WO2022004876A1 - 液体注入装置、及びそのシステムとカートリッジユニット - Google Patents
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- WO2022004876A1 WO2022004876A1 PCT/JP2021/025124 JP2021025124W WO2022004876A1 WO 2022004876 A1 WO2022004876 A1 WO 2022004876A1 JP 2021025124 W JP2021025124 W JP 2021025124W WO 2022004876 A1 WO2022004876 A1 WO 2022004876A1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
Definitions
- the present invention relates to a liquid injection device via a microneedle that injects a liquid such as a lotion or a chemical solution into the skin, and a system and a cartridge unit thereof.
- microneedles act as devices for percutaneous absorption.
- the skin is composed of the epidermis and dermis.
- the epidermis is a hard protein composed of the stratum corneum and keratinocytes that block the invasion of bacteria and dust and form a barrier to prevent water evaporation from the body, and the basal layer and spinous layer that protect the skin from ultraviolet rays with melanin pigment. It is a layer.
- the dermis is composed of fibrous collagen, jelly-like hyaluronic acid, etc., and is a highly elastic protein layer in which nerves, blood vessels, lymph vessels, etc. are stretched.
- the amount of liquid that can be injected into the skin is extremely small compared to the amount into the subcutaneous tissue, which is 0.2 ml or less for the elastic dermis and about 1/100 of that for the epidermis, which is a hard protein.
- the thickness of the skin is about 1.5 to 2 mm even when the epidermis and dermis are combined, so the microneedle is an effective device that can control the amount and depth of percutaneous absorption.
- seal-type microneedles are used in the beauty field to spread needle-shaped collagen and hyaluronic acid like a pincushion and fix them with an adhesive for a long time to penetrate the areas such as the eyes and nasolabial folds where you want to repair the skin. ..
- Patent Document 1 includes a housing, a microneedle array holder for holding a microneedle array, and a shuttle for holding a cartridge, wherein the microneedle array holder has a retracted position and an extended position. Movable configurations are disclosed between. In this configuration, only the cartridge containing the chemical solution can be replaced, and the microneedle array and the microneedle array holder arranged apart from the cartridge are moved from the retracted position to the extended position by the stored energy device.
- the stored energy device is specifically a coil spring, which is supposed to hit the skin at a constant collision speed.
- Patent Document 2 discloses an operating device capable of easily and surely injecting a desired amount of fluid into a skin tissue in a short time when intradermal injection is performed with a fluid injector using a multi-microneedle device.
- This instrument is characterized by its simplicity and low cost, including the initial position where the needle of the device body is retracted into the opening, the first position where it protrudes outward from the opening to the first distance, and the second distance which is shorter than the first distance. It is provided with a mechanism for sequentially moving between the second positions protruding externally. After the fluid flows out at the second position, the injector is urged to the initial position by magnetic force. It is not possible to repeatedly inject a predetermined amount by returning to the initial position each time, and it is disclosed as a configuration in which all of the desired amount of fluid in the fluid injector is injected into the skin tissue at a desired location.
- Patent Document 3 has a delivery assembly comprising a plurality of microneedles configured to deliver the drug percutaneously to the patient and measures at least one physical parameter determined by the volume of the drug in the device.
- a drug delivery device comprising a sensing unit configured as described above is disclosed.
- the present device discloses a configuration in which a capacitor is formed by providing two electrodes through which a drug flows, and the volume is measured by measuring the capacitance thereof. It also discloses a configuration for measurement by a photodetector. In this case, these measuring means are required between the microneedle and the drug accommodating portion, and there is a problem that the accommodating portion and the microneedle cannot be easily replaced, and the structure and control of the device become complicated. ..
- the present invention was created in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a liquid injection device for injecting a liquid from a microneedle into the skin having low permeability, and can accurately and easily inject a small amount of liquid. It provides the technique of injecting. At the same time, it provides a technology that enables the user to inject the liquid into the epidermis in a short time without waste by operating at the timing when the device is brought into contact with the skin, and to administer the beauty essence over a wide area. The purpose is.
- the present invention provides the following liquid injection device.
- it is a liquid injection device that injects a liquid into the skin via a microneedle, and is composed of a cartridge unit and a main body, and the cartridge unit contains a microneedle and a liquid. It is provided with a discharge hole for discharging and a bottle portion for accommodating liquid.
- the main body is provided with a cartridge mounting portion for mounting the cartridge unit detachably, and an acting force generating mechanism for causing a liquid discharge action on the mounted cartridge unit. This makes it possible to provide a liquid injection device that can be used while exchanging the cartridge unit.
- a microneedle and a discharge hole can be provided at the tip portion, and the tip portion can be attached to the above bottle portion for use.
- the liquid injection device can be provided with a discharge amount setting means for setting a discharge amount when the liquid is discharged from the cartridge unit.
- the discharge amount setting means may be configured to set the discharge amount per unit time by changing the mode of the discharge hole according to the characteristics of the liquid.
- the bottle portion of the cartridge unit is provided with at least a syringe portion and a gasket portion for pushing a liquid from the syringe portion toward the discharge hole, and the acting force generation mechanism is provided.
- the liquid injection device may include a discharge number setting means for setting the number of times the liquid is discharged from the cartridge unit.
- the liquid injection device may be provided with a driving means for driving the sliding portion of the liquid injection device in the axial direction.
- the discharge amount setting means may include a first control unit that sets the discharge amount per unit time by controlling the drive speed of the drive means.
- the discharge amount setting means may include a second control unit for adjusting the extrusion amount of the gasket portion by the drive means.
- the above-mentioned driving means may be a motor provided with a driving shaft for driving the sliding portion in the axial direction.
- the liquid injection device may include an operation unit that manually operates the sliding portion.
- the above-mentioned acting force generating mechanism can provide a liquid injection device including a vibrating portion that vibrates the cartridge unit in the axial direction.
- a third control unit for setting the vibration frequency of the vibration unit in the acting force generation mechanism may be provided.
- the liquid injection device may include a fourth control unit that controls the force exerted on the cartridge unit by the acting force generating mechanism.
- the main body of the liquid injection device is composed of a grip portion gripped by the user and an action portion including at least a cartridge mounting portion, and each of the grip portion and the action portion is provided. It is possible to provide a liquid injection device having a longitudinal angle of 50 to 80 degrees.
- the tilt angle of the main body is detected, and when the tilt angle is within a predetermined angle range, the liquid injection device can be operated or the user is notified.
- a fifth control unit that controls any of these may be provided.
- the fifth control unit can also set the discharge amount per unit time according to the detected tilt angle of the main body.
- the skin sensor that detects the approach or contact with the skin in the vicinity of the microneedle and the sixth control unit that controls the acting force generation mechanism based on the detection result are provided. It may be configured.
- the cartridge unit in the configuration in which the acting force generating mechanism is provided with a vibrating portion, has a plurality of discharge holes, and the discharge holes are arranged at intervals in the range of 2 mm to 20 mm. It may be configured as such.
- the system using the liquid injection device described above comprises a plurality of cartridge units each containing two or more types of liquids having different effects, and a main body.
- the cartridge unit By using the cartridge unit while exchanging it, it is possible to provide a system capable of providing a plurality of effects.
- the system described above includes a plurality of cartridge units and a main body, each of which includes microneedles having different lengths, arrangement densities, and distributed areas. It is possible to provide a system capable of providing a plurality of effects by using the cartridge unit while exchanging the cartridge unit.
- a microneedle and a discharge hole are provided at the tip portion, and the tip portion is attached to the above bottle portion for use. It is also possible to provide a system characterized in that a plurality of effects can be provided by using the tip while exchanging the tip instead of exchanging.
- the present invention has the following effects due to the above configuration.
- the cartridge unit with a microneedle and a syringe portion for accommodating beauty essence, chemical solution, etc., it is possible to select and provide the microneedle of the optimum mode for the liquid, and the user has advanced knowledge and selection. It is possible to perform various desired actions while exchanging the cartridge unit without worrying about.
- the liquid injection device of the present invention has two components, a cartridge unit and a sliding part driven by a motor or the like, has a small number of parts, has a simple structure, has high cost performance, and is stable in quality. ..
- the microneedle and the syringe portion can be provided separately, so that the cartridge unit corresponding to the liquid injection device of the present invention can be easily provided even if the manufacturer is different depending on the approval system or the like. Can be provided.
- the syringe section also contributes to mass production as a common part.
- the discharge of the liquid can be controlled. That is, the liquid discharge speed can be adjusted by the discharge speed adjusting means, and the extrusion amount of the gasket portion can be adjusted by using the origin sensor.
- the cartridge unit By providing an elastic support member that elastically supports a predetermined part of the syringe portion toward the gasket portion side, the cartridge unit can be supported by appropriate elasticity and pressure, and at the same time, it also contributes to waterproofing to the main body side.
- the configuration including the vibrating portion can easily realize the discharge of the liquid.
- the frequency and strength it is possible to adjust the discharge amount to an appropriate level.
- the cartridge unit By providing an elastic support member that elastically supports a predetermined part of the syringe portion toward the gasket portion side, the cartridge unit can be supported by appropriate elasticity and pressure, and at the same time, it also contributes to waterproofing to the main body side.
- the present invention can arbitrarily select various liquid types and combinations of microneedles, and contributes to the provision of a plurality of effects.
- Explanatory drawing which shows the shape of a microneedle. The figure which shows another aspect of the tip part. Explanatory drawing of the control circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. Explanatory drawing which shows the rocking state of a head part. The figure which shows the angle between the grip part and the action part.
- FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the internal mechanism of the liquid injection device according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a perspective view of the same with the circuit board removed.
- the present invention is a liquid injection device (1) for injecting a liquid into the skin via a microneedle (10), and is composed of a cartridge unit (20) and a main body (30).
- a microneedle (10) provided with a discharge hole (11) is arranged at the tip, and a syringe portion (21) for accommodating the liquid behind the microneedle (10) and a syringe portion (21) for pushing out the liquid toward the discharge hole (11).
- a gasket portion (22) for the purpose is provided, and the cartridge unit (20) is configured by these.
- the present invention is particularly characterized in that a cartridge unit is used, and a cartridge mounting portion is arranged on the main body of the liquid injection device so that the cartridge unit can be detachably mounted. Further, as the acting force generating mechanism according to the present invention, a sliding portion for moving the gasket portion of the cartridge unit in the axial direction is provided, and the liquid in the cartridge is discharged from the discharge hole.
- the sliding part can be slid manually or automatically.
- a slide bar or a button-like operation unit may be provided on the main body, and the liquid may be discharged from the discharge hole by the axial operation of the gasket portion that follows the operation of the operation unit.
- the sliding portion discloses a configuration in which the sliding portion is operated by the driving means.
- the driving means in addition to a linear motor described later, a known driving means operating in the axial direction such as a hydraulic cylinder or an air cylinder can be used. These driving means can be controlled by the control means described below.
- the main body (30) is contained in a head portion (31) that covers the periphery of the microneedle (10) at the tip thereof, a housing portion (32) that stores a cartridge unit (20) and other internal components, and a housing portion (32). It is composed of a linear motor (33) for driving a drive shaft, a battery (34) for supplying power, a control board (35) having a control circuit, an operation switch (36) for performing an operation, and the like.
- the cartridge unit (31) is inserted into the cylindrical cartridge mounting portion (320) at the tip of the housing portion (32) with the head portion (31) removed, and then the head portion (31) is inserted into the housing portion (31). 32) It is fitted to the head receiving portion (321) at the tip.
- FIG. 3 shows an aspect inside the head portion (31).
- two convex cams (3210) are arranged on the outer peripheral surface of the head receiving portion (321), and the convex cams (3210) are engaged on the inner peripheral surface of the head portion (31). Since the matching cam groove (311) is provided, the head portion (31) can be easily attached and detached by pressing the head portion (31) against the head receiving portion (321) and rotating the head portion (321).
- the cartridge unit (310) is provided with an elastic support member disposed inside the head portion (31), that is, a cartridge holding rubber (310) formed of rubber and elastically supported toward the gasket portion (22) in this embodiment. 31) is stably supported.
- the cartridge holding rubber (310) has a waterproof effect of suppressing wobbling of the cartridge unit (31) and preventing liquid or the like from entering the inside from the periphery of the cartridge unit.
- FIG. 4 is a diagram showing a state in which the cartridge unit (20) is assembled
- FIG. 5 is a diagram showing a state in which the cartridge unit is separated.
- the cartridge unit (20) has a tip portion (23) provided with a microneedle (10) and a discharge hole (11), a syringe portion (21) for accommodating a liquid in a cylindrical shape, and a gasket portion (22). ).
- the liquid in the syringe portion (21) is discharged from the discharge hole (11) through a flow hole (not shown) in the tip portion (23).
- the gasket portion (22) is composed of a sealing member (220) that seals the liquid in the syringe portion (21) and a rear end member (221) that receives a driving force from a linear motion motor (33). ..
- the above-mentioned manual operation unit and other driving means may also have a structure in which the rear end member (221) is pushed and slid.
- the microneedles at the tip (23) are provided with a large number of extremely small needles having a diameter and length of less than 1 mm, pass through the stratum corneum that does not allow substances to pass through, and can permeate the drug shallower than the dermis, which has many pain points. It is used not only for medical purposes such as injecting medicines such as insulin and vaccines, but also for cosmetic purposes such as injecting beauty essence.
- PLA polylactic acid
- collagen preferably used as the material for the microneedles.
- the beauty essence is discharged from the discharge hole (11) provided in the flat surface around the needle, and the beauty essence permeates through the micropores of the skin made by the microneedle. Can be made to.
- the discharge amount setting means for setting the discharge amount when discharging the liquid from the cartridge unit (20) is provided.
- the discharge amount setting means the discharge amount per unit time may be set by changing the frictional resistance of the fluid depending on the mode of the discharge hole such as the diameter of the discharge hole, the length of the passing portion, and the adjustment of the material. .. In this configuration, even if the driving means is manually operated, an appropriate discharge amount suitable for the liquid to be used can be maintained if the driving means is operated with a certain strength.
- the size of the discharge hole can be changed and adjusted according to the amount, momentum, viscosity, etc. of the liquid. If the momentum is too good or the amount is too large, dripping and proper application will not be possible, and the loss of beauty essence will be large. Therefore, it is important to adjust the discharge rate appropriately.
- the discharge amount may be set by providing a pressurization chamber (not shown) in the cartridge unit (20) and adjusting the speed of the liquid flowing out from the pressurization chamber to the discharge hole without changing the mode of the discharge hole. ..
- the liquid in the syringe portion (21) is pushed out by the linear motor (33), but even in this case, the discharge amount can be set by changing the hole diameter or the like of the discharge hole (11). ..
- the mode of the discharge hole (11) is preferably selected according to the liquid inside. For example, when the viscosity of the liquid is 30 Pa ⁇ S, the hole diameter is about 0.2 to 1 mm, and when the viscosity is 30000 Pa ⁇ S, it is 1 mm or more. It is preferably 2 mm. In this way, depending on the liquid viscosity, changing the discharge hole enables more efficient coating and contributes to the prevention of clogging.
- the diameter of the circular portion of the microneedle (10) is preferably 5 to 25 mm, for example, about 12 mm.
- a beauty essence having a high viscosity for example, 5000 Pa ⁇ S or more
- the hole diameter of the discharge hole can be selected in a wide range of 30 ⁇ m to 2 mm.
- the liquid outlet holes are arranged at intervals of at least 100 ⁇ m to 500 ⁇ m. By ensuring such an interval, the microneedles and the discharge holes can be alternately and efficiently distributed and arranged.
- the present invention is not limited to solid microneedles, and hollow needles may be used.
- the discharge hole (11) has a structure of discharging from the hole of the microneedle.
- it is common to use hollow microneedles for medical use, but it is not excluded to use solid microneedles for cosmetic purposes.
- One end of the syringe portion (21) can be screwed with a tip portion (23) or a cap (not shown), and the other end can be sealed with a gasket portion (22) to provide various liquid cartridge units (20). ..
- the syringe portion (21) may be configured with a transparent member so that the amount of liquid inside can be easily confirmed.
- microneedle (10) acts on the body, the manufacturer may be limited by the approval system and laws and regulations, but by making the tip (23) separable in this way, the approved microneedle It becomes easy to apply (10) to the cartridge unit (20) of the present invention.
- the microneedle (10) and the syringe portion (21) of the cartridge unit (20) may be integrally formed.
- the liquid contained in the syringe portion (21) collagen, hyaluronic acid, placenta stock solution, hydroquinone, tranexamic acid, vitamin derivatives and the like can be used for cosmetic purposes.
- minoxysider, phenasteride, Swertia japonica extract, vitamin derivatives and the like can be used for hair growth.
- the target liquid can be used for beauty purposes, medical purposes, etc., but there is a great merit that liquids having various effects can be freely used by exchanging the cartridge unit (20). be.
- gasket portion (22) of the cartridge unit (20) can be moved only forward and cannot be returned backward. If the gasket part (22) can be returned, foreign matter may get mixed in the liquid inside or the combination with the optimum microneedle may be impaired. Therefore, even if the gasket part (22) is ratchet-shaped and irreversible. good.
- the rear end of the gasket portion (22) abuts on the plunger (37) that slides back and forth in the housing portion (32), and the plunger (37) is connected to the drive shaft (38) to form the sliding portion. Will be done.
- the linear motor (33) is controlled by the control circuit (40) provided on the control board (35), slid forward by a specified amount of movement, and the gasket portion (23) of the cartridge unit (20) is extruded.
- the control circuit (40) provided on the control board (35)
- the gasket portion (23) of the cartridge unit (20) is extruded.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of the control circuit (40).
- a linear motor (33) and an operation switch (36) are connected to a control board (35) provided with an IC or the like having a motor driver, and an origin sensor (44) and a skin sensor (45) are provided. ..
- the control circuit (40) is provided with a discharge speed adjusting unit (41) which is a first control unit.
- the discharge speed adjustment unit (41) simply adjusts the operating speed of the linear motor (33) to adjust the discharge speed. Is possible.
- the discharge speed adjusting unit (41) it is possible to prevent dripping and perform necessary and sufficient application by decelerating or giving momentum depending on the part to be applied or the liquid.
- control circuit (40) is provided with an extrusion amount control unit (42) which is a second control unit.
- extrusion amount control unit (42) which is a second control unit.
- An origin sensor (44) may be provided in order to more accurately detect the amount of movement of the drive shaft (38).
- the origin sensor (44) is composed of, for example, a sensor dog (440) and a sensor (441) attached to the housing portion (32), and detects the origin position of the drive shaft (38). Then, as shown in FIG. 7, a C-shaped light-shielding plate (380) is provided at the connection position between the drive shaft (38) and the plunger (37), and the number of times of light-shielding by the light-shielding plate (380) is measured by the counter unit (46). By counting with, the extrusion amount based on the rotation speed can be detected.
- the cartridge unit (20) is subjected to sliding resistance from the gasket portion (22) during operation, but the head portion (31) engages with the convex cam (3210) and the cam groove (311), and the cartridge holding rubber (cartridge holding rubber) (The movement amount of the drive shaft (38) and the movement amount of the gasket portion (22) coincide with each other due to sufficient rigidity against the sliding resistance force of 310).
- the rotation speed by the counter unit (46) is stored even when the power is turned off, so that the next time it is used, it is added from the stored rotation speed, so that the extrusion amount control unit (42) continuously extrudes.
- the amount can be controlled.
- the extrusion amount is not limited to the above configuration, and the position of the gasket portion (22) may be detected by a known position sensor and controlled based on the position.
- the liquid injection device of the present invention can repeatedly use the liquid of the cartridge unit (20) several tens of times instead of being used up in general, and for that purpose, the plunger (37) is provided by the position sensor (44). It is important to detect the origin position at the start of use and the position after use. As a result, it is possible to control the extrusion amount of a predetermined amount from the current position again at the start of the next use.
- the end of use of the cartridge unit (20) can be detected by using the counter unit (46). Even if the linear motor (33) operates when the liquid inside is emptied, the gasket portion (22) hits the tip surface of the syringe portion (22) and cannot operate any more, so that the counter portion (46) is detected. The number of rotations to be performed becomes 0, and error detection (47) is performed. It is detected that the syringe portion (22) is empty at the time of error detection (47). If the syringe section (22) becomes empty, replace it with a new one.
- the linear motor (33) can be rotated to retract the plunger (37) to the origin position and stop, and the user can be urged to replace the cartridge.
- the drive shaft protrudes from one side as shown in the figure, and a type in which the drive shaft also protrudes from the back in order to lengthen the stroke.
- the light-shielding plate (380) may be provided at the rear end position of the drive shaft instead of being provided at the connection position between the drive shaft (38) and the plunger (37) as described above.
- the drive shaft itself may be a detection target by the sensor.
- a discharge number setting means for setting the number of times the liquid is discharged from the cartridge unit.
- control circuit (40) may be provided with a discharge control unit (43) to perform multiple discharges.
- the drive control may be performed on the linear motor (33) a predetermined number of times.
- the discharge control unit (43) can also control the discharge timing.
- the timing of discharge may be arbitrarily set by operating a switch by the user, but a skin sensor (45) can be provided and discharge can be performed based on the input information.
- the skin sensor (45) is provided on the head portion (31). As shown in FIG. 3, a terminal (312) of a skin sensor for detecting approach or contact with the skin is provided, and the terminal (312) is a connection shaft (39) provided on the upper surface of the housing (32). A minute current at the time of contact flows through the circuit board (36), and the approach or contact with the skin can be detected by a known electrostatic sensor.
- the liquid is continuously discharged from the discharge hole (11) every time the user contacts the injection device with the skin, and the liquid is continuously discharged over a wide area of the skin. Even when injecting, it can be completed in a short time.
- the skin sensor (45) detects the timing of leaving the skin and controls the liquid to be discharged by using this as a trigger, so that the discharged liquid stays in the head portion (31) due to the surface tension with the microneedle.
- the amount absorbed into the skin is the sum of the amount injected from the needle and the amount retained in the head, so that more liquid should be absorbed percutaneously. Is possible. This configuration is particularly suitable when using solid microneedles.
- the microneedles are injected by pressing the main body against the skin, but the microneedles may be connected to the vibration motor and injected into the skin a predetermined number of times by the vibration of the vibration motor. In this case, control can be performed in combination with the discharge in the discharge control unit (43).
- FIG. 8 shows the appearance of the liquid injection device (1) according to the first embodiment of the present invention.
- the user can grasp the rod-shaped case (2) and perform operations such as turning on / off the power, selecting a mode, and discharging with an operation switch (36) or the like.
- the case (2) has a diameter of 3 cm to 5 cm and a total length of 20 cm to 30 cm, and has a thickness and length suitable for the user to grasp with the palm, and can stably support the main body (30).
- the cap portion (31) can be removed and the cartridge unit (20) can be easily attached and detached.
- the main body and multiple cartridges By combining the main body and multiple cartridges, a system that can provide multiple effects by using the cartridge units while exchanging them has been realized.
- Multiple cartridge units differ in at least one of the length, placement density, and distributed area of the microneedles (10), such as differences depending on the part such as the face and scalp, the type of liquid, beauty and medical treatment. It is possible to realize various actions such as different uses.
- the present invention may provide only the cartridge unit (20) as a single unit.
- FIG. 9 is a perspective view of the liquid injection device according to the second embodiment of the present invention
- FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the internal mechanism thereof.
- the liquid injection device (100) of this embodiment is also composed of a cartridge unit (120) and a main body (130).
- the cartridge unit (120) in this embodiment does not include a syringe portion or a gasket portion, but has a needle cap (122) as a tip portion screwed to the bottle portion (121) and the bottle portion, and a microneedle (10) when not in use. ) Is provided with a protective cap to protect it.
- the needle cap (122) has a large number of microneedles (10) and three discharge holes (124) (shown in FIG. 12).
- the liquid in the bottle portion (121) is discharged from the discharge hole by applying vibration to the cartridge unit (120), and the liquid is permeated into the skin by the microneedle (10).
- the main body (130) is composed of a grip portion (140) gripped by the user and an action portion (150) internally provided with a mounting portion (151) of the cartridge unit (120), and is gripped as shown in the figure.
- the sandwiching angle between the portion (140) and the acting portion (150) in the longitudinal direction is bent at 55 degrees.
- the housing (141) of the grip portion (140) and the housing (152) of the working portion are integrally molded, and in this embodiment, the vibrating portion is housed together with the mounting portion (151) in the housing (152) of the working portion. Will be done.
- the vibrating part is an outer cylinder that holds a solenoid (160), a joint (161) connected to the axis of the solenoid (160), a slider (162) that vibrates back and forth by the joint (161), and a vibrating slider (162) on the outer circumference. It is composed of (163).
- the solenoid (160) is fixed to the housing (152) by elastic members (164) (165) so that the vibration of the solenoid (160) is not directly transmitted to the housing (152). As a result, the usability is improved and the sound is reduced.
- the cartridge unit (120) is provided with a vibrating portion that vibrates in the axial direction, that is, in the direction equal to the protruding direction of the microneedles, as the acting force generating mechanism.
- the solenoid (160) is provided with a spring (1602) on the outer periphery of the electromagnet (1601) and vibrates in the axial direction due to the on / off and spring action of the electromagnet. .. Vibration is transmitted to the slider (162) via the joint (161) connected to the shaft (1603) of the solenoid (160).
- the slider (162) is provided with a plurality of slits (1621) in the axial direction to have elasticity in the radial direction, and an engaging convex portion (1622) is provided inward on the inner circumference as shown in FIG. 11B to provide a bottle portion. It is configured to engage with the engaging recess (1211) on the outer periphery of (121). Therefore, when the cartridge unit (120) is inserted into the mounting portion (151) formed in the slider (162), the cartridge unit (120) can be detachably mounted by engaging the engaging convex portion (1622) and the engaging concave portion (1211). Can be done.
- the refraction portion of the grip portion (140) and the action portion (150) is provided with an operation switch (131) for performing an operation. Further, a battery (142) for supplying power and a control board (143) having a control circuit are housed in the housing (141) of the grip portion (140).
- a battery (142) for supplying power and a control board (143) having a control circuit are housed in the housing (141) of the grip portion (140).
- the configuration of the present embodiment is preferable because of its excellent weight balance, but the members are not limited in the present invention.
- the beauty essence or the like is discharged from the discharge hole (124) by the weight of the liquid in the bottle portion (121). do. At this time, it is possible to obtain a tapping effect of tapping the skin lightly as well as permeating the beauty essence into the skin surface by vibration.
- FIG. 12 shows a perspective view of the needle cap (122) which is the tip portion
- FIG. 13 shows the shape of the microneedle.
- the needle cap (122) has a circular tip that abuts on the skin surface as shown, has discharge holes (124) at three points on the circumference, and uniformly has microneedles (10) in the circle. Many are planted.
- the diameter of the circular part is about 12 mm, and the range suitable for implementation is 5 to 25 mm.
- the hole diameter of the discharge hole is preferably in the range of 0.8 mm to 1.6 mm at a suitable viscosity of the beauty essence (200 to 1000 mPa ⁇ S).
- one discharge hole may be provided in the center, the beauty essence can be appropriately distributed to the microneedles (10) in the circle by providing a plurality of discharge holes.
- FIG. 14 shows another preferred embodiment of the tip portion in the present invention.
- FIG. 14 (b) has discharge holes (124') at the apex position of the virtual square at the tip of the circle and around the discharge holes (124'). Many microneedles (10) are planted.
- FIG. 14 (c) has discharge holes (124') at two opposing points on the circumference at the tip of the circle.
- FIG. 14D has a discharge hole (124') at one point on the circumference at the tip of the circle.
- FIG. 14 (e) has one discharge hole (124') at the center position of the circular tip.
- the diameter of the circular portion in the present invention is preferably in the range of about 5 mm to 25 mm, and particularly in the case of a large diameter close to 25 mm, four or more discharge holes are suitable as shown in FIG. 14 (b), while the diameter is 5 mm. In the case of a small diameter close to each other, even one point works sufficiently as shown in FIGS. 14 (d) and 14 (e).
- the distance between the discharge holes at the tip is arranged in the range of 2 mm to 20 mm. That is, these are determined in relation to the size of the tip portion. For example, when the diameter of the tip portion is 5 mm and four points are arranged as shown in FIG. 14 (b), the interval becomes about 2 mm. Further, when the diameter is 25 mm and two points are arranged as shown in FIG. 14 (c), the interval becomes about 20 mm.
- the microneedles in this embodiment have a substantially quadrangular pyramid shape having a flat portion on the upper surface, and as shown in FIG. 13, the height (H) is about 200 ⁇ m, one side (L1) on the bottom surface is about 100 ⁇ m, and one side (L2) on the upper surface. ) Is about 40 ⁇ m.
- the ratio of L1: L2: H is preferably about 1: 2 to 3: 5 to 7 in relation to the penetrating effect and the strength of the microneedles.
- the discharge amount when the liquid is discharged from the cartridge unit (20) is adjusted by the discharge amount setting means.
- a similar discharge amount setting means can be provided.
- FIG. 15 is an explanatory diagram of the control circuit (400).
- a solenoid (160) and an operation switch (131) are connected to a control board (143) provided with an IC or the like, and a notification unit (410) that notifies the user by light emission, display, voice, etc., and tilt.
- a sensor (411) and a skin sensor (412) are provided.
- the control circuit (40) is provided with a vibration frequency control unit (401) which is a third control unit.
- the vibration frequency control unit (401) can adjust the discharge amount by adjusting the frequency of turning on / off the power to the solenoid (160) and reversing the polarity. Generally, the discharge amount becomes smaller at a low frequency, and the discharge amount becomes larger at a higher frequency.
- the vibration frequency is in a preferable range of 5 to 30 Hz, and if it is lower than 5 Hz, stable discharge cannot be obtained, and if it is higher than 30 Hz, it is continuously discharged as a general beauty essence and the discharge amount. Too many.
- the vibration frequency control unit (401) can also change the frequency within a suitable range by operating the operation switch (131).
- the stroke (amplitude) and the strength pushed by the solenoid (160) can be adjusted by the strength control unit (402) which is the fourth control unit.
- the strength control unit (402) can adjust the stroke and strength by adjusting the voltage.
- the stroke is preferably in the range of 1 mm to 3 mm, and not only the discharge amount of the beauty essence but also the tactile sensation to the skin surface of the user can be adjusted. If you want to get a strong tap feeling, set a large stroke or set a strong thrust, and if you want to hit a delicate part such as the eyes, set it weakly. It is preferable that the range of thrust can be adjusted in the range of 30% to 100% when the maximum time is 100%.
- the angle of the needle cap (122) is also important in the configuration of this embodiment including the vibrating portion. As mentioned above, if the liquid is turned too low, the amount of discharge will be too large due to gravity, and if it is turned above the horizontal, the liquid will not be discharged. Therefore, the depression angle from the horizontal in the axial direction (protruding direction of the microneedle) is preferably in the range of 0 degrees to 25 degrees.
- the angle between the grip portion (140) and the action portion (150) in the longitudinal direction is bent at 55 degrees so that the tip portion naturally faces downward when the grip portion (140) is gripped. Is forming.
- the angle that tends to be the depression angle it is preferable that the angle between the gripping portion (140) and the acting portion (150) is 50 to 80 degrees.
- the liquid injection device (100) is provided with a tilt angle sensor (411), and the angle of the device can be acquired.
- the control circuit (400) is provided with a tilt interlocking control unit (403) which is a fifth control unit, and the solenoid (160) operates when the tilt angle by the tilt angle sensor (411) is good or inappropriate. To control.
- the notification unit (410) may be controlled to operate only when the tilt angle is good, or to stop when the tilt angle is inappropriate. Further, when the tilt angle is good, the notification unit (410) may emit blue light, and when it is inappropriate, the notification unit (410) may emit red light to notify the user of the appropriate angle. Further, when the inclination angle is inappropriate, a warning sound may be emitted from the notification unit (410) to notify the user.
- Whether or not to perform control by the tilt angle sensor (411) may be switched from the operation switch (131). Depending on the angle of the skin surface to be applied, it may be desired to operate even if the inclination is inappropriate, so the operation of the solenoid (160) may be set so as not to stop.
- the tilt interlocking control unit (403) may be able to set the discharge amount per unit time according to the tilt angle. That is, the discharge amount can be set in the same manner as the discharge amount setting means in the first embodiment, the vibration frequency control unit (401) and the strength control unit (402) are instructed to control, or the tilt interlocking control unit. (403) can also set the discharge amount by adjusting the frequency, stroke, strength, and the like.
- a head portion (153) is provided at the tip of the working portion (150).
- the head portion (153) is connected to the housing (152) by a plunger portion (154).
- the plunger portion (154) sandwiches a rubber O-ring and seals the needle cap (122) so that the liquid does not flow into the inside of the housing (152) due to vibration even if the liquid drips.
- the head portion (153) is provided with a skin sensor (412), and the discharge control unit (404) can control the discharge timing. That is, by activating the solenoid (160) triggered by contact with the skin or the like, the liquid can be discharged from the discharge hole (243) each time the user contacts the injection device with the skin.
- the timing of control by the discharge control unit (404) is arbitrary as in the first embodiment.
- the head portion (153) may be provided with a skin-side electrode (155) made of a conductive material, and the grip portion (140) may be provided with a hand electrode (144) to exert various electrical cosmetic effects.
- a weak electric current may be applied to the skin surface from the skin surface side electrode (155) to exert an action called iontophoresis to improve the penetration of the beauty essence.
- the permeation effect can be further enhanced by matching the tap with the vibrating portion.
- electrical muscle stimulation called EMS (Electrical Muscle Stimulation), which applies a current having a frequency of several Hz to several kHz, or RF current, for example, a high frequency of about 1 Mhz can be applied from the skin surface side electrode.
- the head portion (153) can be swung to soften the impact.
- the skin surface side electrode (155) can swing on the head portion (153) in a range of about + -10 degrees, and is configured to avoid excessive interference with the skin. ing.
- the configuration in which the solenoid is used to realize the vibrating part is disclosed, but the mechanism for generating the vibration is arbitrary.
- a vibration motor, ultrasonic vibration, a vibration speaker, an air type vibrator, or the like can be appropriately used.
- the housing may be rod-shaped in a configuration using a vibrating portion, or a refracted main body may be used in a configuration including a sliding portion.
- a substantially T-shaped main body may be used.
- the sandwiching angle between the acting portion (170) and the grip portion (171) is 70 degrees as shown in FIG. 17 (A).
- the configuration is not limited to the configuration using the sliding portion, and any pinching angle such as 90 degrees or 110 degrees may be used in the configuration using the vibrating portion or other acting force generating mechanism as shown in FIGS. 17B and 17C.
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Abstract
マイクロニードル10を介して液体を皮膚に注入する液体注入装置1であって、カートリッジユニット20と本体30とから構成され、カートリッジユニットには、マイクロニードルと、液体を吐出する吐出穴11と、液体を収容するシリンジ部21と、シリンジ部から吐出穴に向けて液体を押し出すためのガスケット部23とを備えると共に、本体には、カートリッジユニットを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と装着されたカートリッジユニットのガスケット部を軸方向に動かすための摺動部37・38とを少なくとも備え、カートリッジユニットを交換しながら使用できるようにした液体注入装置を提供する。
Description
本発明は化粧水や薬液などの液体を皮膚に注入するマイクロニードルを介した液体注入装置、及びそのシステムとカートリッジユニットに関する。
医療や美容分野においてマイクロニードルは、経皮吸収させるデバイスとして作用されている。
皮膚は表皮と真皮から構成される。表皮は菌やほこりの侵入を妨げ、体内から水分蒸散を防止するバリアを形成する角質層や ケラチノサイトを生成しメラニン色素により紫外線から肌を守る基底層、有棘層などから構成される硬質のタンパク質層である。
一方 真皮は線維状のコラーゲン、ゼリー状のヒアルロン酸などで構成され、そこには神経や血管、リンパ管などが張り巡らされており 弾力性に富んだタンパク質層である。
皮膚は表皮と真皮から構成される。表皮は菌やほこりの侵入を妨げ、体内から水分蒸散を防止するバリアを形成する角質層や ケラチノサイトを生成しメラニン色素により紫外線から肌を守る基底層、有棘層などから構成される硬質のタンパク質層である。
一方 真皮は線維状のコラーゲン、ゼリー状のヒアルロン酸などで構成され、そこには神経や血管、リンパ管などが張り巡らされており 弾力性に富んだタンパク質層である。
皮内へ注入できる液体の量は 皮下組織への量に比べ極めて少なく 弾性に富んだ真皮で0.2ml以下、硬質のたんぱく質である表皮ではその1/100程度となる。加えて皮膚の厚みは表皮と真皮を合わせても1.5~2mm程度となるため、マイクロニードルは 経皮吸収において量と深さをコントロールできる有効なデバイスとなっている。
特に美容分野は浸透性の低い表皮へ美容液を注入することが目的となっている。そのため針状に固めたコラーゲンやヒアルロン酸を針山のように敷き詰め 目元やほうれい線など肌修復したい部分に長時間粘着剤で固定して浸透させるシールタイプのマイクロニードルが美容分野において使用されている。
関連する先行技術として、特許文献1には、ハウジング、マイクロニードルアレイを保持するマイクロニードルアレイホルダ、及びカートリッジを保持するシャトルを含む構成であって、マイクロニードルアレイホルダは、後退位置と伸長位置との間で移動可能な構成が開示されている。本構成では薬液を含むカートリッジだけを取り替え可能とし、カートリッジと離隔して配置されたマイクロニードルアレイとそのマイクロニードルアレイホルダを蓄積エネルギー装置によって後退位置から伸張位置まで移動させる。蓄積エネルギー装置は具体的にはコイルバネであり、一定の衝突速度で皮膚に当てることとされている。
また、特許文献2には、マルチマイクロニードルデバイス使用流体注入器で皮内注射する場合、容易に確実に短時間で所望量の流体を皮膚組織に注入出来る操作器具が開示されている。本器具は簡易で安価なことを特徴として、デバイスの本体のニードルが開口内に引っ込められた初期位置、開口から第1距離まで外部突出された第1位置、第1距離より短い第2距離まで外部突出された第2位置、間で順次移動させる機構を備える。第2位置で流体を流出した後、磁力により注入器を初期位置に付勢するものである。
毎回初期位置まで戻すことから繰り返して所定量を注入できるものではなく、流体注入器中の所望の量の流体の全部を所望の個所の皮膚組織に注入する構成として開示されている。
毎回初期位置まで戻すことから繰り返して所定量を注入できるものではなく、流体注入器中の所望の量の流体の全部を所望の個所の皮膚組織に注入する構成として開示されている。
特許文献3には、患者に薬剤を経皮的に送達するように構成された複数のマイクロニードルを含む送達アセンブリを有し、デバイス内の薬剤の体積によって決まる少なくとも1つの物理的パラメータを測定するように構成された感知ユニットを含む薬剤送達デバイスが開示されている。本デバイスでは薬剤が間を流れる2つの電極を備えてキャパシタを形成し、そのキャパシタンスを測定することで体積を測る構成が開示されている。また光検出器によって測定する構成も開示されている。この場合、マイクロニードルと薬剤の収容部との間にこれらの測定手段が必要となり、簡便に収容部やマイクロニードルの交換を行うことができない上、装置の構造や制御が複雑になる問題がある。
上記従来技術の有する問題点として、シールタイプのマイクロニードルは長時間皮膚に接触させているため 粘着剤による肌のかぶれや腫れなどが発生する場合がある。また広域に美容液を浸透させる場合には多くのシールが必要となり非効率である。
一方、マイクロニードルを注射器の先に取り付けて ニードルから注入する場合、皮膚への浸透量は低いため 液体の大部分が皮膚に入らず漏れ出してしまうことがある。特に表皮に液体を注入するには数μl単位で注入量をコントロールする必要があり、微量であるため作業自体が困難となる。また注入する美容液は高価であるため皮膚から溢れ出すとかなりコストパフォーマンスが悪くなる。
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、浸透性の低い皮膚へマイクロニードルから液体を注入するための液体注入装置であって、微量な液体を正確かつ簡便に注入する技術を提供するものである。同時に、使用者が皮膚に装置を接触させるタイミングに合わせて動作することによって短時間で無駄なく表皮へ液体を注入することができ、かつ広域に美容液を投与することが可能な技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は次のような液体注入装置を提供する。
本発明の第1の実施態様によれば、マイクロニードルを介して液体を皮膚に注入する液体注入装置であって、カートリッジユニットと本体とから構成され、カートリッジユニットには、マイクロニードルと、液体を吐出する吐出穴と、液体を収容するボトル部を備える。また、本体には、カートリッジユニットを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と装着されたカートリッジユニットに対して液体の吐出作用を生じさせる作用力発生機構とを備える。これによりカートリッジユニットを交換しながら使用できるようにした液体注入装置を提供することができる。
本発明の第1の実施態様によれば、マイクロニードルを介して液体を皮膚に注入する液体注入装置であって、カートリッジユニットと本体とから構成され、カートリッジユニットには、マイクロニードルと、液体を吐出する吐出穴と、液体を収容するボトル部を備える。また、本体には、カートリッジユニットを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と装着されたカートリッジユニットに対して液体の吐出作用を生じさせる作用力発生機構とを備える。これによりカートリッジユニットを交換しながら使用できるようにした液体注入装置を提供することができる。
本発明の第2の実施態様によれば、上記のカートリッジユニットにおいて、マイクロニードル及び吐出穴を先端部に備え、先端部を上記のボトル部に装着して使用することができる。
本発明の第3の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、カートリッジユニットから液体を吐出する際の吐出量を設定する吐出量設定手段を備えることができる。
本発明の第4の実施態様によれば、上記の吐出量設定手段が、液体の特性に応じての吐出穴の態様を変化させることにより単位時間当たりの吐出量を設定する構成でもよい。
本発明の第5の実施態様によれば、上記のカートリッジユニットのボトル部が、シリンジ部と、シリンジ部から吐出穴に向けて液体を押し出すためのガスケット部とを少なくとも備え、作用力発生機構が、装着されたカートリッジユニットのガスケット部を軸方向に動かすための摺動部を含んで構成されてもよい。
本発明の第6の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、カートリッジユニットから液体を吐出する回数を設定する吐出回数設定手段を備えてもよい。
本発明の第7の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、液体注入装置の摺動部を軸方向に駆動する駆動手段を備えることもできる。
本発明の第8の実施態様によれば、上記の吐出量設定手段として、駆動手段の駆動速度を制御することにより単位時間当たりの吐出量を設定する第1制御部を備えることができる。
本発明の第9の実施態様によれば、上記の吐出量設定手段が、駆動手段によるガスケット部の押し出し量を調整する第2制御部を備えてもよい。
本発明の第10の実施態様によれば、上記の駆動手段が、摺動部を軸方向に駆動する駆動軸を備えたモーターであってもよい。
本発明の第11の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、摺動部を手動によって動作する操作部を備えることもできる。
本発明の第12の実施態様によれば、上記の作用力発生機構が、カートリッジユニットを軸方向に振動させる振動部を含む液体注入装置を提供することができる。
本発明の第13の実施態様によれば、上記の作用力発生機構における上記の振動部の振動周波数を設定する第3制御部を備えてもよい。
本発明の第14の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、作用力発生機構からカートリッジユニットに及ぼす力を制御する第4制御部を備えてもよい。
本発明の第15の実施態様によれば、上記の液体注入装置の本体が、使用者が把持する把持部と、少なくともカートリッジ装着部を備える作用部とから構成され、把持部と作用部のそれぞれの長手方向の挟角が50度ないし80度である液体注入装置を提供することができる。
本発明の第16の実施態様によれば、上記の液体注入装置において、本体の傾き角度を検出すると共に、傾き角度が所定の角度の範囲の時に作動可能となるか、又は使用者に通知するかのいずれかに制御する第5制御部を備えてもよい。
本発明の第17の実施態様によれば、上記の第5制御部が、検出された本体の傾き角度に応じて単位時間当たりの吐出量を設定することもできる。
本発明の第18の実施態様によれば、上記のマイクロニードルの近傍において皮膚との接近又は接触を検知する皮膚センサと、検知結果に基づいて作用力発生機構を制御する第6制御部を備える構成でもよい。
本発明の第19の実施態様によれば、作用力発生機構に振動部を備える構成では、上記のカートリッジユニットが複数の吐出穴を有し、吐出穴は2mmないし20mmの範囲の間隔で配置される構成でもよい。
本発明の第20の実施態様によれば、以上に記載された液体注入装置を用いたシステムであって、効能の異なる2種類以上の液体をそれぞれ収容した複数のカートリッジユニットと、本体とから成り、カートリッジユニットを交換しながら使用することで複数の効能を提供可能なシステムを提供することができる。
本発明の第21の実施態様によれば、以上に記載されたシステムであって、長さ、配置密度、分布する面積の少なくともいずれかが異なるマイクロニードルをそれぞれ備えた複数のカートリッジユニットと本体とから成り、カートリッジユニットを交換しながら使用することで複数の効能を提供可能なシステムを提供することができる。
本発明の第22の実施態様によれば、上記のシステムにおいて、マイクロニードル及び吐出穴を先端部に備えて、先端部を上記のボトル部に装着して使用する構成であって、カートリッジユニットの交換に代えて、先端部を交換しながら使用することで複数の効能を提供できることを特徴とするシステムを提供することもできる。
本発明は上記構成により次のような効果を奏する。
カートリッジユニットにマイクロニードルと美容液や薬液などが収容されるシリンジ部を備えることにより、当該液体に最適な態様のマイクロニードルを選択して提供することができ、使用者は高度な知識や、選択に悩むことなく、カートリッジユニットを交換しながら所望の様々な作用を行うことができる。
カートリッジユニットにマイクロニードルと美容液や薬液などが収容されるシリンジ部を備えることにより、当該液体に最適な態様のマイクロニードルを選択して提供することができ、使用者は高度な知識や、選択に悩むことなく、カートリッジユニットを交換しながら所望の様々な作用を行うことができる。
本発明の液体注入装置は、構成要素がカートリッジユニットとモーター等で駆動される摺動部の2つであり 部品点数が少なく、シンプルな構造であるためコストパフォーマンスが高く、品質的にも安定する。
また、先端部を備えた構成では、マイクロニードルとシリンジ部を分離して提供することができるので、承認制度等によって製造者が異なる場合でも本発明の液体注入装置に対応するカートリッジユニットを容易に提供することができる。また、シリンジ部は共通部品として大量生産にも寄与する。
本発明においてモーターを備える構成では、液体の吐出を制御することができる。すなわち、吐出速度調整手段によって液体の吐出速度を調整したり、原点センサを用いてガスケット部の押し出し量を調整したりすることができる。
さらに、マイクロニードルの近傍に皮膚との接触等を検知する皮膚センサを備えてモーターを制御することにより、皮膚との距離に応じて適切なタイミングで液体の吐出を行うことができる。
シリンジ部の所定部位を、ガスケット部側に向けて弾性支持する弾性支持部材を備えることにより、カートリッジユニットを適度な弾性と圧力によって支持することができ、同時に本体側への防水にも寄与する。
本発明において振動部を備える構成では、簡便に液体の吐出を実現することができる。特に振動数や強度を制御することで、適切な吐出量に調整できる。
さらに、マイクロニードルの近傍に皮膚との接触等を検知する皮膚センサを備えてモーターを制御することにより、皮膚との距離に応じて適切なタイミングで液体の吐出を行うことができる。
シリンジ部の所定部位を、ガスケット部側に向けて弾性支持する弾性支持部材を備えることにより、カートリッジユニットを適度な弾性と圧力によって支持することができ、同時に本体側への防水にも寄与する。
本発明は、カートリッジユニットやその先端部を交換可能なシステムとして提供することによって、多様な液体の種類やマイクロニードルの組み合わせを随意に選択することができ、複数の効能の提供に寄与する。
以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係る液体注入装置の内部機構を説明する断面図であり、図2は、回路基板を外した状態の同、斜視図である。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係る液体注入装置の内部機構を説明する断面図であり、図2は、回路基板を外した状態の同、斜視図である。
本発明は、マイクロニードル(10)を介して液体を皮膚に注入する液体注入装置(1)であり、カートリッジユニット(20)と本体(30)とから構成される。
吐出穴(11)を共に備えるマイクロニードル(10)を先端に配して、その背後に液体を収容するシリンジ部(21)、シリンジ部(21)から吐出穴(11)に向けて液体を押し出すためのガスケット部(22)を備え、これらによってカートリッジユニット(20)が構成されている。
吐出穴(11)を共に備えるマイクロニードル(10)を先端に配して、その背後に液体を収容するシリンジ部(21)、シリンジ部(21)から吐出穴(11)に向けて液体を押し出すためのガスケット部(22)を備え、これらによってカートリッジユニット(20)が構成されている。
本発明において特にカートリッジユニットを用いたことに特徴があり、液体注入装置の本体には、カートリッジ装着部が配されてカートリッジユニットを着脱自在に装着することができる。そして、本発明に係る作用力発生機構として、カートリッジユニットのガスケット部を軸方向に動かすための摺動部を備え、カートリッジ内の液体を吐出穴から吐出するようになっている。
摺動部は、手動によっても自動によっても摺動動作させることができる。例えば、手動の場合には本体上にスライドバーやボタン様の操作部を設け、操作部の動作に従動するガスケット部の軸方向の動作によって吐出穴から液体が吐出される構成でもよい。
本実施例では、摺動部は駆動手段によって動作する構成を開示する。駆動手段としては後述する直動モーターなどの他、油圧シリンダー、空気シリンダー等、公知の軸方向に動作する駆動手段を用いることができる。これらの駆動手段は以下で述べる制御手段によって制御することができる。
本体(30)は、先端においてマイクロニードル(10)の周囲を覆うヘッド部(31)、カートリッジユニット(20)やその他の内部構成要素を格納するハウジング部(32)、ハウジング部(32)内の駆動軸を駆動する直動モーター(33)、電源を供給するバッテリー(34)、制御回路を有する制御基板(35)、操作を行うための操作スイッチ(36)等から構成される。
使用時には、ヘッド部(31)を外した状態でカートリッジユニット(31)をハウジング部(32)先端の円筒状のカートリッジ装着部(320)に挿入した上で、ヘッド部(31)をハウジング部(32)先端のヘッド受け部(321)に嵌着する。
図3はヘッド部(31)の内側の態様を示している。図2に示されるようにヘッド受け部(321)の外周面には凸カム(3210)が2つ配置されており、ヘッド部(31)の内周面にはその凸カム(3210)が係合するカム溝(311)が設けられているので、ヘッド部(31)にヘッド受け部(321)に押し当てて回転させることで、容易に脱着を行うことができる。
このとき、ヘッド部(31)の内側に配設された弾性支持部材、すなわち本実施例ではゴムで形成されてガスケット部(22)に向けて弾性支持するカートリッジ押さえラバー(310)によりカートリッジユニット(31)が安定的に支持される。
カートリッジ押さえラバー(310)は、カートリッジユニット(31)のぐらつきを抑えると共に、カートリッジユニットの周囲から内部への液体等の侵入を防ぐ防水効果も有している。
カートリッジ押さえラバー(310)は、カートリッジユニット(31)のぐらつきを抑えると共に、カートリッジユニットの周囲から内部への液体等の侵入を防ぐ防水効果も有している。
図4は、カートリッジユニット(20)を組み立てた状態を示す図であり、図5はカートリッジユニットを分離した状態を示す図である。
本実施例において、カートリッジユニット(20)は、マイクロニードル(10)や吐出穴(11)を備えた先端部(23)と、筒状で液体を収容するシリンジ部(21)、ガスケット部(22)から構成される。シリンジ部(21)の液体は先端部(23)における図示されない流通孔を通して、吐出穴(11)から吐出される。
本実施例において、カートリッジユニット(20)は、マイクロニードル(10)や吐出穴(11)を備えた先端部(23)と、筒状で液体を収容するシリンジ部(21)、ガスケット部(22)から構成される。シリンジ部(21)の液体は先端部(23)における図示されない流通孔を通して、吐出穴(11)から吐出される。
ガスケット部(22)は、更に詳しくはシリンジ部(21)内に液体を密封する密封部材(220)と直動モーター(33)からの駆動力を受ける後端部材(221)とから構成される。
後端部材(221)に関し、上記した手動の場合の操作部や、その他の駆動手段も同様にこの後端部材(221)を押して摺動させる構造とすることができる。
後端部材(221)に関し、上記した手動の場合の操作部や、その他の駆動手段も同様にこの後端部材(221)を押して摺動させる構造とすることができる。
先端部(23)におけるマイクロニードルは、公知のように1mm未満の直径や長さの極小の針を多数備え、物質を通さない角質層を通過し、痛点の多い真皮より浅く薬剤を透過できる。インスリンやワクチン等の医薬品を注入する医療目的のほか、美容液等を注入する美容目的でも用いられている。
マイクロニードルの材料にはPLA(ポリ乳酸)のほか、コラーゲン、ヒアルロン酸などを用いることが好適である。一般に美容目的の場合には中実の針として、その針の周囲の平面部分に備えた吐出穴(11)から美容液を吐出し、マイクロニードルで開けられた皮膚の微小孔から美容液を浸透させることができる。
本発明において、カートリッジユニット(20)から液体を吐出する際の吐出量を設定する吐出量設定手段を備える。吐出量設定手段としては、吐出穴の径や通過部分の長さ、材質の調整などの吐出穴の態様によって流体の摩擦抵抗を変化させることにより、単位時間当たりの吐出量を設定してもよい。本構成は、駆動手段が手動であってもある程度の強さで操作すれば、使用する液体に適合した適切な吐出量を保つことができる。
このようにカートリッジユニット(20)によって適するマイクロニードルや吐出穴の態様を変化させることにより、液の量や勢い、粘度等に応じて吐出穴の大きさを変化させて調整することができる。勢いが良すぎたり、量が多いと、液だれや適度な塗布ができず、美容液のロスが大きいことから、適切に吐出速度を調整することが重要である。
また、吐出穴の態様を変えなくてもカートリッジユニット(20)に図示しない与圧室を設け、与圧室から吐出穴に流出する液体の速度を調整することによって吐出量を設定してもよい。
本実施例では、直動モーター(33)によってシリンジ部(21)の液体を押し出すが、この場合でも、吐出穴(11)の穴径等を変化させることで吐出量の設定を行うことができる。
吐出穴(11)の態様は、内部の液体によって選択することが好ましく、例えば、液体の粘度が30Pa・Sの場合、穴径は0.2~1mm程度、粘度が30000Pa・Sの場合には1mm~2mmとすることが好ましい。このように液体粘度によっては、吐出穴を変える事で、より効率的な塗布ができ、目詰まりの防止にも寄与する。
吐出穴(11)の態様は、内部の液体によって選択することが好ましく、例えば、液体の粘度が30Pa・Sの場合、穴径は0.2~1mm程度、粘度が30000Pa・Sの場合には1mm~2mmとすることが好ましい。このように液体粘度によっては、吐出穴を変える事で、より効率的な塗布ができ、目詰まりの防止にも寄与する。
マイクロニードル(10)の円形部分の直径5ないし25mm、例えば12mm程度が好ましい。ガスケット部(22)によって液体を押し出す本構成では高粘度、例えば5000Pa・S以上の美容液にも対応が可能であり、吐出穴の穴径も30μm~2mmと広い範囲で選択することができる。
また、吐出穴(11)を複数備える構成では、液体の吹出穴は少なくとも100μm~500μmの間隔で配置されていることが好ましい。このような間隔を確保することで、マイクロニードルと吐出穴を交互に効率良く分散配置することができる。
本発明は中実のマイクロニードルに限らず、中空の針を用いてもよい。この場合、吐出穴(11)はマイクロニードルの穴から吐出する構造となる。特に医療用では中空のマイクロニードルを用いることが一般的であるが、美容用として中実のマイクロニードルを用いることも排除されない。
シリンジ部(21)の一端は先端部(23)や図示されないキャップを螺合し、他端はガスケット部(22)で密封して、様々な液体のカートリッジユニット(20)を提供することができる。シリンジ部(21)を透明部材で構成して内部の液量を確認しやすく構成してもよい。
マイクロニードル(10)は身体に作用するため、認可制度や法規制により製造者が限定される場合があるが、このように先端部(23)を分離可能としたことで、認可されたマイクロニードル(10)を本発明のカートリッジユニット(20)に適用することが容易となる。
なお、本発明の実施において、カートリッジユニット(20)のマイクロニードル(10)とシリンジ部(21)は一体的に形成されていてもよい。
なお、本発明の実施において、カートリッジユニット(20)のマイクロニードル(10)とシリンジ部(21)は一体的に形成されていてもよい。
シリンジ部(21)に収容する液体としては、美容用でコラーゲン、ヒアルロン酸、プラセンタ原液、ハイドロキノン、トラネキサム酸、ビタミン誘導体などを用いることができる。また、育毛用として、ミノキシシジル、フェナステリド、センブリエキス、ビタミン誘導体などを用いることができる。
本発明では対象とする液体の用途は美容用、医療用等を問わないが、このようにさまざまな効能を有する液体をカートリッジユニット(20)の交換により自在に使い分けらえれることに大きなメリットがある。
本発明では対象とする液体の用途は美容用、医療用等を問わないが、このようにさまざまな効能を有する液体をカートリッジユニット(20)の交換により自在に使い分けらえれることに大きなメリットがある。
カートリッジユニット(20)のガスケット部(22)を前方だけに移動可能とし後方に戻せない構造とすることも好適である。ガスケット部(22)が戻せる場合、内部の液体に異物が混入したり、最適なマイクロニードルとの組み合わせが損なわれる恐れがあるため、ガスケット部(22)は例えばラチェット状で不可逆的な動作としてもよい。
ガスケット部(22)の後端はハウジング部(32)内で前後に摺動するプランジャー(37)と当接し、プランジャー(37)は駆動軸(38)と連結され、摺動部が形成される。
本発明において駆動手段、特に直動モーター(33)を用いる場合に次のような制御を行うことができる。すなわち、直動モーター(33)を制御基板(35)に備えられる制御回路(40)によって制御し、規定の移動量だけ前方に摺動させ、カートリッジユニット(20)のガスケット部(23)の押し出しを制御することによって、最適な液体の吐出を実現することができる。
図6は、制御回路(40)の説明図である。本実施例においてモータードライバを有するIC等を備えた制御基板(35)に、直動モーター(33)と操作スイッチ(36)を接続するほか、原点センサ(44)と皮膚センサ(45)を備える。
本発明において、直動モーター(33)の次のような制御を行うと好適である。
第一に、制御回路(40)に第1制御部である吐出速度調整部(41)を備える。
液体注入装置において、液体の粘度や特性によって単位時間当たりの最適な吐出量が決められる場合、吐出速度調整部(41)が直動モーター(33)の動作速度を調整するだけで吐出速度の調整が可能である。
第一に、制御回路(40)に第1制御部である吐出速度調整部(41)を備える。
液体注入装置において、液体の粘度や特性によって単位時間当たりの最適な吐出量が決められる場合、吐出速度調整部(41)が直動モーター(33)の動作速度を調整するだけで吐出速度の調整が可能である。
吐出速度調整部(41)によれば、塗布する部位や液体によって、減速したり、勢いをつけたりすることによって、液だれを防ぎ、必要十分な塗布を行うことができる。
第二に、制御回路(40)に第2制御部である押し出し量制御部(42)を備える。プランジャー(37)の押し出し量を制御することで液体の吐出量を正確に調整することができる。皮膚から液体が垂れない量である数μlに相当する距離だけプランジャー(37)を動作させればカートリッジユニット(20)の吐出穴(11)から適量が吐出される。
駆動軸(38)の移動量をさらに正確に検知するため、原点センサ(44)を備えてもよい。原点センサ(44)は、例えばハウジング部(32)に取り付けられたセンサードグ(440)及びセンサー(441)によって構成され、駆動軸(38)の原点位置を検出する。そして、図7に示すように、駆動軸(38)とプランジャー(37)との接続位置にC字形の遮光板(380)を備え、遮光板(380)による遮光回数をカウンター部(46)で計数することにより、回転数に基づく押し出し量を検知することができる。
カートリッジユニット(20)には動作時にガスケット部(22)からの摺動抵抗力がかかるが、ヘッド部(31)が凸カム(3210)とカム溝(311)の係合と、カートリッジ押さえラバー(310)の摺動抵抗力に対する十分な剛性によって、駆動軸(38)の移動量とガスケット部(22)の移動量は一致する。
カウンター部(46)による回転数は電源が切れても記憶されており、これによって、次に使用する際は記憶された回転数から加算するので、押し出し量制御部(42)が継続的に押し出し量を制御することができる。
なお、押し出し量の制御方法としては、上記構成に限らず、公知の位置センサによってガスケット部(22)の位置を検出し、それに基づいて制御してもよい。
本発明の液体注入装置は、一般的な使い切りではなく、カートリッジユニット(20)の液体を数十回にわたって繰り返し使用することが可能であり、そのためにも位置センサ(44)によってプランジャー(37)の使用開始時の原点位置と、使用後の位置の検知が重要である。これによって、次回の使用開始時には再び現在位置から所定量の押し出し量を制御することができる。
さらに、カウンター部(46)を利用してカートリッジユニット(20)の使用終了も検知できる。内部の液体が空になると直動モーター(33)が動作しても、ガスケット部(22)はシリンジ部(22)の先端面に当たりこれ以上動作することができないため、カウンター部(46)の検知する回転数が0となり、エラー検知(47)を行う。エラー検知(47)時にシリンジ部(22)が空になったことを検知する。
シリンジ部(22)が空になった場合は新品と交換する。
シリンジ部(22)が空になった場合は新品と交換する。
エラー検知(47)時には、直動モーター(33)を回転させてプランジャー(37)を原点位置まで後退し停止するとともに、使用者にカートリッジ交換を促すこともできる。
位置センサを備える場合には、このようなエラー検知でなく、ガスケット部(22)の現在位置に応じて、液体の残量を検知することもできる。
直動モーターとして、図示されるように一方から駆動軸が突出するタイプと、ストロークを長くするために背面からも駆動軸が突出しているタイプがある。後者の場合は、上記のように遮光板(380)を駆動軸(38)とプランジャー(37)との接続位置に設けるのではなく、駆動軸の後端位置に設けてもよい。また駆動軸そのものをセンサによる検出対象としてもよい。
本発明では、カートリッジユニットから液体を吐出する回数を設定する吐出回数設定手段を備えることもできる。従来、マイクロニードルを用いた吐出は1回だけ行うことが一般的であったが、表皮への注入を行う場合、表皮は浸透量が低いため注入する量と皮膚上に塗布する量の2度にわたって経皮吸収させた方が効率よい場合もある。
そこで、制御回路(40)に吐出制御部(43)を備えて複数回の吐出を行うこともできる。この場合、直動モーター(33)に対して所定回数だけ駆動制御を行えばよい。
本構成において、吐出制御部(43)は吐出のタイミングを制御することもできる。吐出のタイミングは使用者によるスイッチ操作により任意に吐出できるようにしてもよいが、皮膚センサ(45)を備えて、その入力情報に基づいて吐出することができる。
皮膚センサ(45)はヘッド部(31)に設けられる。図3に示すように皮膚との接近又は接触を検知する皮膚センサの端子(312)が設けられており、当該端子(312)はハウジング(32)の上面に設けられている接続シャフト(39)によって接触時の微少電流が回路基板(36)に流れて公知の静電センサにより皮膚との接近又は接触を検知することができる。
皮膚との接触等を契機として、直動モーター(33)を作動させることで、使用者が皮膚に注入装置を接触させる度に吐出穴(11)から液体が連続的に吐出され皮膚の広範囲に注入する場合でも短時間で済ませることが可能となる。
その際、皮膚センサ(45)が皮膚から離れるタイミングを検知し、これをトリガーとして液体を吐出するよう制御することで、吐出した液体はマイクロニードルとの表面張力によりヘッド部(31)内に滞留し、再度マイクロニードルを皮膚に接触させた場合、皮膚への吸収量はニードルからの注入量とヘッド部に滞留している量の合計量となるため、より多くの液体を経皮吸収させることが可能となる。本構成は中実のマイクロニードルを用いる場合に特に好適である。
以上の構成は、吐出回数を制御するものであるが、吐出回数とは別にマイクロニードルの注射の回数を変化させることもできる。本実施例ではマイクロニードルは本体を皮膚に押し当てることで注射されるが、マイクロニードルを振動モーターと連結し、振動モーターの振動によって皮膚に所定回数注射するようにしてもよい。この場合、上記吐出制御部(43)における吐出と組み合わせて制御することもできる。
図8は本発明の第1の実施例に係る液体注入装置(1)の外観を示している。使用者は棒状のケース(2)を把持して、操作スイッチ(36)等で電源の入り切りや、モード選択、吐出等の操作を行うことができる。
ケース(2)は直径3cmないし5cm、全長20cmないし30cmで使用者が手掌で掴むのに適した太さ、長さであり、本体(30)を安定して支えることができる。
ケース(2)は直径3cmないし5cm、全長20cmないし30cmで使用者が手掌で掴むのに適した太さ、長さであり、本体(30)を安定して支えることができる。
前述したようにキャップ部(31)を取り外してカートリッジユニット(20)を簡便に脱着することができる。本体と複数のカートリッジの組み合わせによって、カートリッジユニットを交換しながら使用することで複数の効能を提供できるシステムが実現されている。
複数のカートリッジユニットは、マイクロニードル(10)の長さ、配置密度、分布する面積の少なくともいずれかが異なるものとすることで、例えば顔や頭皮など部位による相違や、液体の種類、美容と医療の用途の別など、様々な作用を実現することができる。
先端部(23)を備える構成の場合には、カートリッジユニットの交換に代えて、先端部(23)を交換しながら使用することで複数の効能を提供してもよい。
また、本発明は、カートリッジユニット(20)のみ単体で提供してもよい。
また、本発明は、カートリッジユニット(20)のみ単体で提供してもよい。
(第2実施例)
次に、作用力発生機構が異なる第2実施例を示す。本実施例では本体の形状も第1実施例とは異なり、その作用効果についても説明する。
図9は、本発明の第2実施例に係る液体注入装置の斜視図であり、図10はその内部機構を説明する断面図である。
次に、作用力発生機構が異なる第2実施例を示す。本実施例では本体の形状も第1実施例とは異なり、その作用効果についても説明する。
図9は、本発明の第2実施例に係る液体注入装置の斜視図であり、図10はその内部機構を説明する断面図である。
本実施例の液体注入装置(100)も、カートリッジユニット(120)と本体(130)とから構成される。本実施例におけるカートリッジユニット(120)は、シリンジ部やガスケット部を備えるものではなく、ボトル部(121)とボトル部に螺合する先端部としてニードルキャップ(122)、使用しない時にマイクロニードル(10)を保護する保護キャップを備える。
ニードルキャップ(122)には多数のマイクロニードル(10)と、3つの吐出穴(124)(図12に図示)を有する。
本実施例では、カートリッジユニット(120)に振動を加えることでボトル部(121)内の液体を吐出穴から吐出し、マイクロニードル(10)によって皮膚に浸透させるものである。
本実施例では、カートリッジユニット(120)に振動を加えることでボトル部(121)内の液体を吐出穴から吐出し、マイクロニードル(10)によって皮膚に浸透させるものである。
本体(130)は、使用者が把持する把持部(140)と、カートリッジユニット(120)の装着部(151)を内部に備えた作用部(150)とから構成され、図示されるように把持部(140)と作用部(150)のそれぞれの長手方向の挟角は55度で屈折した形状を成している。
把持部(140)のハウジング(141)と作用部のハウジング(152)は一体成形されており、本実施例においては作用部のハウジング(152)内には装着部(151)と共に振動部が収容される。振動部は、ソレノイド(160)、ソレノイド(160)の軸に接続したジョイント(161)、ジョイント(161)によって前後に振動するスライダー(162)、振動するスライダー(162)を外周で保持する外筒(163)から構成されている。
ソレノイド(160)は弾性部材(164)(165)によってハウジング(152)と固定されており、ソレノイド(160)の振動が直接ハウジング(152)に伝わらないようになっている。これにより使用感の向上と音の低減が図られる。
本実施例では、作用力発生機構としてカートリッジユニット(120)を軸方向、すなわちマイクロニードルの突出方向と等しい方向に振動させる振動部を備える。この構造を図11により詳述すると、図11(A)のようにソレノイド(160)は電磁石(1601)の外周にバネ(1602)を備えて電磁石の入切とバネ作用によって軸方向に振動する。ソレノイド(160)の軸(1603)と連結したジョイント(161)を介してスライダー(162)に振動を伝動する。
スライダー(162)は軸方向に複数のスリット(1621)を設けて径方向に弾性を有すると共に、図11(B)のように内側に係合凸部(1622)を内周に設けてボトル部(121)の外周の係合凹部(1211)と係合するように構成されている。
従って、カートリッジユニット(120)をスライダー(162)内に形成されている装着部(151)に挿入すると係合凸部(1622)及び係合凹部(1211)の係合によって着脱可能に装着することができる。
従って、カートリッジユニット(120)をスライダー(162)内に形成されている装着部(151)に挿入すると係合凸部(1622)及び係合凹部(1211)の係合によって着脱可能に装着することができる。
把持部(140)と作用部(150)の屈折部分には操作を行うための操作スイッチ(131)を備える。また、把持部(140)のハウジング(141)内には電源を供給するバッテリー(142)、制御回路を有する制御基板(143)を収容している。
把持部(140)と作用部(150)のそれぞれに収容する部材は本実施例の構成が重量バランスに優れて好ましいが、本発明においては限定されない。
把持部(140)と作用部(150)のそれぞれに収容する部材は本実施例の構成が重量バランスに優れて好ましいが、本発明においては限定されない。
上記のようにソレノイド(160)を制御して振動させると共に、ニードルキャップ(122)を下向きに向けることで、ボトル部(121)内の液体の自重により美容液等を吐出穴(124)から吐出する。
このとき、振動によって美容液の肌面への浸透と共に、肌を軽く叩くタッピング効果を得ることができる。
このとき、振動によって美容液の肌面への浸透と共に、肌を軽く叩くタッピング効果を得ることができる。
ところで、スムーズな吐出と、最適な塗布量を実現するために、液体の粘性や吐出穴の穴径、振動数、ストロークなどを調整することが必要である。そこで、ニードルキャップ(122)の構成や、ソレノイド(160)の制御方法について次に詳述する。
図12には先端部であるニードルキャップ(122)の斜視図を、図13にはマイクロニードルの形状を示す。
ニードルキャップ(122)は図示されるように肌面に当接する円形の先端を有し、円周上の3点に吐出穴(124)を備えると共に、円内に均一にマイクロニードル(10)を多数植設している。
ニードルキャップ(122)は図示されるように肌面に当接する円形の先端を有し、円周上の3点に吐出穴(124)を備えると共に、円内に均一にマイクロニードル(10)を多数植設している。
円形部分の直径は12mm程度であり、実施に適した範囲は5ないし25mmである。好適な美容液の粘度(200~1000mPa・S)において吐出穴の穴径は0.8mmないし1.6mmの範囲が好ましい。吐出穴は中央に1つでも良いが、複数設けることにより美容液が適切に円内のマイクロニードル(10)に行き渡ることができる。
作用力発生機構として振動部を用いる本実施例では、第1実施例に比して吐出穴の穴径を相対的に大きくすることが必要である。そのために大径の吐出穴を適切な間隔で離して配置しており、吐出穴の中心は一辺6.6mmの仮想正三角形の各頂点位置に配置している。吐出穴の穴径が上記記載の範囲のとき、4mmないし12mmの離隔距離が好ましい。
本発明において先端部の好適な別態様を図14に図示する。上記実施例における3点に吐出穴(124)を備えた図14(a)他、図14(b)は円形の先端における仮想正方形の頂点位置に吐出穴(124’)を備え、その周辺にマイクロニードル(10)を多数植設している。
また、図14(c)は円形の先端における円周上の対向する2点に吐出穴(124’)を備えている。
また、図14(d)は円形の先端における円周上の1点に吐出穴(124’)を備えている。
また、図14(e)は円形の先端における中心位置に1つの吐出穴(124’)を備えている。
また、図14(d)は円形の先端における円周上の1点に吐出穴(124’)を備えている。
また、図14(e)は円形の先端における中心位置に1つの吐出穴(124’)を備えている。
本発明における円形部分の直径は5mmないし25mm程度の範囲内が好ましく、特に、25mmに近い大径の場合は図14(b)のように4点以上の吐出穴が適しており、一方5mmに近い小径の場合には図14(d)(e)のように1点でも十分作用する。
本実施例において、先端部の吐出穴の間隔は2mmないし20mmの範囲で配置することが好ましい。すなわち、これらは先端部の大きさと関連して定まり、例えば先端部の直径が5mmの時に図14(b)のように4点を配置すると間隔は2mm程度となる。また、直径が25mmの時に図14(c)のように2点を配置すると間隔は20mm程度となる。
発明者の知見によれば、上記の数値範囲の場合に振動させることで吐出穴から適量が吐出される一方、振動させない時にはニードルキャップ(122)を下側に向けても液体が直ぐに漏れることがなく、使用上特に有効であることを確認している。
本実施例におけるマイクロニードルは上面に平面部分を有する略四角錐形状であり、図13に示すように高さ(H)は200μm程度、底面の一辺(L1)が100μm程度、上面の一辺(L2)が40μm程度である。一般的な先端が尖ったマイクロニードルに比して、上面を平坦とすることで美容液の浸透効果が高く、痛みも感じにくくなる。浸透効果及びマイクロニードルの強度の関係で、L1:L2:Hの比はおよそ1:2~3:5~7程度が好ましい。
第1実施例ではカートリッジユニット(20)から液体を吐出する際の吐出量を吐出量設定手段によって調整する様々な構成を開示した。本実施例においても同様の吐出量設定手段を備えることもできる。
同時に、振動部を備える本実施例では次のような制御を行うことが特に好ましい。
同時に、振動部を備える本実施例では次のような制御を行うことが特に好ましい。
図15は、制御回路(400)の説明図である。本実施例においてIC等を備えた制御基板(143)に、ソレノイド(160)と操作スイッチ(131)を接続するほか、発光や表示、音声等で使用者に通知する通知部(410)、傾きセンサ(411)、皮膚センサ(412)を備える。
そして、ソレノイド(160)には次のような制御を行うと好適である。
第一に、制御回路(40)に第3制御部である振動周波数制御部(401)を備える。振動周波数制御部(401)ではソレノイド(160)に対する通電の入切や極性反転の周波数を調整することで吐出量を調整することができる。一般的には低い周波数では吐出量が小さくなり、周波数を高くすると吐出量は多くなる。
第一に、制御回路(40)に第3制御部である振動周波数制御部(401)を備える。振動周波数制御部(401)ではソレノイド(160)に対する通電の入切や極性反転の周波数を調整することで吐出量を調整することができる。一般的には低い周波数では吐出量が小さくなり、周波数を高くすると吐出量は多くなる。
本発明では、振動周波数は5ないし30Hzが好適範囲であり、5Hzよりも低いと安定した吐出が得られず、30Hzよりも高いと一般的な美容液としては連続して吐出されてしまい吐出量が多くなりすぎる。
操作スイッチ(131)の操作によって振動周波数制御部(401)は好適な範囲で振動数を変化させることもできる。
操作スイッチ(131)の操作によって振動周波数制御部(401)は好適な範囲で振動数を変化させることもできる。
吐出量を調整する他の構成として、第4制御部である強度制御部(402)によりストローク(振幅)や、ソレノイド(160)が押す強さを調整することもできる。ソレノイド(160)に印加する電圧が高くなるとソレノイド(160)は最大ストロークの範囲内ではストロークが大きくなり、同時に押す力(推力)も強くなる。そこで強度制御部(402)は電圧を調整することでストロークや強さを調整することができる。
例えばストロークは1mmないし3mmの範囲が好ましく、美容液の吐出量だけでなく、使用者の肌面への触感も調整することができる。強いタップ感を得たい時にはストロークを大きく、あるいは推力を強く設定し、目元などデリケートな部位に当てる場合には弱く設定する。推力の範囲は最大時を100%とした時に30%ないし100%の範囲で調整できると好ましい。
振動部を備える本実施例の構成では、ニードルキャップ(122)の角度も重要である。上述したようにあまり下を向けると重力によって吐出量が多くなりすぎ、水平より上を向くと液体が吐出しなくなる。そこで軸方向(マイクロニードルの突出方向)の水平からの俯角は0度ないし25度の範囲が好ましい。
液体注入装置(100)ではこの角度が重要であるため、次のような構成をとる。
すなわち、把持部(140)と作用部(150)のそれぞれの長手方向の挟角は55度で屈折した形状として、把持部(140)を把持した時に自然に先端部がやや下を向くように形成している。上記の俯角となりやすい角度として、把持部(140)と作用部(150)挟角を50度ないし80度とすることが好ましい。
すなわち、把持部(140)と作用部(150)のそれぞれの長手方向の挟角は55度で屈折した形状として、把持部(140)を把持した時に自然に先端部がやや下を向くように形成している。上記の俯角となりやすい角度として、把持部(140)と作用部(150)挟角を50度ないし80度とすることが好ましい。
さらに、液体注入装置(100)に傾き角度センサ(411)を備えて、装置の角度を取得することができる。制御回路(400)には第5制御部である傾き連動制御部(403)を備え、傾き角度センサ(411)による傾き角度が良好な場合、あるいは不適切な場合にはソレノイド(160)の動作を制御する。
例えば、傾き角度が良好な場合だけ動作するように、あるいは不適切な場合に停止するように制御してもよい。また、傾き角度が良好な場合には通知部(410)から青に発光、不適切な場合には赤に発光して使用者に適切な角度を通知するようにしてもよい。また、傾き角度が不適切な場合に通知部(410)から警告音を発して通知するようにしてもよい。
傾き角度センサ(411)による制御を行うかどうかは操作スイッチ(131)から切り替えられるようにしてもよい。適用する肌面の角度によっては傾きが不適正でも動作させたい場合もあるので、ソレノイド(160)の動作は停止しないように設定できてもよい。
さらに傾き連動制御部(403)は、傾き角度によって単位時間当たりの吐出量を設定できるようにしてもよい。すなわち、第1実施例における吐出量設定手段と同様に吐出量を設定することもできるし、振動周波数制御部(401)や強度制御部(402)に制御を指示して、あるいは傾き連動制御部(403)が振動数やストローク、強度などを調整することで吐出量を設定することもできる。
作用部(150)の先端にはヘッド部(153)を備える。ヘッド部(153)は、ハウジング(152)とプランジャー部(154)で接続される。プランジャー部(154)はゴム製のOリングを挟んでおり、ニードルキャップ(122)において液だれしても振動によりハウジング(152)の内側に液体が流入しないように密封している。
第1実施例のヘッド部(31)と同様に、ヘッド部(153)には皮膚センサ(412)を備え、吐出制御部(404)が吐出のタイミングを制御することもできる。すなわち、皮膚との接触等を契機として、ソレノイド(160)を作動させることで、使用者が皮膚に注入装置を接触させる度に吐出穴(243)から液体を吐出させることができる。
吐出制御部(404)による制御のタイミング等は実施例1と同様に任意である。
吐出制御部(404)による制御のタイミング等は実施例1と同様に任意である。
ヘッド部(153)に導電性材料の肌面側電極(155)を備え、把持部(140)に手元電極(144)を備えて、さまざまな電気的な美容作用を及ぼすようにしてもよい。例えば、微弱電流を肌面側電極(155)から肌面に通電し、美容液の浸透を向上させるイオン導入と呼ばれる作用を及ぼしてもよい。このとき、振動部によるタップに合わせることによって、浸透効果をさらに高めることができる。
その他、肌面側電極からは数Hzから数kHzの周波数の電流を印加するEMS(Electrical Muscle Stimulation)と呼ばれる電気的筋肉刺激や、RF電流、例えば1Mhz程度の高周波を印加することもできる。
その他、肌面側電極からは数Hzから数kHzの周波数の電流を印加するEMS(Electrical Muscle Stimulation)と呼ばれる電気的筋肉刺激や、RF電流、例えば1Mhz程度の高周波を印加することもできる。
ヘッド部(153)の導電性材料として金属など硬度の高い素材を用いると、肌を軽く叩くタッピングの際に痛みを感じることがある。そこで、ヘッド部(153)を首振り式にして衝撃を和らげることもできる。
図16に示すようにヘッド部(153)上で肌面側電極(155)の部分が概ね+-10度程度の範囲で揺動可能であり、過度な肌との干渉を避けるように構成している。
図16に示すようにヘッド部(153)上で肌面側電極(155)の部分が概ね+-10度程度の範囲で揺動可能であり、過度な肌との干渉を避けるように構成している。
本実施例において、振動部を実現するためにソレノイドを用いる構成を開示したが、振動を発生させる機構は任意である。例えば、振動モーターや、超音波振動、振動スピーカー、エアー式バイブレータなどを適宜用いることができる。
また、作用力発生機構と本体の形状は必ずしも上記の組み合わせに限定されない。振動部を用いる構成においてハウジングが棒状であっても良いし、摺動部を備える構成において屈折した本体を用いることもできる。
さらに、図17に示すように、略T字型の本体を用いてもよい。これらの実施例においても、振動部を用いる場合には図17(A)のように作用部(170)と把持部(171)の挟角が70度の構成が好ましい。ただし、摺動部を用いる構成に限らず、振動部やその他の作用力発生機構を用いる構成において図17(B)(C)のように90度や110度等任意の挟角でもよい。
1 液体注入装置
10 マイクロニードル
11 吐出穴
20 カートリッジユニット
21 シリンジ部
22 ガスケット部
23 先端部
30 本体
31 ヘッド部
32 ハウジング部
33 モーター
34 バッテリー
35 制御基板
36 操作スイッチ
37 プランジャー
38 駆動軸
39 接続シャフト
40 制御回路
41 吐出速度調整部
42 押し出し量制御部
43 吐出制御部
44 原点センサ
45 皮膚センサ
100 液体注入装置
120 カートリッジユニット
121 ボトル部
122 ニードルキャップ
124 吐出穴
130 本体
131 操作スイッチ
140 把持部
141 ハウジング
142 バッテリー
143 制御基板
144 手元電極
150 作用部
151 装着部
152 ハウジング
153 ヘッド部
154 プランジャー部
155 肌面側電極
160 ソレノイド
161 ジョイント
162 スライダー
163 外筒
400 制御回路
401 振動周波数制御部
402 強度制御部
403 傾き連動制御部
404 吐出制御部
410 通知部
411 傾き角度センサ
412 皮膚センサ
10 マイクロニードル
11 吐出穴
20 カートリッジユニット
21 シリンジ部
22 ガスケット部
23 先端部
30 本体
31 ヘッド部
32 ハウジング部
33 モーター
34 バッテリー
35 制御基板
36 操作スイッチ
37 プランジャー
38 駆動軸
39 接続シャフト
40 制御回路
41 吐出速度調整部
42 押し出し量制御部
43 吐出制御部
44 原点センサ
45 皮膚センサ
100 液体注入装置
120 カートリッジユニット
121 ボトル部
122 ニードルキャップ
124 吐出穴
130 本体
131 操作スイッチ
140 把持部
141 ハウジング
142 バッテリー
143 制御基板
144 手元電極
150 作用部
151 装着部
152 ハウジング
153 ヘッド部
154 プランジャー部
155 肌面側電極
160 ソレノイド
161 ジョイント
162 スライダー
163 外筒
400 制御回路
401 振動周波数制御部
402 強度制御部
403 傾き連動制御部
404 吐出制御部
410 通知部
411 傾き角度センサ
412 皮膚センサ
Claims (22)
- マイクロニードルを介して液体を皮膚に注入する液体注入装置であって、
カートリッジユニットと本体とから構成され、
該カートリッジユニットには、
該マイクロニードルと、
該液体を吐出する吐出穴と、
該液体を収容するボトル部を備え
該本体には、
該カートリッジユニットを着脱自在に装着するカートリッジ装着部と
装着された該カートリッジユニットに対して該液体の吐出作用を生じさせる作用力発生機構とを備え、
該カートリッジユニットを交換しながら使用できるようにした液体注入装置。 - 前記カートリッジユニットにおいて、
前記マイクロニードル及び前記吐出穴を先端部に備え、
該先端部を前記ボトル部に装着して使用する
請求項1に記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
前記カートリッジユニットから液体を吐出する際の吐出量を設定する吐出量設定手段を備えた、
請求項1又は2に記載の液体注入装置。 - 前記吐出量設定手段が、
前記液体の特性に応じて前記吐出穴の態様を変化させることにより単位時間当たりの吐出量を設定する
請求項3に記載の液体注入装置。 - 前記カートリッジユニットの前記ボトル部が、
シリンジ部と、該シリンジ部から該吐出穴に向けて該液体を押し出すためのガスケット部とを少なくとも備え、
前記作用力発生機構が、
装着された該カートリッジユニットの該ガスケット部を軸方向に動かすための摺動部を含んで構成される
請求項1ないし4のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
前記カートリッジユニットから液体を吐出する回数を設定する吐出回数設定手段を備えた、
請求項5に記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
該液体注入装置の前記摺動部を軸方向に駆動する駆動手段を備えた、
請求項5又は6に記載の液体注入装置。 - 前記吐出量設定手段として、
前記駆動手段の駆動速度を制御することにより単位時間当たりの吐出量を設定する第1制御部を備えた
請求項3かつ請求項7に記載の液体注入装置。 - 前記吐出量設定手段が、
前記駆動手段による前記ガスケット部の押し出し量を調整する第2制御部を備えた
請求項3かつ請求項7に記載の液体注入装置。 - 前記駆動手段が、前記摺動部を軸方向に駆動する駆動軸を備えたモーターである、
請求項7ないし9のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
前記摺動部を手動によって動作する操作部を備えた、
請求項5ないし10のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記作用力発生機構が、前記カートリッジユニットを軸方向に振動させる振動部を含んで構成される
請求項1ないし4のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記作用力発生機構における前記振動部の振動周波数を設定する第3制御部を備えた、
請求項12に記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
前記作用力発生機構から前記カートリッジユニットに及ぼす力を制御する第4制御部を備えた、
請求項1ないし13のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置の前記本体が、使用者が把持する把持部と、少なくとも前記カートリッジ装着部を備える作用部とから構成され、
該把持部と該作用部のそれぞれの長手方向の挟角が50度ないし80度である
請求項1ないし14のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記液体注入装置において、
前記本体の傾き角度を検出すると共に、傾き角度が所定の角度の範囲の時に作動可能となるか、又は使用者に通知するかのいずれかに制御する第5制御部を備えた
請求項1ないし15のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記第5制御部が、検出された本体の傾き角度に応じて単位時間当たりの吐出量を設定する
請求項16に記載の液体注入装置。 - 前記マイクロニードルの近傍において皮膚との接近又は接触を検知する皮膚センサと、
検知結果に基づいて作用力発生機構を制御する第6制御部を備えた
請求項1ないし17のいずれかに記載の液体注入装置。 - 前記カートリッジユニットにおいて、
複数の前記吐出穴を有し、該吐出穴は2mmないし20mmの範囲の間隔で配置される
請求項12に記載の液体注入装置。 - 請求項1ないし19のいずれかに記載の液体注入装置を用いたシステムであって、
効能の異なる2種類以上の液体をそれぞれ収容した複数の前記カートリッジユニットと、前記
本体とから成り、
該カートリッジユニットを交換しながら使用することで複数の効能を提供できることを特徴
とするシステム。 - 請求項1ないし19のいずれかに記載の液体注入装置を用いたシステムであって、
長さ、配置密度、分布する面積の少なくともいずれかが異なるマイクロニードルをそれぞれ備えた
複数の前記カートリッジユニットと、前記本体とから成り、
該カートリッジユニットを交換しながら使用することで複数の効能を提供できることを特徴
とするシステム。 - 前記システムにおいて、
前記マイクロニードル及び前記吐出穴を先端部に備えて、該先端部を前記ボトル部に
装着して使用する構成であって、
前記カートリッジユニットの交換に代えて、該先端部を交換しながら使用することで複
数の効能を提供できることを特徴とする請求項20又は21に記載のシステム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202180028185.5A CN115397502B (zh) | 2020-07-02 | 2021-07-02 | 液体注入装置及其系统和药筒单元 |
| JP2022534125A JP7707168B2 (ja) | 2020-07-02 | 2021-07-02 | 液体注入装置、及びそのシステムとカートリッジユニット |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-114884 | 2020-07-02 | ||
| JP2020114884 | 2020-07-02 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022004876A1 true WO2022004876A1 (ja) | 2022-01-06 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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-
2021
- 2021-07-02 JP JP2022534125A patent/JP7707168B2/ja active Active
- 2021-07-02 WO PCT/JP2021/025124 patent/WO2022004876A1/ja not_active Ceased
- 2021-07-02 CN CN202180028185.5A patent/CN115397502B/zh active Active
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