(57)【要約】  さまざまなシリンジシステムが開示されている。１つのこうしたシリンジシステムは、中空内腔および遠位端を有する本体と、シリンジ本体の中空内腔内に配置された真空チャンバと、前記真空チャンバの遠位部分に接続された第１プランジャであって、シリンジ本体の内面に対して第１シールを形成しかつ第１プランジャとシリンジ本体の遠位端との間に流体空間を画定する第１プランジャと、真空チャンバ内に配置された第２プランジャであって、真空チャンバの内面に対して第２シールを形成しかつ真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャと、第２プランジャに取り付けられたピストンであって、真空チャンバ内で第２プランジャを移動させ、それにより近位空間区画の容積および前記遠位空間区画の容積を変更するように構成されたピストンとを含むことができる。
2016515016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空内腔および遠位端を備えるシリンジ本体であって、内部に流体を受け取るように構成されているシリンジ本体と、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内に配置された真空チャンバと、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内で前記真空チャンバの遠位部分に接続された第１プランジャであって、前記シリンジ本体の内面に対して第１シールを形成し、かつ前記第１プランジャと前記シリンジ本体の前記遠位端との間に流体空間を画定する第１プランジャと、
前記真空チャンバ内に配置された第２プランジャであって、前記真空チャンバの内面に対して第２シールを形成し、かつ前記真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャと、
前記真空チャンバの前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方の中の通気孔であって、シリンジシステムの外側の領域と前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方との間に空気の連通を可能にするように構成された通気孔と、
前記第２プランジャに取り付けられかつ前記真空チャンバから近位側に延出しているピストンであって、前記真空チャンバ内で前記第２プランジャを移動させ、それにより、前記近位空間区画の容積および前記遠位空間区画の容積を変更するように構成されたピストンと、
を具備するシリンジシステム。
【請求項２】
前記通気孔が、前記ピストンおよび前記第２プランジャを通って延在するボアを備え、前記ボアが、前記シリンジシステムの外側の領域と前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方との間の空気の連通を可能にするように構成されている、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項３】
前記シリンジシステムの外側の前記領域と前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方との間で連通する前記空気の量を調節するように構成された弁をさらに具備する、請求項２に記載のシリンジシステム。
【請求項４】
前記通気孔が、前記真空チャンバの前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方の壁を通して延在している側部通気孔を含み、前記側部通気孔が、前記シリンジシステムの外側の領域と前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方との間の空気の連通を可能にするように構成されている、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項５】
前記シリンジ本体の前記遠位端に先端をさらに具備し、前記先端が、前記第１プランジャの移動時に前記流体空間からの流体が通過するのを可能にするように構成されている、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項６】
前記先端が、前記流体を患者に送達するための１つまたは複数のチューブ、針またはノズルに取り付けられるようにさらに構成されている、請求項５に記載のシリンジシステム。
【請求項７】
前記ピストンが、近位壁を通って前記真空チャンバから近位側に延出して、前記ピストンと前記近位壁との間に第３シールを形成している、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項８】
実質的に遠位方向において前記ピストンに対して強制される力が、前記第２プランジャを前記真空チャンバ内で遠位側に移動させ、それにより、前記近位空間区画の容積を増大させ前記遠位空間区画の容積を低減させ、前記近位空間区画と前記遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、前記真空チャンバおよび前記第１プランジャが遠位方向に移動し、それによって、前記流体空間内に位置する流体が前記シリンジ本体の前記遠位端の先端から排出されるように構成されている、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項９】
実質的に近位方向において前記ピストンに対して強制される力が、前記第２プランジャを前記真空チャンバ内で近位側に移動させ、それにより、前記遠位空間区画の容積を増大させ前記近位空間区画の容積を低減させ、前記近位空間区画と前記遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、前記真空チャンバおよび前記第１プランジャが近位方向に移動し、それによって、前記シリンジ本体の前記遠位端の先端を通して前記流体空間内に前記流体を吸引するように構成されている、請求項１に記載のシリンジシステム。
【請求項１０】
中空内腔および遠位端を備えるシリンジ本体であって、内部に流体を受け取るように構成されているシリンジ本体と、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内に少なくとも部分的に配置された真空チャンバと、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内で前記真空チャンバの遠位側に配置された第１プランジャであって、前記シリンジ本体の内面に対して第１シールを形成し、かつ前記第１プランジャと前記シリンジ本体の前記遠位端との間に流体空間を画定する第１プランジャと、
前記真空チャンバ内に配置された第２プランジャであって、前記真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャと、
前記真空チャンバの前記遠位空間区画および前記近位空間区画のうちの一方の壁を通って延在する側部通気孔であって、シリンジシステムの外側の領域と前記近位空間区画および前記遠位空間区画のうちの一方との間に空気の連通を可能にするように構成された側部通気孔と、
前記真空チャンバから遠位側に延出し、かつ前記第１プランジャおよび前記第２プランジャに接続されたピストンであって、前記真空チャンバ内で前記第２プランジャを移動させ前記シリンジ本体内で前記第１プランジャを移動させるように構成されたピストンと、
を具備するシリンジシステム。
【請求項１１】
前記シリンジ本体の前記遠位端に先端をさらに具備し、前記先端が、前記第１プランジャの移動時に前記流体空間からの流体が通過するのを可能にするように構成されている、請求項１０に記載のシリンジシステム。
【請求項１２】
前記先端が、前記流体を患者に送達するための１つまたは複数のチューブ、針またはノズルに取り付けられるようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシリンジシステム。
【請求項１３】
実質的に遠位方向において前記真空チャンバに対して強制される力が、前記真空チャンバを前記シリンジ本体内で遠位側に移動させ、それにより、前記近位空間区画の容積を低減させ前記遠位空間区画の容積を増大させ、前記近位空間区画と前記遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、前記第２プランジャ、前記ピストンおよび前記第１プランジャが遠位方向に移動し、それによって、前記流体空間内に位置する流体が前記シリンジ本体の前記遠位端の先端から排出されるように構成されている、請求項１０に記載のシリンジシステム。
【請求項１４】
実質的に近位方向において前記ピストンに対して強制される力が、前記第２プランジャを前記真空チャンバ内で近位側に移動させ、それにより、前記遠位空間区画の容積を増大させ前記近位空間区画の容積を低減させ、前記近位空間区画と前記遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、前記真空チャンバおよび前記第１プランジャが近位方向に移動し、それによって、前記シリンジ本体の前記遠位端の先端を通して前記流体空間内に前記流体を吸引するように構成されている、請求項１０に記載のシリンジシステム。
【請求項１５】
中空内腔および先端を有する遠位端を備えるシリンジ本体であって、内部に流体を受け取るように構成されているシリンジ本体と、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内に少なくとも部分的に配置された真空チャンバと、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内で前記真空チャンバの遠位側に配置された第１プランジャであって、前記シリンジ本体の内面に対してシールを形成し、かつ前記第１プランジャと前記シリンジ本体の前記遠位端との間に流体空間を画定する第１プランジャと、
前記真空チャンバ内に配置された第２プランジャであって、前記真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャと、
前記真空チャンバから遠位側に延出し、かつ前記第１プランジャおよび前記第２プランジャに接続されたピストンであって、前記真空チャンバ内で前記第２プランジャを移動させ前記シリンジ本体内で前記第１プランジャを移動させるように構成されたピストンと、
前記真空チャンバの近位部分に取外し可能に取り付けられたサムピースであって、使用者が実質的に軸方向に力を加えるための面を提供するように構成され、前記遠位空間区画および前記近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるようにさらに構成されたサムピースと、
を具備するシリンジシステム。
【請求項１６】
前記サムピースが、前記真空チャンバの少なくとも一部にねじ込まれることによって前記遠位空間区画および前記近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるように構成されている、請求項１５に記載のシリンジシステム。
【請求項１７】
前記サムピースが、遠位方向に移動するように構成され、前記真空チャンバが、前記サムピースの移動に応じて前記シリンジ本体内で移動するように構成され、前記第２プランジャ、前記ピストンおよび前記第１プランジャが、前記真空チャンバが前記シリンジ本体内で移動することに応じて移動するように構成されている、請求項１５に記載のシリンジシステム。
【請求項１８】
中空内腔および先端を有する遠位端を備えるシリンジ本体であって、内部に流体を受け取るように構成されているシリンジ本体と、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内に少なくとも部分的に配置された真空チャンバと、
前記シリンジ本体の前記中空内腔内で前記真空チャンバの遠位側に配置された第１プランジャであって、前記シリンジ本体の内面に対してシールを形成し、かつ前記第１プランジャと前記シリンジ本体の前記遠位端との間に流体空間を画定する第１プランジャと、
前記真空チャンバ内に配置された第２プランジャであって、前記真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャと、
前記真空チャンバの近位部分にねじ込まれるように構成されたサムピースであって、前記遠位空間区画および前記近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるように構成されたサムピースと、
前記真空チャンバから遠位側に延出し、かつ前記第１プランジャおよび前記第２プランジャに接続されたピストンであって、前記真空チャンバ内で前記第２プランジャを移動させ前記シリンジ本体内で前記第１プランジャを移動させるように構成されたピストンと、
を具備するシリンジシステム。
【請求項１９】
前記真空チャンバの外面にガイドをさらに具備し、前記ガイドが、前記シリンジシステムの使用者が、前記サムピースを前記真空チャンバの所望の深さにねじ込むのに役立ち、それにより前記遠位空間区画および前記近位空間区画のうちの一方の所望の容積を確保するように構成されている、請求項１８に記載のシリンジシステム。
【請求項２０】
前記サムピースが、前記シリンジシステムから出る前記流体の流量を増大および低減させるようにさらに構成されている、請求項１８に記載のシリンジシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｏｒｃｅ  Ｓｙｒｉｎｇｅ」と題する２０１３年３月１２日に出願された米国特許出願第１３／７９７，９５９号明細書に対する優先権を主張し、その開示内容は全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
開示の分野
本出願は、概してシリンジに関し、特に、医薬品、補給剤、流体、造影剤等を一定の速度で投与し吸引するための定力シリンジに関する。
【背景技術】
【０００３】
さまざまな医療処置の間に、患者の体内または流体容器との間で医薬品、補給剤、流体、造影剤、生理食塩水等を投与しかつ／または吸引する必要がある場合がある。一般に、投与および吸引は、皮下で、筋肉内で、腹腔内でかつ／または静脈内で行われる可能性がある。場合によっては、投与を、手動シリンジを使用することによって行う可能性もある。他の場合では、投与および／または吸引は、流体容器との間で行われる可能性もある。
【０００４】
時として、一定の速度での投与または吸引は、医療提供者および／または患者にとって特に重要である場合がある。例示的な例では、いくつかの治療に含まれる生体細胞は、注入／吸引の圧力（あるいは真空）および／または流量が高すぎる場合、損傷を受けやすい可能性がある。さらに、生体細胞に対する損傷により、治療の効果が低下する可能性がある。別の例示的な例では、送達／吸引の速度は、薬剤の適切な摂取を確保するために重要である可能性がある。大部分の熟練した医療提供者でさえも、一定の速度で円滑に投与／吸引するプロセスに苦労する可能性がある。
【０００５】
細胞は、収集処置中に発生するせん断力および乱流による損傷を受けやすい。非一定の速度または細胞溶解閾値を上回る速度により、細胞の破断または破壊がもたらされる可能性がある。細胞構造がこのように傷つけられる場合、収集された流体試料が、それが収集される環境における流体と同じではない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、医薬品、補給剤、流体、造影剤等の一定の速度での円滑な投与および／または吸引を確保しようとすることにより、一定の速度で流体を投与しかつ／または吸引するために使用される注射器システムは、使用および実施が複雑でありかつ費用がかかることになった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態では、シリンジシステムは、中空内腔および遠位端を備えるシリンジ本体を含むことができる。シリンジ本体を、内部に流体を受け取るように構成することができる。シリンジ本体の中空内腔内に真空チャンバを配置することができる。シリンジ本体の中空内腔内で真空チャンバの遠位部分に第１プランジャを接続することができる。第１プランジャは、シリンジ本体の内面に対して第１シールを形成し、第１プランジャとシリンジ本体の遠位端との間に流体空間を画定することができる。真空チャンバ内に第２プランジャを配置することができる。第２プランジャは、真空チャンバの内面に対して第２シールを形成し、真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定することができる。真空チャンバの近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方の中に、通気孔を設けることができる。通気孔を、シリンジシステムの外側の領域と近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方との間に空気の連通を可能にするように構成することができる。第２プランジャにピストンを取り付けることができ、ピストンは、真空チャンバから近位側に延出することができる。ピストンを、真空チャンバ内で第２プランジャを移動させ、それにより、近位空間区画の容積および遠位空間区画の容積を変更するように構成することができる。
【０００８】
別の実施形態では、通気孔は、ピストンおよび第２プランジャを通って延在するボアを含むことができ、ボアは、シリンジシステムの外側の領域と近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方との間の空気の連通を可能にするように構成されている。シリンジシステムの外側の領域と近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方との間で連通する空気の量を調節するように、弁を設けることができる。通気孔は、真空チャンバの近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方の壁を通して延在している側部通気孔を含むことができる。側部通気孔を、シリンジシステムの外側の領域と近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方との間の空気の連通を可能にするように構成することができる。
【０００９】
別の実施形態では、シリンジ本体の遠位端に先端を設けることができる。先端を、第１プランジャの移動時に流体空間からの流体が通過するのを可能にするように構成することができる。先端を、流体を患者に送達するための１つまたは複数のチューブ、針またはノズルに取り付けられるようにさらに構成することができる。ピストンは、近位壁を通って真空チャンバから近位側に延出して、ピストンと近位壁との間に第３シールを形成することができる。
【００１０】
別の実施形態では、実質的に遠位方向においてピストンに対して強制される力を、第２プランジャを真空チャンバ内で遠位側に移動させ、それにより、近位空間区画の容積を増大させ遠位空間区画の容積を低減させ、近位空間区画と遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、真空チャンバおよび第１プランジャが遠位方向に移動し、それによって、流体空間内に位置する流体がシリンジ本体の遠位端の先端から排出されるように構成することができる。別法として、実質的に近位方向においてピストンに対して強制された力を、第２プランジャを真空チャンバ内で近位側に移動させ、それにより、遠位空間区画の容積を増大させ近位空間区画の容積を低減させ、近位空間区画と遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、真空チャンバおよび第１プランジャが近位方向に移動し、それによって、シリンジ本体の遠位端の先端を通して流体空間内に流体を吸引するように構成することができる。
【００１１】
別の実施形態では、シリンジシステムは、中空内腔および遠位端を備えるシリンジ本体を含むことができる。シリンジ本体を、内部に流体を受け取るように構成することができる。シリンジ本体の中空内腔内に少なくとも部分的に真空チャンバを配置することができる。シリンジ本体の中空内腔内で真空チャンバの遠位側に、第１プランジャを配置することができる。第１プランジャは、シリンジ本体の内面に対して第１シールを形成し、第１プランジャとシリンジ本体の遠位端との間に流体空間を画定することができる。真空チャンバ内に、真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する第２プランジャを配置することができる。側部通気孔が、真空チャンバの遠位空間区画および近位空間区画のうちの一方の壁を通って延在することができる。側部通気孔を、シリンジシステムの外側の領域と近位空間区画および遠位空間区画のうちの一方との間に空気の連通を可能にするように構成することができる。ピストンが、真空チャンバから遠位側に延出し、第１プランジャおよび第２プランジャに連結することができる。ピストンを、真空チャンバ内で第２プランジャを移動させシリンジ本体内で第１プランジャを移動させるように構成することができる。
【００１２】
別の実施形態では、シリンジ本体の遠位端に先端を設けることができる。先端を、第１プランジャの移動時に流体空間からの流体が通過するのを可能にするように構成することができる。先端を、流体を患者に送達するための１つまたは複数のチューブ、針またはノズルに取り付けられるようにさらに構成することができる。
【００１３】
別の実施形態では、実質的に遠位方向において真空チャンバに対して強制される力を、真空チャンバをシリンジ本体内で遠位側に移動させ、それにより、近位空間区画の容積を低減させ遠位空間区画の容積を増大させ、近位空間区画と遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、第２プランジャ、ピストンおよび第１プランジャが遠位方向に移動し、それによって、流体空間内に位置する流体がシリンジ本体の遠位端の先端から排出されるように構成することができる。別法として、実質的に近位方向においてピストンに対して強制された力を、第２プランジャを真空チャンバ内で近位側に移動させ、それにより、遠位空間区画の容積を増大させ近位空間区画の容積を低減させ、近位空間区画と遠位空間区画との間の圧力差をもたらし、それにより、真空チャンバおよび第１プランジャが近位方向に移動し、それによって、シリンジ本体の遠位端の先端を通して流体空間内に流体を吸引するように構成することができる。
【００１４】
さらに別の実施形態では、シリンジシステムは、中空内腔および先端を有する遠位端を有するシリンジ本体を含むことができる。シリンジ本体を、内部に流体を受け取るように構成することができる。シリンジ本体の中空内腔内に少なくとも部分的に真空チャンバを配置することができる。シリンジ本体の中空内腔内で真空チャンバの遠位側に第１プランジャを配置することができ、第１プランジャは、シリンジ本体の内面に対してシールを形成し、それにより第１プランジャとシリンジ本体の遠位端との間に流体空間を画定することができる。真空チャンバ内に第２プランジャを配置することができ、第２プランジャは、真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定する。ピストンが、真空チャンバから遠位側に延出することができ、ピストンを、第１プランジャおよび第２プランジャに接続することができる。ピストンを、真空チャンバ内で第２プランジャを移動させシリンジ本体内で第１プランジャを移動させるように構成することができる。
【００１５】
別の実施形態では、サムピース（ｔｈｕｍｂ  ｐｉｅｃｅ）を、真空チャンバの近位部分に取外し可能に取り付けることができる。サムピースを、使用者が実質的に軸方向に力を加えるための面を提供するように構成することができる。サムピースを、遠位空間区画および近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるようにさらに構成することができる。サムピースを、真空チャンバの少なくとも一部にねじ込まれることによって遠位空間区画および近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるように構成することができる。サムピースを、遠位方向に移動するように構成することができ、そこでは、真空チャンバは、サムピースの移動に応じてシリンジ本体内で移動するように構成されている。第２プランジャ、ピストンおよび第１プランジャを、真空チャンバがシリンジ本体内で移動することに応じて移動するように構成することができる。
【００１６】
別の実施形態では、シリンジシステムは、中空内腔および先端を有する遠位端を有する備えるシリンジ本体を含むことができる。シリンジ本体を、内部に流体を受け取るように構成することができる。シリンジ本体の中空内腔内に少なくとも部分的に真空チャンバを配置することができる。シリンジ本体の中空内腔内で真空チャンバの遠位側に第１プランジャを配置することができる。第１プランジャは、シリンジ本体の内面に対してシールを形成し、第１プランジャとシリンジ本体の遠位端との間に流体空間を画定することができる。真空チャンバ内に第２プランジャを配置することができる。第２プランジャは、真空チャンバ内に近位空間区画および遠位空間区画を画定することができる。サムピースを、真空チャンバの近位部分にねじ込まれるように構成することができる。サムピースを、遠位空間区画および近位空間区画のうちの一方の容積を増大および低減させるように構成することができる。ピストンが、真空チャンバから遠位側に延出することができ、ピストンを、第１プランジャおよび第２プランジャに接続することができる。ピストンを、真空チャンバ内で第２プランジャを移動させシリンジ本体内で第１プランジャを移動させるように構成することができる。真空チャンバの外面にガイドを設けることができ、ガイドは、シリンジシステムの使用者が、サムピースを真空チャンバの所望の深さにねじ込むのに役立ち、それにより遠位空間区画および近位空間区画のうちの一方の所望の容積を確保するように構成されている。サムピースを、シリンジシステムから出る流体の流量を増大および低減させるようにさらに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】実施形態による通気孔を有するシリンジの側面図を示す。
【図１Ｂ】実施形態による角度付きボアを有するシリンジの側面図を示す。
【図１Ｃ】実施形態によるサムピースを通って延在するボアを有するシリンジの側面図を示す。
【図２Ａ】実施形態による側部通気孔を有する代替シリンジの側面図を示す。
【図２Ｂ】実施形態によるねじ込み式サムピースを有する代替シリンジの側面図を示す。
【図３Ａ−Ｂ】実施形態による図１Ａに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【図４Ａ−Ｃ】実施形態による図２Ａに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【図５Ａ−Ｃ】実施形態による図２Ｂに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【図６Ａ】実施形態による通気孔を有するシリンジの側面図を示す。
【図６Ｂ】実施形態による角度付きボアを有するシリンジの側面図を示す。
【図６Ｃ】実施形態によるサムピースを通って延在するボアを有するシリンジの側面図を示す。
【図７Ａ】実施形態による側部通気孔を有する代替シリンジの側面図を示す。
【図７Ｂ】実施形態によるねじ込式サムピースを有する代替シリンジの側面図を示す。
【図８Ａ−Ｂ】実施形態による図６Ａに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【図９Ａ−Ｃ】実施形態による図７Ａに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【図１０Ａ−Ｃ】実施形態による図７Ｂに示すシリンジのさまざまな構成要素の移動を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示は、記載されている特定のシステム、デバイスおよび方法には限定されず、それは、これらを変更することができるためである。本明細書で用いる術語は、単に特定の型または実施形態について説明する目的のものであり、範囲を限定するようには意図されていない。
【００１９】
本文書で用いる単数形「１つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈において明確な別段の指示がない限り、複数の言及を含む。別段の定義がない限り、本明細書で用いるすべての技術用語および科学用語は、当業者が一般に理解するものと同じ意味を有している。本開示におけるいずれも、本開示に記載されている実施形態に対して、従来の開示によってこうした開示に先行する権利が与えられないと言うことを認めるものとして、解釈されるべきではない。本文書で用いる「備える」という用語は、「含むが限定されない」と意味する。
【００２０】
以下、説明の目的で、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「垂直な」、「水平な」、「頂部」、「底部」、「横方向の」、「長手方向の」という用語およびそれらの派生語は、図に開示する実施形態の向きに関連するものとする。しかしながら、実施形態は、反対であるように明示的に指定されている場合を除き、代替的な変形形態およびステップ順序を想定している場合がある。添付図面において例示しかつ以下の明細書に記載する具体的なデバイスおよびプロセスは、例示的な実施形態である。このため、本明細書に開示する実施形態に関連する物理的特徴は、限定するものとしてみなされるべきではない。
【００２１】
「近位の（ｐｒｏｘｉｍａｌ）」という語は、本明細書に記載するデバイスを用いる臨床医または術者に相対的に近い方の方向を指し、「遠位の（ｄｉｓｔａｌ）」という語は、臨床医または術者から相対的に遠い方の方向を指す。たとえば、患者の身体の最も近くに配置されたシリンジの端部は、シリンジの遠位端とみなされ、臨床医に近接する端部は、シリンジの近位端である。「軸方向の」または「軸方向に」という用語は、概して、言及している特定の物体が好ましくは周囲に（ただし、必ずしも対称的にではなく）形成される軸を指す。「半径方向の」という用語は、概して、軸に対して垂直であるか、または円形断面を有する物体の半径に沿った方向を指す。
【００２２】
本開示のさまざまな実施形態は、シリンジ、特に、シリンジの１つまたは複数の区画内に誘導される一時的な真空を利用することができる、手動流体送達および吸引に使用されるシリンジに関するものとする。いくつかの実施形態では、人またはデバイスがシリンジのサムピースを押す代りに、適用可能な場合は、真空自体が流体送達または吸引に対する動力を供給するため、流体をシリンジから均一の速度で送達することができる。
【００２３】
図１Ａは、実施形態による通気孔１３５を有する、全体として１００で示すシリンジの側面図を示す。シリンジ１００は、中空内腔１０７、近位端１０１、および先端１１０を有する遠位端１０２を有するシリンジ本体１０５を含むことができる。シリンジ本体１０５は、本開示によって形状またはサイズが限定されず、あらゆる形状またはサイズ、特に当業者には一般に既知であるシリンジ本体の形状およびサイズであり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ本体１０５は、実質的に円筒状であり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ本体１０５は、容積が約４ｍｌから約２０ｍｌであり得る。特定の実施形態では、シリンジ本体１０５の容積は、約４ｍｌ、約５ｍｌ、約１０ｍｌ、約１５ｍｌ、約２０ｍｌ、またはこれらの値のうちのあらゆる２つの間のあらゆる値あるいは範囲であり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ１００を、ガラス、ポリマー等から作製することができる。
【００２４】
さまざまな実施形態では、中空内腔１０７内に複数のプランジャを配置することができる。たとえば、本実施形態では、中空内腔１０７は、第１プランジャ１２５および第２プランジャ１５０を有することができる。しかしながら、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく３つ以上のプランジャを用いることができることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、シリンジ本体１０５内に、第１プランジャ１２５と接触して真空チャンバ１２０を配置することができる。さまざまな実施形態では、第１プランジャ１２５は、第１シール１３０によってシリンジ本体１０５の内部に対してシールを形成することができる。いくつかの実施形態では、第１シール１３０は、たとえば追加のＯリング等、第１プランジャ１２５とは別個の構成要素であり得る。これらの実施形態では、第１シール１３０を、取付装置、接着剤等を含むあらゆる取付手段によって第１プランジャ１２５に固定して取り付けることができ、または第１シールを第１プランジャに取外し可能に取り付けることができる。他の実施形態では、第１シール１３０を、第１プランジャ１２５の一部として製造することができる。いくつかの実施形態では、第１シール１３０を、真空チャンバ１２０の遠位部分に関連付けることができる。
【００２５】
さまざまな実施形態では、第２プランジャ１５０を、真空チャンバ１２０内に配置することができる。いくつかの実施形態では、第２プランジャ１５０を、ピストン１５５によって機械的に作動させることができる。第２プランジャ１５０を、限定されないがあらゆる数のクリップ、締結具、フック、接着剤等を含むあらゆる取付手段によって、ピストン１５５に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、第２プランジャ１５０を、ピストン１５５の一部として成形することができる。いくつかの実施形態では、ピストン１５５は、少なくとも部分的に、シリンジ本体１０５の近位端１０１の開口部から延出することができる。いくつかの実施形態では、ピストン１５５は、概して、近位壁１４０を通って真空チャンバ１２０から延出することができる。近位壁１４０の開口部を、ピストン１５５に対して第２シール１４５によって封止することができる。第２シール１４５は、ピストン１５５のシャフトの周囲の気密シールであり得る。いくつかの実施形態では、通気孔１３５の代りに、ピストン１５５は、本明細書においてより詳細に記載するように、図１Ｂの１８０または図１Ｃの１８０’等、内部を通るボアを含むことができる。
【００２６】
さまざまな実施形態では、ピストン１５５の近位部分をサムピース１６０に接続することができる。サムピース１６０は、概して、使用者の指または別のデバイスが、ピストン１５５を遠位方向または近位方向に移動させるように力を加える面を提供することができる。本明細書に記載するサムピース１６０は概して平坦面であるが、当業者は、サムピースの形状およびサイズは、本開示によって限定されず、本開示の範囲から逸脱することなくあらゆる数のリング、開口部、曲線状（ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ）面等を含むことができることを理解するであろう。当業者はまた、「サムピース」という用語は限定するものとして意図されておらず、親指（ｔｈｕｍｂ）は、サムピース１６０を操作する好ましい指である可能性があるが、使用者は、本明細書に記載するようにサムピースを操作するためにあらゆる物体を使用することができる、ということも留意するであろう。例示的な例では、本明細書において後により詳細に記載するように、使用者は、サムピース１６０に自身の親指を押し付けて、ピストン１５５および／またはシリンジ１００の他の構成要素を遠位側に移動させることができる。
【００２７】
本明細書に記載する第１プランジャ１２５と同様に、さまざまな実施形態では、第２プランジャ１５０は、真空チャンバ１２０の内面に対して気密シールを形成し、それにより真空チャンバを２つの空間区画に分割することができる。遠位空間区画１６５を、第２プランジャ１５０の遠位面と第１プランジャ１２５の近位端との間の空間によって生成することができる。近位空間区画１７０を、第２プランジャ１５０の近位面と真空チャンバ１２０の近位壁１４０の遠位面との間の空間によって生成することができる。
【００２８】
さまざまな実施形態では、真空チャンバ１２０は、第１プランジャ１２５から分離可能であり得る。第１プランジャ１２５から真空チャンバ１２０を分離することができることにより、本明細書においてより詳細に記載するように、サイズおよび形状の異なる真空チャンバを使用することが可能になり、それにより、可変の圧力および流量を可能にするように広範囲の力との適合性を向上させることができる。
【００２９】
さまざまな実施形態では、真空チャンバ１２０は通気孔１３５を含むことができる。通気孔１３５は、概して、遠位空間区画１６５とシリンジ本体１０５の外側の領域との間の空気の流体連通を可能にする、真空チャンバ内の開口部であり得る。いくつかの実施形態では、通気孔１３５とシリンジ本体１０５の外側の領域との間の連通は、シリンジ本体の内面および真空チャンバ１２０の外面によって境界が定められた経路に沿うことができる。
【００３０】
さまざまな実施形態では、シリンジ本体１０５内に流体送達空間１７５を画定することができる。いくつかの実施形態では、流体送達空間１７５を、第１プランジャ１２５に対して遠位に位置する空間として画定することができる。いくつかの実施形態では、流体送達空間１７５は、内部に流体を収容することができる。流体の例は、本開示によって限定されず、たとえば、医薬品、補給剤、体液、造影剤、生理食塩水等を含むことができる。いくつかの実施形態では、流体送達空間１７５内に収容される流体を、先端１１０を通して送達することができる。先端１１０を、たとえば流体の送達用の針、チューブ、ノズル等、追加の要素に接続されるようにさらに構成することができる。第１シール１３０を、シリンジ本体１０５の外側または真空チャンバ１６５からの空気移動が送達空間１７５に入るのを防止するように構成することができることを理解することができる。同様に、第１シール１３０を、空気および／または流体が送達空間１７５から真空チャンバ１６５および／またはシリンジ本体１０５の残りの部分内に漏れるのを防止するように構成することができる。送達空間１７５の容積を、シリンジ本体の円周とともに、第１プランジャ１２５とシリンジ本体１０５の遠位端１０２との間の距離によって決めることができる。
【００３１】
さまざまな実施形態では、１つまたは複数の指ガード１１５を、概してシリンジ本体１０５の近位端１０１にまたはその近くに位置する位置に配置することができる。いくつかの実施形態では、指ガード１１５を、概して、シリンジ本体１０５の外面に配置することができ、指ガード１１５は、概して、シリンジ本体の外面から延在することができる。いくつかの実施形態では、指ガード１１５は、動作中にシリンジ１００に安定性を提供するように作用することができる。いくつかの実施形態では、使用者は、動作中、指ガード１１５を用いてシリンジ１００の移動を防止することができる。いくつかの実施形態では、使用者は、指ガード１１５を用いてシリンジ１００が使用者の手から滑り落ちないようにすることができる。いくつかの実施形態では、使用者は、指ガード１１５を用いて使用者の指を保護することができる。いくつかの実施形態では、指ガード１１５は、ピストン１５５がシリンジ本体１０５内部でさらに遠位側に移動しないようにする止め装置として作用することができる。指ガード１１５の形状およびサイズは、本開示によって限定されず、本技術分野において既知であるあらゆる形状および／またはサイズであり得る。形状の具体的な例は、リング形状、楔形状等であり得る。
【００３２】
図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、さまざまな実施形態では、通気孔１３５（図１Ａ）の代りにボア１８０、１８０’を用いることができる。いくつかの実施形態では、ボア１８０、１８０’は、ピストン１５５の少なくとも一部および／または第２プランジャ１５０を通って延在することができる。いくつかの実施形態では、ボア１８０、１８０’を、シリンジ１００の外側からの空気が真空チャンバ１２０に入りかつ／またはそこから逃げるのを可能にして、真空チャンバ内部の空気の圧力を上昇および／または低下させることによって有効に調節するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ボア１８０は、真空チャンバ１２０の内部の空気圧の調節に役立つ弁等を収容するボア出口１８１を含むことができる。いくつかの実施形態では、弁を、サムピース１６０内に組み込むことができる。他の実施形態では、弁は、一方向逆止め弁等の別個の要素であり得る。さらに他の実施形態では、使用者は、自身の指を用いて、弁と同様にボア１８０を閉塞することができる。図１Ｂに示すシリンジ等、いくつかの実施形態では、ボア出口１８１が、たとえば上側、底側等、ピストン１５５の側部に実質的に位置するように、ボア１８０を曲げるかまたはボア１８０に角度を付けることができる。図１Ｃに示すシリンジ等、他の実施形態では、ボア１８０’は、ピストン１５５に対して実質的にまっすぐでありかつ／または直線状であり得る。こうした構成により、ボア出口１８１’を、サムピース１６０にまたはその近くに配置することができる。この構成を有するいくつかの実施形態では、本明細書において上述したように、サムピース１６０は、ボア出口１８１’を閉塞する弁として作用することができる。この構成を有する他の実施形態では、使用者は、外部装置、親指等によってボア出口１８１’を閉塞すると同時にサムピース１６０を操作することができる。
【００３３】
図２Ａは、実施形態による、全体として２００で示す代替的なシリンジの側面図を示す。上記図１Ａ〜図１Ｃを参照して開示したシリンジ１００と同様に、シリンジ２００は、近位端２０１および遠位端２０２を有するシリンジ本体２０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書において上述したように、シリンジ本体２０５の内部に第１プランジャ２２５を配置することができ、プランジャは第１シール２３０を組み込んでいる。本明細書において上述したように、第１プランジャ２２５の遠位面と先端との間に、送達空間２７５を形成することができる。
【００３４】
さまざまな実施形態では、シリンジ本体２０５内に真空チャンバ２２０を配置することができる。いくつかの実施形態では、真空チャンバ２２０に対して、遠位壁２４０および近位サムピース２６０によって境界を定めることができる。いくつかの実施形態では、真空チャンバ２２０の少なくとも一部は、本明細書においてより詳細に記載するように、海面における標準大気圧以上の圧力まで加圧される空気を収容することができる。他の実施形態では、本明細書においてより詳細に記載するように、真空チャンバ２２０の少なくとも一部は、海面における標準大気圧未満の圧力まで加圧される空気を収容することができる。
【００３５】
さまざまな実施形態では、第１プランジャ２２５を、ピストン２５５を介して第２プランジャ２５０に機械的に結合することができる。第１プランジャ２２５を、概して、本明細書において上述したように、シリンジ本体２０５の内部の位置に配置することができ、真空チャンバ２２０の遠位側の位置にさらに配置することができる。いくつかの実施形態では、第１プランジャ２２５および真空チャンバ２２０の位置決めにより、それらの間に中間区画２８５を画定することができる。特に、中間区画２８５を、第１プランジャ２２５の近位面と遠位壁２４０の遠位面との間に形成することができる。いくつかの実施形態では、ピストン２５５は、中間区画２８５を横切り、遠位壁２４０を通して真空チャンバ２２０内に延在することができる。いくつかの実施形態では、ピストン２５５を、あらゆる取付手段により第１プランジャ２２５および／または第２プランジャ２５０に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ピストン２５５を、第１プランジャ２２５および／または第２プランジャ２５０の一部として成形することができる。いくつかの実施形態では、ピストン２５５は、第１プランジャ２２５および／または第２プランジャ２５０から分離可能であり得る。ピストン２５５をプランジャ２２５、２５０から分離することができることにより、ピストンをさまざまなプランジャと使用することができ、それにより、サイズおよび形状の異なる広範囲のシリンジとの適合性を向上させ、作業コストを削減し、製造コストを削減し、使用プレフィルドシリンジを可能にすることができる。
【００３６】
さまざまな実施形態では、第２プランジャ２５０を、真空チャンバ２２０内に配置することができる。図１Ａ〜図１Ｃを参照して本明細書に記述した実施形態と同様に、第２プランジャ２５０を、真空チャンバ２２０の内面に対して気密シールを形成し、それにより、真空チャンバを２つの区画に分割するように構成することができる。遠位空間区画２６５を、第２プランジャ２５０の遠位面と真空チャンバ２２０の遠位壁２４０との間の空間によって生成することができる。近位空間区画２７０を、第２プランジャ２５０の近位面とサムピース２６０の遠位面との間の空間によって生成することができる。
【００３７】
さまざまな実施形態では、遠位壁２４０内においてピストン２５５の周囲に第２シール２４５を配置して、ピストンの周囲に気密シールを形成することができる。いくつかの実施形態では、第２シール２４５は、ピストン２５５が作動された時に空気が遠位空間区画２６５に入りかつ／または遠位空間区画２６５から逃げるのを防止することができる。いくつかの実施形態では、シリンジ２００が使用される前に、遠位空間区画２６５を封止しかつ／または排気することができる。
【００３８】
任意選択的な実施形態では、真空チャンバ２２０は通気孔２３５を含むことができる。通気孔２３５は、概して、シリンジ本体２０５の外側の領域と近位空間区画２７０との間の空気の流体連通を可能にするように構成された、真空チャンバ２２０内の開口部であり得る。通気孔２３５を、本明細書においてさらに詳細に記載するように、近位空間区画２７０内の気圧を外部気圧と等化するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態では、外部気圧は、約１４．７ｐｓｉ、または海面における標準大気圧であり得る。
【００３９】
図２Ｂに示すように、いくつかの実施形態によれば、通気孔の代りに可動サムピース２６０’を用いることができる。可動サムピース２６０’を、あらゆる移動手段によって概して遠位側にかつ／または近位側に移動させることができ、可動サムピース２６０’は本開示によって限定されない。単に例として、可動サムピース２６０’は、本実施形態では、サムピースを真空チャンバ２２０内にねじ込むことができるようにする複数のねじ山２９０を含むことができる。いくつかの実施形態では、サムピース２６０’を、真空チャンバ２２０の上にねじ込むことができる。他の実施形態では、サムピース２６０’を、真空チャンバ２２０内部にねじ込むことができる。本明細書においてより詳細に記載するように、近位空間区画２７０内で所望の圧力を得るために、サムピース２６０’を所定深さまでねじ込むことができる。近位空間区画２７０内部の圧力を決めるのに役立つために、使用者が、サムピース２６０’を位置付ける場所を決めるのに役立つようにシリンジ２００にガイド２９５を配置することができる。たとえば、ガイド２９５を、真空チャンバ２２０の外面に印刷された複数のハッシュマークとすることができ、その場合、各ハッシュマークには、サムピース２６０’をそのハッシュマークまで移動させることによって達成される圧力が振ってある。いくつかの実施形態では、サムピース２６０は、近位空間チャンバ２７０内の調整された圧力の量を示すディスプレイを組み込むことができる。
【００４０】
さまざまな実施形態では、シリンジ２００は、あらゆる数の衝撃吸収装置（図示せず）をさらに含むことができる。衝撃吸収装置の具体的な例としては、たとえば、ばね、エアクッション、吸収材等を挙げることができる。衝撃吸収装置は、概して、本明細書においてより詳細に記載するように、圧力の差によってもたらされる駆動力に対して補助的に作用する、一定の速度で先端２１０から出る流体の円滑な分配を確実にするように機能することができる。
【００４１】
図３Ａ〜図３Ｂは、実施形態による図１Ａ〜図１Ｃに示すシリンジ１００のさまざまな構成要素の移動を示す。より詳細には、図３Ａは、シリンジ１００の初期状態を示す。本明細書において上述したように、ピストン１５５をシリンジ本体１０５内に遠位方向に押しやるように、サムピース１６０に力Ｆを加えることができる。結果として、ピストン１５５は、第２プランジャ１５０を機械的に強制的に真空チャンバ１２０内で遠位方向に移動させることができる。
【００４２】
本明細書により詳細に記載するように、第２シール１４５および第２プランジャ１５０を、空気が近位空間区画１７０に入るのを防止するように構成することができる。さらに、第２プランジャ１５０が遠位方向に移動することにより、近位空間区画１７０の容積を増大させることができる。場合によっては、この組合せにより、近位空間区画１７０内の圧力が低下することになる可能性があり、そこでは、近位空間区画の圧力は０以上である。しかしながら、近位空間区画１７０が真空である（それにより、ゼロ圧である）場合、この組合せにより、近位空間区画１７０内の圧力は変化しない。これは、以下の式（１）によって表される、理想気体の法則による。
ＰＶ＝ｎＲＴ  （１）
式中、Ｐは気体の圧力であり、Ｖは気体の体積であり、ｎは気体の（モル数としても知られる）物質の量であり、Ｔは気体の温度であり、Ｒは、ボルツマン定数およびアボガドロ定数の積に等しい、理想気体定数または普遍気体定数である。異なる体積を比較するために、式（１）を、以下のように異なる体積を反映するように書くことができる。すなわち、Ｐ＿１  Ｖ＿１＝ｎＲ＿１  Ｔ＿１およびＰ＿２  Ｖ＿２＝ｎＲ＿２  Ｔ＿２である。Ｐ１およびＰ２が、真空（ゼロ圧）のためにともにゼロである場合、体積Ｖ１、Ｖ２のいずれの変化によっても結果は変化しない。
【００４３】
さらに、圧力を、以下の式（２）によって表すように、力の関数として書くことができる。
ΔＰ＝Ｆ／Ａ  （２）
式中、ΔＰは圧力の変化であり、Ｆは垂直力であり、Ａは接触の際の表面の面積である。したがって、例示的な例では、圧力Ｐが、真空におけるようにゼロ（０ｐｓｉ）である場合、式（１）により、たとえば体積Ｖ等の他の変数が変化する場合、圧力は変化しない。圧力が同じままであるため、圧力によってかけられる力Ｆもまた、式（２）によって一定のままとなり、それにより、送達空間１７５内からの流体の円滑な分配が可能になる。
【００４４】
同様に、第２プランジャ１５０が遠位方向に移動することにより、遠位空間区画１６５の容積が低減する可能性がある。しかしながら、通気孔１３５（または、いくつかの実施形態では、ボア１８０）の位置により、遠位空間区画の圧力は、外部気圧と等しくなる（すなわち、約１４．７ｐｓｉに向かう）可能性がある。その結果、力Ｆは、遠位空間区画１６５の圧力と近位空間区画１７０の圧力との等しくない圧力のため、第２プランジャ１５０に対して作用することができる。いくつかの実施形態では、遠位空間区画１６５の圧力は、近位空間区画１７０の圧力より大きい場合がある。シリンジ１００に流体を追加したい場合等、他の実施形態では、遠位空間区画１６５の圧力は、近位空間区画１７０の圧力未満である場合がある。いくつかの実施形態では、近位空間区画が遠位空間区画１６５より低圧であることを確実にするために、近位空間区画を、ピストン１５５の移動の前に事前に排気することができる。事前排気プロセスを、たとえば、封止可能な弁およびポート（図示せず）を介して真空ポンプ等を近位空間区画１７０に取り付けることによって、完了することができる。
【００４５】
さまざまな実施形態では、遠位空間区画１６５と近位空間区画１７０との圧力が等しくないため、駆動力Ｆ’が真空チャンバ１２０に対して作用することができる。しかしながら、使用者が、サムピース１６０に対してそれを押下状態で維持するように力を維持することができるため、第２プランジャ１５０をシリンジ本体１０５に対して固定することができる。したがって、遠位空間区画１６５と近位空間区画１７０との間の圧力差が、真空チャンバ１２０を強制的に遠位方向にシフトさせ、それにより、第１プランジャ１２５をシリンジ本体１０５の遠位端１０２に向かって遠位方向に駆動することができる。第１プランジャ１２５の結果としての動きにより送達空間１７５が縮小し、送達空間内の流体が定常状態で先端１１０から出るようにすることができる。当業者は、第１プランジャ１２５に対する駆動力Ｆ’は、近位空間区画１７０と遠位空間区画１６５との間に発生する圧力差に基づくことができ、サムピース１６０に対する使用者の力に依存しない可能性があることを理解することができる。当業者はまた、第２プランジャが、シリンジ本体の近位端１０１または遠位端１０２に位置していない限り、第１プランジャ１２５に対する駆動力Ｆ’が、真空チャンバ１２０および／またはシリンジ本体１０５に対する第２プランジャ１５０の位置による可能性がないことも理解することができる。さらに、第２プランジャと真空チャンバ１２０との間の摩擦力がわずかであるとすれば、第１プランジャ１２５に対する駆動力Ｆ’は、第２プランジャ１５０がシリンジ本体１０５の遠位端１０２に向かって移動する際の速度によらない可能性がある。したがって、第１プランジャ１２５の動きの速度を滑らかにすることができ、それは、使用者からのいかなるあり得る不安定な動きも反映しない可能性がある。さらに、本明細書においてさらに詳細に記載するように、送達空間１７５からの流体の送達の速度を、遠位空間区画１６５の圧力を上昇または低下させることにより、サムピース１６０に力を加える前に使用者が調整することができる。
【００４６】
図４Ａ〜図４Ｃは、さまざまな実施形態による、力Ｆがサムピース２６０に加えられる時の図２Ａのシリンジに対する影響を示す。いくつかの実施形態では、力Ｆにより、サムピース２６０を概して遠位方向に移動させることができる。このサムピース２６０の移動により、真空チャンバ２２０もまた、シリンジ本体２０５内で概して遠位方向に移動することができる。いくつかの実施形態では、本明細書において上述したように、圧力が同じままである（すなわち、近位空間区画内は約１４．７ｐｓｉであり遠位空間区画内はゼロである）間に、移動の結果として、さまざまな空間区画２６５、２７０は体積を変化させることができる。いくつかの実施形態では、サムピース２６０に加えられる力Ｆにより、真空チャンバ２２０を第２プランジャ２５０に対して移動させることができる。したがって、真空チャンバ２２０の移動により、遠位空間区画２６５の体積を増大させ、近位空間区画２７０の体積を低減させることができる。さまざまな実施形態では、第１プランジャ２２５をシリンジ本体２０５の遠位端２０２に向かって押す駆動力Ｆ’を、本明細書に記載するように、近位空間区画２７０（圧力が大気圧あるいはその近く、または約１４．７ｐｓｉである）と遠位空間区画２６５（圧力がゼロである）との圧力の差からもたらすことができる。したがって、シリンジ２００の使用者がサムピース２６０に急激な力を与える場合、それは、遠位空間区画２６５および近位空間区画２７０内の圧力の差が、遠位空間区画の容積が増大しても同じままであり続けるため、先端２１０からの流体の排出の速度に影響を与えない。さらに、先端２１０からの流体の排出のより高い速度が望まれる場合、サムピース２６０に対して力が強いられている間に、通気孔２３５を弁または使用者の指によって覆うことにより、近位空間区画２７０の圧力を上昇させしたがって駆動力Ｆ’を変更することができる。
【００４７】
図５Ａ〜図５Ｃは、さまざまな実施形態による、サムピース２６０’に力Ｆが加えられた時の図２Ｂのシリンジに対する影響を示す。シリンジ２００のさまざまな構成要素の移動は、図４Ａ〜図４Ｃを参照して本明細書において上述したものと実質的に同じであるが、通気孔により近位空間区画２７０の圧力を調節して流体の分配の速度を増大させる代りに、近位空間区画の圧力を調整するようにサムピース２６０’を移動させることができる。たとえば、サムピース２６０’を近位方向に移動させて、近位空間区画２７０の圧力を低下させることができる。同様に、サムピース２６０’を遠位方向に移動させて、近位空間区画２７０の圧力を上昇させることができる。いくつかの実施形態では、サムピース２６０’を、右回り方向Ｔにまたは左回り方向（図示せず）にねじることにより、いずれかの方向に移動させることができる。いくつかの実施形態では、近位空間区画２７０内の圧力を低下させるようにサムピース２６０’を調整することにより、近位空間区画と遠位空間区画２６５との間の圧力の差を低減させ、それにより、第２プランジャ２５０に対する力を低減させることができ、それによって、第２プランジャが遠位方向により低速に移動することができる。同様に、いくつかの実施形態では、近位空間区画２７０内の圧力を上昇させるようにサムピース２６０’を調整することにより、近位空間区画と遠位空間区画２６５との間の圧力の差を増大させ、それにより、第２プランジャ２５０に対する力を増大させることができ、それによって、第２プランジャが遠位方向により高速に移動することができる。
【００４８】
図６Ａは、実施形態による、通気孔３３５を有する、全体として３００で示すシリンジの側面図を示す。シリンジ３００は、概して、中空内腔３０７と、近位端３０１と、先端３１０を有する遠位端３０２とを有する、シリンジ本体３０５を含むことができる。シリンジ本体３０５は、本開示によって形状またはサイズが限定されず、あらゆる形状またはサイズ、特に、当業者には一般に既知であるシリンジ本体の形状およびサイズであり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ本体３０５は、実質的に円筒状であり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ本体３０５は、容積が約４ｍｌから約２０ｍｌであり得る。特定の実施形態では、シリンジ本体３０５の容積は、約４ｍｌ、約５ｍｌ、約１０ｍｌ、約１５ｍｌ、約２０ｍｌ、またはこれらの値のうちのあらゆる２つの間のあらゆる値あるいは範囲であり得る。さまざまな実施形態では、シリンジ３００を、ガラス、ポリマー、金属、複合物等から作製することができる。
【００４９】
さまざまな実施形態では、中空内腔３０７内に複数のプランジャを配置することができる。たとえば、本実施形態では、中空内腔３０７は、第１プランジャ３２５および第２プランジャ３５０を有することができる。しかしながら、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、３つ以上のプランジャを使用することができることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、シリンジ本体３０５内に、第１プランジャ３２５と接触するように真空チャンバ３２０を配置することができる。さまざまな実施形態では、第１プランジャ３２５は、第１シール３３０を用いてシリンジ本体３０５の内部に対してシールを形成することができる。いくつかの実施形態では、第１シール３３０は、たとえば追加のＯリング等、第１プランジャ３２５とは別個の構成要素であり得る。これらの実施形態では、第１シール３３０を、取付装置、接着剤等を含むあらゆる取付手段によって第１プランジャ３２５に固定して取り付けることができ、または第１シールを、第１プランジャに取外し可能に取り付けることができる。他の実施形態では、第１シール３３０を、第１プランジャ３２５の一部として製造することができる。いくつかの実施形態では、第１シール３３０を、真空チャンバ３２０の遠位部分に関連付けることができる。
【００５０】
さまざまな実施形態では、第１プランジャ３２５内に第２プランジャ３５０を配置することができる。いくつかの実施形態では、第２プランジャ３５０を、ピストン３５５によって機械的に作動させることができる。第２プランジャ３５０を、限定されないが、あらゆる数のクリップ、締結具、フック、接着剤等を含むあらゆる取付手段により、ピストン３５５に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、第２プランジャ３５０を、ピストン３５５の一部として成形することができる。いくつかの実施形態では、ピストン３５５は、シリンジ本体３０５の近位端３０１の開口部から少なくとも部分的に延出することができる。いくつかの実施形態では、ピストン３５５は、概して、近位壁３４０を通って第１プランジャ３２５から延出することができる。近位壁３４０の開口部を、ピストン３５５に対して第２シール３４５によって封止することができる。第２シール３４５は、ピストン３５５のシャフトの周囲で気密シールであり得る。いくつかの実施形態では、本明細書においてさらに詳細に記載するように、ピストン３５５は、図６Ｂにおける３８０または図６Ｃにおける３８０’等、内部を通してボアを含むことができる。
【００５１】
さまざまな実施形態では、ピストン３５５の近位部分をサムピース３６０に接続することができる。サムピース３６０は、概して、使用者の指または別の装置がピストン３５５を遠位方向または近位方向のいずれかに移動させるように力を加える表面を提供することができる。本明細書では、サムピース３６０は略平坦面として示されているが、当業者は、サムピースの形状およびサイズは、本開示によって限定されず、本開示の範囲から逸脱することなく、あらゆる数のリング、開口部、曲線状面等を含むことができることを理解するであろう。当業者はまた、「サムピース」という用語は限定するものとして意図されず、親指は、サムピース３６０を操作する好ましい指である可能性があるが、使用者は、本明細書に記載するようにサムピースを操作するために、あらゆる指（複数可）、手足（手のひらの付け根等）または物体を使用することができる、ということも留意するであろう。例示的な例では、本明細書において後により詳細に記載するように、使用者は、サムピース３６０に自身の親指を押し付けて、ピストン３５５および／またはシリンジ３００の他の構成要素を遠位側に移動させることができる。別の例示的な例では、使用者は、自身の親指および自身の手の１つまたは複数のさらなる指を用いてサムピース３６０を把持して、ピストン３５５および／またはシリンジ３００の他の構成要素を近位側に引くことができる。
【００５２】
本明細書に記載する第１プランジャ３２５と同様に、さまざまな実施形態では、第２プランジャ３５０は、真空チャンバ３２０の内面に対して気密シールを形成し、それにより真空チャンバを２つの空間区画に分割することができる。遠位空間区画を、第２プランジャ３５０の遠位面と真空チャンバ３２０の遠位端との間の空間によって生成することができる。近位空間区画３７０を、第２プランジャ３５０の近位面と真空チャンバ３２０の近位壁３４０の遠位面との間の空間によって生成することができる。
【００５３】
さまざまな実施形態では、真空チャンバ３２０は、第１プランジャ３２５から分離可能であり得る。第１プランジャ３２５から真空チャンバ３２０を分離することができることにより、サイズおよび形状の異なる真空チャンバを使用することが可能になり、それにより、本明細書においてより詳細に記載するように、可変の圧力および流量を可能にするように広範囲の力との適合性向上させることができる。
【００５４】
さまざまな実施形態では、真空チャンバ３２０は通気孔３３５を含むことができる。通気孔３３５は、概して、近位空間区画３７０とシリンジ本体３０５の外側の領域との間の空気の流体連通を可能にする、真空チャンバ内の開口部および／またはピストン３５５のシャフトを通るボアであり得る。いくつかの実施形態では、通気孔３３５とシリンジ本体３０５の外側の領域との間の連通は、近位壁３４０を通って延在する経路に沿うことができる。
【００５５】
さまざまな実施形態では、シリンジ本体３０５内に流体吸引空間３７５を画定することができる。いくつかの実施形態では、流体吸引空間３７５を、第１プランジャ３２５に対して遠位に位置する空間として画定することができる。いくつかの実施形態では、流体吸引空間３７５は、内部に流体を収容することができる。流体の例は、本開示によって限定されず、たとえば、医薬品、補給剤、体液、造影剤、生理食塩水、生体細胞の懸濁液等を含むことができる。いくつかの実施形態では、流体吸引空間３７５内に収容される流体を、先端３１０を通して吸引することができる。先端３１０を、たとえば流体の吸引用の針、チューブ、ノズル等、追加の要素に接続されるようにさらに構成することができる。第１シール３３０を、シリンジ本体３０５の外側または真空チャンバ３２０からの空気移動が吸引空間３７５に入るのを防止するように構成することができることを理解することができる。同様に、第１シール３３０を、空気および／または流体が吸引空間３７５から真空チャンバ３２０および／またはシリンジ本体３０５の残りの部分に漏れるのを防止するように構成することができる。吸引空間３７５の容積を、シリンジ本体の円周とともに、第１プランジャ３２５とシリンジ本体３０５の遠位端３０２との間の距離によって決めることができる。
【００５６】
さまざまな実施形態では、１つまたは複数の指ガード３１５を、概してシリンジ本体３０５の近位端３０１にまたはその近くに位置する位置に配置することができる。いくつかの実施形態では、指ガード３１５を、概して、シリンジ本体３０５の外面に配置することができ、指ガード３１５は、概して、シリンジ本体の外面から延在することができる。いくつかの実施形態では、指ガード３１５は、動作中にシリンジ３００に安定性を提供するように作用することができる。いくつかの実施形態では、使用者は、動作中、指ガード３１５を用いて、シリンジ３００の移動を防止することができる。いくつかの実施形態では、使用者は、指ガード３１５を用いてシリンジ３００が使用者の手から滑り落ちないようにすることができる。いくつかの実施形態では、使用者は、指ガード３１５を用いて使用者の指を保護することができる。いくつかの実施形態では、指ガード３１５は、ピストン３５５がシリンジ本体３０５内部でさらに遠位側に移動しないようにする止め装置として作用することができる。指ガード３１５の形状およびサイズは、本開示によって限定されず、本技術分野において既知であるあらゆる形状および／またはサイズであり得る。形状の具体的な例は、リング形状、楔形状等であり得る。
【００５７】
図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、さまざまな実施形態では、通気孔３３５（図６Ａ）の代りにボア３８０、３８０’を用いることができる。いくつかの実施形態では、ボア３８０、３８０’は、ピストン３５５および／または第２プランジャ３５０の少なくとも一部を通って延在することができる。いくつかの実施形態では、ボア３８０、３８０’を、シリンジ３００の外側からの空気が、近位空間区画３７０等、真空チャンバ３２０に入りかつ／またはそこから逃げるのを可能にして、真空チャンバ３２０内部の空気の圧力を上昇および／または低下させることによって有効に調節するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ボア３８０は、真空チャンバ３２０の内部の空気圧の調節に役立つ弁等を収容するボア出口３８１を含むことができる。いくつかの実施形態では、弁を、サムピース３６０内に組み込むことができる。他の実施形態では、弁は、一方向逆止め弁等の別個の要素であり得る。さらに他の実施形態では、使用者は、自身の指を用いて、弁と同様にボア３８０を閉塞することができる。図６Ｂに示すシリンジ等、いくつかの実施形態では、ボア出口３８１が、たとえば上側、底側等、実質的にピストン３５５の側部に位置するように、ボア３８０を曲げるかまたはボア３８０に角度を付けることができる。図６Ｃに示すシリンジ等、他の実施形態では、ボア３８０’は、ピストン３５５に対して実質的にまっすぐでありかつ／または直線状であり得る。こうした構成により、ボア出口３８１’を、サムピース３６０にまたはその近くに配置することができる。この構成を有するいくつかの実施形態では、本明細書において上述したように、サムピース３６０は、ボア出口３８１’を閉塞する弁として作用することができる。この構成を有する他の実施形態では、使用者は、外部装置、親指等によってボア出口３８１’を閉塞すると同時にサムピース３６０を操作することができる。
【００５８】
図７Ａは、実施形態による、全体として４００で示す代替的なシリンジの側面図を示す。上記図６Ａ〜図６Ｃを参照して開示したシリンジ３００と同様に、シリンジ４００は、近位端４０１および遠位端４０２を有するシリンジ本体４０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、シリンジ本体４０５の内部に第１プランジャ４２５を配置することができ、プランジャは第１シール４３０を組み込んでいる。第１プランジャ４２５の遠位面と先端４１０との間に、吸引空間４７５を形成することができる。
【００５９】
さまざまな実施形態では、シリンジ本体４０５内に真空チャンバ４２０を配置することができる。いくつかの実施形態では、真空チャンバ４２０に対して、遠位壁４４０および近位サムピース４６０によって境界を定めることができる。いくつかの実施形態では、真空チャンバ４２０の少なくとも一部は、本明細書においてさらに詳細に記載するように、海面における標準大気圧以上の圧力まで加圧される空気を収容することができる。他の実施形態では、本明細書においてさらに詳細に記載するように、真空チャンバ４２０の少なくとも一部は、海面における標準大気圧未満の圧力（すなわち、完全真空または部分真空）まで加圧される空気を収容することができる。
【００６０】
さまざまな実施形態では、第１プランジャ４２５を、ピストン４５５を介して第２プランジャ４５０に機械的に結合することができる。第１プランジャ４２５を、概して、本明細書において上述したように、シリンジ本体４０５の内部の位置に配置することができ、真空チャンバ４２０の遠位側の位置にさらに配置することができる。いくつかの実施形態では、第１プランジャ４２５および真空チャンバ４２０の位置決めにより、それらの間に中間区画４８５を画定することができる。特に、中間区画４８５を、第１プランジャ４２５の近位面と遠位壁４４０の遠位面との間に形成することができる。いくつかの実施形態では、ピストン４５５は、中間区画４８５を横切り、遠位壁４４０を通して真空チャンバ４２０内に延在することができる。いくつかの実施形態では、ピストン４５５を、あらゆる取付手段により第１プランジャ４２５および／または第２プランジャ４５０に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ピストン４５５を、第１プランジャ４２５および／または第２プランジャ４５０の一部として成形することができる。いくつかの実施形態では、ピストン４５５は、第１プランジャ４２５および／または第２プランジャ４５０から分離可能であり得る。ピストン４５５をプランジャ４２５、４５０の一方又は両方から分離することができることにより、ピストンをさまざまなプランジャと使用することができ、それにより、サイズおよび形状の異なる広範囲のシリンジとの適合性を向上させ、作業コストを削減し、製造コスト削減し、使用プレフィルドシリンジを可能にすることができる。
【００６１】
さまざまな実施形態では、第２プランジャ４５０を、第１プランジャ４２５内に配置することができる。図６Ａ〜図６Ｃを参照して本明細書に記述した実施形態と同様に、第２プランジャ４５０を、真空チャンバ４２０の内面に対して気密シールを形成し、それにより、真空チャンバを２つの区画に分割するように構成することができる。遠位空間区画４６５を、第２プランジャ４５０の遠位面と真空チャンバ４２０の遠位壁４４０との間の空間によって生成することができる。近位空間区画４７０を、第２プランジャ４５０の近位面とサムピース２６０の遠位面との間の空間によって生成することができる。
【００６２】
さまざまな実施形態では、遠位壁４４０内においてピストン４５５の周囲に第２シール４４５を配置して、ピストンの周囲に気密シールを形成することができる。いくつかの実施形態では、第２シール４４５は、ピストン４５５が作動された時に空気が近位空間区画４７０に入りかつ／または近位空間区画４７０から逃げるのを防止することができる。いくつかの実施形態では、シリンジ４００が使用される前に、近位空間区画４７０を封止しかつ／または排気することができる。
【００６３】
任意選択的な実施形態では、真空チャンバ４２０は通気孔４３５を含むことができる。通気孔４３５は、概して、シリンジ本体４０５の外側の領域と遠位空間区画４６５との間の空気の流体連通を可能にするように構成された、真空チャンバ４２０内の開口部であり得る。通気孔４３５を、シリンジ本体４０５を通って延在する第２通気孔４３６を介して、遠位空間区画４６５内の気圧を外部気圧と等化するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態では、外部気圧は、約１４．７ｐｓｉ、または海面における標準大気圧であり得る。
【００６４】
図７Ｂに示すように、いくつかの実施形態によれば、通気孔の代りに可動サムピース４６０’を用いることができる。可動サムピース４６０’を、あらゆる移動手段によって概して遠位側にかつ／または近位側に移動させることができ、可動サムピース４６０’は本開示によって限定されない。単に例として、可動サムピース４６０’は、本実施形態では、サムピースを真空チャンバ４２０内にねじ込むことができるようにする複数のねじ山４９０を含むことができる。いくつかの実施形態では、サムピース４６０’を、真空チャンバ４２０の上にねじ込むことができる。他の実施形態では、サムピース４６０’を、真空チャンバ４２０内部にねじ込むことができる。本明細書においてより詳細に記載するように、遠位空間区画４６５内で所望の圧力を得るために、サムピース４６０’を所定深さまでねじ込むことができる。遠位空間区画４６５内部の圧力を決めるのに役立つために、使用者が、サムピース４６０’を位置付ける場所を決めるのに役立つようにシリンジ４００にガイド４９５を配置することができる。たとえば、ガイド４９５を、真空チャンバ４２０の外面に印刷されたハッシュマーク等の複数のしるしとすることができ、その場合、各ハッシュマークには、サムピース４６０’をそのハッシュマークまで移動させることによって吸引中に達成される真空が振ってある。いくつかの実施形態では、サムピース４６０は、近位空間チャンバ４７０内部の調整された真空の量を示すディスプレイを組み込むことができる。
【００６５】
さまざまな実施形態では、シリンジ４００は、あらゆる数の衝撃吸収装置５００をさらに含むことができる。衝撃吸収装置の具体的な例としては、たとえば、ばね、エアクッション、吸収材等を挙げることができる。衝撃吸収装置５００は、概して、本明細書においてより詳細に記載するように、圧力の差によってもたらされる駆動力に対して補助的に作用する、一定の速度で先端４１０から出る流体の円滑な分配を確実にするように機能することができる。図７Ａ〜図７Ｂに示すようなさまざまな実施形態によれば、ピストン４５５は、中間区画４８５内に位置するシャフトに、ハッシュマークまたはリング等の１つまたは複数の指標標示５０５をさらに含むことができる。指標標示５０５により、使用者は、衝撃吸収装置５００に対する引張力、したがって第１プランジャ４２５が引き抜かれる速度が、限界注入速度を超えた時を知ることができる。限界注入速度の例は、たとえば、いくつかの生体細胞が溶解する前に耐えることができる最大減圧に対応することができる。したがって、たとえば、使用者は、指標標示５０５を観察することにより、吸引空間４７５内の減圧をモニタリングしながら、サムピース４６０’を近位側に引き出して、減圧が、生体細胞が溶解する可能性がある圧力を超えないことを確実にすることができる。
【００６６】
図８Ａ〜図８Ｂは、吸引プロセスの間の実施形態による図６Ａ〜図６Ｃに示すシリンジ３００のさまざまな構成要素の移動を示す。より詳細には、図８Ａは、シリンジ３００の初期状態を示す。本明細書において上述したように、ピストン３５５をシリンジ本体３０５から離れるように近位方向に引っ張るように、サムピース３６０に力Ｆを加えることができる。結果として、ピストン３５５は、第２プランジャ３５０を機械的に強制的に真空チャンバ３２０内で近位方向に移動させることができる。
【００６７】
本明細書により詳細に記載するように、第２プランジャ３５０が近位方向に移動することにより、近位空間区画３７０の容積を低減させながら、遠位空間区画３６５の容積を増大させることができる。場合によっては、この組合せにより、遠位空間区画３６５内の圧力が低下することになる可能性があり、そこでは、遠位空間区画３６５の圧力は０以上である。しかしながら、遠位空間区画３６５が真空である（それにより、ゼロ圧である）場合、この組合せにより、遠位空間区画３６５内の圧力は変化しない。これは、以下の式（１）によって表される、理想気体の法則による。
ＰＶ＝ｎＲＴ  （１）
式中、Ｐは気体の圧力であり、Ｖは気体の体積であり、ｎは気体の（モル数としても知られる）物質の量、Ｔは気体の温度であり、Ｒは、ボルツマン定数およびアボガドロ定数の積に等しい、理想気体定数または普遍気体定数である。異なる体積を比較するために、式（１）を、以下のように異なる体積を反映するように書くことができる。すなわち、Ｐ１  Ｖ１＝ｎＲ１Ｔ１およびＰ２Ｖ２＝ｎＲ２Ｔ２である。Ｐ１およびＰ２が真空（ゼロ圧）のためにともにゼロである場合、体積Ｖ１、Ｖ２のいずれの変化によっても結果は変化しない。
【００６８】
さらに、圧力を、以下の式（２）によって表すように、力の関数として書くことができる。
ΔＰ＝Ｆ／Ａ  （２）
式中、ΔＰは圧力の変化であり、Ｆは垂直力であり、Ａは接触の際の表面の面積である。したがって、例示的な例では、圧力Ｐが、真空におけるようにゼロ（０ｐｓｉ）である場合、式（１）により、たとえば体積Ｖ等の他の変数が変化する場合、圧力は変化しない。圧力が同じままであるため、圧力によってかけられる力Ｆもまた、式（２）によって一定のままとなり、それにより、吸引空間３７５内への流体の円滑な吸引が可能になる。
【００６９】
同様に、第２プランジャ３５０が近位方向に移動することにより、近位空間区画３７０の体積が低減する可能性がある。しかしながら、通気孔３３５（または、いくつかの実施形態では、ボア３８０）の位置により、近位空間区画３７０の圧力は、外部気圧と等しくなる（すなわち、約１４．７ｐｓｉに向かう）可能性がある。その結果、力Ｆは、遠位空間区画３６５の圧力と近位空間区画３７０の圧力との等しくない圧力のため、第２プランジャ３５０に対して作用することができる。いくつかの実施形態では、近位空間区画３７０の圧力は、遠位空間区画３６５の圧力より大きい場合がある。シリンジ３００が流体を追い出したい場合等、他の実施形態では、近位空間区画３７０の圧力は、遠位空間区画３６５の圧力未満である場合がある。いくつかの実施形態では、近位空間区画が遠位空間区画３６５より高圧であることを確実にするために、遠位空間区画を、ピストン３５５の移動の前に事前に排気することができる。事前排気プロセスを、たとえば、封止可能な弁およびポート（図示せず）を介して真空ポンプ等を遠位空間区画３６５に取り付けることによって、完了することができる。これらの実施形態によれば、第２プランジャ３５０を、真空チャンバ３２０の内側遠位壁に隣接して配置することができる。
【００７０】
さまざまな実施形態では、遠位空間区画３６５と近位空間区画３７０との圧力が等しくないため、駆動力Ｆ’が真空チャンバ３２０に対して作用することができる。しかしながら、使用者が、サムピース３６０に対してそれを引出し状態で維持するように力を維持することができるため、第２プランジャ３５０をシリンジ本体３０５に対して固定することができる。したがって、遠位空間区画３６５と近位空間区画３７０との間の圧力差が、真空チャンバ３２０を強制的に近位方向にシフトさせ、それにより、第１プランジャ３２５をシリンジ本体３０５の近位端３０１に向かって近位方向に駆動することができる。第１プランジャ３２５の結果としての動きにより吸引空間３７５が拡大し、流体が先端３１０を通して吸引空間３２５内に定常状態で吸引されるようにすることができる。当業者は、第１プランジャ３２５に対する駆動力Ｆ’は、近位空間区画３７０と遠位空間区画３６５との間に発生する圧力差に基づくことができ、サムピース３６０に対する使用者の力に依存しない可能性があることを理解することができる。当業者はまた、第２プランジャが、シリンジ本体３０５の近位端３０１または遠位端３０２に位置していない限り、第１プランジャ３２５に対する駆動力Ｆ’が、真空チャンバ３２０および／またはシリンジ本体３０５に対する第２プランジャ３５０の位置による可能性がないことも理解することができる。さらに、第２プランジャと真空チャンバ３２０との間の摩擦力がわずかであるとすれば、第１プランジャ３２５に対する駆動力Ｆ’は、第２プランジャ３５０がシリンジ本体３０５の近位端３０１に向かって移動する際の速度によらない可能性がある。したがって、第１プランジャ３２５の動きの速度を滑らかかつ一定とすることができ、それは、第１プランジャ３５０に対する力が、第２プランジャが引き出される速度ではなく、真空チャンバ３２９の近位区画と遠位区画との間の圧力差によって決まるためであり、したがって、上記動きの速度は、使用者からのいかなるあり得る不安定な動きも反映しない可能性がある。さらに、本明細書においてさらに詳細に記載するように、吸引空間３７５への流体の吸引の速度を、近位空間区画３７０の圧力を上昇または低下させることにより、サムピース３６０に力を加える前に使用者が調整することができる。
【００７１】
図９Ａ〜図９Ｃは、さまざまな実施形態による、力Ｆがサムピース４６０に加えられる時の図７Ａのシリンジに対する影響を示す。いくつかの実施形態では、力Ｆにより、サムピース４６０を概して近位方向に移動させることができる。このサムピース４６０の移動により、真空チャンバ４２０もまた、シリンジ本体４０５内で概して近位方向に移動することができる。いくつかの実施形態では、本明細書において上述したように、圧力が同じままである（すなわち、遠位空間区画４６５内は約１４．７ｐｓｉであり近位空間区画４７０内はゼロである）間に、移動の結果として、さまざまな空間区画４６５、４７０は体積を変化させることができる。いくつかの実施形態では、サムピース４６０に加えられる力Ｆにより、真空チャンバ４２０を第２プランジャ４５０に対して移動させることができる。したがって、真空チャンバ４２０の移動により、近位空間区画４７０の容積を増大させ、遠位空間区画４６５の容積を低減させることができる。さまざまな実施形態では、第１プランジャ４２５をシリンジ本体４０５の近位端４０１に向かって引く駆動力Ｆ’を、本明細書に記載するように、遠位空間区画４６５（圧力が大気圧あるいはその近く、または約１４．７ｐｓｉである）と近位空間区画４７０（圧力がゼロｐｓｉである）との圧力の差からもたらすことができる。したがって、シリンジ４００の使用者がサムピース４６０に対して近位方向に急激な力を与える場合、それは、遠位空間区画４６５および近位空間区画４７０内の圧力の差が、近位空間区画４７０の容積が増大しても同じままであり続けるため、先端４１０を通る流体の吸引の速度に影響を与えない。さらに、先端４１０を通る流体の吸引のより高い速度が望まれる場合、サムピース４６０に対して力が強いられている間に、通気孔４３５および／または４３６を弁または使用者の指によって覆うことにより、遠位空間区画４７０の圧力を上昇させしたがって駆動力Ｆ’を変更することができる。所望の体積の流体が吸引空間４７５内に吸引された後、シリンジ４００は流体送達の用意ができている。流体送達を、近位空間区画４７０の容積が遠位空間区画４６５に対して低減し、流体が先端４１０から排出されるように、サムピース４６０を遠位方向に駆動することによって、行うことができる。
【００７２】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、さまざまな実施形態による、サムピース４６０’に力Ｆが加えられた時の図７Ｂのシリンジに対する影響を示す。シリンジ４００のさまざまな構成要素の移動は、図９Ａ〜図９Ｃを参照して本明細書において上述したものと実質的に同じであるが、通気孔により遠位空間区画４６５の圧力を調節して流体の分配の速度を上昇させる代りに、遠位空間区画４６５が気体を収容し、雰囲気に対して封止され、遠位空間区画４６５の容積および圧力を調整するように、サムピース４６０’を移動させることができる。たとえば、サムピース４６０’は、第２プランジャ４５０と接触し、サムピース４６０’の位置に応じて第２プランジャを近位方向または遠位方向に付勢する、ロッドを有することができる。たとえば、サムピース４６０’を真空チャンバ４２０に対して近位方向に移動させて、遠位空間区画４６５の圧力を低下させることができる。遠位空間区画４６５が近位空間区画４７０に対して高圧であるため、第２プランジャ４５０は、サムピース４６０’の移動により近位方向に移動する。たとえば、サムピース４６０’を、サムピース４６０’の遠位／近位位置を調整することができるねじ切り機構によって、真空チャンバ４２０に接続することができる。いくつかの実施形態では、サムピース４６０’を、右回り方向Ｔ（図１０Ｂ）にまたは左回り方向（図示せず）にねじることにより、近位方向または遠位方向のいずれかに移動させることができる。いくつかの実施形態では、遠位空間区画４６５内の圧力を低下させるようにサムピース４６０’を調整することにより、近位空間区画４７０と遠位空間区画４６５との間の圧力の差を低減させ、それにより、第２プランジャ４５０に対する力を低減させることができ、それによって、第１プランジャが近位方向により低速であるが均一に移動することができる。同様に、いくつかの実施形態では、第２プランジャ４５０を遠位方向に移動させるようにサムピース４６０’を調整することにより、遠位空間区画４６５内の圧力が上昇し、近位空間区画４７０と遠位空間区画４６５との間の圧力の差を増大させ増大させることができる。第２プランジャ４５０に対する力はそれに応じて増大し、それにより、第１プランジャ４２５が近位方向により高速であるが均一に移動することができる。
【００７３】
別の実施形態では、サムピース４６０’を真空チャンバ４２０に封止することができ、サムピース４６０’は、サムピース４６０’を通って延在しかつ第２プランジャ４５０と接触する、ねじロッドまたは等価の接続手段を備えることができ、その場合、ねじロッドの近位端は、ねじロッドを右回り方向または左回り方向に回転させ、それによりねじロッドの遠位端を遠位方向または近位方向に移動させる手段を有する。このように、ねじロッドの遠位側の移動または近位側の移動により、ねじロッドを右回り方向または左回り方向に回転させて第２プランジャ４５０を遠位方向または近位方向に移動させることにより、第２プランジャ４５０が対応して真空チャンバ４２０に対して遠位側または近位側に移動することになる。遠位空間区画４６５は、ねじロッドおよび第２プランジャ４５０の移動により遠位空間区画４６５の容積および圧力が調整されるように、気体を収容することができる。遠位空間区画４６５が近位空間区画４７０に対して高圧であるため、ねじロッドによって第２プランジャに与えられる力が、たとえば、ねじロッドを左回り方向に回転させることによって低下する場合、第２プランジャ４５０は近位方向に移動する。サムピース４６０’を調整して遠位空間区画４６５内の圧力を低下させることにより、近位空間区画４７０と遠位空間区画４６５との間の圧力の差を低減させ、それにより、第２プランジャ４５０に対する力を低減させることができ、それによって、第１プランジャ４２５が近位方向により低速であるが均一に移動することができる。同様に、いくつかの実施形態では、ねじロッドを、たとえば右回り方向に回転させることによって、第２プランジャ４５０を遠位方向に移動させることにより、遠位空間区画４７０内の圧力が上昇し、近位空間区画４７０と遠位空間区画４６５との間の圧力の差を増大させることができる。第２プランジャ４５０に対する力がそれに応じて増大し、それによって、第１プランジャ４２５が近位方向により高速であるが均一に移動することができる。サムピース４６０’またはねじロッドの回転方向を、ねじ山の方向を真空チャンバ４２０またはサムピース４６０’のいずれかにおいて反転させることによって反転させることができることが理解されよう。
【００７４】
さまざまな実施形態について、例示の目的で詳細に記載したが、こうした詳細は単にその目的のためであり、本開示は、開示した実施形態に限定されず、逆に、変更形態および均等な構成を包含するように意図されていることが理解されるべきである。たとえば、本開示は、可能な範囲で、あらゆる実施形態の１つまたは複数の特徴を、あらゆる他の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができることを企図していることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７５】
１００，２００，３００，４００  シリンジ
１０１，２０１，３０１，４０１  近位端
１０２，２０２，３０２，４０２  遠位端
１０５，２０５，３０５，４０５  シリンジ本体
１０７，３０７  中空内腔
１１０，２１０，３１０，４１０  先端
１１５，３１５  指ガード
１２０，２２０，３２０，３２９，４２０  真空チャンバ
１２５，２２５，３２５，４２５  第１プランジャ
１３０，２３０，３３０，４３０  第１シール
１３５，２３５，３３５，４３５  通気孔
１４０，３４０  近位壁
１４５，２４５，３４５，４４５  第２シール
１５０，２５０，３５０，４５０  第２プランジャ
１５５，２５５，３５５，４５５  ピストン
１６０，２６０，３６０，４６０  サムピース
１６５，２６５，３６５，４６５  遠位空間区画
１７０，２７０，３７０，４７０  近位空間区画
１７５，２７５，３７５  流体送達空間
１８０，１８０’３８０，３８０’  ボア
１８１  ボア出口
２４０，４４０  遠位壁
２８５，４８５  中間区画
２９０，４９０  ねじ山
２９５，４９５  ガイド
３８１  ボア出口
４３６  第２通気孔
４７５  吸引空間
５００  衝撃吸収装置
５０５  指標標示
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【国際調査報告】
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