JPWO2015151516A1 - 穿刺注入器具 - Google Patents

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Abstract

穿刺注入器具は、基板（１１）の第１の面に１又は２以上の突起部（１２）を有し、各突起部（１２）には該突起部（１２）先端側から基板（１１）の第１の面と反対側の第２の面に貫通する貫通孔（１３）が形成された中空型針状体（１０）と、超音波探触子（２２）と、を備え、超音波探触子（２２）は、１又は２以上の突起部（１２）が形成された領域よりも外側に配置される。

Description

本発明は、中空の針状構造である突起部で穿刺する穿刺注入用器具に関する。
ワクチン等の薬剤を注射により体内に投与することは広く定着している。注射は、安全性の高い投与方法であるが、注射針を体内深く（皮下）まで穿刺するため、強い痛みを伴う。また、特に発展途上国では、注射針の再利用による感染や針刺し事故等が絶えない。
そこで、注射に代わる薬剤の投与方法として、特許文献１に記載のようなミクロンオーダーの多数の突起部からなる針状体を用いて皮膚に穿孔し、皮膚内に薬剤を投与する方法が注目されている。この方法によれば、針状体の長さを真皮層の神経細胞に到達しない長さとすることにより、皮膚への穿刺時にほとんど痛みを感じさせないことが可能である。
さらに、針状体を用いてワクチンを皮内投与する場合には、抗原提示細胞が豊富な皮膚内へ投与するため、皮下注射に比べて使用するワクチンの量を低減できる可能性がある。
針状体の形状は、皮膚を穿孔するための十分な細さ及び先端角と、皮内に薬液を浸透させるための十分な長さとを有していることが必要とされる。このため、針状体の直径は数十μｍから数百μｍ、針状体の長さは皮膚の最外層である角質層を貫通し且つ神経層へ到達しない長さ、具体的には数百μｍから数ｍｍ程度であることが望ましいとされている。
特開２００５−２１６７７号公報 特表２００９−５１６５７２号公報
針状体を用いた薬剤の皮内投与方式としては、針状体を皮膚に穿刺する前または穿刺した後に皮膚表面に薬剤を塗布する方式や、薬剤が表面に予め塗布された針状体または薬剤を含有した材料で作製された針状体を皮膚に穿刺する方式、貫通孔が設けられた中空型針状体を皮膚に穿刺し、貫通孔を通して薬剤を皮膚内に投与する方式等が検討されている。
貫通孔が設けられた中空型針状体を用いた投与方式は他の方式に比べて、現行の皮下注射と同様に、液体剤形を利用できることや、薬剤投与量の調整が簡便であるといった利点がある一方で、投与中に薬剤の一部が皮膚表面や皮下に漏れやすいといった課題がある。
この液漏れ対策として、例えば、ニードルと、ニードル挿入深さをコントロールするためのリミッターと、ニードル挿入部付近の組織の歪み、圧縮または薄化を防ぐためのリジットスタビライザーとを備える注入薬物送出装置が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２に記載のような装置を用いる際にも、年齢、人種、性別、及び体質等の個体差による皮膚の厚みに合わせ最適な挿入深さを予め見積る必要がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、中空型針状体を用いた薬剤の皮内投与において、薬剤の皮膚表面への漏れを抑制して皮内に確実に薬剤等を投与するための穿刺注入器具を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、基板の第１の面に１又は２以上の突起部を有し、各突起部には該突起部先端側から基板の第１の面と反対側の第２の面に貫通する貫通孔が形成された中空型針状体と、超音波探触子または光コヒーレンストモグラフィプローブと、を備え、超音波探触子または光コヒーレンストモグラフィプローブは、１又は２以上の突起部が形成された領域よりも外側に配置されることを特徴とする。
本発明の一態様は、超音波探触子または光コヒーレンストモグラフィプローブを用いることで突起部（中空型針状体）の穿刺前に皮膚の厚み等の情報を得ることが可能となる。
これにより皮膚の厚みが極端に薄い個体や部位、もしくは厚い個体や部位、血管が存在する部位等であることを予め把握することが可能となり、これらの部位を避けて穿刺することが可能となる。この結果、薬剤の皮膚表面や皮下への漏れを抑制して皮内に確実に薬剤等を投与することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る中空型針状体の模式断面図である。 本発明の第１実施形態に係る穿刺注入器具の模式断面図である。 本発明の第１実施形態に係る刺注入器具の模式底面図である。 第１実施形態の変形例に係る刺注入器具の模式底面図である。 本発明の第１実施形態に係る穿刺注入器具に注射器を組み合わせた状態を概略的に示す模式断面図である。 本発明の第１実施形態に係る穿刺注入器具の使用方法を説明する模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係る中空型針状体の模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係る刺注入器具の模式底面図である。 第２実施形態の変形例に係る刺注入器具の模式底面図である。 本発明の第２実施形態に係る穿刺注入器具に注射器を組み合わせた状態を概略的に示す模式断面図である。
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
（中空型針状体）
第１実施形態の穿刺注入器具を構成する中空型針状体１０は、図１に示すように、円板状の基板１１と、基板１１の第１の面１１Ｓに形成された複数の突起部１２とを備える。各突起部１２には、突起部１２の先端側から基板１１の第１の面１１Ｓと反対側の第２の面１１Ｔに貫通する貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３は、薬剤注入用の通路となり、第２の面１１Ｔから第１の面１１Ｓの突起部１２の先端に向けて薬剤を案内する。
図１では、基板１１に突起部１２が複数（２以上）形成されている場合を例示しているが、基板１１に突起部１２を１つだけ形成してもよい。中空型針状体１０は、基板１１に突起部１２を複数形成し、複数の突起部１２をアレイ状に配列することが好ましい。突起部１２を複数形成することにより１回の穿刺の際の薬剤投与量の増加が見込まれる。また、投与量が規定されている場合には、突起部１２を複数形成することでより短時間で投与することができる。アレイ状の配列としては、例えば、基板１１の第１の面１１Ｓを正対した状態で、格子状配列、同心円状配列、最密充填配列、ランダム配列が挙げられる。なお、中空型針状体１０における突起部１２の高さＬとしては、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
突起部１２の形状は、先端に向けて横断面積が小さくなる錐体形状であることが好ましい。図１では、突起部１２が円錐、角錐といった錐体形状に形成されている場合を例示している。また、突起部１２の形状としては、錐体形状と、円柱、角柱といった柱状形状とを組み合わせた鉛筆形状（胴体部が柱状で、先端部が錐形状のもの）も選択することができる。なお、突起部１２の側壁には、適宜、括れや段差が形成されていても構わない。また、図１においては、突起部１２の頂部に貫通孔１３の出口が形成されているが、貫通孔１３の出口は突起部１２の側面に形成されていてもかまわない。
中空型針状体１０の材料としては、生体適合性を有するものが望ましい。生体適合性を有する材料としては、例えば、ステンレス鋼、チタン、マンガン、シリコン等の金属、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス、医療用シリコーン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等の樹脂が挙げられる。
なお、中空型針状体１０は、各種の公知技術を用いて製造することが可能である。例えば、材料として樹脂を使用する場合には、射出成形、押出成形、インプリント、ホットエンボス、キャスティング等の成形技術で基板１１と複数の突起部１２とを形成した後、マイクロドリル、レーザー等で各突起部１２に貫通孔１３を形成することで製造できる。
「穿刺注入器具」
図２から図５を参照して、第１実施形態の穿刺注入器具の構成について説明する。
第１実施形態の穿刺注入器具は、図２に示すように、上述した中空型針状体１０と、ホルダー２１と、超音波探触子２２とを備える。また必要に応じて液密部材２５を備える。
ホルダー２１は、中空型針状体１０を装着可能な構造となっている。ホルダー２１への中空型針状体１０の装着構造としては公知の着脱可能構造を採用することが可能である。公知の着脱可能構造としては、例えば、雌部と雄部との組み合わせによるはめ込み式の装着構造、ネジを用いた装着構造、スナップフィットによる装着構造、独立した固定ネジによる装着構造、独立した固定ネジと押え板との組み合わせによる装着構造が挙げられる。
図２及び図３では、ホルダー２１が同軸に配置される円柱部２１Ａと円筒部２１Ｂとを備え、円筒部２１Ｂの内径面に対し円柱部２１Ａがネジ構造によって装着可能な構造となっている場合を例示している。円柱部２１Ａ及び円筒部２１Ｂの材料は特に制限されない。例えば、各種金属、樹脂、セラミック、ガラスを挙げることができるが、薬剤耐性、加工性、強度、単価等を考慮して選択することが重要である。円筒部２１Ｂの内径は、中空型針状体１０の基板１１の径よりも若干大径に形成されている。また、円筒部２１Ｂの下端部には、基板１１を下から受けるための内向きフランジ２１Ｂａ部が形成されている。
そして、円筒部２１Ｂの上端開口部側から中空型針状体１０を差し込んで、中空型針状体１０の外周部下面を内向きフランジ２１Ｂａの上面に支持させた後に、円柱部２１Ａを装着する。その際、中空型針状体１０は、第１の面１１Ｓ、つまり、複数の突起部１２が形成されている面が下方向に向けられる。円柱部２１Ａの下端面と基板１１の上面との間には液密部材２５が配置されて、円柱部２１Ａの下端面と基板１１の上面との間に室３１が形成されている。円柱部２１Ａには、上下方向に延びている薬剤注入用の薬剤注入用流路２１Ａａが形成されている。薬剤注入用流路２１Ａａは、基板１１の上面側、つまり、第２の面１１Ｔ側に対し、突起部１２を通じて皮膚内に注入される薬剤を誘導する。
また、ホルダー２１の上端部には、動作ユニット２４が装着される。動作ユニット２４は、穿刺対象物に中空型針状体１０の突起部１２を穿刺するための付勢力発生源と、中空型針状体１０に液体を送達するための機構とを備える。付勢力発生源としては、例えば、圧縮ばね、引っ張りばね、弾性材料、磁石を用いた駆動機構、圧縮空気を含む圧縮ガス駆動機構、電気式の駆動機構が挙げられる。さらに、これらを動作させるためのスイッチ機構を備えていてもよい。スイッチ機構としては、例えば、図示しない駆動部材を図示しない付勢力発生源からの付勢力に抗して移動を停止させておく公知の掛け金機構（掛け金を解放することにより上記付勢力を解放する機構）、引き金機構（引き金を引くことにより上記付勢力を解放する機構）、押し金機構（押し金又は押し釦を押すことにより上記付勢力を解放する機構）、図示しない駆動部材に対する圧縮空気を含む圧縮ガス供給源からの圧縮ガスの供給を選択的に行うことができる手動又は電磁駆動オンオフ弁が挙げられる。
また、図２に示すように、ホルダー２１の上方と外周側面とを覆うようにして、有底の外側円筒体３０が、ホルダー２１と同軸に配置されている。外側円筒体３０は、上面円板部３０ｂと肉厚の外筒部３０ａとが一体に形成されて構成されている。そして、上面円板部３０ｂの下面に、動作ユニット２４を介してホルダー２１が取り付けられる。
なお、図２では、外側円筒体３０と動作ユニット２４とが別々に形成されている場合を例示しているが、外側円筒体３０と動作ユニット２４が一括に形成されていてもよい。
また、外筒部３０ａの下端部には、超音波探触子２２が取付けられている。これにより、超音波探触子２２は、外筒部３０ａを介してホルダー２１に支持される。超音波探触子２２は、突起部１２の突出方向に沿った方向の物体を検出可能に配置されている。超音波探触子２２は、配線２３によって不図示の超音波センサ本体に接続し、検出情報を超音波センサ本体に送信する。超音波センサ本体は、例えば、表示部を有して受信情報を表示可能となっていてもよい。超音波センサ本体としては、具体的には、汎用の超音波厚さ計、電源、オシロスコープ等を備えていてもよい。
超音波探触子２２は、超音波の発信機能と受信機能とを備えるものである。超音波探触子２２から発信された超音波は、穿刺対象物の生体内で生体組織の音響インピーダンスの差に応じた様々な反射波を生じさせることが可能である。これらの反射波は電気信号として超音波探触子２２で検出することが可能であるため、これらを解析することで穿刺対象物の皮膚の厚みや血管が存在する部位等を計測できる。第１実施形態では、反射型の超音波探触子２２を用いる場合を例示しているが、他の公知の超音波探触子を用いてもよい。
第１実施形態の超音波探触子２２は、図２のようにホルダー２１の外周側に位置する外側円筒体３０に組み込まれる構造である。外側円筒体３０への超音波探触子２２の取付け構造としては、公知の取付け構造を採用することが可能である。公知の取付け構造としては、例えば、雌ネジと雄ネジとの組み合わせによる取付け構造、スナップフィットによる取付け構造、独立した固定ネジによる取付け構造、独立した固定ネジと押え板との組み合わせによる取付け構造、接着剤等の封止材による取付け構造が挙げられる。
超音波探触子２２は、ホルダー２１に取り付けられた中空型針状体１０の突起部１２の形成領域よりも外側に配置される形態が好ましい。より好ましくは、超音波探触子２２の先端がホルダー２１の下端面（基板１１の第１の面１１Ｓ）とで水平面（面一の面）を形成するように配置されることが好ましい。超音波探触子２２の先端面が基板１１よりも凹んで配置された場合においては、穿刺対象物の皮膚との接触時において空気の層が生じるため超音波の伝達に支障をきたす。超音波探触子２２の先端面を、突起部１２の穿刺量に応じて基板１１下面と面一の面よりも張り出すように設定してもよいし、バネやネジ等の機構によって超音波探触子２２を皮膚側に進退可能に付勢した状態で設定してもよい。
ここで、超音波探触子２２の周波数域は、中心周波数が１５ＭＨｚより高く且つ８０ＭＨｚより低いことが好ましい。１５ＭＨｚ以下の低周波領域では、解像度が低いため皮膚の厚みを観察する上では適切ではない。また、８０ＭＨｚ以上の高周波領域では、計測深度が浅いため皮膚の厚み以下の狭い領域の観察しかできないといった不具合が生じる。
また、超音波探触子２２は、図４のように音響レンズ２２Ａを備えていてもよい。音響レンズ２２Ａを備えた場合、これを用いて超音波を収束させることで分解能を向上させることや、超音波を拡散させることでより広い領域のデータを得ることができる。音響レンズ２２Ａの材料としては、各種の樹脂材料を用いることができ、より具体的にはシリコーンゴム等を用いてよい。
図２及び図３では、超音波探触子２２を１つだけ取り付けられている場合を例示しているが、図４のように超音波探触子２２を複数個（２以上）取り付けてもよい。超音波探触子２２を複数個組み合わせて用いた場合、ノイズが現れた電気信号を間引くことが可能となる。また、複数の超音波探触子２２を順に作動させることで観察面内を走査することも可能である。これらの走査データを組み合わせ表示することで二次元のマッピングを行ってもよい。
第１実施形態の穿刺注入器具を構成する部品の材料は特に限定されない。例えば、ホルダー２１の材料としては、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属、エラストマー等が挙げられる。特にプラスチックであれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、アクリル、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。超音波探触子２２としては、例えば、一般に流通している各種の超音波探触子を適宜採用することができる。
液密部材２５としては、ホルダー２１の円筒部２１Ｂの内周面に沿った円環状の部材であることが好ましい。図２では、液密部材２５がＯ−リング、ガスケットといった円環状に形成されている場合を例示している。液密部材２５の材料は特に制限されない。例えば、耐薬品性や耐水性を考慮して適宜選択できる。また、液密部材２５は、中空型針状体１０の第２の面１１Ｔに開口している複数の貫通孔１３の開口部全てを取り囲んでいる。
第１実施形態の穿刺注入器具は、図５のように注射器４１と組み合わせて使用されてもよい。このときホルダー２１の円筒部２１Ｂには、例えば、液密部材２５に接する面と反対側の面に開口部が設けられ、開口部に注射器４１の注射筒（シリンジ）を取り付けるための嵌合部４４を備え、その嵌合部４４を通じてホルダー２１と注射器４１と連結する。嵌合部４４の形状としては、例えば、ルアーロック規格のテーパー形状が挙げられる。
また、注射器４１の注射筒内に、注射針取付け突起４２の貫通孔１３を介して所望量の体内注入液体４３（例えば、人を含めた動物の皮内層中に注入しようとする薬液やワクチン）が吸入され保持され使用されてよい。皮下注射用の注射器４１は、安価に容易に入手可能である。皮下注射用の注射器４１の注射筒は、内部に保持した体内注入液体４３の量を外部から視認できるよう実質的に透明であり、しかも注射筒の外表面には上記量を明確に示す目盛が付けられているので、体内注入液体４３の量を容易に且つ精密に変更できる。
また、図５では、外側円筒体３０は、穿刺対象物に中空型針状体１０の突起部１２を穿刺するための付勢力発生源４５を備える。付勢力発生源４５としては、例えば、圧縮ばね、引っ張りばね、弾性材料、磁石を用いた駆動機構、圧縮空気を含む圧縮ガス駆動機構、電気式の駆動機構が挙げられる。さらに、これらを動作させるためのスイッチ機構４６を備えていてもよい。スイッチ機構４６としては、例えば、図示しない駆動部材を図示しない付勢力発生源からの付勢力に抗して移動を停止させておく公知の掛け金機構（掛け金を解放することにより上記付勢力を解放する機構）、引き金機構（引き金を引くことにより上記付勢力を解放する機構）、押し金機構（押し金又は押し釦を押すことにより上記付勢力を解放する機構）、図示しない駆動部材に対する圧縮空気を含む圧縮ガス供給源からの圧縮ガスの供給を選択的に行うことができる手動又は電磁駆動オンオフ弁が挙げられる。
体内注入液体４３に接する部分は、体内注入液体４３を変質させることがなく、体内注入液体４３により変質されることもない物質で被覆、又は形成されている必要がある。
ここで、図５では、注射器４１及び付勢力発生源４５は動作ユニット２４を構成する。
第１実施形態の穿刺注入器具の使用に際しては、高分子ゲルを塗布した状態で超音波探触子２２を使用してもよい。塗布した高分子ゲルにより、超音波の伝達を妨げる空気層の発生を抑制することができ、より正確なデータを得ることができる。高分子ゲルとしては、医療用として一般に流通しているものであってもよく、特に限定されるものではない。
本発明者らは、皮膚の厚みの違いや皮下の血管の存在によって皮膚の穿刺に必要となる条件が異なることを確認した。より具体的には、皮膚の薄い領域では針状体の長さが皮膚の厚みを超えてしまい、皮下投与されてしまう事例や、皮膚の厚い領域では皮膚の伸縮性に乏しく注入抵抗が高くなる事例等が挙げられる。したがって、皮膚厚みや近傍の組織情報を得た上で穿刺注入位置を決定することが有効であることを見出し本発明に到った。
第１実施形態の穿刺注入器具の使用方法について図６を用いて説明する。第１実施形態の穿刺注入器具の使用者は、穿刺前に超音波探触子２２を用いて穿刺対象物４７の皮膚の厚み等の情報を得た上で穿刺注入する個体や位置（部位）を決定する（図６（ａ））。その後、決定した個体や位置（部位）に中空型針状体１０の突起部１２を穿刺する（図６（ｂ））。その後、中空型針状体１０の突起部１２から、決定した個体や位置（部位）に体内注入液体４３を注入する（図６（ｃ））。
第１実施形態の穿刺注入器具は、ランプを備えていてもよい。ランプは、超音波センサ本体（不図示）又は超音波探触子２２に接続される。ランプは、予め設定された検出情報（電気信号）に応じて点灯と消灯の切り替えが可能となっている。ランプは、超音波探触子２２を用いて穿刺対象物４７の電気信号を得た上で、電気信号が予め設定した適性範囲となった際にランプを点灯する機構を有する。第１実施形態の穿刺注入器具の使用者は、穿刺注入器具を穿刺対象物４７表面で移動させ、電気信号が予め設定した適性範囲となりランプの点灯を確認した段階で、中空型針状体１０の突起部１２を穿刺対象物４７に穿刺注入する。このように、ランプを用いることにより、穿刺対象物４７の適切な位置（部位）を探しながら適切な位置（部位）で容易に穿刺注入することが可能となる。上記使用形態においては、ランプは、ホルダー２１等に設置されていることが、穿刺注入器具の使用者の視認性の観点から好ましい。また、ランプの切り替えは、点灯と消灯の切り替えだけでなく、色変化（例：赤と青）により行うことも可能である。
上述した形態以外にも、各種の動作補助器具や体内注入液体４３の供給補助装置を用いた導入が行われてもよい。このような動作補助器具や供給補助装置は、ホルダー２１、超音波探触子２２、注射器４１筐体もしくはそのプランジャーの外表面に例えば固定ネジやクリップを含む図示しない公知の固定手段により着脱可能に固定されることができる。
（実施例）
以下、第１実施形態の穿刺注入器具の実施例について説明する。
図５に示すような以下の穿刺注入用の動作補助器具を用意した。
錐形状の高さ１．３ｍｍ、本数９本の突起部１２を備え、外径１０ｍｍのポリカーボネートからなる中空型針状体１０と、中空型針状体１０を保持するためのポリカーボネート製のホルダー２１と、ポリカーボネート製の筐体内に固定された２０ＭＨｚの超音波探触子２２とを用意した。また、中空型針状体１０とホルダー２１とは、雄ネジと雌ネジとからなる機構で固定した。このホルダー２１は、バネ動力による駆動機構を備えている。
穿刺対象物として週齢８週のWistarラットの皮膚と週齢２０週のWistarラットの皮膚を用意し、バリカンで除毛した。超音波探触子２２に超音波用ゲル（SOUNDSAFE：ダコタ・ジャパン製）を塗布した後、穿刺注入用の動作補助器具を皮膚に接触させた状態で超音波厚さ計（PVX：ダコタジャパン製）を介して超音波による厚さ計測を実施した。これにより週齢８週のWistarラットの皮膚の厚みが約０．８ｍｍ近傍に分布し、週齢２０週のWistarラットの皮膚の厚みが約１．３ｍｍ近傍に分布する領域を確認した。
体内注入液体４３として青色に染色した生理食塩水を用意し、週齢８週のWistarラットの皮膚に対し０．２ｍ／ｓの穿刺速度で中空型針状体１０を穿刺し、穿刺が安定した後に注射器４１のピストンを押すことによって皮膚内に青色染色した生理食塩水を５０μｌ注入した。注入後に背面から透過光を当てた状態で観察を行った結果、生理食塩水が皮内に留まらず皮下まで流入し、直径約３ｃｍの円形状に広がっている様子が確認された。
次に、週齢２０週のWistarラットの皮膚に対し０．２ｍ／ｓの穿刺速度で中空型針状体１０を穿刺し、穿刺が安定した後に注射器４１のピストンを押すことによって皮膚内に青色染色した生理食塩水を注入した。注入後に背面から透過光を当てた状態で観察を行った結果、皮膚表面において注入した生理食塩水（体内注入液体４３）の漏れは確認されず、皮内の直径約１ｃｍの範囲に注入されている様子が確認された。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る発明は、以下の効果を奏する。
（１）第１実施形態に係る穿刺注入器具は、基板１１の第１の面１１Ｓに複数の突起部１２を有し、各突起部１２には該突起部１２先端側から基板１１の第２の面１１Ｔに貫通する貫通孔１３が形成された中空型針状体１０と、超音波探触子２２と、を備える。そして、超音波探触子２２は、複数の突起部１２が形成された領域よりも外側に配置される。
このような構成によれば、超音波探触子２２を用いることで突起部１２（中空型針状体１０）の穿刺前に皮膚の厚み等の情報を得ることが可能となる。
これにより皮膚の厚みが極端に薄い個体や部位、もしくは厚い個体や部位、血管が存在する部位等であることを予め把握することが可能となり、これらの部位を避けて穿刺することが可能となる。この結果、薬剤の皮膚表面や皮下への漏れを抑制して皮内に確実に薬剤等を投与することが可能となる。
（２）第１実施形態に係る穿刺注入器具は、中空型針状体１０を支持すると共に基板１１の第２の面１１Ｔ側に対し突起部１２を通じて注入される薬剤を誘導する薬剤注入用流路２１Ａａを有するホルダー２１を備える。そして、超音波探触子２２は、ホルダー２１に支持される。
このような構成によれば、皮膚の厚み等の情報を穿刺実施箇所の近傍で取得できる。
（３）第１実施形態に係る穿刺注入器具では、超音波探触子２２の周波数域は、中心周波数が１５ＭＨｚより高く且つ８０ＭＨｚより低い。
このような構成によれば、皮膚の厚み等の情報をより適切な解像度等で観察できる。
（４）第１実施形態に係る穿刺注入器具は、超音波探触子２２を２以上備える。
このような構成によれば、ノイズが現れた電気信号を間引くことが可能となる。
（５）第１実施形態に係る穿刺注入器具では、超音波探触子２２は音響レンズ２２Ａを備える。
このような構成によれば、超音波を収束させることで分解能を向上させることや、超音波を拡散させることでより広い領域のデータを得ることができる。
（６）第１実施形態に係る穿刺注入器具では、中空型針状体１０は、生体適合性を有する材料からなる。
このような構成によれば、突起部１２が破損して体内に残留しても、生体に悪影響を及ぼさずに済む。
（第２実施形態）
次に、図７〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の穿刺注入器具は、超音波探触子２２に代えて、図７に示すように、ホルダー２１の円筒部２１Ｂの側面部に、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography:OCT)プローブ２６が取り付けられている点が第１実施形態と異なる。
光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、図７及び図８のようにホルダー２１の外周面に取付けられている。これにより、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、ホルダー２１に支持されている。光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、突起部１２の突出方向に沿った方向の物体を検出可能に配置されている。光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、配線２７によって不図示の光コヒーレンストモグラフィセンサ本体に接続し、検出情報を光コヒーレンストモグラフィセンサ本体に送信する。光コヒーレンストモグラフィセンサ本体は、例えば、表示部を有して受信情報を表示可能となっていてもよい。光コヒーレンストモグラフィセンサ本体としては、具体的には、汎用の電源、オシロスコープ等を備えていてもよい。
光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、時間コヒーレンスが低い光（近赤外光）の出射機能と受光機能とを備えるものである。光コヒーレンストモグラフィプローブ２６から出射された近赤外光は、穿刺対象物の生体内で生体組織に応じた様々な反射光を生じさせることが可能である。これらの反射光は電気信号として光コヒーレンストモグラフィプローブ２６で検出することが可能であるため、これら反射光と出射光（参照光）との干渉状態を解析することで穿刺対象物の皮膚の厚みや血管が存在する部位等を計測できる。
光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、穿刺注入器具の操作性を低下させないために、できるだけ小型で軽量であるものを選定することが重要である。
図７では、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６が１つだけ取り付けられている場合を例示しているが、図９のように光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を複数個（２以上）取り付けてもよい。光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を複数個組み合わせて用いた場合、ノイズが現れた電気信号を間引くことが可能となる。また、複数の光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を順に作動させることで観察面内を走査することも可能である。これらの走査データを組み合わせ表示することで二次元のマッピングを行ってもよい。
なお、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
図７及び図１０では、内向きフランジ２１Ｂａの上面と基板１１の下面（第１の面１１Ｓ）とが同一面内にある場合、つまり、内向きフランジ２１Ｂａの厚みのぶんだけ基板１１の下面（第１の面１１Ｓ）が上方に引っ込んでいる場合を例示している。この場合、内向きフランジ２１Ｂａの厚みを考慮して突起部１２の長さを決定することが重要である。
第２実施形態の穿刺注入器具は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のように注射器４１と組み合わせて使用されてもよい。注射器４１の注射筒（シリンジ）には、図１０（ａ）のように皮膚内へ投与するための体内注入液体４３を事前に充填しておく。続いて、注射器４１の注射筒（シリンジ）が接続された穿刺注入器具皮膚（図示せず）から適当な距離の位置に配置し、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６により皮膚の厚み等を計測する。続いて、計測した皮膚の厚み等の情報及び事前に検討した中空型針状体１０の穿刺荷重、穿刺速度及び注入圧力等の穿刺条件と穿刺深さとの関係に基づき、中空型針状体１０の突起部１２が皮膚内に収まる穿刺条件を選択し、選択した穿刺条件で穿刺注入器具を皮膚に押し付ける。ここで、穿刺注入器具を皮膚に押し付ける方法は特に制限されることはないが、精度よく押し付けるために補助器具を使用してもよい。続いて、図１０（ｂ）のように注射器４１のピストンを手で押込むことにより、体内注入液体４３を皮膚内に投与する。
（実施例）
以下、第２実施形態の穿刺注入器具の実施例について説明する。
錐形状の高さ２ｍｍ、本数５本の突起部１２と、厚さ５００μｍ、外径１０ｍｍの基板１１とを備え、ポリカーボネートからなる中空型針状体１０を射出成形により作製した。続いて、各突起部１２に、レーザー加工により、直径５０μｍの貫通孔１３を形成した。
また、厚さ０．３ｍｍの内向きフランジ２１Ｂａを備え、内径１０．４ｍｍ、外径１４ｍｍ、厚さ１５ｍｍのステンレス鋼からなる円筒部２１Ｂを用意した。さらに、ステンレス鋼からなる円柱部２１Ａを用意した。また、線径１ｍｍの液密部材２５を用意した。円柱部２１Ａと円筒部２１Ｂとは、それぞれの側面に設けられたネジ溝により嵌合した。
また、波長１３００ｎｍの近赤外光を用い厚さ１０ｍｍの光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を円筒部２１Ｂの外周面に取り付けた。これにより穿刺注入器具を得た。
穿刺対象物として週齢８週のWistarラットの皮膚と週齢２０週のWistarラットの皮膚を用意し、バリカンで除毛した。穿刺注入用の動作補助器具を皮膚から１０mm程度離間した状態で光コヒーレンストモグラフィプローブ２６による厚さ計測を実施した。これにより週齢８週のWistarラットの皮膚の厚みが約０．８ｍｍ近傍に分布し、週齢２０週のWistarラットの皮膚の厚みが約１．３ｍｍ近傍に分布する領域を確認した。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態に係る発明は、以下の効果を奏する。
（１）第２実施形態に係る穿刺注入器具は、基板１１の第１の面１１Ｓに複数の突起部１２を有し、各突起部１２には該突起部１２先端側から基板１１の第２の面１１Ｔに貫通する貫通孔１３が形成された中空型針状体１０と、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６と、を備える。そして、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、複数の突起部１２が形成された領域よりも外側に配置される。
このような構成によれば、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を用いることで突起部１２（中空型針状体１０）の穿刺前に皮膚の厚み等の情報を得ることが可能となる。
（２）第２実施形態に係る穿刺注入器具は、中空型針状体１０を支持すると共に基板１１の第２の面１１Ｔ側に対し突起部１２を通じて注入される薬剤を誘導する薬剤注入用流路２１Ａａを有するホルダー２１を備える。そして、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６は、ホルダー２１に支持される。
このような構成によれば、皮膚の厚み等の情報を穿刺実施箇所の近傍で取得できる。
（３）第１実施形態に係る穿刺注入器具は、光コヒーレンストモグラフィプローブ２６を２以上備える。
このような構成によれば、ノイズが現れた電気信号を間引くことが可能となる。
以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願２０１４−７７２９３（２０１４年４月３日出願）及び日本国特許出願２０１４−２２９６３１（２０１４年１１月１２日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。
１０ 中空型針状体
１１ 基板
１２ 突起部
１３ 貫通孔
２１ ホルダー
２２ 超音波探触子
２６ 光コヒーレンストモグラフィプローブ
３０ 外側円筒体

Claims (6)

  1. 基板の第１の面に１又は２以上の突起部を有し、各突起部には該突起部先端側から基板の前記第１の面と反対側の第２の面に貫通する貫通孔が形成された中空型針状体と、
    超音波探触子または光コヒーレンストモグラフィプローブと、を備え、
    前記超音波探触子または前記光コヒーレンストモグラフィプローブは、前記１又は２以上の突起部が形成された領域よりも外側に配置されることを特徴とする穿刺注入器具。
  2. 前記中空型針状体を支持すると共に前記基板の第２の面側に対し前記突起部を通じて注入される薬剤を誘導する薬剤注入用流路を有するホルダーを備え、
    前記超音波探触子または前記光コヒーレンストモグラフィプローブは、前記ホルダーに支持されることを特徴とする請求項１に記載の穿刺注入器具。
  3. 前記超音波探触子の周波数域は、中心周波数が１５ＭＨｚより高く且つ８０ＭＨｚより低いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の穿刺注入器具。
  4. 前記超音波探触子又は前記光コヒーレンストモグラフィプローブを２以上備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の穿刺注入器具。
  5. 前記超音波探触子は、音響レンズを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の穿刺注入器具。
  6. 前記中空型針状体は、生体適合性を有する材料からなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の穿刺注入器具。
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