JP2002000728A - 微小針を備えた噴射式の薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごく短時間での薬液の注入が可能で、且つ、
薬液注入のための圧力を低減させることができるととも
に、薬液を流すための流路の径を小さくすることがで
き、もって薬液注入時の痛みを低減することができる、
微小針を備えた噴射式の薬液注入装置を提供する。 【解決手段】 薬液を皮膚より注入する薬液注入装置１
であって、薬液注入装置の外枠を構成するハウジング３
と、内部に薬液を収容する薬液容器７１と、使用時に先
端が角質層を貫き生きた表皮細胞層内、または表皮細胞
層と真皮層との境界面近傍に位置する長さを有する微小
針１０１と、薬液容器７１内の薬液を噴射させるための
圧力を発生させる駆動源と、を有し、薬液容器７１内の
薬液は、微小針１０１を経由して皮膚より注入されるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薬液を、人または
動物の皮膚より、皮内、皮下若しくは筋肉内へ注入する
際に用いる薬液注入装置に関し、特に、噴射式の薬液注
入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、針を使用せずに、薬液を噴射して
皮膚より投与することができる薬液注入装置として、無
針注射器が開発されてきている。この無針注射器は、薬
液容器の先端に設けられたノズルを皮膚表面上に当てた
状態で、薬液を噴射させ、角質層、生きた表皮細胞層お
よび真皮層を貫いて、皮下組織層あるいは筋肉組織層に
投与するものである。無針注射器の利点としては、有針
注射器に比べて、注射時の外傷が少なくて、交互感染の
虞れが少なく、また、使用済み針の誤穿刺による感染事
故や廃棄の問題が解消でき、さらに、針による穿刺痛が
無いので針に対する恐怖感が払拭される、等が挙げられ
る。このため、無針注射器は、例えばインスリン注射の
ように、薬液を毎日自分で注射する場合等に使用され
る。

【０００３】しかしながら、上記従来の無針注射器にあ
っては、薬液を噴射させるために、駆動源により高い圧
力を発生させる必要がある。したがって、この圧力に耐
えられるように、ハウジングの強度を上げなければなら
ず、重量が増大するとともに、かさばるという問題があ
った。また、薬液の注入時に薬液の漏れが生じる虞れが
あるため、使用者のくせによって薬液注入量が一定せ
ず、正確な薬液投与には必ずしも向いていない面があっ
た。さらには、薬液が、皮膚組織の中では比較的硬い角
質層（表皮表面の死んだ細胞）や生きた表皮細胞層を貫
くためには、薬液を噴射させるために、どうしてもかな
り高い圧力が必要となるので、これに伴って痛みが発生
し易くなる。また、高い圧力の発生に伴って衝撃音や振
動が発生し、使用者が恐怖感を抱いてしまう虞れがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明
の目的は、薬液注入のための圧力を低減させることがで
きるとともに、薬液を流すための流路の径を小さくする
ことができ、もって薬液注入時の痛みを低減することが
できる、噴射式の薬液注入装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【０００６】（１） 薬液を皮膚より注入する薬液注入
装置であって、装置端部に設けられた微小針の先端を、
角質層を越えて生きた表皮細胞層内、または表皮細胞層
と真皮層との境界面近傍に位置させた状態で、圧力を発
生させる駆動源により、薬液を噴射させ前記微小針を経
由して皮膚より注入することを特徴とする薬液注入装
置。

【０００７】（２） 薬液を皮膚より注入する薬液注入
装置であって、薬液注入装置の外枠を構成するハウジン
グと、内部に薬液を収容する薬液容器と、使用時に先端
が角質層を貫き生きた表皮細胞層内、または表皮細胞層
と真皮層との境界面近傍に位置する長さを有する微小針
と、前記薬液容器内の薬液を噴射させるための圧力を発
生させる駆動源と、を有し、前記薬液容器内の薬液は、
前記微小針を経由して皮膚より注入されることを特徴と
する薬液注入装置。

【０００８】（３） 薬液の１回当たりの注入時間が１
秒以下で、薬液の１回当たりの注入量が０．０１〜２ｍ
ｌであることを特徴とする上記（１）または（２）に記
載の薬液注入装置。

【０００９】（４） 前記微小針は、皮膚内に穿刺可能
な部分の長さが０．０２〜１．０ｍｍである針部を有す
ることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の薬
液注入装置。

【００１０】（５） 前記微小針は、皮膚内に穿刺され
る、薬液を流すための流路が内部に形成された中空の針
部と、前記流路に連通する貫通孔が設けられるとともに
前記針部を支持する基体部とを有することを特徴とする
上記（１）または（２）に記載の薬液注入装置。

【００１１】（６） 前記針部の流路は、先端に近付く
につれて断面積が小さくなるように形成されていること
を特徴とする上記（５）に記載の薬液注入装置。

【００１２】（７） 前記微小針は、皮膚内に穿刺され
る中実の針部と、貫通孔が設けられるとともに前記針部
を支持する基体部とを有し、前記針部の外面の一部を切
り欠いて前記基体部の貫通孔に連通させるか、または前
記基体部の貫通孔を当該針部の根元近傍に設けることに
より、薬液を流すための流路が形成されていることを特
徴とする上記（１）または（２）に記載の薬液注入装
置。

【００１３】（８） 前記基体部の貫通孔は、先端に近
付くにつれて断面積が小さくなるように形成されている
ことを特徴とする上記（５）または（７）に記載の薬液
注入装置。

【００１４】（９） 前記微小針は、薬液を噴出するた
めの噴射口を有し、前記噴射口の直径が０．０１〜０．
５ｍｍであることを特徴とする上記（１）または（２）
に記載の薬液注入装置。

【００１５】（１０） 前記微小針は、皮膚内に穿刺さ
れる複数の針部を有することを特徴とする上記（１）ま
たは（２）に記載の薬液注入装置。

【００１６】（１１） 前記微小針は、薬液の噴射圧力
に耐えられるように、金属、セラミック、プラスチッ
ク、または２種以上の材料からなる複合材料のなかから
から選択されたいずれかの材料により形成されているこ
とを特徴とする上記（１）または（２）に記載の薬液注
入装置。

【００１７】（１２） 前記駆動源は、ばね、ガス、ゴ
ム、または電磁弁のなかから選択されたいずれかである
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の薬液
注入装置。

【００１８】（１３） 薬液を噴射させるための圧力
は、１１．８ＭＰａ以下であることを特徴とする上記
（１）または（２）に記載の薬液注入装置。

【００１９】（１４） 前記微小針は、前記薬液容器に
対して着脱可能に設けられていることを特徴とする上記
（２）に記載の薬液注入装置。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施形態である薬
液注入装置を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は側面図であり、図２は、注入器本体の水平断面図であ
る。

【００２２】図１に示すように、薬液注入装置１は、注
入器本体２と、カートリッジ部７とから構成されてお
り、スタートボタン５５を押すことにより、薬液をカー
トリッジ部７の先端から噴射して皮膚より注入する、微
小針１０１を備えた噴射式の薬液注入装置である。

【００２３】図２に示すように、注入器本体２は、薬液
注入装置１の外枠を構成するハウジング３と、ハウジン
グ３内に設けられた軸受部３１により支持され、ハウジ
ング３の長手方向に往復動可能なプランジャー４と、先
端（図中左端）部がハウジング３に接続されるとともに
後端（図中右端）部がプランジャー４に接続された引張
ばね６と、を有している。なお、プランジャー４は、引
張ばね６内に挿通されている。

【００２４】ハウジング３は、図１（Ｂ）に示すよう
に、上下に２分割された一対のハウジング素子３ａ，３
ｂから構成されており、例えばプラスチック等により形
成される。両ハウジング素子３ａ，３ｂのうちの一方に
は図示しない爪部が形成され、他方には該爪部が係合す
る図示しない係合穴部が形成されている。ハウジング３
は、両ハウジング素子３ａ，３ｂの各接合端部が突き合
わされるとともに、上記した爪部が係合穴部に係合する
ことにより組み立てられる。ハウジング３の先端側に
は、ボス部３２が設けられており、このボス部３２の内
面には、後述する薬液容器７１をねじ込むための雌螺子
部３３が形成されている。

【００２５】プランジャー４は、棒状を呈しており、先
端部には、後述するガスケット８１を取り付けるための
リング状の突起５６が形成されている。また、プランジ
ャー４の中間部には、フランジ部５７が形成されてい
る。プランジャー４は、耐圧性、耐衝撃性に優れた材料
により形成されており、使用される材料としては、例え
ば、プラスチックや、金属等が挙げられる。

【００２６】ハウジング３のボス部３２とプランジャー
４のフランジ部５７との間には、ストッパ６２が、ガイ
ド部３８に摺動可能に保持された状態で、配設されてい
る。ストッパ６２の軸心に沿って貫通孔６３が形成され
ており、この貫通孔６３内にプランジャー４が所定の隙
間を有して挿通される。したがって、プランジャー４が
前方（図中左方）に移動した場合、プランジャー４のフ
ランジ部５７がストッパ６２を押圧するが、ストッパ６
２はハウジング３のボス部３２の端面に当接して停止さ
せられることになる。このように、ストッパ６２は、カ
ートリッジ部７未装着時及び薬液投与終了時にプランジ
ャー４が前方に飛び出さないように、より安全を確保す
るために取り付けられている。

【００２７】プランジャー４の後端部には、緩衝部材４
１が取り付けられ、緩衝部材４１の後端部には、引張ば
ね６の後端部が固定されるばね固定部４５が取り付けら
れている。したがって、引張ばね６の後端部は、ばね固
定部４５と緩衝部材４１とを介して、プランジャー４に
接続されることになる。

【００２８】緩衝部材４１は、引張ばね６が引っ張られ
た状態から縮む際に生じる衝撃を緩和する役目を果た
す。つまり、緩衝部材４１は、引張ばね６が縮む際の運
動エネルギーを吸収することにより、薬液注入装置１全
体に衝撃を与えない構造を有している。この緩衝部材４
１は、圧縮ばね４２と、この圧縮ばね４２を内部に収容
するとともにプランジャー４およびばね固定部４５間に
保持するためのホルダ４３とを有している。なお、緩衝
部材４１としては、上記構成に限定されるものではな
く、例えばゴム、エアサスペンション、油圧ダンパ等を
利用することも可能である。

【００２９】図３は、ばね固定部を示す図であって、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は左側面図で
ある。

【００３０】図３に示すように、ばね固定部４５には、
引張ばね６の後端部の線材が係止される一対の係止部４
６，４６が設けられている。また、ばね固定部４５に
は、後述するラッチ部材５１の先端部が入り込んで係合
する凹溝４７が形成されている。さらに、ばね固定部４
５には、使用時にばね固定部４５を後方（図中右方）に
スライド移動させるための、一対のスライドボタン４９
が設けられる。このスライドボタン４９は、ハウジング
３に開設された開口部３７内に位置されて、ハウジング
３外に露呈される。また、ばね固定部４５には、プラン
ジャー４およびばね固定部４５を、引張ばね６の張力に
抗して後退させるときに、ラッチ部材５１の先端部を凹
溝４７に導くための一対のガイド溝４８が形成されてい
る。

【００３１】図４は、図２のIVで示す線に沿う断面図で
ある。図４に示すように、ラッチ部材５１は、アーム５
３の端部に形成された略Ｕ字形状の溝部５４に保持され
る。アーム５３は、ハウジング３に回動可能に支持され
たピン５２に固着されている。アーム５３は、板ばね５
８により、ラッチ部材５１を保持した溝部５４が内方に
向けて回動する方向に常時付勢される。アーム５３の溝
部５４と反対側の端部には、スタートボタン５５が固着
されている。このスタートボタン５５は、ハウジング３
に開設された開口部３４内に位置される。

【００３２】また、ハウジング３には、ラッチ部材５１
の頭部が往復動可能に収容される凹部３５が形成されて
いる。これにより、ラッチ部材５１は、プランジャー４
の軸心に向けて進退可能とされている。したがって、ス
タートボタン５５を押すと、アーム５２を介して、ラッ
チ部材５１を凹部３５の底部の方、すなわち外方に移動
させることができる。

【００３３】引張ばね６としては、好ましくは初張力を
有するばねが使用される。初張力を有する引張ばねは、
自然状態でばねが密着状態を保つように作用する内部応
力が生じている引張ばねをいう。したがって、本実施形
態の引張ばね６は、内部応力が解除されるまでは引張力
を加えても実質的には伸びない。引張ばね６に引張力を
加えて伸ばすのに要する力が、初張力に相当する。

【００３４】引張ばね６の先端部の線材は、図５に示す
ように、リテーナ３６の孔６１の周縁部に係止される。
リテーナ３６は、約１〜２ｍｍの厚さの板材から作られ
ている。このリテーナ３６は、ハウジング３に設けられ
た所定の溝幅を有する係止溝部３９に嵌着され、これに
より、引張ばね６の先端部がハウジング３に接続される
ことになる。

【００３５】引張ばね６は、密着状態でハウジング３内
に装着される。したがって、薬液注入装置１の使用前に
は、引張ばね６による付勢力は外部に働かない。これに
より、例えば圧縮ばねを利用した場合に最小噴出力を確
保するためにばねをあらかじめ押し縮めた際に生じる力
を注入器本体のハウジングで常時保持する必要はなくな
る。

【００３６】図６は、カートリッジ部の側面図、図７
は、カートリッジ部の断面図である。図６および図７に
示すように、カートリッジ部７は、内部に薬液を収容す
る薬液容器７１と、薬液容器７１内にあらかじめ嵌挿さ
れたガスケット８１とを備えている。なお、薬液容器７
１とガスケット８１とは、最初は別々にして用意してお
いてもよい。

【００３７】薬液容器７１は、円筒形状を呈する容器本
体７２と、容器本体７２の先端側に設けられた微小針１
０１とから構成されている。なお、薬液容器７１は、好
ましくは、微小針１０１を覆う図示しない保護キャップ
を備える。

【００３８】容器本体７２の後端側には、ハウジング３
の雌螺子部３３に螺合される雄螺子部７５が形成されて
いる。本実施形態では、後述するように、薬液注入時に
おける容器本体７２のボス部３２へのねじ込み量によっ
て、薬液の注入量を調整することが可能となっている。
容器本体７２の後端側の外周面には、例えば円周方向複
数箇所に、外周面より内方に位置された平担部７６が形
成されており、この平担部７６に薬液の注入量を把握す
るための目盛り７７が付けられている。また、容器本体
７２の先端側に近い外周面には、薬液を容器本体７２に
充填させる際に使用するアダプタ９１（図１３参照）を
軽く係止するための突起７８が設けられている。

【００３９】薬液容器７１は、薬液の所定の高い噴射圧
力に耐えられる材料により形成されており、使用される
材料は、例えば、ガラス、プラスチック、金属、または
２種以上の材料からなる複合材料のなかからから選択さ
れるのが望ましい。但し、耐圧性の低い素材であって
も、容器の周囲を金属等の補強材料で被覆することによ
って使用することができる。なお、薬液容器７１の全部
または一部を透明な材料より形成すれば、内部に収容さ
れた薬液を目視で確認することができるので好ましい。

【００４０】ガスケット８１は、容器本体７２の内面に
密着して薬液を後方に漏らさないようにシールする役目
を果たす。ガスケット８１の内部には、プランジャー４
の先端部が挿入される穴部８２が形成されており、さら
に、プランジャー４の突起５６が嵌着される係合溝部８
３が形成されている。ガスケット８１の材料としては
は、例えばゴムや、エラストマー等が使用される。

【００４１】図８は、微小針を示す拡大図であって、
（Ａ）は前方から見た図、（Ｂ）は側面図であり、図９
は、微小針の針部が皮膚内に穿刺されている状態を示す
断面図である。

【００４２】図８に示すように、微小針１０１は、皮膚
内に穿刺される針部１１０と、針部１１０を支持する基
体部１２０とを有している。

【００４３】この微小針１０１の針部１１０は、図９に
示すように、使用時に先端が角質層１３１を貫き生きた
表皮細胞層１３２内、または表皮細胞層１３２と真皮層
１３３との境界面１４１近傍（表皮直下）に位置する長
さを有している。角質層１３１の厚さは一般に、個人、
性別、年齢、身体の部位、生活環境等によって異なって
いて一定ではないが、人の腕においては、通常１０〜３
０μｍである。また、生きた表皮細胞層１３２の厚さ
も、種々の要因により一定ではないが、人の上腕部にお
いては、通常３０〜１００μｍである。また、真皮層１
３３の厚さも、一定ではないが、通常１〜３ｍｍであ
る。したがって、具体的には、針部１１０の皮膚内に穿
刺される部分の長さは、好ましくは０．０２〜１．０ｍ
ｍ、より好ましくは０．０２〜０．２ｍｍに設定され
る。なお、針部１１０の全長（皮膚に入らない部分も含
めた全体の長さ）としては、皮膚の柔軟性により、針部
１１０の根元部（基体部１２０の皮膚と対向する面）ま
で押入されない場合があり得ることを考慮して、０．１
〜３ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜１．５ｍ
ｍ程度であるのがより好ましい。

【００４４】針部１１０は、図示のように、略円錐形状
を呈している。但し、この針部１１０の形状は、特に限
定されるものではなく、皮膚内に穿刺して薬液を注入す
ることができる形状であれば任意である。例えば、針部
１１０は、角錐形状でもよく、あるいは円柱や角柱の先
端部のみを円錐形状や角錐形状としてもよく、さらには
最先端部を斜めにカットした形状に加工してもよい。

【００４５】微小針１０１の針部１１０は、図８に示す
ように、薬液を流すための流路１１１が内部に形成され
た中空の針部である。この流路１１１は、断面積が一定
で、直線状を呈している。流路１１１の先端に位置する
薬液の噴出口の直径は、例えば０．０１〜０．５ｍｍで
ある。ここで、薬液注入装置１を厚い皮膚や固い皮膚に
対して使用する場合には、噴出口の直径が大きいものを
使用する等、皮膚の性状の相違によって噴出口の直径が
異なるものを使用することができる。

【００４６】なお、針部１１０の流路１１１は、先端に
近付くにつれて断面積が小さくなるように形成してもよ
い。このようにすれば、薬液の噴射圧力を高めることが
できる。また、基体部１２０には、薬液を流すための貫
通孔１２１が内部に形成されており、貫通孔１２１は流
路１１１と連通している。この基体部１２０の貫通孔１
２１も、薬液の噴射圧力を高める観点から、先端に近付
くにつれて断面積が小さくなるように形成してもよい。

【００４７】図１０は、微小針の変形例を示す拡大図で
あって、（Ａ）は前方から見た図、（Ｂ）は側面図であ
る。

【００４８】図１０に示す微小針１０１ａは、皮膚内に
穿刺される中実の針部１１０ａと、針部１１０ａを支持
する基体部１２０ａとを有しており、針部１１０ａの外
面の一部を切り欠くことにより、薬液を流すための流路
１１１ａが形成されている。この場合、流路１１１ａ
は、溝状を呈している。また、基体部１２０ａには、薬
液を流すための貫通孔１２１ａが内部に形成されてお
り、貫通孔１２１ａは流路１１１ａと連通している。図
１０では、流路１１１ａは、１個のみ形成されている
が、針部１１０ａの外面に複数形成されていてもよい。
さらには、針部１１０ａの外面に流路１１１ａを形成す
ることなく、基体部の針部の根元近傍に貫通孔を１個ま
たは複数設けることにより、薬液を流すための流路が形
成されていてもよい。この場合、薬液は、基体部に設け
られた貫通孔である流路から噴出されると、針部の外面
に沿って皮膚内に注入されることになる。

【００４９】基体部１２０の貫通孔１２１は、薬液容器
７１の容器本体７２内部と連通しており、基体部１２０
は、容器本体７２の前端面にあらかじめ一体的に成形さ
れている。但し、接着または溶着等により基体部１２０
を容器本体７２に固着してもよい。さらには、微小針１
０１は、薬液容器７１の容器本体７２に対して、例えば
螺合等により着脱可能に設けられていてもよい。但し、
この場合には、薬液の噴射圧力に耐えることができる強
度を備えていなければならず、またシール部材を設ける
等することにより耐もれ性を確保する必要がある。

【００５０】微小針１０１は、薬液の所定の高い噴射圧
力に耐えられる材料により形成されており、使用される
材料は、例えば、ステンレス、チタン等の金属、セラミ
ック、ポリカーボネート、ポリイミド等のプラスチッ
ク、または２種以上の材料からなる複合材料のなかから
から選択される。そして、微小針１０１は、リソグラフ
等の微細加工方法、電着成形、プラスチック成形、金属
成形（ＭＩＭ等）、放電加工、エッチング成形加工、ま
たはレーザー加工などの公知の方法を用いて製造するこ
とができる。

【００５１】図８および図１０に示した微小針１０１，
１０１ａは、それぞれ１本の針部１１０，１１０ａのみ
を有しているが、本発明の微小針はこれに限られず、複
数の針部を有していてもよい。このようにすれば、薬液
の注入量を増やすことができる。また、複数の針部から
薬液を注入することができるので、各針部の径を小さく
することができ、痛みを低減することが可能となる。さ
らに薬液が分散されて注入されるので、薬物の迅速な効
果が期待できる。

【００５２】次に、このように構成された薬液注入装置
の作用について説明する。

【００５３】図１１は、引張ばねの張力に抗しつつプラ
ンジャーを後方に所定距離移動させて保持した状態を示
す注入器本体の水平断面図、図１２は、図１１の状態の
注入器本体にカートリッジ部をねじ込んだ状態を示す薬
液注入装置の水平断面図、図１３は、アダプタと薬液が
満たされているバイアルとを示す断面図、図１４は、ア
ダプタを介して薬液容器内に薬液を充填させる様子を示
す断面図、図１５は、薬液注入装置の薬液投与前の状態
を示す水平断面図、図１６は、薬液注入装置の薬液投与
後の状態を示す水平断面図、図１７は、引張ばねのたわ
みと薬液の噴射力との関係を示す図である。

【００５４】薬液注入装置１を使用する場合にあって
は、まず、図１１に示すように、注入器本体２のばね固
定部４５に設けられたスライドボタン４９を後方にスラ
イド移動させ、ラッチ部材５１の先端部をばね固定部４
５の凹溝４７に入り込ませて係合させる。これにより、
引張ばね６が密着状態（図１７のＱ1 ）から引っ張られ
つつ、プランジャー４が後方に所定距離移動させられた
状態（図１７のＱ2 ）で保持される。なお、ストッパ６
２は、プランジャー４の後方への移動に伴って移動する
ことはない。

【００５５】そして、図１２に示すように、カートリッ
ジ部７を注入器本体２のハウジング３に形成されたボス
部３２に、一杯までねじ込む。これにより、容器本体７
２内で、プランジャー４の先端部にガスケット８１が装
着される。かつ、ストッパ６２がカートリッジ部７によ
り後方に押され、ガイド部３８の内側端面に当接する。

【００５６】一方、図１３に示すように、薬液８が満た
されているバイアル８５に、アダプタ９１を取り付け
る。アダプタ９１は、軸心に沿う通路９３が内部に形成
された針部９２を備えており、針部９２の先端は、バイ
アル８５のゴム栓８６を貫通して薬液８に達する。

【００５７】薬液注入装置１で使用される薬液は、薬剤
を含有する溶液、ゲルまたは懸濁液である。使用可能な
薬剤は、経皮的な投与に適さない薬剤以外であるなら
ば、実質的に制限されない。主な薬剤としては、例え
ば、抗菌薬、抗ウイルス薬、ワクチン、抗腫瘍薬、免疫
抑制薬、ステロイド薬、抗炎症薬、抗リウマチ薬、関節
炎治療薬、抗ヒスタミン薬、抗アレルギー薬、糖尿病治
療薬、ホルモン剤、骨・カルシウム代謝薬、ビタミン、
血液製剤、造血薬、抗血栓薬、抗高脂血症薬、抗不整脈
薬、血管拡張薬、プロスタグランジン、カルシウム拮抗
薬、ＡＣＥ阻害薬、βブロッカー、降圧薬、利尿薬、キ
サンチン誘導体、βアゴニスト、抗喘息薬、鎮咳薬、去
痰薬、抗コリン薬、止寫薬、健胃消化薬、抗潰瘍薬、下
剤、睡眠薬、鎮静薬、鎮痛薬、解熱薬、かぜ薬、抗てん
かん薬、抗精神病薬、抗うつ薬、抗不安薬、中枢神経刺
激薬、副交感神経作用薬、交感神経作用薬、制吐薬、中
枢興奮薬、抗パーキンソン病薬、筋弛緩薬、鎮痙薬、麻
酔薬、鎮痒薬、抗偏頭痛薬、診断薬、オリゴヌクレオチ
ド、遺伝子薬などが挙げられる。但し、薬剤は、好まし
くは、経口投与で効果を表さないか、あるいは減弱して
しまう、ペプチド、タンパク、多糖類、オリゴヌクレオ
チド、ＤＮＡ等である。

【００５８】次いで、図１４に示すように、薬液注入装
置１のカートリッジ部７をアダプタ９１内に挿入する
と、薬液容器７１の微小針１０１がアダプタ９１のシー
ル部材９５に当接されるとともに、薬液容器７１の突起
７８がアダプタ９１の内面に形成された微小な突起９４
を乗り越えて、軽く係止される。この状態でカートリッ
ジ部７をボス部３２にねじ込むときとは逆に回す。これ
により、ガスケット８１がプランジャー４に固定された
状態で、カートリッジ部７の薬液容器７１のみが結果的
に前方に移動することになるので、薬液容器７１内に負
圧が発生する。この負圧により、バイアル８５内の薬液
８は吸い上げられ、通路９３を通って、薬液容器７１内
に入る。また、カートリッジ部７の移動に伴い、ストッ
パ６２がガイド部３８から離れ、前方に移動可能とな
る。

【００５９】なお、アダプタ９１のカートリッジ部７を
挿入する側の内面には、ゴム製の回転防止部材９６が貼
着されている。この回転防止部材９６により、薬液８の
充填時にカートリッジ部７を回すとき、薬液容器７１と
アダプタ９１とを一緒に回転させることができ、薬液８
の薬液容器７１への吸い上げが良好に行われる。

【００６０】このとき、薬液容器７１に付された目盛り
７７を利用して、必要な量の薬液８を薬液容器７１に吸
い上げることができる。所定量の薬液８が薬液容器７１
に充填されると、アダプタ９１からカートリッジ部７を
引き抜いて外す。

【００６１】このようにして、図１５に示すように薬液
注入装置１の薬液投与の準備が整った状態で、カートリ
ッジ部７の先端を薬液注入部位の皮膚表面に押し付け、
スタートボタン５５を押す。これにより、ラッチ部材５
１がばね固定部４５の凹溝４７から外れ、密着状態から
引っ張られた状態で保持されていた引張ばね６が縮む。
このようにラッチ部材５１と凹溝４７との係合および解
除を行うラッチ機構部が設けられているので、薬液注入
の際の使用者による操作が容易となる。

【００６２】引張ばね６が縮む力によって、プランジャ
ー４は、前方へ移動させられる。これにより、図１６に
示すように、ガスケット８１が薬液容器７１内の薬液８
を押圧し、微小針１０１の噴出口から薬液が噴出され
て、体内に注入される。そして、ストッパ６２がカート
リッジ部７の後端に当接し、プランジャー４のフランジ
部５７がストッパ６２の後端に当接することにより、プ
ランジャー４が停止される。このとき、薬液を体内へ注
入するために、引張ばね６が引っ張られた状態から縮む
際に衝撃が生じるが、この衝撃は、緩衝部材４１により
緩和される。

【００６３】ここで、ラッチ部材５１をばね固定部４５
の凹溝４７に係合させる場合、図１７に示すように、引
張ばね６は、ばねのたわみ量がゼロである密着状態Ｑ1
から、ばねのたわみ量がＷ2 となる引っ張られた状態Ｑ
2 で保持され、薬液の最大噴射力Ｆ2 が決まる。一方、
ラッチ部材５１をばね固定部４５の凹溝４７から外す場
合、引張ばね６が、ばねのたわみ量がＷ2 である引っ張
られた状態Ｑ2 から、ばねのたわみ量がゼロである密着
状態Ｑ1 になるまで縮むように設定することができ、薬
液の最小噴射力Ｆ1 を確保することができる。

【００６４】このように本実施形態では、初張力を有す
る引張ばね６を使用時に密着状態から引っ張り、当該引
張ばね６が縮む力を利用して薬液を噴出させるようにし
ている。したがって、例えば圧縮ばねを利用した場合の
ようにあらかじめ縮めた際に生じる力を常時保持するた
めの強固な構造を採る必要が無くなるため、装置全体の
軽量化が図られている。

【００６５】また、図１７に示されるように、薬液注入
中における引張ばね６のたわみは、Ｗ2 から密着状態の
ゼロまで変化することになるので、薬液注入中のばねの
たわみ変化量を大きく確保することができる。したがっ
て、プランジャー４のストローク長を大きく取ることが
でき、より多量の薬液を噴射させることが可能となる。
さらに、引張ばね６を利用した場合には、薬液の注入終
了時に、ばねが密着するようにカートリッジのねじ込み
量によって設定することができるので、ストッパにかか
る衝撃力を小さくすることが可能となる。また、緩衝部
材４１を設けることにより、薬液の注入終了時の衝撃を
より一層緩和することができ、使用者等に与える衝撃力
や衝撃音を軽減することが可能となる。

【００６６】本実施形態によれば特に、カートリッジ部
７の先端を皮膚表面に押し付けることにより、微小針１
０１の針部１１０の先端を、角質層１３１を貫き生きた
表皮細胞層１３２内、または表皮細胞層１３２と真皮層
１３３との境界面１４１近傍（表皮直下）に位置させる
ことができる。ここで、角質層１３１および生きた表皮
細胞層１３２には痛みに関する自由神経終末は存在しな
いとされているため、微小針１０１の針部１１０を皮膚
内に穿刺しても殆んど痛みを感じることはない。

【００６７】一方、角質層１３１は、ケラチンや繊維状
タンパク質で満たされた核のない死細胞であるため皮膚
組織の中で最も堅牢に形成されており、外界からの異物
の侵入から生体を防御するための障壁となっている。こ
のため、従来の無針注射器は、噴射された薬液が堅牢な
角質層１３１と細胞間が密になっている生きた表皮細胞
層１３２とを貫くように、かなり高い圧力を発生させな
ければならなかった。これに対し、本実施形態の薬液注
入装置１は、微小針１０１を使用して薬液を注入する
際、針部１１０の先端が角質層１３１を貫いて生きた表
皮細胞層１３２内または表皮細胞層１３２と真皮層１３
３との境界面１４１近傍に位置するまで穿刺されている
ため、従来の無針注射器のような噴射された薬液が皮膚
に穿孔するための高い圧力を必要とせずに、比較的低い
圧力で薬液を注入することが可能となる。具体的には、
駆動源により発生される圧力として、従来の無針注射器
で使用される圧力より低い圧力、例えば１１．８ＭＰａ
（１２０ｋｇｆ／ｃｍ² ）、好ましくは５．９ＭＰａ
（６０ｋｇｆ／ｃｍ² ）、より好ましくは４．４ＭＰａ
（４５ｋｇｆ／ｃｍ² ）を採用することができる。

【００６８】本発明の薬液注入装置１による薬液の１回
当たりの注入時間は、従来の無針注射器と同等（０．２
５秒以下で、殆んどの場合０．１秒以下）か、それより
も長くてもよい。しかし、薬液の１回当たりの注入時間
は、概ね１秒以下が好ましく、例えば０．２５〜１秒の
間で設定することも可能である。また、薬液の１回当た
りの注入量は、通常の注射薬の単回注射量（殆んどの場
合１ｍｌ以下）と同等か、あるいは０．０１〜２ｍｌの
間で設定することも可能である。

【００６９】また、上記したように薬液の噴射圧力を低
減することが可能となることから、その分だけ、薬液が
皮下組織層１３４または筋肉組織層１３５へ流れる際に
通過する真皮層１３３内に存在する痛みに関係する神経
網への刺激が弱くなり、痛みがさらに低減される。しか
も、薬液の噴射圧力の低下により、耐圧性や耐衝撃性を
要するハウジング３や薬液容器７１などの部材の耐久性
が、相対的に向上することになる。あるいは、耐久性が
向上する分、ハウジング３や薬液容器７１などの装置を
構成する部材の軽量化および小型化に寄与することがで
きる。

【００７０】さらに、薬液をより低い圧力で噴射して注
入することができるということは、圧力を発生させる駆
動源が仮に同じであれば、薬液を流すための流路の径を
小さくすることを可能ならしめる。これは、一般に薬液
を噴出するための噴射孔の断面積を小さくすると、噴射
圧力も低下する傾向があるからである。したがって、薬
液がより細い流路径で注入されるので、痛みに関係する
神経網に対する薬液の接触面積を低下させることがで
き、神経網への刺激が低下して、痛みの発生が抑えられ
る。例えば、蚊は殆んど無痛的に自らの口針を皮膚層に
穿刺して吸血するが、蚊の唾液成分には特に制痛作用は
認められていない。蚊が皮膚層に穿刺しても無痛の理由
は、その口針の径（５０〜１００μｍ）の細さにあると
されている（斉藤浩一、総合臨床、Vol.46, 2412-2413,
1997 ）。

【００７１】図１８（Ａ）は、本発明の第２の実施形態
に係る噴射式の薬液注入装置の注入器本体の斜視図、図
１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）に示される注入器本体のカ
バーを除いた状態の平面図、図１９は、本実施形態に係
る噴射式の薬液注入装置の断面図、図２０は、プランジ
ャーの先端付近の斜視図、図２１は、薬液容器を装着す
る際の状態を示す斜視図、図２２（Ａ）〜（Ｄ）は、ガ
スケット及び逆止弁の断面図である。以下、この第２の
実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心
に、共通する部分は適宜省略して説明する。

【００７２】図１８および図１９に示すように、噴射式
の薬液注入装置２０１は、注入器本体２０２を有してい
る。この注入器本体２０２は、下ケース２０３ａとカバ
ー２０３ｂとを有するハウジング２０３を備えている。
カバー２０３ｂは、ヒンジ２０３ｃにより、開閉自在に
下ケース２０３ａに取り付けられている。なお、図１８
（Ｂ）中の符号２０３ｄは、後述する圧縮バネ２０７や
プランジャー２０４等の駆動機構部を覆う内カバーを示
す。

【００７３】図１９に示すように、注入器本体２０２に
は、プランジャー２０４が軸方向に移動自在に設けら
れ、このプランジャー２０４の後方（図１９の右方）に
は、ラッチ保持部２０５が設けられている。プランジャ
ー２０４は、耐圧性、耐衝撃性に優れた材料により形成
されており、使用される材料としては、例えば、プラス
チックや、金属等が挙げられる。

【００７４】プランジャー２０４のラッチ保持部２０５
には、プランジャー２０４を後退させるときに、ラッチ
部材２１４の先端をラッチ保持部２０５の前端面に導く
ためのガイド溝２０５ａが形成されている。また、注入
器本体２０２のハウジング２０３内の後端側には、バネ
保持部２０６が固定的に設置されている。

【００７５】プランジャー２０４のラッチ保持部２０５
と、バネ保持部２０６との間には、圧縮バネ２０７が介
装されている。この圧縮バネ２０７により、プランジャ
ー２０４が前方（図１９の左方）に付勢されている。こ
れにより、後述するように、圧縮バネ２０７がプランジ
ャー２０４を前方に押圧し、後述するガスケット２２６
を移動させて、薬液を噴射することが可能となってい
る。

【００７６】プランジャー２０４には、患者等の操作者
が操作するためのレバー２０８が設けられている。ま
た、このプランジャー２０４には、フランジ２０９が設
けられていると共に、注入器本体２０２のハウジング２
０３内には、このフランジ２０９が当接するストッパー
２１０が設けられている。

【００７７】図２０に示すように、プランジャー２０４
の先端部には、後述するチューブ２２５を収納するため
の凹所２１１が形成されている。これにより、プランジ
ャー２０４の移動に追随して、チューブ２２５が凹所２
１１内で自由に変形できるようになっている。

【００７８】ハウジング２０３の側壁には、プランジャ
ー２０４の移動を開始するためのスタートボタン２１２
が設けられている。アーム２１３の一端には、スタート
ボタン２１２が接続されており、アーム２１３の他端に
は、ラッチ部材２１４が側壁から離反可能に係合されて
いる。このアーム２１３は、ハウジング２０３に回動可
能に支持されたピン２１６に固着されている。ハウジン
グ２０３の側壁とアーム２１３との間には、板バネ２１
５が介装されており、これにより、アーム２１３の他端
およびラッチ部材２１４が、アーム２１３のピン２１６
を中心としてハウジング２０３の側壁から離れる方向に
付勢されている。

【００７９】したがって、患者等の操作者がレバー２０
８を操作して、プランジャー２０４を圧縮バネ２０７の
付勢力に抗して後方に移動させたときには、ラッチ部材
２１４がガイド溝２０５ａにより案内され、プランジャ
ー２０４のラッチ保持部２０５の前端面に係合して、プ
ランジャー２０４を待機位置に保持する。

【００８０】一方、操作者がスタートボタン２１２を押
圧すると、アーム２１３を介してラッチ部材２１４が板
バネ２１５の付勢力に抗してハウジング２０３の側壁に
近づけられ、ラッチ部材２１４とプランジャー２０４の
ラッチ保持部２０５の前端面との係合が解除される。こ
うして、プランジャー２０４は、圧縮バネ２０７の付勢
力により前方に押圧され、後述するガスケット２２６を
移動させて薬液を噴射するようになっている。

【００８１】プランジャー２０４の前方には、薬液を噴
射するための薬液容器２１７が配置される。

【００８２】薬液容器２１７の先端には、微小針１０１
が設けられている。微小針１０１は、図８に示したよう
に、皮膚内に穿刺される針部１１０と、針部１１０を支
持する基体部１２０とを有している。そして、針部１１
０は、図９に示したように、使用時に先端が角質層１３
１を貫き生きた表皮細胞層１３２内、または表皮細胞層
１３２と真皮層１３３との境界面１４１近傍に位置する
長さを有している。この微小針１０１の構成は、上記し
た第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明を
省略する。

【００８３】薬液容器２１７の円筒形状の本体部は、薬
液の所定の高い噴射圧力に耐えられる材料により形成さ
れており、使用される材料は、例えば、ガラス、プラス
チック、金属、または２種以上の材料からなる複合材料
のなかからから選択されるのが望ましい。但し、耐圧性
の低い素材であっても、容器の周囲を金属等の補強材料
で被覆することによって使用することができる。なお、
薬液容器２１７の全部または一部を透明な材料より形成
すれば、内部に収容された薬液を目視で確認することが
できるので好ましい。

【００８４】ハウジング２０３には、薬液容器２１７を
装着するための装着部２１９が形成されている。この装
着部２１９は、図２１に示すように、薬液容器２１７を
保持するための円弧状保持部２２０と、二枚の板状部材
の間に形成したガイド溝２２１とを有している。また、
薬液容器２１７の側面には、突起２１８が形成されてい
る。これにより、薬液容器２１７が円弧状保持部２２０
に保持されて、９０度回転されると、突起２１８がガイ
ド溝２２１に係止されて、前後方向（図１９の左右方
向）の移動が制限される。

【００８５】ハウジング２０３に形成された装着部２２
２には、薬液を予め充填した薬液リザーバ２２３が着脱
自在に装着されるようになっている。この薬液リザーバ
２２３には、薬液を吸引・吐出するためのプランジャー
２２４が設けられていると共に、薬液を薬液容器２１７
に導くためのチューブ２２５が接続されている。また、
薬液リザーバ２２３の外側には、薬液の容量を計測する
ための目盛りが形成されている。但し、この目盛りは、
薬液容器２１７の外側に形成されていてもよく、あるい
は薬液容器２１７および薬液リザーバ２２３の双方に形
成されていてもよい。なお、薬液容器２１７は、操作性
の観点から注入器本体２０２に対し着脱可能であること
が好ましいが、注入器本体２０２に着脱自在でなくとも
よく、あらかじめ注入器本体２０２と一体もしくは固着
されていてもよい。

【００８６】この薬液リザーバ２２３としては、具体的
には、プレフィルドタイプの充填済みカートリッジ（薬
液リザーバ）、または、薬液バイアルから吸引して充填
した薬液リザーバ、が用いられる。

【００８７】なお、この薬液リザーバ２２３の形状とし
ては、一般のシリンジ形状を用いることができるが、そ
の他、注入器形状を有しているものであれば使用可能で
ある。薬液リザーバ２２３の材質としては、プラスチッ
ク、ガラス等が用いられ、プラスチックとしてはポリプ
ロピレン、ポリエチレン等が使用される。薬液リザーバ
２２３内に充填される薬液は、薬剤を含有する溶液、ゲ
ルまたは懸濁液である。使用可能な薬剤は、経皮的な投
与に適さない薬剤以外であるならば、実質的に制限され
ない。主な薬剤としては、例えば前述した第１の実施形
態で示したものと同様の薬剤を挙げることができる。

【００８８】薬液リザーバ２２３のチューブ２２５は、
薬液容器２１７内に往復動自在に挿入されるガスケット
２２６に形成された軸方向の貫通孔２２６ａに接続され
ている。これにより、薬液の薬液容器２１７内への充填
が容易となる。

【００８９】また、ガスケット２２６の貫通孔２２６ａ
には、薬液リザーバ２２３からチューブ２２５を介して
薬液容器２１７内に薬液を流入する際には、開いて薬液
の流入を許容する一方、ガスケット２２６を押圧して薬
液容器２１７から薬液を噴射する際には、閉じて薬液容
器２１７から薬液リザーバ２２３への薬液の逆流を阻止
する逆止弁２２７が形成されている。

【００９０】ここで、逆止弁２２７は、ガスケット２２
６の貫通孔２２６ａの先端に設けられている。これによ
り、噴射時に薬液がガスケット２２６の貫通孔２２６ａ
やチューブ２２５内に入り込むことが全く防止されるた
め、正確な薬液の注入量を確保することができる。

【００９１】ガスケット２２６および逆止弁２２７は、
ブチルゴム、シリコンゴム等から一体成形により形成さ
れている。これにより、逆止弁を極めて簡易に構成する
ことができるとともに、小型化を図ることができ、ま
た、部品点数も減り、製造コストも低減される。また、
逆止弁２２７は、図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、閉
じたときには、円錐状になり（図２２（Ａ））、開いた
ときには、この円錐形状が開く（図２２（Ｂ））。但
し、逆止弁２２７の形状は、これに限定されるものでは
なく、例えば図２２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、薄板状
の弁体が形成されたものであってもよい。さらに、逆止
弁２２７は、必ずしもガスケット２２６の先端部に設け
られる必要はなく、他の箇所であってもよい。

【００９２】図１９に示すように、薬液容器２１７の先
端部には、キャップ２２８が装着されるようになってい
る。キャップ２２８の中央部には、ゴム等により形成さ
れたシール部材２２８ｂが設けられている。また、キャ
ップ２２８の開口端近傍には、リング状の突起２２８ａ
が形成されている。キャップ２２８の装着時に、突起２
２８ａが薬液容器２１７に形成されたリング状の突起２
１７ａを乗り越えることにより、キャップ２２８が薬液
容器２１７に係止される。

【００９３】このキャップ２２８は、薬液リザーバ２２
３から薬液容器２１７に薬液を充填する際に装着され
る。キャップ２２８が装着された状態では、逆止弁２２
７が開いて薬液容器２１７への薬液の流入を許容すると
共に、薬液容器２１７の微小針１０１にキャップ２２８
のシール部材２２８ｂが密着されて液密性が確保されて
いる。このため、薬液リザーバ２２３からプランジャー
２２４により薬液が吐出されて、チューブ２２５及び逆
止弁２２７を介して薬液容器２１７内に流入されると、
薬液容器２１７内でガスケット２２６が自動的に後退さ
れて、薬液が薬液容器２１７内に充填される。即ち、プ
ランジャー２０４により、ガスケット２２６を引っ張っ
て後退させる必要がない。しかも、このキャップ２２８
を注入器本体２０２に装着することにより、空気からの
感染を防止することができる。

【００９４】次に、本実施の形態に係る薬液注入装置の
作用について説明する。

【００９５】図２３は、本実施形態に係る薬液注入装置
の断面図であって、薬液リザーバ等を装着した状態を示
す図、図２４は、本実施形態に係る薬液注入装置の断面
図であって、プランジャーを待機位置にセットした状態
を示す図、図２５は、本実施形態に係る薬液注入装置の
断面図であって、薬液容器に薬液を充填した状態を示す
図、図２６は、本実施形態に係る薬液注入装置の断面図
であって、薬液の噴射を終了した状態を示す図である。

【００９６】まず、図２３に示すように、例えばカバー
２０３ｂを開いてプレフィルドタイプの充填済み薬液リ
ザーバ２２３にチューブ２２５を接続し、薬液リザーバ
２２３を装着部２２２にセットする。そして、薬液容器
２１７内に収容されたガスケット２２６の背面側に接続
されているチューブ２２５をプランジャー２０４の凹所
２１１内に位置させながら、薬液容器２１７内にプラン
ジャー２０４が挿入されるようにして、薬液容器２１７
を装着部２１９上に配置する。この状態で、薬液容器２
１７を９０度回転し、薬液容器２１７の突起２１８を装
着部２１９のガイド溝２２１に係止する。

【００９７】次いで、図２４に示すように、患者等の操
作者がレバー２０８を操作して、プランジャー２０４を
圧縮バネ２０７の付勢力に抗して後方に移動させる。こ
れにより、ラッチ部材２１４がプランジャー２０４のラ
ッチ保持部２０５の前端面に係合して、プランジャー２
０４を待機位置に保持する。

【００９８】次に、図２５に示すように、薬液容器２１
７の先端部にキャップ２２８を装着する。そして、プラ
ンジャー２２４を移動させることにより、薬液リザーバ
２２３から薬液を吐出して、薬液容器２１７に充填す
る。

【００９９】この際、ガスケット２２６の先端の逆止弁
２２７が開いて、薬液容器２１７への薬液の流入を許容
すると共に、薬液容器２１７の微小針１０１にキャップ
２２８のシール部材２２８ａが密着されて液密性が確保
されている。このため、プランジャー２２４を移動させ
ることにより薬液リザーバ２２３から薬液が吐出され
て、チューブ２２５及び逆止弁２２７を介して薬液容器
２１７内に流入されると、薬液容器２１７内で、ガスケ
ット２２６が自動的に後退させられて、薬液が薬液容器
２１７内に充填される。なお、薬液の薬液容器２１７内
への充填時に、キャップ２２８の代わりに、別の部材で
微小針１０１の噴射口を塞ぐようにしてもよい。

【０１００】薬液が薬液容器２１７内に充填された後、
カバー２０３ｂを閉じキャップ２２８を外した状態で、
薬液容器２１７の先端を薬液注入部位の皮膚表面に押し
付けて、スタートボタン２１２を押す。これにより、図
２６に示すように、ラッチ部材２１４とプランジャー２
０４のラッチ保持部２０５の前端面との係合が解除さ
れ、プランジャー２０４は、圧縮バネ２０７の付勢力に
より前方に押圧される。この結果、ガスケット２２６は
前方に移動させられ、薬液が噴射される。

【０１０１】この噴射の際、ガスケット２２６の先端の
逆止弁２２７は閉じて、薬液容器２１７から薬液リザー
バ２２３への薬液の逆流を阻止する。なお、実際に患者
に薬液を注入する際には、何回か薬液の注入容器１７内
への充填と噴射を繰り返し、薬液容器内の空気を全て抜
いてから皮膚に押し当てて、薬液を注入することが好ま
しい。また、薬液容器内の空気抜きは、薬液容器２１７
への薬液充填後、キャップ２２８を一旦外し、薬液リザ
ーバ２２３内の薬液を微小針１０１から吐出することに
より行うこともできる。

【０１０２】このように本実施形態によっても、薬液容
器２１７の先端を皮膚表面に押し付けることにより、微
小針１０１の針部１１０の先端を、角質層１３１を貫き
生きた表皮細胞層１３２内、または表皮細胞層１３２と
真皮層１３３との境界面１４１近傍（表皮直下）に位置
させることができ、この状態で薬液を噴射することが可
能となり、上記した第１の実施形態と同様の効果を得る
ことができる。

【０１０３】本実施形態ではさらに、薬液リザーバ２２
３として、プレフィルドタイプの充填済みカートリッジ
（薬液リザーバ）を使用することができるため、従来の
ように、患者自身が薬液バイアルから薬液を吸い取って
薬液容器に毎回充填する煩雑な充填作業を強いられるこ
とがなく、極めて簡易な作業により、例えば、インスリ
ン注射をすることができるとともに、きわめて携帯性に
優れたものとなる。

【０１０４】なお、以上説明した実施形態は、本発明を
限定するために記載されたものではなく、本発明の技術
的思想内において当業者により種々変更が可能である。

【０１０５】例えば、薬液噴射のためにプランジャーを
押圧する圧力を発生する駆動源は、瞬間的に所定の強い
圧力を発生することができるものであれば、特に限定さ
れない。駆動源は、好ましくは、上述した引張ばねや圧
縮バネのほか、高圧ガス、弾性ゴム、電磁弁等である。
高圧ガスを利用する場合、ガスリザーバおよびガス充填
機構、あるいはあらかじめガスが充填されたカートリッ
ジを装着する機構を有し、さらにガスを解放し圧力を発
生させる機構を有する必要がある。ガスの種類は、窒
素、二酸化炭素、ヘリウム等、人体や環境に悪影響を及
ぼさないものであれば、特に限定されない。

【０１０６】また、上記実施形態では、薬液容器や薬液
リザーバが、ハウジングに対して着脱可能になっている
が、ハウジングと一体的に成形あるいは固定されていて
もよい。また、薬液が薬液容器や薬液リザーバに予め充
填されている構成と、薬液が適宜使用者により充填され
る構成とのいずれを採用してもよい。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微小針の先端を、角質層を越えて生きた表皮細胞層内、
または表皮細胞層と真皮層との境界面近傍に位置させた
状態で、圧力を発生させる駆動源により、薬液を噴射さ
せ前記微小針を経由して皮膚より注入するようにしたの
で、角質層および生きた表皮細胞層には痛みに関する自
由神経終末は存在せず、微小針の針部を皮膚内に穿刺し
ても殆んど痛みを感じることはない。

【０１０８】また、噴射された薬液が堅牢な角質層と細
胞間が密になっている生きた表皮細胞層とを貫くような
高い圧力を発生させる必要がなくなり、比較的低い圧力
で薬液を注入することが可能となる。しかも、噴射式な
ので、薬液の１回当たりの注入時間はごく短時間で済
む。

【０１０９】そして、薬液の噴射圧力を低減することが
可能となることから、その分だけ、真皮層内に存在する
痛みに関係する神経網への刺激が弱くなり、痛みが低減
される。しかも、薬液の噴射圧力の低下により、耐圧性
や耐衝撃性を要する構成部材の耐久性が、相対的に向上
することになる。あるいは、耐久性が向上する分、構成
部材の軽量化および小型化に寄与することができる。

【０１１０】また、薬液をより低い圧力で噴射して注入
することができるので、圧力を発生させる駆動源が仮に
同じであれば、薬液を流すための流路の径を小さくする
ことができる。したがって、薬液がより細い流路径で注
入されるので、痛みに関係する神経網に対する薬液の接
触面積を低下させることができ、神経網への刺激が低下
して、痛みの発生がより一層抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態である薬液注入装置
を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図で
ある。

【図２】 注入器本体の水平断面図である。

【図３】 ばね固定部を示す図であって、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は左側面図である。

【図４】 図２のIVで示す線に沿う断面図である。

【図５】 リテーナの軸方向から見た図である。

【図６】 カートリッジ部の側面図である。

【図７】 カートリッジ部の断面図である。

【図８】 微小針を示す拡大図であって、（Ａ）は前方
から見た図、（Ｂ）は側面図である。

【図９】 微小針の針部が皮膚内に穿刺されている状態
を示す断面図である。

【図１０】 微小針の変形例を示す拡大図であって、
（Ａ）は前方から見た図、（Ｂ）は側面図である。

【図１１】 引張ばねの張力に抗しつつプランジャーを
後方に所定距離移動させて保持した状態を示す注入器本
体の水平断面図である。

【図１２】 図１１の状態の注入器本体にカートリッジ
部をねじ込んだ状態を示す薬液注入装置の水平断面図で
ある。

【図１３】 アダプタと薬液が満たされているバイアル
とを示す断面図である。

【図１４】 アダプタを介して薬液容器内に薬液を充填
させる様子を示す断面図である。

【図１５】 薬液注入装置の薬液投与前の状態を示す水
平断面図である。

【図１６】 薬液注入装置の薬液投与後の状態を示す水
平断面図である。

【図１７】 引張ばねのたわみと薬液の噴射力との関係
を示す図である。

【図１８】 （Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る
噴射式の薬液注入装置の注入器本体の斜視図、（Ｂ）
は、（Ａ）に示される注入器本体のカバーを除いた状態
の平面図である。

【図１９】 本実施形態に係る噴射式の薬液注入装置の
断面図である。

【図２０】 プランジャーの先端付近の斜視図である。

【図２１】 薬液容器を装着する際の状態を示す斜視図
である。

【図２２】 （Ａ）〜（Ｄ）は、ガスケット及び逆止弁
の断面図である。

【図２３】 本実施形態に係る薬液注入装置の断面図で
あって、薬液リザーバ等を装着した状態を示す図であ
る。

【図２４】 本実施形態に係る薬液注入装置の断面図で
あって、プランジャーを待機位置にセットした状態を示
す図である。

【図２５】 本実施形態に係る薬液注入装置の断面図で
あって、薬液容器に薬液を充填した状態を示す図であ
る。

【図２６】 本実施形態に係る薬液注入装置の断面図で
あって、薬液の噴射を終了した状態を示す図である。

【符号の説明】

１，２０１…薬液注入装置、 ３，２０３…ハウジング、 ６…引張ばね（駆動源）、 ７１，２１７…薬液容器、 ８…薬液。 １０１…微小針、 １１０，１１０ａ…針部、 １１１，１１１ａ…流路、 １２０，１２０ａ…基体部、 １２１，１２１ａ…貫通孔、 ２０７…圧縮バネ（駆動源）、 ２２３…薬液リザーバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 竹夫 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C066 AA07 AA09 BB01 CC01 CC05 DD03 DD04 EE14 FF03 FF05 HH12 KK01 KK02

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬液を皮膚より注入する薬液注入装置で
   あって、 装置端部に設けられた微小針の先端を、角質層を越えて
   生きた表皮細胞層内、または表皮細胞層と真皮層との境
   界面近傍に位置させた状態で、圧力を発生させる駆動源
   により、薬液を噴射させ前記微小針を経由して皮膚より
   注入することを特徴とする薬液注入装置。
2. 【請求項２】 薬液を皮膚より注入する薬液注入装置で
   あって、 薬液注入装置の外枠を構成するハウジングと、 内部に薬液を収容する薬液容器と、 使用時に先端が角質層を貫き生きた表皮細胞層内、また
   は表皮細胞層と真皮層との境界面近傍に位置する長さを
   有する微小針と、 前記薬液容器内の薬液を噴射させるための圧力を発生さ
   せる駆動源と、を有し、 前記薬液容器内の薬液は、前記微小針を経由して皮膚よ
   り注入されることを特徴とする薬液注入装置。
3. 【請求項３】 薬液の１回当たりの注入時間が１秒以下
   で、薬液の１回当たりの注入量が０．０１〜２ｍｌであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の薬液注入
   装置。
4. 【請求項４】 前記微小針は、皮膚内に穿刺される部分
   の長さが０．０２〜１．０ｍｍである針部を有すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の薬液注入装置。
5. 【請求項５】 前記微小針は、皮膚内に穿刺される、薬
   液を流すための流路が内部に形成された中空の針部と、
   前記流路に連通する貫通孔が設けられるとともに前記針
   部を支持する基体部とを有することを特徴とする請求項
   １または２に記載の薬液注入装置。
6. 【請求項６】 前記針部の流路は、先端に近付くにつれ
   て断面積が小さくなるように形成されていることを特徴
   とする請求項５に記載の薬液注入装置。
7. 【請求項７】 前記微小針は、皮膚内に穿刺される中実
   の針部と、貫通孔が設けられるとともに前記針部を支持
   する基体部とを有し、前記針部の外面の一部を切り欠い
   て前記基体部の貫通孔に連通させるか、または前記基体
   部の貫通孔を当該針部の根元近傍に設けることにより、
   薬液を流すための流路が形成されていることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の薬液注入装置。
8. 【請求項８】 前記基体部の貫通孔は、先端に近付くに
   つれて断面積が小さくなるように形成されていることを
   特徴とする請求項５または７に記載の薬液注入装置。
9. 【請求項９】 前記微小針は、薬液を噴出するための噴
   射口を有し、 前記噴射口の直径が０．０１〜０．５ｍｍであることを
   特徴とする請求項１または２に記載の薬液注入装置。
10. 【請求項１０】 前記微小針は、皮膚内に穿刺される複
    数の針部を有することを特徴とする請求項１または２に
    記載の薬液注入装置。
11. 【請求項１１】 前記微小針は、薬液の噴射圧力に耐え
    られるように、金属、セラミック、プラスチック、また
    は２種以上の材料からなる複合材料のなかからから選択
    されたいずれかの材料により形成されていることを特徴
    とする請求項１または２に記載の薬液注入装置。
12. 【請求項１２】 前記駆動源は、ばね、ガス、ゴム、ま
    たは電磁弁のなかから選択されたいずれかであることを
    特徴とする請求項１または２に記載の薬液注入装置。
13. 【請求項１３】 薬液を噴射させるための圧力は、１
    １．８ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１また
    は２に記載の薬液注入装置。
14. 【請求項１４】 前記微小針は、前記薬液容器に対して
    着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項２に
    記載の薬液注入装置。