JP2002239003A

JP2002239003A - 薬液注入装置

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Publication number: JP2002239003A
Application number: JP2001088761A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kinoshita; 幸大木下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造でかつ安価に製造でき、コンパクト
で携帯性に優れ、安定した吐出圧が得られる薬液注入装
置の提供。【解決手段】一端が密閉し他端に薬液の注入及び流出口
を付した蓋部６０を固着した薬液チャンバー１０と、シ
リンダ３０の一端に設けた底壁部４０に蓋部を突設し、
シリンダの軸方向に摺動自在に気密に移動するピストン
５０を内嵌配設する。このとき底壁部４０とピストンの
間に挟むように薬液チャンバーをシリンダに内嵌配設す
る。蓋部を底壁部固着すると薬液チャンバーとシリンダ
の間は気密空間Ｆとなる。薬液チャンバーに薬液を充填
し気密空間Ｆに真空を発生させると、ピストンは大気圧
に付勢され底壁部方向に戻ろうとして薬液チャンバーを
圧迫する。蓋部の流出口が開放されるとこの圧迫により
薬液チャンバー内の薬液が吐出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を被注入体に
持続的に一定の流量で注入するための装置に関し、特
に、薬液を人や動物の体内に注入するための装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、輸液、制ガン剤等の薬液を患者
の体内に注入する際、一定量を長時間にわたって注入し
たい場合がある。そこで一定の流量の薬液を継続的に注
入するために種々の注入ポンプが使用されており、電動
式と非電動式ポンプと大別される。非電動式はほとんど
がディスポーザブルであり、駆動圧源の種類からバルー
ンタイプ、大気圧利用タイプやバネタイプなどが販売さ
れ使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】患者のＱＯＬ重視の観
点から軽い小さいしかも信頼性の高いポンプが求められ
ている。電動式ポンプは一般に重量が大きく、構造も複
雑で高価であり、携帯性が劣る。また、バルーンタイプ
は薬液をバルーン内に充填し、膨張したバルーンの収縮
力を圧源として利用しバルーン内の薬液を吐出して注入
するものであるが、バルーンが収縮し終わるまで吐出圧
が必ずしも一定とはいえない。大気圧を圧源に利用する
タイプは大気圧が一定であれば駆動圧は一定となり安定
した吐出圧を得られるが、市販されているものは真空発
生部分と薬液を貯留する部分を直列に組み合わせている
ため嵩張るという問題がある。バネを駆動源に利用する
タイプはバネそのものが重く、かつバネを収納する部分
を必要とするために嵩張るという問題がある。本発明
は、簡単な構造でかつ安価に製造でき、コンパクトで携
帯性に優れ、安定した吐出圧が得られる薬液注入装置を
提供することで、従来の製品の欠点を解決するために発
明されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、次の技術的手段を講じた。安定した駆動
圧を得るために大気圧を利用する構造とし、装置全体の
嵩張りを抑えるため、真空発生部分と薬液チャンバー１
０を一つの気密容器構造の中に納める配設とした。一端
が密閉し他端に薬液の注入及び流出口を付した蓋部６０
を固着し圧力下で液体が充填吐出されると上下に伸縮す
る薬液チャンバー１０を作成する。一端に薬液チャンバ
ー１０の蓋部６０を収嵌固着する円孔筒部４１を有する
底壁部４０が設けられたシリンダ３０に、そのシリンダ
３０の軸方向に摺動自在に気密に移動するピストン５０
を内嵌配設する。このとき壁部４０とピストン５０の間
に挟まれるように薬液チャンバー１０をシリンダ３０内
に内嵌配設する。シリンダ３０の底壁部４０反対端に通
気孔２１が設けられた保護部２０が設けられて本装置は
構成されている。蓋部６０を底壁部４０の円孔筒部４１
に固着すると薬液チャンバー１０とシリンダ３０の間は
気密空間Ｆとなる。薬液チャンバー１０に薬液を充填
し、気密空間Ｆに真空を発生させると、ピストン３０は
大気圧に付勢され底壁部４０方向に戻ろうとして薬液チ
ャンバー１０を圧迫する。蓋部６０の流出口が開放され
るとこの圧迫により薬液チャンバー１０内の薬液が吐出
される。このように作成することによりコンパクトで携
帯性に優れ且つ安定した吐出圧を得られる液体注入装置
を提供できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る薬液注入装置
の実施例を、図面に基づいて説明する。図１は本発明で
ある薬液注入装置の一実施例の薬液が充填されている状
態の断面図である。本発明の薬液注入装置の基本的構成
および構造を説明する。図１の薬液チャンバー１０は一
端が密閉し上下に伸縮する筒形状の蛇腹状容器であって
他端に薬液の注入流出口６１が組み込まれた蓋部６０が
設けられている。薬液チャンバー１０は、シリンダ３０
の一端に設けられた底壁部４０と、シリンダ３０内を軸
方向に摺動自在に気密に往復移動するピストン５０の間
に挟まれるようにシリンダ３０内に配設内嵌されてい
る。シリンダ３０の底壁部４０反対端（図の上端）には
通気孔２１が設けられた保護部２０が取り付けられて本
装置は構成されている。薬液チャンバー１０の蓋部６０
は底壁部４０の円孔筒部４１に気密に固着されている。
底壁部４０の脱気孔４３をオブチュレータ４４で密栓さ
れてシリンダ３０と薬液チャンバー１０の間は気密空間
Ｆとなっている。図では説明を容易とするため脱気孔４
３にオブチュレーター４４を未嵌入の状態で示してい
る。脱気孔４３及びオブチュレータ４４は本装置の作成
作業を容易にするのが目的であり、必ず無ければならな
いものではない。脱気方法としては円孔筒部４１または
蓋部６０の嵌合部に通気する溝を設け、固着時にその溝
を塞栓するなどが考えられる。

【０００６】図２は、図１例の薬液チャンバー１０に薬
液を充填する前、あるいは薬液を吐出した状態を示す一
部断面図である。図１及び図２を用いて本例の作動を説
明する。薬液チャンバー頭部１０ａをピストン５０で底
壁部４０の方向に押し込むと、図２に示すように薬液チ
ャンバー１０は蛇腹形状のため重層するように折り畳ま
れる。この時底壁部４０の脱気孔４３をオブチュレータ
４４で塞栓すると薬液チャンバー１０とシリンダ３０の
間の空間Ｆは気密になる。蓋部６０の注入流出口６１か
ら薬液を注入すると薬液チャンバー頭部１０ａはピスト
ン５０方向に押し上げられ、それによってピストン５０
は底壁部４０と離反する方向に移動するため、シリンダ
３０と薬液チャンバー１０の間の気密空間Ｆが真空にな
る。ピストン５０は大気圧に付勢され元に位置に戻ろう
とするため薬液チャンバー頭部１０ａがピストン５０に
押される。このため注入流出口６１が開放されたとき、
薬液チャンバー１０内の薬液が吐出される。

【０００７】ピストン５０はシリンダ３０内壁を気密に
摺動移動するように作成される。気密を確保するために
ピストン５０外周にＯリング５１を周設し、摺動をスム
ーズにするために潤滑剤を使用してもよい。あるいはＯ
リング５１の代わりにピストン５０の外周部をエラスト
マー材料で二色成形してもよい。蓋部６０に薬液の注入
口および流出口を別々に設け、必要に応じ開閉弁が組み
込んでもよいが、図１〜４は装置の構造のより一層の簡
素化を図るために注入口と流出口を１つとして兼用でき
る注入流出口６１を作成し、栓体６２を設けている。こ
の注入流出口６１に組み込まれる栓体６２は、薬液注入
時には逆流防止弁として働き、薬液を吐出させる場合は
逆止弁機能が開放される構造にすると良い。このような
一方弁は、例えばバルーン付膀胱留置カテーテルのバル
ーン膨縮用弁等医療用途に汎用されている。本装置から
薬液を吐出する場合には、栓体６２を開放する接続端を
有する延長チューブが注入流出口６１に差し込まれ、さ
らにその延長チューブの中途部に薬液の所定時間当たり
の流量を調整する流量制御装置が設けられ（延長チュー
ブ及び流量制御装置は図示せず）、薬液の流量が調節さ
れる。

【０００８】図３を説明する。本発明の薬液注入装置の
一実施例で、底壁部４０とシリンダ３０の下端（図では
下方）が相互にネジ嵌合する構造になっている。ネジ嵌
合部４７は気密になるように作成されている。薬液チャ
ンバー１０は底壁部４０に組み立てられて蓋部６０は円
孔筒部４１に固着作成される−これを薬液部と呼ぶこと
とする。保護部２０が取り付けられたシリンダ３０内に
はシリンダ３０の軸方向に摺動自在に気密に往復移動す
るようにピストン５０が内嵌、組み込まれる−これを付
勢部と呼ぶこととする。底壁部４０には脱気装置４５が
作成されている。脱気装置４５には気密空間Ｆが真空と
なったときに外気が逆流しないように一方弁が内蔵され
ている。前記薬液部と前記付勢部を気密に組立て、この
脱気装置４５にシリンジを差し込み、気密空間Ｆを脱気
することにより気密空間Ｆに真空が発生し、図１に示し
た薬液注入装置と同じく大気圧を駆動源とする薬液注入
装置となる。図１実施例においても脱気孔４３及びオブ
チュレータ４４の代わりに脱気装置４５を作成してもよ
い。このようにすると薬液チャンバー１０に薬液を充填
した後気密空間Ｆに真空を作成する手順となるが、薬液
充填すると同時に真空を作成する力を必要としないため
楽に薬液を充填できるという利点がある。図１の実施例
を一体型、図３の実施例を組立て型の薬液注入装置と呼
ぶこととする。

【０００９】組立て型はあらかじめ前記薬液部に必要な
薬液を充填して準備し、必要なときに付勢部と組み立て
て使用できるため、従来のディスポの薬液注入装置より
も多様な使用形態が考えられる。薬液部はいわゆる薬液
をプレフィルド（ｐｒｅ−ｆｉｌｌｅｄ）して保管して
おけるため、例えば頻回の通院が困難な在宅患者に使用
する場合、薬液を充填した薬液部を何本かあらかじめ処
方保管させることができる。これは病院内で使用すると
きにおいても標準薬剤であれば薬剤部で事前にある程度
の数量を作成しておくことが可能となるため、その都度
薬液を充填準備する方法に比較し現場での作業を少なく
でき且つ薬品の間違いを減らすことができる。患者によ
り薬液の添加が必要な場合は、注入流出口６１から追注
することができる。また付勢部のネジ嵌合部を耐久性の
ある例えば金属で作成すると複数回使用でき大変に経済
的な薬液注入装置となる。

【００１０】本薬液注入装置は大気圧を駆動源とするた
め大気圧の変化がない限り駆動圧は一定となる。しかし
ながらボイルの法則の双曲線特性に示されるように略一
定の安定した真空になるのは、本装置においてもピスト
ン５０が底壁部４０近位からシリンダ３０内を保護部２
０方向にある程度の距離を移動した位置である。つまり
薬液チャンバー１０内の薬液を最後まで安定して吐出さ
せるには、ピストン５０が底壁部４０と接触する最終位
置となった状態でも、気密空間Ｆに一定の真空が残って
いる必要がある、これを予備真空と呼ぶこととする。本
発明の構成は予備真空を簡単に作成できる。底壁部４０
の脱気装置４５からシリンジ（図示せず）などの吸引機
能をもった器具を用いて気密空間Ｆを吸引する。これの
よりピストン５０が底壁部４０から離反する方向に動く
前に、気密空間Ｆに予備真空を生じさせることが出来
る。予備真空によって薬液チャンバー１０の薬液を最後
まで安定した圧で吐出させることができる。このように
気密空間Ｆを予備真空を簡単な操作で確保できる。予備
真空作成操作は薬液チャンバー１０に薬液を充填した後
でも良い。例えば脱気操作をシリンジで行う場合、脱気
量をシリンジで測定できることを利用し脱気量を指示す
ることで定量的な操作となる。あるいは真空の強さを表
示する圧チェカーを気密空間Ｆに通気するように配設す
ると、シリンジで脱気操作をしながら真空圧を確認でき
る。本薬液注入装置を使用中に圧チェカーで観察し、気
密空間Ｆが所定の真空を維持しているかを確認し、不足
しているときには脱気操作を加えることもできる。図３
の圧力チェッカー（構造詳細省略）はそのオス部４８ａ
とメス部４８ｂがルアー勘合するように作成されてい
る。圧チェッカー４８のオス部４８ａを脱気装置４５に
結合し、シリンジをメス部４８ｂに差し込んで脱気する
と、シリンジ容量の定量脱気ができ且つ圧力の確認が出
来る。バネの反発力を利用した圧の強さで表示部の色が
変化する簡単な市販品の構造を利用すれば簡単な構造で
安価にできる。

【００１１】図２のデッドスペースＤの説明をする。図
１〜３に示した薬液チャンバー１０は上下に伸縮する筒
状の蛇腹容器である。薬液チャンバー１０の蛇腹部分が
折り畳まれ重層した時、その重層した厚み分は薬液チャ
ンバー１０内に薬液が残留することになりいわゆるデッ
ドスペースＤが生じる。図４に示すように、薬液チャン
バー１０内にこのデッドスペースＤを最小とするスペー
サ６３を設けることにより、この無駄を少なくすること
ができる。このスペーサ６３は蓋部６０に取り付けた
り、薬液チャンバー１０の中に浮かせても良い。スペー
ザ６４は薬液チャンバー１０の蛇腹部分が折り畳まれ重
層した時、その重層した厚みと同じ高さにするとデッド
スペースＤは最小となる。

【００１２】図１〜４に示した薬液チャンバー１０は一
端が密閉し上下に伸縮する筒状の蛇腹形状容器で、ポリ
エチレンやポリプロピレンなどのプラスティックで作成
される。しかし薬液チャンバー１０は蛇腹形状でなくて
もよく、薬液を充填吐出させたときに上下に伸縮する容
器であって、容器外径は常に一定を保持するように作成
されたものであれば良い。これは本発明の薬液注入装置
の駆動源となる真空の発生場所が、シリンダ３０内側で
薬液チャンバー１０の外側は気密空間Ｆでなければなら
ず、本薬液注入装置の流量を略一定とするには真空圧を
略一定にする必要がある。つまり気密空間Ｆの真空度の
変化に対し薬液チャンバー１０外径は変化しないことが
好ましい。これには例えば薬液チャンバー１０の肉厚を
調整することによって耐圧性を確保するか、あるいは材
料そのものを選択する必要がある。耐圧性の高い薄いフ
ィルム材料としては例えば急性心筋虚血時に冠動脈拡張
に使用されるコンプライアンスがほとんどないＰＴＣＡ
バルーンに使用されているポリエチレンなどを用いて薄
膜の円筒形状に作成しても良い。つまり薬液１０チャン
バー１０は底壁部４０とピストン５０の間に収嵌折り畳
まれ薬液を充填吐出するとき外径を一定に保ち上下に伸
縮する容器形状であれば良い。

【００１３】シリンダ３０の底壁部４０と反対端（図で
は上端）に保護部２０を係止固着する。保護部２０は恣
意的あるいは不用意に大気圧以外の外力がピストン５０
にかからないように、そしてピストン５０の上昇の限界
位置であり、上昇移動を阻止する役割を有する。保護部
２０にはシリンダ３０内ピストン５０上部空間がシリン
ダ３０内のどの位置にあっても大気圧と同圧になるよう
に通気孔２１が設けられている。

【００１４】また、この薬液注入装置において、薬液チ
ャンバー１０内の薬液残量を目視で計量できるようにす
るために、シリンダ３０を透明乃至半透明とし、薬液チ
ャンバー１０内の薬液残量とピストン５０位置を相関さ
せた目盛りをシリンダ３０に付けることで簡単に計量が
できる便利さを提供できる。

【００１５】図５を説明する。薬液チャンバー１０が気
密区間Ｆの真空により外径が変化あるいは変形しないよ
うに、薬液チャンバー１０の円周上を細線７１で巻装し
て補強することができる。上下に伸縮する筒状の蛇腹形
状容器の場合各凹部７０それぞれを補強することもでき
るが、その工程を簡素化するために、図５例示のように
蛇腹の凹凸を天井部から出入口近位までに螺旋状に一本
に連続するように作成すると、一本の細線７１で凹部７
０全周に沿わせることができる。また細線７１の両端は
解けないように結縛する。ピストン５０側の細線７１の
端はピストン５０に掛着しても良い。

【００１６】

【発明の効果】非電動式の薬液注入ポンプとして求めら
れる要件は略一定の流量が得られというポンプ性能と、
小さく軽いというコンパクトで携帯性に優れていること
であり、且つ簡単な構造で安価に製造できることであ
る。本発明の薬液注入装置は上記の要件を略満たしてい
る薬液注入ポンプである。即ち安定した大気圧を付勢源
として利用し、付勢源にバネやバルーンを利用したタイ
プに見られる材料由来の吐出圧変化を無くし、且つ脱気
装置を設けたことで容易に気密空間に安定した真空を確
保できるため、充填薬液量が少ない場合でも安定した流
量を確保できる。また真空発生部分と薬液充填部分を一
つの気密容器の中に収めることができるため、バネや真
空圧を利用した従来製品に比較し嵩張りや重さを大幅に
軽減できた。尚且つ組立て型を提供できる本発明の薬液
注入装置はプレフィルドで準備できるため、他のディス
ポーザブル注入ポンプに比較し従来の使用形態に比較し
多様な使用形態が期待できる。例えば現在医療現場では
医療ミスの防止の手段として標準化が求められている
が、組立て型薬液注入装置は薬液のプレフィルドが可能
なため、従来の患者に近いところで行っていた従来の投
薬準備を薬剤部などで一括してできるようになるため、
一部の投薬方法の標準化を進めることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明薬液注入装置の一例で、薬液が充填され
ている全体断面図である。

【図２】本発明薬液注入装置の一例で、薬液が未充填あ
るいは吐出後の一部断面図で、デッドスペースＤを示し
ている。

【図３】本発明薬液注入装置の一例で、薬液が未充填あ
るいは吐出後の一部断面図で、スペーサ６３が組み込ま
れている

【図４】本発明薬液注入装置の一例で、薬液部と付勢部
がネジ嵌合されている断面図である。

【図５】本発明薬液注入装置の一例で、蛇腹状容器の薬
液チャンバーの外周部が補強されている状態を示した図
である。

【符号の説明】

１０薬液チャンバー２０保護部３０シリンダ４０底壁部５０ピストン６０蓋部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が密閉され他端に薬液の注入及び流出
口を有する蓋部６０が取り付けられ圧力下で液体を伸縮
収容する薬液チャンバー１０と、薬液チャンバー１０を
内嵌収納するシリンダ３０と、蓋部６０を外部に突出さ
せ固着する円孔筒部４１が作製されてシリンダ３０の一
端に設けられる底壁部４０と、薬液チャンバー１０を底
壁部４０との間に挟むようにシリンダ３０に内設嵌入さ
れてシリンダ３０の軸方向に摺動自在に気密に往復移動
するピストン５０と、底壁部４０が設けられるシリンダ
３０の反対端に保護部２０が配設され、薬液チャンバー
１０とシリンダ３０の空間が気密空間Ｆとなるように作
成されていることを特徴とする医療用の薬液注入装置。
【請求項２】底壁部４０の円孔筒部４１に薬液チャンバ
ー１０の蓋部６０が固着作成されてなる薬液部と、一端
に保護部２０が設けられ他端が開放されているシリンダ
３０の軸方向に摺動自在に気密に往復移動するピストン
５０がシリンダ３０に内設嵌入されてなる付勢部がそれ
ぞれ作成され、薬液部の底壁部４０と付勢部のシリンダ
３０開放端が相互に気密に嵌合する構造に作成されてい
ることを特徴とする請求項１の薬液注入装置。
【請求項３】シリンダ３０と薬液チャンバー１０の間の
気密空間Ｆを真空にする脱気装置４５が配設されている
ことを特徴とする請求項１及び２記載の薬液注入装置。
【請求項４】薬液チャンバー１０が液体を充填吐出され
ると上下に伸縮する円筒形状の蛇腹形状の容器であるこ
とを特徴とする請求項１〜３記載の薬液注入装置。
【請求項５】薬液が充填吐出されると上下に伸縮する円
筒形状の蛇腹形状の薬液チャンバー１０において、蛇腹
部分が折り畳まれ重層するときに生じるデッドスペース
Ｄを最小とするスペーサ６３が組み込まれていることを
特徴とする請求項１〜４記載の薬液注入装置。
【請求項６】薬液が充填吐出されると上下に伸縮する円
筒形状容器の薬液チャンバー１０外周部が細線７１で補
強されていることを特徴とする請求項１〜５記載の薬液
注入装置。
【請求項７】気密空間Ｆの真空度を表示する圧チェッカ
ー４８が配設されていることを特徴とする請求項１〜６
記載の薬液注入装置。