JP4780034B2

JP4780034B2 - 針無注射器

Info

Publication number: JP4780034B2
Application number: JP2007132298A
Authority: JP
Inventors: 晴英宇田川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: JP2008284177A

Description

本発明はノズルの噴射孔から吸入した一定量の薬液、または、あらかじめノズル内に充填されている薬液をジェット噴射させて注射を行なう針無注射器に関する。

針無注射器はその先端部の噴射孔から一定量吸入したノズル内の薬液、またはあらかじめノズル内に充填されている薬液をピストンで押し出し、噴射孔からジェット噴射することにより、薬液を患者（人間以外の動物も含む）に注入する注射器である。すなわち、針無注射器による注射は注射針を使用しないため、針刺し事故の防止、先端恐怖症の患者に使用が容易等の利点があり、例えば糖尿病患者自身が日常的にインシュリンを自己注射する場合にも用いられている。また、遺伝子薬の導入等にも使用され、針有り注射器と比べて薬効が高い等の発表もされている。

従来の針無注射器においては、一般に図７に示すような構造のノズル３１内のピストン３２を圧縮バネ３３を動力源として高速前進させるタイプのものが多用されている（特許文献１参照。）。この針無注射器は噴射孔３１ａを有するノズル３１が組み込まれた第１（前側）グリップ３４と、ピストン３２を連結したピストンロッド３５をラッチまたは解除するラッチ機構３６とラッチを解除して注射を行なう注射ボタン３７を組み込んだ第２（後側）グリップ３８をネジ部３９で螺合させて構成されている。前記ピストンロッド３５の前方部にはネジ部４０が設けられ圧縮力を調節して薬液の噴射力を調節するためのナット４１が螺合され、さらにその先端にはフランジリング４２が一体的に固定され、前記ナット４１と第２（後側）グリップ３８の後方内壁間にピストンロッド３５を通して圧縮バネ３３が取り付けられている。

上記針無注射器の第２（後側）グリップ３８を回転して前進させると、ラッチ機構３６はピストンロッド３５をラッチして圧縮バネ３３を圧縮し、この圧縮力によりピストンロッド３５に前進方向の運動力が付勢される。この状態で薬液バイアル（図示省略）にノズル３１を接触させて第２（後側）グリップ３８を後退させて薬液を吸入する。そして注射部位にノズル３１を押し当てたままで注射ボタン３７を押してピストンロッド３５のラッチを解除すると、圧縮バネ３３は伸張してピストン３２が前進し薬液が注射される。

また、針無注射器として、圧縮バネを圧縮してピストンを駆動する代わりに、高圧ガスを利用してピストンを押圧して駆動する針無圧力注射器も多用されている。従来の高圧ガス式の針無圧力注射器では、通常炭酸ガスなどを高圧下で小形ボンベなどに封入して第２グリップに内蔵し、そこから薬液を加圧するために充分なガス圧を取り出す方法を用いている（特許文献２参照。）。
特開２００３−７９７２５号公報特開２００５−２６１８５５号公報

従来の針無注射器は上記のように構成されているが、圧縮バネを使用する場合は注射を行なう都度圧縮バネを圧縮する操作を必要とし面倒である。また、圧縮バネを圧縮しておくラッチ機構が複雑であり、製作の手間やコストがかかるとともに、圧縮バネでも噴射力の調整はできるがその調整範囲が狭いという問題があった。さらに圧縮バネの力を解放する際、ラッチ機構から大きな衝撃音が発生し使用者や患者を驚かせるという問題がある。また、上記のような小形ボンベを使用した針無圧力注射器では、注射の都度、薬液を加圧するために所定量のガスを使い切ることになり、高圧ガス源の確保または補充に労を要するという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で操作が容易で衝撃音が小さく、ガス供給が容易な針無注射器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の針無注射器は、薬液をガス圧により付勢されたピストンで押圧して噴射孔からジェット噴射させて皮下注射を行なう針無注射器において、
前記薬液を噴射するノズルを有する第１グリップと、前記第１グリップに螺合し、前後に連通する連通孔を有する隔壁が形成され前記ノズル側内方にシリンダを有するとともに、隔壁を挟んで他方に蓋部材を螺着してガスチャンバーが形成された第２グリップと、前記連通孔を開閉する連通孔開閉手段と、前記ガスチャンバーに高圧ガスを供給する高圧ガス供給手段と、前記ピストンに接続され、前記連通孔から供給される高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動する受圧ピストンと、前記シリンダ内において、前記受圧ピストンと前記第１グリップで形成される空間と連通する第１流路と、前記ガスチャンバーに連通する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の連通、ならびに前記第１流路の大気開放と前記第２流路の閉鎖、および前記第１流路の閉鎖と前記第２流路の大気開放の３つの状態を切り替え可能とする流路切換手段とを備えたものである。

さらに、前記連通孔開閉手段は、前記蓋部材外面上に設けられる支点形成部材と支点に係着されるレバーからなる注射ボタンと、蓋部材に形成される貫通孔を貫通し、前端に前記連通孔を開閉する開閉部位を形成し、後端を前記レバーに係着する連通孔開閉ロッドと、前記連通孔開閉ロッドに巻設され該連通開閉ロッドに前進方向の付勢力を与えるスプリングと、前記貫通孔と連通孔開閉ロッド間をシールするために貫通孔に嵌合されるシール部材と、前記連通孔と開閉部位間をシールするために開閉部位に貼着されるシール部材から構成されている。

前記流路切換手段は、前記第１流路と第２流路に連結され、第１流路に連結する第１外周溝と第２流路に連結する第２外周溝が形成された連結部材と、前記第１外周溝と第２外周溝を連結する流路が形成され、前記連結部材に嵌合してスライドさせることにより、前記第１流路と前記第２流路の連通、ならびに前記第１流路の大気開放と前記第２流路の閉鎖、および前記第１流路の閉鎖と前記第２流路の大気開放の３つの状態を切り替える流量切換スイッチから構成されている。

前記高圧ガス供給手段は、高圧ガス源からの高圧ガスの圧力を注射部位に対応してあらかじめ設定された圧力に制御する手動圧力制御弁と、制御された高圧ガスの供給をオンオフするストップ弁と、前記蓋部材に設けられる継ぎ手を備えている。

本針無注射器は、高圧ガスを薬液噴射・吸入の動力として用いているので、従来のバネ圧縮方式の針無注射器のようなバネを圧縮しピストンロッドをラッチする複雑な機構や操作を必要とせず、バネ圧縮方式と比べて部品点数が少なく済むので安価で製作でき、圧縮バネの保持機構がないので発射時の音が静かになる。高圧ガスの供給を注射ボタンにより開閉するだけで注射ができる。
また、外部から供給される高圧ガスを動力源として用いるので、ガス圧を変えるだけで噴射力を変えることができ、噴射力の調整範囲が広く取れ、広い用途に用いることができる。
さらに、本針無注射器は、薬液吸入も高圧ガスを動力として行なえるので、注射の都度前側、後側グリップを操作して圧縮バネを圧縮し薬液を吸入する操作が省略され、同じ薬液量を繰り返し注射する場合に労力が省け非常に便利である。

本発明の針無注射器の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施例による針無注射器１の縦断断面図とその動力源の構成図である。
本針無注射器１は薬液を吸入し、この薬液を噴射する噴射孔２ａと吸入した薬液を貯留しておく中空孔２ｂを形成したノズル２を先端部に螺着するとともに軸方向の中間付近の外周面におねじ３ａを形成し、後寄りの外周面と内周面に高圧ガスシール用のパッキン３Ａ、３Ｂを嵌合する溝３ｂ、３ｃを形成した第１グリップ３と、該第１グリップ３と螺合するためのめねじ４ａを先端内周面に形成するとともに後寄りにガス連通孔４ｂを貫通させた隔壁４ｃとその前後に外部と通じる流路４ｄ、４ｆを形成し、隔壁４ｃの前部をシリンダ４ｇとして使用し、後部に蓋部材として用いるチャンバー蓋５をネジ部２５で螺着して高圧ガスを貯留するガスチャンバー６を配設した第２グリップ４と、前記シリンダ４ｇ内を前記ガスチャンバー６から供給される高圧ガスをシールしながら前後に移動するパッキン７を嵌着した受圧ピストン８と薬液を押圧するピストン９をピストンロッド１０で連結してなる薬液押圧具１１と、前記流路４ｄ、４ｆに連結してその流路の開閉と連結を行なう流路切替器１２から構成されている。

前記流路切替器１２は、軸方向の流路と外周溝を連結した流路１２ａ、１２ｂを形成した連結用部材１２Ａと、前記流路４ｄと流路１２ａを連結する継ぎ手１２Ｂと、前記流路４ｆと流路１２ｂを連結する継ぎ手１２Ｃと、前記連結用部材１２Ａ上を第２グリップ４上のラッチ４Ａを押し込みながらスライドさせて中心、前後位置に移動することにより前記流路１２ａと流路１２ｂの連結、流路１２ａまたは１２ｂの開閉を行なう流路切替スイッチ１２Ｄから構成されている。

前記流路切替スイッチ１２Ｄが中間位置にあるときは、シリンダ４ｇとガスチャンバー６は流路４ｄ、１２ａ、流路切替スイッチ１２Ｄ、流路１２ｂ、４ｆを介して連通し、前方位置にあるときは、ガスチャンバー６は流路４ｆ、１２ｂを介して大気に開放され、流路１２ａは流路切替スイッチ１２Ｄにより閉鎖される。また、流路切替スイッチ１２Ｄが後方位置にあるときは、シリンダ４ｇは流路４ｄ、１２ａを介して大気に開放され、流路１２ｂは流路切替スイッチ１２Ｄにより閉鎖される。

前記チャンバー蓋５の後部には、手動圧力調節弁１９と出口圧力計２０を備えたガスボンベ２１をストップ弁２２に接続するとともに、このストップ弁２２に接続され高圧ガスを送出する高圧ガスチューブ２３を接続する継ぎ手１３と、薬液噴射を開始するための注射ボタン１４とこの注射ボタン１４の回転動作の支点１８ａを形成する支点形成部材１８が固定されている。

また、チャンバー蓋５はその中心軸上には前記ガス連通孔４ｂを開閉するための連通孔開閉ロッド１５を貫通させ、その外部に突出した部分を前記注射ボタン１４に係着させ、先端部分に段付円形部１５ａを形成し、その前面に円板形のガスケット１６を固着させている。そして前記連通孔開閉ロッド１５とチャンバー蓋５の貫通孔との隙間から高圧ガスが外部に漏れるのを防止するためにチャンバー蓋５の貫通部内壁にロッドシール用ガスケット１７を嵌合させている。また前記連通孔開閉ロッド１５には、先端側段付円形部１５ａとチャンバー蓋５の内壁間に圧縮バネ１５Ａが介設されている。前記注射ボタン１４が押されていない状態では前記圧縮バネ１５Ａの前方への付勢力によって前記連通孔開閉ロッド１５を前方に押し込みガス連通孔４ｂを閉じており、注射ボタン１４の下部を押すと支点１８ａを介して連通孔開閉ロッド１５に後方向きの力が加わり、連通孔開閉ロッド１５は後方に移動し、ガス連通孔４ｂが開かれる。

上記針無注射器１により薬液の吸入、噴射を行なう操作手順とこの操作に伴う各部の動作を図２〜図６の針無注射器１の動作説明図を参照しながら以下に説明する。なお各図において図１と同一の符号で示す部品は、図１と同一の機能を有するものであり詳細な説明は省略する。図２に示すストップ弁２２を閉じ、出口圧力計２０が所定の注射圧力になるように手動圧力調節弁１９を調節する。次に針無注射器１の流路切替スイッチ１２Ｄを後側に移動し、ガスチャンバー６に連結される流路１２ｂを閉じる。この針無注射器１のノズル２の先端に図３に示すような薬液バイアル２４を装着した後、第２グリップ４を把持して固定した状態で第１グリップ３を目盛り３ｄの所定の薬液量の位置まで回転前進させる。この時、受圧ピストン８はパッキン７のシリンダ４ｇ内壁への密着と、前進に対する受圧ピストン８後部での負圧発生による後方への付勢力により受圧ピストン８は移動せず、図３に示すようにノズル２の中空孔２ｂに空間ができ薬液バイアル２４内の薬液が貯留される。そして薬液バイアル２４をノズル２から取り外し、ストップ弁２２を開きガスチャンバー６内に高圧ガスを供給して注射準備が完了する。

上記針無注射器１の先端を注射部位に押し当てて注射ボタン１４を押すと、図４に示すように、連通孔開閉ロッド１５が後退してガス連通孔４ｂが開き、ガスチャンバー６内の高圧ガスがガス連通孔４ｂを通って受圧ピストン８を押圧し、シリンダ４ｇ内の空気が流路４ｄを介して、大気中に排出されるため、ピストン９およびピストンロッド１０は受圧ピストン８と連動してスムーズに高速で前進し、ノズル２内の薬液を押圧し、薬液は噴射孔２ａより高速でジェット噴射され注射部位に注入される。噴射が終了し注射ボタン１４を離しても、ガスチャンバー６内は高圧のままなので、注射ボタン１４は押された状態を維持する。

上記針無注射器１で同じ量の薬液を吸入して繰り返し注射を行なう場合、最初の注射を行なった後、図５に示すように流路切替スイッチ１２Ｄを中間位置に移動させる。これにより流路切替器１２内の流路１２ａ、１２ｂが連通し、高圧ガスが第２グリップ４の流路４ｄを介して受圧ピストン８の前部にも充填される。この状態でストップ弁２２を閉じ、図６に示すように薬液バイアル２４をノズル２に装着し、流路切替スイッチ１２Ｄを前側に移動すると、受圧ピストン８の後部の高圧ガスは流路４ｆから外部に放出される。これにより受圧ピストン８は前部の高圧ガスで押圧されて後方へ移動し、ノズル２の中空孔２ｂに空間ができ薬液バイアル２４内の薬液がそこに貯留される。ガスチャンバー６内は大気圧になり、注射ボタン１４、連通孔開閉ロッド１５、先端側段付円形部１５ａ、ガスケット１６は圧縮バネ１５Ａの前方への付勢力により、ガス連通孔４ｂを閉じた状態に戻る。その後、流路切替スイッチ１２Ｄを後方位置へセットすれば、図３の状態となるので、続けて同量の注射を行なうことができる。

また前回注射時と異なる薬液量を注射する場合は、前述の図３の状態にした後、前回より多い量の注射を行なう場合は、薬液バイアル２４を装着したままで、第２グリップ４を把持して固定した状態で第１グリップ３を目盛り３ｄの所定の薬液量の位置まで回転前進させる。前回より少ない量の注射を行なう場合は、薬液バイアル２４を取り外した後、第１グリップ３を回転後進させて必要な薬液目盛り位置に合わせる。ノズル２の噴射孔２ａから余分な薬液があふれてくるが、脱脂綿などで拭き取ればよい。これらの薬液量の調整作業はストップ弁２２が開閉どちらの状態で行っても良い。そして前述の図４、図５、図６に基づく手順で薬液の吸入、噴射を実行する。

本針無注射器は、実施例に限定されるものではなく、例えばガスボンベ２１からの高圧ガスの種類は窒素ガスが望ましいが他の種類のガスでも使用することができる。またガスボンベ２１の代わりにエアーコンプレッサによる圧縮空気を動力源として使用することができる。またノズル２は第１グリップ３に着脱可能に螺合されているが、樹脂成型等により第１グリップ３と一体化したものを使用してもよい。この場合ノズル交換は第１グリップ３ごと使い捨てとして交換されるのでより衛生的な針無注射器として使用することができる。

高圧ガスを動力源として、ノズルの噴射孔から一定量の薬液を吸入し、噴射させて注射を行なう針無注射器に利用される。

本発明の実施例による針無注射器の縦断断面図とその動力源の構成図である。使用前の針無注射器の動作説明図である。薬液吸入時の針無注射器の動作説明図である。薬液噴射時の針無注射器の動作説明図である。薬液噴射後に高圧ガスによる薬液吸入準備を行なう針無注射器の動作説明図である。高圧ガスによる薬液吸入時の針無注射器の動作説明図である。従来の針無注射器の構成例を示す縦断断面図である。

符号の説明

１針無注射器
２ノズル
２ａ噴射孔
２ｂ中空孔
３第１グリップ
３ａおねじ
３ｂ溝
３ｃ溝
３ｄ目盛り
３Ａパッキン
３Ｂパッキン
４第２グリップ
４Ａラッチ
４ａめねじ
４ｂガス連通孔
４ｃ隔壁
４ｄ流路
４ｆ流路
４ｇシリンダ
５チャンバー蓋
６ガスチャンバー
７パッキン
８受圧ピストン
９ピストン
１０ピストンロッド
１１薬液押圧具
１２流路切替器
１２Ａ連結用部材
１２Ｂ継ぎ手
１２Ｃ継ぎ手
１２Ｄ流路切替スイッチ
１２ａ流路
１２ｂ流路
１３継ぎ手
１４注射ボタン
１５連通孔開閉ロッド
１５Ａ圧縮バネ
１５ａ段付円形部
１６ガスケット
１７ロッドシール用ガスケット
１８支点形成部材
１８ａ支点
１９手動圧力調節弁
２０出口圧力計
２１ガスボンベ
２２ストップ弁
２３高圧ガスチューブ
２４薬液バイアル
２５ネジ部
３１ノズル
３１ａ噴射孔
３２ピストン
３３圧縮バネ
３４第１（前側）グリップ
３５ピストンロッド
３６ラッチ機構
３７注射ボタン
３８第２（後側）グリップ
３９ネジ部
４０ネジ部
４１ナット
４２フランジリング

Claims

薬液をガス圧により付勢されたピストンで押圧して噴射孔からジェット噴射させて皮下注射を行なう針無注射器において、前記薬液を噴射するノズルを有する第１グリップと、前記第１グリップに螺合し、前後に連通する連通孔を有する隔壁が形成され前記ノズル側内方にシリンダを有するとともに、隔壁を挟んで他方に蓋部材を螺着してガスチャンバーが形成された第２グリップと、前記連通孔を開閉する連通孔開閉手段と、前記ガスチャンバーに高圧ガスを供給する高圧ガス供給手段と、前記ピストンに接続され、前記連通孔から供給される高圧ガスを受けて前記シリンダ内を摺動する受圧ピストンと、前記シリンダ内において、前記受圧ピストンと前記第１グリップで形成される空間と連通する第１流路と、前記ガスチャンバーに連通する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の連通、ならびに前記第１流路の大気開放と前記第２流路の閉鎖、及び前記第１流路の閉鎖と前記第２流路の大気開放の３つの状態を切り替え可能とする流路切換手段とを備えたことを特徴とする針無注射器。
前記連通孔開閉手段は、前記蓋部材外面上に設けられる支点形成部材と支点に係着されるレバーからなる注射ボタンと、蓋部材に形成される貫通孔を貫通し、前端に前記連通孔を開閉する開閉部位を形成し、後端を前記レバーに係着する連通孔開閉ロッドと、前記連通孔開閉ロッドに巻設され該連通開閉ロッドに前進方向の付勢力を与えるスプリングと、前記貫通孔と連通孔開閉ロッド間をシールするために貫通孔に嵌合されるシール部材と、前記連通孔と開閉部位間をシールするために開閉部位に貼着されるシール部材から構成されていることを特徴とする請求項１記載の針無注射器。
前記流路切換手段は、前記第１流路と第２流路に連結され、第１流路に連結する第１外周溝と第２流路に連結する第２外周溝が形成された連結部材と、前記第１外周溝と第２外周溝を連結する流路が形成され、前記連結部材に嵌合してスライドさせることにより、前記第１流路と前記第２流路の連通、ならびに前記第１流路の大気開放と前記第２流路の閉鎖、及び前記第１流路の閉鎖と前記第２流路の大気開放の３つの状態を切り替える流量切換スイッチから構成されていることを特徴とする請求項１記載の針無注射器。
前記高圧ガス供給手段は、高圧ガス源からの高圧ガスの圧力を注射部位に対応してあらかじめ設定された圧力に制御する手動圧力制御弁と、制御された高圧ガスの供給をオンオフするストップ弁と、前記蓋部材に設けられる継ぎ手を備えていることを特徴とする請求項１記載の針無注射器。