JPS5873365A - 生体の中に移植する液体注入器 - 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】 本発明は、患者の体の中に移植できるケースからなり、
このケースが注入液用の貯蔵容器とこの貯蔵容器から流
出導管の出口に液体を搬出する搬出・配量ユニットとを
有しているような生体の中に移植する液体注入器に関す
る。

冒頭に述べた形式の液体注入器はたとえば特開昭５３−
６２３９２号明細書で知られている。この液体注入器の
場合安全上の理由から、貯蔵容器内の注入液は挿管の出
口における圧力よりも小さい圧力に維持されている。か
かる処置によってカプセルあるいはポンプの漏洩によっ
て貯蔵容器から患者体内への液体の漏れは防止される。

この処置を実施するためにたとえば可撓性の液体容器は
、体温において相応した圧力を有するような物質の蒸気
圧によって加圧される。また気密に包まれたケースの中
に緩衝ガスをそのような圧力で充填することもでき、ガ
ス均一化を考慮した状態において液体貯蔵容器全体にお
いても周囲の圧力に比べて低い圧力が維持される。

長時間にわたって負圧を維持するようにケースを気密に
包むことは一連の問題がある。たとえば人体組織とケー
ス内部との間の圧力差が変化してしまうような温度変化
及び外気圧の変化を考慮しなければならない。したがっ
てたとえば０．５バールまでの比較的大きな負圧から出
発しなければならない。しかしこのことは、特に搬出・
配量ユニットとしてローラポンプを用いる場合、ローラ
の停止中において挿管内における液体の逆流の危険があ
る。。

本発明の目的は冒頭に述べた形式の液体注入器に、ケー
ス内における負圧を維持することを不必要とする安全策
を構することにある。

本発明によればこの目的は、ケースにケース内部室と周
囲との間の圧力をバランスするための装置を設けること
によって達成される。

その場合周囲とは移植された液体注入器を取囲む組織並
びに人体の外部における周囲を意味している。また人体
組織ないし体液における圧力がほぼ外気圧に相応してい
るということがら出発している。

本発明の場合圧力バランスは、ガスあるいは液体が透過
できるダイヤフラムを介して行なわれる。

かかるダイヤフラムはガスだけが通過できるような限定
された大きさの小穴を持った疎水性材料からなっている
。しかしまたこのダイヤフラムは親水性で多孔質の材料
から作ることもでき、それによって体液の交換によって
圧力バランスが行なわれる。

本発明の有利な実施形態において、特に過圧弁と関連し
て透過率の大きな拡散ダイヤフラムも用いることができ
る。その場合貯蔵容器をゆっくりと空にする場合ガス拡
散だけでケース内圧は外圧に合わせることができ、一方
皮膚を通して注入液を補給する際、ケース内部と人体組
織内における周囲との間の圧力がただちにバランスされ
る。それによってケース内における過圧の発生は防止さ
れる。もつとも単純な実施形態において、かかる弁は弾
性的な隔膜からなシ、この隔膜はケース壁における換気
通路を持った開口を閉鎖する。

その弁の代りに特別な刺込み隔膜を介してケース内部を
患者の体の外部の周囲と短期的に接続することも可能で
ある。しかしこのことは注入液を補給する際だけにおい
て必要であシ、移植された液体注入器を長時間使用する
際に本発明に基づく圧力バランスを害することはない。

本発明の有利な実施形態において、圧力バランス用のダ
イヤスラムはケースの一部であり、たとえば直接ケース
壁を形成し、あるいは管を介してケース内部に接続され
、ないしはそれ自体が管として形成され、それによって
患者の体の中の適当な個所に置かれる。

なおドイツ連邦共和国特許出願公開第２７２１７５２号
公報には、人間あるいは動物の体内に薬剤を供給するた
めに、ケース壁にダイヤフラムが嵌込まれている液体注
入器が提案されている。この場合そのダイヤフラムは特
に、搬出・配量ユニットによって定量の体液をダイヤプ
ラムを通って吸込み、その中で固形の薬剤を溶解するこ
とができるようにするために、親水性の特性を有してい
なければならない。固形の薬剤を溶解する目的のために
体液を吸込むことによって別の問題が生じ、この問題に
よって特に注入液としての薬剤の貯蔵並びに液体の搬出
及びないし補給に伴なう問題を防止しなければならない
。したがって以上の点においては本発明とは関係しない
。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図において１は体内に移植可能な液体注入器のケー
スである。このケース１は平らなカプセルとして心臓ペ
ースメーカのケースと・同じような空間体をしており、
移植可能で組織に馴みやすい材料たとえばチタンからな
っている。ケース１の中には搬出・配量ユニット２、こ
の搬出・配量ユニット２の駆動と制御を行う電子回路付
き制御ユニラ上３、及びエネルギー供給ユニット４（電
池）がある。なお５は患者の体内の適当な個所に置かれ
る流出導管であり、６は注入液用の貯蔵容器である。

ケース１の中に設けられた連結管１０付きの補給弁８を
介して、たとえばインシュリンが注入液として皮膚を通
して貯蔵容器６の中に注入される。

この目的のために補給弁８は弾力性があシ自閉力のある
合成樹脂材料からなシ、これは普通の注射針で突刺すこ
とができる。

液体の貯蔵容器６は注入液の補給の際にいわゆる針スト
ッパ９によって破損に対して保護されている。貯蔵容器
６の中には搬出芯が有り、液体はこの搬出芯から搬出・
配量ユニット２によって搬出管７を介して流す導管５に
吹出さずに吸出される。

従来、液体注入器の構造は知られている。周知の液体注
入器はケース内の負圧を維持するために気密に袋状にさ
れているが、本発明の場合、ケース１の壁の中にダイヤ
フラム１１が嵌込まれている。

第１図における実施例の場合ダイヤフラム１１は、ケー
ス内部と周囲との間の差圧が最大の場合でも体液が小穴
を通って透過することがないような細かな小穴を持った
疎水性の材料からなっている。これと同じことは体の細
胞及びないし細菌に対しても適応される。このためにた
とえばポリオレフィン、ＰＴＦＥあるいは同様な材料か
らなるフリットあるいはダイヤフラムフィルタのような
一般的な疎水性フィルタが用いられる。液体注入器をこ
のように形成した場合、貯蔵容器から液体を連続的に注
入する際、周囲の人体組織あるいは体液に溶けていたガ
スがケースの中に入り込めるということが保証される。

それによって充分圧力がバランスされる。人体組織ない
し体液の中にあるガス圧はほぼ外気圧に相応しているの
で、周囲の気圧に合せることも保証される。

貯蔵容器に補給する際、常に貯蔵容器の中の液体残留分
をまず吸出すことが目的に適っている。

そのような比較的早い過程の際、実際にはケースの周囲
からガスが浸透できず、そのため瞬間的に負圧が生ずる
。貯蔵容器を直接続けて補給する際、ケース内にあるガ
スは囲りの人体組織に押出され、そこで吸収される。場
合によってケースの外に吹き出されたガスは吸い取るこ
とが目的に適っている。

第２図において符号２１〜２８及び３１は、第１図の符
号にそれぞれ２０をプラスした数字で同一部品を示して
いる。特に２９は貯蔵容器の中にある搬出芯である。第
２図の実施例の場合注入液用の貯蔵容器２６は固く形成
されている。このことは、貯蔵容器２６の一部が同時に
ケース壁を形成しているという利点及び補給弁２８が直
接貯蔵容器２６に通じるという利点を有している。その
場合針ストッパはケース壁に直接有利に一体化されてい
る。すなわち構造的に簡略化される。なお−符号３０は
人体組織を通して注入液を皮膚を通して吸引ないし補給
するだめの注射針である。

この実施例の場合ダイヤフラムは注入液を持った貯蔵容
器２６を直接人体組織から隔離している。

液体の漏れが決して存在してはならないので、ダイヤフ
ラムの疎水性は絶対必要条件である。

本発明のこの実施形態の場合、圧力バランスは周囲と貯
蔵容器２６との間の直接的なガス交換によって行なわれ
る。この理由から搬出芯２９によって搬出・配量ユニッ
ト２２による液体の吹出しのない吸引が保証される。さ
らに貯蔵容器２６のどんな充填状態においても、また予
想される患者のすべての位置においても、搬出芯２９は
注入液と接触することになるはずである。

第３図の液体注入器の場合、符号４１．５１は第１図に
おけるケース１及びダイヤフラム１１に相応し、第１図
に相応して曲シゆるむことができる液体貯蔵容器４６が
設けられている。この本発明の実施例に基づいて、ケー
ス４１のケース壁に嵌込まれたダイヤフラムが多孔質の
疎水性材料からな２でいるので、低分子量の体液が透過
できる。

ダイヤフラム５１の小穴の大きさは、大きな液体分子量
、特に人体細胞及びあるいは細菌が拘留されるように選
ばれている。

この実施例の場合圧力バランスは体液の交換だけで達成
される。注入液を皮膚を通して補給する前に薬剤残留物
は注射針によって補給弁４８を通して吸出される。その
ためケース４１の中には圧縮性媒体すなわちガスを持っ
た緩衝容積が存在しなければならない。その都度の容積
に適合するようなガスが充満されている透過性の独立し
た袋５３が目的にかなって設けられゼいる。また大気圧
よりも低い蒸気圧力で、それによって容積に無関係な圧
力を保証するような液体あるいは別の物質を有する弾力
性のある容器でもよい。

この実施例の場合、疎水性のダイヤフラム５１の厚さ、
面積及び材料は、ダイヤフラムが比較的小さな流れ抵抗
を有するように選ばられている。

それによって搬出・配量ユニット４２が最大の搬出率に
おいても貯蔵容器４６内に顕著な負圧が生ずることはな
い。材料としてたとえば構造が補強されているヒドロゲ
ルが適している。貯蔵容器４６に注入液を皮膚を通して
補給する際に、余分な体液を速やかにケース４１の内室
から除去するため及び身体組織に戻すために、ケース内
部が過圧の場合に開いて液体を搬出するような弁５２が
ケース４１に補助的に設けられている。

第４図に基づ〈実施例は原理的には第３図に相応して構
成され、その場合相応した部品には符号６１〜７１が付
けられている。ダイヤフラムとしてここでは特にガスに
対し大きなｉ過率を持ったいわいる拡散ダイヤフラム７
１が設けられ、これはたとえばシリコンから作られてい
る。ケース内部と周囲との間の圧力バランスはしたがっ
てこの本発明の実施例の場合、拡散だけで行なわれる。

このことは貯麓容器を普通方法でゆっくり空にする場合
微量配量のために搬出−配量ユニット６２によって充分
に行なわれる。しかし補給の際ガス交換の拡散を決定す
る速度が充分でないので、更に弁７２が設けられている
。それによって貯蔵容器６６に皮膚を通して補給する際
、拡散速度に比べてかなり早いケース１からのガスの漏
出が可能である。弁に変る変形例として、過圧が拡散に
よって低下されるまで外側に管周するような弾性的な拡
散ダイヤフラムを用いることができる。

弁７２はケース６１の壁に嵌込まれたゴム栓７３からな
り、これはケース壁にある。開、口、７−４を閉鎖し、
通常の場合気密に閉鎖し、ケース内部に過圧が生じた場
合に開く。

第５図において符号８１〜９１は前述の図面におけるユ
ニットにそれぞれ相応している。この本発明の実施例の
場合ダイヤフラム９１として、ガスあるいは液体が透過
できるダイヤフラムが随意に用いられる。液体補給弁８
８に加えて更に別の弁９２が独立した突刺し形弁として
設けられ、これは針ストッパ９３が続いている自閉性の
合成樹脂からなっている。この弁９２から内側配管９４
がケース最深部に導ひかれている。

第５図に基づく液体注入器の場合圧力バランスは、搬出
・配量ユニット８２によって貯蔵容器Ｉ８６をゆっくり
搬出及び汲出す際に、前述の実施例に相応してガスある
いは液体を透過するダイヤフラムを介して行なわれる。

皮膚を通して貯蔵容器に補給する際の圧力ないし容積の
バランスは、人体組織とのガスあるいは液体の交換によ
って行なわれるのではなく、患者の体の外のガスあるい
は液体との交換によって行なわれる。このようなバラン
スは特に迅速に行なわれ、同時にケースの中に一時的に
集められた物質は排出される。

したがって補給過程に対して第２の弁９２には挿管９５
が突き刺され、この挿管９５は組織を通って外部に導き
出される。特に親水性のダイヤフラムを用いた場合、体
液がケース内部から体内に押出されず、外部に流れ出る
という利点を有している。これに対しガス透過性のダイ
ヤフラムの実施形態のために第２の弁９″、、が、ケー
スの最深部から凝水あるいは場合によっては浸み込んだ
別の体液を注射針によって直接吸出せるように配置され
ている。

第６図の場合に存在しているカプセル内部への別の通路
は液体注入器全体を製作あるいは包み込む際に有利であ
る。

第１図、第３図並びに第４図と第６図に基づく液体注入
器の場合、ケースの中にはそれぞれ注入液用の透過性の
貯蔵容器が設けられている。その液体は普通の場合挿管
ないし注射針によって弁を通して吹き出さずに充填され
る。もちろんこれらの実施例の場合にも、万一ガス層が
存在している場合でも液体の吹き出しのない搬出を保証
するために、第２図に相応して補助的な吸出し芯を設け
ることもできる。

上述の図面においてそれぞれ種々に形成されたダイヤフ
ラム１１，３１，５１，７１．９１は常・にケース壁の
一部として図示されている。しかしかかるダイヤフラム
が補助的、な管を介してケースと接続することが目的に
かなっており、このことは特に体液の交換によって圧力
バランスをする場合に価値がある。

第６図において符号１０１は相応して形成されたケース
であり、これは流出導管１０５及びダイヤフラム１１１
に接続している管１１０を有している。この管１１０は
その後側がケース１０１の室内に開口し、それを患者の
体内において体液の溜め部に置けるような長さにされて
いる。また管１１０自体はダイヤフラム材料で作られて
いる。

上述の種々の実施例に基づく本発明の液体注入器は、特
に糖尿病治療の際インシュリンを投薬するための人工膵
臓として用いられる。その場合本発明によれば生体の中
にこのような器具を移植する際に生ずる問題は克服され
る。ケース内部室とケース外周との間の圧力バランスは
、移植された液体注入器の運転中において注入された液
体が体内ガスあるいはまた体液によって置換られること
によって生ずる。その場合第１図、第３図、第４図及び
第５図において可撓性の貯蔵容器はそれぞれ全体が注入
液（図示せず）で占められ、−力筒２図においては合成
の貯蔵容器の中において注入液で満されてない空間は人
体ガスで充満されている。

上述の処置によれば、患者の体の位置が変ることにより
液体注入器の空間が変化した場合でも貯蔵容器の充填状
態に無関係に常に確実に注入液の吸出しが保証される。

ケース壁に補助的に配置された過圧弁は特に、たとえば
飛行機の中あるいは貯蔵容器を充填する際非常に短期的
に生ずる過圧をバランスするために用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はそれぞれ本発明に基づく液体注入
器の異った実施例の断面図、第６図は本発明に基づく液
体注入器の側面図である。 １．２１，４１．６１．８１・・・ケース、　２゜２２
．４２，６２．８２・・・搬出・配量ユニット、１１．
３１，５１．ブ１　、９１　、’　１１１・・・ダイヤ
フラム、６，２６，４６，６６．８６・・・液体貯蔵容
器、　５２．７２・・・過圧弁、　２９・・・芯、５３
・・・緩衝ガス用容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）患者の体の中に移植できるケースからなり、このケ
   ースが注入液用の貯蔵容器とこの貯蔵容器から流出導管
   の出口に液体を搬出する搬出・配量ユニットとを有して
   いるような生体の中に移植する液体注入器において、前
   記ケースにケース内部室とケース周囲との間の圧力をバ
   ランスするための装置が設けられていることを特徴とす
   る生体の中に移植する液体注入器。 ２）圧力バランスがガスあるいは液体が透過できるダイ
   ヤスラム（１１，３１，５１，７１゜９１．１１１）を
   介して行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の液体注入器。 ３）ダイヤフラム（１１，３１，５１，７１゜９１）が
   ケース（１，２１，４１，６１゜８１）の一部であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体注入器
   。 ４）ダイヤフラム（１１１）が、患者の体内において適
   当な個所に置くことができる管（１１０）の一部である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体注入
   器。 ５）ケース（４１，６１）に（たとえば飛行機内あるい
   は貯蔵容器を充填する際に）比較的短期的に生ずる過圧
   をバランスするために過圧弁（５２，７２）が設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液
   体注入器。 ６）補給過程中に圧力をバランスするために、ケース（
   ８１）にケース内部室に連通されている第２の弁装置（
   ９２，９５）が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の液体注入器。 ７）圧力バランスが体内に溶けているガスを介して行な
   われることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液
   体注入器。 ８）ダイヤフラム（１１，３１）が疎水性の材料からな
   り限られた大きさの小穴を有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項または第７項記載の液体注入器。 ９）ダイヤフラムが高いガス透過率を持った拡散ダイヤ
   プラム（７１）であることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項または第５・項記載の液体注入器。 １０）疎水性のダイヤフラム（１１，３１）の小穴が、
   ケース内部室と患者体内の周囲との間の差圧が最大の場
   合に体液、生体細胞及びないし細菌が通過できない程度
   に小さいことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   液体注入器。 １１）液体貯蔵容器が固い容器（２６）としてケース（
   ２１）の一部を形成し、その場合限られた大きさの小穴
   を持った疎水性のダイヤフラム（３１）を介してガスが
   注入液を持った液体貯蔵容器（２６）の中に入り込むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第８項記載
   の液体注入器。 １２）　　ガスの吸−込みを防止するだめの注入液が搬
   出・配量ユニツ）（２２）から親水性の芯（２９）を介
   して汲出されることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載の液体注入器。 １３）圧力バランスが体液の交換によって行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体注入器
   。。 １４）ダイヤフラム（５１）が親水性の材料からなり、
   限られた大きさの小穴を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項または第１３項記載の液体注入器。 １５）親水性のダイヤフラム（５１）の小穴が生体細胞
   及びないし細菌が通過できない程度に小さいことを特徴
   とする特許請求の範囲第１４項記載の液体注入器。 １６）親水性のダイヤフラム（５１）の材料が組織を補
   強されたヒドロゲルであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項記載の液体注入器。 １７）液体用の貯蔵容器（４６）に緩衝ガス用の弾性容
   器（５３）が設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項記載の液体注入器。 １８）ケースの内部室が大気圧よシ低い蒸気圧力の液体
   を持った弾性容器を有していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項記載の液体注入器。 １９）過圧弁が体液を搬出するための液体弁であること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項または第１４項記載
   の液体注入器。 ２０）過圧弁（７２）がケース（７１）内の流路（７４
   ）を閉鎖するシリコンゴム栓（７３）からなっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の液体注入器
   。