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具有切割冠的可回縮注射器.pdf

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具有 切割 可回縮 注射器
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摘要
申請專利號:

CN201080066659.7

申請日:

20101231

公開號:

CN102971033B

公開日:

20150506

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61M5/32 主分類號: A61M5/32
申請人: 慧意(私人)有限公司
發明人: 洪潮華
地址: 新加坡新加坡市
優先權: 61/332,270,61/373,926
專利代理機構: 北京中博世達專利商標代理有限公司 代理人: 申健
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080066659.7

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法律狀態公告日:

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摘要

一種具有切割頭的可回縮注射器,所述切割頭安裝在所述注射器的柱塞上。當柱塞向前推進從而將流體從注射器內排出時,切割冠切割持有注射器的針單元的保持機構,從而允許驅動機構將所述針單元推進所述注射器內。所述切割冠外形塑造為降低必須被施加來切割所述保持機構的力。此外,還提供了附接到注射器單元上的一次性針組件。所述一次性針組件具有針和用于將所述針連接到所述注射器單元上的連接器元件。所述連接器元件包圍所述針,并在其外表面上設置有用于與所述注射器單元緊密配合的螺紋。當所述針組件與所述注射器緊密配合時,基本不變的孔的中心孔從所述針的尖端延伸到所述注射器的內部室中。因而,在所述針組件內很少有死角。在附接到所述注射器之前,所述針組件的所述針優選地被包圍在保護器內,所述保護器與所述接口一起被塑模為松軟部分單元。所述保護器通過破壞所述組件的易碎部分而被移除。

權利要求書

1.一種可回縮注射器,包括:桶;針單元,所述針單元包括針,所述針的內部與所述桶內的室成流體連通;保持機構,所述保持機構用于將所述針單元保持在所述桶的一個端部處;空心柱塞,所述空心柱塞在所述桶內朝向所述針單元可移動;驅動機構,所述驅動機構用于將所述針單元推進所述柱塞內;以及切割冠,所述切割冠在所述柱塞的端部并面向所述針單元,所述切割冠設置為當所述柱塞向前推進時切割所述保持機構,以使所述驅動機構將所述針單元回縮進所述桶內;所述切割冠的外形包括至少兩個切割齒,所述切割齒在所述切割冠的其他部分切割所述保持機構的其他部分之前,切割所述保持機構的第一部分,所述至少兩個切割齒具有在各連續的切割齒之間間隔的、在齒與齒之間跨越的弧形橋。2.根據權利要求1所述的可回縮注射器,還包括設置在所述切割冠上的活塞,所述活塞設置為在所述切割冠切割所述保持機構之前,被所述切割冠切割。3.根據權利要求2所述的可回縮注射器,其中所述活塞的外表面具有圓頂外形,且在所述柱塞上朝向所述針單元移動時,所述活塞在接觸區域接觸所述室的端部表面,所述接觸區域朝向所述室的中心軸逐漸擴張。4.根據權利要求2或3所述的可回縮注射器,還包括從所述活塞的內表面向內延伸的引導部件,所述引導部件適于將一個或多個切割齒導向所述活塞的松軟部分。5.根據權利要求4所述的可回縮注射器,其中,所述活塞的所述松軟部分繞所述活塞的中心部分形成環形周邊。6.根據權利要求4所述的可回縮注射器,其中,所述引導部件在所述切割冠破壞密封時,發生變形。7.根據權利要求1-3任一項所述的可回縮注射器,其中,一個或多個切割齒朝向所述柱塞的縱軸向內地形成錐形。8.根據權利要求1-3任一項所述的可回縮注射器,其中,所述針單元包括:針支架,所述針支架具有向內面向的螺紋表面;以及針組件,所述針組件包括針以及圍繞所述針且具有向外面向的螺紋表面的針頭接口;所述針組件的孔徑朝向于具有與所述針支架所限定的孔基本相同的孔的通道,并延伸到所述桶內的所述室內。9.一種用于操作根據權利要求1-3任一項所述的可回縮注射器的方法,所述方法包括:下壓在所述桶內的所述柱塞,憑此,所述切割齒切割所述保持機構的至少一個第一部分,以及隨后所述切割冠的其它部分切割所述保持機構的一個或多個第二部分,所述第二部分繞所述桶的軸與所述第一部分圓周地分隔開。

說明書

技術領域

本發明涉及一種醫用注射器,特別地,涉及可回縮注射器以及用于附接到注射器單元上以便形成注射器組件的一次性針單元。

背景技術

具有針(“套管”)的注射器組件通常用于將例如藥劑等流體注射到患者體內,和/或用于將流體從患者體內抽取出來。期望地,這些注射器組件可以由單只手操作,以使醫生或護士可以在操作它們的同時,可以使用他或她的另外一只手來用于其他的目的。所施加力氣不能夠太大,否則醫生或護士的手就會因為執行許多注射操作而感到累。此外,一般不能對多個患者使用相同的注射組件的針,以及防止或不利于出現這種事情的幾種類型的注射器組件是已知的。

注射器組件的第一種形式包括由針和連接器元件組成的一次性針組件。通過使用連接器元件,所述針組件暫時地附接到伸長的注射器單元的前端部,以便形成所述注射器組件。所述注射器單元具有桶和柱塞,所述柱塞可以在所述桶內朝向所述針組件向前移動。藥劑流體位于在所述柱塞的前表面和所述針組件之間的容積(volume)內,所述容積與所述針的內側互通,以使當所述桶向前移動時,所述流體由針所推動。當發生此種情況時,不期望的情形是讓流體通過接頭泄漏,其中,在所述接頭,所述柱塞的正面的圓周接觸所述桶的壁。為了符合ISO?7886-1標準,所述注射器單元必須承受壓力,該壓力導致在不發生泄漏的情況下,內部測試壓力達300kPa(3巴)。當配發藥劑后,所述針組件就被移除和處理。

根據ISO?594標準設計的Luer?Taper(魯爾錐形)和Luer?Lock(魯爾鎖緊頭)是這種注射器組件的實例。所述Luer?Taper的變型使用位于針組件和使用摩擦力工作的注射器單元之間的壓配合連接件。遺憾的是,所述針組件易于變松而從該注射器單元上脫落下來。Luer?Lock的變型企圖通過使用螺紋鎖定系統來解決與Luer?Taper有關的疏松問題。然而,Luer?Lock具有涉及多個嵌套聯鎖部分的復雜設計。特別地,該注射器單元具有由內螺紋套管包圍的錐形噴管(spout)。該針組件的連接元件具有接合套管的外螺紋,并限定用于接收所述噴管的腔體。連接元件被插入到噴管和套管之間的空隙內。

所有的這些注射器組件都包括大量的死角(dead?space),即在注射器組件內的容積,所述容積包括不能從注射器組件排放出的藥劑。通常地,在連接器單元和/或在該連接器單元和注射器單元之間的接口內都存在有死角。由于藥劑的成本可能高,此死角是一個受關注的問題。可能的是,通過降低生產過程的容差來減少死角的尺寸,但是這將會提高注射器組件的生產成本。

注射器組件的另外一個種已知的形式就是“可回縮注射器”,其包括:注射器單元、位于所述注射器單元的一個端部處的針單元(可縮回式注射器的一些形式中的針單元恰好指的是針,但在其他形式中的針單元指的是針和“針頭接口(needle?hub)”,也就是,是材料的環繞體,該材料通常為模制塑料材料)、用于保持針單元相對于注射器單元的位置的保持機構、以及驅動機構。操作注射器使保持機構在注射器組件已被使用來輸送藥劑后禁止使用,然后驅動機構就將針單元推動進注射器單元內,以使針不再被暴露。可縮回式注射器示例在US6,994,690、WO?2005/053779、US?6494863、US?2008/0033355以及US7,351,224中。另一可回縮注射器是由貝迪醫療(Becton?Dickinson)和美國新澤西州的公司推進市場的BD?Integra注射器。這種可回縮注射器具有可拆卸式針,并使用將注射器單元和Luer?Lock系統曾經使用的針連接起來的形式。經試驗發現,需要使用大約55N的“激活”力才能將一摩爾型號的Integra注射器的保持機構打斷,這種力估計大于壓縮力的5倍,注射器單元在無泄漏的情況下必須承受該壓縮力才能達到ISO?7886-1標準。

因此,一些早期的可回縮注射器通過在注射器內具有更多的死角和/或錯開激活過程減少了需要“激活”力的次數。在使用錯開的情況下,要求死角能夠提供在激活流程中涉及的獨立元件串聯移動所需要的空間。因此,可回縮注射器的大多數設計具有死角,這就導致藥劑的損耗。在一些設計中,空氣可能會被限制在死角內,且在使用注射器組件之前該空氣難以被驅除出去。

此外,因為保持機構必須足夠堅固才能抵擋由驅動機構所產生的推力,因此,用戶必須不方便地施加大的力破壞該保持機構,并將針單元釋放出來。

此外,許多已知的可回縮注射器的針單元、注射器單元、保持機構和驅動機構都具有太多的零件,導致制造成本高。因為可回縮注射器昂貴,一些手術操作都嘗試盡量重復使用它們,很難阻止此類事情發生,因為在操作該裝置后,幾乎所有的組件都保持完好無損。

發明內容

本發明的第一方面目的在于提供新的和有用的可回縮注射器組件。

本發明的第二方面目的在于提供一種新的和有用的用于連接到注射器單元上以形成注射器組件的一次性的針組件。

本發明的第一方面籠統地提出了這種可回縮注射器,包括:針單元;桶;在該桶內的朝向該針單元可移動的柱塞;用于將該針單元推進該桶內的驅動機構;以及用于相對于該桶保持該針單元的保持機構,所述柱塞在其前端具有切割冠,用于在所述柱塞向前推進時切割所述保持機構,以使所述驅動機構將所述針單元回縮進所述桶內。所述切割冠的外形包括一個或多個切割齒,所述切割齒在所述切割冠的其他部分切割所述保持機構的其他部分之前,切割所述保持機構的第一部分。換句話說,用戶不是必須同時施加足夠的力到所述柱塞上以將保持機構的所有部分都破壞。這就減少了所需要的激活力。

活塞可以設置在柱塞的前部上,以使用于容納藥劑的容積被限定在活塞和針單元之間。此活塞也可以被切割冠切割。

該針單元可以只由針組成,但是在本發明的優選實施例中,其同時包括針和作為針支架的材料(例如,塑料材料)環繞體。該針支架可以通過模塑形成。

本發明的第二個方面提出了用于附接到注射器單元上以形成注射器組件的一次性針組件,所述注射器單元具有在桶內可移動的柱塞。所述一次性針組件具有針和用于將該針連接到注射器單元上的連接器元件,所述連接器元件包圍所述針,并在其外表面上設置有用于與所述注射器單元緊密配合的螺紋。該針組件具有基本不變的孔的中心孔,所述中心孔沿著所述針組件的整個長度方向延伸。因而,在所述針組件自身內部存在極少的死角。

此外,當針組件與注射器單元緊密配合時,針組件的中心孔接觸注射器單元的通道,該注射器單元的通道具有大體相同的孔并與該注射器單元的桶互通。這極大地減小了在注射器單元和針組件之間的接口處的死角。

在附接到所述注射器之前,所述針組件的所述針優選地包圍在保護器內,所述保護器連同接口一起形成為(例如,通過塑模)一體式單元。該保護器可以通過易碎部分連接到接口上。

本發明的兩個方面是獨立的,但是它們可以通過形成注射器單元而結合起來,該注射器單元通過使用限定通道的元件,與本發明的第二個方面的針組件緊密配合,以使當該針組件和該元件連接到一起時,它們在本發明的第一方面中一起發揮“針單元”的作用。

本發明的特定具體實施例可以具有如下優點:

-具有的設計可以簡單而有效,但還是幾乎不在該組件內形成死角;

-具有簡單的設計,該設計可容許簡單的加工和經濟的制造;

-具有緊湊的設計,該設計可容許有效地使用材料,從而導致可以生產出環境友好型產品;

-具有最小的零件計數的設計,因為構件可以制造成整合的部分,例如,針保護器和針頭接口就可以制造成單一件;

-具有最少的藥劑消耗,因為幾乎不存在死角;

-容許容易地消除有毒的空氣泡,因為幾乎不存在死角;

-防止空氣泡被限制;

-容許容易地進行存貨管理,因為針組件可以與可回縮和傳統的注射器一起使用;

-確保初次針的完整性,同時完整性容易驗證;以及

-容許防篡改設計,可以防止再使用或再循環。

附圖說明

現在本發明將只通過實例并參考附圖來描述,其中:

圖1是根據本發明的第一實施例的注射器的分解視圖;

圖2A是當圖1中的注射器被組裝時的橫截面視圖;

圖2B是當圖2A中的注射器的活塞最接近保持機構時該活塞的橫截面視圖;

圖2C是當注射器的切割冠用于抵靠保持機構的松軟部分時圖2B中的活塞的橫截面視圖;

圖2D是在切割冠切割活塞和保持機構后圖2B中的活塞的橫截面視圖;

圖3A是圖2B的切割冠的橫截面視圖;

圖3B是圖3A的切割冠的側視圖;

圖3C是圖2B的切割冠的立體圖;

圖3D是圖1中的注射器的回縮組件的橫截面視圖;

圖3E是圖2B的活塞的橫截面視圖;

圖3F是當圖3D中的回縮組件的一部分裝入到桶的前部分時的橫截面視圖;

圖4是根據本發明的第二實施例的組裝注射器的橫截面視圖;

圖5A是根據本發明的第三實施例的針組件的附圖;

圖5B是圖5A中的被安裝到注射器單元上的針組件的橫截面視圖;

圖5C是圖5B中的針組件的橫截面視圖,但針保護器被移除;

圖6是包括圖5A的針組件的一部分的本發明的第四實施例的橫截面視圖;

圖7是顯示了圖2B中具有不同切割距離的切割冠的兩個齒的示意圖;

圖8A是圖2B中具有五個切割齒的切割冠的示意側視圖;

圖8B是如圖8A中所示出的但具有兩個切割齒的切割冠的示意側視圖;

圖9A是圖1中的注射器的柱塞的變形的立體圖;以及

圖9B是圖1中的注射器的桶的變形的立體圖。

具體實施方式

可回縮注射器

圖1是根據本發明的第一實施例的注射器100的分解視圖。圖2A是當圖1中的注射器被組裝時該注射器的橫截面視圖。下面參考圖1和2A對注射器100的零件進行描述。

注射器100包括:空心桶140,其限定出室;柱塞(plunger)120,其可插入到所述室內;活塞(piston)130,其在柱塞120之前插入所述室內;以及回縮組件150,其安裝在桶140的前部分1420。桶140起到殼體的作用,提供了對注射器100的其他部分例如回縮組件150的支持。在不同版本的實施例中,桶140的尺寸不同,從而具有不同的流體容積。在這些不同版本的實施例中,桶140具有不同的直徑,以及活塞130、柱塞120和/或回縮組件150的直徑也不相同,從而適合桶140的直徑。彈簧1600圍繞針支架1560。回縮組件150包括針1520和圍繞該針1520的針支架1560。針支架1560與針頭接口1510和密封件1540集成為一體。針頭接口1510和密封件1540之間的接合部是環形的松軟部分1590(圖3D中示出)。如以下所描述的,針1520、針支架1560和針頭接口1510一起起到針單元的作用,所述針單元最終被推進桶140內,密封件1540和環形松軟部分1590起保持機構的作用,用于相對于注射器單元保持針單元,直到保持機構失效。一旦這種事情發生,彈簧1600就具有驅動機構的功能,以將針單元推進柱塞120內。

桶140包括空心圓柱部分1410、嘴部1440以及前部1420。前部1420可以是錐形。圓柱部分1410形成注射器的主體,因此允許用戶在執行注射時在恰當的位置處穩定地持有注射器。可選擇地,桶140包括一個或多個目的是用于提供額外握持表面的凸緣1430。這些凸緣1430可以如圖1所示,位于遠離前部分1420的桶的嘴1440處。可選地,凸緣1430可以位于沿著圓柱部分1410乃至所述前部分1420的外表面的任何位置。圖9B是桶140的變形的立體圖,其中,凸緣1430設置在遠離嘴1440適當距離的位置處。選擇該適當的距離從而允許凸緣1430和柱塞120的暴露端部之間的分離,這可以允許用戶更好地緊握住注射器。此外,本領域的技術人員還應該了解的是,凸緣1430可以呈現除了圖1、2A或9B所示外形之外的其它外形,例如,呈現指環或環形唇的外形。

柱塞120包括具有安裝到柱塞120的頂端上的端蓋1100的桿部1290,以及在柱塞120的底端的切割冠1200。桿部1290是管狀的。如下所描述,管狀桿部????允許針1520回縮到桿部1290內,并因此進入到注射器100的主體內。端蓋1100的設立旨在當用戶在實施與執行注射有關的推動和拉動泵動動作時,加強用戶的緊握。此外,端蓋1100可以防止針支架1560和/或針1520在針1520被推進柱塞內后,從柱塞120中落出來。端蓋1100還可以適合于用戶用拇指將柱塞120壓進桶140內。這種端蓋1100可以作為獨立的物件(piece)制造,來安裝到桿部1290的頂端上。在這種情況下,柱塞120包括用于將端蓋1100握持在適當位置處的保持器件。可選地,如圖9A所示的,端蓋1100可以制造為與桿部1290集成。圖9A是柱塞120的變形的立體圖,其中,端蓋1100和桿部1290做為單個物件一起制成。通過將端蓋1100與桿部1290集成在一起,零件計數就可以下降,從而可以更有效地使用生產材料并優化生產成本。

類似地,切割冠1200可以集成為柱塞120的一部分,或可以作為單獨的物件安裝到柱塞120的底端處。切割冠1200將在以下更詳細地描述。

活塞130設置在切割冠1200的上方。活塞130包括圓柱形部分1340,圓柱形部分1340具有的外直徑稍微小于桶140的圓柱部分1410的內直徑,且所述圓柱形部分1340還進一步地包括環繞圓柱形部分1340的外表面周圍行進的一個或多個圓形密封唇1310。當活塞130設置在切割冠1200的上方時,圓柱形部分1340形成圍繞切割冠1200的壁。圓柱形部分1340為活塞130提供支撐,從而允許活塞130承受當柱塞120被壓住時施加在活塞130上的壓力。密封唇1310允許活塞130在桶140的體內具有緊密配合,并因此允許適當地將流體從桶140排出或被吸入桶140內。此外,活塞130還可以由彈性材料制成,從而在活塞130和桶140之間獲得更緊密的配合。緊密的配合可有助于確保流體或氣體通過注射器100適當地排放或收回。

現在,將通過圖3E的協助進一步地描述活塞130。圖3E是活塞130的橫截面視圖。活塞130包括中心拱形提升部分1385;松軟部分1380,其在提升部分1385周圍處形成圓周周邊;以及引導部件1330,其從活塞130的內表面向內延伸。如以下所描述的,活塞130由切割冠1200所切割,而松軟部分1380則降低了切割活塞130所需要的作用力。

提升部分1385用來使活塞130的中心部分增厚。通過增厚中心部分鞏固了活塞,并因此防止活塞130向內倒塌,因為當柱塞120被壓住時,活塞130承受由包括在桶140內的流體所施加的阻力。此外,提升部分1385的拱形外形可以有助于更好地分散阻力,從而獲得更好的強化作用。注意的是,具有這樣的強化活塞130還可以是有利的,因為其有助于在當柱塞120被擠壓或被收回時,降低活塞130的彎曲度。

現在轉向引導部件1330,引導部件1330還可以向活塞130提供支撐,以便使活塞130能夠在柱塞120被擠壓時,承受施加到活塞130的壓力。提升部分1385和引導部件1330引導切割冠1200的切割齒1220朝向松軟部分1380。可以存在任何數量的切割齒,但是這樣的齒優選地范圍在2個-5個之間。引導部件1330可以是環形的,其斜切邊1350朝向遠離活塞130的內表面。切割冠1200的凸出物1230在柱塞120向前移動時,倚靠斜切邊1350。因此,引導部件1330還可以在活塞120正將流體從注射器100中排出時,具有隔離件的作用,防止切割齒1220過早地切入到松軟部分1380內。斜切邊1350還可以有助于將切割齒1220導向到松軟部分1380。此外,引導部件1330還可以發揮偏壓器件的作用:在柱塞120的端部靠近密封件1540時,提供抵靠切割冠1200的偏壓力。這種偏壓器件1330將觸覺反饋提供給以“點擊”的形式按壓柱塞120的用戶。這就允許用戶知道切割冠1200何時即將承受活塞130的松軟部分1380和松軟部分1590。在這種情況下,在切割冠1200打斷松軟部分1590后,偏置器件1330可以發生變形。

外部圓柱形部分1340具有抓取件1370,用于將活塞130保持在切割冠1200的上方。這一抓取件1370可以采取在圓柱形部分1340的內表面周圍行進的環形凹部的形式,在這種情況下,抓取物1370還可以向活塞130提供增加的剛度(rigidity),因此,在大的壓力作用在活塞130上時,限制活塞130的任何彎曲。參考圖2A,抓取件1370可以與在切割冠1200的圓柱形側邊周圍行進的脊1250緊密地配合。這樣的脊1250和抓取件1370可以在柱塞120沿著桶140的長度方向上下滑動時,允許活塞130保持在柱塞120的上方。柱塞120和活塞130的布置因此賦予用于注射或收回流體的推拉泵動功能。

回到圖1和2A,桶140的嘴1440和圓柱部分1410的內尺寸制成為適合于接收活塞130和柱塞120。在正常的組裝下,活塞130可以在柱塞120被插入到桶140之前,安裝到柱塞120上。可替代地,可選擇地,活塞130和柱塞120可以制成為單片(即集成)物件。在柱塞120和活塞130插入到桶140后,柱塞120和活塞130在桶140內是可滑動的。

通道1530行進穿過針支架1560,以使在桶140內的(i)活塞130與(ii)針頭接口1510和密封件1540之間的容積1470與針1520的內部互通。否則,流體無法從容積1470內排放出來。

圖3D和3F分別地示出了當可回縮組件150被安裝到桶140的前部分1420內時,可回縮組件150的橫截面視圖以及圖3D中的可回縮組件150的部分橫截面視圖。在密封件1540周圍的松軟部分1590是易碎的,以使當其破碎時,針支架1560可以被釋放且由彈簧1600向上推動。松軟部分1590允許柱塞120的切割冠1200更容易地打斷由松軟部分1590和密封件1540所形成的保持機構。此外,松軟部分1590的薄度允許密封件1540彎曲。通過彎曲密封件1540,可回縮組件150可以更容易地安裝到桶140的前部分1420內。當注射器100被組裝時,可回縮組件150通過密封件1540的外表面1580,附接到桶140的前部分1420上。外圓周1580開始倚靠前部分1420的側壁。環形凹部1460可以被制成在前部1420的內壁內,以便具有保持器件的功能,用于持有密封件1540。這樣的環形凹部1460還可以具有在密封件1540和前部分1420之間創建更多的防水密封件的優點。粘合劑還可以應用到密封件1540的外圓周周圍,從而創建更密閉的密封件。此外,還可以預想的是,在實施例的變形內,可回縮組件150的部分或整體可以與前部分1420形成整體。如一例子,密封件1540可以與前部分1420集成在一起,從而形成單一體。

彈簧1600在桶140的前部分1420內被壓縮。彈簧1600可以在第一端部1610處被附接到針支架1560上,以及在其它端部1620處被附接到桶140的前部分1420上。針支架1560包括持有彈簧1600的端部1610的一個或多個錨固點1570。錨固點1570可以采取凸出物的形式,該凸出物的外直徑大于彈簧1600的外直徑。在這種情況下,端部1610可以倚靠錨固點1570,錨固點1570因此提供阻力點,該阻力點允許被壓縮時的彈簧1600向上推動針支架1560。

在彈簧1600的另外一端1620處,彈簧1600的端部1620倚靠前部分1420的環形唇部1450。環形唇部1450提供被壓縮的彈簧1600所推動的支點。因此,被壓縮的彈簧1600在相反的方向上擴大和推動環形唇部1450和錨固點1570。

轉回圖1和2A,注射器100可選地還包括針保護器1700。這種針保護器1700可以安裝在桶140的前端部1420的上方。保護器1700具有用于將保護器1700保持在前端部1420和針1520上方的適當位置處的保持器件。

現在,通過圖3A、3B和3C的協助進一步地描述切割冠1200。圖3A是切割冠1200的橫截面圖。圖3B是圖3A的切割冠1200的側視圖。圖3C是圖3A的切割冠1200的立體圖。

切割冠1200包括凸出物1230,所述凸出物1230在切割齒1220接近于密封件1540時摩擦活塞130的斜切邊1350。切割冠1200還包括位于柱塞120的前端處的一個或多個切割齒1220。這些切割齒1220環繞地設置在柱塞120的縱軸122的周圍,并朝向該縱軸122向內逐漸成錐形。齒1220的邊緣可以被斜切以便生成適合于切進活塞130的松軟部分1380和可回縮組件150的松軟部分1590的鋒利的切割邊緣。齒1220因此利用最小的力氣就可以切割活塞130和松軟部分1590。沿著切割邊緣的、在各連續的切割齒1220之間的間隔形成了橋1210。各橋1210可以具有在齒與齒之間跨越的弧形剖面。當切割冠1200用來倚靠活塞130和/或松軟部分1590時,這種弧形剖面就可能造成作用在各齒1220上的阻力的更好擴散分布,從而導致齒1220更強和更能夠切穿活塞130和/或松軟部分1590。

當設計切割冠1200時,切割距離d(如圖3A所示)和刺穿力F(如圖2C所示出)都可以最小化。如圖3A和3B所示出,切割距離d被限定為從齒1220的頂點到橋1210的最低點的垂直距離。刺穿力F被定義為切割冠1200的齒1220切割活塞130和/或可回縮組件150所需要的力。

短的切割距離d可以是有利的,因為這意味著用戶將必須向柱塞120施加持續的切割力,從而達到更短的滑動距離。更小的刺穿力F可以是有利的,因為這意味著用戶將必須施加更小的瞬時力方可刺進活塞130內和/或可回縮組件150內。

存在切割距離d和刺穿力F之間的權衡。圖7顯示了橋1210和齒1220的兩個可能的剖面,各剖面具有不同值的d。可以看到的是,更低數值的d與更低鋒利度的齒1220關聯。然而,各齒1220的降低的“鋒利度”是不期望看到的,因為其需要更大的刺穿力F。因此,為了具有更低的刺穿力F,可以使距離d更大,從而提高齒1220的“鋒利度”。

保持切割距離d不變,可以通過提高設置在柱塞120的端部周圍的齒1220的數量,來提高各齒1220的“鋒利度”。圖8A顯示了具有五個切割齒1220的切割冠1200的側視圖(圖8A中的實線顯示了面向觀察者的切割冠的開口,而虛線部分則顯示遠離觀察者的切割冠的部分)。圖8B顯示了可替換的具有兩個切割齒1220的切割冠1200。可以看到的是,圖8A的齒1220比圖8B的齒1220更“鋒利”。

因此應該注意的是,齒1220的數量和刺穿力F之間也存在權衡。雖然具有更多的切割齒1220可能導致齒1220“更鋒利”,但也導致刺穿力F必須更大,因為刺穿力F在更大數量的齒之間被分割。因此,為了擁有更小的刺穿力F,可以使用更小數量的切割齒1220。

下面參考圖2A至圖2D對組裝的注射器100的典型操作進行描述。圖2A是組裝的注射器100在使用之前的橫截面視圖。圖2B是當活塞130最接近于密封件1540時活塞130的橫截面視圖。圖2C是當切割冠1200正切割活塞130的松軟部分1380時,活塞130的橫截面視圖。最后,圖2D是在切割冠1200已經切割活塞130和松軟部分1590后,活塞130的部分橫截面視圖。

新注射器100的用戶第一次移除針保護器1700時,針的尖端1570可以放置在流體內,例如,待吸入注射器100內的藥劑。柱塞120然后從桶140中退出。這都可以由用戶來完成,使用第一只手牢固地緊握桶140的外表面,同時使用第二只手來握住端蓋1100,并拉回柱塞120。

注射器100具有形成在桶140內的空間1470,空間1470在面向遠離切割冠1200的活塞130的外表面和針支架1560的頂部表面1565之間。當柱塞120從桶140退出時,空間1470的增加的容積就會將流體吸引到空間1470內。流體經由通道1530流入空間1470中,通道1530通過可回縮組件150的針支架1560引入。

用戶然后按壓柱塞120,以便將流體從注射器100中排放出來。這可以由用戶用手的食指和中指握緊桶140的外表面,同時使用手的拇指來壓端蓋1100來完成。凸緣1430有助于這一動作,因為它們向食指和中指提供了額外的握持表面。

當柱塞120被按壓時,活塞130促使包括在空間1470內的流體經由通道1530流出。背離切割冠1200的活塞130的外表面1320具有拱形的剖面,所述剖面匹配設置在桶140的前部分1420處的凹接收表面。該接收表面由針支架1560的頂部表面1565、密封件1540以及桶140的圓柱部分1410的端壁1461組成。通過具有這種凹接收表面,注射器100可以具有更容易“排放(bleed)”的優點。這所表示的是包括在空間1470內的空氣氣泡可以經由通道1530更容易地移除。此外,接收表面是光滑的,且在針支架1560的頂部表面1565接觸密封件1540的點處以及密封件1540接觸桶140的端壁1461的點處,沒有空隙或凸出裂縫。這樣光滑的表面還可以有利于更容易地“排放”的優點,因為在該表面上將不存在可能保留空氣氣泡的不規則物。

以下將通過三種“激活”狀態來描述“激活”注射器100的過程。現在請參考圖2B,柱塞120被按壓,直到切割冠1200接近于活塞130的松軟部分1380。切割冠1200的凸出物1230摩擦活塞130的斜切邊1350,并且引導部件1330將觸覺反饋提供給以“點擊”的形式按壓柱塞120的用戶。當這樣的事情發生時,注射器100處于第一“激活”狀態下,以及引導部件1330也被迫向外遠離縱軸1440。這就將引導部件1330從其作為隔離器的角色中解脫出來,該隔離器防止切割冠1200過早地切割松軟部分1380。此外,圓柱形部分1340可能在脊1250在活塞130的內側向下行進時,發生變形。當柱塞120被進一步按壓時,提升部分1385和引導部件1330將切割冠1200的一個或多個切割齒1220朝向松軟部分1380導向。據估計,實現第一“激活”狀態所需要的力可能是注射器在無泄漏的情況下為了符合ISO?7886-1標準而必須承受的壓力的約1.2倍到2倍。

在這一過程期間,活塞160的前表面1320的徑向向外部分首先接觸桶140的圓柱部分1410的端壁1461。逐漸地,此表面1320的更多的徑向向內部分接觸部分1410的端壁1461,然后接觸密封件1540和針支架1560的頂部表面1565。換句話說,柱塞與室的端部相接觸的接觸面積逐漸地徑向向內擴大。當注射器100被清空時,頂部表面1565完全接觸外表面1320。這可以有助于將包含在空間1470內的流體完全地排放出來,從而防止浪費流體。

現在轉向圖2C,柱塞120進一步地被按壓,直到切割冠1200切割活塞130的松軟部分1380。注射器100現在處在第二“激活”狀態下。應用柱塞120上的刺穿力F迫使切割齒1220刺進活塞130的松軟部分1380內,此后還切割可回縮組件150的松軟部分1590。

現在參考圖2D,柱塞120甚至可以進一步地被按壓以行進一切割距離d,此時,注射器100處在“第三”激活狀態,而齒1220的鋒利的切割邊緣則完全地將松軟部分1590切割開來。當這樣的事情發生時,由松軟部分1590和密封件1540所形成的保持機構可以不再保持針單元(即,針1570,針支架1560和接口1510)。此外,提升部分1385已經從活塞130的主體中釋放出來。這就允許針單元被彈簧1600向上推動而進入柱塞120的桿部1290內。當這么做時,彈簧1600還將釋放的提升部分1385推進桿部1290內。彈簧1600被允許擴大到其最大延伸,從而使針支架1560和任何附接的針1520完全地位于桿部1290內。針支架1560和附接的針1520因此回縮進注射器100內。在這一狀態下的注射器100因此可以被稱為已經“被激活”。應該注意的是,在“第三”激活狀態下完全地切割松軟部分1590所需要的力可以小于刺穿力F。

注意的是,一旦注射器100已經“被激活”,活塞130和可回縮組件150就被毀壞。注射器100因此不可以再被使用,這可以防止注射器的回收利用。

下面在圖4的幫助下描述本發明的第二個實施例。圖4是根據本發明的第二實施例的組裝的注射器110的橫截面視圖。注射器110可以特別地適用于小流體容積(例如,1ml或10ml),但是還可以使用于任何其他流體容積。第二實施例具有與第一實施例共同的元件,這些相同的元件通過使用相同的附圖標記來指明。

第二實施例通過具有更寬的切割冠1201而與第一實施例不同,切割冠1201的直徑基本與桿部1290的直徑相同。明顯地是,先前在第二實施例中出現的引導部件1330現在不在了,端壁1461現在變成了環形凸起物。先前引導部件1330發揮的作用現在可以通過活塞130的外圓柱形部分1340來完成。

注射器110可以采用與注射器100相同的方法來操作。當“激活”注射器110時,就處在第一“激活”狀態,也就是說,當柱塞120被按壓直到切割冠1201接近活塞130的松軟部分時,密封唇1310的下端開始倚靠端壁1461。因此,活塞130被限制進一步向桶140下移動。圓柱形部分1340現在執行為隔離器的作用,該隔離器防止切割冠1201過早地切割松軟部分1380。

進一步施加向下的壓力將脊1250從抓取件1370處移開,因此允許切割冠1201脫離活塞130而向下行進。脊1250從抓取件1370處移開可能導致觸覺反饋以“點擊”的形式被提供給用戶。當切割冠1201向下朝向活塞130的松軟部分1380行進時,提升部分1385和圓柱部分1340將引導切割冠1201的一個或多個切割齒1220朝向松軟部分1380。同時,脊1250在其向圓柱形部分1340下行進時,也使圓柱形部分1340發生向外地遠離縱軸1440的變形。

和在第一實施例情況下,即在注射器100的情況下相同,切割冠1201的向下行進導致切割冠1201的一個或多個切割齒1220最終倚靠活塞130的松軟部分1380。此時第二“激活”狀態就達到。在第二和第三“激活”狀態下,注射器110的元件的進一步功能與注射器100的功能相同。

我們現在轉向本發明的第三實施例,第三實施例是針組件200。針組件200將通過參考圖5A至5C被描述。圖5A是處于初始狀態的針組件200。圖5B是圖5A中的針組件200被安裝到注射器上時的橫截面視圖。圖5C是圖5B中的針組件200的橫截面視圖,但保護器1700部分被移除。

針組件200包括:針頭接口1510,在其外側壁上具有螺紋520;針(套管)1520,其從接口1510的第一端部522延伸到遠尖端1570;以及,管狀頸510,其適合于插入到從接口的第二端部524延伸的注射器的針支架1560內。圓柱形孔515從尖端1570按長度方向持續地行進穿過針1520的中心,并穿過接口1510的中心,并且在作為頸510的端面560處的開口565而終止之前,進一步地穿過頸510的中心。孔515充當管道,用于將注射器中的流體經過尖端1570輸送到外面。

針1520可以由金屬例如不銹鋼制成,或可選地由諸如硬質塑料的其他材料制成。針1520的尖端1570可以被斜切和削尖,從而有助于刺穿表面。可選地,針1520延伸穿過接口1510的第一端部522,并穿過部分穿過頸510的路徑。在其它的實施例中,針1520可以從尖端1570延伸穿過針組件200的整個長度而到達端部面560。在任何一種情況下,孔515沿著其長度具有基本不變的外形(通常為圓形)和尺寸,使其可以大大減少任何死角。

接口1510是圓柱形的,且具有一個或多個嵌套的螺旋螺紋520,螺旋螺紋520在接口1510的至少部分外圓柱形側壁上行進。接口1510的螺紋520與出現在針支架1560的內表面上的相應螺紋1585緊密匹配。然而,設想:在實施例的變體內,接口1510可以不必使用扭鎖(twist-locking)系統,以便接口1510與針支架1560緊密匹配。例如,可以使用基于鎖定系統的止動器。

頸510具有光滑的外表面。頸510終止于端面560,端表面560可以為圓周斜面,以便允許將頸510更容易地安裝到針支架1560內。頸510的光滑外表面可以起導向表面的作用,該導向表面將相應的螺紋1585引導到螺紋520。此外,頸510可以引起更牢固的密封,從而防止源于注射器的通道1471的流體發生泄漏。

如上所述,針組件200包括設置在針1520上的針保護器1700,從而包圍針1520。這種針保護器1700可以防止針1520變成鋒利危險物。可以設想:保護器1700可以與接口1510一起形成為單一體,在這種情況下,保護器1700可以通過易碎部分550連接到接口1510。這種單一體設計可以給予容易制造的優點,和防損害的針組件200。因此,可以確保初次使用的針組件200與易碎部分550完整集成在一起。

易碎部分550意欲在當用戶相對于接口1510扭轉保護器1700時,能夠容易地被打斷。保護器1700還可以包括從保護器1700的外壁延伸的一個或多個翼530。翼530可以在保護器1700包圍針1520時,允許用戶繞保護器1700的縱軸202更好地將旋轉力傳遞到保護器1700。然而,本領域的技術人員還應了解的是,翼530還可以采取除了圖5A和5B所示之外的其他形式,例如,采取指環的形式,或簡單地只是粗糙表面的形式。

在保護器1700包圍針1520時,針保護器1700還可以包括用于保持住針1520的偏置器件。這樣的偏置器件可以向內地設置在保護器1700內,并可以用來防止保護器1700在易碎部分550被打斷后,從針1520處跌落。

針支架1560包括管狀凹部1575,管狀凹部1575適合于接收針組件200。凹部1575的內表面具有包括螺紋1585的螺紋部分,螺紋1585相應于針組件200的螺紋520。

指出的是,針組件200的接口1510具有帶外螺紋520的雄體(male?body)形式,以及注射器的針支架1560具有凹部1575,凹部1575造成帶內螺紋1585的雌體。這引起針組件200和針支架1560更容易地制造,因為針組件200和針支架1560的內鎖定部分,即分別為接口1510和凹部1575,在匹配時不是多層嵌套。此外,針組件200的緊湊設計可以在制造時要求使用更少的材料,因而,允許材料能更有效的被利用。

針組件200可以通過首先將針組件200的頸510插入到管狀凹部1575內,而被安裝在注射器內。頸510經過內螺紋1585插入直到針組件200的外螺紋520準備旋進內螺紋1585上。

接著,用戶可以通過抓緊保護器1700的翼530并扭轉,將針組件200的外螺紋520旋在內螺紋1585上。外螺紋520和內螺紋1585的這種匹配可以描述為“鎖”,因為互鎖的螺紋可以防止任何流體的泄漏。一旦針組件200完全地插入到針支架1560內,針組件200的接口1510就可以不再扭轉。通過進一步扭轉保護器1700,用戶繞保護器1700的縱向軸202將旋轉力傳遞到保護器1700。該旋轉力打斷易碎部分550,易碎部分550將保護器1700連接到接口1510。當這樣的事情發生時,保護器1700就會從針組件200的剩余部分脫離出來,從而可以被移除。用來打斷易碎部分550的進一步扭轉的動作還可以有助于將外螺紋520和內螺紋1585更緊密地嵌合起來。

凹部1575通過通道1471與桶140的圓柱形室1470成流體互通。因此,當針組件200完全地插入到凹部1575內時,端部表面560的開口565與通道1471一致。端部表面560的開口565朝向通道1471且具有基本相同的小直徑,防止針的端部表面560和通道1471之間出現死角。基本不變的孔515由在注射器100的桶140內的空間1470,穿過通道1471,進入針組件200的開口565內并從針1520的尖端1570出來而形成。這樣的連續的孔515減少了在整個傳遞通道內的死角,因為連續孔515的各部分的直徑都可以相近。此外,一致的直徑避免了孔515內的空氣被捕獲。連續的孔515還可以制成細的,以便當注射器被完全按壓時,減少出現在傳遞通道內的殘余流體的量。

指出的是,一旦針組件200安裝在針上,且保護器1700被打斷而從針頭接口1510中脫離出來時,可能沒有實用方式將針組件200從注射器100中擰開,因為向用戶提供牽引力而將扭轉針組件200的保護器1700現在已經脫離了針頭接口1510。因此,這還可能阻止針組件200的循環使用。

本發明的第四實施例在圖6中以橫截面顯示。圖6的針組件是在圖5A中所顯示的第三實施例,但是,注射器是圖1的注射器100的變形,具有由相同的附圖標記標出的相應部分。在這一變形中,圖1中的可回縮組件由通過將圖5A中的針組件插入到針支架1560中所形成的結構所替代。這個實施例的操作然后與第一實施例的操作相同,除了被拉入注射器單元內的“針單元”由針1570、針頭接口1510和針支架1560組成。注意的是,因為針組件200在可回縮注射器(如圖6中)和非可回縮注射器(如圖5B中)的情景下都是可以使用的,所以,只要單一類型的針組件需要存貨,以實現這些功能。在此說明書中,術語“針”和“套管”已被可交換地使用來指代針1520。此外,術語“流體”可以指“液體”或“氣體”。

當已經詳細地描述了本發明的示例性實施例時,本領域的讀者將清楚在本發明的范圍內的許多的變形是可能的。

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