(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りを備えた液体出口を前端に、液体を溶器から該液体出口を介して押し出すためピストンのように作用する可動壁を後端に有している円筒形の液体容器から液薬を経時的に量を変えるように制御しながらデリバリーする装置で、該可動壁が大気圧によって発生される力による機械的な作用によって前方に押圧され、これにより本質的に空洞をなす第１真空スペース内へ第１ピストンを押圧する装置であって、前記第１真空スペース内への移動の初期段階において該第１ピストンに補助力を加えることにより前記可動壁に作用するため圧力スプリングからなる補助手段を設け、当該補助手段が前記真空スペースに抗して第１ピストンに作用することを特徴とする装置。
【請求項２】
絞りを備えた液体出口を前端に、液体を容器から該液体出口を介して押し出すためピストンのように作用する可動壁を後端に有している円筒形の液体容器から液薬を経時的に量を変えるように制御しながらデリバリーする装置で、該可動壁が大気圧によって発生される力による機械的な作用によって前方に押圧され、これにより本質的に空洞をなす第１真空スペース内へ第１ピストンを押圧する装置であって、前記第１真空スペース内への移動の初期段階において該第１ピストンに補助力を加えることにより前記可動壁に作用するため少なくとも１つの補助スペースからなる補助手段を設け、該補助手段内には本質的に真空が確立されておりかつ大気圧が少なくとも１つの補助ピストンに作用し、この補助ピストンが前記第１真空スペース内の前記第１ピストンに機械的に連結していることを特徴とする装置。
【請求項３】
薬液用容器を包含するデリバリー・ユニットと、第１真空スペース及び第１ピストンを包含する第１シリンダーを包含するパワー・ユニットとからなり、これら２つのユニットが同軸に組み立ててあり、組み立て時に、第１ピストンがピストンロッドによって第１シリンダ内にて後方へ押圧され、第１真空スペースが第１ピストンの前方に確立され、これにより大気圧が第１ピストンに前方駆動力を加え、この駆動力がピストンロッドによって薬液用容器の可動壁に作用してこの可動壁を前方へ押圧し、前記補助手段が第１シリンダの後端付近に配置してあり、第１ピストンの前方移動の初期段階で大気圧と協動し、かつ圧力スプリングが、第１シリンダ内において第１ピストンの背後に配置してあり第１ピストンの前方移動の初期段階においてその第１ピストンへ前向きの圧力を加えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
薬液用容器を包含するデリバリー・ユニットと、第１真空スペース及び第１ピストンを包含する第１シリンダーを包含するパワー・ユニットとからなり、これら２つのユニットが同軸に組み立ててあり、組み立て時に、第１ピストンがピストンロッドによって第１シリンダ内にて後方へ押圧され、第１真空スペースが第１ピストンの前方に確立され、これにより大気圧が第１ピストンに前方駆動力を加え、この駆動力がピストンロッドによって薬液用容器の可動壁に作用してこの可動壁を前方へ押圧し、前記補助手段が第１シリンダの後端付近に配置してあり、第１ピストンの前方移動の初期段階で大気圧と協動し、かつ第１シリンダの後端付近に少なくとも１つの第２シリンダが配置してあり、該第２シリンダー内において、第２のピストンが可動状態で配置してありかつ第１ピストンに機械的に連結してあり、その第１ピストンが後方へ移動したときに、第２ピストンも後方へ移動し、第２シリンダ内に本基的に真空をなすスペースを確立することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
第２シリンダが第１シリンダのその後端付近周りに環状に配置してあり、第２ピストンが環状にかつ第２シリンダ内に可動状態に配置してあることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第１ピストンがその前方移動中に前記補助手段によって作用される距離を調節する機構が設けてあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記機構がねじ機構であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
薬液用容器が１つまたはそれ以上の室を有する注射カートリッジであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は液体の制御されたデリバリー装置に関する。より詳しくは、本発明はデリバリーの間にデリバリー量を変えることのできる液体の制御されたデリバリー装置に関する。さらに詳しくは、本発明は非経口注射または輸液によって製剤をデリバリーする装置に関する。特に、本発明は機能するための外部動力源をなんら持たない上記のような装置に関する。
特に非経口注射または輸液による液体の制御されたデリバリー装置は公知である。このような装置は、長期間にわたって患者に薬液を投与したいときに用いる。製剤は或る適当な駆動力によって適当な溶器から押し出され、このとき、溶器から投与される薬液を受ける患者までの導管または管路内に適当な絞りを配置することによってデリバリー量を制御する。
病院では、駆動力として周知タイプの注入スタンドに容器を吊り下げることによって得られる静水頭が簡単に利用できるため、この制御デリバリーにはなんら問題はない。さらに、外部動力源、例えば、電気あるいは圧縮空気に依存する輸液ポンプが多数知られている。これらのポンプをプログラム制御して経時的に変化し得るデリバリー量を得ることもできる。
しかしながら、病院設備を利用できない場合、例えば事故あるいは急病（例えば、心臓発作）の外来治療の場合には、長期間にわたって注入または輸液を制御しながら行うときには困難が生じる。例えば、心筋梗塞の治療では、抗血栓薬、例えばストレプトキナーゼの投与を約一時間からそれ以上の長時間にわたって頻繁に行わなければならない。この場合、外部動力源に依存するプログラム制御輸液ポンプはまったく利用できない。輸液ポンプを駆動するための外部動力源になんら依存しないで長期間にわたって非経口注射剤または輸液を投与する装置が開発されている。このような装置のうちの１つの適当なものでは、可動ピストンを備えたチャンバ内に真空を生じさせる。ピストンの反対側に作用する大気圧が適当な機械的連結部（例えば、ピストンロッド）を介して真空室内へピストンを移動させる。この移動が注入ポンプまたは注射器内でピストンを作動させて前記ポンプまたは注射器から薬液を押し出し、それを患者に投与する。投与時間は投与された薬液の流路に適当な絞りを設けることによって制御される。
このような装置は多数の重要な利点を有する。公知のいかなる種類のガス発生材料を使用せずに真空に抗して作用する大気圧によって駆動力が得られるので、投与の間ずっと駆動力が一定となる。このことは、単位時間あたり一定量の薬液が投与されるということを意味する。さらに、ガスを発生する潜在的に危険な材料を取り扱わなくてもよい。また、特に好ましい実施例では、真空は輸液を投与する直前に生じさせる。これにより、真空度を低下させる漏洩によって装置が作動不能となるリスクを排除できる。
上記タイプの装置は国際特許出願PCT/SE91/00506に記載されており、それなりに良好な効果をあげている。しかしながら、これらの装置にはまだ改良する余地がある。上述したように、真空に抗してピストンに作用する圧力が一定であるために単位時間あたりに投与される薬液量はほぼ一定である。しかしながら、或る種の用途では、輸液の場合、初期段階でより多い量の薬液を投与し、後の段階で単位時間あたりより少ない一定量の薬液を投与したい場合がある。このような用途の一例としては、初期に血液細胞に結合させて不活性化し、後に遊離形態で作用させる薬剤を投与する場合がある。そのようなものとしては、例えば、組織プラスミン活性化因子（TPA）がある。また、前記の単位時間あたりより多い量が一定であったり、あるいは、時間と共に変化したりということが望まれる場合もある。この目的は本発明により達成される。
本発明によれば、円筒形の液体容器から薬液を経時変化するように制御しながらデリバリーするための装置であって、前端に絞りを有する液体出口を備え、後端に可動壁を備え、この可動壁がピストンのように作用して前記出口を通して前記容器から液体を押し出すようになっており、また、この可動壁がほぼ空である第１真空スペース内へ第１ピストンを押圧する大気圧の発生する力によって機械的作用の下に前方に押圧され、この装置は、前記第１真空スペース内への移動の初期段階で前記第１ピストンに補助力を加えることによって液体容器内で前記可動壁に作用する補助手段を設けたことを特徴とする。
本発明の第１実施例においては、前記補助手段は前記真空スペースに抗して前記第１ピストンに作用する圧力スプリングである。
本発明の第２実施例においては、前記補助手段は少なくとも１つの補助真空スペースであり、大気圧が少なくとも１つの補助ピストンに作用し、この補助ピストンが前記第１真空スペース内の前記第１ピストンに機械的に連結してある。
本発明の好ましい実施例においては、装置は２つの必須の部分、すなわち、投与しようとしている薬液を収容するデリバリー・ユニットと、デリバリーのための駆動力を供給する真空室・ピストン配置を包含するパワー・ユニットとを包含する。これら２つのユニットは互いに同軸に連結して配置してあり、一緒に組み合わせたときに、真空が生じ、大気圧がピストンに力を加え始める。この力は、ピストンロッドによって、輸液ポンプまたは注射器内のピストンに伝えられて薬液を押し出す。
本発明のまたさらに好ましい実施例においては、デリバリー・ユニットは単室式または複室式の注射カートリッジのためのホルダとして配置される。
図面において、第１図は本発明による種々のデリバリー・モードを示す図である。第２図は本発明の装置のデリバリー・ユニットを示す。第３、４図は本発明の第１実施例による組み立て済みの装置を示す。第５、６図は本発明の第２実施例による装置を示す。本発明の装置の説明において、「前部」および「前方」という表現は、薬液が前記装置からデリバリーされる方向を示している。したがって、「後部」および「後方」という表現はその反対の方向を示す。
第１図は時間の関数としての薬液のデリバリー量を示している。グラフＡ（実線）は従来技術のデリバリー・モードを示している。このモードでは、デリバリー量は初めから一定に留まり、真空源が枯渇し、デリバリーが終了したときに急激にゼロまで減少する。グラフＢ（破線）は本発明の第１実施例によるデリバリー・モードを示している。このモードでは、デリバリー量は最初に多く、所定の値に近づくまでほぼ線形に減少し、所定値で一定になり、最終的にデリバリーが終了する。グラフＣ（鎖線）は本発明の第２実施例によるデリバリー・モードを示している。このモードでは、デリバリーは高い値で始まり、所定の時間にわたって一定に留まり、その後により低い値まで急激に低下し、残りのデリバリー時間中そのまま一定に留まる。図示した種々のデリバリー・モードは本発明の装置によってアレンジすることができる。
第２図は本発明の装置のデリバリー・ユニットの部分断面図である。
このデリバリー・ユニットは開口２を有するスリーブ１を包含し、この開口２を通して注射カートリッジ３を挿入することができる。反対端に、スリーブ１はより小さい開口４と内部フランジ５を有し、この内部フランジ５に対してカートリッジ３の出口端が乗る。小さい開口４はねじ付き連結チューブ６を備えており、この連結チューブにはねじ付きの連結片７が螺合してある。第１図に示すように、この連結片７はスリーブ１の小さい開口４と可撓性のチューブ８との連結を行う。このチューブ８の反対端は皮下注射針９に連結する。患者の皮膚に針組立体を固着するための粘着テープ10もある。なんら仲介チューブを用いずに連結片７に針９を直接連結することももちろん可能である。
注射カートリッジ３は普通の構造のものでよい。注射カートリッジ３は注射しようとしている液体11を収容しており、後端をプランジャまたはピストン12で閉鎖してある。このプランジャはその後端にくぼみ13を有し、連結ロッドを受け入れるようになっているとよい。これは後により詳しく説明する。
注射カートリッジ３は、その前端で、ゴム製の隔壁によって従来同様に閉鎖されており、この隔壁は金属製カプセル14によって所定位置に保持されている。連結片７を介してのカートリッジ３、チューブ８間の連結部は中空の針（図示せず）も包含し、この針は公知の要領でゴム製隔壁を刺し貫き、薬液をカートリッジの内部とチューブ８とを針９で連通させるようになっている。
図面において、注射カートリッジ３は単純な単室カートリッジとして示してあるが、１つの室に乾燥活性物質を、他方の室に液体を収容する複室式カートリッジであってもよい。これら２つの室は可動壁によって隔離されている。通常は、乾燥物質は前室にあり、液体は後室にある。カートリッジの壁面にはバイパス流路が設けてあり、このバイパス流路は隔離用の可動壁の位置に応じて作動位置あるいは非作動位置に置かれる。
複室式カートリッジの使用準備を行おうとするときには、後部プランジャを前方へ移動させ、後室内の液体を前方へ移動させる。液体はたいてい非圧縮性であるから、この液体が可動壁を前方へ押圧することになり、最終的に、バイパス流路の後部開口が液体に露出する位置へ可動壁が移動する。後部プランジャをさらに移動させると、液体はバイパス流路を通って前室内へ流れて乾燥物質を溶解する。
この配置は、溶液の形で保管するには極めて不安定な物質、例えば、或る種のホルモン剤やたんぱく質の投与に非常に適している。上記の構成では、溶液は投与寸前まで調製されず、デリケートな物質の混合過程は非常に注意深く行われ得る。複室式カートリッジの使用は本発明の好ましい実施例である。
本装置の重要な特徴は、注射カートリッジ３から皮下注射針９までの液体の流路に流量絞りを配置したことにある。この絞りは連結片７に設けてもよいし、例えば、液体流路に毛細管を配置して絞りとしてもよい。絞りの直径は注入しようとしている液体に合わせて、適当な流量が得られるようにする。これは当業者が簡単な日常的なテストに基づいて行い得る。
流量絞りは他の方法でもうけてもよい。例えば、投与に関与するチューブ８または針９あるいはこれら両方の寸法を適当な絞りとして作用するように選んでもよい。
流量絞りは調節可能であってもよい。例えば、可撓性チューブ８に調節可能なクランプを配置してもよい。
スリーブ１はデリバリー・ユニットを第２図に示すパワー・ユニットに結合する手段も備える。この手段はバヨネット・ロックとして設けてもよい。他の結合手段も可能である。例えば、２つのユニットを相互に螺合するスナップ・ジョイントあるいはねじジョイントであってもよい。ジョイントはしっかりしているが、所望時に解放できるものであることが重要である。
第３図は本発明の装置のパワー・ユニットの断面図である。このパワー・ユニットはスリーブ21を包含し、このスリーブは第１図に示すデリバリー・ユニットのスリーブ１の後部にぴったりと嵌合するようになっている。手段15（第１図）と協動して２つのスリーブを解放自在に錠止する手段22が設けてある。この手段22は、例えば、バヨネット・ロックである。
スリーブ21の後端は端壁23で閉鎖してあり、この端壁はフランジの形をしている。このフランジにはシリンダ25のフランジ24が解放自在に取り付けてある。２つのフランジ間の気密シールがシール・リング26によって行われている。
後端のところに、シリンダ25は肩部27を備え、この肩部はシリンダ25よりも直径の小さい円筒形の同軸部分29に続いている。この後部29は外ねじ30を備えており、ここに内ねじ付きのキャップ31を螺合させることができる。このキャップ31の後端は横壁32で閉鎖してあり、この横壁32は孔33を有する。この孔33を通して、シリンダ25の内部スペース34が外気と連通している。
ねじ付きキャップ31と円筒形部分29の内部には螺旋状の圧力スプリング35が配置してあり、その後端はシリンダ25のスペース34内に突き出している。スプリング35はキャップ31の横壁32の前面に取り付けてあり、スプリング35の前端36がスペース34内に突き出る深さは、円筒形部分29に螺合するねじ30によってねじ付きキャップ31を前方に多少動かすことによって調節することができる。
シリンダ25内にはピストン37が配置してあり、このピストンはシール・リング38を介してシリンダの内壁面と密封接触している。静止位置において、ピストンはスリーブ21の端壁23の後面に載っている。
ピストンの前側にはピストンロッド39が取り付けてあり、このピストンロッドはオリフィス40を通して端壁23を密封状態で横切る。ピストンロッド38とオリフィス39の壁面との気密シールはシール・リング41で行われる。
ピストンロッド39とピストン37が後方へ移動すると、ピストン37の前方でシリンダ25内に真空が生じる。一方、ピストンの背後ではシリンダ内で大気圧が優先的となる。これは、シリンダのこの部分がオリフィス28を通して大気に通じているからである。
第４図は本発明の装置を組み立てた状態でかつ使用準備の整った状態で示す。パワー・ユニットのスリーブ21はデリバリー・ユニットのスリーブ１の後部まわりに置かれており、これら２つのスリーブはバヨネット・ロック15、22によって相互にしっかりと錠止されている。
２つのスリーブ１、21が同軸に合わされたとき、ピストンロッド39の前端は注射カートリッジ３のプランジャ12の後端面にあるくぼみ13に係合してこのくぼみ内にしっかりと載る。２つのスリーブを相互に合わせたときにロッド39およびピストン37をシリンダ25内で後方へ移動させると、ピストン29の前方でシリンダ内にスペースが生じる。シール・リング26、38、41によるシールのために、このスペースにはなんら空気が入らない。その結果、スペース内に真空が生じる。ピストン37の反対側で、オリフィス33を通じてシリンダが大気に通じているので、大気圧がピストンに作用する。
２つのスリーブ１、21がバヨネット・ロック15、22によって一緒に錠止されたとき、ピストン37はシリンダ25内で最後方位置にある。シリンダ内でピストンの前方のスペースにおいては、初期位置においてピストンがスリーブ21の端壁23に載っており、その前方にはほとんどスペースがないので、ほぼ完全な真空が生じる。
ピストン37をデリバリー・ユニットとパワー・ユニットの組立体を介して後方へ移動させると、その背面が螺旋スプリング35の前端36に突き当たり、ピストン37をさらに後方へ移動させると、この螺旋スプリングが圧縮される。スプリングの圧縮度は円筒形部分29のねじ山30に対してねじ付きキャップ31を多少移動させることによって調節できる。
こうして、今や、大気圧がピストン37の背面に作用してピストンをシリンダ25内のスペース34の主要部分に生じている真空に抗して前方に押圧する。さらに、圧縮されたスプリング35の力が大気圧によって加えられる力に加わる。この総合力がピストンロッド38によって伝えられて注射カートリッジ３内のプランジャ12の背面に作用し、カートリッジ内の液体11をチューブ８および針９を通して排出する。
第５図は本発明の装置のデリバリー・ユニットの別の実施例を示す。この実施例では、パワー・ユニットの前部は第３、４図に示すものと同じであり、第２図に示すものと同じであるデリバリー・ユニットに連結することを意図している。こうして、パワー・ユニットはデリバリー・ユニットと連結する手段22を備えた前部スリーブ21と、シリンダ25とを包含する。このシリンダ内には、ピストンロッド39を有するピストン37が密封状態で配置してあり、ピストンロッドは端壁23にある孔40を密封状態で移動する。
シリンダ25の後端には横壁50が設けてあり、この横壁は開口51を有する。この開口51を通して、シリンダ25の内部スペース34が周囲の大気と連通する。
シリンダ25の後端付近は第２のシリンダ52によって取り囲まれており、この第２シリンダは第１シリンダ25と同軸である。第２シリンダ52は肩部53によって第１シリンダ25に連結してあり、通常は（とはいっても、必ずというわけではないが）、第１シリンダ25の後端を越えて若干の距離後方へ延びている。こうして、第１シリンダ25の外面と第２シリンダ52の内面の間には環状のスペースが形成される。
この環状スペース内には環状のピストン54が配置してあり、このピストン54はシール・リング55、56によって環状スペースの壁面に対してシールされている。環状ピストン54はヨーク57に連結してある。図には、このヨーク57は環状ピストン54に連結した２つのアーム58を持つものとして示してあるが、このヨークが２個以上のアームを備えていてもよいことは言うまでもない。
ヨーク57の横方向部分はねじ孔59を備えており、このねじ孔にはねじ60が配置してある。孔59とねじ60は第１、第２のシリンダ25、52と同軸であると好ましい。ねじ60の前端61は開口51を貫いてシリンダ25のスペース34内へ或る距離にわたって突き出ている。この距離は後端にある刻み付きヘッド62によってねじ60を回転させることによって調節することができる。
環状ピストン54はヨーク57を動かすことによって環状シリンダ52内で後方へ移動させることができる。初期位置において、環状ピストン54は第２シリンダ52の前端で肩部53に載っており、前記ピストン54の前部にはほとんどスペースがない。したがって、環状ピストン54を後方へ変位させると、その前方に生じたスペース内に真空が生じる。これは、シール・リング55、56によって環状シリンダの壁面に対してシールされているからである。環状ピストン54の背面が大気に露出し、したがって、大気圧が作用して環状ピストン54をその前方の真空に抗して前方へ移動させる。
第６図は第２図のデリバリー・ユニットに連結した第５図のパワー・ユニットを示している。ここでわかるように、デリバリー・ユニットとパワー・ユニットの連結構造は第４図について先に説明したと同じである。これら２つの配置の差異はパワー・ユニットの後端で明らかである。
ピストン37をデリバリー・ユニットとパワー・ユニットの組立体によって後方へ移動させると、その背面がねじ60の前端61に衝突する。ピストン37がさらに後方へ移動すると、ねじ60、ヨーク57を後方へ移動させる。環状ピストン54がアーム58によってヨーク57に連結しているので、環状ピストン54も環状シリンダ内を後方へ移動し、その結果、環状シリンダのスペース63内に真空が生じる。環状ピストン54が環状シリンダ内で後方へ移動する距離は刻み付きヘッド62によってねじ60を回転させることによって調節することができる。
本発明の装置の機能は次の通りである。
装置の準備を整えようとするときには、新しい注射カートリッジ３をデリバリー・ユニットのスリーブ１内へ挿入し、次に、デリバリー・ユニットをスリーブ21および錠止手段15、22によってパワー・ユニットに連結する。２つのユニットを結合したとき、ピストンロッド39の前端が注射カートリッジ３のプランジャ12の背面にあるくぼみ13に係合し、ピストン37がシリンダ25内で後方へ押圧される。次いで、ピストン37の前方でシリンダ25内に真空が生じ、シリンダのピストン37背後のスペースが大気圧に連絡しているため、大気圧が作用してピストン37を前方へ移動させる。
シリンダ25内でのピストン37の後方移動中、ピストンの背面が第４図に示すようにスプリング35の前端36に衝突するか、あるいは、第６図に示すようにねじ60の前端61に衝突する。ピストン37をさらに後方へ移動させようとすると、スプリング35（第４図）の付加的な力、あるいは、環状シリンダのスペース63（第６図）内に生じた真空に抗して作用する大気圧の付加的な力の抵抗を受ける。
薬液を注射カートリッジ３から投与しようとするとき、連結片７およびチューブ８と連通する中空針でゴム製隔壁を刺し通すことによってカートリッジの前端で液体連絡が行われる。この液体連絡はデリバリー・ユニットおよびパワー・ユニットを相互に結合する前に行われてもよい。液体流路の絞りはこの段階で閉鎖すると好ましい。
絞りが適度に開いているときには、ピストン37に作用する力はピストンロッド39によって注射カートリッジ３のプランジャ12に伝えれて前記プランジャを前方へ押圧し、前記カートリッジから薬液を押し出す。ピストン37の前方移動の初期段階で、前記ピストン37に大気圧によって加えられう力に加えて補助力がピストン37に作用する。この補助力は本発明の２つの実施例のうちの一方の実施例に従って作用する。
第４図に示す第１実施例では、補助力は圧縮されたスプリングによって加えられる。スプリングによって加えられた力はその圧縮度に比例するので、このことは、スプリングが最も圧縮されたときに補助力が最大になり、圧縮度が減るにつれてほぼ線形に減少することを意味する。さらに、単位時間あたりに注射カートリッジから押し出される量はプランジャ12に作用する力にほぼ比例する。このことは、投与の初期段階で、投与量が時間と共にほぼ線形に減少することを意味する。
ピストン37がその背面がもはやスプリング35と接触しなくなるまで前方に移動したとき、前記スプリングからの補助力が終了する。ピストン37がさらに前方に移動すると、ピストンはその前方にあるシリンダ25内の真空に抗して作用する大気圧によってのみ前方に駆動される。この力は真空が存在する限り一定であり、このことは投与量が経時的に一定であることを意味する。
第１実施例に従ってピストン37に作用する２つの力を組み合わせた結果、第１図にグラフＢで示した投与モードとなる。明らかなように、投与量は初めに高く、線形に減少し、最終的に一定となり、これが投与の終了まで維持される。
第６図に示す第２実施例においては、補助力は第１、第２のシリンダ25、52間の環状シリンダ内で環状ピストン54に作用する大気圧によって加えられる。この補助力は環状ピストンの前方に真空が存在する限り一定に留まる。
ピストン37がその背面がもはやねじ60の前端61と接触しなくなるまで前方に移動したとき、環状ピストン54が第２シリンダ52の肩部53の背面に係合することになり、もはや前記環状ピストンの前方には真空は存在しない。このことは補助力が停止し、ピストン37がさらに前方に移動するとき、ピストン37がその背面に作用する大気圧によってのみ駆動されることになることを意味する。この力も、ピストン37の前方に真空が存在する限り一定となる。
第２実施例に従ってピストン37に作用する２つの力を組み合わせた結果、第１図にグラフＣで示す投与モードになる。明らかなように、大気圧が環状ピストン54並びにピストン37に作用している限り、投与量は一定の高いレベルに留まる。環状ピストンからの補助力が停止したとき、投与量は急激に新しい値まで減少し、投与終了まで一定に保たれる。
第３、４図に示す本発明の第１実施例による装置では、投与モードはねじ付きキャップ31によって調節され得る。スプリング35はキャップ31の後部横壁32の前面に取り付けられ、このキャップを外ねじ30上でより短いあるいはより長い距離にわたって移動させることによって、スプリング35の前端36がシリンダ25内へ突き出る距離を調節することが可能となる。この距離はスプリング35がその補助力を加えることになるピストン37の移動量がどのくらいかを決定する。この補助力の大きさは適当な剛性を有するスプリング35を選ぶことによって調節できる。したがって、スプリング35が長い距離にわたってシリンダ25内に突き出した場合、初期補助力がより高くなり、ピストン37にかかる一定力が優勢のときには補助力がゼロまで減少する時間が長くなる。
第５、６図に示す本発明の第２実施例による装置では、投与モードはヨーク57の横方向部分を貫いて螺合するねじ60によって調節することができる。ねじ60をシリンダ25内へ大きくヨーク57を貫いて螺合させた場合、ピストン37の背面がその後方への移動よりも前にねじ60の前端61に衝突する。このことは、環状ピストン54がその前方に生じた真空に抗してより長い距離にわたって後方へ移動することを意味する。ピストン37を続いて前方へ移動させると、ヨーク57を介して環状ピストンによって加えられている補助力がより長い時間にわたって作用する。
第１図のグラフＣにおいて投与はより長い時間にわたってより高い一定量で行われた後に、より低い一定量まで低下して行われる。この実施例での補助力の大きさは大気圧を受ける環状ピストン54の面積によって決まる。
ここで、本発明の第２実施例において、第２のピストン・シリンダ組立体が必ずしも第５、６図に示すように第１シリンダを囲む環状シリンダ内に環状ピストンとして配置しなければならないわけではないということに注目されたい。その代わりに、第２シリンダが、第１シリンダの外壁面に沿って好ましくは等間隔で配置し、これらのシリンダの軸線が第１シリンダの軸線とほぼ平行となっている複数のシリンダからなる構成であってもよい。これらの第２シリンダの各々の中にピストンを配置しており、これらピストンのすべてが第５、６図に示すようにヨークで連結してある。この構成は先に述べたと同じ要領で作用するが、構造がいくぶん複雑となっている。
補助力を与える構成以外の他のすべての点において、本発明の装置は従来公知の配置である。したがって、デリバリー・ユニットは国際特許出願PCT/SE91/00506に記載されたようなものであり、単室式あるいは複室式注射カートリッジを包含し得る。複室式注射カートリッジの実施例が好ましい。この場合、それ自体公知の要領で注入を行うための複室式注射カートリッジの準備はデリバリー・ユニットとパワー・ユニットの組み立ての初期段階で行う。次に、カートリッジの後部ピストンをカートリッジの後室内で前方へ移動させて前部ピストンを前方へ押圧し、バイパス流路を露出させ、液体を前記後室から前室へ導き、そこに収容されている固体成分と混ぜ合わせる。必要な設計修正は当業者には明らかであろう。
デリバリー・ユニット、パワー・ユニットを共通の軸線に沿って配置したということが本発明の装置の重要な特徴である。こうすることによって、２つのユニットを結合すると直ちにパワー・ユニットが作動させられることになり、ピストンの力がピストンロッドの形をした直接的な機械的連結によってパワー・ユニットからデリバリー・ユニット内のプランジャに直接的に直線方法に伝えられる。
デリバリー・ユニットからの薬液の流出量は先に述べたような液体の流路内の絞りによって制御される。この絞りは流路内に配置した毛細管の形で一定でもよいし、あるいは、可変であり、例えば、流出チューブ上にクランプとして配置したものであってもよい。流路は最初閉じてあってもよいし、投与が開始したときに徐々に開くようにしてもよい。
絞りは、通常、カートリッジ内の液体が少なくとも約30分間で投与され、普通は１時間以上にわたって投与されるように設定する。しかしながら、時間は本発明にとって必須のものではなく、約１秒から約24時間あるいはそれ以上の時間の非常に広範囲の時間で設定できる。
カートリッジの内容物を投与してしまったときには、バヨネット・ロック15、22を解放し、２つのユニットを互いに分離させる。大気圧の影響の下に、パワー・ユニットのシリンダ25内のピストン37はその最前方位置へ戻る。デリバリー・ユニットから注射カートリッジ３を後部開口２を通して取り外し、それを廃棄する。次に、連結片７を連結チューブ６から外す。その結果、一方の端に皮下注射針９を、他方の端に連結針を備えたチューブ８を取り外し、廃棄することができる。次に、新しいカートリッジをデリバリー・ユニットのスリーブ１内に挿入し、デリバリー・ユニットを再びパワー・ユニットに連結して、新規に投与を行うことができる。カートリッジの内部との液体連絡はデリバリー・ユニットとパワー・ユニットを相互に連結する前でも後でも行える。
本発明の装置の利点は、デリバリー・ユニットのスリーブと完全なパワー・ユニットとを何回も再使用でき、また、投与すべき薬液と接触することがないので何回も滅菌する必要がないということにある。補助パワー・ユニットを備えたパワー・ユニットはなんら外部のエネルギ源に依存せず、駆動力を与える真空は装置を使用しようとする直前まで生じない。このことは漏洩の可能性をかなり低下させる。また、駆動力および補助力は温度変化にはほとんど依存しない。デリバリー・ユニット、パワー・ユニットは共に構造が簡単であり、安価に製作できる。
本装置のための材料の選択は重要ではなく、当業者であれば適当な材料を選ぶことができる。装置が容易に滅菌できる、例えば、多くの場合、少なくとも約120℃の高温でオートクレーブできるのが望ましい。種々の適当なプラスチック材料があり、ステンレス鋼やアルミ合金のような金属であってもよい。
先に述べたように、特に複室式の注射カートリッジの使用が本発明の好ましい実施例である。デリバリー・ユニットのスリーブ１自体を薬液用の容器あるいは注射器として用いることも可能である。この容器に充填するためには、スリーブ内の適当に配置したプランジャによってスリーブの前端に取り付けた針を通して適当な液体溜めから液体を吸い上げる。このように容器を満たした後の装置のさらなる機能は先に述べた通りである。
ここで、本発明が特別に図面に示し、先に説明した実施例に限定されないことは了解されたい。当業者にとって、後述の請求の範囲に定義したような本発明の範囲から逸脱することなく他の変更、修正が可能である。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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