JP2006167000A - 点眼装置、およびノズルチップ - Google Patents

Abstract

【課題】極めて少量の薬液を扱うことができ、適量の薬液を点眼することができ、高価な薬液を無駄なく使用できる点眼機を提供する。
【解決手段】出入口を有し、容積が可変できる容器、出入口の途中に設けられた弁を具備する点眼機、および、前記容器の容積および前記弁を制御する制御器を備え、前記制御器は、前記弁を開放状態として、前記容器の容積を微少量だけ増大させ、前記弁を閉鎖状態として、前記容器の容積を所定量に減少させて容器の内圧を高め、前記弁を開放状態にして、前記容器内の媒体を前記出入口から放出することを特徴とする点眼装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、微量の薬液を眼球の所望の部位に点眼することができる点眼装置等に関する。

従来、点眼機としては薬液を容器に収納しておき、容器を指で圧縮して所望の量の薬液を眼球に滴下するものが知られている。一例として、一滴分の点眼液定量部が点眼液吐出口に連接され、点眼液定量部の一滴分の点眼液を点眼液吐出口より直線的に液滴状態で吐出させる圧力を前記点眼液に付加する圧力付加機能及び前記点眼液の吐出作動初期圧を制御する吐出作動初期圧制御機能が具備された点眼器が知られている。（特許文献１参照）また、分与しようとする物質の容器と関連させたポンプを設けておき、小量の液滴を分与する装置がある。（特許文献２参照）
特開２００３−３１９９９９号公報 点眼器（第１頁、１図） 特開平０６−１３４０２１号公報 小量の液滴を分与する装置（第１頁、１図）

近年、高価な薬液剤を極めて少量、眼球の特定の部位に与えることにより、治療を行う治療法が行われるようになってきているが、従来の点眼機では、一滴分の薬液を扱うことが出来ても、極めて少量の薬液を扱うことができず、また、ある程度の量の薬液を点眼機の容器内に用意しておく必要があり、過大な量の薬液を点眼する欠点、点眼機に残留する薬液が無駄になる欠点を解決することが望まれている。

上記の課題を解決するために、本発明の点眼装置、および点眼方法は、以下のような手段および手順を採用する。

（１）出入口を有し、容積が可変できる容器、出入口の途中に設けられた弁を有する点眼機、および、前記容器の容積および前記弁の開閉を制御する制御器を備えた点眼装置であって、前記制御器は、前記弁を開放状態として、前記容器の容積を微少量だけ増大させ、前記弁を閉鎖状態として、前記容器の容積を所定量に減少させて容器の内圧を高め、前記弁を開放状態にして、前記容器内の媒体を前記出入口から吐出することを特徴とする点眼装置。
（２）前記容器の容積を微少量だけ増大させることにより、微量（約１００ｎＬ以下）の液体を前記出入口より吸引する（１）記載の点眼機。
（３）前記出入口に着脱可能なノズルチップを結合し、微量の液体を吸引する（１）記載の点眼機。

（４）出入口を有し、容積が可変できる容器の前記出入口の途中に弁を設け、前記弁を開放状態として、前記容器の容積を微少量だけ増大させ、前記出入口より微量の液体を吸引するステップ、前記弁を閉鎖状態として、前記容器の容積を所定量に減少させて容器の内圧を高めるステップ、前記弁を開放状態にして、前記吸引した液体を前記出入口から吐出するステップ、を備えた点眼方法。

（５）シリンジ、ピストン、電磁弁、パイプ、ノズルチップ、および、ピストン駆動部を備え、前記シリンジと前記パイプの間に前記電磁弁を設け、前記パイプに前記ノズルチップを結合し、前記シリンジと前記ピストンが形成する容器の容積を、前記ピストン駆動部が制御することを特徴とする点眼機。

（６）シリンジ、ピストン、電磁弁、パイプ、ノズルチップ、および、ピストン駆動部を備え、前記シリンジと前記パイプの間に前記電磁弁を設け、前記パイプに前記ノズルチップを結合し、前記シリンジと前記ピストンが形成する容器の容積を、前記ピストン駆動部が制御する点眼機であって、前記電磁弁が開放状態において、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを引き出してシリンジ内に空気を満たし、次に、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを微小距離引き出して、前記ノズルチップ先端に薬液を微少量吸引し、次に、前記電磁弁が閉鎖状態において、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを押し込んで、前記シリンジ内の空気を圧縮し、次に、前記電磁弁が開放状態において、前記微少量の薬液を前記ノズルチップから吐出する動作を行うことを特徴とする点眼機。
（７）前記パイプを省き、前記電磁弁と前記ノズルチップが結合された（５）または（６）何れか記載の点眼機。
（８）前記ノズルチップは、着脱可能である（５）または（６）何れか記載の点眼機。

（９）シリンジ、ピストン、電磁弁、パイプ、ノズルチップ、および、ピストン駆動部を備え、前記シリンジと前記パイプの間に前記電磁弁を設け、前記パイプに前記ノズルチップを結合し、前記シリンジと前記ピストンが形成する容器の容積を、前記ピストン駆動部が制御する点眼方法であって、前記電磁弁を開放状態にしておいて、前記ピストンを引き出してシリンジ内に空気を満たすステップ、前記ピストンを微小距離引き出して、前記ノズルチップ先端に薬液を微少量吸引するステップ、前記電磁弁を閉鎖状態にしておいて、前記ピストンを押し込んで前記シリンジ内の空気を圧縮するステップ、および、前記電磁弁を開放状態にして、前記微少量の薬液を前記ノズルチップから吐出するステップ、よりなる点眼方法。

本発明によれば、極めて少量の薬液を扱うことができ、例えば、高価な薬液を無駄なく使用できる。

以下、本発明の点眼装置、および、点眼方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）

まず、本発明の点眼装置の基本的な構成について説明する。本発明の点眼装置は、点眼機と制御器を具備する。本発明の点眼機は、出入口を有し、容積が可変できる容器と、その出入口の途中に設けられた弁を備える。容器の容積および弁は、制御器によりされる。前記制御器は、前記弁を開放状態として、前記容器の容積を微少量だけ増大させることができる。前記弁を閉鎖状態として、前記容器の容積を所定量に減少させて容器の内圧を高めることができる。前記弁を開放状態にして、前記容器内の媒体を前記出入口から放出することができる。具体的な例について次に説明する。

図１は、本発明の点眼機および点眼装置の具体的な構成を示す図である。本発明の点眼装置は、点眼機１、制御部２、および、フットコントローラ３のような操作部より構成される。点眼機１は、基板１０、ピストン駆動部１１、シリンジ１２、ピストン１３、電磁弁１４、パイプ１５、ノズルチップ１６を有する。ピストン駆動部１１は、パルスモータ１１１、駆動軸１１２、ばね１１３を有している。

シリンジ１２は、コ型の基板１０の垂直部に固定されている。シリンジ内には、ピストン１３が挿入されており、シリンジ１２の軸方向に移動可能である。シリンジ１２とピストン１３は、小型の注射器や注入機のような構造で、空気を吸引したり排出したりできる出入口を有する容量可変の容器である。ピストン１３の軸には、ばね固定軸１１４が設けられており、ばね固定軸１１４には、ばね１１３が装着されており、ばね１１３は、ピストン１３をシリンジ１２の外部に引き出すように引っ張っている。パルスモータ１１１は、基板１０のもう一方（シリンジ１２が固定されている方とは逆の方）の垂直部に固定されている。ばね１１３の一端も取り付け板（図１の基板１０の垂直部）上に固定されている。パルスモータ１１１の回転によって、駆動軸１１２であるモータシャフトは、図面上で左右方向に移動可能になっている。駆動軸１１２の一端は、ピストン１３の軸に当接している。駆動軸１１２が図の右方向に移動すると、ピストン１３は、ばね１１３の引っ張り力に抗して空気排出方向に移動する。駆動軸１１２が左方向に移動すると、ピストン１３は、ばね１１３に引っ張られて空気吸引方向に移動する。

シリンジ１２の右先端部は細いチューブ状であり、電磁弁１４の一方の口が接続される。電磁弁１４の他方の口には、パイプ１５が接続される。パイプ１５の先端は円錐状であり、ノズルチップ１６が勘合できるようになっている。ノズルチップ１６には、微細な直径の穴が設けられている。電磁弁１４には、シリンジ１２側とパイプ１５側の空気の流通を遮断する弁が設けられており、この弁の開閉は、制御部２から供給される電気信号により行われる。電磁弁１４が開放状態では、シリンジ１２内部、電磁弁１４内部、パイプ１５内部、ノズルチップ１６内部は、外部とつながっており、空気の流通が生じ得る。ピストン１３をシリンジ１２から引き出す方向に引っ張ることにより外部の空気をシリンジ１２内に吸引することができる。電磁弁１４が閉鎖状態では、シリンジ１２内部の空気は外部から遮断される。電磁弁１４が閉鎖状態の際に、ピストン１３をシリンジ１２内に挿入すると、シリンジ１２内の空気は圧縮される。

パルスモータ１１１の構造の一例を図３（Ａ）の断面図に示す。図３（Ａ）において、パルスモータ１１１は、モータシャフト３０、回転子３１、固定子３２、筐体３３から成る。回転子３１、固定子３２は、周知のパルスモータやステッピングモータと同様の構造である。筐体３３には、２つの軸受けが設けられる。一方の軸受けは、スラスト軸受けであり、シャフトは軸方向に自由に移動可能とする。他方の軸受けは、ねじ軸受け３４であって、拡大図に示すように、モータシャフト３０には雄ねじが切られており、筐体３３の軸受け部に設けられた雌ねじ状の穴に挿入されている。回転子３１が、ねじ軸受け３４から見て時計方向に回転すると、モータシャフト３０は、スラスト軸受け３０の方向に移動する。回転子３１が、ねじ軸受け３４から見て反時計方向に回転すると、モータシャフト３０は、ねじ軸受け３４の方向に移動する。すなわち、回転子３１の回転運動をモータシャフト３０の直線運動に変換できる。モータシャフト３０の移動に伴って回転子３１も移動するので、回転子３１のモータシャフト方向の厚さは、固定子３２のモータシャフト方向の長さより小さくして、固定子３２の磁界内に出ないように、かつ筐体に当たらないようにする。モータシャフト３０に切る雄ねじ部分の長さは、ピストン１３が必要な移動最大距離に若干の余裕を加えた長さでよい。

ばね１１３の引っ張り力により、ピストン１３の軸の端部は、駆動軸１１２であるモータシャフト３０に当接しているので、パルスモータ１１１を、ピストン１３の方向に向かって反時計方向に回転させると、ピストン１３はシリンジ１２から引き出される方向へ移動する。パルスモータ１１１をピストン１３の方向に向かって時計方向に回転させると、ピストン１３は、シリンジ１２内部に押し込まれる。

本発明では、ピストン１３の位置、移動方向と電磁弁１４の開閉とを制御することにより、薬液１８の入った容器から薬液の微量サンプル１７をノズルチップ１６内に吸引し、サンプル１７をノズルチップ１６から患者の眼球局所位置に向けて吐出させる。本発明の点眼装置の動作および点眼方法について、図２（Ａ）〜（Ｄ）により説明する。

まず、新しいノズルチップ１６をパイプ１５の先端に嵌め込む。図２（Ａ）に示すように、パルスモータ１１１を反時計方向に回転させて、シリンジ１２からピストン１３を引き出し、ピストン１３を所定位置Ｐ１まで移動させる。このときには、電磁弁１４は、開放状態にしておく。シリンジ１２内部には常圧空気が満たされる。

次に、図２（Ｂ）において、ノズルチップ１６の先端を薬液１８容器内の薬液に浸けて、パルスモータ１１１を反時計方向に少しだけ回転させ、ピストン１３を所定位置Ｐ２に少しだけ引き出す。電磁弁１４は開放状態のままとする。シリンジ１２の断面内法の円形面積とピストン１３の移動距離（Ｐ１〜Ｐ２）の積に相当する容量の薬液がサンプル１７としてノズルチップ１６の先端部に吸引される。

次に、図２（Ｃ）に示すように、電磁弁１４を閉鎖状態とし、パルスモータ１１１を時計方向に回転させて、ピストン１３を、所定位置Ｐ３になるまでシリンジ１２内部方向に押し込む。電磁弁１４が閉鎖状態であるので、シリンジ１２内の空気は圧縮され高圧になる。

次に、点眼機１を移動させて、ノズルチップ１６の先端が眼球の患部の上に位置するようにして、図２（Ｄ）に示すように、電磁弁１４を開放状態にする。シリンジ１２内の圧縮空気は電磁弁１４、パイプ１５、ノズルチップ１６を経て放出され、ノズルチップ１６先端のサンプル１７を吐出させる。極めて微量のサンプル１７は、患者の眼球の所望の位置に処方される。

図１に示した、フットコントローラ３と制御部２は、図２で説明したピストン１３と電磁弁１４の一連の制御を行う。図４は、制御部２が行うパルスモータ１１１と電磁弁１４の制御の手順を示すフローチャートである。（Ｓ１０１）において、図２（Ａ）で説明した制御を行い、（Ｓ１０２）において、図２（Ｂ）で説明した制御を行い、（Ｓ１０３）において、図２（Ｃ）で説明した電磁弁１４の制御と圧縮の制御を行い、（Ｓ１０４）において、図２（Ｄ）で説明した電磁弁１４の開放の制御を行う。例えば、フットコントローラ３を足で押さえるたびに、上記手順の各ステップが次に進むようにすればよい。なお、図４のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

パルスモータ１１１は、供給する複数のパルス信号の位相やパルス数により、回転角度を決めることができ、１パルスで０．５度程度回転させることも可能である。従って、ピストン１３の位置を正確に設定するのが容易である。図３（Ａ）の構造のパルスモータ１１１では、ねじ軸受け３４により、回転子３１の回転運動をモータシャフト３０の微小移動に変換できるので、ピストン１３の位置の分解能を細かく設定できる。制御部２は、位置（Ｐ３−Ｐ１）、（Ｐ１−Ｐ２）、（Ｐ２−Ｐ３）に応じた極性とパルス数の制御信号をパルスモータ１１１に供給する。

薬液により、吸引量、眼球への吐出圧力を変更する場合もあるから、制御部２では、各手順におけるパルス数を変更設定できるようにするのが好ましい。このためには、吸引量や吐出圧力を設定するためのつまみやテンキーによる入力操作部を制御部２に設けて、パルス数を変更できるようにすればよい。ノズルチップ１６の内径も、薬液１８の粘度、混合物質、吸引量などにより変更できるように、複数種類のノズルチップ１６を用意して、選択して使用するようにすればよい。
上記点眼機１は、小型のパルスモータ１１１、シリンジ１２、電磁弁１４などを用いることにより、太目のペンや万年筆程度の大きさに出来るので、たとえば、眼科医が治療現場で、手軽に使用することが出来る。

シリンジ１２と電磁弁１４の結合は、直接的でも間接的でもよい。間接的な場合とは、直線状、あるいは湾曲状のパイプを介して結合することになるが、シリンジ１２と電磁弁１４が結合されていることに変わりはない。電磁弁１４とパイプ１５の結合も、直接的でも間接的でもよい。間接的の場合、直線状、あるいは湾曲状のパイプを介して結合してもよい。図５（Ｂ）に湾曲したパイプ１９により、シリンジ１２と電磁弁１４、電磁弁１４とパイプ１５が間接的に結合された例を示す。パイプ１５自身が湾曲していてもよい。パイプ１５は、ノズルチップ１６を嵌め込む取り付け部の機能を果たす。電磁弁１４の一方の口がノズルチップ１６の取り付け部になる場合は、パイプ１５は省略できる。

なお、図１において、シリンジ１２とピストン１３が内容積可変の容器を形成し、パイプ１５とノズルチップ１６が容器の出入口を形成し、出入口の途中に電磁弁１４が設けられていると見てもよい。図５（Ｂ）においても、シリンジ１２が容器を形成し、パイプ１９、パイプ１５およびノズルチップ１６が容器の出入口を形成し、出入口の途中に電磁弁１４が設けられていると見てもよい。また、ノズルチップ１６は、出入口の一部と見てもよいし、別部分と見てもよい。
（実施の形態２）

上記実施の形態１では、ねじ軸受け３４を有するパルスモータ１１１を使用したが、モータは、他の一般的なモータを使用してもよい。図３（Ｂ）では、普通のパルスモータ１１１ａのモータシャフトにピニオン３６を設け、回転動作をラック３７により直線動作に変換して、ラック３７がピストン１３の軸を兼ねる構造としている。他の部分の構造は、図１と同様でよい。この場合は、ピストン１３の軸を引っ張るばね１１３はなくともよい。
回転するモータ以外に、リニアモータや、超音波モータなど種々のモータを使用してもよい。
（実施の形態３）
次に、本発明の点眼装置の他の実施の形態について説明する。本実施の形態では、別の容器を使用する。

図５（Ａ）は、このような実施の形態の一例である。シリンジ１２の代りに、容積が可変の容器５１を使用する。容器５１には空気の出入口が設けられており、電磁弁１４に接続されている。容器５１は、やや硬めのゴムや柔軟性のあるプラスチック材料などで構成する。容器５１は、加圧板５２により挟んで押さえるとその容積が減少するが、押さえないと元の形状に復元するものとする。電磁弁１４を閉鎖状態にして圧縮板５２により容器５１を押さえると容積の減少により内圧が高くなる。容器５１をやや扁平、楕円の袋形状とし、２枚の加圧板５２により挟む構造にすれば、容器５２の内容積を大幅に減少させることが容易になる。

電磁弁１４を開放状態にして、加圧板５２を少しだけ押さえておき、ノズルチップ１６を薬液１８に浸し、加圧板５２の圧力を除くと、容器５２の容積が元に戻り、微量の薬液をサンプル１７として、ノズルチップ１６先端に吸引できる。その後、電磁弁１４を閉鎖状態にして、加圧板５２を押さえて、容器５１の体積を元の半分程度にし、その後、電磁弁１４を開放すれば、約２気圧で、微小のサンプル１７を吐出できる。加圧板５２の位置の移動は、パルスモータとギアなどによる駆動機構により実現可能である。
（実施の形態４）

図１において説明した、シリンジ１２とピストン１３を左右逆方向にしてもよい。ピストン１３の軸をパイプ状にして、シリンジ１２の代りに基盤０の垂直部に固定する。ピストン１３の軸のパイプは電磁弁１４に接続される。シリンジ１２をピストン１３にかぶせてパルスモータ１１１のモータシャフトにより、押さえるようにする。シリンジ１２は、ばね１１３と同様の構造により、ピストン１３と反対側に引っ張るようにしておく。
（その他の実施の形態および補足）

本発明の点眼装置によれば、微量の液体の吸引、吐出が可能になる。例えば、１００ｎＬから２０μＬのような微量の液を扱うことも可能である。また、吐出距離としては、５ｍｍから５０ｍｍ程度が実現可能である。

シリンジは、上記説明したように注射器とよく似た構造でもよい。シリンジ１２の材料には金属、プラスチックなどが適用できる。シリンジ１２は、内径１．５ｍｍ、ピストン１３の最大移動距離２ｍｍ程度が一例として挙げられるが、これには限らない。空気を圧縮するので、ピストン１３とシリンジ１２は機密性がよい構造が好ましいことは言うまでも無い。

ノズルチップ１６は、衛生面、薬液混合を避ける安全面から、容易に交換可能なディスポーザブルタイプのチップが好ましい。ノズルチップ１６の穴の内径は０．４ｍｍ、長さ３５ｍｍ程度の円錐状の外形のものが扱いやすいが、この寸法には限らない。滅菌されたチップを使用することが好ましいことは言うまでも無いので、交換用のノズルチップ１６を１本ずつ密閉した袋に収納しておき、使用後は使い捨てにすることもできる。

既に説明したように、シリンジ１２内の圧縮空気の圧力は、ノズルの内径、液の量、液の粘度、混合物質などによって変更できることが好ましい。一例として、１μリットルの薬液を４気圧で吐出する点眼装置を実現できる。

本発明にかかる点眼装置は、種々の溶液を微量に分けて供給する分注の作業に活用可能である。

本発明の一実施形態による点眼装置の構成図 本発明の一実施形態による点眼装置の動作と点眼手順を示す図 本発明で使用するパルスモータの実施形態を示す図 本発明の点眼方法の制御手順を示す図 本発明の他の一実施形態による点眼装置の要部の構成図

符号の説明

１ 点眼機
２ 制御部
３ フットコントローラ
１０ 基板
１１ ピストン駆動部
１１１ パルスモータ
１１２ 駆動軸
１１３ ばね
１２ シリンジ
１３ ピストン
１４ 電磁弁
１５ パイプ
１６ ノズルチップ
１７ サンプル
１８ 薬液
５１ 容器
５２ 圧縮板

Claims (11)

1. 出入口を有し、容積が可変できる容器および出入口の途中に設けられた弁を具備する点眼機と、
   前記容器の容積および前記弁の開閉を制御する制御器を具備する点眼装置であって、
   前記制御器は、前記弁を開放状態として、前記容器の容積を増大させ、
   前記弁を閉鎖状態として、前記容器の容積を所定量に減少させて容器の内圧を高め、
   前記弁を開放状態にして、前記容器内の媒体である薬液を前記出入口から吐出することを特徴とする点眼装置。
2. 前記容器の容積を増大させることにより、前記薬液を前記出入口より吸引する請求項１記載の点眼装置。
3. 前記出入口に着脱可能なノズルチップを結合し、前記薬液を吸引する請求項１記載の点眼装置。
4. シリンジ、ピストン、電磁弁、パイプ、ノズルチップ、および、ピストン駆動部を備え、
   前記シリンジと前記パイプの間に前記電磁弁を設け、前記パイプに前記ノズルチップを結合し、前記シリンジと前記ピストンが形成する容器の容積を、前記ピストン駆動部が制御することを特徴とする点眼装置。
5. 前記電磁弁が開放状態において、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを引き出してシリンジ内に空気を満たし、次に、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを所定の距離引き出して、前記ノズルチップ先端に薬液を吸引し、次に、前記電磁弁が閉鎖状態において、前記ピストン駆動部は、前記ピストンを押し込んで、前記シリンジ内の空気を圧縮し、次に、前記電磁弁が開放状態において、前記薬液を前記ノズルチップから吐出する動作を行うことを特徴とする請求項４記載の点眼装置。
6. 前記パイプを省き、前記電磁弁と前記ノズルチップが結合された請求項４または請求項５何れか記載の点眼装置。
7. 前記ノズルチップは、着脱可能である請求項５または請求項６何れか記載の点眼装置。
8. 前記出入口から吐出される薬液は、約１００ｎＬから約２０μＬの微量の薬液である請求項１から請求項７いずれか記載の点眼装置。
9. 請求項１から請求項８いずれか記載の点眼装置を構成する点眼機。
10. 請求項１から請求項８いずれか記載の点眼装置を構成する制御器。
11. 請求項３から請求項８いずれか記載の点眼装置を構成するノズルチップ。
    

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