JPS6039043B2 - 浸透作用式流体投与器 - Google Patents

浸透作用式流体投与器

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JPS6039043B2
JPS6039043B2 JP51116468A JP11646876A JPS6039043B2 JP S6039043 B2 JPS6039043 B2 JP S6039043B2 JP 51116468 A JP51116468 A JP 51116468A JP 11646876 A JP11646876 A JP 11646876A JP S6039043 B2 JPS6039043 B2 JP S6039043B2
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fluid
conduit
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ニール．エイ．ジヨンソン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0004—Osmotic delivery systems; Sustained release driven by osmosis, thermal energy or gas

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は本出願人の１９７２王１月１３日出願の特顕昭
４７−５６１９号の明細書及び図面に記載の浸透作用式
投与器の改良に係り、特に上記出願の明細書において「
ミニポンプ」と呼んでいる投与器に関する。
上記ミニポンプは動物ならびに人間の投薬治療装置用と
して特に使用しうる寸法を有する浸透作用式投与−器の
ことである。その基本的構成要素は所定用量の医薬品を
収めた内側の可とう性袋と、上記袋をカプセル状に被覆
する無機塩などの浸透性有効溶質組成物の中間層と、透
水性があり浸透性有効溶質組成物層と袋の両方をカプセ
ル状に被覆する外側の保形膜と、上記袋の内部と蓮適す
る充填・吐出口を有するものである。使用にさし、して
袋は充填・吐出口を通じて医薬品を充填され、水分の多
い環境、たとえば体腔や体組織内に入れられる。
このような環境から水分が浸透性有効済質によって膜を
通じ内側の可とう性袋と膜との間の空間に吸込まれる。
袋は可とう性で膜は硬質なので、吸込まれた水は袋を内
方に絞りこみ、そうすることによって医薬品を充填・吐
出口を通じて押出す。上述の構造と作用を持つミニポン
プは、好ましいが改良の余地はある。
これらの投与器の二つの欠点は‘１｝特に投与器が著し
い運動を受ける環境におかれた場合にその充填・吐出口
から大量に医率品が矢なわれがちであり、｛２）充填時
に袋内に閉込められた気泡が充填・吐出口を全部または
一部塞ぐ傾向があることである。前者は投与量の一定性
を乱し用量過多とするおそれがある。後者は投与を一時
的に停止させまたは用量を変動あるいは予測不能にする
おそれがある。本発明は以上の欠点を両者とも取除くか
減少させることを目的としている。本発明は一端が閉じ
他端が開放されて流体を収容するようにした細長い可と
う性内袋と、上記袋の開放端に鉄合される流体密の栓と
、上記栓に設けられ上記袋の内面から投与器の外面まで
にわたる流体を上記袋に注入するための通路となる関口
と、上記袋の外面を覆う浸透性有効溶質組成物からなる
中間層と、上記浸透性有効溶質組成物中間層を覆う外側
の保形半透膜とを備える浸透作用式流体投与器において
、上記浸透性有効溶質組成物中間層が上記袋の開放端付
近の袋外面に設けたバンドを上記中間層で被覆しないよ
うに上記袋の外面を部分的に被覆し、上記膜が上記バン
ド‘こおける袋の外面と共に流体密シールを形成し、上
記投与器が上記関口を通じてぴったり鉄合し流体充填後
の上記袋内に延びて上記袋から流体が加圧投与されるさ
し、の出口となるようにした導管を備え、上言己導管が
上記袋の内部へその長手寸法の少くとも約５０％にわた
って延びていることを特徴とする投与器である。
第１図と第２図は全体に参照数字１１を付した浸透作用
式投与器を示す。
この投与器１１の基本的構成要素は、外側の保形半透膜
１２と、浸透性有効塔質の中間層１３と、内側の可とう
性袋１４と、栓１５と、全体に数字１６で示す滅流器と
を有する。袋１４は、たとえば流体状の活性剤組成物１
７（第２図）のような、流体組成物を収容するようにな
っている。
本明細書において用いる用語「活性剤」とは所定の有益
かつ有用な結果を得るために投与できるなんらかの化合
物または化合物の混合物を意味する。活性剤には毛虫撲
滅剤、殺菌剤、殺蝿殺鮫剤、殺薬剤、殺鼠剤、防かび剤
、殺虫剤、抗酸化剤、植物成長促進剤、植物成長抑制剤
、保存料、界面活性剤、消毒剤、滅菌剤、触媒、化学反
応剤、発酵剤、化粧品、食品、栄養剤、食品補助剤、医
薬品、ビタミン類、避妊剤、受胎抑制剤、受胎促進剤、
空気浄化剤、微生物減衰剤、その他動物や人間を含む環
境や生息地、産地、居住地にとって有益な各種組成物が
含まれる。本発明の好ましい実施例においては、動物ま
たは人体に投与して局部的または全身的な生理的もしく
は薬理的反応を生じる医薬品を活性剤とする。流体に適
した容器とするため、袋は収容すべき組成物に対して実
質的に不透過性であってしかも融和性を持つものでなけ
ればならない。
「融和性」という用語は、袋が上記組成物によって腐食
、可溶化、その他の悪影響を受けてはならないことを意
味する。また、上記組成物が医薬品などである場合、袋
を形成している材料からの可抽出物質の抽出によるなど
して著しく袋により汚染されてはならない。袋１４は薄
いシート状に形成できるゴム状弾性組成物で作るとよい
。袋の構成組成物のゴム状弾性特性と袋の肉厚とは、外
部から力が加えられた時袋が容易に内方へ畳み込まれ得
る程度とする。袋１４は細長くて全体に円筒形であって
、一端１８で閉じ池端１９で開いている。
第２図で明らかなように、袋１４は浸透性有効溶質組成
物の層１３によって部分的にカプセル状に包囲され、袋
１４の開放端１９付近の外面にあるバンド２２だけが上
記層１３で被覆されていない。層１３の目的は、袋１４
の外面と膜１２の内面との間の空間、すなわち層１３の
占める空間は、膜１２を通して水を吸入することにある
。上記層１３を形成するのに用いられる浸透性有効溶質
組成物は上記簿顔昭４７−５６１叫戦こ記載されている
。層１３自体は外側の膜１２でカプセル状に被覆されて
いる。膜１２はバンド２２をも被覆してバンドと共に流
体密シールを形成する。膜１２の少くとも一部は水を透
過する。好ましくは膜１２全体に透水性があることであ
る。しかし膜１２は浸透性有効溶質組成物を透過しない
。また膜１２は保形性がある。すなわち、層１３によっ
て吸収された水が膜１２の内面と袋１４の外面との間の
空間において生じる静水圧によっても実質的に変形され
ない程度の硬質のものである。膜１２の厚みと組成とは
、層１３による膜１２を通じての水吸収率に影響を与え
る。栓１５は袋１４の開放端１９に懐合する。
栓１５は全体に円筒形であってバンド２２とほぼ同じ長
さである。栓１５の外面は、それが接触する栓１４の内
面部分と共に流体密シールを形成する。栓１５には鞠方
向の中央孔２３が貫通している。孔２３は袋１４に組成
物１７を注入するため袋内部に通ずる通路となる。また
孔２３は滅流器１６を受入れるようにもなっている。栓
１５は可とう性袋１４と同じ材料で作ってよいが、その
寸法は栓１５が実質的に非可とう性であるような寸法と
する。減流器１６は組成物１７を投与器１１から吐出す
ため袋１４の内面から投与器１１の外面に達する通路を
形成する。
減流器１６は硬質円筒形チューブ２４の形状にした導管
と頭部またはキャップ２５とからなっている。チューブ
２４と頭部２５とはそれぞれ適当なプラスチックまたは
金属で作るとよい。チューブ２４の外径は孔２３とほぼ
同径で、チューブ２４が孔２３を通じて袋１４に挿入さ
れ、チューブ２４は栓１５と共に本質的に流体密のシー
ルを形成するように孔２３にぴったり競合できる寸法と
する。チューブ２４の長さは、チューブが袋１４内に延
びその内部の長手寸法、すなわちその端部１８の内側か
ら栓１５の内端までの距離、の少くとも約５０％に達す
るような長さとする。チューブ２４は上記袋１４内に上
記長手方向寸法の全長ではないが実質的に全長（たとえ
ば８５−９５％）にわたって延びていることが好ましい
。チューブ２４の内容はその長さと相関関係を有し、チ
ューブ２４内に組成物１７の実質的な拡散流れを生じな
いような関係とする。チューブ２４は要するに毛細管で
あって組成物１７の流れに抵抗を与え、それによって投
与器１１の出口からの組成物１７の体積損失を減少また
は阻止する。図に示していないが、チューブ２４は頭部
２５の外面から外方へ延びてカテーテルその他の投与装
置を取付ける個所を設けるようにしてもよい。頭部２５
は半球形であって投与器１１の外径にほぼ等しい直径を
有する。またチューブ２４を収容する直径方向孔２６を
も有する。第２図に示すように、頭部２５の平坦側は栓
１５の頭部と袋１４の頂縁とに接している。従って頭部
２５の半球面は袋と溶質層と膜との組立体の外面と大体
合致した滑らかで丸みのある面であり、このように丸み
があって合致していることは、この投与器を動物や人間
に施薬するための挿入体あるいは移植体として用いる場
合に重要である。第４図を参照すると、頭部２５はその
半球面に孔２６において交叉する３つの等間隔に半径方
向へ延びた溝２７を有する。チューブ２４の外端は頭部
２５の半球面から少し引込んだ位置に終わっており、従
って溝２７はチューブ２４の外端から流出する組成物１
７のための流路となる。第３図は全体に参照数字２８を
付した浸透作用式投与器を示す。
これは上記投与器１１と一点を除いて同一である。すな
わち、その外側の膜１２は、層１３とバンド２２との弧
状面と同様、袋１４の頂緑と栓１５の頂部をもカプセル
状に被覆している。後述のように、この差異は投与器１
１と２８への膜１２の適用技法の差によるものである。
投与器１１と同様に投与器２８も外側の保形半透膜１２
と、浸透性有効溶質の中間層１３と、流体１７を収容す
るに適した内側の可とう性袋１４と、栓１５と、減流器
１６とからなっている。これらの構成要素は、上記の唯
一の差異を除け‘ま投与器１１の同様参照数字を付した
構成要素と同一の構造、組成、ならびに相関関係のもの
である。投与器１１の構成要素は次のように製作、組立
てできる。
袋１４は周知の方法により適当な高分子組成物を射出成
形して作れる。その後、袋１４をマンドレルのような支
持装置にのせ、浸透性有効溶質を適当な懸濁煤に分散し
た懸濁液を調整する。それから、支持されている袋１４
を上記懸濁液へ所要の深さまで浸潰しては乾燥し、この
動作を反復して所要厚みの層１３を形成する。次に膜材
料の溶液を作り、支持され熔質で被覆された袋１４を上
記溶液に袋１４の頂緑のすぐ上まで浸たる深さに浸潰し
て乾燥させ、この動作を反復して所要厚みの膜１２を形
成する。それからマンドレルを取除き、栓１５を袋１４
の開放端に鼓合接着する。栓１５は周知の方法で射出成
形してよい。頭部２５は金属の場合は周知の方法で機械
仕上げし、合成樹脂製の場合は周知の方法で射出成形し
てよい。チューブ２４の端部は孔２６内にプレスばめ、
接着、その他周知の方法で固定できる。投与器２８は次
のように組立てられる。投与器１１の場合のようにして
港質で被覆した袋１４を作る。そして投与器１１のとき
のようにして袋１４の開放端内の所定位置に栓１５を固
定する。次に投与器２８の膜１２を、ワースタ（Ｗｍｓ
ｔｅｒ）被覆装置を用い空気懸濁溶液被覆法によって、
上‐記の熔質で被覆され栓を詰めた袋１４に施す。この
ような装置と技法は周知である。こうして膜１２を形成
することによって、袋を溶質層と栓との組立体は全体に
カプセル状に被覆される。従って、膜１２を貫通して栓
１５の孔２３に至る穴を作らねばならない。これはドリ
ル穴明け、打抜きなどの方法でできる。投与器１１と２
８には栓１５の孔２３を通じて流体１７を充填できる。
たとえば、流体を入れた注射器の針を孔２３に差込んで
その内容物を袋Ｉ４にあげるようにしてよい。所定の流
体ポンプ速度が確実に得られるようにするため、袋１４
には流体１７を一杯に充満させることが望ましい。袋の
充填後、減流器１６のチューブ２４を孔２３を通して第
２図、第３図に示す位置に差込む。前述のようにチュー
ブ２４は毛細管の働きをし、投与器がかなり激しい運動
にさらされまたは上下あべこべにされても投与器から流
体１７が流出して失なわれることを抑制する。投与器１
１と２８は次のように作用する。
投与器をたとえば体腔や体組織内のような水性環境下に
おくと、層１３は周囲の水分を膜１２を通じて吸収する
。その吸収速度は浸透性有効溶費の浸透活性、膜１２の
浸透反射係数、組成、厚み「および面積によって決定さ
れる。吸収された水は膜１２の内面と袋１４の外面との
間の空間（すなわち層１３が当初占めていた空間）の容
積を増大させる。この場合膜１２が保形性であるため、
吸収された水は袋１４の外面に静水圧を生じ、そのため
袋１４は内方へ絞りこまれる。この絞り作用によって流
体１７はチューブ２４を経て投与器の外へ吐出される。
注入時に袋１４に閉じこめられた気泡があるとすれば、
投与器の姿勢によって栓１５の内端または袋１４の内面
に隣接して位置する傾向がある。従ってこれらの気泡は
チューブ２４の入口を塞いだり、チューブを通ずる流体
１７の流れを遮断または妨害するおそれはないといって
よい。前述の通り流体１７は活性剤組成物としてよい。
このような場合、もちろん投与器１１または２８は活性
剤を直援吐出す。それに代わって流体１７を不活性とし
投与器を単に容積式ポンプとして用いることもできる。
この後者の場合、投与器はもちろん吐出すべき流体（活
性剤）の貯溜部と適当に相互接続され、不活性の流体が
貯溜部からの流体を所望の施薬個所に対して所定の投与
法に従って吐出すようにしなければならない。このよう
な方法は、吐出すべき流体が袋１４との適′合性を持た
ない場合に特に好ましい。以下の実施例は上記の投与器
とその製法をさらに詳細に説明するためのものである。
これらの例は本発明をいかなる形にせよ制約するよう意
図されてはいない。また別段の記載がない限り、％や部
はそれぞれ重量％、重量部である。実施例 １ 円筒形可とう性袋（長さ２．３３肌、内径３．８１帆、
外径４．６７側）を複数個、ゴム状弾性を持つスチレン
・ブタジェン共重合体（商標名「クラトン（Ｋｒａｔｏ
ｎ）２１０４」として市販のもの）を１８０ｑｏ、７７
−８４ｋ９／地の条件下で射出成形した。
各袋にマンドレルを挿入し、マンドレルに支承された袋
を浸贋作業台に取付けた。硫酸カリウム粒子をジオキサ
ン・酢酸繊維素溶液（５の重量％）に分散した懸濁液を
調製し、マンドレルに支承された袋をその懸濁液に１．
８肌の深さまで１回につき１分間浸情して１５分間室温
で風乾し、計４回浸潰した。
この浸債作業で袋には上記懸濁液による厚み約０．３の
被覆が形成された。酢酸繊維素（商標名「イーストマン
（Ｅａｓｔｍａｎ）Ｅ−３９８−１０」として市販のも
の）のァセトン（１５重量％）溶液を調製し、マンドル
に支承された硫酸カリウム被覆を施した袋を上記溶液に
２０回完全に浸潰した。
１回の浸債は１分間で、その都度１５分間風乾させた。
この浸債作業後、袋をオーブンに入れ６０ｏ０で１５日
間乾燥させた。この浸債によって、硫酸力ｌｊウム被覆
部を含む袋の外面全体に厚さ約０．６５肋の酢酸繊維素
膜が形成された。前述のスチレン・ブタジェン共重合体
を射出成形して円筒形の栓を得た。
それらの栓は長さ０．５伽、外径３．９柵、鞠方向中心
孔径０．７６柳であった。栓の弧状面には上記共重合体
の２の重量％シクロヘキサン溶液からなるグルー・ビー
ドを塗布して、栓を硫酸カリウム・酢酸繊維素で被覆さ
れた袋の開放端に挿入した。各栓の中心孔に２２ゲージ
の針を挿入して、栓を詰めた袋をオーブンに入れ、６０
００で２時間乾燥させた。各投与器の滅流器を次の要領
で調製した。
頭部すなわちキャップ部村はスチレン・アクリロニトリ
ル共重合体を射出成形して得た。頭部は全体に半球形で
、直径６．６側、直径方向孔径は０．８肋であった。頚
部の弧状面には孔で交叉する３つの等間隔の溝が設けら
れた。２１ゲージの針を長さ１５柳つつに切断して先端
に丸みを付け、頭部に挿入してェポキシ樹脂を用い所定
位置に接着した。
実施例 ２ 内側の袋を実施例１で述べたようにして作製し、硫酸カ
リウムで被覆した。
硫酸カリウム被覆袋の栓は実施例１通りに作り、袋の開
放端に挿入して接着した。次に硫酸カリウムで被覆され
栓を詰めた袋を小型ワースタ空気懸濁液塗布装置を用い
て厚さ０．６５側の酢酸繊維素膜で完全に被覆した（空
気流量１５ｈ／分、空気圧２ｋ９／地、酢酸繊維素の５
重量％アセトン溶液、溶液率５０机上／分、被覆時間１
蛇寺間）。それから袋をオーブンに入れ、６０００で１
５日間乾燥させ、各膜にドリルで栓の中心孔に通ずる穴
をあげた。各投与器の減流器は実施例１に記載の通り作
製した。実施例１と２の投与器に栓孔を通じて各種流体
を充填し、滅流器の針部分をｆ全孔を通じて袋内部に挿
入し、投与器を適当な環境において、試験管内ならびに
生体内での試験を行なった。
３７０の水中での試験管内試験ではＦＤ＆Ｃブルー＃１
染料の水溶液を流体充填物として用い、投与器はその溶
液を１．７×１０‐３の‘／時の流量で分与した。
偏差は±１．３ｘｌｏ‐４叫／時であった。同じ流体充
填物を用いた生体内試験では、分与体を鼠の皮下に挿入
し、流量は１．０×１０‐３私／時、偏差は土８×１０
‐５の（／時であった。以上説明したように、本発明は
袋の開放機付近の袋の外面にバンドを設け、このバンド
と保形半透膜とが流体密シールを形成するように構成し
たことにより、浸透性有効熔質組成物中間層が袋の出口
付近において完全に密封され、このため使用中に浸透性
有効港質組成物中間層が外部液体に侵されて溶けること
がなく、このため袋の開放端と栓との競合がゆるんで栓
が袋から離脱することがなく、更に導管を袋の内部へそ
の長手寸法の少くとも約５０％にわたって延びるように
設けたことによって、投与器が著しい運動を受ける環境
におかれた場合でも投与量の一定性を維持して用量過多
を生じることがなく、また充填時に気泡が袋内に閉込め
られても、この気泡による投与の一時的停止または用量
の変動を生じることがないなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明投与器の一実施例の一部断面で示す展開
側面図、第２図は第１図の投与器の拡大断面図、第３図
は本発明投与器の別の実施例の一部断面で示す拡大側面
図、第４図は第１図の投与器の級流体の拡大平面図で、
同一数字は同一部分を示す。 １１，２８・・・・・・投与器、１２・…・・半透膜、
１３・・・・・・中間層、１４…・・・可とう性袋、１
５……栓、１６・・・…減流器、１７・・・・・・流体
組成物、１８・・・・・・端部、１９・・・・・・開放
端、２２・・・・・・バンド、２３・・・・・・孔、２
４・・・・・・チューブ、２５・・・・・・頭部、２６
・・・・・・孔、２７・・・・・・溝。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が閉じ他端が解放されて流体を収容するよにし
    た細長い可という性内袋と、上記袋の開放端に嵌合され
    る流体密の栓と、上記栓に設けられ上記袋の内面から投
    与器の外面までにわたる流体を上記袋に注入するための
    通路となる開口と、上記袋の外面を覆う浸透性有効溶質
    組成物からなる中間層と、上記浸透性有効溶質組成物中
    間層を覆う外側の保形半透膜とを備える浸透作用式流体
    投与器において、上記浸透性有効溶質組成物中間層が上
    記袋の開放端付近の袋外面に設けたバンドを上記中間層
    で被覆しないように上記袋の外面を部分的に被覆し、上
    記膜が上記バンドにおける袋の外面と共に流体密シール
    を形成し、上記投与器が上記開口を通じてぴつたり嵌合
    し流体充填後の上記袋内部に延びて上記袋から流体が加
    圧投与されるさいの出口となるようにした導管を備え、
    上記導管が上記袋の内部へその長手寸法の少くとも約５
    ０％にわたつて延びていることを特徴とする投与器。 ２ 上記導管が上記袋の内部へその長手寸法の全部では
    ないが実質的に全部にわたつて延びていることを特徴と
    する特許請求範囲第１項記載の投与器。 ３ 上記導管が硬質であることを特徴とする特許請求範
    囲第１項記載の投与器。 ４ 上記導管の長さと内径が導管を通じての流体の実質
    的な分散流を防止し得るような寸法であることを特徴と
    する特許請求範囲第１項記載の投与器。 ５ 上記導管の外端が丸みを付けた頭部で終わつている
    ことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の投与器。 ６ 上記頭部が投与器の外面にぴつたり適合しその外面
    と実質的に滑らかな連続面を形成するような形状にして
    あることを特徴とする特許請求範囲第５項記載の投与器
    。 ７ 上記頭部がその外面に上記導管の内孔と連通して流
    体のための流路を提供する少くとも１つの溝を有するこ
    とを特徴とする特許請求範囲第５項記載の投与器。
JP51116468A 1975-10-01 1976-09-28 浸透作用式流体投与器 Expired JPS6039043B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US618492 1975-10-01
US05/618,492 US3987790A (en) 1975-10-01 1975-10-01 Osmotically driven fluid dispenser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5244227A JPS5244227A (en) 1977-04-07
JPS6039043B2 true JPS6039043B2 (ja) 1985-09-04

Family

ID=24477937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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