JPH08503160A - 注射装置の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 注射カートリッジ用の注射装置で使用するためのピストンロッド装置が所定長さ部分に沿って単一または複数のねじ山（３）を備え、この所定長さ後に、ねじ山（３）が各ねじ毎に長手方向溝（５）に変換し、ピストンロッドの回転運動が前記所定長さ後に軸線方向移動に変わるようになっている。ねじ山（３）はピストンロッド（１）の表面における１つまたはそれ以上のねじ溝として形成してあり、前記溝（３）が所定長さ後に長手方向の溝（５）に方向転換する。ナット要素（６）がねじ山（３）と協動し、その協動装置が各ねじ山毎に少なくとも１つの半径方向内向きの突起（１０）からなり、この突起（１０）が前記ねじ山（３）を形成する溝によってピストンロッド（１）を案内する。

Description

【発明の詳細な説明】 注射装置の改良 本発明は注射によって薬液を投与する注射装置の改良に関する。一層詳しくは、 本発明は注射カートリッジ用注射装置、特に、多室式注射カートリッジ用注射装 置の改良に関する。またさらに詳しくは、本発明は注射カーリッジを使用する注 射装置で使用するためのピストンロッドにおける新規な装置に関する。 注射カーリッジを使用する注射装置は長い間にわたって知られており、取り扱 いが容易であること、および注射しようとする薬液の汚染のリスクが少ないとい う点で評価されてきた。注射カートリッジは、本質的には、注射用薬液を充填し た円筒として形成されている。円筒の前端は閉鎖体でシールしてあり、薬液を注 射しようとするときにこの閉鎖体を出口導管、たとえば、注射針で剌し貫くこと ができる。カートリッジの後端はピストンでシールしてあり、このピストンはピ ストンロッドを作用させることによって前方に押圧することができる。次にこの ピストンが出口導管を通してカーリッジから薬液を放出することになる。カート リッジは、通常、ホルダ装置内に配置してあり、このホルダ装置は前記ピストン に作用するピストンロッドを包含する。ホルダ装置は、また、注射しようとする 薬液の所定量の一回分あるいはそれ以上の回数分を設定し、給送する機構も包含 することができる。 この注射カートリッジをさらに発展させたものとして、いわゆる多室式カート リッジがある。このカートリッジは、すぐ使用できる状態で長期にわたると安定 性を欠く注射薬液の場合に使用することを意図しており、前室と後室とに分けら れており、これらの室は中 間の可動壁によって隔離されている。前室は、通常、注射薬液の固体成分を収容 し、後室は注射薬液の液体成分を収容する。カートリッジの適当な位置で、バイ パス連絡部がカートリッジの内壁面に設けてあり、液体成分が中間壁のまわりを 流れてバイパスし、固体成分と混じり合えるようになっている。 ２つの成分の混合を行うときは、ピストンロッドによってピストンに圧力を加 え、それを前方に押圧する。この圧力は後室内の液体を通して伝わり、中間の可 動壁も前方に押圧される。中間壁が所定距離だけ前方に移動すると、バイパス連 絡部のところに至り、液体成分が中間壁をバイパスして前室に流入することが可 能となる。ピストンがさらに前方へ移動すると、液体成分を前室内へ流入させ、 すべての液体が前室に移送されることになる。このとき、ピストンの前面が中間 壁の後面で留まる。こうして、液体成分が固体成分と混じり合って固体成分を溶 解させたり、液相に懸濁させたりすることになる。 ピストンにさらに前方の圧力を加えると、ピストンが中間壁と一緒に前方へ移 動し、混合済みの注射薬液を前記カートリッジの前方閉鎖体にある出口導管を通 してカートリッジの前室から放出することになる。 単室式、多室式の注射カートリッジの設計および作用は当業者には周知である から、ここでは詳しく説明しない。 複室式注射カートリッジで注射の準備をするとき、ピストンがなんら不均一な 動きなしに滑らかに変位することが重要である。さらに、ピストンと中間壁が互 いに接触したちょうどその位置で前方移動が止まり、すべての液体が前室内へ流 入していることが重要であ る。そのために、ピストンロッドにねじ山を設け、このねじ山がカートリッジ用 のホルダ装置に設けたナット要素の内ねじと協動するようにしたものが多い。こ うすると、ピストンロッドがねじの動きによって前方へ滑らかに進められ、ピス トンロッドが成分を完全に混合する正しい前方位置に到達したときにピストンロ ッドのねじ部分が終わる。この後、混合済みの注射薬液を前室から出そうとする ときに、ピストンロッドを軸線方向に直線移動で前方に移動させることができる 。このような構成はEP-A1-0 328 699で公知である。しかしながら、この公知の 構造は多数の欠点を持っており、或る種の改良が必要である。この公知装置では 、混合後にピストンが正しい位置に到達したときにピストンロッドの回転運動を 止める明確な止めがなく、使用者はピストンの停止位置についての明確な表示を 得ることができないのである。したがって、平均的な使用者は少し余分にピスト ンロッドを回転させて注射薬液を正しく確実に再組成するようにしている。これ は不便である。さらに、ピストンロッドのねじ山部分がホルダ装置のナット要素 を通過したとき、ピストンロッドのねじなしの部分とナット要素の間にかなりの 遊びが生じることになる。これは、注射薬液を投与したときにピストンロッドの 振れを生じさせ、患者に非常な不快感を与える可能性がある。 上述の欠点は本発明による改良で排除される。本発明によれば、注射カートリ ッジ用の注射装置で使用するためのピストンロッドにおける装置であって、所定 長さ後のねじ移動を長手方向の直線運動に変換するようになっており、前記ピス トンロッドの所定長さに沿って設けた単条または複条のねじ山と、このねじ山と 協動するナット要素とを包含する装置を提供する。本発明を特徴付けることは、 ピストンロッドに設けたねじ山がこのピストンロッドの表面に設けた１つまたは それ以上のねじ溝として形成してあり、所定長さ後に各ねじ山がねじ山毎に前記 表面に設けた長手方向の溝内へ方向転換し、前記ねじ山と協動するナット要素に おける装置が各ねじ山毎に少なくとも１つの内向きの半径方向突起からなり、こ の突起が前記ねじ山を形成している溝によって前記ピストンロッドを案内するよ うになっていることである。 本発明の好ましい実施例では、ピストンロッドは二重または三重のねじ山を備 える。換言すれば、そのコアに２つまたは３つのねじ溝を有し、二重または三重 のねじ山を形成している。ナット要素は、それに対応して、２つまたは３つの内 向きの半径方向突起を備え、これらの突起はナット要素の内周面に沿って均等に 配分してある。明らかなように、ピストンロッドは３つより多い、たとえば、４ つまたは５つのねじ山を備えていてもよいが、これによって重要な機能的な利点 が得られるわけではない。装置の寸法も制限要因となり得る。 別の好ましい実施例では、ピストンロッドの外径はナット要素の内径に合わせ てあり、ピストンロッドがなんら実質的な半径方向の遊びなしにナット要素内に すべり嵌合するようにしてある。 また別の好ましい実施例では、注射カートリッジは多室式注射カートリッジで ある。 図面において、第１図はナット要素と協動するねじ付き部分を備えた、本発明 によるピストンロッドを示す。第２図は軸線方向移動できるように協動するピス トンロッドとナット要素を示す。第３図はピストンロッドのねじ付き部分と協動 するナット要素の拡大部分 図を示す。第４図は第２図のIV−IVに沿った断面図である。第５図はカートリッ ジの注射準備を整える前の注射装置内に配置した本発明によるピストンロッドお よびナット要素を示す。第６図は注射の準備が整ったときの注射カートリッジ内 に配置された本発明によるピストンロッドおよびナット要素を示す。これら図の すべてにおいて、同様の部分は同じ参照符号を持つ。 第１図において、ピストンロッド１はヘッド２を有し、このヘッドの縁は握り 易いように刻みが設けてあってもよい。握りに便利なように他の手段、たとえば 、横棒を同時にあるいは代わりに設けてもよい。ヘッド２とは反対側の部分に、 ピストンロッド１はねじ山３を有し、このねじ山はロッドに設けた１つまたはそ れ以上のねじ溝からなる。このことは、ねじ山の頂点がピストンロッド１のねじ なし部分４と同じ直径を有することを意味する。ピストンロッド１のねじ付き端 ５から所定距離のところで、各ねじ山３はピストンロッド１の長手方向に延びる 溝５内へ方向転換する。この長手方向溝５はねじ山（単数または複数）３を形成 している溝と同じサイズであり、所定の距離にわたって、好ましくは、ヘッド２ まで延びている。 ピストンロッド１の溝はナット要素６と協動する。このナット要素はねじ付き 端５の方向に向いている開口端を備えたキャップような形状であってもよい。キ ャップの内壁は注射装置の後端にある対応するねじ山に取り付けるためのねじ山 ７を備えていてもよい。しかしながら、他の普通のアタッチメント装置も可能で ある。 本発明によれば、ナット要素６はそれに設けた少なくとも１つの半径方向突起 またはピン８によってピストンロッド１のねじ山３お よび溝５と協動する。このピン８はナット要素６の内壁９から突出し、その突出 端１０はねじ山３およびそれに続く長手方向溝５の形状と一致するような形状と なっている。したがって、ピン８はねじ山３および長手方向溝５のための案内の 役目をし、その結果、ピストンロッド１の動きも案内する。突起８は、図示した ようにナット要素６の壁を貫いて延びるピンによって形成してもよいし、あるい は、ナット要素６と一体で、その内壁面９から突出するものであってもよい。 好ましい実施例において、ねじ山３は２つまたは３つの溝からなり、二重また は三重のねじ山を形成している。この場合、各溝に対してナット要素６に１つの ピン８を設ける。また、各溝に２つまたはそれ以上の案内ピン８を設け、ピスト ンロッド１の案内をより確実にすることができる。 ナット要素６の内壁９は、きっちりすべり嵌合できるようにピストンロッド１ の外径にぴったり一致した直径を有する。ねじ山３をピストンロッド１における １つまたはそれ以上のねじ溝とする設計により、このねじ付き部分３がナット要 素６内に位置しており、長手方向溝を有する部分がナット要素６内に位置したと きにこのぴったりした嵌合が維持できる。また、常にピストンロッドとナット要 素の間に遊びあるいは振れが生じない。このことは本発明の重要な特色である。 第２図はピストンロッド１とナット要素６の同じ組み合わせを示している。こ こでは、ピストンロッド１はナット要素６を介してねじ山３によって遠くへ前進 させられているので、ナット要素はピストンロッド１のねじのない部分のまわり に位置している。このとき、 案内ピン８の内方突出部分は長手方向溝５内に位置し、その結果、ピストンロッ ド１を長手方向に直線移動するように案内する。ピストンロッド１のねじなしの 部分４がねじ山３の頂点と同じ外径を持っているので、ピストンロッド１とナッ ト要素６の内壁との間にはなおぴったりとすべり嵌合が維持されており、振れは まったくない。これは本発明の重要な利点である。 第３図は第１図に示す配置の拡大部分断面図である。ピストンロッド１はナッ ト要素６の内側にねじ山３を位置させている。案内ピン８はねじ山３を形成する 溝内に位置した内方突出部分１０を有し、これはナット要素６を介してねじ山３ を案内する。ねじ山を形成する溝３はピストンロッド１の端から所定距離のとこ ろで長手方向溝５内へ方向転換する。この長手方向溝５はねじ山形成溝３と同じ 寸法であり、案内ピン８の突起１０が同じようにそこに嵌合するようになってい る。 ねじ山１１の頂点はピストンロッド１のねじなし部分４と同じ直径を有し、ナ ット要素６の内側にぴったりと嵌合し、その結果、ピストンロッド１の外面４、 １１とナット要素６の内面９の間にぴったりしたすべり嵌合が達成される。これ は全長にわたってピストンロッドを確実に案内することになる。 第４図は第２図のIV−IV線に沿った断面図である。ここでわかるように、３つ の半径方向の案内ピン８がナット要素６内に均等な周方向間隔で配置してある。 前記ピン８の内方に突出する端１０は３つの長手方向の溝５内に入っている。好 ましくは、長手方向溝５は台形あるいは三角形の横断面を有し、ピン８の突出端 １０は丸くなっている。このことは、前記突出端１０と溝５の壁との間に点接触 を与え、摩擦を少なくすることになる。また、ピストンロッド１はナット要素６ 内にぴったりと嵌合していることもわかるであろう。この嵌合は、ピン８で案内 されるときに、ピストンロッド１がナット要素６内を容易に摺動、回転できるよ うに十分に緩くなければならないが、ナット要素６内でピストンロッド１の振れ を生じさせないように十分に密接なものでもなければならない。 第５図は注射の準備が整う前の注射装置内に配置された本発明によるピストン ロッドおよびナット要素を示している。この注射装置は後端に外ねじ２１を備え た管状スリーブ２０を包含する。前端２２では、このスリーブは普通の方法で注 射針あるいはカニューレ２３を受けるようになっている。管状スリーブ２０内に は、複室式の注射カートリッジ２４が配置してある。このカートリッジ２４は、 注射薬液の固体成分を収容する前室２５と、同じ注射薬液の液体成分を収容する 後室２６とに分けられている。これら２つの室２５、２６は可動壁２７によって 隔離されている。この可動壁はピストンのように変位して作動することができる 。後室２６は後端のところでピストン２８によってシールされており、このピス トンはピストンロッドによって前方へ動かすことができる。前室２５の前端には 、普通の連結具が注射針２３と一緒に配置してあり、注射薬液をこの注射針を通 して放出することができる。 カートリッジ２４の内壁の所定位置にはバイパス連絡部２９が設けてある。可 動壁２７がこのバイパス連絡部２９に位置したとき、液体成分は前記可動壁２７ をバイパスして前室２５内へ流入することができる。 複室式注射カートリッジの設計および機能は普通のものであり、 ここではこれ以上詳しくは説明しない。しかしながら、カートリッジが２つより 多い室、たとえば、３つの室からなり、別々の成分を収容できるようにしてもよ いことは了解されたい。 管状スリーブ２０の後端にある外ねじ２１はナット要素６の内ねじ７と協動し 、このナット要素をピストンロッド１と共に管状スリーブに螺合できるようにな っている。出発位置において、カートリッジを注射の準備を整える前に、ピスト ンロッド１のねじ付き部分３をナット要素６内に位置させ、ピストンロッド１の 前端５をピストン２８の後面に乗せる。 第６図は注射の準備が整ったときの注射装置内に配置された本発明のピストン ロッドおよびナット要素を示している。このとき、ピストンロッド１はヘッド２ を回転させることによって前方に移動しており、ねじ山３がナット要素６の案内 ピン８によって案内されており、ピストンロッド１の前端が管状スリーブ２０お よび注射カートリッジ２４内へ進められている。ピストンロッド１の前端が次に ピストン２８に作用し、それを前方へ押圧し、この前方移動が後室２６内の液体 成分を通して伝えられ、可動壁２７も前方に移動している。この可動壁２７がバ イパス連絡部２９の位置に到達したとき、ピストン２８をさらに前方に移動させ ると、液体成分がこのバイパス連絡部を通って流れ、前室２５内の固体成分と混 じり合い、所望の注射薬液ができる。 液体成分のすべてが前室２５内へ流入した後、ピストン２８の前面が可動壁２ ７の後面で留まる。ピストン２８のこの位置において、ピストンロッド１はその ねじ付き部分３が終わるところまで前進し、ねじ山３（単数または複数）が前記 ピストンロッドのねじなし部分 ４にある１つまたはそれ以上の長手方向溝５内へ方向転換している。こうして、 それ以上の回転が不可能となり、これにより、ピストン２８が十分に前進し、注 射薬液の正しい再組成を行えたことを使用者が知ることができる。ピストンロッ ド１のねじ付き部分３の長さはこれを達成できるように注射カートリッジの寸法 に合わせてある。これで、注射装置の準備が整ったことになる。 ピストン２８にさらに前方への圧力を加えると、ピストン２８および可動壁２ ７が単一のピストンとして作用し、注射カートリッジ２４から注射針あるいはカ ニューレ２３を通して混合済みの注射薬液を放出することになる。この前方への 圧力はピストンロッド１をヘッド２によって前方に押すことによって得られる。 ピストンロッド１の前進移動は長手方向溝５内にある案内ピン８によって案内さ れる。ピストンロッド１のねじ付き部分３およびねじなし部分４が同じ直径であ り、ナット要素６の内壁面９にぴったりと嵌合するので、ピストンロッド１とナ ット要素６の間には常にぴったりしたすべり嵌合がある。ピストンロッド１はし っかりと案内され、注射薬液の注入中に振れが生じることはない。このことは従 来技術に比べて本発明の明瞭な利点である。 ここで、本発明のピストンロッドおよびナット要素と協動するように示した注 射装置はほんの一例であり、多くの他の実施態様が当業者には明らかであるとい うことは了解されたい。たとえば、注射装置が多数回分の注射薬液を設定し、計 量できる投与装置を備えていてもよい。多数のこのような投与装置は従来技術か ら知られている。 一つの実施態様として、ピストンロッドのねじ付き部分がナット 要素の内向きの突起の１つまたはそれ以上のものと協動するスナップロック機構 を包含していてもよい。このような機構はそれ自体従来公知であり、特に、一回 だけ使用し、後は廃棄してしまう使い捨て式注射装置で使用されている。このよ うなスナップロック機構では、ピストンロッドをねじから外し、新しい注射カー トリッジを挿入することはできない。これは重要な安全特徴である。 本発明によるピストンロッド・ナット要素配置の寸法は使用する多室式注射カ ートリッジの寸法に合わせなければならない。このようなカートリッジは、通常 、標準の注射装置に合うような標準の寸法で提供される。したがって、ピストン ロッドの寸法、特に、そのねじ付き部分、したがって、ナット要素の長さは本発 明およびその応用についての知識を有する当業者によって容易に決定することが できる。 また、本発明のピストンロッドおよびナット要素に適した材料の選択は当業者 にとってなんら難しいことではない。一般に、種々のプラスチック材料、たとえ ば、ポリオレフィン類、たとえば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン、また は、ハロゲン化ポリオレフィン類、たとえば、ポリ塩化ビニル、または、弗素化 ポリオレフィン類、ナイロン、ポリエステルあるいはポリカーボネートが用いら れる。案内ピンは、それがナット要素と一体でない場合には、ステンレス鋼で作 ることができる。 本発明のさらなる有利な特徴は、本発明の装置が安価な材料から簡単で費用の かからない方法で製作できるということである。ピストンロッドにおけるねじ山 および軸線方向溝の製作は普通の装置でできる。さらに、ピストンロッドを案内 するナット要素に内ねじを 作る必要はない。これにより、本注射装置を使い捨て式注射装置として用いるこ とができるようになる。 前述したように、本発明を図面に示した実施例を参照しながら説明した。ここ で、これらの実施例が発明を説明するためのものであり、なんら発明を制限する ものではないことは了解されたい。本発明の種々の修正、変更が添付の請求の範 囲内で可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．注射カートリッジ用の注射装置で使用するためのピストンロッドにおける装 置であって、所定の長さにわたって単一あるいは複数のねじ山を設けたピストン ロッドと、前記ねじ山と協動するナット要素とを包含する装置において、ピスト ンロッド上のねじ山がピストンロッドの表面に少なくとも１つの長手方向溝とし て形成してあり、所定長さ後に各溝が前記表面にある長手方向溝に方向転換し、 前記所定長さについてのピストンロッドのねじ運動が長手方向の直線運動に変換 され、ねじ山と協動するナット要素における装置が各ねじ山毎に少なくとも１つ の内向きの半径方向突起からなり、前記突起がねじ山を形成する溝によってピス トンロッドを案内することを特徴とする装置。 ２．ピストンロッドの外径がナット要素の内径に合わせてあって、ピストンロッ ドがなんら実質的な半径方向の遊びなしにナット要素内にすべり嵌合するように したことを特徴とする、請求項１記載の装置。 ３．ピストンロッドが二重のねじ山を備え、ナット要素が２つの対応する内向き の半径方向突起を備え、これらの突起が前記ナット要素の内周面に沿って均等な 間隔で配置してあることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。 ４．ピストンロッドが三重のねじ山を備え、ナット要素が３つの対応する内向き の半径方向突起を備えており、これらの突起が前記ナット要素の内周面に沿って 均等な間隔で配置してあることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。 ５．ピストンロッドの溝が台形あるいは三角形の横断面を有するこ とを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の装置。 ６．ピストンロッドのねじ付き部分にスナップロック機構が配置してあり、これ がナット要素の突起と協動することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１ つに記載の装置。 ７．注射カートリッジが多室式注射カートリッジであることを特徴とする、請求 項１から６のいずれか１つに記載の装置。