JPS63315063A - 無針皮下注射器 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は無針皮下注射器、特にスプリング式無針注射
器に関するものである。

（技術背景） ヒト及び動物の体に薬剤を注射するのに無針注射器を使
用することに大いに関心が持たれている。

無針ジェット注射器は針を介して投与するよりし実質的
に小さい穴を形成するに過ぎず、従って無針注射は針を
介して行う注射よりも痛みが少なくてよい。更に、頻繁
に注射を必要とする者、例えば糖尿病患者にとって無針
注射は皮膚および組織を損傷することが少ないので有利
なものである。

これは身体における注射に使用出来る領域は制限される
ので非常に重要なことである。

代表的な無針皮下注射器はオリフィスを設けたシリンダ
から連続的に２段の異なった圧力で細いストリーム又は
ジェット状に薬剤液を放出するようになっている。最初
の高圧放出がジェットストリームを生起させて皮膚を膨
張させるとともに該圧力の大きさに応じて表面下の予め
定められた深さ位置に向けて該液体を付勢する。表皮に
小さな開口が形成された後、該ストリームの圧力が急激
に第２段階に低下させられて該シリンダから残留液体の
輸送が行なわれる。

そのような器具は４０年以上前から知られており、例え
ば代表的な２段式皮下ジェット注射器が米国特許第２３
９８５４４号に記述されている。

それ以来、その他に種々の形式の無針注射器を記述する
特許が発行されている。これらの特許のうち、幾つかの
ものが市販されている。これらの特許器具のほとんどは
簡便性に欠けかつその製造および使用経費か非常に高価
であった。

無針注射器の概念は単純であるが、実用化には種々の問
題点があった。このように、注射器は使用に際し小型、
軽量かつ非常に簡単である一方、それと同時に非常な高
圧を発生可能とする必要がある。例えば、第１段放出圧
は通常７００　Ｋｇ／ｃ１３以上とされ、第２段低圧力
は代表的に２００Ｋｇ／ｃ＋＊”オーダーとされる。そ
のような器具により大量の薬剤を放出しなければならな
いならば、非常に高スプリング圧が必要となることが明
らかである。又、全注射期間中有効圧力を維持すること
が重要である。

１９８６年１１月１８日発行のリントマイヤー（Ｌ　ｉ
ｎｄｍａｙｅｒ）等による米国特許第４６２３３３２号
に、非常に改良された無針注射器が開示されている。こ
れは非常に小型の無針注射器であり、そのスプリング駆
動部は軸方向に並べられた一連のディスクスプリングか
ら成り、該スプリング駆動部は注射器ピストンを移動し
て放出圧が当該全注射期間にわたり実質的に一定に又は
増大せしめて初期高圧皮膚刺通段階が行なわれる。この
器具は非常にうまく作動する一方、種々の欠点があった
。

例えば、非常に多くのディスクスプリングが必要であり
、当該注射器の重量が大きく、各ディスクスプリングへ
の圧縮負荷を均一化するのが困難であった。

（解決しようとする課題） この発明の目的は上記米国特許第４６２３３３２号に記
載されるようなディスクスプリングの欠点を解消したス
プリング動作を改良した形式のものを提供することにあ
る。

（構成） この発明の注射器は米国特許第４６２３３３２号のもの
を改良したものである。動力源として使用するディスク
スプリングを組み合わせて上述した種々の問題点を解決
しようとするものであり、該ディスクスプリングを強力
なコイルスプリングで置換することが図られる。単一の
コイルスプリングを用い、圧縮時軸方向に約４５Ｋｇ、
好ましくは少なくとも４１Ｋｇまでの力を有し、伸張時
軸方向に少なくとも約１８Ｋｇの復帰力を有するように
することにより、適正な二段式ジェット注射に必要な圧
力を得られることが見出だされた。

一方、この注射器は非常に小型に設計したから、その全
重量は約２００ｇ以下であり、注射を行った際許容し難
い跳ね返り又は反動があることが分かった。この跳ね返
り又は反動問題の解決策の模索時、驚くべきことに、コ
イルスプリングの一端部に反動又は衝撃緩和部材を装着
すれば、大部分の跳ね返り又は反動を除去出来ることが
見出だされた。

本発明の無針皮下注射器は概略第１円筒形部と該第１円
筒形部の第１端部に可動に装着された第２円筒形部を有
している。この第１円筒形部は投与物質用チャンバを画
定する中空シリンダから形成され、該チャンバにおける
第１円筒形部の第２端部に外部と連絡するオリフィスが
設けられるとともに該中空シリンダ内に摺動可能にピス
トンが装着される。第２円筒形部の一端部に緩衝部材と
一緒にコイルスプリング状のスプリング部材を設け、こ
れにより上記ピストンは中空シリンダが投与物質を含有
する引込位置からチャンバからオリフィスを介して全投
与物質が放出される伸張位置まで駆動せしめられる。上
記ピストンとスプリング部材間に摺動可能にブッシング
を装着し、該ブッシングは引き込位置から伸張位置まで
移動する際にピストンとかみ合わされる。更に、上記ブ
ッシングをロックする拘束手段を設けて該圧縮スプリン
グ部材を引込位置に拘束せしめる。

上記構成により、拘束手段がブッシングから解放された
時、圧縮スプリング部材が急激にピストンに対抗してブ
ッシングに衝撃力を加えることによりオリフィスを介し
て放出される物質に皮膚を穿孔する第１高圧力を発生せ
しめ、その後低圧の第２放出圧で伸張位置にピストンを
移動させるようになっている。コイルスプリング部材は
伸張位置で圧縮状態とされかつ緩衝部材は伸張位置に急
速に到達するピストンおよびブッシングにより発生され
る反動エネルギーを吸収可能とされる。

緩衝部材は当該注射器の一端部で急激に停止せしめられ
かつ例えば少なくとも１８Ｋｇの残留圧力下に付される
コイルスプリング部材からの跳ね返り又は反動エネルギ
ーの大部分を吸収するようにする必要がある。この目的
のために、ポリウレタンラバーパッドとか、特別設計し
たコイルスプリングとか、一連のディスクスプリング等
が用いられる。これらのディスクスプリングは良好に作
動することが分かった。

射出オリフィスの直径は０．３順以下、好ましくは約Ｏ
１１〜０．２ａｕａとして最少の痛みをもってジェット
を射出するようにされる。又、注射時皮膚の掻き傷を最
小としかつ痛みを最少とするため、スプリング部材は軸
方向に圧縮時に約４１〜４５Ｋｇの力を発生しかつ伸張
時に少なくとも約１８Ｋｇの残留力を発生するようにす
る必要がある。そのような軸方向力およびオリフィスサ
イズとすることによりオリフィスを通して射出物質が大
圧力下でかつ高速で走行することは明らかなことである
。代表的に、オリフィスを介して２５０ミリ秒以下の時
間で総量０．５ｃｃが注射され、直径０，２ｍｎのオリ
フィスを用いるとその注射時間は１００ミリ秒以下とさ
れる。上述した条件下で非常に均一な液体ジェットを得
るには、オリフィス部を、例えば合成ルビーとか合成サ
ファイア等の人造宝石から形成すると有利であることが
分かった。

以下、本発明を実施例を示す添付図面とともに説明する
。

（実施例） 図面に示されるように、本発明の注射器は中空円筒形前
方部Ａおよび中空円筒形後方部Ｂを有する。この前方部
Ａは当該注射器本体部を構成し、後方部Ｂは動力部包装
アッセンブリを構成する。

後方部Ｂは本発明の主要な新規な特徴部分であり、好ま
しくはステンレススチールスリーブ１０から形成して動
力機構部を保持する。ステンレススチールスリーブ１０
の下端部は雌ねじ付カラー１１を有し、該スチールスリ
ーブ１０の上端部は内部にリング１２を固定するスプリ
ングロックワッシャー１３により閉鎖されている。スプ
リングロックワッシャー１３の下部にもう１つのワッシ
ャー１４が設けられる。

上記スチールスリーブＩＯの内部はスプリングチャンバ
とされ、該スプリングチャンバはコイルスプリング１６
および一連のディスクスプリング１７を含有する。該コ
イルスプリング１６の下端部は好ましくは環状スプリン
グガイド１５を介して横方向に保持される。

上記スプリングガイド１５の直ぐ下に摺動可能にカップ
形ロックブッシング１８が配置される。

該ロックブッシング１８は軸上に開口を設けた底壁を有
する。又、該ロックブッシング１８はその側壁部に複数
の穴を有するとともに各穴に硬質ボール２２および当該
スチールスリーブ１０の溝２０内に延びるピン１９を収
容し、該スチールスリーブ１０内でロックブッシング１
８を回転させることなく摺動可能とする。

カップ形ブッシング１８内の側壁部の傾斜肩部にロック
カラー２１が設けられる。この肩部はボール２２七関連
するカムとして作動するとともにコイルスプリング２３
を介してボール２２に対してバイアスさせられる。又、
このスチールスリーブ１０はボール２２を嵌め込む穴２
４を有する。

スチールスリーブＩＯの頂端部を貫通し、軸方向に該ス
プリング及びスプリングガイド１５を貫通してリリース
ピン３３が設けられる。

第３図および第４図から分かるように、第２図のスチー
ルスリーブはプラスチックシースで被覆される。このシ
ースは上シース部分２５および下シース部分２６から成
る。これらのシース部分は軸方向オフセットカラー２７
を介して接合され、当該スチールスリーブ又はチューブ
ＩＯ内に穴２４に隣接して空間を形成する。プラスチッ
クシース２６の下端部は小突起タブ２８を含むとともに
一連の数字目盛り２９が記されている。上プラスチック
シース２５は突出翼部３０を有し、これらの翼部３０は
当該操作部の把持手段として便利なものである。この器
具の上端部はリリースピン３３の端部に取り付けたリリ
ースボタン３１を含むとともにコイルスプリング３２を
介して軸方向に外方にバイアス付勢されている。

第５図および第６図から分かるように、注射器の部分Ａ
は又ステンレススチールスリーブ部分４０を含む。該ス
チールスリーブ部分４０は下端部に雄ねじを付けた軸方
向に延びる首部４３を有するとともに解放頂端部を有す
る。該首部４３に放出しようとする薬剤用のシリンダア
ッセンブリ４４が装着され、該シリンダはその軸上に穴
を有する丸形端チップ４５を有する。このシリンダアッ
センブリ４４は雄ねじ４６を有するとともにその中にピ
ストン４７が装着される。このピストン４７は、その上
端部に形成された衝撃カラー４９を有し、その外方端部
が細長いスロットを介して二叉状に分岐される。この外
方端部は膨大部５０を有する。スチールスリーブ４０内
に溝５２を設けた内方プラスチックスリーブ５１が装着
される。外面部又はスチールスリーブ４０は把持翼部を
具備したプラスチックカバー４１および数字目盛り２９
の観察用レンズ４２を有する。

上記注射器の底端部はオリフィス５５を有するノズルキ
ャップ５３を含むとともにプラスチックカラー５４によ
り包囲される。このオリフィス５５は好ましくはノズル
キャップ５３の開口部の軸上に挿入された人造宝石から
形成されたものであり、該オリフィス５５の直径は好ま
しくは０．１５ｍｎ＋又は０．２ｍｍとする。このノズ
ルキャップ５３は拘束ストラップ５７を介して当該注射
器に取り付けられろ。該ノズルキャップ用保護カバー５
６が設けられる。

取り外し式ノズルキャップ５３は本実施例の重要な特徴
部である。このノズルキャップ５３の内面は凸状とされ
、この凸面部はシリンダアッセンブリ４４の丸形端チッ
プ部材４５の凹面部とスムーズに合致するようになって
いる。この端チップ部材４５の軸上の穴は一般にノズル
キャップ５３のオリフィス５５の直径よりも幾らか大き
くされるとともにこのキャップ５３に適当に２つの穴が
軸上に配置されかつこれらの穴と隣接して該凸面部と凹
面部間に緊締シールが形成される。シリンダ内の薬剤を
抽出するためにノズルキャップ５３が取り外されると、
端チップ部材４５の穴の大部分が装填容易状態にされ、
このノズルキャップ５３は端チップ部材４５の汚損を防
止する。

上記実施例の器具は把持翼部を具備した直径約２０１１
１転長さ約１７５ＩＩＩＩ１１および重量的１７０ｇの
本体部を有する。

（使用方法） 第１図に示すように、円筒形前方及び後方部ＡおよびＢ
が接合され、円筒形後方部Ｂが円筒形前方部Ａにねじ締
め取り付けされてピストン４７がシリンダアッセンブリ
４４の下端部に位置するようにされる。次いで、ピスト
ン４７の端部が第１図に示すような方法でロックブッシ
ング１８の底壁部の穴を貫通するようにスナップ取付さ
れる。

円筒形後方部Ｂに対し円筒形前方部Ａをねじり運動させ
ながらボール２２が壁部の穴２４に落ち込む位置までス
プリングを圧縮する。この位置でロックカラー２１のカ
ム肩部は穴２４内でボール２２を外方に付勢する。この
ようにして、当該器具の機構部が作用位置にセットされ
る。

次ぎに、ノズルキャップ５３が取り外され、薬剤バイア
ル又はアンプルおよびアダプターが首部４３に接続され
る。該薬剤バイアルを適当に調節して円筒形後方部Ｂが
逆方向にねじってピストン４７を後方に引き出して該バ
イアルからシリンダアッセンブリ４４内に薬剤を抽出す
る。レンズ４２に指示されるように、適当な投与量の薬
剤が装填されると装填方向におけるねじり動作を停止す
る。次ぎに、円筒形後方部Ｂを逆方向に数回回転し、所
望の初期衝撃ギャップを設定する。このギャップはブッ
シング１８の底部と衝撃肩部４９間のギャップであり、
当該注射器の射出が行なわれた際、初期高皮膚透過圧を
生起させる。所望の投与量及び／又は衝撃ギャップを得
る（こ必要な回転量の設定を容易に行えるように、円筒
形後方部Ｂの小突起タブ２８及び円筒形前方部Ａの内方
溝５２が用いられる。円筒形前方部Ａに対し円筒形後方
部Ｂをねじると、小突起タブ２８が溝５２とかみ合って
クリック動作を行う。このようにして予め定められた“
カチッ”というクリック動作音数だけ回転動作させるこ
とにより設定することが出来る。

次いで、首部４３から薬剤バイアルおよびアダプターを
取り外すとともにノズルキャップ５３を取り付ける。注
射を実行するにあたり、ノズルキャップ５３を皮膚に対
し垂直に設置する。次いで、リリースボタン３１を押下
げてリリースロッドをロックカラー２１に対し下方に押
圧し、これによりロック穴２４からボール２２を解放す
るとともに当該機構部を起動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の引込み状態の注射器の縦断面図、 第２図は上記注射器の動力部包装アッセンブリの縦断面
図、 第３図は上記動力部包装アッセンブリの一部切欠断面図
、 第４図は第３図の動力部包装アブセンブリの平面図、 第５図は上記注射器の部分断面図、 第６図は第５図の注射器の平面図である。 １０・・・スリーブ、１１・・・雌ねじ付カラー、１２
・・・リング、１３・・・ロックワッシャー、１４・・
・肩部、Ｉ５・・・環状スプリングガイド、１６・・・
コイルスプリング、 １７・・・ディスクスプリング、１９・・・ピン、２０
・・・溝、２２・・・ボール、２５・・・上シース部分
、２６・・・下シース部分、２７・・・オフセットカラ
ー、２８・・・小突起タブ、　２９・・・数字目盛り、
３０・・・翼部、３１・・・リリースボタン、３２・・
・コイルスプリング、３３・・・リリースピン、４０・
・・ステンレスチールスリーブ、４３・・・首部、４４
・・・シリンダアッセンブ１ハ４７−・・ピストン、５
２・・・溝、５３・・・ノズルキャップ、５４・・・プ
ラスチックカラ一部材、 ５５・・・オリフィス、５６・・・保護カバー、Ａ・・
・円筒形前方部、Ｂ・・・円筒形後方部。 特許出願人　　アドバンスト・メディカル・テクノロジ
ズ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１円筒形部と該第１円筒形部の第１端部に可動
   に装着された第２円筒形部を有し、 上記第１円筒形部は投与物質用チャンバを画定する中空
   シリンダから形成し、該チャンバにおける第１円筒形部
   の第２端部に外部と連絡するオリフィスを設けるととも
   に該中空シリンダ内に摺動可能にピストンを装着し、 上記第２円筒形部の一端部に緩衝部材と一緒にコイルス
   プリング状のスプリング部材を設けて上記ピストンを中
   空シリンダが投与物質を含有する引込位置からチャンバ
   からオリフィスを介して全投与物質が放出される伸張位
   置まで駆動せしめ、上記ピストンとスプリング部材間に
   摺動可能にブッシングを装着して該ブッシングが引き込
   位置から伸張位置まで移動する際にピストンとかみ合わ
   せ、 上記ブッシングをロックする拘束手段を設けて該圧縮ス
   プリング部材を引込位置に拘束し、上記拘束手段がブッ
   シングから解放された時、圧縮スプリング部材が急激に
   ブッシングにピストンと対抗するように衝撃力を加える
   ことによりオリフィスを介して放出される物質に皮膚穿
   孔用第１高圧力を発生せしめ、次いで放出用第２低圧力
   で伸張位置にピストンを移動させ、伸張位置でコイルス
   プリング部材を圧縮状態に維持するとともに緩衝部材に
   より伸張位置に急速に到達するピストンおよびブッシン
   グにより発生される反動エネルギーを吸収することを特
   徴とする無針皮下注射器。
2. （２）チャンバ内にコイルスプリングと一緒に緩衝部材
   を装着し、該コイルスプリングの一端部にブッシングと
   係合するピストンから離間させて該緩衝部材を配置した
   特許請求の範囲第１項に記載の注射器。
3. （３）緩衝部材がコイルスプリングの一端部の軸上に配
   列された複数のディスクスプリングから成る特許請求の
   範囲第２項に記載の注射器。
4. （４）緩衝部材がコイルスプリングの一端部に配置され
   たポリウレタンラバーパッドから成る特許請求の範囲第
   ３項に記載の注射器。
5. （５）スプリング部材が軸方向に引込位置で約４５Ｋｇ
   の力をかつ伸張位置で約１８Ｋｇの力を発生する特許請
   求の範囲第１項に記載の注射器。
6. （６）スプリング部材が軸方向に引込位置で約４１〜４
   ５Ｋｇの力を発生する特許請求の範囲第５項に記載の注
   射器。
7. （７）オリフィスが０．３ｍｍ以下の直径を有し、中空
   シリンダが約０．５ｃｃ以下の投与物質を保持する特許
   請求の範囲第５項に記載の注射器。
8. （８）オリフィスが約０．１５〜０．２ｍｍの直径を有
   し、中空シリンダが約０．５ｃｃ以下の投与物質を保持
   し、スプリング部材が２５０ミリ秒以下の時間で約０．
   ５ｃｃの投与物質を射出するのに十分な放出圧力を発生
   する特許請求の範囲第７項に記載の注射器。
9. （９）当該注射器の全重量が約２００ｇ以下である特許
   請求の範囲第２項に記載の注射器。
10. （１０）射出オリフィスが人造宝石から形成され、該オ
    リフィスの直径が約０．１５〜０．２ｍｍとされる特許
    請求の範囲第２項に記載の注射器。
11. （１１）円筒形本体部が２５ｍｍ以下の直径を有し、そ
    の組み立て時の長さが１８０ｍｍ以下である特許請求の
    範囲第９項に記載の注射器。