JPH0112498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ｉ 発明の背景 （技術分野） 本発明は、医療用の薬液注入シリンジ、更に詳
しくは種々の薬液を長期間に亙つて微量ずつ持続
的に注入するための医療用微量薬液注入シリンジ
に関するものである。

（先行技術およびその問題点） 種々の薬液を患者等に持続的に注入するポンプ
は種々開発されているが、多くはベツドサイド用
を前提としており、患者が携行し軽度の作業がで
きる小型かつ軽量のポンプの開発については十分
とはいえず、また従来の多くのポンプは電気的動
力源を必要とし、機構が複雑であり、高価でもあ
る。

このような中で、小型かつ軽量化することがで
き、また簡潔な機構とすることが可能なポンプと
して浸透圧を利用したポンプが知られている。こ
の浸透圧型のポンプは基本的には半透膜を介して
形成される一方の充填室に水を、他方の充填室に
所定濃度の水溶液を満たし、浸透圧差に基づく水
の水溶液側への移動による水溶液側の体積増加
を、投与すべき薬液を充填した隔室に伝え、隔室
から長時間持続して薬液を注出させる形式のもの
である。

しかし、従来の浸透圧型のポンプは、動静脈内
に薬液を持続的に投与するのに用いる場合、患者
が携行して軽度の作業が行える程十分に小型で、
軽量でしかも簡易な構造を持つに至つてはいな
い。また、従来は半透膜として平膜を用い、この
平膜状半透膜を水および水溶液の充填室間の隔壁
としても機能させているので、一旦ポンプサイズ
を決定すると、半透膜を介しての水の移動速度の
調節、すなわち薬液注出速度の調節を水溶液の濃
度のみで調節しなければならず、薬液注出速度の
選択の自由度が小さい。このため、小型軽量化し
た時注出量を十分大きくすることができない。さ
らに、注出速度の安定性あるいは薬液注出口の負
荷圧に対する不感応性等において、実用に供し得
る良好な特性を示すものは得られていない。

このような実状に鑑み、本発明者は、先に、半
透膜として、いわゆるホローフアイバーを用いた
浸透圧型の注出ポンプについての提案を行つてい
る。

この先の提案に係る注出ポンプでは、ホローフ
アイバーの長さ、細孔径、使用本数をかえること
により、同一のポンプサイズにて、薬液注出速度
を広範囲に選定することができる。

しかし、浸透圧を使用する限り浸透圧差を得る
為の濃度の異なる２液と、各々の液を収容する為
のスペースが不可欠であり、より一層の小型、軽
量化を推進する上の原理的な障害となつている。

発明の目的 本発明はこのような実状に鑑みなされたもので
あつて、動・静脈内等への持続的薬液投与用など
として用いる時、患者が携行して軽度の作業がで
きる程小型かつ軽量で、しかも簡易な構造をもつ
医療用微量薬液注入シリンジを提供することを第
１の目的とする。

本発明の第２の目的は、シリンジサイズの大小
に拘らず、薬液注出速度を広範に選択設定できる
医療用微量薬液注入シリンジを提供しようとする
にある。

本発明の第３の目的は、注出速度の安定性、負
荷圧不感応性とも実用に供し得る良好な特性を示
す医療用微量薬液注入シリンジを提供しようとす
るにある。

本発明の第４の目的は、デイスポーザブル化が
可能な医療用微量薬液注入シリンジを提供しよう
とするにある。

すなわち、本発明は、医療用に用いられる微量
薬液注入シリンジであつて、基端側に駆動手段、
末端に薬液注出口を具えるハウジング内に、該ハ
ウジングの末端側より順次に所定間隔離間して該
ハウジング内周壁に沿つて液密に摺動可能に形成
された第１隔壁と、該ハウジング内周壁に固着さ
れた第２隔壁と、該ハウジング内周壁に沿つて液
密に摺動可能に形成された第３隔壁と、前記ハウ
ジングと前記第１隔壁により形成された前記注出
口を含む薬液注出用の第１室と、前記ハウジング
と前記第１および前記第２隔壁とにより閉塞され
た液体充填用の第２室と、前記ハウジングと前記
第２および前記第３隔壁とにより閉塞された液体
充填用の第３室と、前記第２室と前記第３室との
間に設けられた微細多孔を有する少なくとも１本
のホローフアイバーからなり、かつ前記両室が前
記ホローフアイバーの微細多孔を経てのみ連通す
る連通孔とからなり、前記駆動手段は、前記ハウ
ジングの基端よりハウジング内に向けて装着され
たねじ軸と、該ねじ軸を前記ハウジング内に回転
可能でかつ軸方向に移動しないように取り付ける
ための手段と、前記ねじ軸に螺合されたナツト
と、該ナツトと前記第２隔壁の基端側の面との間
に設置されたばねとで構成され、前記ねじ軸の回
転により所定値に調整されたばね力により加圧さ
れた前記第３室の液体が前記ホローフアイバーを
経て前記第２室内に浸出することにより、加圧さ
れた前記第２室の液体が前記第１隔壁をハウジン
グの末端側に向けて変位させ、該第１隔壁の変位
量に応じて前記第１室内の薬液が前記注出口より
持続的に排出されるように構成した医療用微量薬
液注入シリンジである。

本発の医療用微量薬液注入シリンジを添付図面
に示す好適実施例につき詳細に説明する。

第１図は本発明の医療用微量薬液注入シリンジ
の好適例の縦断面図である。本発明のシリンジ１
の円筒状ハウジング２の末端側には薬液注出口３
が形成され、基端側には駆動手段４が設けられて
いる。ハウジング２内には、ハウジング２の末端
側から順次に適当な間隔離間して、ハウジング２
の内周壁に沿つて液密に摺動可能な第１隔壁５、
ハウジング２の内周壁に固着された第２隔壁６お
よび第１隔壁５と同様にハウジング２の内周壁に
沿つて液密に摺動可能な第３隔壁７が形成されて
いる。これにより、ハウジング２および第１隔壁
５によりハウジング２の薬液注出口を含む薬液充
填用の第１室８、ハウジング２、摺動可能な第１
隔壁５および固定の第２隔壁６により適当な液
体、好ましくは水充填用の第２室、およびハウジ
ング２、固定の第２隔壁６および摺動可能な第３
隔壁７により適当な液体、好ましくは水充填用の
第３室１０が形成される。

第１および第３隔壁５および７はハウジング２
の内周壁を液密なるもできるだけ小さな抵抗で摺
動するように構成するのが良く、ガスケツトで構
成するのが好ましい。第１室８にはインスリンな
どの微量ずつ持続的に注入さるべき薬液が充填さ
れる。第２室９および第３室１０には第１室８内
の薬液を注出する圧力を与えるための液体が充填
されるが、安全性から水が最も好ましい。特に、
第１室８の薬液中へ第２室９の液体が混入しない
ようにすることが重要である。

第２室９と第３室１０との間は流体連通するよ
う構成する。固定隔壁６に少なくとも２個の連通
用の孔１１を形成し、これらの孔間に後に詳述す
るような微細な孔を多数有するホローフアイバー
１２を少なくとも１本張設し、液体浸出用の高抵
抗膜とする。これにより両室９および１０はホロ
ーフアイバー１２の微細孔を経てのみ連通してい
る。

第２室９および第３室１０の高抵抗流体連通に
用いるホローフアイバー１２としては、微細な多
孔性の中空管であればいかなるものを用いても良
いが、再生セルロース製のものが最も望ましいこ
とが実験の結果判明した。ホローフアイバーとし
ては、孔径が10〜20Å、内径が200μｍ、外径が
230μｍのものを多数本組み合わせて用いるのが
好ましい。

他方、ハウジング２の基端側には駆動手段４が
設けられる。駆動手段４は本発明においては、ハ
ウジング２の基端壁１３に形成した開口１４に回
転可能に取り付けたねじ軸１５に螺合するナツト
１６と摺動可能な第３隔壁７との間に張設した圧
縮コイルばね１７で構成される。このばね１７は
第３隔壁７上に形成したガイド１８により案内す
るのが好ましい。ねじ軸１４の末端には回転用ノ
ブ１９を設け、またねじ軸１４にはハウジング２
の基端壁１３の内側において止め２０を設け、ノ
ブ１９および止め２０によりねじ軸１５の軸線方
向のぶれを防止する。なお、ノブ１９の回転量す
なわち薬液の注出速度はノブ１９に関連して設け
られた目盛等の指示手段（図示せず）により適当
に制御することができる。

発明の具体的作用 第１室８には所要の薬液が、第２室９および第
３室１０には所要の液体がそれぞれ所要量充填さ
れた状態で、ねじ軸１５をそのノブ１９の回転に
より回転させると、このねじ軸１５に螺合してい
るナツト１６がハウジング２の末端側に向けて移
動し、コイルばね１７を圧縮する。これによるば
ね圧は第３隔壁７を押圧してこれをハウジング２
の末端側に向けて押圧し、第３向け１０内の液体
を加圧する。第３室１０内の加圧液体はホローフ
アイバー１２の微細孔より押し出され、第２室９
内に浸出する。すると、第２室９内の液体は加圧
または体積増加状態となるから、その力により第
１隔壁５がハウジング２の末端側に向けて押圧さ
れ移動する。この第１隔壁の移動量に応じて第１
室８内の薬液が注出口３を経て矢印２１で示すよ
うに注出され、患者等に注入される。

必要に応じて、ノブ１９を逐次的に所定量回転
させれば、上述した薬液の微量注出が繰り返し持
続的に長時間に亙つて行われる。

次に、本発明の医療用微量薬液注入シリンジの
作用を具体例につき説明する。

第１図に示すような構造のシリンジを用いてシ
リンジ特性を測定した。その結果を第２図に示
す。ばねとしては、ねじ軸の回転によるナツトの
移動に伴うばね力低下を少なくするため、小さな
ばね定数（ｋ＝4.12×10^-2Kg／mm）のばねを用い
た。ホローフアイバーとしては、内径200μｍ、
外径230μｍ、平均孔径10〜20Å、長さ10cmの再
生セルロース製のホローフアイバー18本用いた。
薬液注出端圧力はほぼ大気圧とし、流出流量は１
分間の流出量を電子天秤を用いて連続５回測定
し、その平均値とした。

第２のグラフにおいて、上部はばね力から換算
した圧力と薬液の流出流量との関係を示したもの
で、圧力と流出流量との直線性は良好で、この関
係は約２Kg／cm²まで維持された。また、第２図の
グラフにおいて、下部は上述のホローフアイバー
およびばねを用いた場合の圧力と総流出量との関
係を示したもので、初期圧P₀を0.83Kg／cm²、摺動
可能な隔壁５の有効面積を3.14cm²とし、５mlまで
流出させた時の結果である。５mlまで流出するこ
とにより圧力は約25％減少している。従つて、こ
のばねを用いた場合、1.7ml流出時にばねをリワ
インドし、P₀に設定し直すことにより、流出流
量の減少を８％以下に抑えられることがわかる。
このような流出流量の減少およびばねのリワイン
ドの問題は、ばね定数をより小さくすることによ
り容易に改善することができる。

第３図は本発明の医療用微量薬液注入シリンジ
の負荷特性を、ばね力換算の圧力をパラメータと
して示したものである。これは上述したホローフ
アイバー10cmのものを25本用いた例について得ら
れたもので、負荷圧増加に伴い流出流量は減少傾
向を示しているが、理論曲線（図中実線で示す）
との差は数％以内で、充分実用に供しうるもので
ある。

発明の具体的効果 本発明の医療用微量薬液注入シリンジは従来の
ものに比して以下に述べるような多くの利点をも
たらすものである。

(1) シリンジ全体は極めて小型かつ軽量化でき、
しかも構造が簡易であり、薬液の持続的投与に
際してシリンジを携行し、しかも軽度の作業を
することができる。

(2) このシリンジは構造が簡易なため製作コスト
が低廉でデイスポーザブル化が可能であり、経
済性、感染に対する安全性という観点から有用
である。

(3) 電気動力源を用いず、機構部を殆ど持たない
ため、従来のような機械音による患者の心理的
負担がなくなる。

(4) 例え誤動作や駆動部の損傷部によりホローフ
アイバー中へ空気が混入しても、流出流量が減
少あるいは停止するだけで、体内への空気混入
や血液の逆流の恐れは全くない。

(5) 本発明では連通孔をホローフアイバーとする
のでホローフアイバーの長さ、有孔率、内外径
あるいは使用本数を選択的に変えることによ
り、薬液注出速度を広範囲に亙つて任意に変え
ることができる。

(6) 薬液注出速度は安定しており、また薬液注出
口端の負荷圧に対する不感応性も充分実用に供
しうる良好な特性を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の医療用微量薬液注入シリンジ
の部分断面図、第２図は、本発明において、上部
はばね力から換算した圧力と薬液の流出流量との
関係を、下部は圧力と総流出量との関係を示すグ
ラフ、第３図は本発明の医療用微量薬液注入シリ
ンジの負荷特性を、ばね力換算の圧力をパラメー
タとして示すグラフである。 符号の説明１ １…本発明の医療用微量薬液注
入シリンジ、２…ハウジング、３…薬液注出口、
４…駆動手段、５，７…摺動可能な隔壁、６…固
定隔壁、８…第１室、９…第２室、１０…第３
室、１１…孔、１２…ホローフアイバー、１３…
端壁、１４…開口、１５…ねじ軸、１６…ナツ
ト、１７…コイルばね、１８…ガイド、１９…ノ
ブ、２０…止め、２１…薬液注出方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 医療用に用いられる微量薬液注入量薬液注入
   シリンジであつて、 基端側に駆動手段、末端に薬液注出口を具える
   ハウジング内に、該ハウジングの末端側より順次
   に所定間隔離間して該ハウジング内周壁に沿つて
   液密に摺動可能に形成された第１隔壁と、 該ハウジング内周壁に固着された第２隔壁と、 該ハウジング内周壁に沿つて液密に摺動可能に
   形成された第３隔壁と、 前記ハウジングと前記第１隔壁により形成され
   た前記注出口を含む薬液注出用の第１室と、 前記ハウジングと前記第１および前記第２隔壁
   とにより閉塞された液体充填用の第２室と、 前記ハウジングと前記第２および前記第３隔壁
   とにより閉塞された液体充填用の第３室と、 前記第２室と前記第３室との間に設けられた微
   細多孔を有する少なくとも１本のホローフアイバ
   ーからなり、かつ前記両室が前記ホローフアイバ
   ーの微細多孔を経てのみ連通する連通孔とからな
   り、 前記駆動手段は、前記ハウジングの基端よりハ
   ウジング内に向けて装着されたねじ軸と、該ねじ
   軸を前記ハウジング内に回転可能でかつ軸方向に
   移動しないように取り付けるための手段と、 前記ねじ軸に螺合されたナツトと、 該ナツトと前記第２隔壁の基端側の面との間に
   設置されたばねとで構成され、 前記ねじ軸の回転により所定値に調整されたば
   ね力により加圧された前記第３室の液体が前記ホ
   ローフアイバーを経て前記第２室内に浸出するこ
   とにより、加圧された前記第２室の液体が前記第
   １隔壁をハウジングの末端側に向けて変位させ、
   該第１隔壁の変位量に応じて前記第１室内の薬液
   が前記注出口より持続的に排出されるように構成
   したことを特徴とする医療用微量薬液注入シリン
   ジ。