СИСТЕМА С ПОРШНЕВЫМ ШТОКОМ ДЛЯ ИНЪЕКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 1998 года по МПК A61M5/315 

Изобретение относится к усовершенствованиям в инъекционных устройствах для приема жидкого препарата путем инъекции, используемых в медицине.

Из ЕР-А1-0328699 известна система с поршневым штоком для использования в инъекционном устройстве для инъекционной ампулы, содержащая поршневой шток по меньшей мере с однозаходной наружной резьбой, выполненной на поршневом штоке, и установленный в держателе для ампулы гаечный элемент с внутренней резьбой для зацепления с наружной резьбой поршневого штока.

Однако известное устройство обладает рядом недостатков. Так, в известном устройстве отсутствует определенный ограничитель вращательного движения поршневого штока, когда поршень достигает своего правильного положения после смешивания, и пользователь не получает ясного указания об этом. Поэтому обычно пользователь вращает поршневой шток на несколько дополнительных оборотов, чтобы быть уверенным в то, что инъецируемый препарат правильно воссоздан. Это является неудобством. Более того, когда нарезная часть поршневого штока пройдет через гаечный элемент в держателе, то будет значительный зазор между нерезьбовой частью поршневого штока и гаечным элементом. Это может вызвать качание поршневого штока при введении препарата, которое может быть очень неприятным для больного.

В основе изобретения лежит задача устранить вышеуказанные недостатки.

Поставленная задача решается тем, что в системе с поршневым штоком для использования в инъекционном устройстве для инъекционной ампулы, содержащей поршневой шток по меньшей мере с однозаходной наружной резьбой, выполненной на поршневом штоке, и установленный в держателе для ампулы гаечный элемент с внутренней резьбой для зацепления с наружной резьбой поршневого штока, согласно изобретению, наружная резьба поршневого штока выполнена профилированной в виде по меньшей мере одной винтовой канавки с переходом каждой канавки после резьбовой части поршневого штока в продольную канавку поршневого штока, и с возможностью изменения винтового перемещения поршневого штока в линейное перемещение в продольном направлении, причем упомянутый гаечный элемент содержит, по меньшей мере, один выступающий из его внутренней стенки, направленный внутрь резьбовой канавки поршневого штока радиальный выступ для направления поршневого штока посредством упомянутой канавки.

В системе, согласно изобретению, наружный диаметр резьбы поршневого штока может соответствовать внутреннему диаметру резьбы гаечного элемента для обеспечения скольжения поршневого штока в гаечном элементе с незначительным радиальным зазором.

В системе, согласно изобретению, поршневой шток может быть снабжен двухзаходной резьбой, при этом гаечный элемент может быть снабжен соответственно двумя направленными внутрь каждой резьбовой канавки радиальными выступами.

В системе, согласно изобретению, поршневой шток может быть снабжен трехзаходной резьбой, а гаечный элемент может быть снабжен соответственно тремя направленными внутрь каждой резьбовой канавки радиальными выступами.

В системе, согласно изобретению, канавки или канавка в поршневом штоке могут иметь трапецеидальное или треугольное поперечное сечение.

В системе, согласно изобретению, резьбовая часть поршневого штока может быть снабжена стопорным механизмом, выполненным с возможностью защелкивания при взаимодействии его с выступом гаечного элемента.

В системе, согласно изобретению, инъекционная ампула может быть многокамерной инъекционной ампулой.

Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах выполнения со ссылкой на чертежи, где на фиг. 1 показан поршневой шток согласно изобретению с его нарезной частью во взаимодействии с гаечным элементом; на фиг. 2 - поршневой шток с гаечным элементом во взаимодействии для осевого движения; на фиг. 3 - увеличенный частичный разрез гаечного элемента, взаимодействующего с нарезной частью поршневого штока; на фиг. 4 - сечение по линии IV-IV на фиг.1; на фиг. 5 - поршневой шток и гаечный элемент, согласно изобретению, расположенные в инъекционном устройстве до подготовки ампулы к инъекции; на фиг. 6 - поршневой шток и гаечный элемент, согласно изобретению, расположенные в инъекционной ампуле, которая подготовлена к инъекции.

На всех чертежах сходные элементы имеют одинаковые цифровые обозначения.

На фиг. 1 поршневой шток 1 имеет головку 2, края которой могут иметь накатанный узор для облегчения ее захвата. Могут быть также или альтернативно использованы другие способы, обеспечивающие удобство захвата, как, например, применение поперечины. На противоположной от головки 2 части поршневой шток 1 имеет резьбу 3, которая образована одной или большим числом винтовых канавок на штоке. Это означает, что верх резьбы имеет такой же диаметр, как и нерезьбовая часть 4 поршневого штока 1. На заранее установленном расстоянии от резьбового конца 5 поршневого штока 1 каждая нитка резьбы 3 переходит в канавку 3' в продольном направлении поршневого штока 1. Эта продольная канавка 3' имеет такой же размер, как и канавка или канавки, которые образуют резьбу или резьбы 3, и проходит на заранее установленном расстоянии или предпочтительно на всем расстоянии до головки 2.

Канавки или канавка в поршневом штоке 1 входят в зацепление с гаечным элементом 6. Этот гаечный элемент может иметь форму наподобие колпачка, обращенного своим открытым концом в направлении к резьбовому концу 5. Внутренняя стенка колпачка может быть снабжена резьбой 7 для соединения с соответствующей резьбой на заднем конце инъекционного устройства. Однако, возможны также и другие обычные присоединительные устройства.

Согласно изобретению гаечный элемент 6 входит в зацепление с резьбой 3 и канавкой 3' на поршневом штоке 1 посредством, по меньшей мере, одного радиального выступа или штифта 8, расположенного в гаечном элементе 6. Выступ 8 выступает из внутренней стенки 9 гаечного элемента 6 и его выступающий конец 10 имеет такую форму, чтобы соответствовать форме канавки, образующей резьбу 3, и последующей продольной канавки 3'. Таким образом, выступ 8 служит в качестве направляющей детали для резьбы 3 и продольной канавки 3' и, следовательно, также для движения поршневого штока 1. Выступ 8 может быть образован штифтом, который проходит через стенку гаечного элемента 6, как это показано на чертеже, или может быть выполнен за одно целое с гаечным элементом 6 и выступать из его внутренней стенки 9.

В предпочтительном примере выполнения системы согласно изобретению резьба 3 имеет две или три канавки, так что образуется двухзаходная или трехзаходная резьба. В таком случае в гаечном элементе 6 выполнено по одному выступу 8 для каждой канавки. Чтобы обеспечить более надежное направление поршневого штока 1, может быть расположено по два или большему числу направляющих выступов 8 в каждой канавке.

Внутренняя стенка 9 гаечного элемента 6 имеет диаметр, который примерно соответствует наружному диаметру поршневого штока 1, с тем, чтобы получить скользящую посадку с очень малым зазором. Благодаря конструкции резьбы 3 в виде одной или большего числа винтовых канавок в поршневом штоке 1 эта посадка с очень малым зазором сохраняется как при расположении его нарезной части 3 в гаечном элементе 6, так и при расположении его части с продольной канавкой или канавками внутри указанного гаечного элемента 6, при этом в любое время не возникает посадка с большим зазором или качание между поршневым штоком или гаечным элементом. Это является важной особенностью изобретения.

На фиг. 2 показано аналогичное сочетание поршневого штока 1 и гаечного элемента 6. Здесь поршневой шток 1 перемещен вперед через гаечный элемент 6 благодаря резьбе 3, пока указанный гаечный элемент не оказался в положении вокруг нерезьбовой части 4 поршневого штока 1. Выступающая внутрь часть направляющего выступа 8 теперь находится в продольной канавке 3', с тем, чтобы теперь направлять поршневой шток на прямое продольное движение. Так как нерезьбовая часть 4 поршневого штока 1 имеет такой же диаметр, как и вершина резьбы 3, то по-прежнему сохраняется скользящая посадка с очень небольшим зазором между поршневым штоком 1 и внутренней стенкой гаечного элемента 6 и невозможно никакого качания. Это является важным преимуществом изобретения.

На фиг. 3 показан увеличенный частичный разрез устройства согласно фиг. 1. Поршневой шток 1 своей резьбовой частью 3 расположен внутри гаечного элемента 6. Направляющий выступ своей выступающей внутрь частью расположен в канавке, которая образует резьбу 3, так что указанный выступ 10 направляет резьбу 3 через гаечный элемент 6. Канавка 3, которая образует резьбу, переходит в продольную канавку 3' после заранее установленного расстояния от конца поршневого штока 1. Продольная канавка 3' имеет такие же размеры, как и у резьбообразующей канавки 3, так что выступ 10 направляющего выступа 8 одинаково плотно входит в нее. Вершина резьбы 11 имеет такой же диаметр, как и у нерезьбовой части поршневого штока 1, и плотно входит внутрь гаечного элемента 6 с получением скользящей посадки с очень малым зазором между наружной поверхностью 4, 11 поршневого штока 1 и внутренней поверхностью 9 гаечного элемента 6. Это будет обеспечивать надежное направление поршневого штока по всей его длине.

На фиг. 4 показано сечение на IV-IV согласно фиг. 2. Как видно, три радиальных направляющих выступа 8 расположены в гаечном элементе 6 с одинаковым интервалом по окружности. Выступающие внутрь концы 10 указанных выступов 8 входят в три продольных канавки 3'. Продольные канавки 3' предпочтительно имеют трапецеидальное или треугольное поперечное, в то время как выступающие концы 10 выступов 8 закруглены. Это обеспечит точечный контакт между указанными выступающими концами 10 и стенкой канавок 3', что обусловит меньшее трение. Как также видно, поршневой шток 1 плотно входит внутрь гаечного элемента 6. Эта посадка должна быть достаточно подвижной, чтобы позволить поршневому штоку 1 легко скользить и вращаться внутри гаечного элемента 6, будучи направляемому выступами 8, но посадка должна быть достаточно тугой для предотвращения какого-либо качания поршневого штока 1 внутри гаечного элемента 6.

На фиг. 5 показаны поршневой шток и гаечный элемент, согласно изобретению, расположенные в инъекционном устройстве до его готовности к инъекции. Инъекционное устройство содержит трубчатую гильзу 20, которая снабжена наружной резьбой 21 на своем заднем конце. На своем переднем конце гильза приспособлена для приема обычным образом инъекционной иглы или трубки 23. Внутри трубчатой гильзы 20 расположена инъекционная ампула 24 двухкамерного типа. Ампула 24 разделена на переднюю камеру 25, которая содержит твердый компонент инъецируемого препарата, и заднюю камеру 26, которая содержит жидкий компонент того же самого инъецируемого препарата. Две камеры 25 и 26 разделены подвижной стенкой 27, которая может перемещаться и действовать как поршень. Задняя камера на своем заднем конце герметически закрыта поршнем 28, который можно передвигать вперед посредством поршневого штока. На переднем конце передней камеры 25 находится обычное соединение с инъекционной иглой 23 с тем, чтобы инъецируемый препарат можно было вытеснять через указанную иглу.

Во внутренней стенке ампулы 24 в заранее определенном месте находится перепускное соединение 29. Когда подвижная стенка 27 оказывается у этого перепускного соединения 29, жидкий компонент может перетекать в переднюю камеру 25 в обход указанной подвижной стенки 27.

Конструкция и действие двухкамерных инъекционных ампул - обычные, поэтому нет необходимости описывать их здесь более подробно. Следует отметить, что ампула может состоять более чем из двух камер, например, трех камер, которые могут содержать различные компоненты.

Наружная резьба 21 на заднем конце трубчатой гильзы 20 взаимодействует с внутренней резьбой 7 гаечного элемента 6, так что этот гаечный элемент с поршневым штоком 1 может быть навинчен на трубчатую гильзу. В начальном положении, т.е. до готовности ампулы к выполнению инъекции, нарезная часть 3 поршневого штока 1 расположена внутри гаечного элемента 6, а передний конец 5 поршневого штока 1 опирается на заднюю поверхность поршня 28.

На фиг. 6 показаны поршневой шток и гаечный элемент, согласно настоящему изобретению, расположенные в инъекционном устройстве, когда указанное инъекционное устройство подготовлено к инъекции. Поршневой шток 1 теперь ввинчивается вращением головки 2, так что передний конец поршневого штока 1 перемещается вперед в трубчатой гильзе 20 и инъекционной ампуле 24, при этом резьба 3 направляется направляющими выступами 8 в гаечном элементе 6. Передний конец поршневого штока 1 затем действует на поршень 28 для его перемещения вперед, и это поступательное движение передается через жидкий компонент в задней камере 26, так что подвижная стенка 27 также движется вперед. Когда эта подвижная стенка 27 достигает положения у перепускного соединения 29, дальнейшее поступательное движение поршня 28 вызывает поток жидкого компонента через указанное перепускное соединение для смешивания с твердым компонентом в передней камере 25 и образования желаемого инъецируемого препарата.

После перетекания всего жидкого компонента в переднюю камеру 25 передняя поверхность поршня 28 будет опираться на заднюю поверхность подвижной стенки 27. При этом положении поршня 28 поршневой шток продвинут настолько, что резьбовая часть 3 на нем закончилась и резьба или резьбы 3 перешли в одну или большее число продольных канавок 3' в нерезьбовой части 4 указанного поршневого штока. Таким образом, никакое вращательное движение больше невозможно, и это показывает пользователю, что поршень 28 продвинут достаточно далеко, чтобы ввести точную дозу инъецируемого препарата. Это можно достигнуть, так как длина резьбовой части 3 поршневого штока 1 соответствует размерам инъекционной ампулы. Инъекционное устройство теперь готово для использования.

При дальнейшем нажатии на поршень 28, поршень 28 и подвижная стенка 27 будут действовать как единый поршень для вытеснения приготовленного смешанного инъецируемого препарата из инъекционной ампулы 24 через инъекционную иглу или трубку 23. Это нажатие на поршень 28 создается проталкиванием вперед поршневого штока 1 посредством его головки 2. Поступательное движение поршневого штока 1 будет направляться направляющими выступами 8 в продольных канавках 3'. Так как резьбовая часть 3 и нерезьбовая часть 4 поршневого штока 1 имеют одинаковый диаметр и плотно посажены относительно внутренней стенки 9 гаечного элемента 6, то всегда будет иметь место скользящая посадка с очень малым зазором между поршневым штоком 1 и гаечным элементом 6. Поршневой шток 1 будет надежно направляться, причем при введении инъецируемого препарата будет невозможно никакое качание. Это является очевидным преимуществом настоящего изобретения по сравнению с известным уровнем техники.

Следует отметить, сто инъекционное устройство, показанное во взаимодействии с системой из поршневого штока и гаечного элемента, являются лишь примером и что специалистам очевидны многие другие примеры выполнения изобретения. Например, инъекционное устройство может быть снабжено дозирующим устройством для регулирования и измерения количества доз инъецируемого препарата. В технике известен ряд таких дозирующих устройств.

В еще одном примере выполнения системы, согласно изобретению, резьбовая часть поршневого штока может включать в себя защелкивающий стопорный механизм, который взаимодействует с одним или большим числом направленных внутрь выступов гаечного элемента. Такие механизмы сами по себе известны в технике и особенно применяются в инъекционных устройствах однократного пользования, которые используются только один раз и затем выбрасываются. При таком защелкивающем стопорном механизме невозможно будет отвинчивать поршневой шток для вставления новой инъекционной ампулы. Это является важной особенностью с точки зрения безопасности.

Размеры системы с поршневым штоком и гаечным элементом, согласно изобретению, должны соответствовать размерам используемой многокамерной инъекционной ампулы. Такие ампулы обычно имеют стандартные размеры для их помещения в стандартные инъекционные устройства. Таким образом, размеры поршневого штока, особенно длина его резьбовой части, а также гаечного элемента могут быть легко определены специалистом, имеющим представление о настоящем изобретении и его применении.

Кроме того, выбор подходящих материалов для поршневого штока и гаечного элемента, согласно изобретению, не представляет каких-либо трудностей для специалиста. В общем, используются различные пластмассы, такие как полиолефины, например, полиэтилен или полипропилен, галоидзамещенные полиолефины, например, полихлорвинил или фторированные полиолефины, найлон, полиэфиры или поликарбонаты. Направляющие штифты могут быть сделаны из нержавеющей стали, если они не выполнены за одно целое с гаечным элементом.

Другая полезная особенность изобретения заключается в том, что система согласно изобретению может быть изготовлена простым и недорогим способом из дешевых материалов. Нарезка резьбы и осевой канавки в поршневом штоке может быть выполнена на обычном оборудовании. Кроме того, нет никакой необходимости изготавливать внутреннюю резьбу в гаечном элементе для направления поршневого штока. Это делает такую систему вполне подходящей для использования в инъекционных устройствах однократного пользования.

Изобретение описывалось выше со ссылкой на примеры, показанные на чертежах. Следует отметить, что эти примеры служат только для иллюстрации изобретения и никоим образом не ограничивают его. В пределах прилагаемой формулы изобретения возможны различные модификации и изменения.

Изобретение предназначено для использования в инъекционном устройстве для инъекционной ампулы и снабжено однозаходной или многозаходной резьбой. Резьба профилирована как одна или более винтовых канавок в поверхности поршневого штока (1), а указанные канавки (3) переходят в продольные канавки (4). Гаечный элемент (6) взаимодействует с резьбой и содержит по крайней мере один направленный внутрь выступ (8). Указанный выступ (8) или выступы направляют поршневой шток канавкой или канавками, образующими указанную резьбу. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы за счет исключения качания поршневого штока при введении препарата. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Система с поршневым штоком для использования в инъекционном устройстве для инъекционной ампулы, содержащая шток по меньшей мере с однозаходной наружной резьбой, выполненной на штоке, и установленный в держателе для ампулы гаечный элемент с внутренней резьбой для зацепления с наружной резьбой штока, отличающаяся тем, что наружная резьба поршневого штока выполнена профилированной в виде по меньшей мере одной винтовой канавки с переходом каждой канавки после резьбовой части штока в продольную канавку штока и с возможностью изменения винтового перемещения штока в линейное перемещение в продольном направлении, причем упомянутый гаечный элемент содержит по меньшей мере один выступающий из его внутренней стенки, направленный внутрь резьбовой канавки поршневого штока радиальный выступ для направления поршневого штока посредством упомянутой канавки. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что наружный диаметр резьбы поршневого штока соответствует внутреннему диаметру резьбы гаечного элемента для обеспечения скольжения поршневого штока в гаечном элементе с незначительным радиальным зазором. 3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что поршневой шток снабжен двухзаходной резьбой, при этом гаечный элемент снабжен соответственно двумя направленными внутрь каждой резьбовой канавки радиальными выступами. 4. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что поршневой шток снабжен трехзаходной резьбой, а гаечный элемент снабжен соответственно тремя направленными внутрь каждой резьбовой канавки радиальными выступами. 5. Система по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что канавки или канавка в поршневом штоке имеют трапецеидальное или треугольное поперечное сечение. 6. Система по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что резьбовая часть поршневого штока снабжена стопорным механизмом, выполненным с возможностью защелкивания при взаимодействии его с выступом гаечного элемента. 7. Система по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что инъекционная ампула является многокамерной инъекционной ампулой.