JP2008161567A - 注射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】皮膚の所定の深さに注射針を刺入することができる注射装置を提供すること。
【解決手段】皮膚表面が吸着される吸着基板を有する吸着装置と、注射針を駆動可能に保持し、皮膚内に注射針を刺入する刺入装置と、注射針を通して皮膚内に注射液を注入する注入装置と、を備え、吸着装置は、皮膚表面を吸引することにより、当該吸引した皮膚表面を吸着基板上で略平らな面とし、刺入装置は、略平らな面を基準面とし、当該基準面よりも皮膚の内側でかつ基準面と平行な面を挿入面として、当該挿入面に沿って注射針を刺入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、皮膚の所定の深さに注射針を刺入させることができる注射装置に関する。

従来より、注射による投与経路として、表皮と真皮を合わせた皮膚の中に注射する皮内注射と皮下組織に注射する皮下注射とが一般に用いられている。

皮膚は、厚さが約１００〜３００μｍの表皮と厚さ２〜３ｍｍの真皮とを有する２層構造からなっており、特に皮内注射では、表皮と真皮を合わせた皮膚の中に注射する必要があることから、注射針を所定の深さに刺入する高度な技術が要求される。

例えば、特許文献１には、皮膚のある領域内の皮膚の部分に対して皮膚の部分の少なくとも一部を皮膚の領域の上に持ち上げることにより注射位置を決め、斜め方向に注射針をスライドさせ皮膚の所定の深さに注射針を刺入させる注射装置が開示されている。
特表２００５−５１８２５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の注射装置の構成では、厳密に注射針を皮膚の所定の深さに刺入することが困難だった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、皮膚の所定の深さに注射針を刺入することができる注射装置を提供することを目的とする。

本発明者は、皮膚表面を吸引することにより、皮膚表面を略平らな面（基準面）とし、基準面に平行に注射針を刺入させることで皮膚の所定の深さに注射針を刺入させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 皮膚表面が吸着される吸着基板を有する吸着装置と、注射針を駆動可能に保持し、皮膚内に前記注射針を刺入する刺入装置と、前記注射針を通して皮膚内に注射液を注入する注入装置と、を備え、前記吸着装置は、皮膚表面を吸引することにより、当該吸引した皮膚表面を前記吸着基板上で略平らな面とし、前記刺入装置は、前記略平らな面を基準面とし、当該基準面よりも皮膚の内側でかつ前記基準面と平行な面を挿入面として、当該挿入面に沿って前記注射針を刺入することを特徴とする注射装置。

（２） 前記注射針は、前記基準面と平行でかつ該注射針の中心軸を通る面に関して略対称な形状であることを特徴とする（１）記載の注射装置。

（３） 前記注射針の内腔には、ピストンが摺動可能に装着されており、
前記注入装置は、前記ピストンを摺動させることにより、皮膚内に前記注射液を注入することを特徴とする（１）または（２）記載の注射装置。

（４） 刺入時における前記基準面と前記注射針のうち前記基準面と最も近接した外表面との間隔は、５０〜４０００μｍであることを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載の注射装置。

（５） 前記刺入装置は、皮膚内に前記注射針を第１の距離だけ刺入した後、前記注射針を前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ戻し、前記注入装置は、当該第２の距離だけ戻された状態で前記注射液を注入することを特徴とする（１）から（４）のいずれか記載の注射装置。

（６） 前記吸着基板には、前記注射針の刺入方向と略直交する方向に少なくとも２つの吸引口が設けられており、前記刺入装置は、２つの前記吸引口の間の所定位置を通りかつ前記基準面に関して垂直な直線と前記挿入面との接点を通るように、前記挿入面に沿って前記注射針を刺入することを特徴とする（１）から（５）のいずれか記載の注射装置。

本発明によれば、基準面と略平行な面の挿入面に沿って注射針を刺入することによって、皮膚の所定の深さに注射針が刺入できるようになった。

本発明の注射装置は、皮膚表面が吸着される吸着基板を有する吸着装置と、注射針を駆動可能に保持し、皮膚内に注射針を刺入する刺入装置と、注射針を通して皮膚内に注射液を注入する注入装置と、を備え、吸着装置は、皮膚表面を吸引することにより、当該吸引した皮膚表面を吸着基板上で略平らな面とし、刺入装置は、略平らな面を基準面とし、当該基準面よりも皮膚の内側でかつ基準面と平行な面を挿入面として、当該挿入面に沿って前記注射針を刺入することを特徴とする。

以下、本発明の実施形態について図面を参照にしながら説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

なお、本明細書において、注射液とは、注射によって体内に注入する液体全般のことをいう。この注射液は、薬剤等が溶剤に溶解されたものであってもよく、細胞が溶剤に懸濁されたものであってもよい。なお、本発明の注射装置は、様々な目的、用途に使用することができ、例えば、疾患の治療以外に細胞の移植等にも使用することができる。

［注射装置］
図１は、本発明の注射装置の全体概要を示した図である。注射装置１は、皮膚表面２１が吸着される吸着基板を有する吸着装置１１と、注射針１２２を駆動可能に保持し、皮膚２内に注射針１２２を刺入する刺入装置１２と、注射針１２２を通して皮膚２内に注射液を注入する注入装置１３とを備える。

吸着装置１１は、皮膚表面２１と密着させる吸着基板１１１と、吸着基板１１１に密着した皮膚表面２１を吸引する吸引口とからなる。吸着装置１１は、減圧にすることにより、吸着基板１１１と密着している皮膚表面２１を吸引口１１２から吸引し、皮膚表面２１を略平らな面（基準面）にする。皮膚表面２１を吸引することにより、基準面を得ると同時に吸引力により皮膚表面２１が引っ張られ、皮膚２の弾力により注射針１２２が刺入しにくくなることを防止し、所定の深さに刺入させることができる。

吸着装置１１は、皮膚表面２１を吸引することができれば、形状等は特に限定されない。また、吸引基板１１１も皮膚表面２１を吸引することができれば、特に形状等は限定されない。

図２に示すように、吸引口１１２は、一定間隔ごとに細長い形状（スリット）となっている。注射針１２２は、スリットの長手方向と略平行方向に刺入される。吸引口１１２の個数は、適宜変更することができるが、皮膚表面２１を吸引し引っ張るために少なくとも２つの吸引口１１２を有していることが好ましい。

吸引口１１２のスリットの幅ｅは、皮膚表面２１を吸引し、基準面を得ることができれば特に限定されないが、０．０１〜５ｍｍであることが好ましい。また、スリットの間隔ｆは、皮膚表面２１を吸引し、基準面を得ることができれば特に限定されないが、０．０１〜５ｍｍであることが好ましい。

刺入装置１２は、上部に注射器１２１が着脱可能になっている。また、刺入装置１２は、正転逆転可能な駆動源（図示せず）が備え付けられており、注射器１２１内の注射針１２２が基準面と一定の間隔となるように基準面に対して垂直方向（図１では上下方向）に作動させる。また、注射針１２２が所定の深さに達するように基準面に対して平行方向（図１では左右方向）に作動させることもできる。刺入装置１２は、基準面に対して垂直方向および平行方向に作動させることができれば、形状等は特に限定されない。

注入装置１３は、刺入装置１２の上部に設けられており、注射針１２２を皮膚２内に刺入後、ピストン１２４を基準面に対して平行方向に移動させ、皮膚２内に注射液を注入する。注入装置１３は、ピストン１２４を基準面に対して平行方向に移動させることができれば特に限定されない。また、図示していないがセンサを設けて、注射針１２２が所定の距離に達した場合にセンサが反応し、注入装置１３が作動するようにしてもよい。

［注射器］
図３に示すように、注射器１２は、皮膚２に刺入される注射針１２２と、注射液を皮膚２内へ注入するピストン１２４と、注射液の漏れ等を防止するシール材１２３とからなる。

本発明で使用する注射器１２１は、ピストン１２４が注射針１２２の内腔において摺動可能となっている。ピストン１２４を注射針１２２の内腔で摺動させることにより、少量の注射液を皮膚２内に注入する場合でも、ピストン１２４を移動させる距離を延ばすことができ、後述する注入装置１３の基準面に対して平行方向への移動量を増加させることができ、注射液を皮膚２内に注入する量の誤差を軽減させることができる。

注射針１２２のゲージ（太さ）は、刺入する部位、投与方法等に応じて適宜変更することができるが、１８〜３３Ｇであることが好ましい。

［注射装置の使用方法］
まず、皮膚表面２１を吸着装置１１の吸着基板１１１に密着させ、皮膚表面２１を吸引口１１２から吸引することにより、皮膚表面２１は、吸着基板１１１上で略平らな面（基準面）となる。

吸着装置１１の皮膚表面２１を吸引する圧力は、皮膚表面２１を吸引し、基準面を得ることができれば特に限定されないが、０．１〜９５０００Ｐａで皮膚表面２１を吸引することが好ましい。

次に、刺入装置１２を作動させる。一般に、皮内注射の場合、注射針１２２を表皮２２と真皮２３を合わせた皮膚の中に刺入しなければならず、５０〜４０００μｍの深さに注射針１２２を刺入できるよう基準面に対して垂直方向に刺入装置１２を作動させることが好ましい。すなわち、刺入時における基準面と注射針のうち基準面と最も近接した外表面との間隔が、５０〜４０００μｍとすることが好ましい。

また、図４に示すように、吸引口１１２を２つ以上有する場合、２つの吸引口１１２の間の所定位置を通り、かつ、基準面と略垂直な直線と挿入面との接点（交点）を通るように注射針１２２を皮膚２内に刺入することが好ましい。

刺入装置１２により、注射針１２２の刺入部位を特定後、挿入面に沿って注射針１２２を皮膚表面２１に刺入し、一定の距離に達したときに注射液を注入する。

注射針１２２は、斜めに切断された断面形状を有している。図５に示すように、注射針１２２のロール角によっては、皮膚表面２１に刺入する際に注射針１２２の動作距離に対して深さ方向に変位Ｄが生じる。このため、所定の深さに注射液を注入することができない場合がある。本発明では、所定の深さに注射液を注入できるように、基準面と平行でかつ注射針１２２の中心軸を通る面に関して略対称な形状となるように注射針１２２を固定し、刺入することが好ましい（図５（ｂ））。

注射液の注入は、皮膚２内に注射針１２２を所定の距離だけ刺入することにより行う。なお、刺入距離は、注射針１２２の先端が皮膚表面２１に接してからの距離をいい、１〜５ｍｍであることが好ましい。

また、皮膚２内に刺入された注射針１２２は、皮膚表面２１の刺入箇所からの距離が所定の距離よりもやや長い距離（第１の距離）である第１の位置まで刺入し、その後、皮膚表面２１の刺入箇所からの距離が所定の距離と同じ距離（第２の距離）である第２の位置に戻した状態で注射液を注入するようにしてもよい。このように、一度第１の位置まで刺入した後第２の位置まで戻して注射液を注入することにより、第２の位置周辺に空間ができ、注射液を注入する際の圧力を軽減させることができる。第１の位置から第２の位置まで戻す距離は、１〜５ｍｍであることが好ましい。

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
ヒト繊維芽細胞を３×１０^８個／ｍｌとなるようにＰＢＳに懸濁した懸濁液０．１ｍｌに蛍光色素ＣＭ−ＤｉＩ（５０μｇ／５０μｌエタノール、５μｌ）を混合させ、３７℃で２時間インキュベートした。その後、８００Ｇで５分間遠心分離し、回収した細胞を３×１０^８個／ｍｌとなるようにＰＢＳで再懸濁させた。この細胞懸濁液を３０Ｇの注射針１２２に入れた。

移植用ヌードマウスをケタラールとキシラジンで麻酔後、移植用ヌードマウスの背部皮膚を吸着基板１１１と密着させ、吸引口１１２より吸引し、基準面を得た。なお、実施例１にて使用した注射装置１中の吸引口１１２はスリットが二つあり、吸引口１１２のスリット幅は１ｍｍであり、スリットの間隔は１ｍｍであった。

刺入装置１２を上下左右方向に作動させ、移植用ヌードマウスの皮膚表面２１を注射針１２２で刺入した。まず、基準面と注射針のうち基準面と最も近接した外表面との幅が１００μｍとなるように基準面に対して垂直方向に刺入装置１２を上昇させた。注射針１２２を挿入面に沿って４ｍｍ（第１の距離）刺入し、２ｍｍ（第２の距離）戻してから細胞懸濁液を０．２μｌ注入した。なお、注射針１２２の刺入は、３箇所行った。

［実施例２］
刺入装置１２を基準面と注射針のうち基準面と最も近接した外表面との幅が５００μｍとなるように基準面に対して垂直方向に刺入装置１２を上昇させた以外は実施例１と同様に行った。

実施例１の結果を図６に示す。図６（Ａ）は、背部皮膚組織のＨＥ染色像を示し、図６（Ｂ）は、蛍光像を示す。実施例１では１００μｍの深さに３箇所染色細胞が確認された。同様に、実施例２では、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように５００μｍの深さに染色細胞が確認された。このことから、本発明の注射装置によれば、皮膚の所定の深さに注射針が刺入されていることがわかる。

本発明の注射装置の概略を示す断面図である。 吸引口の様子を示す図である。 本発明で使用する注射器を示す図である。 注射針の刺入方法の一例を示す図である。 注射針の深さ方向の変位を示す図である。 （Ａ）実施例１の結果を示すＨＥ染色像の写真図である。（Ｂ）蛍光像を示した写真図である。 （Ａ）実施例２の結果を示すＨＥ染色像の写真図である。（Ｂ）蛍光像を示した写真図である。

符号の説明

１ 注射装置
１１ 吸着装置
１１１ 吸着基板
１１２ 吸引口
１２ 刺入装置
１２１ 注射器
１２２ 注射針
１２３ シール材
１２４ ピストン
１３ 注入装置
２ 皮膚
２１ 皮膚表面
２２ 表皮
２３ 真皮

Claims (6)

1. 皮膚表面が吸着される吸着基板を有する吸着装置と、
   注射針を駆動可能に保持し、皮膚内に前記注射針を刺入する刺入装置と、
   前記注射針を通して皮膚内に注射液を注入する注入装置と、を備え
   前記吸着装置は、皮膚表面を吸引することにより、当該吸引した皮膚表面を前記吸着基板上で略平らな面とし、
   前記刺入装置は、前記略平らな面を基準面とし、当該基準面よりも皮膚の内側でかつ前記基準面と平行な面を挿入面として、当該挿入面に沿って前記注射針を刺入することを特徴とする注射装置。
2. 前記注射針は、前記基準面と平行でかつ該注射針の中心軸を通る面に関して略対称な形状であることを特徴とする請求項１記載の注射装置。
3. 前記注射針の内腔には、ピストンが摺動可能に装着されており、
   前記注入装置は、前記ピストンを摺動させることにより、皮膚内に前記注射液を注入することを特徴とする請求項１又は２記載の注射装置。
4. 刺入時における前記基準面と前記注射針のうち前記基準面と最も近接した外表面との間隔は、５０〜４０００μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の注射装置。
5. 前記刺入装置は、皮膚内に前記注射針を第１の距離だけ刺入した後、前記注射針を前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ戻し、
   前記注入装置は、当該第２の距離だけ戻された状態で前記注射液を注入することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の注射装置。
6. 前記吸着基板には、前記注射針の刺入方向と略直交する方向に少なくとも２つの吸引口が設けられており、
   前記刺入装置は、２つの前記吸引口の間の所定位置を通りかつ前記基準面に関して垂直な直線と前記挿入面との接点を通るように、前記挿入面に沿って前記注射針を刺入することを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の注射装置。