特表 2023-532690 半自動的に制御可能な注射器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-31

(54)【発明の名称】半自動的に制御可能な注射器

(51)【国際特許分類】

   A61M 5/315 20060101AFI20230724BHJP

   A61M 5/31 20060101ALI20230724BHJP

【ＦＩ】

A61M5/315 502

A61M5/31 530

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022580740

(86)(22)【出願日】2021-07-01

(85)【翻訳文提出日】2023-02-22

(86)【国際出願番号】 IN2021050644

(87)【国際公開番号】W WO2022003728

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】202041028073

(32)【優先日】2020-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521167936

【氏名又は名称】パイェリ、 スラヴァン クマール

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】パイェリ，スラヴァン クマール

(72)【発明者】

【氏名】モカルラ，パヴァーニ スリーヴィッディヤ

【テーマコード（参考）】

4C066

【Ｆターム（参考）】

4C066BB01

4C066CC01

4C066DD07

4C066EE14

4C066FF05

4C066GG03

4C066HH02

4C066HH12

4C066HH17

(57)【要約】

本発明の主題は、バレル（１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２、３０２、４０２）と、プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）と、作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）と、付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０、５０６）と、移動制御機構（１１８、１２０、２１８、３１４、４１８、５１６、６１８）とを含む半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）に関する。作動部材（１１６、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）はプランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）を移動させるためのものである。付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０、５０６）は、第１方向におけるプランジャ移動時に付勢するとともに、プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）に第２方向に向かって復元力をかける。移動制御機構（１１８、１２０、２１８、３１４、４１８、５１６、６１８）は、プランジャ移動のための可動限界を提供するためにピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）とピン（１１８Ａ、１２０Ａ、２１８Ａ、３１４Ａ、４１８Ａ、５１６Ａ、６１８Ａ）とを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）であって、
オリフィスと内部空洞とを含むバレル（１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２、３０２、４０２）と、
作動端と動作端とを含むプランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）であって、前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）が、前記バレル（１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２、３０２、４０２、５０４）の前記内部空洞に少なくとも部分的に配置されるとともに、前記内部空洞において第１方向及び前記第１方向の反対の第２方向に摺動可能であり、前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）の前記動作端及び前記バレル（１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２、３０２、４０２、５０４）の前記オリフィスがチャンバ（１１２、２１２、３１２、４１２、５１４）を画定するプランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）と、
前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０８）と結合された作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）であって、前記作動部材（１１６、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）が、それに作動力がかけられたときに、前記第１方向における前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）の移動を引き起こすためのものである、作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）と、
前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）と結合された付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０、５０６）であって、前記付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０、５０６）が、前記第１方向における前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）の移動時に付勢するためのものであるとともに、前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）に復元力を前記第２方向に向かってかけるためのものである、付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０、５０６）と、
ピン（１１８Ａ、１２０Ａ、２１８Ａ、３１４Ａ、４１８Ａ、５１６Ａ、６１８Ａ）とピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）のセットとを含む移動制御機構（１１８、１２０、２１８、３１４、４１８、５１６、６１８）であって、前記ピン（１１８Ａ、１２０Ａ、２１８Ａ、３１４Ａ、４１８Ａ、５１６Ａ、６１８Ａ）が、前記第１方向において、前記バレル（１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２、３０２、４０２、５０４）内での前記プランジャ（１０４、２０４、３０４、４０４、５０８、６０６）の前記移動のための可動限界を提供するために、ピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）の前記セットから、前記ピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）のいずれかに挿入可能である、移動制御機構（１１８、１２０、２１８、３１４、４１８、５１６、６１８）と
を含む、半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項2】

ピン受け部材（１１８Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）の前記セットが前記バレル（１０２Ａ、２０２、３０２、４０２、５０４）の外面にある、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項3】

前記移動制御機構（１２０）が、前記バレル（１０２Ｂ）に取り付け可能なスリーブ（１２２）を含み、ピン受け部材（１２０Ｂ）の前記セットが前記スリーブ（１２２）上にある、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ｂ～１００Ｅ）。

【請求項4】

ピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）の前記セットが、前記半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｃ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）の長手方向軸に対して傾斜した直線に沿って整列する、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｃ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項5】

ピン受け部材（１２０Ｂ）の前記セットがジグザグラインで整列する、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ｄ及び１００Ｅ）。

【請求項6】

ピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）の前記セットが穴のセットである、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項7】

ピン受け部材（１１８Ｂ、１２０Ｂ、２１８Ｂ、３１４Ｂ、４１８Ｂ、５１６Ｂ、６１８Ｂ）の前記セットが空洞のセットである、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項8】

前記付勢部材（１１０、２１０、３１０、４１０）がばねである、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項9】

前記付勢部材（５０６）が空気圧によって制御される駆動ユニットである、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項10】

前記作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）が、線形作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）及び回転式作動部材のうちの一方である、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項11】

前記作動部材（１１６、１２４、２０６、３０６、４０６、５１０、６０８）が、油圧式作動部材、空気圧式作動部材、機械的作動部材、及び電気的作動部材のうちの１つである、請求項１に記載の半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）。

【請求項12】

注射器組立体（７００、８００Ｂ）であって、
請求項１～１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）と、
バレル（７２２）と、作動部材（７２４）と、ピストン（７２８）と、オリフィスとを含む手動で制御可能な注射器（７２０）と、
前記少なくとも１つの半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、８００Ａ）のオリフィスと前記手動で制御可能な注射器（７２０）の前記オリフィスとに接続された結合器（７０２）と、
前記結合器（７０２）に結合された第１端とニードル（７０６）に結合された第２端とを有するチューブ（７０４）と、
前記結合器（７０２）と結合された圧力センサ（７０８）であって、前記圧力センサ（７０８）が、前記少なくとも１つの半自動的に制御可能な注射器（１００Ａ～１００Ｅ、２００、３００、４００、５００、６００、７１０、７２０、８００Ａ）及び前記手動で制御可能な注射器（７２０）の少なくとも一方からかけられている圧力の値を測定するためのものである、圧力センサ（７０８）と、
を含む注射器組立体（７００、８００Ｂ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本発明の主題は、概して、流体を標的の体内に注入するための、陽圧を生じさせ、標的の体からサンプルを抽出又は取集するための、又は吸引圧を生じさせるための注射器に、特に、前記目的のための半自動的に制御可能な注射器に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
様々な用途、例えば医療用途、実験用途、及び一般的なワークショップ用途では注射器を、異なる処置、例えば薬物など流体の容量の標的の体内への注入、サンプル及び体液、例えば血液の抽出、化学物質の計測及び移動、並びに物質、例えば糊及び潤滑油の作業面への注入を行うために用いる。注射器の作業には、それぞれ必要とされる陽圧及び負圧を生じさせる注入及び抽出を含む操作を行うために力をかける必要があり、この力は、生物学的用途においては、例えば、必要とされる処置を実施するために生体膜若しくは生体を適所に保持するため、又は生体膜若しくは本体を穿刺するためにより一層かけられる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

図面の簡単な説明
主題の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の図に関連してより良好に理解される。異なる図における同じ参照番号の使用は同様又は同一の特徴及び構成要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1A】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図1B】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図1C】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図1D】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図1E】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図2】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図3】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図4】本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図5A-5B】本発明の主題の実装形態による空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００を示す。

【図6】本発明の主題の実装形態による空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図7】本発明の主題の実装形態による注射器組立体を示す。

【図8A】本発明の主題の実装形態による縦型の半自動的に制御可能な注射器を示す。

【図8B】本発明の主題の実装形態による注入組立体を示す。

【図9】卵細胞質内精子注入プロセスのための注入ニードル側で測定された圧力値を表すデータポイントに関する、従来の注射器と例示的な半自動的に制御可能な注射器との間の性能比較のグラフ表示を示す。

【発明を実施するための形態】

【0005】

詳細な説明
従来の注射器はバレルと、プランジャと、アダプタと、ニードルとを含む。ニードルは、アダプタを介して第１バレル端に取り付けられ、プランジャは第２バレル端からバレル内部に部分的に配置される。円筒形バレルチャンバは、第１バレル端と、バレル内部に配置された第１プランジャ端により囲まれる。バレルチャンバは流体を含むためのものである。プランジャは、第１プランジャ端の軸方向に反対側にある第２プランジャ端に配置されたプランジャフランジを含む。プランジャフランジはバレルの外部に位置付けられる。バレルフランジは、アダプタの先端側に位置する第２バレル端に配置される。プランジャフランジ及びバレルフランジは、少なくとも１本の指を各々プランジャフランジ及びバレルフランジのそれぞれの内側に位置付けることにより引く力又は押す力をかけることを可能にするためであり、プランジャフランジの内側はバレルフランジの内側の方を向く。引く力をかけることにより、第１プランジャ端が円筒形チャンバの軸に沿ってニードルから離れるように移動することが可能になり、これにより、バレルチャンバ内部の圧力を低下させる。バレルチャンバ内部の圧力の低下は、バレルチャンバに向かっての内向きの力をかける。ニードルの開放端が流体と接触させられる場合、バレルチャンバとのニードルの結合の効果で、流体はニードルを介してバレルチャンバ内に吸い込まれる。バレルチャンバ内部の流体の吸引は、流体源からの流体の抽出をもたらす。

【0006】

代替的に、注射器での注入動作を実施するために、少なくとも１本の指が各々、プランジャフランジ及びバレルフランジのそれぞれの外側に置かれる。プランジャフランジの外側及びバレルフランジの外側は、互いに反対側の方向に向いている。押す力がプランジャフランジにかけられ、これはニードルに向かってのプランジャの移動をもたらす。ニードルに向かってのプランジャの移動は、バレルチャンバ内部の圧力を増加させ、ひいては、バレルチャンバ内部に存在する流体をニードルの開口を介してバレルチャンバの外に強制的に出す。流体を標的の体内に注入するために、ニードルは標的の体の外面の内部で穿刺される。

【0007】

しかしながら、従来の注射器において、注射器で抽出及び注入動作を行うために、ユーザは、引く力及び押す力をかけるために少なくとも２本の指を使用することが求められ、残りの指は注射器を適所に保持するために使用される。これは、動作中の注射器の不安定な位置付けをもたらし得るとともに、ひいては不安定な注射器動作をもたらす。さらに、圧力をかけるためにプランジャフランジ及びバレルフランジに２本の指を配置することが求められるため、ユーザは注射器を動作させる際に不便を感じ得る。

【0008】

さらに、注射器の動作中に特定の標的圧力値を必要とする用途において、従来の注射器の使用は、同じユーザにより異なる場合においてかけられる圧力は標的圧力値と厳密に合致し得ないため、課題をもたらし得る。同様に、２人の異なるユーザによりかけられる圧力の値に不一致が生じ得る。厳密な量の流体の抽出及び注入を必要とする用途において、２つの異なる圧力値におけるこの不一致は抽出及び注入プロセスに関して望ましくない結果をもたらし得る。さらに、標的圧力値を達成するために、ユーザは注射器動作を行うためにより長い時間を要し得る。したがって、異なるユーザにわたって標的圧力値に対してかけられた圧力の値の不一致を回避するために、かけられた圧力への制御を提供し得る注射器が必要である。さらに、注射器動作を行うために保持し圧力をかける際のユーザの利便性を向上させ得る注射器が求められている。

【0009】

別の従来の注射器、例えば、回転式注射器が例えば医療用途において異なる処置を行うために使用されてもよい。例えば、回転式注射器は体外受精の用途において、例えば卵細胞質内精子注入において使用される。卵細胞質内精子注入を行うために、回転式注射器は、精子を取集する、卵母細胞の層（卵細胞膜）を穿刺する、及び取集された精子を卵母細胞に注入するために用いられる。さらに、同様の回転式注射器は、精子注入を行うために卵母細胞を適所に保持するために使用され得る。この用途には必要とされる動作を効率的に行うために高度の精度が求められる。概して、従来の回転式注射器は、ベースに配置された回転可能な円筒形アクチュエータを含む。アクチュエータは、ねじ切りされた内面を備えた本体と、本体のねじ山と補完的なねじ山を有するピストンとを含む。ピストンのねじ山は本体のねじ山と係合し得る。さらに、本体はニードルユニットに接続された細いチューブと接続され得る。注射器を作動させるために、アクチュエータは、注射器において負圧を生じさせるために時計回りに回転させられ得る。負圧は、１つ又は複数の精子を注射器内に取集するために生じさせられ得る。さらに、突然の吸引又は負圧がまた、卵細胞膜を穿刺するために生じさせられ得る。

【0010】

代替的に、取集された精子の卵母細胞への注入のために、アクチュエータは反時計回りに回転させられてもよく、これにより注射器に陽圧が生じる。陽圧はニードルの開口に向かっての精子の放出をもたらし得る。ニードルは卵母細胞の標的領域と接触した状態で配置されてもよく、精子を卵母細胞に注入するためにさらなる陽圧がかけられ得る。しかしながら、望ましくない量の負圧をかけることは、卵細胞膜の穿刺時の精子を含む流体の望ましくない取集又は卵母細胞の細胞質からの流体の望ましくない取集など望ましくない結果をもたらし得る。望ましくない陽圧はまた精子注入のプロセス中に卵母細胞に損害を与えることをもたらし得る。

【0011】

同様に、別個の従来の回転式注射器のニードルが標的卵母細胞の近くに配置されてもよく、精子注入を行うために卵母細胞を望ましい位置に保持するために負圧が別個の回転式注射器において生じさせられ得る。しかしながら、卵母細胞を保持するためにかけられる保持のための負圧は、精子注入プロセス中に卵母細胞に損害を与えるのを防ぐために正確にかけられ得るとともに制御され得る。

【0012】

異なる場合において異なるユーザにより又は同じユーザによりかけられる負圧及び陽圧の量は高度に変化し得、このことは、精子の取集及び注入中に、卵母細胞の保持及び卵細胞膜の穿刺のプロセスに望ましくない主観性を導入し得ることに留意され得る。さらに、主観性の度合いを減じるために、ユーザには、注射器の動作中に特定の、厳密な圧力をアクチュエータにかけることが求められ得る。これは、動作を行うために必要な時間が全体として延びることをもたらし得る。

【0013】

したがって、より高い精度及び制御を必要とする医療的処置を行うために注射器の操作に係る主観性を無くすことができ、必要とされるプロセスを行うのに必要とされる時間がより短い注射器が必要である。

【0014】

本発明の主題は、動作中の制御の度合いが向上し、使用の利便性がより高く、動作のために必要とされる時間がより短い半自動的に制御可能な注射器を説明する。

【0015】

本発明の主題の例によると、半自動的に制御可能な注射器は、バレルと、プランジャと、アダプタと、ニードルと、付勢部材と、作動部材と、移動制御機構とを含む。プランジャは、作動部材に押す力をかけることによりニードルに向かう方向に移動させられ、バレル内部に陽圧を形成する。付勢部材はプランジャと結合され、ニードルに向かう方向にプランジャが移動すると、付勢部材は付勢された状態に到達する。押圧力の解除時、付勢部材は、プランジャにニードルから離れるよう復元力をかけるとともに、元の位置へ戻る。プランジャもまた、付勢要素の移動とあわせて元の位置へ戻る。

【0016】

代替的に、プランジャは、作動部材に引く力をかけることによりニードルから離れる方向に移動させられ、バレル内部に負圧を形成する。プランジャがニードルから離れる方向に移動すると、付勢部材は付勢された状態に到達する。引く圧力の解除時、付勢部材はプランジャにニードルに向かって復元力をかけるとともに元の位置へ戻る。プランジャは付勢要素の移動とあわせて元の位置に戻る。

【0017】

プランジャは付勢部材の復元力によりその元の位置へ戻されるため、それに外部の力は求められない。さらに、ユーザは、プランジャをその元の位置へ戻すために注射器の把持を変えることを求められず、このことは注射器の動作中に注射器を安定的な位置に維持するのを容易にする。さらに、ユーザは、快適で便利な方法で注射器動作を行うことができる。

【0018】

さらに、注射器の移動制御機構はピンとピン受け部材のセットとを含む。ピンは、ピン受け部材のセットから、ピン受け部材のいずれかに挿入可能である。ピンは、ピン受け部材のいずれかへの挿入時に、バレル内でのプランジャの移動のための可動限界を提供する。例えば、移動制御機構は、プランジャがユーザにより駆動される方向においてプランジャの移動を制限し得る。プランジャの移動のそのような可変限界は、注射器の動作のためにユーザによりかけられることになる圧力の範囲を画定及び制限する。注射器の移動制御機構は、プランジャの押す又は引く動作中に厳密な力をかける及び維持するためのユーザの努力を実質的に減らすことを容易にし、それによりユーザが注射器動作を行うのに要する時間を全体として短くする。移動制御機構はまた、プランジャの押す又は引く動作中に実質的に均一な力をかける及び維持するのに役立ち、このことは、異なる場合での異なるユーザ又は使用を原因とする注射器動作における主観性を取り除くとともに、注射器により行われるプロセスに関する望ましくない結果を避ける。

【0019】

相応して、本発明の主題のアプローチは、注射器動作の安定性を向上させると同時に注射器の便利で効率的な制御を確実にする半自動的に制御可能な注射器を提供する。さらに、本発明の主題により実装されたとおり、プランジャの移動を制御することにより、注射器動作に主観性が入ることを無くすことができるとともに、注射器動作に必要とされる時間を全体として短くすることができる。

【0020】

本発明の主題のこれらの及び他の利点は、以下の説明において図１～９とあわせてより詳細に説明される。本発明の主題のデバイスが実装されるやり方は、図１～９に関して詳細に説明される。説明は、本発明の主題の原理を示すだけであることに留意されたい。したがって、当業者は、本明細書において明確には説明されていないが、本発明の主題の原理を実現するとともにその範囲に含まれる様々な配置構成を考案することができることが認められる。さらに、本明細書において挙げられた全ての例は、読者が本発明の主題の原理を理解することを支援することのみを意図されている。さらに、本発明の主題の原理、態様及び実装形態、並びにその特定の例を挙げている本明細書における全ての記述は、その均等物を包含することを意図される。

【0021】

図１Ａ～１Ｅは、本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器１００Ａ～１００Ｅを示す。半自動的に制御可能な注射器１００Ａ～１００Ｅはまた、以降で簡潔さのために注射器１００Ａ～１００Ｅと呼ばれる。半自動的に制御可能な注射器１００Ａは、バレル１０２Ａと、プランジャ１０４と、アダプタ１０６と、ニードル１０８と、付勢部材１１０と、チャンバ１１２と、キャップ１１４と、作動部材１１６と、移動制御機構１１８とを含む。バレル１０２Ａはオリフィスと内部空洞とを含み得る。プランジャ１０４は部分的にバレル１０２Ａ内部に配置され得る。プランジャ１０４は付勢部材１１０と結合され得る。プランジャ１０４はバレル１０２Ａ内部に摺動可能なやり方で移動可能に配置され得る。アダプタ１０６はバレル１０２Ａの第１端で一体化される。バレル１０２Ａは、第１端の反対側に位置する第２端に開口を含む。プランジャ１０４は第２端の開口からバレル１０２Ａに挿入される。例において、プランジャ１０４は、少なくとも部分的にバレル１０２Ａの内部空洞に配置されるとともに、内部空洞において第１方向及び第１方向の反対の第２方向に摺動可能である。

【0022】

プランジャ１０４は作動端と動作端とを含む。部分的に配置された状態において、プランジャ１０４の動作端はバレル１０２Ａ内部に配置され、力を受ける又はプランジャ１０４を作動させるプランジャ１０４の作動端は動作端から離れている。

【0023】

例において、プランジャ１０４の動作端は、バレル１０２Ａの内面の周りに気密シールを作り出すためのシーリング要素（図１Ａに示されず）を含む。シーリング要素はゴムガスケットを含む。キャップ１１４は、作動端にフランジタイプ構造を作り出すためにプランジャ１０４の作動端に取り付けられる。例において、キャップ１１４は作動端へねじ接続部を通じて取り付けられる。別の例において、キャップ１１４は作動端にスナップ篏めされる。バレルの第２端はフランジが配設される。付勢部材１１０は、プランジャ１０４に配置されたフランジタイプ構造とバレル１０２Ａのフランジとの間に配置される。付勢部材１１０の端はキャップ１１４に篏合され、キャップ１１４は、プランジャ１０４に配置されたフランジタイプ構造とバレル１０２Ａのフランジとの間で付勢部材１１０に係止される。例において、付勢部材１１０は、プランジャの移動時に第１方向に付勢するためのものであるとともに、プランジャ１０４に第２方向に向かって復元力をかけるためのものである。例において、付勢部材は機械ばね又はワイヤばねである。

【0024】

ニードル１０８はアダプタ１０６に取り付けられる。バレル１０２Ａの第１端及びプランジャ１０４の動作端はチャンバ１１２を画定する。

【0025】

注射器１００Ａにおいてサンプルの取集など動作を行うために、例えば、プランジャ１０４は、プランジャ１０４の作動端にニードル１０８に向かって押す力をかけることにより方向Ａに移動させられる。同時に、方向Ａにおけるプランジャ１０４の移動は、付勢部材１１０の付勢をもたらす。さらに、ニードル１０８の開口端が標的流体に接触した状態で位置付けられる。付勢部材１１０は、かけられた押す力の効果で、付勢された状態のままとなる。

【0026】

試料取集を開始するために、押す力がプランジャ１０４から除去され、付勢部材１１０の、付勢されていない状態へ戻る移動がもたらされる。プランジャ１０４との付勢部材１１０の結合の結果として、プランジャ１０４は、付勢部材１１０の消勢と共に、ニードル１０８から離れるように移動させられる。プランジャ１０４の、ニードル１０８から離れる移動は、チャンバ１１２内部に負圧を生じさせることをもたらす。この負圧は、ニードル１０８を介したチャンバ付勢１１２に向かっての方向Ｂにおける開口端と接触している流体の移動を引き起こす。サンプルの取集は、付勢部材１１０及びプランジャ１０４が、付勢部材１１０の移動と共に、付勢部材１１０の付勢されていない状態である元の位置に到達したときに完了する。

【0027】

図１Ａに示されるとおり、作動部材１１６はプランジャ１０４と結合される。例えば、プランジャ１０４の作動端は作動部材１１６に取り付けられる。ユーザは、彼の指で注射器１００Ａを把持し得るとともに、彼の親指を作動部材１１６に置いて作動部材１１６を方向Ａにおいて摺動させる。作動部材１１６は、ユーザにより外力をかけられると、方向Ａにおけるプランジャ１０４の作動を引き起こす。作動部材１１６はボタン１１６Ａと接続部１１６Ｂとを含む。ボタン１１６Ａは、接続部１１６Ｂを介してプランジャ１０４の作動端に結合される。付勢部材１１０はバレル１０２Ａの第２端と接続部１１６Ｂのセクションとの間に配置される。作動部材１１６は、それに作動力がかけられたときに、第１方向におけるプランジャ１０４の移動を引き起こすためのものである。例において、作動部材１１６は線形作動部材である。

【0028】

図１Ａに示される作動部材１１６は機械的作動部材である。しかしながら、別の例において、作動部材は油圧式作動部材、空気圧式作動部材、及び電気的作動部材のうちの１つであってもよい。

【0029】

注射器１００Ａの移動制御機構１１８はピン１１８Ａとピン受け部材１１８Ｂのセットとを含む。ピン１１８Ａは、第１方向におけるバレル１０２Ａ内でのプランジャ１０４の移動のための可動限界を提供するために、ピン受け部材１１８Ｂのセットからピン受け部材１１８Ｂのうちのいずれかに挿入可能である。半自動的に制御可能な注射器１００Ａにおいて、ピン受け部材１１８Ｂのセットはバレル１０２Ａの外面にある。ピン受け部材１１８Ｂの各々の整列は、ピン受け部材１１８Ｂの各々の整列の各々におけるピン１１８Ａの挿入がプランジャ１０４の移動の異なる制限を可能にするようなものである。プランジャ１０４は、ピン１１８Ａが挿入されているピン受け部材までのみ移動するように制限されている。

【0030】

注射器１００Ａにおけるピン受け部材１１８Ｂのセットは、バレル１０２Ａに形成された穴のセットである。ピン１１８Ａはピン受け部材１１８Ｂのうちの１つに挿入される。ピン１１８Ａはバレル１０２Ａの内部空洞において突出する。さらに、外力をかけたときのニードル１０８に向かってのプランジャ１０４の移動は、プランジャ１０４のシャフトを、内部空洞においてピン１１８Ａに当接させる。例において、シャフトは、ピン１１８Ａと当接して方向Ａにおけるプランジャ１０４の移動を制限するフランジ（図１Ａに示さず）を含み得る。

【0031】

別の例において、ピン１１８Ａは、ピン受け部材１１８Ｂのうちの１つに挿入されると、バレル１０２Ａから突出し、作動部材１１６がピン１１８Ａに当接して、作動部材１１６、したがってプランジャ１０４の移動を方向Ａにおいて制限する。例において、作動部材１１６のボタン１１６Ａはピン１１８Ａに当接する。

【0032】

移動制御機構１１８により提供されたバレル１０２におけるプランジャ１０４の移動の制限は、プランジャ１０４の移動の実質的に均一な制御、異なるユーザにより又は異なる場合にプランジャ１０４にかけられる作動力の不均一を無くすことを可能にする。

【0033】

図１Ｂは、半自動的に制御可能な注射器１００Ａと同様に、プランジャ１０４と、アダプタ１０６と、ニードル１０８と、付勢部材１１０と、チャンバ１１２と、キャップ１１４と、作動部材１１６とを含む例示的な半自動的に制御可能な注射器１００Ｂを示す。さらに、半自動的に制御可能な注射器１００Ｂは、バレル１０２Ｂ及び、ピン１２０Ａとピン受け部材１２０Ｂのセットとを含む移動制御機構１２０を含む。付勢部材１１０は、プランジャ１０４に配置されたフランジタイプ構造とバレル１０２Ｂのフランジとの間に配置される。移動制御機構１２０は、バレル１０２Ｂに取り付け可能なスリーブ１２２を含む。ピン受け部材１２０Ｂのセットはスリーブ１２２上にある。例において、スリーブ１２２はバレル１０２Ｂに取り付けられる。例において、ピン受け部材１２０Ｂのセットは、半自動的に制御可能な注射器１００Ｂの長手方向軸に対して傾斜した直線に沿って整列する。例において、ピン受け部材１２０Ｂのセットは、ピン１２０Ａを受けるための穴のセットである。別の例において、ピン受け部材１２０Ｂのセットは、ピン１２０Ａを受けるための空洞のセットである。

【0034】

ピン１２０Ａはピン受け部材１２０Ｂのうちの１つに挿入される。ピン１２０Ａはバレル１０２Ｂから突出するとともに、方向Ａにおけるプランジャ１０４の移動時にボタン１１６Ａと当接する。そのような当接は、方向Ａにおける作動部材１１６のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ１０４との作動部材１１６の結合を原因として、プランジャ１０４の移動は同様に方向Ａにおいて制限される。

【0035】

図１Ｃは、半自動的に制御可能な注射器１００Ｂと同様に、バレル１０２Ｂと、プランジャ１０４と、アダプタ１０６と、ニードル１０８と、付勢部材１１０と、チャンバ１１２と、キャップ１１４と、作動部材１１６と、移動制御機構１２０と、スリーブ１２２とを含む例示的な半自動的に制御可能な注射器１００Ｃを示す。付勢部材１１０は、アダプタ１０６の基端側にあるバレル１０２Ｂの第１端とプランジャ１０４の作動端との間に配置される。

【0036】

図１Ａ～１Ｃに示された実装形態において、方向Ａにおけるプランジャ１０４の移動と共に、付勢部材１１０は、付勢されていない状態から圧縮され付勢された状態に到達する。さらに、方向Ｂにおけるプランジャ１０４の移動と共に、付勢部材１１０は圧縮され付勢された状態から付勢されていない状態に戻る。

【0037】

付勢部材１１０は、プランジャ１０４の、その元の位置へ戻る移動を自動化することを可能にする。プランジャ１０４を手動で引き戻すことが不要であることから、ユーザは、バレル１０２Ｂを把持することにより注射器１００Ａ～１００Ｃを快適に保持し得るとともに、必要とされる注射器動作を便利に行うことができる。これは、動作中の注射器の安定性を全体として向上させる。さらに、負圧を生じさせることを含む、取集プロセスの後半部分が自動化されるため、取集プロセスを行うのに必要とされる時間が短縮される。

【0038】

図１Ｄは例示的な半自動的に制御可能な注射器１００Ｄを示す。半自動的に制御可能な注射器１００Ｄの機能は半自動的に制御可能な注射器１００Ｂの機能と同様である。ピン受け部材１２０Ｂのセットはジグザグラインで整列する。

【0039】

図１Ｅは、半自動的に制御可能な注射器１００Ｂと同様に、バレル１０２Ｂと、プランジャ１０４と、アダプタ１０６と、ニードル１０８と、付勢部材１１０と、チャンバ１１２と、キャップ１１４とを含む例示的な半自動的に制御可能な注射器１００Ｅを示す。半自動的に制御可能な注射器１００Ｅは、図１Ｄの移動制御機構１２０及びスリーブ１２２と構造において同様の移動制御機構１２０とスリーブ１２２とを含む。半自動的に制御可能な注射器１００Ｅはまた、ボタン１２４Ａを含む作動部材１２４を含む。作動部材１２４はプランジャ１０４と結合される。例えば、作動部材１２４のボタン１２４Ａは、バレル１０２Ｂに形成されたスロットを通じてプランジャ１０４に結合される。半自動的に制御可能な注射器１００Ｅのスリーブ１２２は、図示のとおり、バレル１０２Ｂに、ボタン１２４Ａと、アダプタ１０６が一体化される端とは反対側のバレル１０２Ｂの端との間の位置に取り付けられる。

【0040】

ピン１２０Ａは、ピン受け部材１２０Ｂのうちの１つに挿入される。ピン１１８Ａは、バレル１０２Ｂから突出するとともに、方向Ｂにおけるプランジャ１０４の移動時にボタン１１６Ａと当接する。そのような当接は、方向Ｂにおける作動部材１１６のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ１０４との作動部材１１６の結合を原因として、プランジャ１０４の移動はまた、方向Ｂにおいて制限される。

【0041】

図２は、本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器２００を示す。半自動的に制御可能な注射器２００は、体外受精プロセス、例えば卵細胞質内精子注入において使用される。以降では簡潔さのために注射器２００とも呼ばれる半自動的に制御可能な注射器２００は、負圧をかけることにより卵母細胞を適所に保持するために使用されてもよい。注射器２００は、バレル２０２と、プランジャ２０４と、作動部材２０６と、ニードル２０８と、付勢部材２１０と、チャンバ２１２と、チューブ２１４と、持針器２１６と、移動制御機構２１８とを含む。付勢部材２１０及び移動制御機構２１８は、それぞれ付勢部材１１０及び移動制御機構１２０と同様である。バレル２０２は第１セクション２０２Ａと第２セクション２０２Ｂとを含む。第１セクション２０２Ａの直径は第２セクション２０２Ｂの直径より大きい。プランジャ２０４はバレル２０２内部に配置される。例において、プランジャ２０４はバレル２０２内部に部分的に配置される。別の例において、プランジャ２０４はバレル２０２内部に完全に配置される。バレル２０２はスロット２２０を含む。作動部材２０６はバレル２０２に配置されるとともにスロット２２０を介してプランジャ２０４と結合される。図２において、円で囲まれた領域２５０は、スロット２２０を介したプランジャ２０４との作動部材２０６の結合の側部断面図を示す。スロット２２０は、作動部材２０６及びプランジャ２０４が何の妨げも無しに方向Ａ及びＢに摺動し得るのに十分長い。付勢部材２１０はプランジャ２０４とバレル２０２との間に配置される。プランジャ２０４の動作端及びアダプタの基端側にあるバレル２０２の第１端はチャンバ２１２を画定する。

【0042】

バレル２０２はチューブ２１４を介してニードル２０８と接続される。チューブ２１４の長さは７０～２００ｃｍの範囲にあり得る。チューブ２１４の内径は１ｍｍであり得る。ニードル２０８は、ニードル２０８を安定的に保持するための持針器２１６に取り付けられる。ニードル２０８は先端２０８Ｂを備えた中空シャフト２０８Ａを含む。先端２０８Ｂの内径は２０～５０ミクロンの範囲にあり得る。例において、ニードル２０８は使い捨てのニードルである。持針器２１６は、ニードル２０８の位置付けを正確に制御するために、マニピュレータコントローラ（図示せず）に取り付けられてもよい。

【0043】

プランジャ２０４は、チャンバ２１２内部に陽圧を生じさせるために、プランジャ２０４の動作端の反対側に位置するプランジャ２０４の作動端へ押す力をかけると、チューブ２１４に向かって移動させられる。この移動の結果として、付勢部材２１０は付勢された状態に到達する。例において、プランジャ２０４の変位は１～５ｃｍの範囲であり得る。先端２０８Ｂは、精子が注入されることになる卵母細胞の近くに位置付けられる。先端２０８Ｂを卵母細胞の近くに位置付けると、押圧力は解除される。押圧力の解除時、付勢部材２１０は付勢されていない状態に戻る。付勢部材２１０の、付勢されていない状態への移動の効果で、プランジャ２０４は、チャンバ２１２内部に負圧を生じさせる元の位置に向かって自動的に移動させられる。結果として、卵母細胞は先端２０８Ｂに向かって吸引される。先端２０８Ｂと比較して卵母細胞のサイズが大きいことを原因として、卵母細胞は先端２０８Ｂで保持され、ニードル２０８内部に完全に吸引されてしまうことは防がれる。プランジャ２０４の変位は、１～３キロパスカル（ｋＰａ）の範囲の負圧をかける。

【0044】

さらに、プランジャ２０４及び付勢部材２１０の変位の範囲は、プランジャ２０４の移動を必要とされる度合いに制限するバレル２０２に配置された移動制御機構２１８で制御される。移動制御機構２１８はピン２１８Ａとピン受け部材２１８Ｂのセットとを含む。ピン２１８Ａは、ピン受け部材２１８Ｂのうちの１つに挿入される。ピン２１８Ａは、バレル２０２から突出するとともに、方向Ａにおける作動部材２０６の移動時に作動部材２０６と当接する。そのような当接は、方向Ａにおける作動部材２０６のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ２０４との作動部材２０６の結合を原因として、プランジャ２０４の移動は同様に方向Ａにおいて制限される。同様に、ピン２１８Ａを異なるピン受け部材２１８Ｂに挿入することにより、ユーザは必要とされる動作に従って範囲を増大又は減少させ得る。範囲の制御は、ユーザが卵母細胞を先端２０８Ｂで保持するためにかけられる負圧の量を正確に制御することを可能にする。

【0045】

図３は本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器３００を示す。簡潔さのために以降では注射器３００とも呼ばれる半自動的に制御可能な注射器３００は、体外受精プロセス、例えば卵細胞質内精子注入において使用されてもよい。注射器３００は、バレル３０２と、プランジャ３０４と、作動部材３０６と、ニードル３０８と、付勢部材３１０と、チャンバ３１２と、移動制御機構３１４とを含む。プランジャ３０４、作動部材３０６、ニードル３０８、及び移動制御機構３１４はそれぞれプランジャ２０４、作動部材２０６、ニードル２０８、及び移動制御機構２１８と同様である。バレル３０２は、ニードル３０８と接続されたバレル３０２の先端側にある端から閉鎖される。注射器３００の付勢部材３１０は、図１のチャンバ２１２と同様にチャンバ３１２を画定するニードル３０８の近くに位置するバレル３０２の第１端とプランジャ３０４の動作端との間で接続される。

【0046】

移動制御機構３１４は、プランジャ３０４の移動を必要とされる度合いに制限することによりプランジャ３０４及び付勢部材３１０の変位の範囲を制御する。移動制御機構３１４は、ピン３１４Ａとピン受け部材３１４Ｂのセットとを含む。ピン３１４Ａは、ピン受け部材３１４Ｂのうちの１つに挿入される。ピン３１４Ａは、バレル３０２から突出するとともに方向Ａにおける作動部材３０６の移動時に作動部材３０６と当接する。そのような当接は、方向Ａにおける作動部材３０６のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ３０４との作動部材３０６の結合を原因として、プランジャ３０４の移動は同様に方向Ａにおいて制限される。同様に、ピン３１４Ａを異なるピン受け部材３１４Ｂに挿入することにより、ユーザが必要とされる動作に従って範囲を増大又は減少させ得る。範囲の制御はユーザがニードル３０８の先端３０８Ａで卵母細胞を保持するためにかけられる負圧の量を正確に制御することを可能にする。

【0047】

図４は、本発明の主題の実装形態による半自動的に制御可能な注射器４００を示す。以降では簡潔さのために注射器４００とも呼ばれる半自動的に制御可能な注射器４００は、精子を取集するために、及び体外受精プロセス、例えば卵細胞質内精子注入において取集された精子を標的卵母細胞に注入するために使用され得る。注射器４００は、バレル４０２と、プランジャ４０４と、作動部材４０６と、ニードル４０８と、付勢部材４１０と、チャンバ４１２と、チューブ４１４と、持針器４１６と、移動制御機構４１８とを含む。注射器４００の特徴の構造上の配置構成は、図２の注射器２００の特徴の構造上の配置構成と同様であってもよい。しかしながら、注射器４００の特徴の構造上の寸法は注射器２００及び半自動的に制御可能な注射器１００Ｅの特徴とは異なり得る。付勢部材４１０から離れて位置付けられたプランジャ４０４の動作端、及び付勢部材４１０から離れて位置するバレル４０２の第１端がチャンバ４１２を画定する。バレル４０２はチューブ４１４を介してニードル４０８と接続される。チューブ４１４の長さは７０～２００ｃｍの範囲であり得る。チューブ４１４の内径は１ｍｍであり得る。

【0048】

ニードル４０８はニードル４０８を安定的に保持するための持針器４１６に取り付けられる。ニードル４０８は先端４０８Ｂを備えた中空シャフト４０８Ａを含む。先端４０８Ｂの内径は３～１０ミクロンの範囲にあり得る。例において、ニードル４０８は使い捨てのニードルである。持針器４１６は、ニードル４０８の位置付けを正確に制御するためにマニピュレータコントローラ（図示せず）に取り付けられる。プランジャ４０４は、チャンバ４１２内部に陽圧を作り出すためにプランジャ４０４に押す力をかけることによりチューブ４１４に向かって移動させられる。そのような移動の結果として、付勢部材４１０は付勢された状態に到達する。

【0049】

例において、プランジャ４０４の動作端は、バレル４０２の内面の周りに気密シールを作り出すためのシーリング要素４０４Ａを含む。プランジャ４０４は、動作端の反対側に位置する作動端を含む。シーリング要素４０４Ａはゴムガスケットを含む。キャップ４２０はバレル４０２の第２端に取り付けられ、第２端はバレル４０２の第１端の反対側に位置する。キャップ４１８はバレル４０２の第２端にフランジタイプ構造を作り出す。例において、キャップ４２０はねじ接続部を通じてバレル４０２の第２端に取り付けられる。別の例において、キャップ４２０はバレル４０２の第２端にスナップ篏めされる。プランジャ４０４の作動端にはフランジが配設される。付勢部材４１０は、バレル４０２の第２端に配置されたフランジタイプ構造とプランジャ４０４の作動端のフランジとの間に配置される。付勢部材４１０の端はキャップ４２０に篏合され、キャップ４２０は付勢部材４１０をバレル４０２の第２端に配置されたフランジタイプ構造とプランジャ４０４の作動端のフランジとの間に係止する。

【0050】

作動部材４０６は、プランジャ４０４の移動を引き起こすためにユーザにより使用される。例において、プランジャ４０４の移動は１～５ｃｍの範囲であり得る。キャップ４２０に向かってのプランジャ４０４の移動は１０～２０ｋＰａの範囲の負圧をかける。

【0051】

移動制御機構４１８は、作動部材４０６の移動を必要とされる度合いに制限することにより作動部材４０６の変位の範囲を制御する。そのような制御はまた、プランジャ４０４との作動部材の４０６の結合を原因としてプランジャ４０４の変位の範囲を制限する。移動制御機構４１８はピン４１８Ａとピン受け部材４１８Ｂのセットとを含む。ピン４１８Ａは、ピン受け部材４１８Ｂのうちの１つに挿入される。ピン４１８Ａは、バレル４０２から突出するとともに方向Ｂにおける作動部材４０６の移動時に作動部材４０６と当接する。そのような当接は方向Ｂにおける作動部材４０６のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ４０４との作動部材４０６の結合を原因として、プランジャ４０４の移動はまた方向Ｂにおいて制限される。同様に、ピン４１８Ａを異なるピン受け部材４１８Ｂに挿入することにより、ユーザが必要とされる動作に従って範囲を増大又は減少させ得る。範囲の制御は、ユーザが、精子を収集するために及び体外受精プロセスにおいて取集された精子を標的卵母細胞に注入するために必要とされる圧力の量を正確に制御することを可能にする。

【0052】

先端４０８Ｂが卵母細胞の外部層（透明帯）を貫通するために、機械的圧力がニードル４０８により、チューブ４１４内部に取集された精子（図示せず）を入れる卵母細胞（図示せず）にかけられる。外部層を穿刺した後、ニードル４０８は、卵母細胞に向かって、卵母細胞直径の３０％～７０％中へさらに押される。さらに、プランジャ４０４は、負圧又は吸引圧を生じさせるために制御可能なやり方でキャップ４２０に向かって作動部材４０６に引く力がかけられ、これは今度は、付勢部材４１０を伸張するやり方で付勢された状態を達成するように作動させる。負圧は、卵母細胞（卵細胞膜）の内部層を穿刺するために用いられる。内部層を成功裏に穿刺した後で、引く力は解除される。押す力の解除は、付勢部材４１０が付勢された状態から付勢されていない状態を自動的に達成することを可能にする。付勢部材４１０が付勢されていない状態へ変わることは、かけられた負圧を無効にするためにプランジャ４０４の移動を可能にする。その後、付勢部材４１０は付勢されていない状態に戻され、さらに、精子を卵母細胞内に入れるために陽圧がかけられる。例において、陽圧は１～２ｋＰａの範囲にあり得る。これにより、卵母細胞の細胞質内へ精子を入れることが成功する。

【0053】

図５Ａ及び５Ｂは、本発明の主題の実装形態による、空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００を示す。空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００はまた、以降で簡潔さのために空気圧式注射器５００と呼ばれる。図５Ａは外側ケーシング５０２を備えた空気圧式注射器５００の断面図を示す。図５Ｂは外側ケーシング５０２の無い空気圧式注射器５００を示す。空気圧式注射器５００は、動作バレル５０４と、作動バレル５０６と、プランジャ５０８と、作動部材５１０と、シーリングキャップ５１２と、チャンバ５１４と、移動制御機構５１６とを含む。移動制御機構５１６は図２の移動制御機構２１８と同様であってもよい。動作バレル５０４及び作動バレル５０６は結合されて共通の閉鎖システムを画定する。共通の閉鎖システムはチャンバ５１４を画定する。プランジャ５０８は、動作バレル５０４及び作動バレル５０６により画定された閉鎖システムの内部に配置される。作動バレル５０６は付勢部材を形成し得る。例において、空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００は空気圧によって制御される駆動ユニットを含む。空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００の付勢部材は空気圧によって制御される駆動ユニットであってもよい。

【0054】

スロットが動作バレル５０４及び作動バレル５０６の一方の外面に配置される。作動部材５１０は、動作バレル５０４及び作動バレル５０６の一方の外面に配置されるとともに、スロットを介してプランジャ５０８と結合される。作動部材５１０へ摺動力をかけたときの方向Ａにおけるプランジャ５０８の移動は、作動バレル５０６内部に空気圧を作り出す。摺動力の除去時、方向Ｂに向かっての元の位置へのプランジャ５０８の移動は、作動バレル５０６内部で生じさせられた空気圧の効果により作動させれる。

【0055】

移動制御機構５１６はピン５１６Ａとピン受け部材５１６Ｂのセットとを含む。ピン受け部材５１６Ｂのセットはプランジャ５０８の変位の範囲を制御するために動作バレル５０４の外面に配置される。

【0056】

移動制御機構５１６は、作動部材５１０の移動を必要とされる度合いに制限することにより作動部材５１０の変位の範囲を制御する。そのような制御はまた、プランジャ５０８との作動部材５１０の結合を原因としてプランジャ５０８の変位の範囲を制限する。ピン５１６Ａは、ピン受け部材５１６Ｂのうちの１つに挿入される。ピン５１６Ａは、バレル５０４から突出するとともに方向Ａにおける作動部材５１０の移動時に作動部材５１０と当接する。そのような当接は方向Ａにおける作動部材５１０のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ５０８との作動部材５１０の結合を原因として、プランジャ５０８の移動はまた方向Ａにおいて制限される。同様に、ピン５１６Ａを異なるピン受け部材５１６Ｂに挿入することにより、ユーザが必要とされる動作に従って範囲を増大又は減少させ得る。

【0057】

図６は、本発明の主題の実装形態による空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器６００を示す。空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器６００は以降、簡潔さのために空気圧式注射器６００と呼ばれ得る。空気圧式注射器６００は第１チューブ６０２と、第２チューブ６０４と、プランジャ６０６と、作動部材６０８と、移動制御機構６１８とを含む。組み立てられた状態において、第１チューブ６０２及び第２チューブ６０４はバレルを形成し得る。プランジャ６０６は２つの円筒形セクション６１０、６１２を含む。第１セクション６１０は５～１５ｍｍの範囲の内径を有し得る。第１セクション６１０の外縁にはシーリング要素６１０Ａが設けられる。第２セクション６１２は３～７ｍｍの範囲の直径を有し得る。第１セクション６１０と同様に、第２セクション６１２の外縁にはシーリング要素６１２Ａが設けられる。例において、プランジャ６０６の両セクション６１０、６１２のシーリング要素６１０Ａ、６１２Ａはゴムバウチャー又はガスケットでできていてもよい。第２チューブ６０４はスロット６２０を含む。作動部材６０８は第１チューブ６０２に配置されるとともに、スロット６２０を介してプランジャ６０６と結合される。

【0058】

プランジャ６０６は、第１チューブ６０２の第１端から第１チューブ６０２内部に挿入される。第１チューブ６０２の内径未満の外径を有する第２チューブ６０４は、第１チューブ６０２の第２端から第１チューブ６０２に取り付けられる。第２チューブ６０４は小さい開口を有する突出部６１４を含む。突出部６１４は、第２チューブ６０４の残りの部分の内径未満の内径を有し得る。突出部６１４の外径は０．５～１．５ｍｍの範囲にあり得る。第２チューブ６０４は、チャンバを作り出すようなやり方で第１チューブ６０２の第２端に取り付けられる。例において、第１チューブ６０２はねじ接続部を通じて第２チューブ６０４と取り付けられる。別の例において、第１チューブ６０２は、スナップ篏め接続部で気密なやり方で第２チューブ６０４と取り付けられる。

【0059】

配置された状態において、シーリング要素６１２Ａを含むプランジャ６０６の動作端は第２チューブ６０４内部に配置され、プランジャ６０６の作動端は第１チューブ６０２内部に配置される。キャップ６１６は、第２チューブ６０４から離れたところに位置する第１チューブ６０２の一端に取り付けられ、キャップ６１６は、第１チューブ６０２内部に、プランジャ６０６の作動端と第１チューブ６０２の、キャップ６１６が接続された端との間に、気密の筐体を作り出す。例において、キャップ１１４は、ねじ接続部を通じて第１チューブ６０２に取り付けられる。別の例において、キャップ１１４は第１チューブ６０２の端にスナップ篏めされる。

【0060】

移動制御機構６１８は、作動部材６０８の移動を必要とされる度合いに制限することにより作動部材６０８の変位の範囲を制御する。そのような制御はまた、プランジャ６０６との作動部材６０８の結合を原因としてプランジャ６０６の変位の範囲を制限する。移動制御機構６１８はピン６１８Ａとピン受け部材６１８Ｂのセットとを含む。ピン６１８Ａはピン受け部材６１８Ｂのうちの１つに挿入される。ピン６１８Ａは、第２チューブ６０４から突出するとともに方向Ａにおける作動部材６０８の移動時に作動部材６０８と当接する。そのような当接は方向Ａにおける作動部材６０８のさらなる移動を制限する。さらに、プランジャ６０６との作動部材６０８の結合を原因として、プランジャ６０６の移動は同様に方向Ａにおいて制限されている。同様に、ピン６１８Ａを異なるピン受け部材６１８Ｂに挿入することにより、ユーザが必要とされる動作に従って範囲を増大又は減少させ得る。

【0061】

第１チューブ６０２内部に配置されたプランジャ６０６は、チャンバに沿って第２チューブ６０４に向かって部分的に摺動可能である。作動部材６０８に加えて第１チューブ６０２、第２チューブ６０４、及びプランジャ６０６を組み立てた後で、キャップ６１６が第１チューブ６０２をプランジャ６０６が第１チューブ６０２に挿入される端から閉鎖するために使用される。キャップ６１６は第１チューブ６０２内部に気密閉鎖システムを作り出す。摺動力をかけることによる作動部材６０８の作動は、プランジャ６０６を１つの方向に移動させる一方で移動の方向に反対側の領域において負圧を生じさせる。これは、作動部材６０８にかけられた力が解除された時のプランジャ６０６の摺動により戻る移動をもたらす。

【0062】

図７は本発明の主題の実装形態による注射器組立体７００を示す。注射器組立体７００は結合器７０２と、チューブ７０４と、ニードル７０６と、圧力センサ７０８と、少なくとも１つの半自動的に制御可能な注射器７１０と、手動で制御可能な注射器７２０とを含む。手動で制御可能な注射器７２０は手動で制御可能な回転式注射器７２０である。手動で制御可能な回転式注射器７２０は図７に示されているが、手動で制御可能な縦型注射器が注射器組立体７００において使用されてもよい。少なくとも１つの半自動的に制御可能な注射器７１０は縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０である。縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０が図７に示されているが、回転式の半自動的に制御可能な注射器が注射器組立体７００において使用されてもよい。

【0063】

例において、縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０は卵細胞膜穿刺のために必要とされる吸引圧を生じさせるためのものであり、手動で制御可能な回転式注射器７２０は、卵細胞膜の穿刺の成功時に精子を取集する及び精子を入れるためのものである。図７の縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０は図４の半自動的に制御可能な注射器４００と同様であってもよい。縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０は前円筒形部分７１０Ａと後円筒形部分７１０Ｂとを含む。後円筒形部分７１０Ｂは、付勢部材の移動を制限するために付勢部材７１２とキャップ７１４とを収容する。付勢部材７１２及びキャップ７１４は図４の付勢部材４１０及びキャップ４２０と同様であってもよい。前円筒形部分７１０Ａは、５～２０ｍｍの直径を有し得る。前円筒形部分７１０Ａはアダプタ７１６を介して結合器７０２に結合される。結合器７０２は、今度はチューブ７０４を介してニードル７０６に結合される。例において、ニードル７０６は、ニードル７０６を安定的に保持するための持針器７１８に取り付けられる。持針器７１８は、ニードル７０６の位置付けを正確に制御するためにマニピュレータコントローラ（図示せず）に取り付けられる。ニードル７０６は先端７０６Ｂを備えた中空シャフト７０６Ａを含む。先端７０６Ｂの内径は２０～５０ミクロンの範囲にあり得る。例において、ニードル７０６は使い捨てのニードルである。

【0064】

手動で制御可能な回転式注射器７２０はまた、以降では簡潔さのために回転式注射器７２０と呼ばれる。回転式注射器７２０は、バレル７２２と、作動部材７２４と、ねじ切りされた部材７２６と、ねじ切りされた部材７２６に結合されたピストン７２８とを含む。例において、作動部材７２４は回転式作動部材である。作動部材７２４は形状が円筒形である。バレル７２２は貫通開口（図示せず）を備えて形成された突出部７３０を含む。貫通開口は、チューブ７０４を介してニードル７０６と結合するために結合器７０２と結合され、ピストン７２８の反対側に位置付けられた端に位置付けられる。バレル７２２内部でのピストン７２８の移動は１～３ｃｍの範囲にあり得る。バレル７２２の内径は２０～４０ｍｍの範囲にあり得る。作動部材７２４はねじ切りされた内面を備えた本体を含み、ねじ切りされた部材７２６は本体のねじ山で補完するねじ山を有する。ねじ切りされた部材７２６のねじ山は本体のねじ山と係合する。さらに、本体は結合器７０２を介して縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０と結合される。

【0065】

結合器７０２は、圧力センサ７０８及びニードル７０６に接続されたチューブ７０４に接続される。チューブの長さ７０４は７０～２００ｃｍの範囲にあり得る。圧力センサ７０８は、縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０及び回転式注射器７２０からかけられている圧力の値を測定するために用いられる。結合器７０２は、縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０、回転式注射器７２０、圧力センサ７０８、及びニードル７０６の間に接合部を提供する。チューブ７０４の内径は１ｍｍであってもよい。作動部材７２４の時計回りの移動は、ねじ切りされた部材７２６のねじ山及び本体のねじ山の係合を原因として、方向Ａにおけるピストン７２８の移動をもたらす。方向Ａにおけるピストン７２８の移動はバレル７２２内部に負圧を生じさせ得る。代替的に、反時計回りの方向における作動部材７２４の移動は、ねじ切りされた部材７２６のねじ山及び本体のねじ山の係合を原因として、方向Ｂにおけるピストン７２８の移動を引き起こす。方向Ｂにおけるピストン７２８の移動はバレル７２２内部に陽圧を生じさせる。

【0066】

回転式注射器７２０において負圧を生じさせることは、ニードル７０６を注入されることになる精子の近くに置いた後で行われ、このことは、回転式注射器７２０に接続されたチューブ７０４内への精子の取集を可能にする。先端７０６Ｂは、標的卵母細胞（図示せず）に接触した状態で置かれる。卵母細胞の外部層（図示せず）は、ニードル７０６を通じて外部層にかけられた機械力で穿刺される。外部層の穿刺の後で、先端７０６Ｂを卵母細胞の直径の３０％～７０％の範囲内へ移動させるためにさらなる機械力がかけられる。縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０は、図４において詳細に説明されたとおりニードル７０６を通じて卵母細胞の内部層（卵細胞膜）を穿刺するために使用される。卵細胞膜の穿刺の成功時、卵母細胞において取集された精子を入れるため、回転式注射器７２０の作動部材７２４は反時計回りに方向に回転させられ、これは回転式注射器７２０において陽圧を生じさせる。陽圧は、ニードル７０６の開口に向かっての精子の放出をもたらす。ニードル７０６は卵母細胞の標的領域に接触した状態で置かれ、卵母細胞内に精子を入れるためにさらなる陽圧が回転式注射器７２０によりかけられる。

【0067】

本発明の主題の実装形態において挙げられているとおり注射器組立体７００を動作させることは、卵細胞膜穿刺プロセスに伴う主観性の効果を除去することにより厳密なやり方で卵母細胞に損害を与えること無しに精子注入プロセスを行うことを可能にする。さらに、及び卵細胞膜穿刺プロセスの半自動化は、必要とされる圧力が卵母細胞にかけられた状態で卵細胞質内精子注入（ＩＣＳＩ）プロセスを行うために必要とされる時間を全体として短縮することを可能にし、卵母細胞操作に必要とされる時間を短縮し、また、ＩＣＳＩ処置の実施についてのユーザの主観性を最小化する。

【0068】

図８Ａは、本発明の主題の実装形態による縦型の半自動的に制御可能な注射器８００Ａを示す。縦型の半自動的に制御可能な注射器８００Ａは空気圧によって作動させられる。縦型の半自動的に制御可能な注射器８００Ａは、図５Ａの空気圧によって作動する半自動的に制御可能な注射器５００と同様であってもよく、精子注入を行うために卵母細胞を保持するために使用されてもよい。縦型の半自動的に制御可能な注射器８００Ａは、図２＆３において詳細に説明されたとおり卵母細胞保持のプロセスを行うためにチューブ８０２及びニードル８０４に接続される。チューブの長さは１００～１５０ｃｍの範囲にある。ニードル８０４の先端の外径は６０～１００マイクロメートルの範囲にあってもよく、チューブ８０２の内径は１０～３０ミクロンの範囲にある。

【0069】

図８Ｂは本発明の主題の実装形態による注入組立体８００Ｂを示す。注入組立体８００Ｂは縦型の半自動的に制御可能な注射器８０６を含み、手動で制御可能な回転式注射器８０８は図７の縦型の半自動的に制御可能な注射器７１０及び回転式注射器７２０と同様である。注入組立体は、精子注入のプロセスを行うために注入側チューブ（図示せず）及び注入側ニードル（図示せず）に接続される。注入側ニードルは５～１０マイクロメートルの範囲の内径を有する。注入側チューブは１００～２００ｃｍの範囲の長さを有する。

【0070】

図９は、卵細胞質内精子注入プロセスのための注入ニードル側で測定された圧力値を表すデータポイントに関する従来の注射器と例示的な半自動的に制御可能な注射器との間の性能比較のグラフ表示９００を示す。図９のグラフは、破棄された卵母細胞での従来の卵細胞質内精子注入（ＩＣＳＩ）技術及び本発明の主題の例示的な技術に関する、ｘ軸時間で時間（単位：秒）及びｙ軸で圧力の尺度（単位：キロパスカル）を表すデータの比較を表す。図９を参照すると、９０２Ａ及び９０２Ｂは、例示的な半自動的に制御可能な注射器に関する測定値のデータポイントを表し、９０４Ａ及び９０４Ｂは従来の注射器に関する測定値のデータポイントを表す。グラフ表示９００は、従来の注射器及び例示的な半自動的に制御可能な注射器に関して卵細胞質内精子注入プロセスを行うのに要する時間の極端な差を示す。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A-5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【国際調査報告】