(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧噴流システム用の再使用可能なポンプカートリッジを提供する。【解決手段】再使用可能なポンプカートリッジ５０であって、流体が流れ通ることができるチャンバー５６を有するハウジングとハウジングをドライブ機構に接続したときに該チャンバーに流体を流し通すようになっているドライブアセンブリー６０を備え、該チャンバーは前記ハウジングがドライブ機構に接続されたときに密閉構造をゆうするようになっており、該Ｃアンバーがドライブ機構から外されたときに開口した構造になり、該ハウジング、該チャンバー、ドライブアセンブリを使用時の合間に滅菌できるようにしたポンプカートリッジ。【選択図】  図３Ａ
2006187599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再使用可能なポンプカートリッジであって、
流体が流れ通ることができるようになっているチャンバーを有するハウジングと、
ハウジングをドライブ機構に接続したときに、前記チャンバーに流体を流し通すようになっているドライブアセンブリと、を備え、
前記チャンバーは、前記ハウジングが前記ドライブ機構に接続されたときに、密閉構造を有するようになっており、
前記チャンバーは、前記ハウジングが前記ドライブ機構から外されたときに、開口した構造になり、前記ハウジング、前記チャンバー、及び前記ドライブアセンブリを使用時の合間に滅菌できるようになっている、ポンプカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記チャンバーは、入口と、出口と、前記チャンバーと前記ドライブアセンブリとの間に形成された開口部と、を有する、ポンプカートリッジ。
【請求項３】
請求項２記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記開口部内に配置されたシールをさらに備え、
前記ハウジングを前記ドライブ機構から外したときに、開口した構造を有するようになっており、
前記ハウジングが前記ドライブ機構に接続されたときに、前記ドライブアセンブリの一部が入って、前記チャンバーが密閉されるようになっている、ポンプカートリッジ。
【請求項４】
請求項３記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ドライブアセンブリが、可動に前記シールに通されたピストンを有し、
前記ピストンを前記シールに対して相対的に動かして流体を前記チャンバーに流し通すために、前記ピストンは、前記ドライブ機構に取り付けられたプッシュロッドを受けるようになっている、ポンプカートリッジ。
【請求項５】
請求項４記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、前記ピストンの縦軸周りに可動であるように、前記ハウジング内で遊動している、ポンプカートリッジ。
【請求項６】
請求項４記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンに連結されており、前記ピストンを第１の位置へ付勢するのに有効な付勢部材をさらに備え、
前記第１の位置では、前記ピストンが前記チャンバーから完全に取り去られていて、前記シールが開口している、ポンプカートリッジ。
【請求項７】
請求項２記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記チャンバーの入口には、前記チャンバーへの流体の流入を許容する一方向入口弁を備え、
前記チャンバーの出口には、前記チャンバーからの流体の流出を許容する一方向出口弁を備える、ポンプカートリッジ。
【請求項８】
請求項７記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記入口弁及び前記出口弁は、ボールインアパーチャーバルブ(ball-in-aperture valves)を含む、ポンプカートリッジ。
【請求項９】
再使用可能なポンプカートリッジであって、
ドライブ機構に取り外し可能に接続できるハウジングであって、流体流チャンバーと、接続チャンバーと、前記流体流チャンバー及び前記接続チャンバーを隔てているシールと、を有するハウジングと、
前記シールに可動に通されており、前記接続チャンバー内に配置された受け部を有するピストンであって、前記ピストンを前記シールに対して動かして、前記流体流チャンバーに流体を流し通すために、前記受け部が、前記ドライブ機構に取り付けられたプッシュロッドを受けるようになっている、ピストンと、
前記ピストンに連結されていて、前記ピストンを第１の位置へ付勢することに有効である、付勢部材であって、前記第１の位置では、前記ピストンの全体が前記接続チャンバー内に配置されており、かつ、前記シールが開口している、付勢部材と、を備えるポンプカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、前記ピストンの縦軸周りに可動であるように、前記ハウジング内で遊動している、ポンプカートリッジ。
【請求項１１】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記受け部は、実質的に平坦な面を備えている、ポンプカートリッジ。
【請求項１２】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、細長い軸部を備えており、
前記受け部は、前記細長い軸部の端部に形成された拡大頭部を備えており、
前記拡大頭部は、前記ドライブ機構の前記プッシュロッドを受けるために実質的に平坦な面を有している、ポンプカートリッジ。
【請求項１３】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンがオートクレーブに入れることができる材料から形成されている、ポンプカートリッジ。
【請求項１４】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンがサファイヤから形成されている、ポンプカートリッジ。
【請求項１５】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記シールがオートクレーブに入れることができる材料から形成されている、ポンプカートリッジ。
【請求項１６】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記シールが含浸フッ素重合体（impregnated fluoropolymer）から形成されている、ポンプカートリッジ。
【請求項１７】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記付勢部材は、前記ピストンの少なくとも一部の周りに配置されたコイルばねを含む、ポンプカートリッジ。
【請求項１８】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは頭部を備え、
前記頭部は、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部は前記受け部を画定しており、前記第２の端部は細長い軸部を有し、前記細長い軸部は前記第２の端部から延びて、前記シールに可動に通されている、ポンプカートリッジ。
【請求項１９】
請求項１８記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記付勢部材が前記細長い軸部の一部の周りに広がっており、前記頭部の前記第２端部に付勢力を加えている、ポンプカートリッジ。
【請求項２０】
請求項９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記流体流チャンバーは、前記流体流チャンバーへの流体の流入を許容する一方向入口弁と、前記流体流チャンバーからの流体の流出を許容する一方向出口弁と、を有する、ポンプカートリッジ。
【請求項２１】
請求項２０記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記入口弁及び前記出口弁は、ボールインアパーチャーバルブ(ball-in-aperture valves)を含む、ポンプカートリッジ。
【請求項２２】
再使用可能なポンプカートリッジであって、
流体供給源からハウジングを介して流体送出手段まで流体を送るために、前記流体供給源、前記流体送出手段、及びドライブ機構に接続するようになっている、前記ハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記流体供給源、前記流体送出手段、及び前記ドライブ機構に接続されたときに、第１の密閉構造になり、前記流体供給源、前記流体送出手段、及び前記ドライブ機構から外されたときに、第２の開口構造になるように構成され、
前記ハウジングは、前記第２の開口構造であるときに、蒸気で滅菌できるように構成されている、ポンプカートリッジ。
【請求項２３】
ポンプカートリッジの使用方法であって、
ポンプカートリッジのドライブアセンブリをドライブ機構に接続し、かつ、前記ポンプカートリッジの流体流チャンバーを流体供給源及び流体送出手段に接続する段階と、
前記ドライブ機構を作動させて、前記流体供給源から、前記流体流チャンバーを介して、前記流体送出手段まで流体を流す段階と、
前記ポンプカートリッジを前記駆動機構、前記流体供給源、及び前記流体送出手段から外す段階と、
前記ポンプカートリッジを滅菌する段階と、
前記接続段階と、前記作動段階とを繰り返す段階と、を含む、方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法であって、
前記ポンプカートリッジを滅菌する段階には、前記ポンプカートリッジをオートクレーブに入れることが含まれる、方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の方法であって、
前記流体送出手段には、高圧噴流装置（high pressure fluid jet）が含まれる、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、高圧噴流手段に関し、特に、高圧噴流で使用する再使用可能なポンプカートリッジに関するものである。
【０００２】
〔発明の背景〕
組織切断用の高圧噴流には、従来の切断手段に対するいくつかの利点がある。特に、高圧噴流では軟らかい組織が乳化しやすく、このため、レーザカッターや電気手術用カッターを用いると生じうる熱損傷や壊死を避けることができる。乳化した組織は、吸引により手術部位から簡単に除去することもできる。実際に、多くの噴流切断装置がその装置に内蔵された部分として吸引排出部を有するという事実は、多くの外科手術にとってもう一つの利点であることがある。
【０００３】
外科手術で使用されている現在の高圧噴流装置における１つの欠点は、外部のポンプ機構から、噴流を形成するノズルまで、無菌の流路が必要であるということである。現在のほとんどの高圧噴流装置では、使い捨て流路が使用されている。この使い捨て流路は、製造時に滅菌され、使用後に廃棄される。流路の材料及び構造のために、装置を使用後に滅菌できないことがよくある。
【０００４】
このため、高圧噴流装置を改良することに対するニーズ、特に、高圧噴流システム用の再使用可能なポンプカートリッジに対するニーズが依然としてある。
【０００５】
〔発明の概要〕
ある典型的な実施形態では、再使用可能なポンプカートリッジが、高圧噴流システムで使用するために提供される。このポンプカートリッジは、ポンプカートリッジを使って流体を流すために、ドライブ機構に接続するようになっていることがある。使用の合間には、このポンプカートリッジをドライブ機構から外し、滅菌し、再使用することができる。
【０００６】
ポンプカートリッジはさまざまな構造を有し得るが、ある典型的な実施形態では、ポンプカートリッジがハウジングを有し、このハウジングは、その中に流体を流せるようになっているチャンバーと、ハウジングの中に配置されたドライブアセンブリとを有する。ドライブアセンブリは、ハウジングをドライブ機構に接続したときに、流体をチャンバーに流し通すようになっている。チャンバーは、ハウジングをドライブ機構に接続したときに、密閉構造になるようにすることがあり、また、チャンバーは、ハウジングをドライブ機構から外したときに、ポンプカートリッジを滅菌できるように、開口構造になるようにすることがある。ある典型的な実施形態では、チャンバーへの流体の流入を許容する一方向入口弁と、チャンバーから流体が流出できるようになっている一方向出口弁とをチャンバーが有することがある。非限定的な例であるが、この入口弁及び出口弁は、ボールインアパーチャーバルブ(ball-in-aperture valves)であることがある。
【０００７】
ドライブアセンブリは、さまざまな構造を有しうるが、ある典型的な実施形態では、ドライブアセンブリがピストンを有し、このピストンが、チャンバーをドライブアセンブリから隔てているシールに可動に通されることがある。ピストンをシールに対して相対的に動かして、流体をチャンバーに流し通すために、ピストンが、ドライブ機構にあるプッシュロッドから力を受けるようにすることがある。ある典型的な実施形態では、ピストンの縦軸周りに可動であるように、ピストンがハウジング内で遊動していることがある。ドライブアセンブリは、付勢部材をさらに有することがあり、この付勢部材は、ピストンに連結されていて、ピストンを第１の位置へ付勢することに有効であり、この第１の位置では、ピストンがチャンバーから完全に取り去られ、シールが開口する。
【０００８】
本発明の別の態様では、再使用可能なポンプカートリッジが提供され、このポンプカートリッジは、ドライブ機構に取り外し可能に接続できるハウジングを有し、このハウジングは、流体流チャンバーと、接続チャンバーと、この流体流チャンバー及び接続チャンバーを隔てているシールとを有する。再使用可能なポンプカートリッジは、さらにピストンを有することがあり、このピストンは、シールに可動に通されており、接続チャンバー内に配置された受け部を有する。この受け部は、ピストンをシールに対して相対的に動かして、流体流チャンバーに流体を流し通すために、ドライブ機構にあるプッシュロッドを受けるようになっている。ポンプカートリッジは、さらに付勢部材を有することがある。この付勢部材は、ピストンに連結されていて、ピストンを第１の位置へ付勢することに有効である。この第１の位置では、ピストンの全体がポンプチャンバー内に配置され、かつ、シールが開口する。付勢部材もさまざまな構造を有し得るが、ある典型的な実施形態では、付勢部材がコイルばねであることがあり、このコイルばねは、ピストンの少なくとも一部の周りに配置されて、ピストンの頭部の第２端部に付勢力を加える。
【０００９】
ピストンはさまざまな構造を有することができ、ある典型的な実施形態では、ピストンが、例えば、拡大頭部が形成されている細長い軸部であることがある。頭部は、プッシュロッドを受けるための実質的に平坦な面を有することがあり、あるいは、他の実施形態では、頭部に形成されていて、受け部を画定する凹部を有することもある。他の典型的な実施形態では、ピストンを、オートクレーブに入れることができる材料、例えばサファイヤなどから形成することがある。ハウジング内のシールも、オートクレーブに入れることができる材料から形成することがあり、このような材料としては、例えば、ポリマー充填テフロン（登録商標）のような、含浸フッ素重合体(impregnated fluoropolymer)がある。
ポンプカートリッジを使用するための典型的な方法も提供されている。
【００１０】
本発明は、以下の詳細な説明を添付図面と共に検討することにより、より詳しく理解することができる。
【００１１】
〔本発明の詳細な説明〕
本発明は、高圧噴流システムで使用するポンプカートリッジを提供する。このポンプカートリッジは、流体を流体供給源から、ポンプカートリッジを介して、噴流送出装置まで流すドライブ機構に接続できるようになっていることがある。典型的な実施形態では、このポンプカートリッジが再使用可能であり、使用の合間に滅菌することができることがある。当業者にとっては、このポンプカートリッジをさまざまな高圧噴流システムと共に使用して、さまざまな応用例に利用できることが明らかであろう。
【００１２】
図１は、高圧噴流システム１０のある典型的な実施形態を示している。図示のように、システム１０は、ドライブ機構１２と、再使用可能なポンプカートリッジ５０とを有することがある。再使用可能なポンプカートリッジ５０は、ドライブ機構１２に着脱可能に装着することができる。システム１０は、再使用可能なポンプカートリッジ５０に流体を送るために、生理食塩水バッグ(saline bag)のような流体供給源１６をさらに有することがある。流体供給源１６は、いろいろな方法を使ってポンプカートリッジ５０につなぐことができるが、ある典型的な実施形態では、流体供給源１６がチューブ１６ａを有し、このチューブ１６ａが流体供給源１６とポンプカートリッジ５０との間に延びている。システム１０は、噴流送出装置をさらに有することがある。図示の実施形態では、この噴流送出装置が流体送出チューブ１８と、噴流装置２０とを有する。噴流送出装置には、ポンプカートリッジ５０から流体が入り、高圧噴流を形成する。高圧噴流システムは、意図する用途により、さまざまな圧力で動作可能であるが、ある典型的な実施形態では、この高圧噴流システム１０が、約１０００から２００００ｐｓｉの圧力範囲で、より好ましくは、約５０００から１５０００ｐｓｉの範囲で動作するようになっている。当業者にとって、この高圧噴流システムが、いろいろな他の構成部品を有し得ること、そして、各構成部品がいろいろな構造を有し得ることは明らかであろう。また、これらの構成部品は、互いに一体に形成することもでき、あるいは、互いに取り外し可能に取り付けることもできる。当業者には、本明細書で開示した典型的なポンプカートリッジを他の噴流システムと共に使用できること、また、本明細書で開示した典型的な噴流システムが参考のためだけに開示されていることも明らかであろう。
【００１３】
事実上、当該技術で公知のあらゆる送出機構を使用することができるが、ある典型的な実施形態では、ドライブ機構が、ポンプカートリッジ５０を介して速度を調整しながら流体を押し出すポンプコンソール１２の一部であることもある。典型的なポンプコンソール１２は、このポンプコンソール１２の中に配置されたモータにより駆動される（図４に示した）プッシュロッド２２と、ユーザが所望のポンプパラメータを入力できる操作部とを有することがある。プッシュロッド２２は、さまざまな形状及び大きさを有し得るが、ある典型的な実施形態においてプッシュロッド２２は、ポンプコンソール１２からポンプカートリッジ５０の中へと延びて、後でより詳しく検討するように、ポンプカートリッジ５０の内部に配置したピストンに力を加えることができる形状及び大きさを有する。使用の際、（不図示の）モータはプッシュロッド２２をその軸に沿って往復運動させるのに有効であり、これにより、これも後でより詳しく検討するように、ポンプカートリッジ５０内に配置したピストンを往復運動させ、流体をカートリッジ５０を通り抜けるように押し流す。
【００１４】
流体送出チューブ１８も、いろいろな構造を有することができる。ある典型的な実施形態では、流体送出チューブ１８を、破裂に対し十分な強度を有し、高圧下で流体を噴流装置２０まで安全に送れる材料であり、かつ、外科医が操作しやすい材料から形成することがある。図１に示したように、流体送出チューブ１８は、コイル状にすることで、操作性をよくすることがある。流体送出チューブ１８は、さらにコネクターを有することがあり、典型的な実施形態では、このコネクターを手で締めることができる。このコネクターは、流体送出チューブ１８の端部をポンプカートリッジ５０及び噴流装置２０に接続するためのものであり、着脱可能な構成部品であることが望ましい。前述したように、流体送出チューブ１８は、ポンプカートリッジ５０及び／又は噴流装置２０と一体に形成することもあり、又は動かないように嵌め込むこともある。
【００１５】
噴流装置２０もいろいろな構造を有することができ、事実上、高圧噴流を形成するあらゆる装置を、本明細書に開示したさまざまな実施形態について用いることができる。図示の典型的な実施形態では、噴流装置２０が手持ち式の棒という形態をしており、この手持ち式の棒は、送出チューブ１８と、高圧噴流を形成するノズルとにつながっている孔（lumen）を有している。噴流装置２０は、噴流を集めるための排出孔をさらに有することもあり、また、この装置の使用を容易にするためのさまざまな他の構造部を有することもある。非限定的な例としてであるが、噴流装置の典型的な一実施形態が、共願に係る米国特許出願第１０／９０４，４５６号に開示されている。米国特許出願第１０／９０４，４５６号は、マックルリーら(McRury et al.)によって２００４年１１月１１日に出願されており、発明の名称が「組織の選択的な大量除去及び精密整形の方法及び装置(Methods and Devices for Selective Bulk Removal and Precision Sculpting of Tissue)」である。
【００１６】
前述したように、高圧噴流システム１０は、ポンプカートリッジ５０を有することがある。ポンプカートリッジ５０は、ポンプコンソール１２につなげるようになっている。また、ポンプカートリッジ５０は、流体供給源１６と噴流送出装置１８，２０との間に配置されていて、流体を流体供給源１６から噴流送出装置１８，２０まで送ることができる。ポンプカートリッジ５０は、さまざまな構造を有し得るが、図３Ａ及び３Ｂに示したある典型的な実施形態では、ハウジングという形態をしていることがあり、このハウジングは、流体供給源１６から流体送出チューブ１８及び高圧噴流装置２０まで流体を送るようになっている第１のチャンバー、すなわち流体流チャンバー５６と、ドライブアセンブリ６０を有する第２のチャンバー、すなわち接続チャンバー５８とを有する。ドライブアセンブリ６０は、接続チャンバー５８の中に配置されており、カートリッジ５０をコンソール１２に接続したときに、流体流チャンバー５６に流体を流し通すようになっている。この典型的なポンプカートリッジ５０は、滅菌できるようにして、これにより、ポンプカートリッジを再使用可能にすることもある。このことは、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２から外したときに、カートリッジ５０内のチャンバー、例えば流体流チャンバー５６及び接続チャンバー５８が、開口した構造となるようにポンプカートリッジ５０を構成することで行うことができる。
【００１７】
当業者には、単に参考までにポンプカートリッジが第２「チャンバー」、即ち接続「チャンバー」を有すると説明していることは明らかであろうし、また、ポンプカートリッジの第２チャンバー内に配置した部品を必ずしも「チャンバー」、即ち範囲を限定した空間の中に配置する必要がないことも明らかであろう。
【００１８】
流体流チャンバー５６は、いろいろな構造を有し得るが、典型的な実施形態では、図示のように、流体供給源１６に接続するようになっている入口５６ａと、流体送出チューブ１８に接続するようになっている出口５６ｂとを有する。入口５６ａ及び出口５６ｂは、それぞれ弁機構を有することがある。この弁機構は、入口５６ａ及び出口５６ｂの中に配置されていて、入口５６ａ及び出口５６ｂを通る流体の流れを規制する。さまざまな弁機構を利用することができるが、ある典型的な実施形態では、入口５６ａ及び出口５６ｂのそれぞれが、ボールインアパーチャー型一方向弁(one-way ball-in-aperture valve)１００を有する。このボールインアパーチャー型一方向弁１００は、図５により詳細に示すように、開口部１０４内に置かれたボール１０２を有する。バルブ１００は、ボール保持部材１０６をさらに有することがある。ボール保持部材１０６は、入口５６ａ及び／又は出口５６ｂの端から端まで広がる棒材のようなものであり、ボール１０２をバルブハウジング１００の中に保持するようになっている。使用の際、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２に取り付けると、ボール１０２により、流体流チャンバー５６の入口５６ａから流体が流出し、出口５６ｂから流入することを防ぐことができる。ポンプカートリッジ５０をコンソール１２から外したときは、カートリッジ５０をその側面を下にして置いて、ボール１０２を開口部１０４から離すことができ、これにより、後でより詳細に検討するように、流体流チャンバー５６が開口した構造になるので、ポンプカートリッジ５０を滅菌することが可能になる。
【００１９】
さらに図３Ａ及び３Ｂに示すように、典型的な流体流チャンバー５６は、接続チャンバー５８内のドライブアセンブリ６０で流体流チャンバー５６に流体を流すことができるように、接続チャンバー５８とつなげることができる。さまざまな方法を用いて２つのチャンバー５６、５８をつなぐことができるが、図示した典型的な実施形態では、シール６２を２つのチャンバー５６、５８の間に配置することがある。シール６２は、さまざまな形状及び大きさを有し得るが、ある典型的な実施形態では、シール６２が流体流チャンバー５６及び接続チャンバー５８を隔てている。もっとも、シール６２は、開口部６２ａを有することがあり、この開口部６２ａは、ピストン６４をスライド可能に入れられるようにシール６２に形成されている。ピストン６４は、接続チャンバー５８の中に配置されたドライブアセンブリ６０の一部である。後でより詳細に検討するように、ピストン６４は、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２に取り付けた場合に、シール６２の開口部６２ａを通って延びるようにすることができる。また、ピストン６４は、ポンプカートリッジ５０をポンプコンソール１２から外したときに、流体流チャンバー５６及び接続チャンバー５８が互いにつながるように、接続チャンバー５８へ後退させることができ、これにより、ポンプカートリッジ５０は、滅菌のための開口した構造になることができる。したがって、シール６２の開口部６２ａは、事実上、どのような形状及び大きさをも有することができるが、典型的な実施形態では、開口部６２の形状及び大きさはピストンの形状及び大きさに対応したものとなる。例えば、開口部は、円柱形状のピストンに合うように円形であることがある。当業者にとって、シール６２をさまざまな材料から形成することができることは明らかであろう。典型的な材料には、非限定的な例ではあるが、ポリマー充填テフロン（登録商標）のような、含浸フッ素重合体(impregnated fluoropolymer)がある。
【００２０】
ポンプカートリッジ５０の接続チャンバー５８もさまざまな構造を有し得るが、前述したように、典型的な接続チャンバー５８は、ドライブアセンブリ６０を有する。このドライブアセンブリ６０は、接続チャンバー５８の中に配置されており、コンソール１２にあるプッシュロッド２２から力を受けるようになっており、また、流体流チャンバー５６に流体を流し通すようになっている。図３Ａ及び３Ｂに示したように、典型的なドライブアセンブリ６０は、ピストン６４を有することがある。ピストン６４には、第１部分、即ち頭部６４ａがあり、この頭部６４ａは、コンソール１２にあるプッシュロッド２２が加える力を受けるようになっている。また、ピストン６４には、第２部分６４ｂがあり、この第２部分６４ｂは、流体流チャンバー５６に流体を流し通すために、シール６２を通って流体流チャンバー５６の中へと延びている。第１部分６４ａ及び第２部分６４ｂは、事実上、どのような形状及び大きさも有しうるが、ある典型的な実施形態では、ピストン６４の第２部分６４ｂがほぼ細長い円柱形状を有し、その大きさ、例えば直径Ｄpが、シール６２の開口部６２ａの大きさ、例えば直径Ｄoに実質的に対応していることがあり、また、ピストン６４の第１部分又は頭部６４ａが、プッシュロッド２２が頭部６４ａに対し当接できるように、実質的に平坦な構造をしていることがある。頭部６４ａは、その大きさ、例えば直径Ｄhが、第２部分６４ｂの直径Ｄpよりも大きく、かつ、プッシュロッド２２の大きさ、例えば直径Ｄc（図４Ａ及び４Ｂに図示）よりも大きくなるように大きくすることがある。このような構成では、プッシュロッド２２がピストン６４のどの部分に接触してもよいことに、つまり、プッシュロッド２２の中心軸がピストン６４の中心軸に揃っていても、揃っていなくてもよいことになる。このように、プッシュロッド２２及びピストン６４の軸を合わせる必要がないことから、これらの部品の間を機械的に噛み合わせて固定する必要はない。したがって、ピストン６４は、ポンプカートリッジ５０内で、また、プッシュロッド２２に対して、遊動することができる。この結果、プッシュロッド２２によりピストン６４の位置がシール６２に対してずれることはなく、これにより、シール６２が摩耗する可能性が減る、又は無くなる。図示はしていないが、ピストン６４の頭部６４ａは、ポンプカートリッジ５０を容易に滅菌できるように、特に、ポンプカートリッジをドライブ機構１２から外したときに、ピストン６４が第２チャンバー５８を密閉することがないように、１つ以上の開口部、又は他の構造部がその中に形成されていることがある。
【００２１】
他の実施形態では、ピストン６４が凹部を有することがある。この凹部は、プッシュロッド２２を受けるために、ピストン６４の近位端に形成される。図４Ａ及び４Ｂは、ポンプカートリッジ５０’の他の実施形態を示している。このポンプカートリッジ５０’は、図３Ａ及び３Ｂに示したポンプカートリッジ５０と同様であるが、プッシュロッド２２を受けるためにピストン６４’に形成された凹部６４ｃ’を有している。特に、ピストン６４’には、拡大頭部６４ａ’が形成されており、拡大頭部６４ａ’の中には、凹部６４ｃ’が形成されている。凹部６４ｃ’は、事実上、どのような形状及び大きさも有しうるが、典型的な実施形態では、図４Ｂに示すように、凹部６４ｃ’の大きさ、例えば直径ＤRが、プッシュロッド２２の大きさ、例えば直径Ｄcより相当大きい。ここでも、このような構成が、プッシュロッド２２を凹部６４ｃ’の任意の部分で受けることを可能にし、プッシュロッド２２に対してピストン６４の軸を合わせるために機械的に連結する必要はない。したがって、ピストン６４’は、ポンプカートリッジ５０の中で遊動でき、また、プッシュロッド２２に対して遊動することができる。この結果、プッシュロッド２２により、シール６２に対してピストン６４’の位置がずれることはなく、これにより、シール６２’が摩耗する可能性が減る、又は無くなる。
【００２２】
ピストン６４，６４’もさまざまな材料から形成することができるが、ある典型的な実施形態では、滅菌により損なわれない材料からピストン６４，６４’が形成される。適する典型的な材料は、サファイヤである。サファイヤ製のピストンを使用すると、よく研磨することができ、また、非常に固いので、高温高圧の環境でも安定である点でも、サファイヤはとりわけ都合がよい。
【００２３】
図３Ａ及び３Ｂに戻って、ピストン６４は、接続チャンバー５８の中で遊動することができ、コンソール１２にあるプッシュロッド２２と軸を合わせる、又はプッシュロッド２２に接続する必要がないのに対し、ポンプカートリッジ５０は、シール６２の開口部６２ａに対するピストン６４の軸合わせを容易にする構造部を有することがある。このことは、さまざまな方法を用いて行うことができるが、ある典型的な実施形態では、ポンプカートリッジ５０が、図３Ａ及び３Ｂに示すリング部材７０のような位置合わせ機構を有することがあり、このリング部材７０は、シール６２に対するピストン６４の細長い第２部分６４ｂの位置合わせを容易にできるようになっている。典型的なリング部材７０は、実質的に円筒形状をしており、ピストン６４の細長い部分６４ｂをスライド可能に受け入れるための開口部７２がリング部材７０に形成されている。リング部材７０は、１つ以上の突出部７４をさらに有することがある。この突出部７４は、最初に係合させるときにピストン６４を開口部７２の中へと案内するものであり、及び／又は、この突出部によりチャンバー間で蒸気が流れることが可能になることから、装置の滅菌を容易にするものである。例えば、図３Ｂに示すように、リング部材７０は城壁風に作られている（castellated）。図３には、ポンプカートリッジ５０の中に配置されたリング部材７０が示されており、図示のように、リング部材７０は、開口部７２がシール６２の開口部６２ａに揃うように、接続チャンバー５８内のハウジングに動かないように取り付けることができる。この結果、ピストン６４がシール６２に向けて移動するとき、突出部７４がピストン６４を開口部７２に向けて案内し、これにより、ピストン６４の位置をシール６２の開口部６２ａに実質的に合わせる。リング部材７０は、シール６２を、ポンプカートリッジ５０の中の実質的に一定の位置に維持するのにも効果的であることがある。
【００２４】
図４Ａ及び４Ｂに示す別の実施形態では、ピストン６４’は自動的に位置を合わせることができる。特に、後でより詳しく検討する付勢部材６８’をピストン６４の周りに配置して、ピストン６４をシールの開口部６２ａ’に対して保持し、実質的に位置合わせすることに用いることがある。しかしながら、ピストン６４は、シールの開口部６２ａ’と自動的に位置を合わせられるように、その軸の回りで横方向に動くことができる。当業者にとって、シール６２に対してピストン６４の軸を合わせるのに、さまざまな他の方法を用いることができることは明らかであろう。
【００２５】
前述のように、ポンプカートリッジ５０，５０’のドライブアセンブリ６０，６０’は、ピストン６４，６４’を接続チャンバー５８，５８’の中へと付勢するようになっている付勢部材６８をさらに有することがある。事実上、どのような付勢部材６８をも使用することができるが、図３Ａに示した典型的な実施形態では、付勢部材６８がコイルばねの形態であることがあり、このコイルばねは、ピストン６４，６４’の細長い部分６４ｂ、６４ｂ’の周りに配置されており、ピストン６４の頭部６４ａとリング部材７０との間に位置している。図４Ａ及び４Ｂにもコイルばね６８’が示されている。上記のように、ばね６８’は、ピストン６４’を保持し、実質的に位置をシール６２に対して合わせつつ、ピストン６４’がシール６２に自動的に位置を合わせるようにいくらか横に動くことを許容することができる。
【００２６】
使用の際、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２に取り付けると、付勢部材６８がコンソール１２の方へ力を加え、これにより、ピストン６４をプッシュロッド２２と接触させる。この結果、モータが作動して、プッシュロッド２２がその軸に沿って往復運動をすると、プッシュロッド２２が付勢部材６８に反力を加え、これにより、ピストン６４を、シール６２を通って流体流チャンバー５６の中へと往復運動させて、流体流チャンバー５６を通るように流体を流す。ポンプカートリッジ５０をコンソール１２から取り去る、即ち外すと、付勢部材６８がピストン６４をシール６２の開口部６２ａから押し出し、第２チャンバー５８に完全に押し込み、流体流チャンバー５６及び接続チャンバー５８が互いに開口する、つまり、つながるようにすることができる。ポンプカートリッジ５０は、さらにその側面を下に向けることでバルブ１００を開け、ポンプカートリッジ５０全体を開口させることができる。この結果、ポンプカートリッジ５０を、例えばオートクレーブ、洗浄剤、蒸気、ガス、その他を用いて、再使用に備えて滅菌することができる。
【００２７】
当業者にとっては、カートリッジ５０をコンソール１２にいろいろな係合方法を用いて接続できることは明らかであろう。非限定的な例であるが、適する係合機構には、ツイストロック機構(twist-lock mechanism)、ねじ機構、又は当該技術で公知のあらゆる他の技術が含まれる。ポンプカートリッジ５０は、図２に示すように、ポンプのコンソール１２への取り付け及び取り外しを容易にするための、レバー５４をさらに有することがある。例えば、レバー５４は、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２に対して回し、これにより、カートリッジ５０にあるフランジ部、ねじ部、又は何か他の係合機構をコンソール１２に係合させることに用いることができる。特定の典型的な実施形態では、ポンプカートリッジ５０をコンソール１２に着脱可能に係合させることができる。
【００２８】
当業者には、上記の実施形態に基づいて本発明の他の特徴や利点が分かるであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲で示す場合を除き、特に示し、説明したことによっては限定されるものではない。本明細書で列挙した刊行物及び参考文献は、参照により、本明細書にその全体を明示的に組み入れる。
【００２９】
〔実施の態様〕
（１）  再使用可能なポンプカートリッジであって、
流体が流れ通ることができるようになっているチャンバーを有するハウジングと、
ハウジングをドライブ機構に接続したときに、前記チャンバーに流体を流し通すようになっているドライブアセンブリと、を備え、
前記チャンバーは、前記ハウジングが前記ドライブ機構に接続されたときに、密閉構造を有するようになっており、
前記チャンバーは、前記ハウジングが前記ドライブ機構から外されたときに、開口した構造になり、前記ハウジング、前記チャンバー、及び前記ドライブアセンブリを使用時の合間に滅菌できるようになっている、ポンプカートリッジ。
（２）  実施態様１記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記チャンバーは、入口と、出口と、前記チャンバーと前記ドライブアセンブリとの間に形成された開口部と、を有する、ポンプカートリッジ。
（３）  実施態様２記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記開口部内に配置されたシールをさらに備え、
前記ハウジングを前記ドライブ機構から外したときに、開口した構造を有するようになっており、
前記ハウジングが前記ドライブ機構に接続されたときに、前記ドライブアセンブリの一部が入って、前記チャンバーが密閉されるようになっている、ポンプカートリッジ。
（４）  実施態様３記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ドライブアセンブリが、可動に前記シールに通されたピストンを有し、
前記ピストンを前記シールに対して相対的に動かして流体を前記チャンバーに流し通すために、前記ピストンは、前記ドライブ機構に取り付けられたプッシュロッドを受けるようになっている、ポンプカートリッジ。
（５）  実施態様４記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、前記ピストンの縦軸周りに可動であるように、前記ハウジング内で遊動している、ポンプカートリッジ。
【００３０】
（６）  実施態様４記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンに連結されており、前記ピストンを第１の位置へ付勢するのに有効な付勢部材をさらに備え、
前記第１の位置では、前記ピストンが前記チャンバーから完全に取り去られていて、前記シールが開口している、ポンプカートリッジ。
（７）  実施態様２記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記チャンバーの入口には、前記チャンバーへの流体の流入を許容する一方向入口弁を備え、
前記チャンバーの出口には、前記チャンバーからの流体の流出を許容する一方向出口弁を備える、ポンプカートリッジ。
（８）  実施態様７記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記入口弁及び前記出口弁は、ボールインアパーチャーバルブ(ball-in-aperture valves)を含む、ポンプカートリッジ。
（９）  再使用可能なポンプカートリッジであって、
ドライブ機構に取り外し可能に接続できるハウジングであって、流体流チャンバーと、接続チャンバーと、前記流体流チャンバー及び前記接続チャンバーを隔てているシールと、を有するハウジングと、
前記シールに可動に通されており、前記接続チャンバー内に配置された受け部を有するピストンであって、前記ピストンを前記シールに対して動かして、前記流体流チャンバーに流体を流し通すために、前記受け部が、前記ドライブ機構に取り付けられたプッシュロッドを受けるようになっている、ピストンと、
前記ピストンに連結されていて、前記ピストンを第１の位置へ付勢することに有効である、付勢部材であって、前記第１の位置では、前記ピストンの全体が前記接続チャンバー内に配置されており、かつ、前記シールが開口している、付勢部材と、を備えるポンプカートリッジ。
（１０）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、前記ピストンの縦軸周りに可動であるように、前記ハウジング内で遊動している、ポンプカートリッジ。
【００３１】
（１１）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記受け部は、実質的に平坦な面を備えている、ポンプカートリッジ。
（１２）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは、細長い軸部を備えており、
前記受け部は、前記細長い軸部の端部に形成された拡大頭部を備えており、
前記拡大頭部は、前記ドライブ機構の前記プッシュロッドを受けるために実質的に平坦な面を有している、ポンプカートリッジ。
（１３）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンがオートクレーブに入れることができる材料から形成されている、ポンプカートリッジ。
（１４）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンがサファイヤから形成されている、ポンプカートリッジ。
（１５）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記シールがオートクレーブに入れることができる材料から形成されている、ポンプカートリッジ。
【００３２】
（１６）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記シールが含浸フッ素重合体（impregnated fluoropolymer）から形成されている、ポンプカートリッジ。
（１７）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記付勢部材は、前記ピストンの少なくとも一部の周りに配置されたコイルばねを含む、ポンプカートリッジ。
（１８）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記ピストンは頭部を備え、
前記頭部は、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部は前記受け部を画定しており、前記第２の端部は細長い軸部を有し、前記細長い軸部は前記第２の端部から延びて、前記シールに可動に通されている、ポンプカートリッジ。
（１９）  実施態様１８記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記付勢部材が前記細長い軸部の一部の周りに広がっており、前記頭部の前記第２端部に付勢力を加えている、ポンプカートリッジ。
（２０）  実施態様９記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記流体流チャンバーは、前記流体流チャンバーへの流体の流入を許容する一方向入口弁と、前記流体流チャンバーからの流体の流出を許容する一方向出口弁と、を有する、ポンプカートリッジ。
【００３３】
（２１）  実施態様２０記載の再使用可能なポンプカートリッジであって、
前記入口弁及び前記出口弁は、ボールインアパーチャーバルブ(ball-in-aperture valves)を含む、ポンプカートリッジ。
（２２）  再使用可能なポンプカートリッジであって、
流体供給源からハウジングを介して流体送出手段まで流体を送るために、前記流体供給源、前記流体送出手段、及びドライブ機構に接続するようになっている、前記ハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記流体供給源、前記流体送出手段、及び前記ドライブ機構に接続されたときに、第１の密閉構造になり、前記流体供給源、前記流体送出手段、及び前記ドライブ機構から外されたときに、第２の開口構造になるように構成され、
前記ハウジングは、前記第２の開口構造であるときに、蒸気で滅菌できるように構成されている、ポンプカートリッジ。
（２３）  ポンプカートリッジの使用方法であって、
ポンプカートリッジのドライブアセンブリをドライブ機構に接続し、かつ、前記ポンプカートリッジの流体流チャンバーを流体供給源及び流体送出手段に接続する段階と、
前記ドライブ機構を作動させて、前記流体供給源から、前記流体流チャンバーを介して、前記流体送出手段まで流体を流す段階と、
前記ポンプカートリッジを前記駆動機構、前記流体供給源、及び前記流体送出手段から外す段階と、
前記ポンプカートリッジを滅菌する段階と、
前記接続段階と、前記作動段階とを繰り返す段階と、を含む、方法。
（２４）  実施態様２３記載の方法であって、
前記ポンプカートリッジを滅菌する段階には、前記ポンプカートリッジをオートクレーブに入れることが含まれる、方法。
（２５）  実施態様２３記載の方法であって、
前記流体送出手段には、高圧噴流装置（high pressure fluid jet）が含まれる、方法。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のある典型的な実施形態による高圧噴流システムであって、ポンプカートリッジ付きのポンプコンソールを有し、ポンプカートリッジがポンプコンソールに接続されていると共に噴流送出装置とつながっている高圧噴流システムの図である。
【図２】図１の高圧噴流システムにおけるポンプカートリッジの斜視図である。
【図３Ａ】図２に示したポンプカートリッジの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示したポンプカートリッジの一部の斜視図である。
【図４Ａ】高圧噴流システムで使用するためのポンプカートリッジの他の典型的な実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示したポンプカートリッジの一部の断面図である。
【図５】ポンプカートリッジで使用する弁機構の典型的な実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2006187599.tif 000008
【図５】
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【外国語明細書】
2006187599000001.pdf