JP3854034B2 - 薬剤付着方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に薬剤を付着させる薬剤付着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用器具等には、その一部に予め薬剤を付着させた（塗布した）製品がある。例えば、検体採血に用いられる採血管では、有底筒状の容器の内周面に血液抗凝固剤等の血液処理剤を塗布したものがある。
【０００３】
従来、このような薬剤を塗布する方法としては、薬剤を溶解した薬液をスプレーノズルから噴霧し、霧状とした薬液を対象物に付着させることにより塗布する方法や、対象物を薬液に浸して付着させる方法（ディッピング）が主に用いられている。
【０００４】
しかしながら、噴霧による方法には、次のような欠点がある。
・薬液が霧状に拡散し、その拡散方向に指向性がないため、塗布したい位置にだけ薬剤を塗布することができず、その周囲にまで薬剤を付着させてしまう。
【０００５】
・噴霧した薬液が飛散する行方をコントロールできないため、その一部が大気中に拡散して無駄になることから、正確な量の薬剤を付着させることが難しい。
【０００６】
・塗布する領域の広さを調節することが難しく、特に、狭い範囲に集中して薬剤を付着させることができない。
【０００７】
・霧状をなす薬液は、空気の流れによって撹乱され易いので、器具の内部等の狭い空間内で噴霧するような場合には、噴流の跳ね返りによって乱れた流れが生じるので、前記欠点がより顕著になる。
【０００８】
・噴霧した薬液の到達距離が短いために、スプレーノズルを対象物に接近させて塗布する必要がある。このため、例えば、採血管容器の内周面に塗布する場合には、ノズルを容器の開口から内部に差し込んで（挿入して）噴霧しなければならず、塗布する動作が複雑で効率が良くない。
【０００９】
・１回の噴霧に要する時間が、例えば０．５〜２秒程度と比較的長い時間を要し、迅速に塗布することができない。
【００１０】
また、ディッピングには、次のような欠点がある。
・塗布する範囲を限定できず、薬剤を部分的に付着させることができない。
・正確な量の薬剤を付着させることができない。
・対象物の内側に薬剤を付着させることが困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するものであり、その目的は、付着位置、付着領域、付着量等の調整を容易かつ正確に行うことができ、また、効率よく迅速に薬剤を付着させることができる薬剤付着方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
【００１３】
（１） 貯留された薬液を圧電ポンプの作動により送液し、前記送液された薬液をノズルから線状をなすように標的に向けて噴射し、その噴射された薬液を前記標的に衝突させて付着させる薬剤付着方法であって、
前記圧電ポンプは、吸入口と吐出口とを備えたポンプ室と、前記吸入口に接続された吸入流路と、前記吐出口に接続された吐出流路と、前記吸入流路と前記吐出流路との少なくとも一方に設けられた逆止弁と、前記ポンプ室の容積を増減するダイアフラムと、前記ダイアフラムを駆動する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの変位を拡大してダイアフラムに伝達する変位拡大機構と、前記ダイアフラムを前記ポンプ室の容積が増大する方向に付勢する付勢部材とを有するものであることを特徴とする薬剤付着方法。
【００１４】
（２） 前記標的は、筒状容器の内壁である上記（１）に記載の薬剤付着方法。
【００１５】
（３） 前記筒状容器の内部に前記ノズルを挿入することなく前記薬液を噴射する上記（２）に記載の薬剤付着方法。
【００１６】
（４） 前記薬液は、前記内壁に対し傾斜した方向から噴射される上記（２）または（３）に記載の薬剤付着方法。
【００１７】
（５） 前記噴射された薬液の速さが０．００５〜５ｍ／ｓである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００１８】
（６） 前記噴射され線状をなす薬液の長さが０．１〜５００ｍｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００１９】
（７） 前記噴射され線状をなす薬液の平均直径が０．１〜２ｍｍである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２０】
（８） １個の前記ノズルから１回に噴射される前記薬液の量が０．１〜１００μｌである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２１】
（９） 前記標的に衝突させた薬液を乾燥させる工程を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２２】
（１０） 前記薬剤は、血液凝固促進剤、血液抗凝固剤、解糖阻止剤等の血液処理剤である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の薬剤付着方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の薬剤付着方法の実施に用いられる薬剤付着装置の一例を示す図、図２は、図１に示す薬剤付着装置１の圧電ポンプの内部構造を示す拡大断面図、図３は、本発明の薬剤付着方法により薬剤を付着させた採血管容器の縦断面図である。なお、以下の説明では、図１〜図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２７】
本実施形態においては、検体採血に用いられる採血管の有底筒状容器６の内周面（内壁）６１を標的として薬剤を付着させる（塗布する）場合について代表的に説明する。ただし、標的とするものがこれに限定されないことは言うまでもない。
【００２８】
本発明の薬剤付着方法は、図１に示す薬剤付着装置１によって達成される。以下、薬剤付着装置１について説明する。
【００２９】
薬剤付着装置１は、圧電ポンプ２と、ノズル５と、貯留部１０と、コントローラー１１と、吸入チューブ１２と、吐出チューブ１３と、支持部材１４とを備えている。
【００３０】
付着させる薬剤は、溶媒に溶解（または分散）された薬液７とされており、貯留部１０に貯留されている。溶媒としては、例えば、水、エタノール等の揮発性有機溶媒、またはこれらの混合溶液等が用いられる。また、薬液７の粘度を調整すること等を目的として、例えば、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）のような添加剤が必要に応じて加えられる。
【００３１】
貯留部１０には、貯留された薬液７を吸い上げる吸入チューブ１２の一端が差し込まれており、吸入チューブ１２の他端は、後述する圧電ポンプ２の吸入流路３３に接続されている。
【００３２】
圧電ポンプ２は、圧電アクチュエータ２１を駆動源として作動するダイアフラムポンプであり、ポンプ室３と、ダイアフラム４と、吸入流路３１と、吐出流路３２と、圧電アクチュエータ２１と、レバー（変位拡大機構）２２と、バネ（付勢部材）２３とを備えている（図２参照）。
【００３３】
ポンプ室（内部空間）３は、扁平な空間になっている。ポンプ室３の下端部には吸入口３３が、上端部には吐出口３４が形成されている。吸入口３３には吸入流路３１が接続され、吐出口３４には吐出流路３２が接続されている。
【００３４】
吸入流路３１の吸入口３３側の端部には、吸入側逆止弁３５が設けられ、吐出流路３２の吐出口３４側の端部には、吐出側逆止弁３６が設けられている。吸入側逆止弁３５と吐出側逆止弁３６とは、同一の構成となっており、同じ構造のボール弁が直列に２個連結された構成となっている。吸入側逆止弁３５は、ポンプ室３に流入する方向にのみ薬液７を通過させ、吐出側逆止弁３６は、ポンプ室３から流出する方向にのみ薬液７を通過させる。
【００３５】
ポンプ室３の内面の一部は、可撓性を有するダイアフラム４で構成されており、ダイアフラム４が変形することによりポンプ室３の容積を増減する。ダイアフラム４は、各種ゴム等の弾性材料で構成された膜部４１と、膜部４１のポンプ室３に面していない側に設けられた円板部４２とから構成されている。円板部４２は、圧電アクチュエータ２１からの力を受けてその厚さ方向に変位し、膜部４１をポンプ室３の容積が増減するように変形させる。
【００３６】
圧電アクチュエータ２１は、ケース２４内の下部に設置されている。圧電アクチュエータ２１は、圧電素子を積層した積層体で構成され、全体形状として柱状をなしている。圧電アクチュエータ２１は、電圧を印加すると伸長し、この伸長（変位）がレバー２２によって拡大され、ロッド２５を介して、円板部４２をポンプ室３側に変位させる（押圧する）。すなわち、圧電アクチュエータ２１が伸長すると、ダイアフラム４がポンプ室３の容積を減少させるように変形する。
【００３７】
ダイアフラム４をポンプ室３の容積を増大する方向に付勢するバネ２３がロッド２５とケース２４とを結ぶように設置されている。このバネ２３は、圧電アクチュエータ２１の収縮する方向の力を補助する。また、圧電アクチュエータ２１には、外部のコントローラー１１からの導線２６が接続されており、コントローラー１１から駆動電圧が印加される。
【００３８】
コントローラー１１は、０［Ｖ］から設定電圧値（以下、「印加電圧」と言う。）まで立ち上がるパルス状の電圧を発生できる。また、コントローラー１１は、１個のパルスの幅［ｍｓ］（以下、「パルス幅」と言う。）、パルスが０［Ｖ］から印加電圧に立ち上がるまでの時間［ｍｓ］（以下、「立ち上がり時間」と言う。）、パルスを連続して出力する場合のパルスとパルスとの間隔［ｓ］も設定できるようになっている。これらの設定を変更することにより、１回の噴射によって噴射される薬液７の量（以下、「噴射量」と言う。）、噴射された薬液７の速さ（以下、「線速」と言う。）、連続して噴射する場合の噴射間隔等を変更することができる。
【００３９】
圧電ポンプ２の吐出流路３２には、吐出チューブ１３の一端が接続されている。吐出チューブ１３の他端には、ノズル５が接続されている。ノズル５は、内径が先端に向かって漸減するテーパ状の内面を有している。これにより、薬液７がノズル５から線状に噴射される。
【００４０】
ノズル５は、図示しない固定部材によりその先端５１が斜め下方向を向くように固定されて設置されている。このため、薬液７は、斜め下方向に噴射され、採血管容器６の内周面６１に対して傾斜した角度をもって内周面６１上の衝突中心位置７０に衝突する。衝突した薬液７は、内周面６１上で衝突中心位置７０からその周囲に広がるが、内周面６１に斜めに衝突することにより衝突中心位置７０から採血管容器６内部の奥（下方）に向かう方向の広がりがより大きい（図３参照）。また、ノズル５の向きによって衝突中心位置７０を自由に設定することができ、薬液７を採血管容器６の奥深くにまで付着させることもできる。
【００４１】
また、ノズル先端５１の形状および内径の大きさにより、線状に噴射される薬液７の平均直径（以下、「線径」と言う。）が決まる。
【００４２】
標的とする採血管容器６は、検体採血に用いられる採血管の一部を構成するものであり、実質的に透明なガラス、各種プラスチック等を構成材料とする有底筒状の容器である。採血管容器６の内周面６１に薬剤を付着した後に、例えばフィルムやゴム栓のような封止部材（図示せず）によって開口６２を気密的に封止したものが採血管となる。
【００４３】
採血管容器６は、支持部材１４によって例えば直立するように支持されている。ノズル５と採血管容器６とは、採血管容器６の開口６２がノズル先端５１のわずかに下方に位置するような位置関係にある。
【００４４】
なお、支持部材１４は、図示しない搬送機構に取付けられ、採血管容器６を移動することができるようになっていてもよい。
【００４５】
本発明の薬剤付着方法は、以上説明したような薬剤付着装置１を用いて実施される。以下、薬剤付着装置１を用いて薬剤を付着させる方法について説明する。
【００４６】
［１］ 薬剤を溶媒に溶解して薬液７を調製し、貯留部１０に貯留する。採血管容器６の内周面６１に付着させる薬剤は、血液処理剤であり、血液凝固促進剤、血液抗凝固剤、解糖阻止剤等の薬剤が用いられる。血液凝固促進剤としては、例えばトロンビン、蛇毒、シリカ粉末等が挙げられ、血液抗凝固剤としては、例えばヘパリン、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸等が挙げられ、解糖阻止剤としては、例えばフッ化ナトリウム等が挙げられる。また、ヘパリン中和剤として硫酸プロタミン等の薬剤が挙げられる。
【００４７】
さらに、採血管以外の医療用器具に関しては、抗血栓剤、血栓溶解剤、栄養剤、麻酔剤、抗がん剤、撥水性コート剤、親水性コート剤等種々の薬剤が目的に応じて使用される。また、必要に応じて、複数の箇所にそれぞれ別々の薬剤を付着させてもよい。
【００４８】
薬液７の溶媒は、薬剤を溶解させるものであればよく、薬剤の溶解性（水溶性であるか脂溶性であるか）に応じて、例えば、水またはエタノール等の揮発性有機溶媒等が好ましく用いられる。また、水と有機溶媒との混合溶液のような２以上の混合溶媒を使用することもできる。
【００４９】
有機溶媒を比較的多く含んだ溶媒とした場合には、薬液７が速乾性に優れる。また、薬液７の表面張力が小さくなるので、採血管容器６の内周面６１に衝突した薬液７が大きく広がるようになり、広い範囲に付着させることができる。これにより、採血管の使用時に、付着した薬剤（血液処理剤）が採取した血液に広い面積で接触して敏速に溶解する。
【００５０】
水を比較的多く含んだ溶媒とした場合には、薬液７の表面張力が大きくなり、標的に衝突した薬液７を広げずに滴状とすることができ、狭い範囲に集中して薬剤を付着させることができる。
【００５１】
また、薬液７の粘度を調整することにより、標的に衝突した薬液７が広がる大きさを調節することができる。他の条件を同じくする場合、薬液７の粘度が小さい程標的上で大きく広がる。薬液７の粘度は、例えば、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）のような粘度調節剤を用いて調節することができる。
【００５２】
薬液７の濃度は、薬剤の用途、種類により適宜決定される。薬液７の濃度と噴射量とによって、付着する薬剤の絶対量が決定される。したがって、同量の薬剤を付着させる場合に、薬液７の濃度を低くして噴射量を多くすると、広い面積に付着させることができ、逆に、薬液７の濃度を高くして噴射量を少なくすると、狭い範囲に付着させることができる。
【００５３】
［２］ ノズル５を吐出チューブ１３から取り外し、代わりにシリンジ（図示せず）等を取付けて薬液を吸い込み、ポンプ室３の内部に薬液７を満たす（圧電ポンプ２へのプライミング操作）。その後、ノズル５を元通りに取付ける。
【００５４】
［３］ コントローラー１１を操作して、印加電圧、パルス幅、立ち上がり時間をそれぞれ設定する。主に印加電圧および立ち上がり時間の設定を変更することで、線速を調節することができる。また、主に印加電圧およびパルス幅の設定を変更することで、噴射量を調節することができる。
【００５５】
［４］ コントローラー１１から［３］で設定したパルス状の駆動電圧を発生させ、圧電アクチュエータ２１に電圧を印加する。圧電アクチュエータ２１は、電圧を印加されて伸長し、レバー２２、ロッド２５を介して円板部４２を押圧する。これにより、ダイアフラム４がポンプ室３側に突出するように変形し、ポンプ室３の容積が減少する。
【００５６】
［５］ ポンプ室３の容積が減少すると、ポンプ室３に満ちていた薬液７は、吸入側逆止弁３５を通過せず、吐出側逆止弁３６のみを通過して吐出流路３２に吐出（送液）される。すると、吐出流路３２、吐出チューブ１３、ノズル５のそれぞれの内部にあった薬液７が順次送液され、ノズル先端５１から薬液７が線状をなして噴射される。
【００５７】
この際、圧電アクチュエータ２１が敏速に伸長し、高速に送液するので、瞬間的に噴射することができ、迅速な塗布が可能である。
【００５８】
また、薬液７を液状のまま線状に一方向に噴射するので、薬液７を正確に標的に衝突させることができ、設定した位置に正確に付着させることができる。
【００５９】
線速は、０．００５〜５ｍ／ｓであるのが好ましく、０．１〜１ｍ／ｓであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７が直線状に飛行するので、より正確に標的に衝突させることができる。また、衝突した薬液７が跳ね返って飛び散ることもない。また、噴射量等の他の条件を同じくする場合に、線速が大きい程、薬液７が大きく広がるので、線速の設定により薬液７が広がる大きさを調節することができる。
【００６０】
噴射され、線状をなしている薬液７の長さ（以下、「線長」と言う。）は、０．１〜５００ｍｍであるのが好ましく、１〜１０ｍｍであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。また、線長は、線径と噴射量との設定を変えることにより、調節することができる。
【００６１】
線径は、０．１〜２ｍｍであるのが好ましく、０．２〜１ｍｍであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。
【００６２】
噴射量は、薬剤の用途、種類に応じて適宜決定されるが、前記血液処理剤の場合、０．１〜１００μｌであるのが好ましく、１〜１０μｌであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。さらに、薬液７をより均一に付着させることができ、薄く付着させることもより容易となる。
【００６３】
［６］ ノズル５から斜め下方向に噴射された薬液７は、開口６２から採血管容器６の内部に進入して、内周面６１上の衝突中心位置７０に斜め方向から衝突し、衝突中心位置７０の周囲に一定の範囲に広がって付着する。このとき、衝突した薬液７が下方へ進行する勢いをもっているので、下方への広がりが大きい（図３参照）。
【００６４】
この際、噴射された薬液７は、設定した位置（衝突中心位置７０）に正確に衝突する。したがって、噴射した薬液７が拡散して目的以外の部分にまで付着することがなく、噴射量のほぼ全量を設定した領域に付着させることができ、正確な量の薬剤を付着させることができる。
【００６５】
また、噴射された薬液７の飛距離が大きいので、ノズル５を標的に接近させる必要がない。さらに、薬液７の表面張力を小さく設定した場合や噴射量を多く設定した場合には、付着した薬液７が下方向に広がる距離をより長くすることができる。したがって、ノズル５を採血管容器６の内部に挿入することなく、薬剤を採血管容器６の内周面６１に広く、また奥の部分まで付着させることができる。これにより、ノズル５を採血管容器６の内部に挿入するためにノズル５を採血管容器６に対し相対的に移動する動作およびそのための機構が不要であり、効率よく、かつ、簡単な装置で薬剤を付着させることができる。
【００６６】
また、ノズル５を挿入する必要がないことと噴射に要する時間が極めて短いことから、採血管を製造ラインで量産する場合に、次のような利点がある。それは、コンベア等の搬送装置によって次々と搬送されてくる採血管容器６に対して順次薬剤を付着させる工程において、採血管容器６を一旦停止する必要がなく、移動を続けたままノズル５との位置関係が適当になるタイミングに合わせて薬液７を噴射して付着させられることである。このため非常に効率よく迅速に付着させることができ、装置の簡素化も図れる。
【００６７】
また、本発明の薬剤付着方法により薬剤を付着させた部分は、噴霧により薬剤を付着させた場合と比べて光透過率を高くすることが可能である。これは、噴霧による方法では、微小な粒径の液滴を付着させるので、付着面が光を散乱するのに対し、本発明の方法では、薬液７が膜状に付着するので付着面での光の散乱が小さいためである。したがって、採血管容器６の内周面６１に薬剤が付着していても、内部の視認性を高くすることが可能である。
【００６８】
［７］ 薬液７を付着させた後、必要に応じて、乾燥させる。乾燥は、自然乾燥や風乾でもよく、温風乾燥でもよい。
【００６９】
図４は、以上説明した薬剤付着方法と同様の方法で薬剤を付着させたシリンジを示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図４中の上側を「基端」、下側を「先端」と言う。
【００７０】
図４に示すシリンジ８は、ほぼ筒状をなし、基端に開放端８１、先端に突出部８２を有する。突出部８２の先端には、先端開口８３が形成されている。
【００７１】
薬剤７１は、シリンジ８の内周面８４の先端寄りに付着している。ノズル５の向きを調節することにより、このように、薬剤７１をシリンジの奥に付着させることができる。
【００７２】
シリンジ８は、薬剤７１を付着させた後に、開放端８１からガスケット付プランジャ（図示せず）が挿入されて使用される。突出部８２には、注射針、チューブ類、コネクタ、カテーテル等を接続することができる。
【００７３】
以上、本発明の薬剤付着方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７４】
標的とする対象物は、採血管容器やシリンジに限らず、例えば、毛細管（キャピラリー）、バッグ、ボトル、チューブ類、カテーテル、ドリップチャンバー、あるいは、フィルター、ダイアライザー、人工肺、熱交換器、カーディオトミーリザーバおよびそれらのハウジング内面、シャーレ、多穴プレート等でもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、薬液を線状にして所定の方向に指向性を持たせて噴射し、設定した位置に正確に薬液を衝突させるので、付着させる位置を容易かつ正確に調整することができる。
【００７６】
また、薬液の噴射量、粘度、線速、溶媒の種類や濃度等を適宜設定することで、薬剤の付着量や付着領域を自由に調節することができる。
【００７７】
また、噴射した薬液のほぼ全量を付着領域に付着させることができるので、正確な量の薬剤を付着させることができ、薬剤の無駄もない。
【００７８】
さらに、効率よく迅速に付着させることができ、連続的な噴射にも有利であるとともに、実施する際に用いる装置の簡素化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬剤付着方法の実施に用いられる薬剤付着装置の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示す薬剤付着装置の圧電ポンプの内部構造を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の薬剤付着方法により内周面に薬剤を付着させた採血管容器の縦断面図である。
【図４】本発明の薬剤付着方法により内周面に薬剤を付着させたシリンジの縦断面図である。
【符号の説明】
１ 薬剤付着装置
２ 圧電ポンプ
２１ 圧電アクチュエータ
２２ レバー
２３ バネ
２４ ケース
２５ ロッド
２６ 導線
３ ポンプ室
３１ 吸入流路
３２ 吐出流路
３３ 吸入口
３４ 吐出口
３５ 吸入側逆止弁
３６ 吐出側逆止弁
４ ダイアフラム
４１ 膜部
４２ 円板部
５ ノズル
５１ ノズル先端
６ 採血管容器
６１ 内周面
６２ 開口
７ 薬液
７０ 衝突中心位置
７１ 付着した薬剤
８ シリンジ
８１ 開放端
８２ 突出部
８３ 先端開口
８４ 内周面
１０ 貯留部
１１ コントローラー
１２ 吸入チューブ
１３ 吐出チューブ
１４ 支持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に薬剤を付着させる薬剤付着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用器具等には、その一部に予め薬剤を付着させた（塗布した）製品がある。例えば、検体採血に用いられる採血管では、有底筒状の容器の内周面に血液抗凝固剤等の血液処理剤を塗布したものがある。
【０００３】
従来、このような薬剤を塗布する方法としては、薬剤を溶解した薬液をスプレーノズルから噴霧し、霧状とした薬液を対象物に付着させることにより塗布する方法や、対象物を薬液に浸して付着させる方法（ディッピング）が主に用いられている。
【０００４】
しかしながら、噴霧による方法には、次のような欠点がある。
・薬液が霧状に拡散し、その拡散方向に指向性がないため、塗布したい位置にだけ薬剤を塗布することができず、その周囲にまで薬剤を付着させてしまう。
【０００５】
・噴霧した薬液が飛散する行方をコントロールできないため、その一部が大気中に拡散して無駄になることから、正確な量の薬剤を付着させることが難しい。
【０００６】
・塗布する領域の広さを調節することが難しく、特に、狭い範囲に集中して薬剤を付着させることができない。
【０００７】
・霧状をなす薬液は、空気の流れによって撹乱され易いので、器具の内部等の狭い空間内で噴霧するような場合には、噴流の跳ね返りによって乱れた流れが生じるので、前記欠点がより顕著になる。
【０００８】
・噴霧した薬液の到達距離が短いために、スプレーノズルを対象物に接近させて塗布する必要がある。このため、例えば、採血管容器の内周面に塗布する場合には、ノズルを容器の開口から内部に差し込んで（挿入して）噴霧しなければならず、塗布する動作が複雑で効率が良くない。
【０００９】
・１回の噴霧に要する時間が、例えば０．５〜２秒程度と比較的長い時間を要し、迅速に塗布することができない。
【００１０】
また、ディッピングには、次のような欠点がある。
・塗布する範囲を限定できず、薬剤を部分的に付着させることができない。
・正確な量の薬剤を付着させることができない。
・対象物の内側に薬剤を付着させることが困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するものであり、その目的は、付着位置、付着領域、付着量等の調整を容易かつ正確に行うことができ、また、効率よく迅速に薬剤を付着させることができる薬剤付着方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
【００１３】
（１） 貯留された薬液を圧電ポンプの作動により送液し、前記送液された薬液をノズルから線状をなすように標的に向けて噴射し、その噴射された薬液を前記標的に衝突させて付着させる薬剤付着方法であって、
前記圧電ポンプは、吸入口と吐出口とを備えたポンプ室と、前記吸入口に接続された吸入流路と、前記吐出口に接続された吐出流路と、前記吸入流路と前記吐出流路との少なくとも一方に設けられた逆止弁と、前記ポンプ室の容積を増減するダイアフラムと、前記ダイアフラムを駆動する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの変位を拡大してダイアフラムに伝達する変位拡大機構と、前記ダイアフラムを前記ポンプ室の容積が増大する方向に付勢する付勢部材とを有するものであることを特徴とする薬剤付着方法。
【００１４】
（２） 前記標的は、筒状容器の内壁である上記（１）に記載の薬剤付着方法。
【００１５】
（３） 前記筒状容器の内部に前記ノズルを挿入することなく前記薬液を噴射する上記（２）に記載の薬剤付着方法。
【００１６】
（４） 前記薬液は、前記内壁に対し傾斜した方向から噴射される上記（２）または（３）に記載の薬剤付着方法。
【００１７】
（５） 前記噴射された薬液の速さが０．００５〜５ｍ／ｓである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００１８】
（６） 前記噴射され線状をなす薬液の長さが０．１〜５００ｍｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００１９】
（７） 前記噴射され線状をなす薬液の平均直径が０．１〜２ｍｍである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２０】
（８） １個の前記ノズルから１回に噴射される前記薬液の量が０．１〜１００μｌである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２１】
（９） 前記標的に衝突させた薬液を乾燥させる工程を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２２】
（１０） 前記薬剤は、血液凝固促進剤、血液抗凝固剤、解糖阻止剤等の血液処理剤である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の薬剤付着方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の薬剤付着方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の薬剤付着方法の実施に用いられる薬剤付着装置の一例を示す図、図２は、図１に示す薬剤付着装置１の圧電ポンプの内部構造を示す拡大断面図、図３は、本発明の薬剤付着方法により薬剤を付着させた採血管容器の縦断面図である。なお、以下の説明では、図１〜図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２７】
本実施形態においては、検体採血に用いられる採血管の有底筒状容器６の内周面（内壁）６１を標的として薬剤を付着させる（塗布する）場合について代表的に説明する。ただし、標的とするものがこれに限定されないことは言うまでもない。
【００２８】
本発明の薬剤付着方法は、図１に示す薬剤付着装置１によって達成される。以下、薬剤付着装置１について説明する。
【００２９】
薬剤付着装置１は、圧電ポンプ２と、ノズル５と、貯留部１０と、コントローラー１１と、吸入チューブ１２と、吐出チューブ１３と、支持部材１４とを備えている。
【００３０】
付着させる薬剤は、溶媒に溶解（または分散）された薬液７とされており、貯留部１０に貯留されている。溶媒としては、例えば、水、エタノール等の揮発性有機溶媒、またはこれらの混合溶液等が用いられる。また、薬液７の粘度を調整すること等を目的として、例えば、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）のような添加剤が必要に応じて加えられる。
【００３１】
貯留部１０には、貯留された薬液７を吸い上げる吸入チューブ１２の一端が差し込まれており、吸入チューブ１２の他端は、後述する圧電ポンプ２の吸入流路３３に接続されている。
【００３２】
圧電ポンプ２は、圧電アクチュエータ２１を駆動源として作動するダイアフラムポンプであり、ポンプ室３と、ダイアフラム４と、吸入流路３１と、吐出流路３２と、圧電アクチュエータ２１と、レバー（変位拡大機構）２２と、バネ（付勢部材）２３とを備えている（図２参照）。
【００３３】
ポンプ室（内部空間）３は、扁平な空間になっている。ポンプ室３の下端部には吸入口３３が、上端部には吐出口３４が形成されている。吸入口３３には吸入流路３１が接続され、吐出口３４には吐出流路３２が接続されている。
【００３４】
吸入流路３１の吸入口３３側の端部には、吸入側逆止弁３５が設けられ、吐出流路３２の吐出口３４側の端部には、吐出側逆止弁３６が設けられている。吸入側逆止弁３５と吐出側逆止弁３６とは、同一の構成となっており、同じ構造のボール弁が直列に２個連結された構成となっている。吸入側逆止弁３５は、ポンプ室３に流入する方向にのみ薬液７を通過させ、吐出側逆止弁３６は、ポンプ室３から流出する方向にのみ薬液７を通過させる。
【００３５】
ポンプ室３の内面の一部は、可撓性を有するダイアフラム４で構成されており、ダイアフラム４が変形することによりポンプ室３の容積を増減する。ダイアフラム４は、各種ゴム等の弾性材料で構成された膜部４１と、膜部４１のポンプ室３に面していない側に設けられた円板部４２とから構成されている。円板部４２は、圧電アクチュエータ２１からの力を受けてその厚さ方向に変位し、膜部４１をポンプ室３の容積が増減するように変形させる。
【００３６】
圧電アクチュエータ２１は、ケース２４内の下部に設置されている。圧電アクチュエータ２１は、圧電素子を積層した積層体で構成され、全体形状として柱状をなしている。圧電アクチュエータ２１は、電圧を印加すると伸長し、この伸長（変位）がレバー２２によって拡大され、ロッド２５を介して、円板部４２をポンプ室３側に変位させる（押圧する）。すなわち、圧電アクチュエータ２１が伸長すると、ダイアフラム４がポンプ室３の容積を減少させるように変形する。
【００３７】
ダイアフラム４をポンプ室３の容積を増大する方向に付勢するバネ２３がロッド２５とケース２４とを結ぶように設置されている。このバネ２３は、圧電アクチュエータ２１の収縮する方向の力を補助する。また、圧電アクチュエータ２１には、外部のコントローラー１１からの導線２６が接続されており、コントローラー１１から駆動電圧が印加される。
【００３８】
コントローラー１１は、０［Ｖ］から設定電圧値（以下、「印加電圧」と言う。）まで立ち上がるパルス状の電圧を発生できる。また、コントローラー１１は、１個のパルスの幅［ｍｓ］（以下、「パルス幅」と言う。）、パルスが０［Ｖ］から印加電圧に立ち上がるまでの時間［ｍｓ］（以下、「立ち上がり時間」と言う。）、パルスを連続して出力する場合のパルスとパルスとの間隔［ｓ］も設定できるようになっている。これらの設定を変更することにより、１回の噴射によって噴射される薬液７の量（以下、「噴射量」と言う。）、噴射された薬液７の速さ（以下、「線速」と言う。）、連続して噴射する場合の噴射間隔等を変更することができる。
【００３９】
圧電ポンプ２の吐出流路３２には、吐出チューブ１３の一端が接続されている。吐出チューブ１３の他端には、ノズル５が接続されている。ノズル５は、内径が先端に向かって漸減するテーパ状の内面を有している。これにより、薬液７がノズル５から線状に噴射される。
【００４０】
ノズル５は、図示しない固定部材によりその先端５１が斜め下方向を向くように固定されて設置されている。このため、薬液７は、斜め下方向に噴射され、採血管容器６の内周面６１に対して傾斜した角度をもって内周面６１上の衝突中心位置７０に衝突する。衝突した薬液７は、内周面６１上で衝突中心位置７０からその周囲に広がるが、内周面６１に斜めに衝突することにより衝突中心位置７０から採血管容器６内部の奥（下方）に向かう方向の広がりがより大きい（図３参照）。また、ノズル５の向きによって衝突中心位置７０を自由に設定することができ、薬液７を採血管容器６の奥深くにまで付着させることもできる。
【００４１】
また、ノズル先端５１の形状および内径の大きさにより、線状に噴射される薬液７の平均直径（以下、「線径」と言う。）が決まる。
【００４２】
標的とする採血管容器６は、検体採血に用いられる採血管の一部を構成するものであり、実質的に透明なガラス、各種プラスチック等を構成材料とする有底筒状の容器である。採血管容器６の内周面６１に薬剤を付着した後に、例えばフィルムやゴム栓のような封止部材（図示せず）によって開口６２を気密的に封止したものが採血管となる。
【００４３】
採血管容器６は、支持部材１４によって例えば直立するように支持されている。ノズル５と採血管容器６とは、採血管容器６の開口６２がノズル先端５１のわずかに下方に位置するような位置関係にある。
【００４４】
なお、支持部材１４は、図示しない搬送機構に取付けられ、採血管容器６を移動することができるようになっていてもよい。
【００４５】
本発明の薬剤付着方法は、以上説明したような薬剤付着装置１を用いて実施される。以下、薬剤付着装置１を用いて薬剤を付着させる方法について説明する。
【００４６】
［１］ 薬剤を溶媒に溶解して薬液７を調製し、貯留部１０に貯留する。採血管容器６の内周面６１に付着させる薬剤は、血液処理剤であり、血液凝固促進剤、血液抗凝固剤、解糖阻止剤等の薬剤が用いられる。血液凝固促進剤としては、例えばトロンビン、蛇毒、シリカ粉末等が挙げられ、血液抗凝固剤としては、例えばヘパリン、クエン酸、エチレンジアミン四酢酸等が挙げられ、解糖阻止剤としては、例えばフッ化ナトリウム等が挙げられる。また、ヘパリン中和剤として硫酸プロタミン等の薬剤が挙げられる。
【００４７】
さらに、採血管以外の医療用器具に関しては、抗血栓剤、血栓溶解剤、栄養剤、麻酔剤、抗がん剤、撥水性コート剤、親水性コート剤等種々の薬剤が目的に応じて使用される。また、必要に応じて、複数の箇所にそれぞれ別々の薬剤を付着させてもよい。
【００４８】
薬液７の溶媒は、薬剤を溶解させるものであればよく、薬剤の溶解性（水溶性であるか脂溶性であるか）に応じて、例えば、水またはエタノール等の揮発性有機溶媒等が好ましく用いられる。また、水と有機溶媒との混合溶液のような２以上の混合溶媒を使用することもできる。
【００４９】
有機溶媒を比較的多く含んだ溶媒とした場合には、薬液７が速乾性に優れる。また、薬液７の表面張力が小さくなるので、採血管容器６の内周面６１に衝突した薬液７が大きく広がるようになり、広い範囲に付着させることができる。これにより、採血管の使用時に、付着した薬剤（血液処理剤）が採取した血液に広い面積で接触して敏速に溶解する。
【００５０】
水を比較的多く含んだ溶媒とした場合には、薬液７の表面張力が大きくなり、標的に衝突した薬液７を広げずに滴状とすることができ、狭い範囲に集中して薬剤を付着させることができる。
【００５１】
また、薬液７の粘度を調整することにより、標的に衝突した薬液７が広がる大きさを調節することができる。他の条件を同じくする場合、薬液７の粘度が小さい程標的上で大きく広がる。薬液７の粘度は、例えば、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）のような粘度調節剤を用いて調節することができる。
【００５２】
薬液７の濃度は、薬剤の用途、種類により適宜決定される。薬液７の濃度と噴射量とによって、付着する薬剤の絶対量が決定される。したがって、同量の薬剤を付着させる場合に、薬液７の濃度を低くして噴射量を多くすると、広い面積に付着させることができ、逆に、薬液７の濃度を高くして噴射量を少なくすると、狭い範囲に付着させることができる。
【００５３】
［２］ ノズル５を吐出チューブ１３から取り外し、代わりにシリンジ（図示せず）等を取付けて薬液を吸い込み、ポンプ室３の内部に薬液７を満たす（圧電ポンプ２へのプライミング操作）。その後、ノズル５を元通りに取付ける。
【００５４】
［３］ コントローラー１１を操作して、印加電圧、パルス幅、立ち上がり時間をそれぞれ設定する。主に印加電圧および立ち上がり時間の設定を変更することで、線速を調節することができる。また、主に印加電圧およびパルス幅の設定を変更することで、噴射量を調節することができる。
【００５５】
［４］ コントローラー１１から［３］で設定したパルス状の駆動電圧を発生させ、圧電アクチュエータ２１に電圧を印加する。圧電アクチュエータ２１は、電圧を印加されて伸長し、レバー２２、ロッド２５を介して円板部４２を押圧する。これにより、ダイアフラム４がポンプ室３側に突出するように変形し、ポンプ室３の容積が減少する。
【００５６】
［５］ ポンプ室３の容積が減少すると、ポンプ室３に満ちていた薬液７は、吸入側逆止弁３５を通過せず、吐出側逆止弁３６のみを通過して吐出流路３２に吐出（送液）される。すると、吐出流路３２、吐出チューブ１３、ノズル５のそれぞれの内部にあった薬液７が順次送液され、ノズル先端５１から薬液７が線状をなして噴射される。
【００５７】
この際、圧電アクチュエータ２１が敏速に伸長し、高速に送液するので、瞬間的に噴射することができ、迅速な塗布が可能である。
【００５８】
また、薬液７を液状のまま線状に一方向に噴射するので、薬液７を正確に標的に衝突させることができ、設定した位置に正確に付着させることができる。
【００５９】
線速は、０．００５〜５ｍ／ｓであるのが好ましく、０．１〜１ｍ／ｓであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７が直線状に飛行するので、より正確に標的に衝突させることができる。また、衝突した薬液７が跳ね返って飛び散ることもない。また、噴射量等の他の条件を同じくする場合に、線速が大きい程、薬液７が大きく広がるので、線速の設定により薬液７が広がる大きさを調節することができる。
【００６０】
噴射され、線状をなしている薬液７の長さ（以下、「線長」と言う。）は、０．１〜５００ｍｍであるのが好ましく、１〜１０ｍｍであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。また、線長は、線径と噴射量との設定を変えることにより、調節することができる。
【００６１】
線径は、０．１〜２ｍｍであるのが好ましく、０．２〜１ｍｍであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。
【００６２】
噴射量は、薬剤の用途、種類に応じて適宜決定されるが、前記血液処理剤の場合、０．１〜１００μｌであるのが好ましく、１〜１０μｌであるのがより好ましい。このような範囲内であると、噴射された薬液７の直進性がより高くなり、また、薬液７が拡散することをより確実に防止することができる。さらに、薬液７をより均一に付着させることができ、薄く付着させることもより容易となる。
【００６３】
［６］ ノズル５から斜め下方向に噴射された薬液７は、開口６２から採血管容器６の内部に進入して、内周面６１上の衝突中心位置７０に斜め方向から衝突し、衝突中心位置７０の周囲に一定の範囲に広がって付着する。このとき、衝突した薬液７が下方へ進行する勢いをもっているので、下方への広がりが大きい（図３参照）。
【００６４】
この際、噴射された薬液７は、設定した位置（衝突中心位置７０）に正確に衝突する。したがって、噴射した薬液７が拡散して目的以外の部分にまで付着することがなく、噴射量のほぼ全量を設定した領域に付着させることができ、正確な量の薬剤を付着させることができる。
【００６５】
また、噴射された薬液７の飛距離が大きいので、ノズル５を標的に接近させる必要がない。さらに、薬液７の表面張力を小さく設定した場合や噴射量を多く設定した場合には、付着した薬液７が下方向に広がる距離をより長くすることができる。したがって、ノズル５を採血管容器６の内部に挿入することなく、薬剤を採血管容器６の内周面６１に広く、また奥の部分まで付着させることができる。これにより、ノズル５を採血管容器６の内部に挿入するためにノズル５を採血管容器６に対し相対的に移動する動作およびそのための機構が不要であり、効率よく、かつ、簡単な装置で薬剤を付着させることができる。
【００６６】
また、ノズル５を挿入する必要がないことと噴射に要する時間が極めて短いことから、採血管を製造ラインで量産する場合に、次のような利点がある。それは、コンベア等の搬送装置によって次々と搬送されてくる採血管容器６に対して順次薬剤を付着させる工程において、採血管容器６を一旦停止する必要がなく、移動を続けたままノズル５との位置関係が適当になるタイミングに合わせて薬液７を噴射して付着させられることである。このため非常に効率よく迅速に付着させることができ、装置の簡素化も図れる。
【００６７】
また、本発明の薬剤付着方法により薬剤を付着させた部分は、噴霧により薬剤を付着させた場合と比べて光透過率を高くすることが可能である。これは、噴霧による方法では、微小な粒径の液滴を付着させるので、付着面が光を散乱するのに対し、本発明の方法では、薬液７が膜状に付着するので付着面での光の散乱が小さいためである。したがって、採血管容器６の内周面６１に薬剤が付着していても、内部の視認性を高くすることが可能である。
【００６８】
［７］ 薬液７を付着させた後、必要に応じて、乾燥させる。乾燥は、自然乾燥や風乾でもよく、温風乾燥でもよい。
【００６９】
図４は、以上説明した薬剤付着方法と同様の方法で薬剤を付着させたシリンジを示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図４中の上側を「基端」、下側を「先端」と言う。
【００７０】
図４に示すシリンジ８は、ほぼ筒状をなし、基端に開放端８１、先端に突出部８２を有する。突出部８２の先端には、先端開口８３が形成されている。
【００７１】
薬剤７１は、シリンジ８の内周面８４の先端寄りに付着している。ノズル５の向きを調節することにより、このように、薬剤７１をシリンジの奥に付着させることができる。
【００７２】
シリンジ８は、薬剤７１を付着させた後に、開放端８１からガスケット付プランジャ（図示せず）が挿入されて使用される。突出部８２には、注射針、チューブ類、コネクタ、カテーテル等を接続することができる。
【００７３】
以上、本発明の薬剤付着方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７４】
標的とする対象物は、採血管容器やシリンジに限らず、例えば、毛細管（キャピラリー）、バッグ、ボトル、チューブ類、カテーテル、ドリップチャンバー、あるいは、フィルター、ダイアライザー、人工肺、熱交換器、カーディオトミーリザーバおよびそれらのハウジング内面、シャーレ、多穴プレート等でもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、薬液を線状にして所定の方向に指向性を持たせて噴射し、設定した位置に正確に薬液を衝突させるので、付着させる位置を容易かつ正確に調整することができる。
【００７６】
また、薬液の噴射量、粘度、線速、溶媒の種類や濃度等を適宜設定することで、薬剤の付着量や付着領域を自由に調節することができる。
【００７７】
また、噴射した薬液のほぼ全量を付着領域に付着させることができるので、正確な量の薬剤を付着させることができ、薬剤の無駄もない。
【００７８】
さらに、効率よく迅速に付着させることができ、連続的な噴射にも有利であるとともに、実施する際に用いる装置の簡素化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬剤付着方法の実施に用いられる薬剤付着装置の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示す薬剤付着装置の圧電ポンプの内部構造を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の薬剤付着方法により内周面に薬剤を付着させた採血管容器の縦断面図である。
【図４】本発明の薬剤付着方法により内周面に薬剤を付着させたシリンジの縦断面図である。
【符号の説明】
１ 薬剤付着装置
２ 圧電ポンプ
２１ 圧電アクチュエータ
２２ レバー
２３ バネ
２４ ケース
２５ ロッド
２６ 導線
３ ポンプ室
３１ 吸入流路
３２ 吐出流路
３３ 吸入口
３４ 吐出口
３５ 吸入側逆止弁
３６ 吐出側逆止弁
４ ダイアフラム
４１ 膜部
４２ 円板部
５ ノズル
５１ ノズル先端
６ 採血管容器
６１ 内周面
６２ 開口
７ 薬液
７０ 衝突中心位置
７１ 付着した薬剤
８ シリンジ
８１ 開放端
８２ 突出部
８３ 先端開口
８４ 内周面
１０ 貯留部
１１ コントローラー
１２ 吸入チューブ
１３ 吐出チューブ
１４ 支持部材
Claims (10)
- 貯留された薬液を圧電ポンプの作動により送液し、前記送液された薬液をノズルから線状をなすように標的に向けて噴射し、その噴射された薬液を前記標的に衝突させて付着させる薬剤付着方法であって、
前記圧電ポンプは、吸入口と吐出口とを備えたポンプ室と、前記吸入口に接続された吸入流路と、前記吐出口に接続された吐出流路と、前記吸入流路と前記吐出流路との少なくとも一方に設けられた逆止弁と、前記ポンプ室の容積を増減するダイアフラムと、前記ダイアフラムを駆動する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの変位を拡大してダイアフラムに伝達する変位拡大機構と、前記ダイアフラムを前記ポンプ室の容積が増大する方向に付勢する付勢部材とを有するものであることを特徴とする薬剤付着方法。 - 前記標的は、筒状容器の内壁である請求項１に記載の薬剤付着方法。
- 前記筒状容器の内部に前記ノズルを挿入することなく前記薬液を噴射する請求項２に記載の薬剤付着方法。
- 前記薬液は、前記内壁に対し傾斜した方向から噴射される請求項２または３に記載の薬剤付着方法。
- 前記噴射された薬液の速さが０．００５〜５ｍ／ｓである請求項１ないし４のいずれかに記載の薬剤付着方法。
- 前記噴射され線状をなす薬液の長さが０．１〜５００ｍｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の薬剤付着方法。
- 前記噴射され線状をなす薬液の平均直径が０．１〜２ｍｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の薬剤付着方法。
- １個の前記ノズルから１回に噴射される前記薬液の量が０．１〜１００μｌである請求項１ないし７のいずれかに記載の薬剤付着方法。
- 前記標的に衝突させた薬液を乾燥させる工程を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の薬剤付着方法。
- 前記薬剤は、血液凝固促進剤、血液抗凝固剤、解糖阻止剤等の血液処理剤である請求項１ないし９のいずれかに記載の薬剤付着方法。
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