(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１５）と、
先端（２）を有する注入針（１）と、
該注入針に結合され、且つ注入装置が患者の体内に埋め込まれるときに、該注入針の軸方向に沿って該先端を前進及び後退させて繊維組織を貫通するように配置される駆動装置（Ｄ）とを備え、
前記注入針と駆動装置は、患者の体内に埋め込まれるように設計されている注入装置であって、
該注入針（１）の該先端（２）を、該注入装置の本体（１５）内で、横方向に変位可能とすることにより、注入部位を変更できるようにしたことを特徴とする注入装置。
【請求項２】
該駆動装置は、前記注入針の前記先端を横方向に変位させるように該注入針が取り付けられる可動キャリッジを備える、請求項１に記載の注入装置。
【請求項３】
該可動キャリッジはターンテーブル（２５）を備え、該ターンテーブル（２５）上に前記注入針（１）が搭載された、請求項２に記載の注入装置。
【請求項４】
該可動キャリッジは、前記注入針（１）の変位を案内するシャトル（２７）を備える、請求項２または３に記載の注入装置。
【請求項５】
該シャトルはスライド状である、請求項４に記載の注入装置。
【請求項６】
該駆動装置は、該注入針の該先端を前進および／または後退させるときに、該注入針の該先端を横方向に変位させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の注入装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の埋め込み型の注入装置と、該注入装置が患者の体内に埋め込まれたときに、患者の体外から該注入装置と協働するための少なくとも１つの外部構成要素とを備える薬剤供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込み型注入装置と、埋め込み型注入装置と患者の体外から埋め込まれた注入装置と協働するための少なくとも１つの体外構成要素の両方を備える薬剤供給システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明による注入装置は、長期使用、すなわち、患者が何か月または何年にもわたって所定時間間隔で薬剤を注入される場合の使用に特に適する。これは一般に、化学療法時の細胞増殖抑制治療や、糖尿病の際のインシュリン治療などに当てはまる。
【０００３】
このような長期治療において、皮膚を貫通するシリンジにより静脈または組織に規則的な時間間隔で皮膚を貫通して薬剤を供給することは、患者にとって不便である。また、皮膚がひどくかぶれてしまうおそれがある。シリンジまたは供給カテーテルを、数日間または数週間、身体組織の所定位置にとどまらせる場合には、針の出口などの患者の体内の針の部分に繊維組織（ｆｉｂｒｏｓｉｓ）が増殖かつ堆積し、出口を詰まらせ薬剤供給ができなくなるおそれもある。同様に、シリンジまたは供給カテーテルが数日間または数週間患者の血管内の所定位置にとどまっていると、血管内炎症により血栓（ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ）となって血栓静脈炎が発症する。このような血栓形成は、針の出口だけでなく、血管全体を詰まらせる場合がある。
【０００４】
長期使用のための埋め込み型薬剤供給装置の使用もまた提案されている。皮膚刺激はこれらの装置にともなう問題でないが、これらの装置は依然として、繊維組織および血栓が薬剤供給注出口で形成かつ堆積するという欠点を免れない。したがって、このような埋め込み型装置の長期使用は限定される。
【０００５】
ＷＯ２００４／０１２８０６Ａ１では、液体をポンプ注入する埋め込み型ポンプと、ポンプによりポンプ注入される液体を方向づける埋め込み型弁装置とを備える、患者の体内に液体を供給するための装置が開示されている。薬剤供給装置としての該装置の使用を含む各種用途が提案されている。該弁装置の該弁部材は、上記文献の説明のように配置されて、優れた密封性と長期信頼性とをもたらすためにセラミック材料で形成されている。このような装置はまた、本発明の注入装置と好都合に組み合わせることができ、したがって、本出願に引用して組み入れることができる。このことは特に、弁装置の構成だけでなく、上記装置のポンプにも適用される。しかし、ＷＯ２００４／０１２８０６Ａ１では、繊維組織および血栓が薬剤供給注出口で形成かつ堆積するという問題については触れていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、長期間埋め込み部位にとどまる埋め込み型注入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による注入装置は、本体と、注入針と、注入針に連結され、且つ注入装置が患者の体内に埋め込まれるときに、注入針の先端を前進及び後退させ、繊維組織を貫通するように配置される駆動装置とを備える。少なくとも注入針と駆動装置は、患者の体内へ埋め込まれるように設計される。エネルギ源、制御装置、データ処理装置、および／または薬剤用貯蔵器および／またはポンプなどのその他の構成要素は体外にあって、薬剤供給システムを完成させてもよい。
【０００８】
本発明による注入装置は、使い捨て用または多数回使用として長期間埋め込み部位にとどまってもよい。たとえば、患者が近い将来または１〜２年以内にのみ、たとえば呼吸管を冒す著しいアレルギー性反応などのアレルギー症になる可能性がある場合、注入装置は適時に使い捨て用として患者の体内に埋め込まれてもよい。時が経つにつれて、繊維組織が注入装置上で増殖する。しかし、使用時、注入針は繊維組織を貫通するように駆動装置により前進されて、注入針の先端を介して患者の体内へ迅速に薬剤を供給できる。注入装置が血管に隣接して埋め込まれる場合、使用前に血栓が形成される危険性なく注入針の先端は血管の中へ前進させられる。
【０００９】
本発明の駆動装置は、注入針の先端を前進及び後退させるように構成される。したがって、薬剤が患者に供給されるたびに、注入針を前進させ、薬剤を注入し、注入針を再び後退させる。
【００１５】
本発明において、注入針の先端は、注入部位を変更するように横方向に移動可能である。たとえば、注入装置が患者の体内に埋め込まれるときに、血管の任意切開後、血管に隣接して配置されてもよい。上記したように、血管の同一部位に頻繁に貫通すると炎症が起き、しばらくして貫通は困難または不可能となる。一方、注入装置を血管内の所定位置にとどまらせると、血栓に続いて血栓静脈炎が発症する。適時に注入針を横方向に変位させることにより注入部位を変更すると、このような問題が克服される。
【００１６】
このため、駆動装置は、注入針の先端を横方向に変位させるように注入針が取り付けられる可動キャリッジを備えてもよい。可動キャリッジは、たとえば、スライド状などのターンテーブルおよび／またはシャトルバスを備えてもよい。
【００１７】
注入針の先端を前進および／または後退させるたびに、駆動装置は先端を横方向に変位させるように構成されることが好ましい。
【００１８】
したがって、注入針の先端の横方向変位と前進／後退とが整合して行われる。注射針の先端の横方向変位は、注入前および／または注入後に行われてもよい。この機構は、ある回数の横方向変位後または所定距離にわたる横方向変位後、注入針の先端が初期位置に横方向に戻され、次回数の注入が、前回注入針が貫通した位置で再び行われる。このことは、注入針の先端が限られたウィンドウ領域を貫通するように位置付けられる場合、または、注入装置が血管に隣接して埋め込まれる場合に特に適切である。
【００４８】
個々の治療により、脂肪組織内、筋内、または血管、あるいは、胃腸管または患者の腎臓などの尿管に隣接して、注入装置を埋め込み、注入液が細胞組織内や筋肉に注入され、あるいは、血管、胃腸管または尿管に直接注入されるようにすると好都合である。注入装置の位置を適正に選択することにより得られる利点は様々であり、薬剤が直接供給されるとよりよく再吸収され、薬剤はさらに迅速に作用し、および／またはより多くの量を供給できる。
【００４９】
本発明の上記した各種の特徴は、明らかに矛盾していない限り、いかなる方法で組み合わせられてもよい。本発明の好ましい実施形態についてより詳細に、かつ添付図を参照して以下に説明する。また、注入装置の全体的な機能が明らかに損なわれない限り、それぞれの実施形態の個々の特徴を組み合わせて、または交換されて用いられてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１は、患者の皮膚１００の下に皮下埋め込みされる、機械式の、さらに正確には、液圧機械式の注入装置を示す。注入装置は、先端２を有する針１を備える。先端２は末端で閉じ、横方向に薬剤供給注出口３を有する。針１は、駆動装置Ｄの作動時、開口管４内に長手方向に変位するように配置されている。
【００５１】
管４は皮膚１００を貫通し、体外ポンプＰに取り付けられている。ポンプＰは、模式的に示されているが、種々の形に設計することが可能である。図１に示す実施形態では、患者に供給される注入液が入っている貯蔵器Ｒは、ポンプＰの一部である。また、貯蔵器ＲはポンプＰから分離され、たとえば、図２に主に示されているように、ポンプＰに接続されてもよい。しかし、図１の実施形態では、貯蔵器Ｒから管４を介して針１に向けて注入液をポンプ注入するために、ポンプＰのピストン１０はピストンロッド状のアクチュエータ１１により手動で変位可能である。手動で駆動される代わりに、ポンプはモータ駆動されてもよく、モータは、一定の時間間隔で一定量の薬剤を投薬するように自動的に制御されてもよい。代わりに、貯蔵器Ｒ、ポンプＰおよび／または上記したモータ、モータ用の自動制御などの薬剤供給システムのその他の構成要素は、注入針１と駆動装置Ｄとともに埋め込まれてもよい。その他の変形例が可能で、図２〜８を参照して後述される実施形態を考慮すれば明らかとなる。
【００５２】
図１に示す注入装置では、ピストン１０が作動して貯蔵器Ｒ内の圧力が増加すると、駆動装置Ｄのばね５の力に逆らって針１が変位する。これにより、針１の先端２は、注入装置の前方に堆積した繊維組織を貫通する。戻しばね５が完全に圧縮され、ピストン１０により注入液に加えられる圧力がさらに増加すると、ボール弁６は第１の戻しばね５より強力な第２の戻しばね７に抗して変位する。このように、圧力が十分高いレベルに保たれている限り、注入液は貯蔵器Ｒから管４、中空針１、針の出口３を介して患者の体内にポンプ注入される。圧力が解除されると、ボール弁６は、戻しばね５、７により閉じられ、針１は図１に示す初期位置に後退する。
【００５３】
針１の外面と管４の内面間は、繊維組織が侵入し生長しないようにぴったりと嵌合する必要がある。
【００５４】
なお、針１に作用して針１を前進させる力は、実際の圧力と針１の断面積の積として計算される。典型的な注入針の断面は比較的小さいため、繊維組織を貫通し、戻しばね５、７の反力に打ち勝つため、大きな圧力を加える必要がある。したがって、厳密に分離された２つのチャンバが駆動装置の前後に形成されるように駆動装置Ｄを構成すると好都合である。これにより、駆動装置Ｄの後方のチャンバが大気圧程度の低圧に維持されると、針１に作用する力は、実際の圧力と駆動装置Ｄの全体の断面積との積に一致し、かなり大きくなる。
【００５５】
これを図２に示す。駆動装置Ｄは、図１に示されるように針１が取り付けられたピストン８を備える。ピストン８は、ピストン８の前方の第１のチャンバ９ａと、ピストン８の後方の第２のチャンバ９ｂとを分離する。第１のチャンバ９ａの圧力がポンプＰにより付勢される圧力に一致するが、第２のチャンバ９ｂの圧力は低い値に維持される。
【００５６】
たとえば、チャンバ９ｂは圧縮性ガスで充填することもできる。この場合、圧縮空気がすでに針の後退力を発生しているため、戻しばね５なしで済ますことができる。
【００５７】
しかし、ガスチャンバを確実にシールすることは困難である。したがって、第２のチャンバ９ｂは、気体の代わりに注入液などの液体で満たされ、液体は可撓体積１２に圧入されてもよい。可撓体積１２は、強力な反力を生じずに充填できるような簡単なバルーンタイプである。または、可撓体積１２は、可撓膜により第２のチャンバ９ｂの液体から区画されるガスチャンバを備えてもよい。この場合も、戻しばね５なしで済ますことができる。
【００５８】
可撓体積１２の代わりに、導管１３により、第２のチャンバ９ｂと貯蔵器Ｒとを接続してもよい。これにより、針１を前進させると、液体は第２のチャンバ９ｂから導管１３を介して貯蔵器Ｒに排出され、針１を戻しばね５により後退させると、液体は貯蔵器Ｒから導管１３を介して第２のチャンバ９ｂに戻される。
【００５９】
もちろん、ポンプＰと貯蔵器Ｒは、必要な場合、遠隔または単一装置として、駆動装置Ｄと針１とともに患者の体内に埋め込まれてもよい。
【００６０】
図３は、皮下埋め込みされる、完全埋め込み型、厳密には機械式の注入装置を示す。注入装置の個々の構成要素は、外壁１６ａ、１６ｂを備える一体型本体１５に収容される。外壁１６ａ、１６ｂにより区画された体積は、注入液で完全に満たされる。壁部１６ａは、注入と補充のたびに発生する体積変化を可能にするように可撓である。壁部１６ａは、充填針の貫通に対して自己封止性であるポリマ材料から作られる。注入装置は、皮下埋め込みされながら、ポリマ壁部１６ａを貫通して注入液が補充される。
【００６１】
外壁部１６ｂは堅牢で、本体１５内に収容された個々の構成要素に安定性をもたらす。ウィンドウ領域１７は、堅牢な壁部１６ｂに形成され、貫通膜１８はウィンドウ領域１７内に密封状に圧入される。貫通膜１８は、注入針１の貫通に対して自己封止する材料から形成され、注入針はウィンドウ領域１７を貫通するように配置されている。
【００６２】
針１は、図２を参照して上記したように、ピストン８の前方の第１のチャンバ９ａと、ピストン８の後方の第２のチャンバ９ｂとを分離するピストン８に接続されている。戻しばね５と、戻しばね７を有するボール弁６もまた設けられている。開口部１９は、第２のチャンバ９ｂを貯蔵器Ｒに接続するように設けられ、第１のチャンバ９ａ内の圧力が上昇すると、ピストン８は第２のチャンバ９ｂから開口部１９を介して貯蔵器Ｒに注入液を排出し、貯蔵器Ｒはおよそ大気圧にある。
【００６３】
第１のチャンバ９ａの圧力は、手動で作動されるプッシュボタン式のアクチュエータ１１と単一体として形成されたピストン１０を備えるポンプＰにより増加される。戻しばね２０は、図３に示す初期位置にピストン１０を付勢する。流路２１は、ピストン１０内に、流れ狭窄部２２と、ピストン１０が摺動可能に配置されるハウジング２４の少し上に配置された出口開口部２３とともに形成されている。
【００６４】
図３に示す注入装置は、次のように機能する。皮膚に面するプッシュボタン１１が皮下配置されると、患者は戻しばね２０の弾性力に逆らってプッシュボタン１１を押し下げる。流路２１の流れ狭窄部２２により、第１のチャンバ９ａに収容された注入液は、流路２１を介して貯蔵器Ｒに戻されないが、第２のチャンバ９ｂから開口部１９を介して貯蔵器Ｒに注入液を排出しながら、ウィンドウ領域１７に向けて針１とともにピストン８を付勢する。ピストン８が終端位置にあり、プッシュボタン１１がさらに押し下げられると、第１のチャンバ９ａの圧力は戻しばね７のばね力に打ち勝つのに十分高いレベルに上昇し、ボール弁６を開き、注入液を中空針１を介して排出し、この間に、針の先端２は貫通膜１８とこの表面に堆積した繊維組織とを貫通する。圧力が解除されると、ボール弁６はすぐに閉じ、戻しばね２０は、注入針１とともに同時にピストン８を後退位置に引き戻しながら、プッシュボタン１１を初期位置に付勢する。戻しばね５は無くてもよく、戻しばね５は安全手段として働くだけとなる。ピストン８が開始位置に到達すると、流路２１はプッシュボタン１１をさらに上方へ移動させるために必要であり、貯蔵器Ｒから第１のチャンバ９ａに追加注入液を引き込ませ、追加注入液は、注入サイクル中に、患者に供給される注入液量を補償する。
【００６５】
図３に示す注入装置は、厳密には機械式であり、ガスチャンバを含まず、ピストン要素８、１０に特定の封止を必要としないなどのいくつかの利点がある。
【００６６】
駆動装置Ｄの前進および後退機能に加えて、図３に示す注入装置の駆動装置はさらに、注入針１の先端を横方向に変位させるための手段を備える。図３の具体的な実施形態では、このような横方向変位手段の具体例を示す。特に、針１は、第２の壁部１６ｂの円形溝２６に回転可能に取り付けられたターンテーブル２５に取り付けられている。さらに、ガイドピン２７は、針１に強固に取り付けられ、外壁１５の堅牢な壁部１６ｂに確実に固定されたガイド構造２８と協働する。注入針１を前進または後退させると、ガイドピン２７はガイド構造２８に案内され、注入針１を横方向に変位させ、この横方向変位により円形溝２６内でターンテーブル２５が回転する。
【００６７】
ガイド構造２８の原理を、図４を参照してより詳細に説明する。ガイド構造２８内の弾性フラップ２８ａ、２８ｂは、注入針１を繰り返し前進および後退させると、ガイド構造２８全体を介してガイドピン２７を案内する。ガイド構造２８は、貫通膜１８に隣接して配置された血管２００へ貫通膜１８を貫通して１０個の異なる注入部位を設けるように設計されている。必要に応じて、ガイド構造２８の軌道は、ガイドピン２７を図４に示す開始位置に戻す戻し通路２８ｃを含んでもよい。このような戻し作用は、堅牢な第２の壁部１６ｂに固定された戻しばね２９により引き起こされる。
【００６８】
なお、図３に示す注入装置の全ての構成要素がポリマ材料から形成されてもよいが、少なくとも注入針１と戻しばね５、７、２０、２９は不活性金属から形成されることが好ましい。
【００６９】
図５は、複合材料で形成される貫通膜１７の好ましい実施形態を示す。この同一複合材料はまた、外側本体１５の可撓性の第１の壁部１６ａ、または、本発明の別の実施形態に関連して説明される注入ポート用に用いられる。図５に示す貫通膜１７の複合材料は、自己封止軟質材料１７ｂが収容される体積を区画する形状付与層１７ａを備える。自己封止軟質材料１７ｂは、形状付与層１７ａの貫通時、注入針１による貫通口を流れない程度の粘性を有するゲルタイプである。単一の形状付与層１７ａの代わりに、形状付与層１７ａは複数の層を備えてもよい。
外形状付与層１７ａはシリコンおよび／またはポリウレタンを含む。なぜなら、そのような物質は注入針１によって生ずる貫通孔を自己封止する性質を有している。
【００７０】
図６は、本発明による注入装置の完全自動化された実施形態を示す。しかし、上記した手動操作要素と、ここに説明される自動操作要素は、可能な場合、組み合わされ交換可能である。図６は薬剤供給システム全体を模式的に示したものであり、患者の皮膚１００の下に配置された全ての構成要素は埋め込み型注入装置の一部であり、患者の皮膚１００上の構成要素は薬剤供給システムを完成するのに必要である。
【００７１】
モータＭにより駆動されたポンプＰは、前進時に本体１５の貫通膜１７を貫通するように、貯蔵器Ｒは本体１５内の駆動装置Ｄに取り付けられた注入針１と接続される。流体導管４は、注入針１の前進を補償するのに十分な長さを有する。駆動装置Ｄは、上記した実施形態同様に、ポンプＰにより発生される力により液圧式に作動されるが、別のモータが駆動装置Ｄを作動するように設けられてもよい。一方、モータＭは、駆動装置Ｄを作動するように設計され、駆動装置Ｄが動くと、ポンプＰが注入作動するように設計されている。
【００７２】
図６に示す実施形態は様々な貯蔵器の種類のうちの１つを備えるが、特定の種類の貯蔵器について説明する。図６に示す貯蔵器Ｒの体積は、膜６０により２つの部分に分割されている。一方の部分はガスで満たされ、もう一方の部分は注入液で満たされる。注入ポート６１を経由して、貯蔵器Ｒには補給針により注入液が補充される。貯蔵器Ｒが充填されると、ガス部分は大気圧、または、過剰圧にある。各注入サイクル時、注入液が貯蔵器Ｒから引き出されると、ガス部分の圧力は大気圧以下、すなわち、負の相対値に減少する。ポンプＰの種類によっては、ポンプＰから貯蔵器Ｒへの逆流を防止するように単一作用のボール弁６２が設けられることは好都合である。
【００７３】
モータＭは患者の体外から制御装置Ｃによりワイヤレスに制御される。制御装置Ｃは、注入サイクル間の時間間隔と、各注入サイクル時患者の体内に注入される注入液の量とを決定する。制御装置ＣとモータＭ間のワイヤレス通信の代わりに、電気接点が皮膚１００を介して設けられてもよい。また、制御装置Ｃは、モータＭとともに埋め込まれてもよい。この場合、変更要求に従って制御装置の適正な構成を可能にするように、制御装置Ｃは、無線により、または、電気接点を介して、患者の体外からプログラム可能であることが好ましい。
【００７４】
制御装置Ｃに加えて、または、これの代わりに、モータＭを作動するための感圧スイッチが皮下配置されてもよい。
【００７５】
モータＭにエネルギを供給する様々な方法がある。たとえば、エネルギは、モータＭにより直接使用される際および／または再充電可能な電池および／またはキャパシタなどのアキュムレータＡを充電する際、患者の体外から供給されてもよい。図６に示す実施形態では、体外１次エネルギ源Ｅは、第１の形態のエネルギを電気エネルギなどの第２の形態のエネルギに変換するエネルギ変換装置Ｔに、患者の皮膚１００を介して第１の形態のエネルギを伝達する。電気エネルギは、要求に応じて、モータＭに２次エネルギを供給するアキュムレータＡを再充電するのに用いられる。
【００７６】
一般に、外部エネルギ源Ｅは、電磁場、磁場、電場などの外部場を発生させるか、または、電磁波信号または音波信号などの波動信号を発生させる。たとえば、図６に示されるようなエネルギ変換装置Ｔは、太陽電池として作用するが、１次エネルギ源Ｅの特定の波動信号で構成されていてもよい。エネルギ変換装置Ｔはまた、温度変化を電気エネルギに変換するように構成されていてもよい。
【００７７】
外部１次エネルギ源Ｅの代わりに、アキュムレータＡの代わりの通常の長寿命電池などの埋め込み型１次エネルギ源Ｅが用いられてもよい。
【００７８】
エネルギ信号はまた、エネルギの送信が無線または有線にかかわらず、エネルギ信号を適切に変調させることにより制御装置Ｃの制御信号を送信するのに用いられ、エネルギ信号は、ディジタル制御信号またはアナログ制御信号のための搬送波信号を兼ねる。特に、制御信号は、周波数、位相および／または振幅変調信号であってよい。
【００７９】
図７は、図６に示す配置に関連して用いられるモータ−ポンプ装置の断面図を示す。このモータ−ポンプ装置は、ＷＯ２００４／０１２８０６Ａ１に広範に説明されており、これに開示される他のポンプ装置もまた同様に、本発明に関連して用いられる。モータ−ポンプ装置は弁ポンプアセンブリを備える。膜ポンプＰと弁ポンプ装置３０は、該アセンブリの２つの主要な要素を構成し、それぞれ円筒ハウジング３１に取り付けられる。弁装置３０は、ハウジング３１に静止して取り付けられ固定されたセラミックディスク３２の形状をした第１の弁部材と、セラミックディスク３２に向かい合って接触し、固定ディスク３２に対して回転可能なセラミックディスク３３の形状をした第２の弁部材とを備える。モータ３４は、セラミックディスク３２、３３を囲むハウジング３１に取り付けられている。モータ３４は、回転可能なディスク３３に下部中心孔の対応するスプラインに連結されるスプラインモータ軸を含み、ディスク３３はモータ３４の回転に従うが、ディスク３３をモータ軸３５に対して軸方向にわずかに移動可能にしている。モータ軸３５には、停止部材３６と、ディスク３３に対してわずかな量の圧力を付勢し、固定ディスク３２に対してディスク３３を付勢するばね座金３７とが取り付けられている。
【００８０】
ポンプＰは、どんな種類の膜であってもよいポンプ膜４７を含む。好ましくは、膜４７は、金属膜、たとえば、チタニウム膜、または、長寿命が得られて、経時的に膜４７を介して液体が拡散するのを回避するために、プラスチック材料で被覆されている。弁ポンプアセンブリに内蔵された本実施形態においては、操作装置は、対向する２つのカム表面４９付きの切り欠き溝を有するカムスリーブ４８と、カム表面４９を押圧し、切り欠き溝内で回転するカムホイール５０と、回転ディスク３３に接続されたポンプ軸５１とを備える。カムホイール５０は、カムホイール軸５２を介してポンプ軸５１に取り付けられている。ポンプ軸５１は回転可能なディスク３３の上部中心孔５３の一致するスプラインに連結されているスプライン軸５７を介して回転ディスク３３に接続されているため、ポンプ軸５１は回転する。上記したスプライン連結により、ディスク３３はポンプ軸５１に対して軸方向にいくらか移動可能である。ポンプ軸５１は、封入されたボール軸受５４に取り付けられ、ボール軸受５４に対して軸方向に固定されている。ポンプ軸５１上の複数の細長い溝５５は、ボール軸受５４を通過して、固定ディスク３２の第１のチャネル３８と膜４７下のポンプチャンバ５６の間の液体流路としての役割をはたす。
【００８１】
モータ３４が回転しているとき、膜４７は上下に動く。膜４７が上下に動いている時、回転可能なディスク３３は第１のチャネル３８を第２のチャネル４０と第３のチャネル４１とに交互に接続し、液体が、第２のチャネル４０または第３のチャネル４１からポンプチャンバ５６に送られるか、または、第２のチャネル４０または第３のチャネル４１によりポンプチャンバ５２から受け取られる。図７では、第２のチャネル４０がチャンバ５６から第１のチャネル３８を介して液体を受け取るように、第１のチャネル３８は開口チャネル４６を介して第２のチャネルに接続された形で示されている。
【００８２】
ディスク３２、３３用に選択される材料は、ディスクが経時的に互いに固着しないように極めて小さい公差で機能できる必要があるため重要である。この目的に適する市販の材料として、たとえば、セラミック、または、その他の材料たとえば炭素繊維などと混合されたセラミックが例示される。
【００８３】
図８は、注入装置が自動的に駆動され、注入装置の全ての構成要素が外側本体１５に収容される、本発明の第３の実施形態を示す。注入装置は、血管２００を本体１５に近接して維持するための血管２００のホルダ９０としての横方向伸張部分を有する、実質的にディスク形状をしている。図８に示す注入装置は皮下埋め込みされていて、患者の皮膚１００にあるウィンドウを介して見たものである。皮膚１００は、ディスク形状の注入装置の平らな表面を覆っている。
【００８４】
注入針１は、駆動装置Ｄの一部であるターンテーブルに取り付けられる。ターンテーブルが回転すると、注入針１の先端は、血管２００に近接したウィンドウ１８に沿って横方向に移動する。特に、注入針１は、軸方向に前後に可動するようにターンテーブルに取り付けられ、先端がウィンドーに対してある傾斜角を有してウィンドウ１８を通過する。この傾斜角があるので、注入針１の先端は、ウィンドウ１８を通過して血管２００の内部にまで進んだとき、血管２００の対向する境界を貫通することはない。ホルダ９０は、注入針が貫通かつ注入する時、血管２００を支持する。
【００８５】
本体１５の内部は貯蔵器Ｒを兼ねる。または、貯蔵器Ｒは、本体１５内か、好ましくは、本体１５の外壁の一部を構成する周縁の一部とともに、密閉されたチャンバとして設けられてもよい。このような周縁部分が可撓材料から作られる場合、このような可撓性は貯蔵器Ｒの体積変化を補償できる。しかし、少なくとも注入ポート６１は、貯蔵器Ｒを充填するために設けられる。
【００８６】
注入針は、縦方向と横方向の両方の変位のために駆動装置Ｄに取り付けられ、ポンプPは貯蔵器Rと注入針１とを接続している。
【００８７】
ポンプＰは、第１のモータＭにより駆動され、駆動装置Ｄは第２のモータＭにより駆動される。または、単一モータＭを、ポンプＰと駆動装置Ｄの両方を駆動するのに用いてもよい。また、上記のように、ポンプＰが作動すると、駆動装置Ｄが同時に作動する。または、駆動装置Ｄを作動すると、ポンプＰが作動するようにしてもよい。
【００８８】
長寿命電池Ｂは、２つのモータＭにエネルギを供給するように設けられる。または、再充電可能な電池などのアキュムレータは、長寿命電池Ｂの代わりに用いられてもよい。
【００８９】
さらに、制御装置Ｃは、２つのモータＭを制御するように設けられる。図８に示す実施形態では、制御装置Ｃは、外部データ処理装置８０により、患者の体外からプログラム可能である。データ処理装置８０と制御装置Ｃの間のデータ交換は、患者の体外から制御装置Ｃへデータをワイヤレスで送信するための埋め込まれたデータ送信インタフェースを介して無線で行うことが好ましいが、必要ならば、患者の皮膚を貫通して有線で行うこともできる。さらに、データ交換は、制御装置Ｃからデータ処理装置８０へのデータ送信を可能にするように双方向通信できることが好ましい。このようなデータは、注入装置の性能、実行する注入サイクル数、貯蔵器Ｒの充填状態などについてのデータを含んでもよい。
【００９０】
図８の注入装置はさらに、図８に示す実施形態のように、血管２００内に配置され、生理学的パラメータを検出するフィードバックセンサＦを含んでもよい。このようなパラメータは制御装置Ｃに送られ、注入サイクルを促進するための対応する制御プログラムに用いられてもよい。代わりに、または、さらに、生理学的パラメータは、外部データ処理装置８０に転送され、医師が適正な診断ができるようにしてもよい。最終的には、医師はデータ処理装置８０を用いて、フィードバックセンサＦにより送られた生理学的パラメータにしたがって、制御装置Ｃを調整する。いずれの種類の患者の身体パラメータ、または、注入装置の処理パラメータも、制御装置に送り返され、制御装置はこの結果により注入装置を制御する。
【００９１】
図８は、注入装置が自動的に駆動され、注入装置の全ての構成要素が外側本体１５に収容されている本発明の第３の実施形態を示すが、各種構成要素のうち１つ以上が電池Ｂなどのように外側本体１５から分離されて埋め込まれるか、または制御装置Ｃなどのように患者の体外で埋め込まれる。また、ポンプＰおよび／または貯蔵器Ｒは、外側本体１５に別々に接続されてもよく、好ましくは、外側本体１５に近接して取り付けられてもよい。図８に具体的に示されていない構成要素は、上記実施形態で説明されたものか、または異なるものであってもよい。
【００９２】
患者の体内に上記した注入装置のいずれか１つを埋め込むことによりヒトまたは動物を治療する方法は、
皮膚を切開するステップと、
患者の体内の、該注入装置の埋め込みのための適正位置を任意切開するステップと、
前記適正位置に該注入装置を配置するステップと、
該注入装置の配置後、少なくとも該皮膚を閉じるステップと
を含む。
【００９３】
皮膚を閉じるには、たとえば、縫合、テーピング、およびその他の適切な技術を含んでもよい。注入装置は、患者の体内または脂肪組織内に皮下配置されるか、または、筋内に配置されてもよい。注入液を循環血液に直接注入するため、注入装置を血管（２００）に隣接して配置する場合、埋め込みのための適正位置を任意切開するステップは、各血管を任意切開し、血管に隣接して注入装置を配置することを含む。血管は、注入装置に接続されたホルダ９０により注入装置に固定されてもよい。
【００９４】
注入装置は、患者の胃腸管または尿管内に、または隣接して配置されてもよい。注入装置を胃腸管または尿管に隣接して配置する場合、注入装置に接続されたホルダにより胃腸管または尿管に固定されてもよい。さらなる別法として、注入装置は、患者の胸郭または患者の腹部に配置されてもよい。
【００９５】
注入装置が血管に隣接して、または、患者の胃腸管もしくは尿管に隣接して、もしくは患者の胃腸管内もしくは尿管内に、または、患者の胸郭内もしくは腹部内に配置される場合、皮膚を切開し、埋め込みのための適正位置を任意切開し、前記適正位置に注入装置を配置するステップは、
該注入装置が該患者の胸郭または腹部に埋め込まれる場合、ヴェレス針または別の種類のガス膨脹針を該腹部腔または胸郭腔に挿入し、該腹部腔または胸郭腔をガスで満たすことと、
鍵穴状開口部を切開することと、
該鍵穴状開口部を介して該適性位置に向けて少なくとも１つの套管針を挿入することと、
該少なくとも１つの套管針を介して前記位置に向けて１つ以上の医療器具とカメラを前進させることと、
上記位置を切開することと、
該少なくとも１つの套管針または皮膚内の切開部分を介して前記位置に該注入装置またはこの一部を供給することと
を含む。
【００９６】
たとえば、貯蔵器Ｒは、前記方法で腹部腔または胸郭腔に配置されてもよい。また、注入装置または貯蔵器Ｒなどの注入装置の一部は、開口手術で埋め込まれてもよく、この場合、胸郭壁または腹部壁が、患者の胸郭または腹部内の適正位置に注入装置を配置するため開口され、その後、皮膚とその他の組織層は、縫合などにより閉じられ、好ましくは層状に縫合される。
【００９７】
貯蔵器Ｒを充填することは、好ましくは、該貯蔵器の周縁に接続および／または一体化された注入ポートを通過して一定量の注入液を注入するステップを含む。
【００９８】
注入装置の以下の要素、
駆動装置Ｄを作動させるためのモータＭと、
モータＭにエネルギを供給するエネルギ貯蔵手段Ｂであって、電池、キャパシタ、および再充電可能な電池のうち少なくとも１つを備える手段と、
接触式にエネルギをモータＭに伝達するための、外部エネルギ源Ｅまたはエネルギ貯蔵手段ＢとモータＭ間の電気結合要素９０と、
モータＭもしくはエネルギ貯蔵手段Ｂ、または、両方を、体外１次エネルギ源Ｅに接続し、モータＭもしくはエネルギ貯蔵手段Ｂ、または、両方に、非接触式にエネルギを伝達するためのワイヤレスな結合手段と、
モータＭを制御するための制御装置Ｃと、
ワイヤレスなエネルギ伝達または受取手段と、
外部データ処理装置８０から制御装置Ｃへデータをワイヤレス送信するためのデータ送信インタフェースと、
フィードバックセンサＦと、
該注入液を保持するための貯蔵器Ｒと、
貯蔵器を充填するための注入ポート６１
のうち１つ以上の要素は、少なくとも駆動装置Ｄと注入針１から遠くに埋め込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施形態による厳密に機械式の注入装置を示す図である。
【図２】いくつかの変形例とともに図１の注入装置を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による厳密に機械式の、完全埋め込み型注入装置の断面図である。
【図４】血管に隣接して配置された、図３の注入装置の一部の平面図である。
【図５】複合材料から形成された貫通膜の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態によるモータ駆動の注入装置を示す図である。
【図７】図６に示す実施形態に関連した使用に適するモータ駆動ポンプ装置を示す図である。
【図８】血管に隣接して皮下埋め込みされた完全自動の一体型注入装置を示す図である。
【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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