JP5391323B1 - Biologic injection device - Google Patents

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Abstract

【課題】使用電力量が少なく、小型軽量化を図ることができる生物製剤注入装置を提供する。
【解決手段】本発明の生物製剤注入装置は、回転運動を出力する回転運動出力手段と、生物製剤Vの注入を行う注入器6と、回転運動に基づき注入器6を操作する注入器操作手段と、回転運動出力手段から出力される回転運動を注入器操作手段に伝達する回転運動伝達手段とを備えている。回転運動出力手段が空気モータ1によって構成されている。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To provide a biopharmaceutical injection device that uses less power and can be reduced in size and weight.
The biopharmaceutical injecting apparatus of the present invention is a rotary motion output means for outputting a rotational motion, an injector 6 for injecting a biologic V, and an injector operating means for operating the injector 6 based on the rotational motion. And rotational motion transmitting means for transmitting the rotational motion output from the rotational motion output means to the injector operating means. The rotary motion output means is constituted by the air motor 1.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、例えば病気の治療において、患部組織に生物製剤を局所的に注入する際に使用される生物製剤注入装置に関する。   The present invention relates to a biopharmaceutical injection device used when a biologic is locally injected into an affected tissue, for example, in the treatment of a disease.

近年、癌等の病気の原因や病態が遺伝子レベルで解明され、遺伝子レベルでの癌の治療の研究、開発が進められている。   In recent years, the causes and pathologies of diseases such as cancer have been elucidated at the gene level, and research and development of cancer treatment at the gene level have been promoted.

このような背景の下、体内の患部組織に遺伝子を導入して癌等の病気を治療する遺伝子治療が注目され、現実に試みられるようになってきている。   Under such circumstances, gene therapy for treating diseases such as cancer by introducing genes into affected tissues in the body has attracted attention and has been tried in reality.

遺伝子治療に用いられる遺伝子治療剤等の生物製剤としては、通常、ベクターと称される「運び屋」に遺伝子を組み込んだものが用いられる。また遺伝子治療において、効果を発現させるには、生物製剤を、目的とする細胞、組織に効率良く導入する必要がある。   As a biopharmaceutical such as a gene therapy agent used for gene therapy, a product in which a gene is incorporated in a “carrier” called a vector is usually used. In gene therapy, in order to exert an effect, it is necessary to efficiently introduce a biologic into a target cell or tissue.

従来において、生物製剤を患部に注入するための生物製剤注入装置は、例えば特許文献1に示すようにシリンジ内に収容された生物製剤を自動的に押し出して患部に注入するものである。このような生物製剤注入装置は、その駆動源として、例えば電気モータが用いられており、電気モータの駆動力に基づいてシリンジ内の生物製剤が押し出されるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a biopharmaceutical injection device for injecting a biologic into an affected area automatically extrudes the biologic contained in a syringe and injects it into the affected area, as shown in Patent Document 1, for example. Such a biopharmaceutical injection device uses, for example, an electric motor as a driving source thereof, and the biologic in the syringe is pushed out based on the driving force of the electric motor.

一方、遺伝子治療による生物製剤の注入時間や注入量は、使用条件によって大きく異なり、注入時間、注入量は広範囲に及ぶものである。一例として注入速度(注入量/注入時間)が最速の場合、0.05mLの生物製剤を、0.1秒で注入するような注入動作が要求される。   On the other hand, the injection time and the injection amount of a biologic by gene therapy vary greatly depending on the use conditions, and the injection time and the injection amount range over a wide range. As an example, when the injection rate (injection amount / injection time) is the fastest, an injection operation of injecting 0.05 mL of biologic in 0.1 second is required.

また近年の実験、研究結果から、生物製剤の注入開始直後から定常の注入速度になるまでの立ち上がり時の注入速度を急峻にして、素早く定常の注入速度に到達させるとともに、定量注入の完了直後から停止状態となるまでの立ち下がり時の注入速度も急峻にして、素早く停止状態に戻すような注入方法が、非常に効果的であることが判明している。   In addition, from recent experiments and research results, the injection rate at the time of start-up from the start of biopharmaceutical injection to the steady injection rate is made steep so that the steady injection rate is reached quickly, and immediately after the completion of quantitative injection. It has been found that an injection method in which the injection speed at the time of falling to the stop state is steep and quickly returned to the stop state is very effective.

特許第4365003号Japanese Patent No. 4365003

このような状況下にあって、従来の生物製剤注入装置において、既述したような高い制御性を確保するためには、具体的に言うと、注入開始時の立ち上がり時間および注入終了時の立ち下がり時間を短くするためには、押し子の駆動源に用いられている電気モータとして、出力の高い電気モータ、例えば電気サーボモータや電気パルスモータ等を使用する必要がある。   Under such circumstances, in order to ensure the high controllability as described above in the conventional biopharmaceutical injection device, specifically speaking, the rise time at the start of injection and the rise at the end of injection are described. In order to shorten the fall time, it is necessary to use an electric motor having a high output, for example, an electric servo motor or an electric pulse motor, as the electric motor used for the drive source of the pusher.

しかしながら、電気サーボモータや電気パルスモータは、高重量かつ大型であるため、注入装置自体の高重量大型化を来してしまい、使用電力量も多くなってしまうという課題があった。   However, since electric servo motors and electric pulse motors are heavy and large in size, there has been a problem that the injection apparatus itself becomes heavy and large, and the amount of power used increases.

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、使用電力量が少なく、小型軽量化を図ることができる生物製剤注入装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said subject, and it aims at providing the biopharmaceutical injection apparatus which can aim at size reduction and weight reduction with little electric power consumption.

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention has the following structure.

[1]回転運動を出力する回転運動出力手段と、生物製剤の注入を行う注入器と、回転運動に基づき前記注入器を操作する注入器操作手段と、前記回転運動出力手段から出力される回転運動を前記注入器操作手段に伝達する回転運動伝達手段とを備えた生物製剤注入装置であって、
前記回転運動出力手段が空気モータによって構成されていることを特徴とする生物製剤注入装置。
[1] Rotational motion output means for outputting rotational motion, an injector for injecting biologics, injector operating means for operating the injector based on rotational motion, and rotation output from the rotational motion output means A biopharmaceutical injection device comprising rotational movement transmitting means for transmitting motion to the injector operating means,
The biopharmaceutical injection device, wherein the rotary motion output means is constituted by an air motor.

[2]前記回転運動伝達手段に、回転運動の伝達および遮断を行うクラッチが設けられている前項1に記載の生物製剤注入装置。   [2] The biopharmaceutical injection device according to item 1 above, wherein the rotational motion transmitting means is provided with a clutch that transmits and shuts off rotational motion.

[3]前記回転運動伝達手段における前記クラッチの出力側に、回転運動を停止させるブレーキが設けられている前項2に記載の生物製剤注入装置。   [3] The biopharmaceutical injection device according to the above item 2, wherein a brake for stopping the rotational motion is provided on the output side of the clutch in the rotational motion transmitting means.

[4]前記注入器操作手段は、ボールねじ機構によって構成され、
前記ボールねじ機構によって回転運動が直線運動に変換され、その直線運動に基づき前記注入器が操作されるようになっている前項1〜3のいずれか1項に記載の生物製剤注入装置。
[4] The injector operating means is constituted by a ball screw mechanism,
4. The biopharmaceutical injection device according to any one of the preceding items 1 to 3, wherein a rotational motion is converted into a linear motion by the ball screw mechanism, and the injector is operated based on the linear motion.

発明[1]の生物製剤注入装置によれば、駆動源となる回転運動出力手段として、小型で軽量な空気モータを用いているため、装置全体の小型軽量化を図ることができるとともに、使用電力量も少なく抑制することができる。   According to the biopharmaceutical injection device of the invention [1], since a small and light air motor is used as the rotational motion output means serving as a drive source, the entire device can be reduced in size and weight, and the electric power used can be reduced. The amount can also be suppressed.

発明[2]の生物製剤注入装置によれば、空気モータの出力側にクラッチを設けているため、生物製剤の注入を開始する際に、空気モータの回転状況が安定してから、クラッチを接続して空気モータの駆動力を注入器に伝達することができる。このため、空気モータの安定した駆動力を瞬時に注入器に伝達することができ、注入開始時の立ち上がり時間を短くでき、生物製剤の注入による効果を一層高めることができる。   According to the biologic injection device of the invention [2], since the clutch is provided on the output side of the air motor, when the biomotor injection is started, the clutch is connected after the rotation state of the air motor is stabilized. Thus, the driving force of the air motor can be transmitted to the injector. For this reason, the stable driving force of the air motor can be instantaneously transmitted to the injector, the rise time at the start of injection can be shortened, and the effect of injecting the biologic can be further enhanced.

発明[3]の生物製剤注入装置によれば、クラッチの出力側にブレーキを設けているため、生物製剤の注入を停止させる際に、クラッチを切り離すと同時に、ブレーキを作動させることにより、空気モータの減速時における慣性力が作用せず、注入器の注入動作を瞬時に停止させることができる。このため、注入終了時の立ち下がり時間を短くでき、生物製剤の注入による効果を、より一層高めることができる。   According to the biologic injection device of the invention [3], since the brake is provided on the output side of the clutch, when stopping the injection of the biologic, the clutch is disengaged and the brake is operated at the same time, whereby the air motor Inertial force during the deceleration of this does not act, and the injection operation of the injector can be stopped instantaneously. For this reason, the fall time at the end of the injection can be shortened, and the effect of the biopharmaceutical injection can be further enhanced.

発明[4]の生物製剤注入装置によれば、注入器操作手段としてボールねじ機構を用いているため、回転運動を的確に直線運動に変換できるとともに、高い送り精度を確保できて、より一層精度良く安定した状態で、生物製剤を注入することができる。   According to the biopharmaceutical injection device of the invention [4], since the ball screw mechanism is used as the injector operating means, the rotational motion can be accurately converted into a linear motion, and high feed accuracy can be secured, thereby further increasing accuracy. The biologic can be injected in a well-stabilized state.

図1はこの発明の実施形態である生物製剤注入装置を模式化して示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a biopharmaceutical injection device according to an embodiment of the present invention.

図1はこの発明の実施形態である生物製剤注入装置を模式化して示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing a biopharmaceutical injection device according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、この生物製剤注入装置は、空気モータ1と、クラッチ2と、ブレーキ3と、減速機4と、ボールねじ機構5と、注入器6と、隣り合う機器1〜6間において回転軸11,75,76間を連結する軸継手としてのカップリング71とを基本的な構成要素として備えている。   As shown in the figure, this biopharmaceutical injection device includes an air motor 1, a clutch 2, a brake 3, a speed reducer 4, a ball screw mechanism 5, an injector 6, and adjacent devices 1 to 6. 1 includes a coupling 71 as a shaft coupling that connects the rotary shafts 11, 75, and 76 as basic components.

空気モータ1は、エアモータ等とも称され、空気圧を動力源とする原動機である。空気モータ1は、コンプレッサーで圧縮した空気が膨張する際の力を利用して回転駆動軸11を回転駆動するものである。本実施形態においては、空気モータ1は、回転駆動軸11に回転運動を出力するための回転運動出力手段を構成するものである。   The air motor 1 is also called an air motor or the like, and is a prime mover that uses air pressure as a power source. The air motor 1 rotationally drives the rotary drive shaft 11 by using a force generated when air compressed by a compressor expands. In the present embodiment, the air motor 1 constitutes a rotary motion output means for outputting a rotary motion to the rotary drive shaft 11.

この空気モータ1は、例えば電気サーボモータや電気パルスモータ等の高出力の電気モータと比較して、小型かつ軽量であり、使用電力量も少ないものである。   The air motor 1 is smaller and lighter and uses less electric power than a high output electric motor such as an electric servo motor or an electric pulse motor.

クラッチ2は、入力側の回転運動(回転力)を出力側に伝達させたり、入力側の回転運動を遮断して出力側へ伝達させないようにする回転運動伝達/遮断手段を構成するものであり、本実施形態においては摩擦クラッチによって構成されている。このクラッチ2は、同軸上に対向配置され、かつ互いに接離自在な一対の円板21,22を備え、各円板21,22に入力側回転軸75および出力側回転軸76が連結されている。   The clutch 2 constitutes rotational motion transmission / cutoff means for transmitting the rotational motion (rotational force) on the input side to the output side, or blocking the rotational motion on the input side so that it is not transmitted to the output side. In this embodiment, the friction clutch is used. The clutch 2 includes a pair of discs 21 and 22 that are coaxially opposed to each other and can be separated from each other, and an input-side rotary shaft 75 and an output-side rotary shaft 76 are connected to each of the discs 21 and 22. Yes.

クラッチ2の入力側回転軸75は、空気モータ1の回転駆動軸11にカップリング71を介して連結されている。これにより、空気モータ1の回転駆動軸11の回転運動(回転力)がクラッチ2の入力側回転軸75および入力側円板21に伝達されるようになっている。   The input side rotation shaft 75 of the clutch 2 is connected to the rotation drive shaft 11 of the air motor 1 via a coupling 71. Thereby, the rotational motion (rotational force) of the rotary drive shaft 11 of the air motor 1 is transmitted to the input side rotary shaft 75 and the input side disc 21 of the clutch 2.

そして、クラッチ2の一対の円板21,22が近接した際、つまりクラッチ2が接続された際には、摩擦力によって入力側円板21の回転運動(回転力)が出力側円板22および出力側回転軸76に伝達されるようになっている。また一対の円板21,22が離間した際、つまりクラッチ2が切り離された際には、入力側円板21の回転運動が出力側円板22に伝達されず、回転運動の伝達が遮断されるようになっている。   When the pair of discs 21 and 22 of the clutch 2 approach each other, that is, when the clutch 2 is connected, the rotational movement (rotational force) of the input side disc 21 is caused by the frictional force and the output side disc 22 and It is transmitted to the output side rotating shaft 76. When the pair of discs 21 and 22 are separated from each other, that is, when the clutch 2 is disengaged, the rotational motion of the input side disc 21 is not transmitted to the output side disc 22 and the transmission of the rotational motion is interrupted. It has become so.

なお本実施形態においては、クラッチ2として、摩擦クラッチを用いるようにしているが、本発明において、クラッチの種類は特に限定されるものではなく、例えば電磁クラッチ、噛み合いクラッチ、円錐クラッチ等の他のクラッチを採用するようにしても良い。   In the present embodiment, a friction clutch is used as the clutch 2. However, in the present invention, the type of the clutch is not particularly limited. For example, other clutches such as an electromagnetic clutch, a meshing clutch, and a conical clutch are used. A clutch may be employed.

ブレーキ3は、回転運動の停止を行う回転運動停止手段(制動装置)を構成するものであり、本実施形態においてはディスクブレーキによって構成されている。このブレーキ3は、回転自在に配置されるブレーキロータ31と、ブレーキロータ31を挟み込み可能なブレーキバッド32,32とを備え、ブレーキロータ31に入力側回転軸75および出力側回転軸76が連結されている。   The brake 3 constitutes a rotational motion stopping means (braking device) for stopping the rotational motion, and is constituted by a disc brake in this embodiment. The brake 3 includes a brake rotor 31 that is rotatably arranged, and brake pads 32 and 32 that can sandwich the brake rotor 31. An input-side rotary shaft 75 and an output-side rotary shaft 76 are connected to the brake rotor 31. ing.

ブレーキ3の入力側回転軸75は、クラッチ2の出力側回転軸76にカップリング71を介して連結されている。これにより、クラッチ2の出力側回転軸76の回転運動がブレーキ3の入力側回転軸75に伝達されて、ブレーキロータ31および出力側回転軸76が回転するようになっている。   The input side rotating shaft 75 of the brake 3 is connected to the output side rotating shaft 76 of the clutch 2 via a coupling 71. Thereby, the rotational motion of the output side rotating shaft 76 of the clutch 2 is transmitted to the input side rotating shaft 75 of the brake 3 so that the brake rotor 31 and the output side rotating shaft 76 rotate.

そして、ブレーキロータ31が回転している状態において、ブレーキロータ31がブレーキパッド32,32によって挟み込まれると、つまりブレーキ3を作動させると、ブレーキロータ31が制動されて回転が停止するようになっている。   When the brake rotor 31 is rotating and the brake rotor 31 is sandwiched between the brake pads 32 and 32, that is, when the brake 3 is operated, the brake rotor 31 is braked and stops rotating. Yes.

なお本実施形態においては、ブレーキ3として、ディスクブレーキを用いるようにしているが、本発明において、ブレーキの種類は特に限定されるものではなく、例えばドラムブレーキ等の他のブレーキを採用するようにしても良い。   In the present embodiment, a disc brake is used as the brake 3. However, in the present invention, the type of the brake is not particularly limited, and other brakes such as a drum brake are employed. May be.

減速機4は、その入力側回転軸75に入力される回転運動の回転速度を減じて出力側回転軸76に出力するものであり、減速比に比例して、出力側回転軸76のトルクが増加するようになっている。   The speed reducer 4 reduces the rotational speed of the rotational motion input to the input side rotary shaft 75 and outputs it to the output side rotary shaft 76. The torque of the output side rotary shaft 76 is proportional to the reduction ratio. It has come to increase.

減速機4の入力側回転軸75は、ブレーキ3の出力側回転軸76にカップリング71を介して連結されている。これにより、ブレーキ3の出力側回転軸76を介して減速機4の入力側回転軸75に伝わる回転運動が、減速機4によって、適当なトルク、適当な回転速度に変換されて出力側回転軸76に伝達されるようになっている。   The input side rotary shaft 75 of the speed reducer 4 is connected to the output side rotary shaft 76 of the brake 3 via a coupling 71. As a result, the rotational motion transmitted to the input side rotational shaft 75 of the speed reducer 4 via the output side rotational shaft 76 of the brake 3 is converted into an appropriate torque and an appropriate rotational speed by the speed reducer 4, and the output side rotational shaft. 76 is transmitted.

なお本発明において、減速機の種類は特に限定されるものではなく、例えば歯車を用いた歯車機構式のもの等を好適に用いることができる。   In the present invention, the type of the speed reducer is not particularly limited, and for example, a gear mechanism type gear using a gear can be suitably used.

ボールねじ機構5は、回転運動を直線運動に変換する回転/直線変換手段であって、本実施形態においては、注入器操作手段を構成するものである。ボールねじ機構5は、支持フレーム51と、支持フレーム51に回転自在に支持されたねじ軸52と、ねじ軸52に螺合されたナット53と、ねじ軸52およびナット53間に装入された摩擦抑制用の多数のボール(図示省略)とを基本的な構成要素として備え、ねじ軸52に入力側回転軸75が連結されている。   The ball screw mechanism 5 is rotation / linear conversion means for converting rotational motion into linear motion, and constitutes an injector operation means in the present embodiment. The ball screw mechanism 5 is inserted between a support frame 51, a screw shaft 52 rotatably supported by the support frame 51, a nut 53 screwed to the screw shaft 52, and the screw shaft 52 and the nut 53. A large number of balls (not shown) for friction suppression are provided as basic components, and an input side rotating shaft 75 is connected to the screw shaft 52.

ボールねじ機構5の入力側回転軸75は、減速機4の出力側回転軸76にカップリング71を介して連結されている。これにより、減速機4の出力側回転軸76の回転運動がボールねじ機構5の入力側回転軸75に伝達されて、ねじ軸52が回転するようになっている。   The input side rotary shaft 75 of the ball screw mechanism 5 is connected to the output side rotary shaft 76 of the speed reducer 4 via a coupling 71. Thereby, the rotational motion of the output side rotating shaft 76 of the speed reducer 4 is transmitted to the input side rotating shaft 75 of the ball screw mechanism 5 so that the screw shaft 52 rotates.

こうしてねじ軸52が回転すると、ねじ軸52に沿ってナット53が移動する。これにより、ねじ軸52の回転運動がナット53の直線運動に変換されるようになっている。   When the screw shaft 52 rotates in this way, the nut 53 moves along the screw shaft 52. Thereby, the rotational motion of the screw shaft 52 is converted into the linear motion of the nut 53.

なお本実施形態においては、注入器操作手段としてボールねじ機構5を使用しているが、本発明において、注入器操作手段は特に限定されるものではなく、注入器6を操作可能な構成であればどのようなものも採用することができる。例えばボールねじ機構以外の回転/直線変換手段も注入器操作手段として採用することができる。   In this embodiment, the ball screw mechanism 5 is used as the injector operating means. However, in the present invention, the injector operating means is not particularly limited, and may be configured so that the injector 6 can be operated. Anything can be used. For example, rotation / linear conversion means other than the ball screw mechanism can be employed as the injector operation means.

また本実施形態においては、クラッチ2、ブレーキ3および減速機4と、こららの各回転軸75,76と、回転軸75,76間を連結するカップリング71とが、回転運動伝達手段として機能するものである。   Further, in the present embodiment, the clutch 2, the brake 3 and the speed reducer 4, the rotary shafts 75 and 76, and the coupling 71 connecting the rotary shafts 75 and 76 function as the rotational motion transmitting means. To do.

注入器6は、生物製剤Vが収容される円筒形状のシリンジ61と、シリンジ61の先端に取り付けられ、かつシリンジ61内の生物製剤Vが注出する注入針62と、シリンジ61内に基端側から押し込まれ、かつシリンジ61内の生物製剤Vを押し出す押し子63とを基本的な構成要素として備えている。   The injector 6 includes a cylindrical syringe 61 that accommodates the biologic V, an injection needle 62 that is attached to the distal end of the syringe 61 and that dispenses the biologic V inside the syringe 61, and a proximal end within the syringe 61. A pusher 63 that is pushed in from the side and pushes out the biologic V inside the syringe 61 is provided as a basic component.

この注入器6の押し子63が、ボールねじ機構5のナット53に連結されている。従って、ナット53が図1の紙面に向かって右側に前進することによって、押し子63がシリンジ61内に押し込まれていき、シリンジ61内の生物製剤Vが注入針62から押し出されるようになっている。   A pusher 63 of the injector 6 is connected to a nut 53 of the ball screw mechanism 5. Accordingly, when the nut 53 moves forward to the right in FIG. 1, the pusher 63 is pushed into the syringe 61, and the biological product V in the syringe 61 is pushed out from the injection needle 62. Yes.

なお図示は省略するが、本実施形態の生物製剤注入装置においては、装置全体の駆動を制御する制御装置が設けられている。この制御装置は、生物製剤注入装置の各駆動部、例えば空気モータ1、クラッチ2、ブレーキ3等の駆動を制御し、オペレータ(術者)の指令に応答して、後に説明する生物製剤注入動作が自動的に行われるようになっている。   Although illustration is omitted, in the biopharmaceutical injection device of the present embodiment, a control device for controlling the driving of the entire device is provided. This control device controls the driving of each drive unit of the biologic injection device, for example, the air motor 1, the clutch 2, the brake 3, and the like, and responds to an operator (operator) command in response to the biopharmaceutical injection operation described later. Is automatically done.

制御装置は、例えばキーボードやマウス等の入力部、液晶ディスプレイ等の表示部を含むパーソナルコンピュータ等によって構成されている。   The control device is configured by, for example, a personal computer including an input unit such as a keyboard and a mouse and a display unit such as a liquid crystal display.

なお言うまでもなく、制御装置は、各種センサからの情報に基づき、必要な情報、例えば生物製剤Vの注入速度、注入量、注入時間、残存量、温度、注入圧、空気モータの回転状況等を取得できるようになっており、これらの情報を表示部を介して表示できるようになっている。さらにこれらの情報を基に、生物製剤Vを注入するに際して、より安全性の高い注入動作が行われるようになっている。   Needless to say, the control device obtains necessary information, for example, the injection speed of the biologic V, the injection amount, the injection time, the remaining amount, the temperature, the injection pressure, the rotation status of the air motor, etc., based on information from various sensors. This information can be displayed via the display unit. Furthermore, when injecting the biopharmaceutical V based on such information, an injection operation with higher safety is performed.

また本実施形態の生物製剤注入装置によって注入される生物製剤Vとしては、生物を起源とする医薬品、中でも特に遺伝子を組み込んだベクター等の遺伝子治療剤を好適なものとして例示することができる。   Moreover, as the biopharmaceutical V injected by the biopharmaceutical injection device of the present embodiment, a drug originating from an organism, particularly a gene therapy agent such as a vector incorporating a gene can be exemplified as a suitable one.

以上のように構成された本実施形態の生物製剤注入装置を用いて、生物製剤Vを患者の患部組織に注入する手順を、以下に説明する。   The procedure for injecting the biologic V into the affected tissue of the patient using the biopharmaceutical injection device of the present embodiment configured as described above will be described below.

なお初期状態において、クラッチ2は、切り離された状態、つまり一対の円板21,22が離間して回転運動(回転力)の伝達が遮断された状態となっている。   In the initial state, the clutch 2 is in a disengaged state, that is, a state where the pair of discs 21 and 22 are separated and transmission of rotational motion (rotational force) is interrupted.

この状態においてまず始めに、注入器6におけるシリンジ61および注入針62内に、所定量の生物製剤Vを充填する。言うまでもなく、生物製剤Vが充填された注入器6を予め準備しておいても良い。   In this state, first, the syringe 61 and the injection needle 62 in the injector 6 are filled with a predetermined amount of the biologic V. Needless to say, the injector 6 filled with the biologic V may be prepared in advance.

続いて、注入器6の注入針62を患部組織に穿刺する。   Subsequently, the injection needle 62 of the injector 6 is punctured into the affected tissue.

次に、空気モータ1の回転駆動を開始する。ことのき、クラッチ2は切り離されているため、クラッチ2以降の機器3〜6に空気モータ1の駆動力が伝達されることはない。   Next, rotational driving of the air motor 1 is started. At this time, since the clutch 2 is disconnected, the driving force of the air motor 1 is not transmitted to the devices 3 to 6 after the clutch 2.

なお、空気モータ1の回転開始は注入針62の穿刺操作よりも前に予め行っておくようにしても良い。   The rotation of the air motor 1 may be started in advance before the puncture operation of the injection needle 62.

次に空気モータ1の回転状況が安定したことが確認された時点で、クラッチ2を接続して、つまり一対の円板21,22を接触させて回転運動を伝達させ、回転運動をクラッチ2以降の各機器3〜5に伝達する。これによりクラッチ2以降の各機器3〜5の入力側回転軸75および出力側回転軸76が回転して、ボールねじ機構5のねじ軸52が回転して、ナット53が前進していく。このナット53の前進に伴って、注入器6の押し子63がシリンジ61内に押し込まれていき、シリンジ61および注入針62内の生物製剤Vが注入針62から注出されて患部組織に注入される。   Next, when it is confirmed that the rotation state of the air motor 1 is stabilized, the clutch 2 is connected, that is, the pair of discs 21 and 22 are brought into contact with each other to transmit the rotation motion, and the rotation motion is transmitted from the clutch 2 onward. To each of the devices 3-5. Thereby, the input side rotating shaft 75 and the output side rotating shaft 76 of each device 3-5 after the clutch 2 rotate, the screw shaft 52 of the ball screw mechanism 5 rotates, and the nut 53 advances. As the nut 53 advances, the pusher 63 of the injector 6 is pushed into the syringe 61, and the biologic V in the syringe 61 and the injection needle 62 is poured out from the injection needle 62 and injected into the affected tissue. Is done.

こうして患部組織に生物製剤Vが注入されていき、所定量の注入が完了した時点で、ブレーキ3を作動させるとともに、クラッチ2を切り離す。これにより各回転軸75,76およびボールねじ機構5のねじ軸52の回転が停止して、注入器6による生物製剤Vの注入が終了する。   Thus, the biologic V is injected into the affected tissue, and when the injection of a predetermined amount is completed, the brake 3 is operated and the clutch 2 is disconnected. Thereby, rotation of each rotating shaft 75 and 76 and the screw shaft 52 of the ball screw mechanism 5 stops, and injection | pouring of the biologic V by the injector 6 is complete | finished.

さらに空気モータ1の駆動を停止する。なお空気モータ1の駆動停止は、後述する注入針62の抜き取り操作が完了した後、行うようにしても良い。   Further, the driving of the air motor 1 is stopped. Note that the drive of the air motor 1 may be stopped after the extraction operation of the injection needle 62 described later is completed.

その後、注入器6の注入針62を患部組織から抜き取る。これにより遺伝子治療が終了する。   Thereafter, the injection needle 62 of the injector 6 is extracted from the affected tissue. This ends gene therapy.

以上のように、本実施形態の生物製剤注入装置によれば、駆動源として空気モータ1を用いている。空気モータ1は、高出力の電気モータ、例えば電気サーボモータや電気パルスモータ等と比較して、小型で軽量であるため、生物製剤注入装置全体の小型軽量化を図ることができる。さらに空気モータ1の使用によって、使用電力量も少なく抑制することもできる。   As described above, according to the biologic injection device of the present embodiment, the air motor 1 is used as a drive source. Since the air motor 1 is smaller and lighter than a high-power electric motor such as an electric servo motor or an electric pulse motor, the entire biopharmaceutical injection device can be reduced in size and weight. Further, the amount of power used can be reduced by using the air motor 1.

さらに日本国内と電力事情の異なる海外等においては、電気モータに比べて空気モータの方が汎用性が高いものである。従って本実施形態の生物製剤注入装置のように、空気モータ1を駆動源とするものでは、海外においても使用し易く、世界各地に広く普及させることができる。   Furthermore, in Japan and other countries where power conditions are different, air motors are more versatile than electric motors. Therefore, the device using the air motor 1 as a driving source like the biopharmaceutical injection device of this embodiment is easy to use overseas and can be widely spread all over the world.

また本実施形態の生物製剤注入装置によれば、空気モータ1の出力側にクラッチ2を設けておき、生物製剤Vの注入を開始するに際して、クラッチ2を切り離した状態で空気モータ1を駆動させて、その空気モータ1の回転状況が安定してから、クラッチ2を接続して、空気モータ1の駆動力を注入器6に伝達するようにしている。このため、クラッチ2を接続した時点で瞬時に、空気モータ1の安定した駆動力を注入器6に伝達することができ、注入開始直後から注入量が安定するまでの立ち上がり時間を短くでき、素早く定常の注入速度による状態(定量注入の状態)に到達させることができる。換言すれば、注入開始時の立ち上がり時間には、空気モータ1の駆動開始から安定状態になるまでの時間が含まれないため、注入開始直後から定常注入の状態に瞬時に到達させることができる。このように注入開始時の立ち上がり時間を短くできるため、生物製剤Vの注入による効果を一層高めることができる。   Further, according to the biologic injection device of the present embodiment, the clutch 2 is provided on the output side of the air motor 1, and when starting the injection of the biologic V, the air motor 1 is driven with the clutch 2 disconnected. Then, after the rotation state of the air motor 1 is stabilized, the clutch 2 is connected to transmit the driving force of the air motor 1 to the injector 6. For this reason, when the clutch 2 is connected, the stable driving force of the air motor 1 can be transmitted to the injector 6 instantly, and the rise time from immediately after the start of injection until the injection amount becomes stable can be shortened quickly. It is possible to reach a state with a constant injection speed (a state of quantitative injection). In other words, the rise time at the start of injection does not include the time from the start of driving of the air motor 1 until the stable state is reached, so that the state of steady injection can be instantaneously reached immediately after the start of injection. Thus, since the rise time at the start of injection can be shortened, the effect of injecting the biologic V can be further enhanced.

その上さらに本実施形態の生物製剤注入装置によれば、クラッチ2の出力側に回転運動を停止させるためのブレーキ3を設けておき、生物製剤Vの注入を停止させる際に、クラッチ2を切り離すと同時に、ブレーキ3を作動するようにしている。これにより、注入停止時に、空気モータ2の減速による慣性力が作用しないため、クラッチ2や減速機4等の回転動作、および注入器6の押し子63の前進動作を瞬時に停止させることができ、定量注入の状態から注入が実際に停止されるまでの立ち下がり時間を短くでき、素早く定量注入状態から注入停止状態に移行させることができる。換言すれば、注入停止時に、慣性力の大きい空気モータ1を切り離して、慣性力の小さいクラッチ2、減速機4およびボールねじ機構5の回転運動をブレーキ3で停止させるものであるため、定常注入状態から注入停止状態に瞬時に移行させることができる。このように注入終了時の立ち下がり時間を短くできるため、生物製剤Vの注入による効果を、より一層高めることができる。   Furthermore, according to the biopharmaceutical injection device of the present embodiment, the brake 3 for stopping the rotational movement is provided on the output side of the clutch 2, and the clutch 2 is disconnected when the injection of the biologic V is stopped. At the same time, the brake 3 is operated. Thereby, when the injection is stopped, the inertial force due to the deceleration of the air motor 2 does not act, so that the rotational operation of the clutch 2 and the speed reducer 4 and the forward movement of the pusher 63 of the injector 6 can be stopped instantaneously. The fall time from the state of quantitative injection until the injection is actually stopped can be shortened, and the transition from the constant amount injection state to the injection stop state can be made quickly. In other words, when the injection is stopped, the air motor 1 having a large inertia force is disconnected, and the rotary motion of the clutch 2, the speed reducer 4 and the ball screw mechanism 5 having a small inertia force is stopped by the brake 3. It is possible to instantaneously shift from the state to the injection stop state. Thus, since the fall time at the end of the injection can be shortened, the effect of the injection of the biologic V can be further enhanced.

また本実施形態の生物製剤注入装置においては、注入器操作手段としてボールねじ機構5を用いているため、回転運動を効率良くスムーズに直線運動に変換できるとともに、高い送り精度を確保できて、より一層精度良く安定した状態で、生物製剤Vを注入することができる。   Moreover, in the biopharmaceutical injection device of the present embodiment, since the ball screw mechanism 5 is used as the injector operating means, the rotational motion can be efficiently and smoothly converted into a linear motion, and a high feeding accuracy can be secured. The biologic V can be injected in a more accurate and stable state.

なお、本発明の生物製剤注入装置は、癌等の疾患の他に、肝炎、肺気腫、動脈硬化症、血友病、糖尿病、アルツハイマー病等の治療を行う際に用いることができる。   The biologic injection device of the present invention can be used for treating hepatitis, emphysema, arteriosclerosis, hemophilia, diabetes, Alzheimer's disease, etc. in addition to diseases such as cancer.

また患部組織に注入する生物製剤としては、上記実施形態で説明したように、遺伝子を組み込んだベクター等の遺伝子治療剤を好適に用いることができ、さらに遺伝子を内包したリポソーム、遺伝子を導入した細胞等の遺伝子治療剤も好適に用いることができる。   In addition, as described in the above embodiment, a gene therapy agent such as a gene-incorporated vector can be suitably used as the biologic to be injected into the affected tissue, and the gene-encapsulated liposome or gene-introduced cell A gene therapy agent such as can also be suitably used.

さらに本発明の生物製剤注入装置は、上記の遺伝子を患部組織に注入するための遺伝子治療剤注入装置に好適に利用することができる。   Furthermore, the biopharmaceutical injection device of the present invention can be suitably used as a gene therapy agent injection device for injecting the above gene into the affected tissue.

この発明の生物製剤注入装置は、生物製剤を患部組織に注入する際に利用することができる。   The biopharmaceutical injection device of this invention can be used when injecting a biologic into the affected tissue.

1:空気モータ(回転運動出力手段)
2:クラッチ
3:ブレーキ
5:ボールねじ機構(注入器操作手段)
6:注入器
V:生物製剤
1: Air motor (rotary motion output means)
2: Clutch 3: Brake 5: Ball screw mechanism (injector operating means)
6: Syringe V: Biologic

Claims (2)

回転運動を出力する回転運動出力手段と、生物製剤の注入を行う注入器と、回転運動に基づき前記注入器を操作する注入器操作手段と、前記回転運動出力手段から出力される回転運動を前記注入器操作手段に伝達する回転運動伝達手段とを備えた生物製剤注入装置であって、
前記回転運動出力手段が空気モータによって構成され
前記回転運動伝達手段に、回転運動の伝達および遮断を行うクラッチが設けられるとともに、
前記回転運動伝達手段における前記クラッチの出力側に、回転運動を停止させるブレーキが設けられていることを特徴とする生物製剤注入装置。
Rotational motion output means for outputting a rotational motion; an injector for injecting a biologic; an injector operating means for operating the injector based on the rotational motion; and the rotational motion output from the rotational motion output means. A biopharmaceutical infusion device comprising rotational movement transmitting means for transmitting to the injector operating means,
The rotary motion output means is constituted by an air motor ,
The rotational motion transmitting means is provided with a clutch for transmitting and interrupting rotational motion,
A biopharmaceutical injection device characterized in that a brake for stopping the rotational motion is provided on the output side of the clutch in the rotational motion transmitting means .
前記注入器操作手段は、ボールねじ機構によって構成され、
前記ボールねじ機構によって回転運動が直線運動に変換され、その直線運動に基づき前記注入器が操作されるようになっている請求項に記載の生物製剤注入装置。
The injector operating means is constituted by a ball screw mechanism,
The biopharmaceutical injection device according to claim 1 , wherein the ball screw mechanism converts a rotational motion into a linear motion, and the injector is operated based on the linear motion.
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