目盛から
読み取ることにより抽出量を計測した。

その結果を第２図における(c) で示した。

第２図に示すように、24時間で0.92ｍｌの注出量が実用
的な直線性を以って得られた。

（比較例） 前記実施例１において使用した半透膜の代わりにキュプ
ロファン半透膜を使用し、26％食塩水２ｃｃの代わりに
50％ポリエチレングリコール（分子量20,000）を使用し
た外は前記実施例１におけるのと同様にして、微量注出
装置を組み立てた。

この微量注出装置を37℃の恒温槽に配置し、注出口を上
向きにした場合と下向きにした場合との注出量を測定し
た。

結果を第３図に示した。

第３図に示すように、注出口を上向きにした場合(d)
は、９時間で1.5 ｍｌの注出量であったのに対し、下向
きの場合(e) は９時間の間殆ど注出されなかった。

［発明の効果］ この発明によると、装置の設置姿勢がどのようであって
も、薬液の抽出量を経時的に一定にして微量の薬液を長
時間にわたって注出することができる微量注出装置を提
供することができる。

また、この微量注出装置は浸透圧誘引剤に拡散させる所
定量の水を装備する構成を有しているので、無制限に水
が浸透圧誘引剤中に浸透することがなく、したがって装
置の損傷もない。

この微量注出装置は、既存の注射器を利用することによ
って、容易に製造することのできる簡単な構成を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な態様を示す断面図、第２図は本
発明の実施例における注出速度を示すグラフおよび第３
図は比較例における注出速度を示すグラフ、第４図は従
来の浸透圧ミニポンプを示す断面図である。 １……微量注出装置、２……注出口、４……移動子、５
……薬液収納室、８……半透膜、10……浸透圧誘因剤収
納室、11……水収納室。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】注出口を有すると共に液密にかつ移動可能
   な移動子を備えた薬液収納室と、前記移動子と半透膜と
   を備えると共に浸透圧誘因剤として電解質液を収納する
   浸透圧誘因剤収納室と、前記半透膜を有すると共に水を
   収納する水収納室とを備え、前記水収納室内の水が前記
   半透膜を透過して前記浸透圧誘因剤収納室内に浸透し、
   水浸透による電解質液の容積増大により前記移動子を移
   動させて前記注出口から微量の薬液を排出可能にしてな
   ることを特徴とする微量注出装置。
2. 【請求項２】前記電解質液がアルカリ金属塩および／ま
   たはアルカリ土類金属塩の水溶液である前記特許請求の
   範囲第１項に記載の微量注出装置。
3. 【請求項３】前記電解質液がアルカリ金属塩および／ま
   たはアルカリ土類金属塩の飽和水溶液である前記特許請
   求の範囲第１項に記載の微量注出装置。
4. 【請求項４】前記電解質液が飽和食塩水である前記特許
   請求の範囲第１項に記載の微量注出装置。
5. 【請求項５】前記薬液収納室および浸透圧誘因剤収納室
   が透明部材で形成してなる前記特許請求の範囲第１項に
   記載の微量抽出装置。