(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に作動する液体注射装置において、
（Ａ）第一の端及び第二の端を有する筒状のカートリッジであって、前記カートリッジの前記第二の端で幅広にされて針組立体ハウジングを逆進自在に収容する針組立体ハウジング滞留室を形成する内部ボア及び前記カートリッジの前記第二の端を密封する穿刺自在の端部キャップを有する、前記カートリッジと、
（Ｂ）前記カートリッジの内部ボア内に配置された第一の部分及び第二の部分を有するアンプルであって、前記アンプルから放出される一回分の量の液体を貯蔵するのに適したアンプルと、
（Ｃ）前記アンプルの前記第一の部分に摺動自在に配置されたピストンと、
（Ｄ）前記アンプルの前記第二の部分に堅固に取り付けられ且つ前記第二の部分を密封する穿刺自在のアンプル端部ストッパと、
（Ｅ）前記カートリッジの円筒状の前記内部ボア内に前記アンプルとは離間して配置された針組立体ハウジングであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに堅固に取り付けられ且つ内部端及び外部端を有する中空の注射針であって、前記注射針の内部端が前記針組立体ハウジングを通って前記穿刺自在のアンプル端部ストッパに向けて伸長し、且つ前記注射針の外部端が前記カートリッジの前記穿刺自在の端部キャップに向けて前記端部キャップから突出することなく伸長している前記注射針とを備えた、前記針組立体ハウジングと、
（Ｆ）前記アンプルを前記針組立体ハウジング及び前記穿刺自在の端部キャップに向けて推進し、その後前記アンプル内の前記ピストンを前記アンプル端部ストッパに向けて推進して、前記注射針を介して前記一回分の量の液体を注射する、前記カートリッジに係合自在のアクチュエータと、
を備えていることを特徴とする液体注射装置。
【請求項２】
前記針組立体ハウジングには、前記針組立体ハウジング及び前記アンプルを所定距離だけ隔置した状態で、前記針組立体ハウジングを逆進不可能に前記アンプルに拘束する拘束手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが、
（Ａ）前記筒状のカートリッジを収容するのに適した第一の端と、前記アクチュエータを操作するのに適した第二の端とを有するアクチュエータハウジングと、
（Ｂ）前記ピストンを押すピストン面、前記アクチュエータハウジングからの力を伝達する伝達面及び前記アクチュエータハウジングの第二の端に着脱自在に係合するトリガー端を有する、前記アクチュエータハウジング内に摺動自在に配置されたピストン駆動装置と、
（Ｃ）前記第二の端に配置されていて、前記ピストン駆動装置に着脱自在に係合する、戻り止めと、
（Ｄ）前記第二の端に配置されていて、前記ピストン駆動装置を前記第二の端から離脱させる、戻り止めレリースと、
（Ｅ）前記伝達面と前記アクチュエータハウジングの第二の端との間に配置されていて、前記戻り止めレリースが作動されると前記ピストン駆動装置を前記穿刺自在の端部キャップに向けて駆動する推進機構と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記推進機構がばねであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ばねが金属、ガラス、複合材料及びプラスチックから成るグループ中の一つ以上の材料から成ることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記推進機構が解放自在に容器に収容された圧縮ガスであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記液体注射装置が、更に、判読可能な指標を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記液体注射装置が、更に、前記液体注射装置の意図しない発射を防止する係止手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記係止手段は、前記液体注射装置が作動することを防止するための突起を有する取り外し自在のピンを備えていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記係止手段が更に、注射後に前記穿刺自在の端部キャップから突出する前記注射針を覆い且つ把持する適当な寸法の凹所を備えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記液体注射装置が、更に、カートリッジ小瓶及びアンプルを前記アクチュエータに合致させ且つ患者情報を指示する判読可能な指標を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ピストン駆動装置の前記トリガー端が前記戻り止めレリースの作用に対して崩壊し易い軸を備えていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項１３】
前記崩壊し易い軸が、ガラス入り複合材料、金属入り複合材料、炭素繊維複合材料、ガラス繊維、ガラス、ナイロン、ナイロン／炭素繊維複合材料及び木から成るグループ中の一つ以上の材料から成ることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記注射針の前記外部端が、前記穿刺自在の端部キャップ内に前記穿刺自在の端部キャップから突出せずに、微生物不透過シールを提供するのに十分な距離に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記注射針の前記内部端が穿刺自在のシールド内に前記穿刺自在のシールドから突出せずに、微生物不透過シールを提供するのに十分な距離に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記穿刺自在の端部キャップには、防腐薬、抗生物質、抗ウィルス性物質及び抗菌物質から成るグループ中の一つ以上の化合物が提供されていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記穿刺自在のシールドには、防腐薬、抗生物質、抗ウィルス性物質及び抗菌物質から成るグループ中の一つ以上の化合物が提供されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、注射／吸引装置、注射装置及び医療及び研究の目的で前記注射／吸引装置及び注射装置のいずれかまたは双方に使用されるカートリッジ型の小瓶に関し、より詳細には中空の注射針を使用して薬及びその他の液体を人体及びその他の被験体に注射するように考案された装置に関する。
本発明は、また、本発明の装置を用いて注射により液薬を投与する方法に関する。
本発明の注射／吸引構成要素及びカートリッジ型の小瓶の構成要素のいくつかは、また、血液及び／またはその他の液体を吸引するように構成されている。本発明の機械式のアクチュエータ装置は、本発明のカートリッジの多くと一緒に使用できるようにすることが可能である。
薬を注射する、または、血液もしくは液体を吸引する従来の医療方法では、標準の皮下注射針等の中空の注射／吸引針の付いた注射器が使用される。多くの患者、特に定期的に注射を受ける患者や血液試料を採取される患者は、注射針に対して嫌悪感を抱いている。老人の患者やインシュリン及びその他の薬を毎日注射される人々がこれらに含まれている。また、小児患者は、特に注射針を怖がるものである。多くの被験者が注射針を見て恐怖心や嫌悪感を抱くことから注射針が露出したり見えたりするのは望ましくない。医療分野での別の問題点は、使用済みの注射針や注射器及び該注射針や注射器からの液体が医者、看護婦またのその他の医療に携わる人員に接触することにより伝染病に感染することである。針先は、被験者から液体や血液を吸引した後や、被験者に薬を注射した後でしばしば露出されたままにされ、医療に携わる人が時として露出された針先で刺される事故がある。この問題は、注射器や注射針が特にエイズ（ＡＩＤＳ）ビールスや肝炎ビールスで汚染されているような場合に、特に重大となる。汚染された針の先端で刺される危険性は、注射をする人の指、手またはその他の部分が被験者の組織から針を引き抜く間、注射針または注射針カバーの交換中または注射器から注射針を取り外して処分する時に斯かる注射針に物理的にまじかに接近するのが典型的であることから、注射の後では特に懸念されることである。
また、使用済みの注射針及び／または注射器が注射針の針先を依然として露出したままで脇に放置されたり、捨てられたりした時には、医療に携わる人員以外の保守に携わる人々等の人員が上記の注射針の露出による危険性に晒されることになる。この危険性は、使用済みの注射針及び／または注射器が処分容器に置かれた場合でも依然として残る。例えば、再使用されないように露出した注射針の先端を切断する装置を使用するのは基本的な医療手順である。しかしながら、この手順をもってしても依然として感染物質で汚染された切り落とされた注射針の残余部分及び注射器の部分が残り、これらに人が接触して感染する恐れがある。従って、捨てられた注射針の残余部分がプラスチック製のゴミ袋またはその他の容器から突出して、該ゴミ袋や容器を取り扱うかまたはその他で容器に接触する人が刺傷を被るといった重大な危険が存在するのはままあることである。同様に、使用済みとなった注射針を注射器から取り外して、密閉された容器に入れた後でさえ、露出された注射器を密閉容器に入れて、該注射器に人が接触して感染する可能性を低減しなければならない。使用済みの注射針や注射器を衛生的に処分することは費用も時間も掛かる手順であり、伝染病媒介体に晒される危険性を著しく伴うことになる。
当技術分野で公知の如く、多くの注射針には注射前に取り外し、注射完了後に再度針を被せて不要な注射針による刺傷を防止するための取り外し自在のカバーが設けられている。針カバーを再度被せる行為は、従来の針カバーの開口端には使用者を針から保護する開口部周りの表面領域がほとんどないことから、使用者を更に別の注射針に刺される危険に晒すことになる。
注射をしたり体液を引き抜いたりするのに使用される以前に注射針を大気中に晒す危険性の問題が関連した問題点としてある。露出した針先で使用する人員及び患者が怪我をする危険があるばかりでなく、露出した注射針が空気中またはエーロゾル中の微生物及びその他の不純物で汚染されて、結果的に注射された患者を感染させてしまうといった危険がある。この危険性は、病院や抗生物質抵抗性の微生物の種類が風土的に空気やすべての露出した表面を汚染してしまうようなその他の医療処置領域においては特に深刻である。従来の注射針の露出した注射器技術においては、注射針が使用中にそれぞれ独立したある長さの時間空気や表面に晒されるのが日常的であることから、この従来技術では注射針が非無菌空気と確かに接触することになる。また、軍事戦闘、自然災害、もしくは産業上の事故等の緊急使用状況下では、未使用の注射針が未訓練であったり、火急の状態にあったりまたは未経験な人員により上記の不純物に晒されたままになる可能性がある。
また、従来の注射器／注射針技術における別の問題点は、不適正な注射に関したものである。被験者の組織へ注射針を挿入する間に及び被験者の組織から注射針を引き抜く間に注射針が移動する速度及び痛みを伴うことなく液体を注射もしくは吸引するために注射器ピストンを操作する速度の相違は重要である。従来の注射器を使用するに当たっては、医療に携わる人員もその技術も様々である。技術は、被験者の位置、注射を受ける被験者の解剖学的構造の部分がどうのように保持されるか及び医療に携わる人員の個人の様々な技術により様々となる。この問題点は、特に未訓練または未経験の人員に就いては重大なものである。注射針の挿入があまりにもゆっくり過ぎると、不必要な痛みをもたらす。これらの問題点は、圧倒的に、注射針の挿入及び引き抜き速度、並びに液体を注射及び吸引する速度を適切に変化させる方法で注射器及び注射針を操作することの困難さのためである。
当該分野のもう一つの問題点は、投薬管理の問題である。自分自身で注射をする被験者にとっては、決まった量の製薬を注射する必要があること、または、医療に携わる人員がいないことのいずれかの理由で、適正な投薬を確実に行うことが重大なこととなる。糖尿病の被験者、特に糖尿病による盲目状態に苦しむ糖尿病患者は、しばしば上記した状況に陥る。その他の失明した人達も同様に自身の特定の必要性に適して服用する薬の種類及びその服用量の双方が正しいものであることを確実にする製品を必要としている。また、戦場の兵士達、決まった注射薬剤を必要とする旅行者及び自己注射を必要とする緊急状態にある被験者は、しばしば所定の薬を適正な量投与するのが困難なことがあり、また、しばしば従来の注射器を使用するのが困難なことがある。また、戦場、停電及びその他の危険または緊急状況下における暗闇または十分な照明の欠如が斯かる問題点を輪をかけて重大なものにしている。
医療注射の分野では、筋肉内に薬またはその他の物質を投与する時には、適切と思われる部位に注射針を挿入した後で血液もしくはその他の生理液を吸引する試みがなされるのは良く知られていることである。斯かる吸引の試みは、注射部位（即ち、本質的には、当技術分野において注射針の開口端を直ぐに隣接し且つ該開口端と液連絡する組織の体積として理解されている）における血液、リンパ、脳脊髄液等の存在に就いて調べるためになされる。この調査は、製薬物質またはその他の液体の意図しない不適切な注射が、例えば、血管、リンパ管または脳脊髄液内へなされないことを確実にするためになされる。血管、リンパ管または脳脊髄腔内へ薬その他の物質を不適切に投与することによって悪心、不要な中毒、麻痺、神経障害または死さえ含んだ多くの逆効果がもたらされることがある。更に、製薬物質を不適切な部位に投与することによってしばしば被験者の望まれる特定の機能特性または活動が減衰もしくは損失されることがある。従って、薬またはその他の物質を投与するのに使用する注射針を確実に適切な注射部位に挿入することは、非常に重要なことである。
家庭、緊急状態または戦闘中に自己注射をする被験者にとっては、正しい方法を実施するのは実質的に不可能なことである。同様に、医療注射手順の訓練を受けてはいないが、危機または緊急状況のために注射をしなければならない人員は、不適正な投薬量を投与するか、または、注射針を針先が不適切な部位（例えば、物質が筋肉内よりはむしろ直接血流中に注射されてしまうように）に位置決めされてしまうように配置するかのいずれかによって物質を不適切に投与してしまう可能性が非常に高い。
製薬物質を正確な部位に投与しなければならない例は、ガン治療においてある化学療法薬を投与する場合である。化学療法薬が正確に目標とする組織に到達することは不可欠である。これらの薬の幾分かが肌、間違った組織または血流中に晒されると危険な副作用を引き起こす可能性がある。従って、注射装置内の液体を自動的に調べて、一つの注射候補部位から血液または生理液が不適切に吸引されていないことを該注射装置から薬が投与される以前に確実にする装置があることが望ましい。
従って、また、望ましくないまたは不適切な注射部位への薬の投与を自動的に防止する装置もあることが望ましい。しかしながら、他の場合においては、薬を、例えば、血流中に注射するのが望ましい場合や必要な場合があり、その場合のには、注射装置を使用して薬を注射する前に、血液等の生理液が注射装置内に吸引されていることを確実にするために調査がなされる。
吸引及び調査が必要でない状況下では、注射を実施する前に、注射針や薬の無菌状態を維持し、且つ、適切な投与量の液体を自動的に注射することが依然として望まれる。電動機による動力を有した注射器ではバッテリーや電気装置の故障の影響をあまりに受け過ぎると言った状況下では、機械的な動力を有した自動注射器が望ましい。
また、長期間の保管により電動機による動力を有したまたはソレノイド動力を有した注射器もしくは電気動力を必要とするその他の注射器の使用が不可能になる場合には、機械的な動力を有した自動注射器が望ましい。更に、簡単な設計の機械式注射器ではその製造コストが最小限のものしか掛からないと言うことは、より複雑な設計のもの及び電気部品や回路を必要とする設計のものに比べて重要な利点である。
発明の概要及び目的
本発明の目的は、使用される全ての段階において注射針を隠すことにより患者の恐怖心を軽減することである。
同様に、本発明の目的は、注射針が患者の肌に接触貫通する前段階では、注射針が潜在的な汚染源となる表面、エーロゾルまたは空中に浮遊している粒子もしくは微生物に絶対に晒されないようにする手段を設けることにより、使用される全ての段階において注射針の無菌状態を維持することである。
本発明の別の目的は、露出した注射針に誤って接触することで生じる感染または怪我の危険性を排除する注射小瓶を提供することである。
本発明の更に別の目的は、注射に使用された後ではその中に完全に引っ込んで、汚染された注射針、注射器またはそれらの一部に晒される危険性により生じる病気の伝染の危険性を低減する注射針の付いた衛生的に処分できる注射小瓶を提供することである。
本発明の別の目的は、特別な装置や容器を必要とせずに安全に廃棄でき、且つ、非病院的な環境、荒天な環境または緊急を要する環境において安全且つ衛生的に処分可能な衛生的に処分できる注射小瓶を提供することである。
また、本発明の別の目的は、従来の製薬包装機械を使用して充填できる液薬を投薬するためのアンプルまたはカートリッジを提供して、新たな包装方法及び機械を開発製造するのに必要な多大の経費をなくすことである。
本発明の別の目的は、注射針の挿入速度、注射針の引き抜き速度、薬の注射速度及び液体吸引速度を正確に、自動的に且つプログラム化して制御することにより不適切な注射を実施する危険性を低減することである。
本発明の更に別の目的は、誤った投与量の液薬が注射投与される危険性を低減することである。
本発明の別の目的は、誤った薬が被験者に投与される、または、被験者が誤った薬を自分自身に投与する危険性を低減することである。
注射針の針先が適切なまたは所望の部位及び所望の目標組織にあるか否かを決定する注射部位の自動調査手段を提供することである。
本発明の更に別の目的は、作動中に注射／吸引カートリッジを自動走査して、血液または生理液が実際の注射部位または注射候補部位から該カートリッジ内に吸引されたか否かを決定する手段を提供することである。
また、本発明の目的は、薬またはその他の生理液が望ましくないまたは不適切な組織または部位に注射されるのを防止する手段を提供することである。
更に、本発明の目的は、薬を事前に選択した目標組織に投与し、且つ、その他の組織に触れさせないようにして、触れた場合に生じる望ましくない損傷を回避することである。
本発明の別の目的は、男性生殖器の痛み及び嫌悪感を最小限にして薬を陰茎に注射する、または、自分自身で注射する装置を提供することである。
本発明の追加の目的は、電気動力または回路を必要とせず且つ長期の時間しまい置き可能な機械動力の付いた注射器を提供することである。
本発明の同様な目的は、再使用には適さず且つ放射線、電子ビームまたはガスにより無菌化するのに適した機械動力の付いた注射器を提供することである。
本発明の目標によれば、液体注射用の小瓶が提供される。注射用小瓶は、第一の端部と第二の端部とを有し且つ該第一及び第二の端部間に伸長する壁により画定され、一回分の放出液量を収容するのに適した円筒状孔を有する両頭のカートリッジである。第一のピストン及び第二のピストンが円筒状孔内に配置され、且つ、円筒状孔の円筒状壁に当接して摺動自在に設置されており、第一のピストンは、プランジャに逆進自在に係合する手段を備えている。カートリッジには、カートリッジの第二の端部に堅牢に取付密封され且つ針案内を備えた穿刺自在の端部キャップが設けられている。カートリッジには、また、第二のピストンに堅牢に取り付けられ且つ該第二のピストンを貫通する内部先端及び端部キャップに向けて伸長するが該端部キャップから突出しない外部先端を有する中空の注射針と、第一のピストンと第二のピストンとが所定の距離に隔置されると、該第一のピストン及び第二のピストンを同時に逆進不可能に係止する手段とが設けられる。穿刺端部キャップは、本発明を実行するのに必ずしも必要とするものではないが、セルフシールの材料から成るのが好ましい。
注射用小瓶には、また、薬の種類、患者情報、注射される薬の量及び様々な注射針挿入及び引き抜き、並びに液体注射及び／または吸引速度を指示する判読可能な指標を設けても良い。
本発明の別の態様によれば、ハウジングと、該ハウジング内に設けられたカートリッジ小瓶を逆進自在に収容する室と、前記ハウジング内に摺動自在に配置されたカートリッジ小瓶ピストン作動プランジャとを有するプログラム自在の自動注射／吸引装置が設けられる。また、前記プランジャを推進する手段が前記ハウジング内に設けられる。同様に、プランジャの速度、方向及び移動範囲を制御する制御手段が設けられる。このように、かかる推進手段を介して制御がなされ、また、該制御装置を管理するプログラム自在の処理装置と、プランジャの速度、方向及び移動範囲を検出するセンサーと、プランジャの速度、方向及び移動範囲を指示し且つ液体小瓶中に残留する液体量及び放出された液体量を指示する指標と、液体小瓶内での吸引された生理液の存在を検出するセンサーとが設けられる。同様に、吸引された生理液を検出すると同時に望ましくない部位への注射を自動的に防止する手段と、注射／吸引装置内に配置されたカートリッジ小瓶からの薬の意図しない放出を防止する係止手段とが設けられる。
本発明によれば、一回分の液薬を収容したカートリッジ小瓶が注射／吸引装置内へ挿入され、該注射／吸引装置を使用して該カートリッジ小瓶内に収容された薬の注射投与が可能になる。最後に、注射針が完全に引っ込められると、カートリッジ小瓶が取り出されて処分されるが、注射／吸引装置は、別のカートリッジ小瓶を装填して繰り返し再使用することができる。
本発明の別の目的によれば、液体を注射する機械的に作動されるカートリッジ小瓶が提供される。機械的に作動されるカートリッジ小瓶は、第一及び第二の端部を有し、且つ、第二の端部において幅広にされて、注射針ハウジング組立体を逆進自在に収容する円筒状の注射針ハウジング組立体滞留室を形成する円筒状孔と、前記第二の端部を密封し且つその中に注射針案内を有した端部キャップとを有するカートリッジである。
カートリッジ内にはアンプルが配置されており、該アンプルは、第一の円筒状部、該第一の円筒状部に隣接し且つそれより幅狭の第二の円筒状部、及び該第二の円筒状部に隣接し且つそれより幅広の第三の円筒状部を有する孔を有しており、該アンプルは、それより放出される一回分の液量を貯蔵するのに適している。アンプルには、その第一の円筒状部内に摺動自在に配置されたピストンと、その第三の円筒状部に堅牢に取り付けられて該円筒状部を密封する穿刺自在のアンプル端部ストッパとが設けられる。
前記カートリッジの円筒状孔内に注射針ハウジング組立体が配置され、該注射針ハウジング組立体は、ハウジングと、該ハウジングに堅牢に取り付けられ、且つ、注射針ハウジング組立体を貫通して穿刺自在のアンプル端部ストッパに向かって伸長する内部端及びカートリッジの穿刺自在の端部キャップに向かって伸長するが該端部キャップから突出しない外部端を有する中空の注射針と、カートリッジ小瓶に係合し、アンプルを穿刺自在の端部キャップに向けて推進し且つアンプル内でピストンをアンプル端部ストッパに向けて推進して液体を注射するアクチュエータとを備えている。
カートリッジ内に配置された注射針ハウジング組立体には、該注射針ハウジング組立体とアンプルが所定距離に隔置された時に、注射針ハウジング組立体をアンプルに対して逆進不可能に係止する手段が設けられる。本発明の機械式アクチュエータ構成要素は、カートリッジ小瓶を収容するようにされた第一の端部及びカートリッジ小瓶及びアクチュエータを作動させるようにされた第二の端部を有するアクチュエータハウジングを備えている。
ピストン駆動装置が前記ハウジング内に摺動自在に設けられ、該駆動装置は、アンプルピストンに接合するピストン面と、ハウジングから駆動装置へ推進力を伝達する伝達表面と、アクチュエータハウジングの第二の端部に着脱自在に係合するトリガー端とを有している。また、アクチュエータハウジング内には、ピストン駆動装置に着脱自在に係合する第二の発射端部の戻り止めと、該戻り止めと第二の端部との係合を解除する戻り止めレリースと、伝達表面とアクチュエータハウジングの第二の端部との間に配置されて、戻り止めレリースが始動されると、ピストン駆動装置を穿刺自在の端部キャップに向けて駆動する推進機構とが設けられる。
本発明の更に別の目的によれば、機械式アクチュエータ内に配置される推進機構は、金属、ガラス、複合材料及びプラスチックより成るグループの一以上の材料から成るばねである。もしくは、この推進機構は、空気、窒素、二酸化炭素等の容器内に解放自在に収容された圧縮ガスであっても良い。
【図面の簡単な説明】
以下に、添付図面を参照しつつ本発明を説明するが、
図１は、カートリッジ小瓶及びその他の構成要素の相対配置を示す注射／吸引装置の長手方向断面図である。
図２は、本発明の第一実施例により構成されたカートリッジ小瓶の長手方向断面図である。
図３は、摺動自在且つ従来の製薬包装機械を使用して製造可能なアンプルが図２に示した実施例の第一の部分と同様に機能し、且つ、針を引っ込めるための代替手段が設けられたカートリッジ小瓶の別の実施例を例示した図である。
図４は、図３に示したものと同様であるが、注射のみに使用されるカートリッジ小瓶の追加の実施例である。
図５は、アンプル、カートリッジ、針ハウジング組立体及びその他の構成要素の相対配置を示した機械式動力の付いたアクチュエータと共に使用されるカートリッジ小瓶装置の長手方向断面図である。
図６は、本発明の好適な実施例のアクチュエータハウジング、ピストン駆動装置、ばね、及び発射キャップ組立体の相対位置を示したカートリッジ小瓶挿入前のばね動力の付いたカートリッジ小瓶アクチュエータの長手方向断面図である。
図７は、本発明の詳細を更に明瞭に示す図６に示した発射キャップ組立体の拡大図である。
図８は、アクチュエータが発射され、注射が完了し且つアクチュエータ安全ピンにより露出した注射針が覆われた後のカートリッジ小瓶及びアクチュエータの主構成要素の相対配置を示した機械式動力の付いたアクチュエータと共に使用される斯かるアクチュエータに組着けられたカートリッジ小瓶の長手方向断面図である。
好適な実施例の詳細な説明
図１に例示した注射／吸引装置は、ハウジング２０１を備えており、該ハウジング内には、下記に説明する、また、図２及び図３に図示した如き様式のカートリッジ小瓶を逆進自在に収容する室２１９、直流モータ２０３、リードねじ２０５、リードナットを保持する線形軸受け２０７、リードねじを囲繞するリードナット２１３、接極子付の／安全注射器スイッチ２０９、指標光発光ダイオード２１１、リードねじ２０５に取り付けられたプランジャ２１５、室２１９内に配置されたカートリッジ小瓶２１７、電子制御装置２２１、注射器始動ボタン２２３、直流電源２２５、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２２７、カートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド軸２３１を有するカートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド２２９、吸引液体センサー２３３、及びプランジャ軸速度／位置／方向センサー２３５を含んだ様々な構成要素が配置されている。
本発明の注射／吸引装置は、以下に説明する如く、カートリッジ小瓶と連携して作動する。該装置の全ての構成要素は、スイッチの作動を介して直流電源２０５により付勢される。直流モータ２０３がリードナット２１３及びプランジャ軸２１５の端部に設けた機械式キー溝によりカートリッジ小瓶軸端２１６に逆進自在に取り付けられたプランジャ軸２１５に取り付けられたリードねじ２０５を推進する。リードねじ２０５及びプランジャ軸２１５が円滑に作動するように線形軸受け２０７が設けられている。リードナット２１３は、リードねじ２０５をプランジャ軸２１５に結合する取付手段として設けられている。電子制御装置２２１は、図示しない配線により直流モータ２０３に連結されて、リードねじ２０５の速度、方向及び移動範囲、プランジャ軸２１５及び、それによって、カートリッジ小瓶軸端２１６の速度、移動範囲及び方向を制御するプログラム自在の電子処理装置である。カートリッジ小瓶軸端２１６は、確実且つ逆進自在にプランジャ軸２１５に取り付けられるように構成されていれば任意の様式のものであって良い。同様に、以下に説明する如く、プランジャ軸２１５は、歯科医療カートリッジ分野で公知の様式の槍型軸と一緒に使用するように考案されたその他の様式のカートリッジを作動させるようにすることができる。電子制御装置２２１は、プログラム可能読み出し専用メモリー（ＰＲＯＭ）及び装置の応用により、該装置の注射針引き抜き挿入速度及び薬投与注射速度を患者の年齢または性別及び注射の位置パラメータ（筋肉内、皮下または静脈内等の）に合わせて交換できるプログラム可能配列論理（ＰＡＬ）によりプログラムされる。電子制御装置は、また、全体的なタイミング及び注射工程中の特定の速度を制御する電子タイマーを備えている。一組のプログラムされた指示が電子制御装置２２１内の置換及び交換可能メモリーチップ（図示しない）に記憶される。メモリーチップを交換するか、または、メモリーチップを再プログラムするかのいずれかにより注射／吸引装置の様々な機能を制御自在に変更できる。カートリッジ／アンプル位置係止機構２２９は、作動されると、カートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド軸２３１により特定の位置に係止されて、血液またはその他の液体の吸引を可能にするソレノイドである。本書においては、ソレノイド及びソレノイド軸が係止機構として説明されるが、その他の多くの手段を駆使して、注射／吸引装置のハウジング内の特定の位置に任意の様式のカートリッジを係止するといった装置の目的を達成することが可能なことは明白である。
同様に、本書では、プログラム可能及び／または交換可能チップを例として説明するが、言及した機能をプログラムする多くのその他の手段を用いて本発明の目的を達成することが可能であることは明らかである。
本書では、直流モータ及び電力源並びに電子構成要素を本発明の様々な構成要素の様々な作動速度を制御する手段として説明するが、圧縮ガスやバルブ等の手段も使用することが可能であることは明らかである。
図１に図示してはいないが、本発明の様々な電子電気構成要素を電気回路接続することが可能である。
カートリッジ小瓶をプランジャ軸２１５に確実に結合し且つ該カートリッジ小瓶をプランジャ軸２１５から容易に離脱させる多くの異なる手段が可能であるのもまた明らかである。一例であって本発明を制限するものではないが、図３に歯科医療カートリッジ分野で公知の先の尖った軸と類似した、本発明の動作中に駆動されてピストン４５内に十分な距離進入して十分に確実に結合されて該ピストン４５を双方向に作動する先の尖ったかかりの付いたプランジャ軸４９を有する注射／吸引装置のプランジャ軸４７を示す。かかりの付いたヘッド４９のピストン４５からの離脱は、斯かる離脱を可能にするのに適切な内径を有するリードナット内へプランジャ軸４７及びプランジャ軸ヘッド４９を十分な距離引っ込めることで達成される。
本発明のカートリッジ小瓶部は、一方のピストンに取り付けられた中空の注射／吸引針を含んでおり、該注射／吸引針の外側の尖端は、最初は衛生上の目的から密封された端部キャップ内に配置されている。第二のピストンもまた円筒状孔内に設けられて、第一のピストンと連携して作動して注射針及び注射液を被験者の体内に推進し、その後注射針及び第一のピストンが密封された端部キャップを介して被験者から十分に引き抜かれて、注射針の針先が本発明の動作前、動作中または動作後に外気に晒される必要がないようにされている。本発明では、注射直後及び注射器装置が被験者との接触から引き抜かれる以前に注射針の先端を使い捨てのカートリッジ内へ引っ込める手段が提供される。これにより、注射針の先端が決して露出されることがなくなることから使用済みとなった注射針の先端が使用者及び非使用者の双方に意図せずに接触する危険性が軽減される。
本発明のプログラム自在の自動注射器部は、小瓶、該小瓶を作動するピストンで作動するプランジャ及び該プランジャを作動する電源を挿入する室を含んでいる。注射器は、また、注射針の引き抜き挿入速度及び液体注射速度を変化させる制御装置を含んでいる。本発明は、血液またはその他の液体を吸引するのに使用することができる。
カートリッジ小瓶の実施例
本発明によるカートリッジ小瓶及び注射／吸引装置の利点及び特徴は、添付図面を参照して、以下の注射／吸引装置に関する一つの実施例及びカートリッジ小瓶に関する三つの実施例の詳細な説明から明瞭にすることができるが、斯かる実施例は、例であって本発明を制限するものではない。
図３を参照すると、カートリッジ小瓶は、硬質の材料で構成され且つカートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド軸孔５３、吸引液体センサー孔４２、アンプル滞留室１５及び円筒状針ハウジング組立体収容室１１を有する両頭の円筒状ハウジングを備えている。カートリッジハウジング１には、弾性材料から成る穿刺自在の密封端部キャップ３、該端部キャップ３内に堅牢に埋設され且つ針案内孔７が形成されたプラスチック針案内５及び注射装置位置決め突起９が設けられている。針組立体収容室１１には、更に、針組立体ハウジング１６の該針組立体収容室１１への進入退出を可能にするような適切な形状に弯曲した隣接部１３が設けられている。針組立体１６及びアンプル３１は、双方とも最初はアンプル滞留室１５内に配置されている。カートリッジ内に配置されたガラス製のアンプル３１には、一回分の液体５１が貯蔵された三部構成の室が設けられている。アンプル３１の第一の部分３３は、第二の部分３５及び第三の部分３７と自由に連通している。第三の部分３７は、弾性材料から成る穿刺自在のアンプルストッパ３９が設けられている。アンプルピストン室隣接部４０は、第一のアンプル部３３と第二のアンプル部３５との間の移行部及び本発明の動作中におけるピストン４５のストップを形成している。第一のアンプル部３３と第二のアンプル部３５との間の移行部の外側部は、アンプル肩部４１を形成している。アンプル３１には、更に、第二室部３５と第三室部３７との間の幅狭の移行領域により形成されるフランジ係合リップ４３が設けられている。
アンプル３１には、更に、注射／吸引装置のプランジャ軸４７を有する先の尖ったプランジャ軸ヘッド４９に逆進自在に係合する弾性材料から成るピストン４５が設けられている。斯かるアンプルは、Ｔ字状軸及びキー溝またはカートリッジ装置を注射／吸引装置に逆進自在に確実に係合するその他の手段等の図示するピストン４５のようなピストン以外の多くの手段により逆進自在に注射／吸引装置に係合することが可能である。
針組立体ハウジング１６には、針組立体ハウジング底１８、針ハウジング壁１７、針組立体ハウジングフランジ１９及びアンプル３１に確実に係合するように配置された針組立体ハウジングリップ２１が設けられている。針組立体ハウジング１６には、更に、該針組立体ハウジング自体を貫通し且つ穿刺自在のアンプルストッパ３９に向かって配置された内部先端２５及び針案内５の孔７を貫通はするが、密封端部キャップ３を貫通して突出はしない外部先端２７を有する中空注射針が設けられている。
針組立体ハウジング壁１７は、カートリッジが以下に説明するごとく動作すると、針内部端２５が穿刺自在のアンプル端部ストッパ３９に接触する前であって、アンプル３１が十分な距離穿刺自在のカートリッジ密封端部キャップ３に向かって推進されて針組立体ハウジング１６が針組立体ハウジング収容室１１内に完全に入った時に、アンプル３１のフランジ係合段４３と針組立体ハウジングフランジリップ２１とが係合することにより第三のアンプル部３７が捕捉されるのに十分な長さにされている。
バーコード指標は、本発明のカートリッジ小瓶及び注射／吸引装置構成要素の双方をラベル分類する手段としては十分なものであると考えられるが、その他の任意の手段もしくは複合的な手段を用いて機械及び人が読めるように本発明をラベル分類することが可能である。例えば、本発明の双方の構成要素を判読可能な磁気ストライプ、点字突起及び文字数字式記号を同時併用してラベル分類することも可能である。
上記に説明した本発明のアンプル式のカートリッジ小瓶は、以下に説明する如く作動する。
プランジャ軸４７に力を加えると、その力がプランジャ軸ヘッド４９を介してピストン４５に連絡されて、ピストン４５が密封自在の端部キャップ３に向かって推進されて、一回分の液体５１を介して液圧が加えられてアンプル３１が針組立体１６上へ押し上げられる。プランジャ軸ヘッド４７に更に圧力を加え続けると、その圧力が針ハウジングフランジ１９、針ハウジング壁１７及び針ハウジング底１６を介して針２３に連絡されて、該針２３が針案内孔７を介して推進されて、外部針先２７が穿刺自在の端部キャップ３を穿刺する。更に、ピストン４５が穿刺自在のカートリッジ密封端部キャップ３に向かって継続して力を加えると、針２３が針ハウジング１６が密封自在の端部キャップ３により停止されるまで外側に推進され続けて、針組立体ハウジング１６がアンプル滞留室１５より大きな径を有する針組立体収容室１１内に位置決めされる。針組立体１６を針組立体収容室内に位置決めすることで、針組立体１６のフランジ１９及び壁１７が原状復帰不可能に拡張されてアンプル３１の第三の部分３７が確実に収容捕捉される。更に、同じ方向に圧力を加え続けると、内部針先２５が穿刺自在のアンプル３１上のアンプルストッパ３９内へ押しやられて、該アンプルストッパ３９が針組立体ハウジング底１８に接触する。本発明の作動のこの時点において、カートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド２９（図３に示したが、図１には示されていない）が付勢されて、カートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド軸３１（同様に、図３に示したが、図２には示されていない）がカートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド孔５３を貫通して伸長して、アンプル３１及び針組立体１７が針案内５に対してしっかりと係止される。
次いで、プランジャ軸ヘッド４９に加えられる力の方向が逆転されると、ピストン４５が若干端部キャップ３から後退して、その時点で注射候補部位に配置されてある針先２７が生理液に連絡していれば、斯かる生理液がアンプル３１内の液体５１中に吸引される。本発明の注射／吸引装置構成要素中の吸引液体センサー２３３及び光りダイオードまたは光電池２３２等の光源（図１に示したが、図３には示されていない）が吸引液体センサー孔４２を介してアンプル３１中の液体を走査して、生理液の存在を分光光度的に検出する。
もし何ら液体が検出されない場合には、薬を投与する注射部位からは何も吸引されていないとして望ましいまたは適切である見なされ、もしくは、検出された液体が針先２７が配置されている注射候補部位が望ましくないまたは不適切であると指示しなければ、注射サイクルは継続して、針先２７が配置された部位が注射部位として採用される。ピストン４５に端部キャップ３に向けて同じ方向に力を継続して加えると、針２３を介して一回分の液体５１が被験者に放出される。本発明の作動において、上記に述べた自動注入／吸引装置に関しては、ピストン軸ヘッド４９の推進速度を変更して針２３挿入速度及び一回分の液体５１注入速度を制御している。また、本発明の作動においては、この中空の注射針２３挿入順序に要する典型的な時間は、約１００ミリセカンド（１０分の１秒）である。一回分の液体５１が注射された後の作動順序は、ピストン軸ヘッド４９に加える力を逆転させて、ピストン４５にかかる圧力を密封キャップ３から離れるように指向することにより引っ込み／針の捕捉へと続く。ピストン４５の後退により創出された部分真空によりアンプル３１が針２３から十分な距離後退させられて、内部針先２５の穿刺自在のアンプル端部ストッパ３９への貫通はなくなる。アンプル３１の針先２５からの後退は、湾曲した針組立体ハウジングフランジ１９と弯曲アンプル肩部４１との接触により生じる付勢力に助長される。従って、針組立体ハウジングフランジ２１がアンプル３１のフランジ係合段４３に係合する。次いで、係止ソレノイド軸２３１（図１に示すが、図３には示されていない）が後退し、結合されたアンプル／針組立体が更に維持される。このように逆進不可能に係合されたアンプルと針の組立体は、穿刺自在の密封端部キャップ３から離れる方向に継続して力が加えられることによりピストン４５が後退すると、後退して、針２３が注射部位から十分な距離後退して針組立体収容室１１内へ完全に捕捉される。従って、針２３の一切の部分が被験者の組織またはカートリッジ小瓶の内部以外の如何なる環境にも露出することがない。後退／針捕捉の順序の動作に要する典型的な時間は、約２００ミリセカンド（５分の１秒）である。
本発明の作動中、望ましくないまたは不適切な液体（例えば血液）、もしくは、生理液の欠如（例えば、静脈注射をしようとする場合には、血液の欠如）が吸引液体センサー２３３により検出された場合には、注射順序が自動的に停止されて、薬またはその他の液体の望ましくないもしくは不適切な注射部位への注射が防止される。
図４を参照すると、本発明の吸引を必要としない場合の注射用のカートリッジ小瓶の一実施例が例示されている。カートリッジ４０１には、歯科医療注射用カートリッジ分野では公知のかかりの付いたプランジャ軸ヘッドを収容するピストン４４５を有し且つ第三のアンプル部４３７より小さな第二のアンプル部４３５を有する摺動自在のアンプル４３１が設けられており、該第二及び第三のアンプル部間の移行領域は、針ハウジング組立体４１８の係合フランジ４１９と係合する係合面を形成している。針組立体ハウジング４１８には、フランジがアンプル４３１の第三のアンプル部４３７を捕捉した時には、針先４２５が既に穿刺自在のアンプル端部ストッパ４３９を貫通しているような長さにされた針組立体ハウジング壁が設けられている。このように、針組立体ハウジング４１８及び針４２３の引っ込みが穿刺自在の端部キャップ４３９から針先４２５が後退せずとも達成されることが明らかに理解され得る。
本発明による非アンプル式の実施例の別の利点及び特徴は、添付図面と連携してなされる以下のカートリッジ小瓶構成要素の第二の実施例の詳細な説明からも明らかとすることが可能であるが、かかる実施例は、一例であって本発明を限定するものではない。
図２に例示したカートリッジ式小瓶は、弾性材料から成る穿刺自在の密封端部キャップ１０３を備えた両頭の円筒状のガラス管１０１と、前記穿刺自在の端部キャップ内に埋設された硬質プラスチックの針案内１０５と、該カートリッジのボア１１８内に摺動自在に据え付けられた第一のピストン１１７とを備えている。第一のピストン１１７には、軸端１２０を有する作動棒係合軸１１９が設けられている。カートリッジは、また、該カートリッジのボア１１８内に摺動自在に配置された第二のピストン１１５を備えている。該ピストン１１５を貫通する中空注射針１０７の内部端１１１は、針固定ワッシャ１１３により前記ピストン１１５に堅牢に取り付けられている。中空注射針１０７は、また、その外側先端１０９で穿刺自在の端部キャップ１０３を貫通しないように針案内１０５内の円筒状孔１０４を貫通して伸長する外部端１０８を有している。該円筒状孔１０４は、装置が作動中に室１２５からの空気の放出を可能にするのに十分な直径にされている。第二のピストン１１５には、また、第一のピストン１１７に向かって伸長するステンレススチール製の係合かかり１２１が取り付けられている。一回分の薬液がピストン１１７と１１５との間に配置されている。
本発明のカートリッジ小瓶は、以下に説明するごとく作動する。
ボア１１８内のピストン１１７とピストン１１５との間の空間は、被験者に注射される一回分の量の薬液が充填される。ピストン１１７は、堅固に連結されたピストンロッド１１９によりピストン１１５に向かって推進され、ピストン１１７がピストン１１５に向けて押しやられて、液圧が一回分の量の薬液１２３を介してピストン１１５に加えられると、ピストン１１５がカートリッジのボア１１８を通って長手方向に押圧される。これにより針案内１０４によって案内される中空の注射針１０７が代わって穿刺自在の端部キャップ１０３を貫通するように押し込まれる。ピストン軸ヘッド１２０に引き続いて圧力を加えると、ピストン軸１１９を介して該圧力が連絡されてピストン１１５が針案内１０４に押し当てられて停止する。次いで、カートリッジ／アンプル位置係止ソレノイド２２９（図２には図示なし、図１を参照）が作動されて、ソレノイド軸２３１（図２には図示なし、図１を参照）が挿入されて、以て、シリンダ１０１が端部キャップ１０３に対して係止される。
次いで、ピストンプランジャ軸ヘッド１２０に加えられる力の方向が逆転されて、ピストン１１７が端部キャップ１０３から若干後退して離間して、その時点で組織の注射候補部位に位置決めされている針先１０９が生理液と連通していれば、斯かる生理液が一回分の量の薬液１２３中へ吸引される。すると、本発明の注射／吸引構成要素中の吸引液体センサー２３３及び光源（光ダイオードまたは光電池２３２）がボア内のピストン１１７とピストン１１８との間の液体を走査して、生理液の存在を検出する。一切の液体が検出されず、針先１０９が配置された注射候補部位には吸引可能なものは何も存在しないのが望ましいまたは適切であると見なされると、もしくは、検出された液体が注射候補部位が望ましくないとか不適切であるとかの指示をしなければ、斯かる注射候補部位を前記一回分の量の薬を注射する実際の注射部位として使用して注射サイクルが継続する。
ピストン軸１１９を介してピストン１１７に力が継続して加えられると、中空の注射針１０７を介して前記一回分の量の薬が被験者の体内へ放出される。更に、ピストン軸１０９に継続して力を加えると、ピストン１１７がピストン１１５から所定距離内に推進されて、一回分の量の薬の最後の部分がボアより放出されると、かかり１２１上へ十分に押しやられて注射針１０７及びピストン１１７を逆進不可能にピストン１１５に係止する。次いで、係止ソレノイド軸２３１（図２には図示なし、図１を参照）が後退させられて、カートリッジの後退が可能となる。ピストン軸１０９に加える力の方向が逆転されると、ピストン１１７が端部キャップ１０３からカートリッジボアを通して後退離間して、ステンレススチール製の係止かかり１２１によりピストン１１７に係止されたピストン１１５が針案内１０４から引き離され、これにより、固定ワッシャ１１３によりピストン１１５に堅固に取り付けられた注射針１０７が後退する。この後退方向の力を引き続きピストン１１９にかけると、注射針の先端１０９が穿刺自在の端部キャップ１０３及び針案内１０４を通って後退して、針の端部１０９がカートリッジの円筒状ボア内に補足され、以て、注射サイクルが完了すると針１０７全体がカートリッジのボア１１８内に完全に収容される。
本実施例の作動中に、望ましくないまたは不適切な生理液（例えば血液）、もしくは、生理液の欠如（例えば、静脈注射がなされる場合には、血液の欠如）が吸引液体センサー２３３により検出されると、注射順序が自動的に停止されて、望ましくないまたは不適切な注射部位への薬その他の液体の注射が防止される。
上記に説明した様式のカートリッジ小瓶の好適な使用方法は、同様に上記に説明した動力の付いた自動注射／吸引装置を用いてのものであるが、ある状況下で斯かるカートリッジ小瓶を操作するには機械式動力の付いたまたは手動の注射装置が好適であるのは明らかに理解できることである。例えば、収容上の問題でバッテリーまたは電気的な動力の使用が不可能であったり望ましくない場合、もしくは、よりコンパクトで、より簡単なまたはより廉価の装置が必要である場合には、機械式注射器が好適である。更に、構成要素を長期間格納しておけて、且つ、ガンマ線またはその他の放射線、電子ビームまたは酸化エチレン等のガスにより無菌化できる注射器を備えることが望ましい。図５乃至図８は、本発明による機械式アクチュエータとカートリッジの好適な実施例を例示している。
図５を参照すると、吸引を必要としない注射を目的とした本発明のカートリッジ小瓶の実施例が例示されている。カートリッジ２４０１には、液室２４３８から液体を放出するピストン２４４５を有し、且つ、第三のアンプル部２４３７より外径が小さい第二のアンプル部２４３５及び該第二及び第三のアンプル部間の針ハウジング組立体２４１８の係合フランジ２４１９に係合する係合面２４３６を形成する移行領域を有した摺動自在のアンプル２４３１が設けられている。針組立体ハウジング２４１８には、フランジ２４１９がアンプル２４３１の第三の部分２４３７を捕捉するまでには、穿刺自在のアンプル端部ストッパ２４３９が穿刺が完了してしまっているような長さにされた針組立体ハウジング壁２４１７が設けられている。針ハウジング組立体壁２４１７の径は、摺動自在のアンプル２４３１が移動して針ハウジング組立体２４１８が針ハウジング組立体滞留室２４１１内へ押し込まれるまで該壁２４１７が拡張しないようにされている。
図６及び図７を参照すると、注射を目的とした本発明のカートリッジ小瓶アクチュエータの実施例が例示されている。カートリッジ小瓶アクチュエータハウジング２００１には、図５に示した様式のカートリッジ小瓶を収容するカートリッジ小瓶収容室２００５が設けられており、且つ、カートリッジ小瓶に係合して位置決めをするカートリッジ小瓶係止窪みが設けられている。カートリッジ小瓶アクチュエータハウジング２００１には、また、所定の位置にカートリッジ小瓶を保持するカートリッジ小瓶位置決め接合部２００３が設けられている。カートリッジ小瓶アクチュエータハウジング２００１には、更に、ピストン駆動装置２００７が摺動自在に設置されるピストン駆動装置滞留室２００６が設けられている。
ピストン駆動装置２００７は、ピストン駆動装置解放アーム２０１５に取り付けられたピストン駆動装置解放フランジ２０１７によりハウジング２００１本体内にピストン駆動装置フランジシート２０１９を介して着脱自在に取り付けられている。ピストン駆動装置２００７には、また、圧縮された状態でピストン駆動装置解放アーム２０１５の周りに螺旋状に巻き付けられ且つピストン駆動装置ばね肩部２００９及びハウジングばね棚部２０１６に当接してピストン駆動装置２００７をカートリッジ小瓶収容室２００５に向かって付勢するピストン駆動装置ばね２０１３が設けられている。
カートリッジ小瓶アクチュエータ２００１には、更に、ピストン駆動装置解放フランジ２０１７に緩く当接したフランジ抑止面２０３５を有する発射キャップ２０２１が設けられている。発射キャップ２０２１には、発射キャップ係合リング２０１８を囲繞する発射キャップ取付リップ２０２３が設けられており、更に、発射キャップ２０２１がカートリッジ小瓶アクチュエータハウジング２００１に対して長手方向に移動するのを可能にする発射キャップスロット２０２５が設けられている。発射キャップ２０２１には、また、安全ピン／針カバーを収容する発射キャップ安全ピン孔２０２７が設けられている。
このように、安全ピン／針カバー２０３１によってピストン駆動装置安全ピン空所２０２９が拡張されることでピストン駆動装置解放アーム２０１５及びピストン駆動装置フランジ２０１７がピストン駆動装置フランジシート２０１９上に固定保持されるのが明らかに理解できる。安全ピン／針カバー２０３１には、注射の後で注射針２４２３、例えば、図５に示した注射針２４２３の突出部を覆うのに使用可能な針カバー孔２０３３が設けられている。図８を参照。
図５乃至図８に示す本発明の機械式起動カートリッジ小瓶の作動を以下に説明する。
アンプル液質２４３８内の空間は、被験者に注射される一回分の量２４４０の液薬で充填される。カートリッジ小瓶ハウジング２４０１は、カートリッジ小瓶アクチュエータハウジング２００１のカートリッジ小瓶収容室２００５内のカートリッジ小瓶位置隣接部２００３、カートリッジ小瓶係止窪み２００４及びカートリッジ小瓶係止突起２４３４により決定される位置に配置されている。
圧縮されたピストン駆動装置ばね２０１３の力は、以下の動作で解放される。ピストン駆動装置安全ピン空所２０２９内に配置された安全ピン／針カバー２０３１が発射キャップ安全ピン孔２０２７を通って該空所２０２９から抜かれる。次いで、発射キャップ２０２１がカートリッジ小瓶収容室２００５の方向に押されて、角度をつけられたフランジ抑止面２０３５がピストン駆動装置解放フランジ２０１７の角度を付けられた面突接すると、フランジ同志が互いに接近し合って、伸展するピストン駆動装置ばね２０１３の力によりピストン駆動装置フランジシート２０１９内の孔を通ってフランジ２０１７の引き抜きが可能となり、ピストン駆動装置２００７がカートリッジ小瓶端部キャップ２４０３の方向へ移動する。ピストン駆動装置２００７が移動すると、カートリッジ小瓶ピストン接触面２０１１がアンプル２４３１内の液室２４３８の上方に配置されたピストン２４４５に接触して、一回分の量の液体２４４０を介して液圧が加えられて、摺動自在のアンプル２４３１が端部キャップ２４０３に向かって推進される。
従って、ピストン駆動装置２００７が継続して移動すると、針組立体ハウジング２４１８も端部キャップ２４０３の方向に移動して、注射針２４２３が端部キャップ２４０３が穿刺して、針組立体ハウジング２４１８が端部キャップ２４０３内に配置された針案内２４０４により停止されるまで針組立体ハウジング収容室２４１１内に進入する。ピストン２４４５に引き続いて圧力を加えると、針組立体ハウジングフランジ２４１９が拡張し、穿刺自在のアンプル端部ストッパ２４３９が針の内部端２４２５により穿刺される。
ピストン駆動装置２００７を介して連絡されるピストン駆動装置２０１３の拡張による圧力が引き続きピストン２４４５に加えられると、ピストン２４４５がアンプルの内部隣接部２４３２に底打つまで一回分の量の液体２４４０が中空の注射針２４２３を介して放出される。次いで、機械的に起動されるカートリッジ小瓶が、被験者の目標領域から取り除かれて、安全ピン／針カバー２０３１が伸長された注射針２４２３の露出部分に被され、不必要なまたは意図しない針による穿刺が防止される。このように、針２４２３の一切の部分が被験者の組織または注射前のカートリッジ小瓶の内部以外の環境に晒される必要がなくなる。
アクチュエータハウジング、カートリッジハウジング、針組立体ハウジング、発射キャップ、針案内、端部キャップ、安全ピン／針カバー及びピストン駆動装置の好適な材料は、医療技術分野において公知である耐放射線ポリエチレンである。しかしながら、ガラス繊維入りプラスチックを含んだプラスチック、炭素繊維複合材料、ゴム、当該技術分野において公知の合成及び非合成材料及びナイロン／炭素繊維複合材料等の医療及び歯科包装及び皮下注射器の技術分野で標準となっている多くのその他の材料を使用できることは明らかに理解できることである。注射針及びピストン駆動装置シートの好適な材料は、ステンレススチールである。しかしながら、ガラス、セラミック及び炭素繊維複合材料等の任意のその他の妥当な代替材料を使用することが可能である。
同様に、ピストン駆動装置の好適な材料は、ナイロン／炭素繊維複合材料であるが、十分な弾性、剛性及び引っ張り強さを有した多くのその他の材料を本発明を実施するのに使用することが可能である。
アンプルピストン、カートリッジ端部キャップ及び穿刺自在のシールドの好適な材料には、密封適性、穿刺適性及び精密な許容差での製造適性等の所望の特性が得られるなら、天然または合成ゴム、シリコンゴム、ガラス繊維入りシリコンゴム及び種々のプラスチックが含まれる。穿刺自在のアンプル及びストッパの好適な材料は、医療及び歯科技術分野において標準とされるアルミニウムのカバーによりアンプルに確実に取付密封されたゴムディスクまたは膜である。
アンプルの好適な材料は、シリコン処理したＵＳＰガラスであるが、当該技術分野で公知の如く、多くのプラスチック及び複合材料も適した材料である。
ピストン駆動装置ばねの好適な材料は、カーボンスチール、ステンレススチール、ガラス繊維入りナイロン、種々のガラス及び本発明の文脈において付勢及び推進力を提供できる任意のその他の材料を含む。
本発明の全ての構成要素は、ガンマ線、電子ビームまたは酸化エチレンを用いた処理による無菌化が容易にできるものであることが好ましい。斯かる材料にはＡＢＳプラスチック、ポリカーボネート、ガラス及び炭素繊維複合材料が含まれる。
針組立体ハウジングの寸法は、ピストン駆動装置ばねから伝達される特定量の力により針組立体ハウジングの拡張が可能となる許容変形特性を得るために使用される特定の材料に対して適合させなければならない。勿論、非圧縮長さ、材料及び剛性等のばね特性は、ピストン駆動装置ばねを特定の様式のアンプル組立体及び針ハウジング組立体との使用に適合させるために変更できることは明らかに理解されることである。
若干の修正をして、本発明を圧縮ばねの解放以外の力で駆動するように適合させることが可能である。例えば、本発明の装置は、図６及び図７に示したピストン駆動装置アーム２０１５及びばね２０１３に替えて容器内に解放自在に収容された圧縮ガスを解放することで駆動することが可能である。ガスの解放がピストン２４４５を収容室２００５内に設置されたカートリッジ小瓶ハウジング２４０１の端部キャップ２４０３に向けて駆動して、上記に説明したばね起動カートリッジと同様な方法で本発明が作動される。
勿論、本発明を若干修正すれば、本発明の装置は、注射後針が引っ込んでカートリッジ小瓶内に完全に入ってしまうように構成することが可能であることもまた明白である。
更に適合を行えば、ピストン駆動装置２００７のトリガー端のある部分を戻り止め動作で壊れるように構成することが可能である。例えば、駆動装置フランジ２０１７を脆性プラスチックまたは複合材料で構成して、発射キャップ２０３１が押圧されると同時に解放アーム２０１５から崩壊してばね２０１３のエネルギーを解放するようにすることが可能である。このように、装置を再使用不可能にして、非衛生的または好ましくない使用を防止することが可能になる。崩壊可能な構成要素を構成する材料の例には、ガラス繊維入り複合材料、金属入り複合材料、炭素繊維複合材料、ガラス繊維、ガラス、ナイロン、ナイロン／炭素繊維複合材料及び木が含まれる。
例えば、アンプルピストンをピストン駆動装置に逆進不可能に係合するかかりまたはその他の手段を設け且つアクチュエータ組立体をピストン駆動装置を後退させるのと同様な方法でカートリッジ小瓶から離脱させる手段を設けることで、注射針をカートリッジ内に完全に入れることが達成される。
本発明の注射器及び注射器／吸引器の双方は、１９９１年８月６日に出願された関連出願番号第０７／７４０，８４３号に開示された様式のカートリッジと一緒に使用するのに適して入ることは明に理解できる。前記の第０７／７４０，８４３号出願に開示された二つの構成要素から成るカートリッジのいくつかと一緒に使用できるように本発明の装置を適合させるためには、カートリッジを収容するための室の適当な修正が必要になる。しかしながら、これらの修正は、本発明の範囲内と見なされるべきものであり、当業者には容易に実行できるものである。これらのカートリッジは、液体の注射可能な薬を注射の直前に形成する、少なくともその一方が液体である、二つの構成要素を貯蔵するのに適合しており、起動にはピストンにある一定の力を作用させることが必要となる。
本書に開示した弾性材料に関しては、かかる弾性材料は、当該技術分野で公知の同様の及び関連の目的を達成するためのゴム、プラスチック及びその他の合成及び非合成材料等の医療及び歯科包装及び皮下注射器技術分野で標準となっている材料である。また、本書に開示したカートリッジ小瓶の実施例の全ては、標準の医療及び歯科用アンプル及び容器製造設備による製造に適合されている。
同様に、本書に開示したカートリッジ小瓶は、完全に充填されると、０．１乃至１００ミリリットルの液体を収容するようにされている。しかしながら、斯かる小瓶は、完全に充填されると、０．５乃至１０ミリリットルの液体を収容するのがより典型的である。
針は、皮下注射器／針技術分野で標準となっている長さ及びゲージを有し且つ該技術分野で標準となっている材料から形成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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