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JP4593714B2 - シリンジ外筒、シリンジホルダ、シリンジピストンおよびピストンホルダ - Google Patents

シリンジ外筒、シリンジホルダ、シリンジピストンおよびピストンホルダ Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動注入器等の駆動機構を用いて高い注入圧力で注入を行うのに適したシリンジ外筒、自動注入装置等のシリンジ駆動機構に用られるシリンジホルダ、シリンジピストン、およびピストンホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用を初めとする多様な分野において、液体の注入等にシリンジが用いられている。造影剤のような粘度の高い薬液の注入には、高い圧力を要し、人手で操作するのが困難であったり、非常に手間が掛かったりする。そこで自動注入装置等の機械的なシリンジ駆動機構を用いて注入することが一般的である。図３は、自動注入装置にシリンジを装着した様子を示したものであり、モーターおよび制御機構等を備えた自動注入装置本体１に取り付けられたシリンダホルダ２０にシリンジ外筒１０を装着して固定し、シリンジピストンを保持するピストンホルダ２を前進または後退させて、液体の注入（液体のシリンジからの排出）または吸引を行う。
【０００３】
シリンジ外筒の保持には、この例のように鍔をシリンダホルダの溝にはめ込んで固定するのが簡便であるが、注入・吸引の際の力が鍔に集中する。注入の際には、図４に示すように、シリンジピストン１１が引き出されている状態からピストンが押し始められ、鍔はその先端側の面から力を受ける。シリンダホルダの溝は、装着を容易にするためには、ある程度のクリアランスが必要であるので、装着した状態で多少のがたつきがある。そのため、図５に模式的に示すように、鍔１２がシリンダホルダ２０の溝２１に対して斜めになった状態でピストンが押されると、全圧力が鍔の一部にのみ集中して、その結果、鍔が破損する場合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、粘度の高い液体を高い圧力にて注入する際にも、破損しにくいシリンジ外筒を提供することを目的とする。また、本発明は、通常のシリンジを用いた場合であっても、シリンジの破損が生じないシリンダホルダを提供することを目的とする。
【０００５】
さらに本発明は、粘度の高い液体を高い圧力にて注入する際にも、シリンジの破損が生じにくいシリンジピストンを提供することを目的とする。また、本発明は、通常のシリンジを用いた場合であっても、シリンジの破損が生じないピストンホルダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の事項に関する。
１． 溝によりシリンジ外筒の鍔を固定するためのシリンダホルダを有する自動注入装置、および
前記シリンダホルダに装着され、前記シリンジ外筒を有するシリンジ
を備える薬液注入システムであって、
（ｉ）前記鍔の前面および後面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されているシリンジ、および
（ｉｉ）前記溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が粗面化されているシリンダホルダ
のうち、少なくとも一つを備えることを特徴とする薬液注入システム。
２． 前記シリンジ外筒の鍔前面が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されている上記１記載の薬液注入システム。
３． 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔前面と接する面が粗面化されている上記１記載の薬液注入システム。
４． 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で２０番〜１５００番に粗面化されている上記１記載の薬液注入システム。
５． 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されている上記４記載の薬液注入システム。
【０００８】
さらに本出願は、シリンジピストンロッドの後端面が粗面化されているシリンジピストンも開示している。
【０００９】
さらに本出願は、シリンジピストンロッドの後端面と接触する押圧面が粗面化されているピストンホルダも開示している。
【００１０】
本発明者は、ピストン移動時に鍔がシリンダホルダ溝に対して斜めに固定されてしまう理由を詳細に検討したところ、ピストンに力を加えたときに、鍔が僅かに浮き上がったりして、シリンダホルダ溝の正規の位置からずれることが起因になっていることわかった。
【００１１】
そこで本発明では、鍔面を粗面化したり、シリンダホルダ溝面を粗面化することにより、鍔面とシリンダホルダ溝面との間の滑りが抑えられるため、鍔がシリンダホルダ溝の正規の位置からずれることが防止される。その結果、鍔がシリンダホルダ溝に対して斜めになることが無く、加えられた力が鍔面の全面にほぼ均等に分散されるため、シリンジ外筒の破損が防止できるものと考えられる。
【００１２】
また、シリンジピストンに関しても、シリンジピストン後端面を粗面化しておくか、またはピストンホルダの押圧面を粗面化しておくことにより、シリンジピストン後端面とピストンホルダの押圧面とが滑ったりずれたりすることなく、面で接触し正しい押圧方向に押すことができるので、シリンジ外筒の浮き上がり等のズレを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のシリンジ外筒の１例を示すものである。図１（ａ）の上半分はシリンジ外筒１０の断面を示し、下半分は外観を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ方向、即ちシリンジの先端側から見た側面図であり、鍔の前面１３が見えている。一方、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＣ方向、即ちシリンジの後端側から見た側面図であり、鍔１２の後面１４が見えている。
【００１４】
本発明は、鍔の前面および鍔後面の少なくとも一方が粗面化されている。鍔の前面１３が粗面化されているときは、液体を注入する際（シリンジより液体を排出する際）にシリンジ破損を防止するのに効果的である。一方、鍔の後面１４が粗面化されているときは、液体を吸引する際（シリンジ内に液体を導入する際）にシリンジ破損を防止するのに効果的である。
【００１５】
液体を注入する際には、図４に示したようにシリンジピストン１１が引き出された位置から大きな力が加えられるので、鍔１２を支点とするモーメントが大きいためにズレが生じやすく、また同時に支点付近に大きな力が加わりやすい。このため、注入の際の方がシリンジ外筒の破損が大きい。従って、少なくとも鍔前面を粗面化することが好ましい。
【００１６】
図２は、本発明のシリンダホルダの１例を示すものであり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は後側から見た側面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＸ−Ｘ断面の拡大図である。このシリンダホルダ２０によりシリンジ外筒を保持するには、溝２１に鍔をはめ込んで固定する。本発明のシリンダホルダにおいては、鍔前面と接する面２２および鍔後面と接する面２３の少なくとも一方が粗面化されている。シリンジ外筒の鍔面を粗面化するときと同様に、鍔前面と接する面２２が粗面化されているときは、液体を注入する際（シリンジより液体を排出する際）にシリンジ破損を防止するのに効果的であり、一方、鍔後面と接する面２３が粗面化されているときは、液体を吸引する際（シリンジ内に液体を導入する際）にシリンジ破損を防止するのに効果的である。この場合も、鍔前面と接する面２２が粗面化されている方が破損防止に効果がある。
【００１７】
本発明において、粗面化の程度は、シリンジ外筒およびシリンダホルダの材料および相互の組み合わせ等を考慮して適宜選ぶことができる。例えば、紙やすりの番手表示で、例えば２０番〜１５００番相当程度、特に５０番〜８００番相当程度が好ましく、さらに８０〜４００番相当が好ましい。粗面のパターンは、例えば紙ヤスリ表面のようにランダムであってもよいが、規則的であってもよい。例えば、ストライプ状の凹凸であってもよい。この場合、ストライプを横断する方向に上記の粗面化の程度になっていればよい。そして、粗面のパターンが規則的である場合には、シリンジ外筒をシリンダホルダにセットしたときに、上下方向に摩擦抵抗が大きくなるようにパターンが設けられることが好ましい。
【００１８】
粗面化は、鍔前面または裏面全体を粗面化してもよいし、一部のみを粗面化してもよい。特にシリンダホルダにセットしたときに、シリンダホルダ溝に接する部分を含んで粗面化されていることが好ましい。
【００１９】
シリンジ外筒の材料としては、通常流通しているものが用いられ、鍔の強度の点から、例えばポリプロピレン樹脂等の樹脂製のものが好ましい。また、シリンダホルダの材料としては、特に制限はなく、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の樹脂の他、金属であってもよい。
【００２０】
シリンジ外筒の鍔またはシリンダホルダの溝面を粗面化する方法は、材料に合わせて適宜選ぶことができる。具体的には次の方法等を挙げることができる。
【００２１】
（ａ）シリンジ外筒またはシリンダホルダを成型するときに、同時に粗面化する方法： この方法では、樹脂製のシリンジ外筒またはシリンダホルダを射出成型等により製作するときに、型（金型）の鍔面または溝面に当たる部分を粗面化したものを用いることで、簡便に生産性よく製造することができる。
【００２２】
（ｂ）作製されたシリンジ外筒またはシリンダホルダの鍔面または溝面を、機械的に粗面化する方法： 成型されたシリンジ外筒またはシリンダホルダの鍔面または溝面を、ヤスリがけ、針によるパンチング、あるいはサンドブラスト法等により、機械的に粗面化することができる。
【００２３】
（ｃ）作製されたシリンジ外筒またはシリンダホルダの鍔面または溝面に、粗面化されたテープ等を貼り付ける方法： この方法では、粗面化された面を有するテープ等の部材を別途用意し、接着剤を用いたり、熱融着等によりシリンジ外筒またはシリンダホルダの鍔面または溝面に貼り付け一体化するものである。
【００２４】
以上のような、シリンジ外筒またはシリンダホルダを用いるとき、少なくとも一方が粗面化されたものを用いればよいが、シリンジ外筒およびシリンダホルダの両方が粗面化されたものを組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
本発明のシリンジ外筒またはシリンダホルダは、多様な分野において液体の注入等の用途に用いることができるが、例えば医療用の薬液の注入用として用いるのが好ましく、特に、注入に高い圧力を要する造影剤のような粘度が高い薬液の注入用に用いることが好ましい。例えば、注入圧力が、２ＭＰａ以上、さらに２．５ＭＰａ以上が必要な薬液の注入用途であってもシリンジの破損が生じることなく用いることができる。
【００２６】
また、本発明のシリンジ外筒は、造影剤等の薬液が予め充填されたプレフィルドシリンジに用いることも好ましい。
【００２７】
また、本発明のシリンダホルダは、図２に示したものに限られるものではなく、シリンジの鍔を溝にて保持して固定するような構造であれば、どのような構造であってもよい。シリンダホルダは、通常、自動注入装置に組み込んで、あるいは自動注入装置に一体となって用いられる。図３では、ピストン駆動機構と、演算機構（ディスプレイ、キーボード等を含む）が一体化された自動注入装置を示したが、図６に示すようにピストン駆動機構３と演算機構４とを別筐体とした装置であってもよい。
【００２８】
図７は、ピストン駆動機構を含む別筐体部分の一例であり、クランプ機構５によりシリンジの鍔を保持する構造である。この例では、クランプ機構が本発明のシリンダホルダに相当し、クランプの溝面が粗面化さていれる。
【００２９】
図８は、ピストン駆動機構を含む別筐体部分の一例であり、この例では、シリンジの鍔をアダプタ６で保持して、さらにクランプ機構５に取り付ける構造である。この例では、アダプタ６が本発明のシリンダホルダに相当し、このアダプタの溝面が粗面化されている。
【００３０】
一方、本出願の他の開示事項に関わるシリンジピストンは、ピストンロッドの後端面が粗面化されているものである。通常のシリンジでは、ピストンロッドの後端は図４に示すように鍔３１になっており、この鍔３１の後端面３０を粗面化するものである。
【００３１】
本出願の他の開示事項に関わるピストンホルダは、シリンジピストンロッドの後端面と接触する押圧面が粗面化されているものであり、図７および図８の例では、ピストンロッドの後端面３０を押圧するための押圧面３２が粗面化されている。尚、通常、ピストンホルダは、押圧面と、ピストンの鍔を保持するためのクランプ機構とを有しており、種々の形態が可能である。
【００３２】
本発明のシリンジピストンにおける材料、粗面化の程度（粗さ、面積）、粗面化方法、粗面の形成方法等は、前述のシリンジ外筒に準じて設定することができる。同様にピストンホルダについては、前述のシリンジホルダに準じて設定することができる。
【００３３】
これらのシリンジピストンおよびピストンホルダも、同様に、特に注入に高い圧力を要する造影剤のような粘度が高い薬液の注入用に用いることが好ましく、造影剤等の薬液が予め充填されたプレフィルドシリンジに用いることも好ましい。
【００３４】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３５】
［実施例１〜３］
１００ｍＬのシリンジ外筒を保持するシリンダホルダの製造用金型を製造するときに、シリンダホルダの溝の前面にあたる部分の金型表面をサンドブラスト法により粗面化した。この金型を用いて、ポリカーボネート樹脂を用いて射出成型によりシリンダホルダを製造した。シリンダホルダ溝の前面の表面粗さは、紙ヤスリの番手表示で１００番（実施例１）、２００番（実施例２）、３００番（実施例３）であった。
【００３６】
このシリンダホルダを用いて、鍔面を粗面化していない通常のポリプロピレン樹脂製のシリンジ外筒を用いた１００ｍＬ容量のシリンジ（内径３２ｍｍ）に、２３Ｇ翼状針を装着し、注入液体として水を用いて耐圧試験を行った。その結果を表１に示す。この試験では、６ｍＬ／ｓｅｃの速い注入速度で注入を行って圧力が２８ｋｇ／ｃｍ2まで上がってもシリンジの破損も、浮き上がり等の鍔のズレも生じなかった。
【００３７】
【表１】
Figure 0004593714
【００３８】
［比較例］
シリンダホルダを製造するときの金型表面を粗面化しないこと以外は、実施例１と同様にして、シリンダホルダを製造し、実施例１と同様の耐圧試験を行った。その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
Figure 0004593714
【００４０】
［実施例４］
通常の１００ｍＬのシリンジ外筒の鍔の前面を紙ヤスリを用いて粗面化した。
この操作は人手で行ったので粗面の状態は完全なランダムではなかったが、１００番〜３００番相当と考えられる。シリンダホルダとしては、溝面を粗面化していない通常のポリカーボネート樹脂製のものを用いて耐圧試験を行ったところ、実施例１とほぼ同等の結果が得られた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、粘度の高い液体を注入する際に、大きな力を加えても、破損の生じないシリンジを提供することができる。また、通常のシリンジを用いた場合であっても、破損の生じないシリンダホルダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンジ外筒の１例を示す図である。
【図２】シリンダホルダの１例を示す図である。
【図３】自動注入装置の１例を示す図である。
【図４】シリンジピストンが引き出された状態を示す図である。
【図５】シリンジの鍔がシリンダホルダから浮き上がってずれた状態を模式的に示す図である。
【図６】ピストン駆動機構と演算機構が別筐体になっている自動注入装置の１例を示す図である。
【図７】自動注入装置のシリンジ保持構造の１例を示す図である。
【図８】自動注入装置のシリンジ保持構造の１例を示す図である。
【符号の説明】
１ 自動注入装置本体
２ ピストンホルダ
３ ピストン駆動機構
４ 演算機構
５ クランプ機構
６ アダプタ
１０ シリンジ外筒
１１ シリンジピストン
１２ 鍔
１３ 鍔の前面
１４ 鍔の後面
２０ シリンダホルダ
２１ シリンダホルダの溝
２２ 鍔前面と接する面
２３ 鍔後面と接する面
３０ ピストンロッドの後端面
３１ ピストンロッドの鍔
３２ 押圧面

Claims (5)

  1. 溝によりシリンジ外筒の鍔を固定するためのシリンダホルダを有する自動注入装置、および
    前記シリンダホルダに装着され、前記シリンジ外筒を有するシリンジ
    を備える薬液注入システムであって、
    （ｉ）前記鍔の前面および後面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されているシリンジ、および
    （ｉｉ）前記溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が粗面化されているシリンダホルダ
    のうち、少なくとも一つを備えることを特徴とする薬液注入システム。
  2. 前記シリンジ外筒の鍔前面が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されている請求項１記載の薬液注入システム。
  3. 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔前面と接する面が粗面化されている請求項１記載の薬液注入システム。
  4. 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で２０番〜１５００番に粗面化されている請求項１記載の薬液注入システム。
  5. 前記シリンダホルダの溝の、シリンジ外筒の鍔の前面または後面と接する面の少なくとも一方が、紙ヤスリの番手表示で１００番〜３００番に粗面化されている請求項４記載の薬液注入システム。
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