Данная заявка продолжает первоначальную заявку "Узел одноразового шприца" N 08/195302, поданную 14 февраля 1994 г. и в полном объеме включенную в данное описание посредством ссылки.
Данное изобретение в целом относится к шприцам и иглам для подкожного впрыскивания и, в особенности - к пружинному зажимному стопору, благодаря использованию которого пластмассовый шприц для подкожных впрыскиваний преобразуется в недорогой одноразовый, выполненный из уже разрешенных к применению в медицинских целях материалов, причем его повторное использование затруднено. В данном изобретении термин "одноразовый" означает, что максимальная доза, набранная в шприц, может быть введена только однократно. Однако, с помощью шприца лекарственный препарат может быть введен многократно, с подачей каждый раз только части полного объема препарата, набранного в шприц за одно полное оттягивание штока подвижного элемента назад. В качестве сокращенного обозначения термин "одноразовый" подразумевает возможность использования один и более раз, если при каждом использовании вводимая доза меньше максимальной. Общая сумма доз, введенных при всех использованиях, не может превышать максимальную дозу, набранную в шприц за одно возвратно-поступательное перемещение штока подвижного элемента. Шприц действительно является одноразовым, если его максимальная доза (определяемая объемом цилиндра и/или положением пружинного зажима на подвижном элементе) полностью вводится при его первом применении. В этом случае пружинный зажим перемещается полностью вперед, и все повторные применения блокируются. Если во время первого ввода или последующих вводов вводится доза, меньшая максимальной, последующие дозы неизбежно меньше максимальных. При вводе лекарственного препарата может быть только одно полное перемещение штока подвижного элемента вперед. Таким образом, устройство является одноразовым шприцем. Безопасные, применяемые однократно и впоследствии выбрасываемые, иглы и шприцы для подкожных впрыскиваний непосредственно имеют отношение к медицине и охране здоровья. Случайные раны, наносимые кончиком иглы после применения шприца, создают значительный риск для пациентов, врачей и медицинского персонала. Этот риск является источником большого беспокойства по поводу существующей опасности заражения широких слоев населения ВИЧ-инфекцией и гепатитом. Таким образом, требуется тщательное обеспечение безопасности при обращении с использованными иглами и шприцами и при их утилизации. Для этого настоящее изобретение предлагает одноразовый шприц с иглой. После первого применения иглы и шприца (в дальнейшем совместно называемых шприцем), механизм, предлагаемый настоящим изобретением, предотвращает дальнейшее использование. Поэтому вероятность того, что шприц действительно будет выброшен, выше, чем если бы существовала возможность его повторного использования. Снижается вероятность взаимного заражения пациента пациентом или наркомана наркоманом.
Предлагаемое изобретение является компактным, и поэтому возможно его применение для шприцев с чрезвычайно малым объемом цилиндра, включая шприцы с возможностью введения таких малых доз, как 0,1 см3. С другой стороны, размеры известных устройств, как более полно пояснено ниже, не могут быть без затруднений и/или затрат уменьшены при сохранении эффективности механизма однократного использования и, поэтому таких шприцев с объемом корпуса менее стандартных 3 см3 нет в продаже. В известных одноразовых шприцах обычного объема 3 см3 для ограничения предельной дозы до 1 см3 используют изменение осевого положения стопорного механизма в цилиндре. Однако существует настоятельная необходимость иметь шприцы с меньшей максимальной дозировкой, в которых объем максимальной дозы определяется размером шприца, а не только положением зажима. Следует отметить, однако, что предлагаемое изобретение может также быть использовано в цилиндрах шприцев, максимальная доза которых равна 3 см3 или другой величине, но в особенности пригодно для шприцев с малым объемом дозы, даже таким как 0,1 см3.
Широко известно, что дешевый шприц важен для удовлетворения потребностей менее развитых стран и способствует снижению затрат на здравоохранение повсеместно. Низкая стоимость ограничила бы повторное использование одноразовых шприцев, обладающих возможностью многократного использования. Взаимное заражение в результате повторного использования разными пациентами одного и того же шприца может быть устранено путем использования одноразовых шприцев. Это также снижает беспокойство пациента по поводу возможного заражения при использовании шприца.
Настоящее изобретение предлагает простой и недорогой в производстве механизм для ограничения использования шприца (с иглой или без нее) только однократным или единственным применением. Шприц предназначен для сборки в производственных условиях и поставки для применения врачом или медицинским персоналом, пациентом, и т.д. Шприц наполняют требуемым лекарственным препаратом обычным способом, то есть путем вытягивания подвижного элемента по отношению к цилиндрическому корпусу шприца, втягивая тем самым лекарственный препарат через кончик иглы в полость цилиндра. Затем, снова используя обычную технологию, иглой прокалывают кожу пациента. Подвижной элемент вручную перемещают по отношению к цилиндрическому корпусу, толкая поршень по направлению к переднему концу шприца. Поршень выталкивает лекарственный препарат через кончик иглы.
При дозировании вводимого лекарственного средства согласно процедуре использования предлагаемого изобретения, как более подробно пояснено ниже, стопорный пружинный зажим перемещается вместе со штоком подвижного элемента, и по достижении заднего положения точки стопорения или контакта упираются во внутреннюю боковую стенку цилиндрического корпуса; при этом поршень примыкает к основанию стопорного пружинного зажима. Вторая попытка возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента по отношению к цилиндрическому корпусу шприца заблокирована. Таким образом, невозможно набрать еще сколько-нибудь лекарственного препарата в шприц, и поэтому его невозможно использовать второй раз. Получен простой, недорогой одноразовый шприц. Стопорный механизм, предотвращающий повторное использование, является автоматическим, то есть блокирует повторное использование, не требуя сознательных действий потребителя по приведению его в действие.
Конструкция экономичного в производстве шприца, который обладает свойством одноразового применения и безопасность или однократность использования которого трудно нарушить, является предметом многочисленных патентов и исследовательских работ. Такой шприц должен быть прост в производстве и сборке, работать обычным способом, обладать возможностью ввода различных объемов жидкости, изготавливаться из материалов, повсеместно разрешенных к применению в медицинских целях, предпочтительно с использованием стандартного оборудования, например применяемого для изготовления обычных шприцев, и, что важно, шприц должен быть недорогим.
Настоящее изобретение решает указанные задачи путем использования нового и оригинального подвижного элемента в соединении и в комбинации с новым и оригинальным пружинным стопорным зажимом. Подвижной элемент имеет цилиндрические храповые зубья. Пружинный зажим при производстве устанавливают на подвижном элементе в определенном положении с возможностью ограничения максимальной дозировки шприца. Кроме того, использование этого нового подвижного элемента и пружинного зажима блокирует повторное использование шприца. Конструкция может быть встроена даже в шприцы с объемом 0,1 см3 без ущерба для эффективности или безопасности. Рабочий механизм настоящего изобретения позволяет производить шприцы чрезвычайно малой вместимости без потери их эксплуатационных качеств. Напротив, стопорные механизмы известных одноразовых шприцев работают по-другому, что не позволяет производить шприцы очень малого объема. Предлагаемый шприц экономичен в производстве, защищен от неправильного обращения, контролирует дозу лекарственного препарата с использованием обычной технологии, изготовлен из разрешенных к применению в медицинских целях материалов и может производиться на стандартном оборудовании.
Отличительной особенностью настоящего изобретения является выполнение той части подвижного элемента шприца, которая контактирует с большим пальцем, в виде отламываемого диска, так что после использования шприца потребитель может просто загнуть или повернуть диск, контактирующий с большим пальцем, и удалить его, дополнительно обеспечив непригодность шприца для последующего повторного использования. Возможность отделения той части штока подвижного элемента, которая контактирует с большим пальцем, от шприца служит также для инвентаризации шприцев.
Другой отличительной особенностью настоящего изобретения является наличие еще одного стопорного механизма. Этот механизм также блокирует второе использование шприца. Однако он приводится в действие только в том случае, когда потребитель сознательно выражает желание это сделать путем полного возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента в крайнее переднее положение. Для осуществления механического стопорения подвижной элемент и диск, контактирующий с большим пальцем, должны быть полностью перемещены к переднему концу шприца. После совершения описанного перемещения диск, контактирующий с большим пальцем, и подвижной элемент оказываются застопорены (неспособны к выдвижению для набора дополнительного лекарственного препарата) в результате взаимодействия кольцевой охватываемой детали подвижного элемента с кольцевой охватывающей деталью цилиндра в соединении "ласточкиным хвостом". Таким образом обеспечен еще один защитный механизм для предотвращения повторного применения шприца.
В патентной литературе и других публикациях в общих чертах описаны различные механизмы для получения одноразовых шприцев безотносительно к геометрическим ограничениям, таким как минимальный полный объем шприца. Очевидно, что для одноразовых шприцев существует некоторое ограничение минимального объема, обусловленное не только от конструкцией, но и производственными ограничениями, проистекающими из малых размеров шприца. В существующей практике при необходимости ввода малых доз лекарственного препарата предпочтительным является не ограничение перемещения в устройстве большего объема, а применение шприцев уменьшенного суммарного объема, так как в этом случае повышается удобство использования и точность. Механизм блокирования повторного использования шприца и рабочие усилия по осуществлению этого блокирования в настоящем изобретении в корне отличаются от известных. Таким образом может быть получена конструкция шприца чрезвычайно малого объема.
До настоящего времени производятся безопасные шприцы с некоторой степенью защиты от случайного ранения иглой. Эти конструкции предполагают использование сравнительно сложных механизмов или являются относительно громоздкими. Часто они относительно дороги в производстве. Большая часть известных одноразовых ограничивающих механизмов предназначена для использования со стандартным X-образным штоком подвижного элемента обычного шприца. С другой стороны, настоящее изобретение предполагает использование совершенно нового штока подвижного элемента, снабженного храповыми зубьями. Кроме того, средства безопасности известных механизмов иногда могут давать сбои при приведении их в действие, или могут быть преднамеренно выведены из строя. Полагаем, что настоящее изобретение является более эффективным с точки зрения предотвращения повторного применения шприца.
Однако особенно важно, что как указано выше, настоящее изобретение является чрезвычайно эффективным, недорогим и пригодным к использованию в шприцах с предельным объемом 0,1 см3. Таким образом, устройство может быть включено в шприцы очень малой дозировки, что является крайне желательным. Напротив, представляется невозможным или затруднительным уменьшение размеров известных одноразовых или "безопасных" шприцев. Шприцы с максимальной дозировкой 0,1 см3 отсутствуют на рынке. Вместо них производители используют стандартные шприцы с цилиндрами большего размера, например 3 см3, и ограничивают величину перемещения штока подвижного элемента для уменьшения максимальной дозировки. Одной из целей настоящего изобретения является создание одноразового шприца малого объема, например 0,1 см3.
Известные подходы к конструированию одноразовых пластмассовых шприцев, могут быть классифицированы следующим образом:
(а) стопорение подвижного элемента после ввода;
(б) отсоединение подвижного элемента;
(в) втягивание иглы в цилиндр шприца после ввода дозы;
(г) физическое разрушение какой-либо части шприца;
(д) использование химических средств для приведения шприца в негодность после первого применения;
(е) использование вспомогательных средств, например гильз для предотвращения повторного использования шприца с одновременной защитой от укола.
В предлагаемом шприце используется механический способ стопорения подвижного элемента с предотвращением его повторного использования с помощью нового механизма с описанным ниже пружинным стопорным зажимом.
Известные стопорные механизмы в целом работают с обычными X-образными подвижными элементами и, в некоторых случаях, с цилиндрическими. В шприцах с X-образным подвижным элементом последний сохраняет соосное положение с осью цилиндра благодаря своим ребрам. Стопорное устройство, установленное на цилиндрическом подвижном элементе, выполнено симметричным и расположено вокруг всего подвижного элемента. Таким образом, такие подвижные элементы также сохраняют соосное положение в цилиндре. Соосность цилиндра и подвижного элемента в известных устройствах с X-образными подвижными элементами и стопорными зажимами и с цилиндрическими подвижными элементами с окружающими стопорными зажимами не позволяет уменьшить объем шприца.
Напротив, в настоящем изобретении используется новый стопорный механизм цилиндрического подвижного элемента. Конструкция и способ работы предлагаемого пружинного стопорного зажима предполагают радиальное смещение подвижного элемента внутри цилиндра. Такое несоосное положение подвижного элемента в цилиндре позволяет осуществлять производство одноразовых шприцев значительно меньшей объемной вместимости, чем прежде.
В патенте США N 4,386,606 предложено выполнение острых кромок на подвижном элементе, кулачке или цилиндре для надежного стопорения шприца, снабженного X-образным подвижным элементом.
В патенте США N 4,367,738 описан одноразовый шприц с прочными гибкими шипами.
В патенте США N 4,731,068 описан цилиндрический подвижной элемент с жестко закрепленными на нем звездообразными зубцами, предназначенными для стопорения шприца после ввода лекарственного препарата и предотвращения повторного использования шприца.
В патенте США N 4,952,206 описано использование зубцов, позволяющих шайбе, расположенной внутри клапана, перекрыть поток жидкости после ввода лекарственного препарата.
В патенте США N 4,961,728 описан стопор X-образного подвижного элемента, снабженный непараллельными зубцами.
В патенте США N 4,979,943 предлагается обратный стопор, допускающий перемещение подвижного элемента только в одном направлении.
В патенте США N 5,000,737 описан круглый или снабженный выемкой зубчатый стопор, взаимодействующий с X-образным подвижным элементом.
В патентах США N 5,021,047 и N 5,138,466 описан подвижной элемент, полностью окруженный стопорными зубцами. Перемещение стопора по отношению к подвижному элементу приводит к его изгибу в осевом направлении по мере его проталкивания через храповые зубья.
В патенте США N 5,205,825 описано использование вставного зажима для стопорения X-образного подвижного элемента.
В международной публикации WO 89/00432 описано использование подвижного элемента с храповиком и стенки с храповиком для предотвращения повторного применения.
Патент США N 5,000,737 относится к одноразовым шприцам. На чертежах показано устройство, выполненное с возможностью установки поверх обычного X-образного штока подвижного элемента. Направленные наружу острые концы предлагаемой выемки предназначены для того, чтобы они врезались во внутреннюю цилиндрическую стенку или поверхность игольного цилиндра для предотвращения перемещения диска по отношению к цилиндру при перемещении штока подвижного элемента назад для набора лекарственного препарата в цилиндр. Направленные внутрь кромки выполнены с возможностью взаимодействия с прилегающими стенками X-образного подвижного элемента, так что устройство перемещается вместе с подвижным элементом при его перемещении вперед для ввода лекарственного препарата. Фиг.8-16 указанного патента относятся к заявляемому изобретению патента N 5,000,737. Это устройство предназначено для размещения в секторе цилиндра шприца, ограниченном X-образной деталью подвижного элемента. Согласно патенту оно названо "удлиненным", то есть его длина больше ширины.
Предлагаемое же устройство, как более подробно пояснено ниже, не является удлиненным. Оно является компактным и удобным при изготовлении для шприцев малого размера. Оно дешевле и по-видимому, проще в изготовлении. Оно не выходит из строя в случае осевого смещения и в действительности работает благодаря несовпадению осей. Благодаря такой конструкции и такому способу работы предлагаемого шприца его объем может быть уменьшен в большей степени, чем позволяет конструкция известных шприцев. Кроме того, предлагаемое изобретение предполагает его использование с новым подвижным элементом. Предлагаемая стопорная пружина не заключена в пределах сектора цилиндра, ограниченного X-образным подвижным элементом, а только частично охватывает новый цилиндрический подвижной элемент на внутренней стороне цилиндра. Это обеспечивает более равномерное давление стопорного механизма на внутреннюю стенку цилиндра и гарантирует предотвращение предлагаемым изобретением повторного использования одноразового шприца. Способ действия, то есть смещение подвижного элемента от центра или несовпадение его оси с осью цилиндра шприца имеет большое преимущество по сравнению с известными конструкциями. В патенте N 5000737 описан также дискообразный элемент, действующий так же, как и описанная там же выемка. Он также предназначен для использования с обычными X-образными подвижными элементами. Уменьшение его размеров для производства шприцев объемом 0,1 см3 также представляется трудно осуществимым.
Патент США N 5151088 также относится к безопасному узлу иглы и шприца. Описан одноразовый шприц с иглой, снабженный не большим жестким выдвижным кожухом для иглы, установленным в шприце. После инъекции кожух выдвигают в положение блокировки, в котором он перекрывает иглу. Щиток занимает блокирующее положение только когда потребитель нажимает на подвижной элемент шприца после прохождения им отметки нулевого объема. Таким образом, если потребитель случайно или намеренно не делает этого, устройство не блокирует повторное применение. Целью настоящего изобретения является автоматическое предотвращение повторного применения шприца, чтобы исключить заражение одного пациента другим вследствие повторного использования иглы. Устройство, описанное в патенте N 5151088, не осуществляет автоматического срабатывания стопорного механизма. При использовании этого устройства потребитель, желающий преодолеть действие механизма и повторно использовать шприц, может избежать срабатывания стопорного механизма, намеренно не нажав на подвижной элемент шприца после прохождения им отметки нулевого объема.
Патент США N 5205825 относится к вставному элементу, предотвращающему повторное использование пластиковых шприцев. В этом устройстве, аналогичном представленному в патенте США N 5000737, предложен стопорный механизм, предназначенный для усовершенствования имеющегося обычного пластмассового шприца путем установки этого механизма на стандартном X-образном подвижном элементе в пластмассовом цилиндрическом корпусе шприца. Замечания, сделанные относительно устройства, предлагаемого в патенте 5000737, по поводу невозможности эффективного и производительного изготовления шприцев, рассчитанных на меньшие максимальные дозы, а также по поводу преимуществ настоящего патента, обусловленных несовпадением оси подвижного элемента с осью цилиндрического корпуса, в равной степени относятся и к патенту 5205825.
Патент США N 5067942 также относится к одноразовой игле для подкожных впрыскиваний. Когда игла и шприц находятся в сборе, два отсоединяемых лепестка, установленных в оплетке, отводят оболочку и открывают отверстие в игле с обеспечением возможности поступления жидкости через иглу. После отсоединения иглы лепестки отделяются от оплетки с предотвращением их дальнейшего использования для отвода оболочки. По-видимому предлагаемое устройство является более простым, менее дорогим в производстве, автоматическим, и более удобным для создания шприцев меньшего размера, чем представленное в патенте N 5067942.
Также предложен ряд конструкций безопасного шприца, включающих крышки для игл. В патентах США N 4909791 и 4982842 предложены зажимы, установленные с возможностью поворота на цилиндре шприца для закрытия иглы после ее применения.
В патенте США N 4969877 описан шприц с внешним корпусом, окружающим часть шприца внутренней камерой, скользящую в корпусе с установкой в рабочем и отведенном положениях соответственно на переднем и заднем концах корпуса.
В патенте США N 4013073 описан складной одноразовый шприц, в котором внутренняя сторона складывающейся стенки выполнена так, что при сжатии стенок для подачи лекарственного препарата происходит их взаимное зацепление и таким образом приведение устройства в состояние непригодности для повторного использования.
В патенте США N 4022206 описаны способ и устройство для хранения и доставки вакцин в упаковке, рассчитанной на одну дозу. В этом случае не приняты меры для механического приведения упаковки в состояние непригодности для последующего применения.
В патенте США N 4391273 описан жесткий шприц, содержащий палец, прикрепленный к поршню и протыкающий днище цилиндра после завершения инъекции. Это также приводит шприц в непригодное для повторного использования состояние после первого применения. В другом варианте выполнения описано лезвие ножа, позволяющее цилиндру перемещаться вперед, но прорезающее боковую стенку цилиндра при попытке обратного перемещения поршня или повторного использования шприца.
Известные способы предотвращения повторного использования игольных шприцев включают различные приспособления для стопорения подвижного элемента шприца после его первого заполнения и последующего обратного перемещения подвижного элемента до конца его хода для впрыскивания содержимого шприца. Например, в патенте США N 4731068 описана конструкция стопора, состоящего из двух частей и содержащего втулку, которая установлена на инъекционном конце шприца и размеры которой выбраны так, что она скользит с трением вдоль внутренней стенки шприца. На подвижном элементе в неподвижном положении установлен звездообразный элемент с зубчатыми концами, находящийся в зацеплении с втулкой. При первом отводе подвижного элемента назад звездообразный элемент и втулка перемещаются вместе со подвижным элементом по направлению к концу шприца. При нажатии на подвижной элемент с перемещением его к инъекционному концу втулка остается у дальнего конца (из-за фрикционного зацепления с внутренней стенкой), в то время как звездообразный элемент перемещается к инъекционному концу вместе с подвижным элементом. Если предпринимается вторая попытка отвести назад подвижной элемент, зубцы звездообразного элемента, в отсутствие гильзы обращенные к внутренней стенке, входят с ней в зацепление и предотвращают вторую попытку отвода назад подвижного элемента.
В другом варианте выполнения, представленном в патенте N 4731068, на подвижном элементе с возможностью скольжения установлена втулка, находящаяся в зацеплении со звездообразным элементом. Этот элемент снабжен криволинейными пружинными зубцами, установленными у дальнего конца шприца. При первом отводе подвижного элемента назад втулка остается в зацеплении со звездообразным элементом, а при первом нажатии она перемещается к инъекционному концу и открывает зубцы звездообразного элемента. Попытка отвести назад подвижной элемент во второй раз предотвращена благодаря зацеплению зубцов с подвижным элементом. Другие устройства, например, раскрытые в патентах США N 4781684, 4493703, 4391272 и 4367738, предлагают модифицированные конструкции подвижного элемента или стенок шприца. Они позволяют осуществлять перемещение подвижного элемента только в одну сторону или стопорят или приводят в негодность подвижной элемент после первого нажатия. Они также относятся к одноразовым шприцам.
Патент США N 5290235 относится к шприцу, не допускающему повторного применения. При работе стопор взаимодействует с направляющим узлом подвижного элемента и внутренней поверхностью полого корпуса шприца с обеспечением возможности хода подвижного элемента для набора и его хода для ввода лекарственного препарата, но с предотвращением второго хода для набора.
Устройство, представленное в патенте N 5209235, в целом содержит обычный шприц с полым корпусом, удлиненный шток подвижного элемента, выходящий из корпуса для обеспечения перемещения поршня и содержащий направляющие средства со стопорным элементом наподобие пластины по меньшей мере с одним выступом в виде зазубрины, обращенным к внутренней поверхности цилиндра, причем направляющие вызывают поворот стопорного элемента из первого положения, в котором подвижной элемент свободно перемещается вперед, во второе, в котором зубец (зубцы) входит (входят) в зацепление с внутренней стенкой цилиндра.
Конструкция этого устройства значительно сложнее конструкции устройства, предлагаемого настоящим изобретением, которое предполагает использование простого формованного цилиндрического, но снабженного храповиком, штока подвижного элемента, на котором установлен пружинный зажим. Начальное положение пружинного зажима определяет максимальный объем вводимой жидкости. В устройстве же, представленном в патенте N 5209235, подвижной элемент напротив, усложнен и едва ли пригоден для массового производства. Настоящее изобретение позволяет использовать один и тот же шток подвижного элемента для шприцев с различной максимальной дозировкой. В патенте N 5209235 в каждом шприце с различной требуемой максимальной вместимостью расстояние между первой поверхностью 22 и стопорной поверхностью 26 подвижного элемента должно быть различным.
Предлагаемое устройство чрезвычайно просто в производстве и сборке. Оно вполне допускает использование цилиндров стандартного размера, а также уменьшение размера для использования в шприцах с малым объемом дозы, например 0,1 см3, что весьма важно с точки зрения сбыта. Настоящее изобретение обеспечивает надежность, то есть автоматическое срабатывание и в предпочтительном варианте выполнения, как более подробно пояснено ниже, имеет несколько стопорных механизмов, гарантируя тем самым невозможность повторного применения одноразового шприца. Кроме того, настоящее изобретение позволяет осуществлять выборочное размещение стопорного пружинного механизма по оси на цилиндрическом штоке подвижного элемента, так что производитель, изготавливая цилиндры и подвижные элементы единственного размера, может создавать шприцы с различной максимальной дозировкой. Таким образом, размещение при производстве стопорного пружинного механизма по отношению к цилиндру и подвижному элементу обеспечивает невозможность передозировки конкретного лекарственного препарата вводящими его врачом, медицинской сестрой, специалистом или потребителем. Стопорный пружинный механизм при производстве может быть установлен в различных исходных положениях в зависимости от места его размещения на подвижном элементе, что обеспечивает экономичность производства, поскольку требуется производить цилиндрические корпуса и подвижные элементы только одного размера. Исходное положение стопорного пружинного механизма по отношению к подвижному элементу определяет максимальный объем дозы, которую можно ввести с помощью данного шприца. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает не только механизм для предотвращения повторного использования шприцев, но и ограничение посредством стопорного пружинного механизма количества лекарственного препарата, которое может быть введено при любом конкретном применении данного шприца.
В настоящем изобретении, как более подробно показано ниже, также предложен дублирующий предохранительный механизм, дополнительно выводящий шприц из строя после первого применения. Однако эта функция не является автоматической, а требует, чтобы потребитель физически отделил диск подвижного элемента, контактирующий с большим пальцем, от штока, таким образом дополнительно обеспечив механическую непригодность шприца для повторного использования. Удаление диска, контактирующего с большим пальцем, служит вторичной цели облегчения инвентарного контроля, для чего диски могут быть использованы после того, как объемная часть шприца выброшена.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание еще одного стопора, предотвращающего повторное использование шприца. В этом варианте выполнения полное возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента вперед по отношению к цилиндру шприца вызывает взаимное зацепление и механическую блокировку кольцевой охватываемой детали диска, контактирующего с большим пальцем, и кольцевой охватывающей детали цилиндрического корпуса в соединении "ласточкиным хвостом". Это вызывает полное стопорение диска и штока в цилиндре и предотвращает перемещение штока наружу по отношению к цилиндру. Блокировка этого перемещения предотвращает набор дополнительного лекарственного препарата в корпус шприца с приведением таким образом устройства в состояние непригодности для повторного применения.
Геометрия предлагаемого изобретения позволяют выполнять устройство с такими малыми максимальными дозировками, как 0,1 см3. Это имеет место вследствие того, что как пояснено ниже,
стопорное устройство работает в радиальном направлении, т.е. отжимает шток подвижного элемента от оси в цилиндре. При таком способе работы требуется стопорный зажим только одной толщины. Он не обязательно должен полностью охватывать шток подвижного элемента. Благодаря такой конструкции и работе размеры штока подвижного элемента, цилиндра и стопорного зажима могут быть уменьшены без потери работоспособности до размеров, позволяющих вводить такую малую максимальную дозу лекарственного препарата, как 0,1 см3. Известные устройства не обладают такой возможностью.
Настоящее изобретение относится к одноразовому шприцу, в котором повторное использование механически заблокировано. Целью настоящего изобретения является создание одноразового шприца, простого по конструкции, недорогого в производстве и автоматически предотвращающего повторное использование. Еще одной целью предлагаемого изобретения является создание недорогого шприца с механической блокировкой повторного использования и возможностью изготовления его с очень малым объемом дозы. Например, одной особенной целью настоящего изобретения является создание одноразового шприца с таким малым объемом максимальной дозы, как 0,1 см3.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание недорогого пружинного механизма, который при размещении его на штоке подвижного элемента с храповиком ограничивает количество лекарственного препарата, набираемого в цилиндр шприца и затем вводимого пациенту. Исходное положение пружинного стопорного механизма по отношению к цилиндрическому штоку с храповиком определяет максимальную вместимость данного конкретного шприца. Таким образом, одной особенной целью настоящего изобретения является создание одноразового шприца с возможностью получения различных максимальных объемов дозы в зависимости от положения пружинного зажима по отношению к штоку подвижного элемента. Таким образом, изготовление цилиндра одного размера обеспечивает экономичность производства.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание такого одноразового шприца, который трудно вывести из строя. Также целью изобретения является создание одноразового шприца, работающего при радиальном смещении подвижного элемента по отношению к оси цилиндра шприца. Частично это осуществляется в результате применения нового штока подвижного элемента, в целом имеющего форму стержня, и зажима в виде пружины, выполненного с возможностью радиального изгиба внутрь и наружу и размещения на цилиндрическом штоке. Несоосное расположение цилиндрического штока подвижного элемента по отношению к внутренней стенке цилиндра шприца позволяет уменьшить размеры стопорного механизма, предотвращающего повторное использование шприца, для применения его в шприцах с такой малой дозировкой, как 0,1 см3. Одной особенной целью настоящего изобретения является создание одноразового стопорного механизма, выполненного с возможностью установки на штоке подвижного элемента. Отказ от X-образного подвижного элемента обеспечивает удобство изготовления предлагаемого изобретением устройства с уменьшенными размерами. Использование штока подвижного элемента с храповиком и предлагаемого пружинного стопорного зажима исключает имеющуюся в известных устройствах необходимость охвата цилиндрических штоков подвижных элементов стопорными зажимами. Таким образом могут быть изготовлены шприцы очень малого объема.
Шток подвижного элемента предлагаемого шприца содержит цилиндрические храповые зубья. Как пояснено ниже, стопорная пружина, предназначена для первоначального размещения на одном выбранном зубе подвижного элемента. Таким образом, настоящее изобретение позволяет осуществлять более точное ограничение дозы по сравнению с известными устройствами. Механическая блокировка между стопорной пружиной и подвижным элементом обеспечивает задание максимальной дозировки в виде фиксированных цельных объемов, тогда как в известных устройствах задание максимальной дозы осуществляется путем скользящего перемещения выемки вдоль X-образных сторон подвижного элемента при наличии бесконечного множества переменных положений. В этом случае точный контроль затруднен.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание диска, контактирующего с большим пальцем и размещенного на штоке подвижного элемента, который может быть при необходимости загнут или свернут и отделен от штока подвижного элемента после приме нения шприца. Таким образом, диск может использоваться для контроля за использованием шприцев и инвентаризации. Кроме того, удаление части с диском для большого пальца со штока подвижного элемента служит дополнительным способом приведения шприца в состояние непригодности для повторного использования.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание другого стопорного механизма, также выводящего шприц из строя после однократного использования. Этот механизм образован в результате взаимодействия кольцевой охватываемой детали, расположенной на дисковой части штока подвижного элемента, контактирующей с большим пальцем, с кольцевой охватывающей приемной частью, расположенной на заднем конце цилиндра шприца, в соединении "ласточкиным хвостом". Полный цикл возвратно-поступательного перемещения штока подвижного элемента по отношению к цилиндрическому корпусу шприца обеспечивает механическую блокировку штока подвижного элемента в крайнем переднем положении с предотвращением таким образом неправомерного или ненамеренного второго выдвижения штока подвижного элемента по отношению к цилиндру шприца.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание механизма, с помощью которого емкость и вводимые дозы шприцев одинаковых размеров могут быть ограничены различным образом, что позволяет снизить потребность в шприцах различных размеров.
Настоящее изобретение направлено на создание механических средств, использующих храповик и пружинный зажим для достижения перечисленных выше требуемых свойств. Работа шприца основана на свободном присоединении пружинного зажима, позволяющем заполнять шприц при выдвижении подвижного элемента. Зажим выполнен почти полуцилиндрическим с возможностью изгиба в радиальном направлении внутрь и наружу и снабжен зубцами, выступающими наружу, так что он способен по существу независимо самоустанавливаться в соответствии с переменным диаметром цилиндра в пределах производственных допусков или из-за дефектов. Настоящее изобретение содержит также центрирующие элементы, действующие при перемещении стопорного зажима вперед по направлению к игле. Центрирующий механизм обеспечивает дополнительную стабильность при попытке повторного использования подвижного элемента для второго наполнения шприца, как описано ниже. На подвижном элементе имеется переднее уплотнение, способствующее плавной работе благодаря приложению равномерно распределенной силы к внедренным зубцам при любой попытке второго выдвижения подвижного элемента после первого ввода лекарственного препарата.
По мере выдвижения подвижного элемента при заполнении шприца пружинный стопорный зажим, будучи неподвижным в цилиндре шприца, вынужден уступать нажиму по меньшей мере одного зуба храпового цилиндрического подвижного элемента путем радиального изгиба. Зажим может приспосабливаться к изменяющемуся диаметру каждого зубца подвижного элемента, так как он открыт в радиальном направлении, будучи только почти полуцилиндрическим по форме. При вводе жидкости в результате перемещения подвижного элемента и поршня вперед зажим изгибается в радиальном направлении. Зажим переносится или проталкивается подвижным элементом вперед по отношению к цилиндру. После инъекции, когда подвижной элемент находится в крайнем переднем положении, зажим предотвращает любой повторный отвод подвижного элемента назад, поскольку зубцы внедряются в пластмассовые стенки цилиндра. Любая попытка преодолеть возникающее при этом трение приводит к поломке штока подвижного элемента, так как его прочность на растяжение, сниженная в результате уменьшения поперечного сечения подвижного элемента в заданных местах, меньше силы, необходимой для преодоления сопротивления трения, созданного зубцами, внедренными во внутреннюю боковую стенку цилиндра. В другом варианте выполнения подвижной элемент может иметь по меньшей мере вторую часть уменьшенного диаметра для дополнительной защиты от повторного использования.
Целью настоящего изобретения является создание конструкции, пригодной для производства стандартными способами формования и сборки при затратах, сопоставимых с имеющими место в настоящее время при производстве пластмассовых одноразовых шприцев.
Целью настоящего изобретения является обеспечение плавной работы шприца, а также создание одноразового шприца, особенно малого объема, заклинивание которого предотвращено.
Еще одной целью является создание подвижного элемента со стопорным пружинным зажимом, в котором механизм установки и приведения в действие стопора работает вследствие радиального изгиба стопорного элемента вокруг подвижного элемента внутри цилиндра шприца.
Еще одной целью является создание стопорного пружинного зажима, содержащего гибкие стопорные или контактные острые концы, выполненные с возможностью независимого взаимодействия со стенками цилиндра и компенсации переменного диаметра цилиндра.
Еще одной целью является создание шприца, попытка повторного применения которого приводит его в нерабочее состояние.
Еще одной целью является создание дополнительного предохранительного механизма, то есть вспомогательного средства защиты от неправильного обращения.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание конструкции с перечисленными выше свойствами для шприцев, способных точно вводить малые объемы жидкости, например 0,1 см3.
Целью также является создание одного шприца с перечисленными выше свойствами, в котором заданный максимальный объем жидкости, которая может быть набрана в шприц, является переменным.
Целью настоящего изобретения является достижение перечисленных целей с использованием материалов, одобренных официальными и правительственными нормативными актами.
Целью настоящего изобретения является создание шприца с возможностью модифицикации для сведения к минимуму случайных уколов иглой.
Целью настоящего изобретения также является создание нескольких стопорных механизмов, обеспечивающих вывод из строя шприца разными способами при затрудненном доступе к рабочим стопорным механизмам.
Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности подачи переменного количества жидкости при данном диаметре цилиндра.
Цели, свойства и преимущества настоящего изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания предпочтительного варианта выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает аксонометрический вид предлагаемого шприца, стопорная пружина которого свободно установлена на храповом штоке подвижного элемента в исходном положении, в том виде, в котором она находится при поставке, при этом шприц на чертеже представлен в том виде, в котором его предполагается поставлять потребителю для первого наполнения лекарственным препаратом и последующего его ввода, а игла, выступающая из шприца, имеет обычную конфигурацию,
фиг. 2 изображает аксонометрический вид предлагаемого шприца, готового к использованию, после заполнения лекарственным препаратом,
фиг. 3 изображает аксонометрический вид предлагаемого шприца после ввода лекарственного препарата, при этом стопорный пружинный зажим находится в крайнем переднем положении, в которое он перенесен храповыми зубьями подвижного элемента,
фиг. 4 изображает аксонометрический вид, иллюстрирующий разрыв подвижного элемента вследствие второй попытки перемещения его назад,
фиг. 5 изображает аксонометрический вид подвижного элемента в предпочтительном варианте выполнения;
фиг. 5a изображает аксонометрический вид упругой вставки или поршня подвижного элемента;
фиг. 6 изображает вид сбоку подвижного элемента во втором варианте выполнения с двумя зазорами, образованными благодаря уменьшению площади;
фиг. 7 изображает вид сбоку третьего варианта выполнения подвижного элемента с одним зазором, образованным благодаря уменьшению площади, и с участком увеличенной площади для защиты от неправильного обращения;
фиг. 8 изображает вид сбоку подвижного элемента в четвертом варианте выполнения с тремя участками уменьшенной площади, один из которых расположен вблизи диска, контактирующего с большим пальцем;
фиг. 9 изображает вид сверху пружинного стопорного зажима перед приданием ему трехмерной формы для использования в цилиндре шприца;
фиг. 10 изображает аксонометрический вид пружинного стопорного зажима после придания ему формы;
фиг. 11 изображает поперечное сечение по линии II-II на фиг.3; и
фиг. 12 изображает вид сбоку в разрезе цилиндра, подвижного элемента и диска подвижного элемента, контактирующего с большим пальцем, еще в одном варианте выполнения.
Как хорошо видно на чертежах, предлагаемый шприц 10 содержит главный цилиндрический корпус 12 с возвратно-поступательным подвижным элементом 14, установленный в нем с возможностью скользящего перемещения. Предпочтительным материалом для выполнения цилиндрического корпуса является чистый полипропилен медицинского назначения, нерастворимый в большинстве медикаментов, не вступающий с ними в реакцию и одобренный FDA. Предпочтительным материалом для выполнения подвижного элемента является полипропилен медицинского назначения, модифицированный с помощью включения соответствующих добавок для придания смоле хрупкости.
Игла 15 присоединяется к переднему концу шприца 10 обычным способом. Конечно, шприц может продаваться отдельно от иглы. Подробное описание конструкции иглы и способа ее присоединения к шприцу не являются существенными для полного понимания настоящего изобретения. Игла 15 прикреплена к наконечнику 18 цилиндрического корпуса 12. В этом описании конец цилиндрического корпуса 12 с наконечником и иглой называется передним, и направление или перемещение в сторону этого конца также называется передним. Другой конец шприца, то есть тот, на котором на подвижном элементе 14 выполнен диск 20, контактирующий с большим пальцем, и упоры 26 для пальцев, называется задним, а направление или перемещение в сторону этого конца также называется задним. Из чертежей видно, что диск 20 закреплен на заднем конце подвижного элемента 14 и облегчает вытягивание подвижного элемента 14 или перемещение его назад по отношению к цилиндрическому корпусу 12, а также впрыскивание лекарственного препарата или перемещение подвижного элемента 14 вперед к наконечнику 18 цилиндрического корпуса 12. При перемещении поршня назад лекарственный препарат втягивается через иглу в цилиндр или полость шприца, а при перемещении поршня вперед лекарственный препарат, содержащийся в цилиндре, выводится через наконечник 18 и иглу 15. Вывод лекарственного препарата из цилиндрического корпуса осуществляется путем скользящего перемещения упругого поршня 44 по его внутренней боковой стенке 17.
Диск 20 прикреплен к части 22 подвижного элемента 14. В варианте выполнения изобретения, показанном на фиг. 8, часть 22 выполнена частично в форме усеченного конуса и снабжена плоскостью 24 разлома уменьшенного диаметра. Как видно из фиг. 8, конец части 22 уменьшенного диаметра образует основание для диска 20. После использования шприца диск 20 может быть загнут по отношению к плоскости 24 разлома до его отламывания или отделения. Удаление диска 20 после использования служит для дополнительного приведения шприца в состояние непригодности и обеспечивает невозможность повторного использования шприца, поскольку без диска 20 осуществлять возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента было бы весьма затруднительно. Диск 20 служит не только для приведения шприца в состояние непригодности для повторного использования, но и как удобное, компактное средство инвентарного контроля.
Из фиг. 1-4 видно, что на заднем конце цилиндрического корпуса 12 имеется упор для пальцев или плоскость 26 для опоры пальцев. Она создает удобную поверхность для опоры пальцев при возвратно-поступательном перемещении подвижного элемента 14 по отношению к цилиндрическому корпусу 12 и поверхность упора для пальцев потребителя во время использования.
Подвижной элемент 14 в целом выполнен в форме стержня. На части длины подвижного элемента 14 выполнены храповые зубья 28 в форме усеченных конусов. Как хорошо видно на чертежах, каждый храповой зуб 30 снабжен наклонной, проходящей наружу (от заднего конца к переднему) нажимной поверхностью 31 и соединен со смежным зубом базовой или общей поверхностью 32, имеющей больший диаметр D1 (верхнего зуба) и меньший диаметр D2 (нижнего зуба).
В варианте выполнения, изображенном на фиг. 7, уплотнение 34 подвижного элемента 14 охватывает его непосредственно над задним храповым зубом. Уплотнение 34 может быть отформовано или выполнено за одно целое с подвижным элементом, или напротив, оно может быть выполнено в виде отдельного упругого элемента. Плотная установка уплотнения 34 (или части 22 подвижного элемента, представленного на фиг. 1) в цилиндре ограничивает доступ к пружинному стопорному зажиму обеспечивает защиту от неправильного обращения. Плотность установки частей между уплотнением 34 (и/или частью 22) и внутренней боковой стенкой 17 цилиндра обусловлена малой величиной зазора 41. Внешний диаметр уплотнения 34 или части 22 больше диаметра D1 храпового зуба, а в варианте выполнения, представленном на фиг. 7, диаметр уплотнения 34 приблизительно равен диаметру стенки 17. Уплотнение подвижного элемента создает преграду между наружной стороной шприца и храповыми зубьями, так что посторонние предметы не могут проникать между подвижным элементом 14 и стенкой 17 цилиндрического корпуса 12. Таким образом, уплотнение 34 или часть 22 служит в качестве уплотнительного устройства для предотвращения неправомерного доступа к стопорной пружине 40 с приведением ее в состояние неспособности выполнения своей функции. В другом варианте выполнения уплотнение 34 подвижного элемента выполнено из резины находится в механическом контакте со стенкой 17, будучи по меньшей мере частично сжато по ее диаметру.
На переднем конце подвижного элемента 14 имеется поршень или уплотнительный толкатель 44 жидкости. Он выполнен предпочтительно из частично сжимаемого вещества наподобие резины. В предпочтительном варианте поршень выполнен из синтетической резины, разрешенной к применению в медицинских целях. Поршень 44 также может быть отформован или выполнен за одно целое с подвижным элементом или в виде отдельного резинового элемента. Как показано на фиг. 5, 5a и 6-8, поршень может быть прикреплен к переднему концу подвижного элемента путем насаживания с усилием на усеченный конус, показанный на фиг. 7, входящий в глухое отверстие, выполненное в поршне. Таким образом резиновый поршень крепится к подвижному элементу. Диаметр поршня 44, в радиальном направлении обжатого стенкой 17, по существу равен диаметру этой стенки; при этом между ними создается контакт, обеспечивающий возможность скользящего перемещения с уплотнением. При возвратно-поступательном перемещении подвижного элемента 14 в цилиндрическом корпусе 12 вся жидкость (перед поршнем 44) выталкивается через наконечник 18 и затем через иглу 15. Поршень 44 также предотвращает проникновение лекарственного препарата или жидкости в полость над ним (или за ним). Очевидно, что поршень 44 перемещается вместе с подвижным элементом 14, будучи физически прикреплен к нему.
У заднего конца поршня 44 находится уплотнительная часть 52 увеличенного участка подвижного элемента, которая как и уплотнение 34 или часть 22, создает надежное уплотнение для предотвращения неправомерного доступа к храповым зубьям 28 и стопорной пружине 40. Она также предотвращает доступ в зону вблизи поршня с помощью скрепки для бумаги, кончика ножа и т.д. Диаметр части 52 приблизительно равен диаметру стенки 12.
Пружина 40 хорошо видна на фиг. 9, 10 и 11. В предпочтительном варианте выполнения после придания ей формы она приобретает вид полой шестигранной фигуры с одной открытой стороной. В целом ее форма близка к полуцилиндрической, так что пружина огибает подвижной элемент примерно на 200o. Пружина предпочтительно выполнена из тонкого упругого металла, желательно из одного листа нержавеющей стали единственной толщины. Материал должен быть упругим для того, чтобы пружина могла быть разведена (при изготовлении) для первоначальной установки вокруг определенного выбранного храпового зуба 30 и чтобы после установки на подвижном элементе стопорная пружина 40 возвращалась под действием сил упру гости к своим первоначальным размерам и конфигурации. Упругость также позволяет стопорной пружине 40 изгибаться радиально внутрь и наружу после закрепления вокруг подвижного элемента и установки в цилиндре. Стопорный зажим устанавливают на штоке подвижного элемента путем нажатия его открытым концом на храповой зуб, в результате чего его передние стенки 70 и 72 временно расходятся. После первоначальной установки пружина не может быть смещена с подвижного элемента благодаря соотношению размеров открытого конца пружинного зажима и диаметра D1 храпового зуба подвижного элемента.
В другом варианте благодаря тому, что промежуток, который находится между подвижным элементом и стенкой 17 и в котором размещен пружинный зажим 40, ограничен, последний оказывается закреплен вокруг подвижного элемента даже если охватывает его меньше, чем на 180o. Размеры стопорной пружины 40 выбираются так, что расстояние между кромками передних стенок 70 и 72 меньше диаметра D1 храпового зуба. Следует отметить, что в одном варианте выполнения стопорная пружина 40 охватывает подвижной элемент 14 по меньшей мере на 180o, так что после установки она не может случайно соскочить с подвижного элемента. Действительно, в предпочтительном варианте выполнения угол охвата составляет 200o. В другом варианте выполнения, в котором шприц рассчитан на дозу лекарственного препарата 0,1 см3, размер стопорного зажима по окружности может быть меньше. Установлено, что минимальный угол охвата подвижного элемента составляет около 27o.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения высота h стопорной пружины 40 после придания ей формы меньше ее общей ширины w. Таким образом, стопорная пружина больше похожа на диск и не вытянута. Изготовление такой пружины легче и дешевле, чем вытянутой, из-за меньшей материалоемкости и возможности использования высокоскоростного оборудования. На фиг. 1 и 2 стопорная пружина для наглядности изображена охватывающей два храповых зуба. Однако предполагается, что в реальном производстве высота стопорной пружины меньше.
Стопорная пружина содержит плоскую заднюю часть 60 и две расположенные напротив друг друга, выступающие наружу боковые стенки 62 и 64, прикрепленные к боковым кромкам задней части. Передние стенки 70 и 72 выступают внутрь от внешних крайних кромок 66 и 68 соответственно стенок 62 и 64 Задняя часть 60 и стенки 62 и 64 имеют прямоугольную форму. Передние стенки 70 и 72 имеют скошенные кромки соответственно 71 и 73 (фиг. 9). Направляющие вертикальные кромки 74 и 76 соответственно стенок 70 и 72 отделены промежутком, который как указано выше, меньше диаметра D1 основания 32 храповых зубов 28. Таким образом, как указано выше, при производстве шприца стопорная пружина 40 может быть развернута наружу и надета на выбранный храповой зуб 30; при этом как только направляющие вертикальные кромки 74 и 76 проходят диаметр D1 основания 32, упругость стопорной пружины заставляет ее принять первоначальные размеры. Таким образом, пружина не может случайно соскочить или быть удалена с подвижного элемента, если к ней намеренно не приложить физическую силу. Как указано выше, в другом варианте выполнения изобретения, в котором стопорный зажим охватывает угол меньше 180o, который может достигать примерно 27o для шприцев объемом 1 см3, способных вводить такие малые дозы, как 0,1 см3, стопорный зажим не может быть удален с подвижного элемента после его установки в цилиндре, поскольку зажим и подвижной элемент занимают внутреннее пространство цилиндра. Следовательно, зажим невозможно сместить с подвижного элемента. Иными словами, он вставлен между внутренней боковой стенкой 17 и подвижным элементом.
Верхняя кромка 78 проходит вдоль задней части 60. Вверх от верхней кромки 78 проходит выступ 80, расположенный по существу по центру вдоль задней части 60. Выступ 80 имеет кромку 82, выполненную с возможностью соприкосновения с внешней кромкой основания 32 храпового зуба. Выступ 80 находится в одной плоскости с задней частью 60. Выступ при соприкосновении с кромкой зубьев подвижного элемента предотвращает качание зажима на подвижном элементе во время его перемещения и обеспечивает их соосность. Выступ предотвращает заклинивание.
Выступающие назад и внутрь нажимные зубцы 83 и 85 выступают вверх от стенок соответственно 70 и 72. Размещенная на подвижном элементе стопорная пружина 40 висит на выбранном храповом зубе. Загнутые внутрь нажимные зубцы позволяют перемещать зажим вперед во время рабочего хода. Более конкретно, они входят в контакт с основанием 32 храпового зуба, и зажим проталкивается вперед по мере перемещения вперед подвижного элемента. Зазоры 91 и 93 предназначены для регулирования гибкости нажимных зубцов. Верхние кромки 87 и 89 вначале опираются на наклонную поверхность 31 храпового зуба. При перемещении подвижного элемента вперед кромки 87 и 89 упираются в основание храпового зуба, так что при перемещении подвижного элемента вперед зажим переносится вместе с ним. Однако упругость зубцов 83 и 85 позволяет им вследствие радиальной гибкости пружины отклоняться и скользить по наклонным поверхностям 31 храповых зубов подвижного элемента при его перемещении назад, когда стопорная пружина удерживается в своем положении внутри цилиндра с помощью стопорных зубцов 84, 86 и 90, внедренных во внутреннюю боковую стенку 17 цилиндра.
Перемещение подвижного элемента 14 вперед заставляет стопорную пружину двигаться вместе с ним, поскольку основание 32 храпового зуба давит на верхние кромки 87 и 89 нажимных зубцов 83 и 85. Однако, упругость стопорной пружины 40 позволяет подвижному элементу перемещаться назад по отношению к застопоренному или стационарному положению стопорной пружины 40, поскольку нажимные зубцы отклоняются и скользят по наклонным поверхностям 31.
Стопорные зубцы 84, 86, 88 и 90 выступают вверх и наружу от верхней кромки боковых стенок 62 и 64. Зубцы 84 и 86 выступают от стенки 62, а зубцы 88 и 90 - от стенки 64. Ограниченные части 95 и 97 имеют стопорящие и внедряющиеся зубцы 84, 86, 88 и 90 и служат для усиления их действия. Регулирующие гибкость зазоры 99 и 101 обеспечивают регулирование гибкости частей 95 и 97. Стопорные зубцы имеют треугольную форму и заканчиваются контактными острыми концами 105, 107, 109 и 111, которые выступают наружу от внешней плоской поверхности стенок 62 и 64, причем стопорные острые концы фактически вступают в контакт с внутренней поверхностью боковой стенки 17 корпуса 12 и опираются на нее. Контактные острые концы тверже внутренней поверхности стенки 17, так что они врезаются и внедряются в нее при попытке сдвинуть стопорную пружину 40 при перемещении подвижного элемента назад. Сила упругости пружины, направленная радиально наружу, работает на внедрение контактных острых концов в боковую стенку 17. При указанной попытке перемещения назад контактные острые концы предотвращают перемещение стопорной пружины в этом направлении. Однако стопорная пружина может быть перемещена вперед, так как при перемещении подвижного элемента вперед контактные острые концы загибаются радиально внутрь и скользят по внутренней поверхности боковой стенки 17. Форма и упругость устройства обеспечивают возможность указанного радиального изгиба острых концов. Расстояние между концами 105 или 107 и 109 или 111 может быть меньше внутреннего диаметра боковой стенки корпуса 12, и все же поскольку контактные острые концы выступают наружу по отношению к наружной плоской поверхности стенок 62 и 64, все контактные острые концы 105, 107, 109 и 111 должны войти в контакт с внутренней поверхностью стенки 17 корпуса 12. Использование многочисленных контактных острых концов гарантирует внедрение стопорного зажима, даже если внутренняя поверхность стенки 17 цилиндра выполнена с отклонениями, обусловленными допусками.
От задней части 60 вперед выступает полукруглый выступ 110. Он уравновешивает выступ 80 и также предотвращает заклинивание зажима во время перемещения подвижного элемента. Он выступает, то есть загнут радиально внутрь к подвижному элементу по кромке 112 или вокруг нее. Выступ 110 способствует плавному перемещению вперед подвижного элемента и зажима без трения о внутреннюю поверхность цилиндра. При полном перемещении подвижного элемента вперед выступ 110 фактически оказывается зажат между уплотнением 52 подвижного элемента и боковой стенкой 17 с обеспечением дополнительного стопорения зажима в переднем положении.
Конструирование, производство и использование устройства осуществляют следующим образом: Цилиндрический корпус 12 выполняют тем же способом и из тех же материалов, которые используются в настоящее время для обычных медицинских шприцев. Подвижной элемент 14 с храповыми зубьями и уплотнениями 34 и 52 предпочтительно выполняют в виде единого отформованного изделия из пластмассы. В предпочтительном варианте подвижной элемент выполнен из пластмассы с добавками, повышающими хрупкость. К подвижному элементу прикрепляют резиновый поршень 44. Производитель определяет максимальную дозировку для конкретной партии шприцев. У производителя есть выбор, или уменьшить размер пружинного цилиндра для конкретной максимальной дозировки, и/или отрегулировать положение пружинного стопорного зажима на штоке подвижного элемента, устанавливаемого в шприце стандартного большего размера. С учетом максимальной дозировки стопорную пружину 40 помещают на том храповом зубе 30, который соответствует требуемой дозировке. На отдельные храповые зубья при формовании могут быть нанесены метки или маркировки с соответствующими идентификационными обозначениями для облегчения установки стопорной пружины 40 вокруг конкретного храпового зуба, соответствующего конкретной максимальной дозировке.
Установку пружины 40 завершают размещением передних стенок 70 и 72 и нажимных вертикальных кромок 74 и 76 над основанием 32. Расположение стопорной пружины 40 ближе к переднему концу подвижного элемента 14 обеспечивает меньшую максимальную дозировку шприца, чем расположение той же пружины 40 ближе к заднему концу. При установке зажима его кромки 74 и 76 механически раз водят так, что расстояние между ними становится больше диаметра D1 основания 32 храповых зубьев. Это осуществляется благодаря упругости пружинного зажима в радиальном направлении. После установки зажим не жестко удерживается на подвижном элементе, поскольку нажимные зубцы 83 и 85 соприкасаются с наклонной поверхностью 31 так, что стопорный зажим висит на храповом зубе.
При прохождении направляющими кромками диаметра D1 храпового подвижного элемента расстояние между кромками 74 и 76 под действием упругости стопорной пружины снова возвращается к первоначальной величине. Таким образом очевидно, что стопорная пружина 40 расположена вокруг подвижного элемента так, что ее можно удалить, только приложив физическую силу для повторного разведения в стороны кромок 74 и 76. Стопорная пружина держится на подвижном элементе благодаря тому, что угол охвата превышает 180o, а нажимные зубцы 83 и 85 опираются на наклонную поверхность 31 храпового зуба. Стопорная пружина не обжимает храповой зуб, но свободно удерживается на его наклонной поверхности. Верхние кромки 87 и 89 зубцов 83 и 85, как указано выше, выступают или загнуты внутрь на расстояние, достаточное для того, чтобы они соприкасались с наклонной поверхностью 31 конкретного храпового зуба и упирались в нее.
Стопорная пружина 40 не может перемещаться назад по отношению к подвижному элементу 14, поскольку это относительное перемещение заблокировано механическим взаимодействием верхних кромок 87 и 89 нажимных зубцов и основанием вышележащего храпового зуба. После размещения стопорной пружины в требуемом положении процесс сборки завершают закреплением подвижного элемента 14 вместе со стопорной пружиной 40 в цилиндрическом корпусе или цилиндре. Упругость пружины позволяет вставить подвижной элемент с зажимом в цилиндр. Затем изделие упаковывают и доставляют потребителю.
Полученный потребителем шприц 10 извлекают из упаковки. Иглу 15 обычным способом вставляют в ампулу с лекарственным препаратом, а диск 20 перемещают назад по отношению к упору 26. При отводе подвижного элемента назад стопорная пружина 40 остается зафиксированной в цилиндре вследствие ее упругого изгиба радиально наружу, вызывающего внедрение зубцов в боковые стенки. Подвижной элемент может быть перемещен назад до вхождения верхней кромки уплотнения 52 в контакт с нижней кромкой 112 стопорной пружины 40. После этого дальнейшее перемещение подвижного элемента 14 назад невозможно, поскольку контактные острые концы 105, 107, 109 и 111 стопорных зубцов 84, 86, 88 и 90 внедрены во внутреннюю поверхность стенки 17 корпуса 12.
Очевидно, что стопорная пружина 40 лишена подвижности при перемещении подвижного элемента 14 назад. Контактные острые концы предотвращают любое перемещение назад стопорной пружины. Исходное положение стопорной пружины и соответственно стопорных зубцов 84, 86, 88 и 90 по отношению к подвижному элементу определяет максимальную величину возвратно-поступательного перемещения подвижного элемента в цилиндре и следовательно, максимальную дозу, вводимую шприцем. При перемещении подвижного элемента назад выступы 80 и 110 стопорной пружины скользят по кромкам храповых зубьев или огибают их. Они совместно поддерживают соосность и предотвращают заклинивание устройства. При отводе или перемещении подвижного элемента 14 назад по отношению к цилиндрическому корпусу 12 кромки 87 и 89 зубцов стопорной пружины 40 благодаря их радиальной упругости проходят по наклонной поверхности 31 каждого храпового зуба 30. Поскольку стопорная пружина сохраняет свое относительное положение внутри цилиндрического корпуса 12 в результате взаимодействия контактных острых концов 105, 107, 109 и 111 с внутренней цилиндрической поверхностью 17 цилиндрического корпуса 12, подвижной элемент 14 может быть полностью вытянут до вхождения уплотнительной части 52 в контакт с нижней кромкой 112 стопорной пружины 40. При этом, однако, дальнейшее перемещение назад подвижного элемента 14 механически блокируется, поскольку дальнейшие попытки перемещения подвижного элемента только увеличивают внедрение контактных острых концов в стенку 17 корпуса 12. Таким образом, перемещение подвижного элемента по отношению к цилиндрическому корпусу ограничено.
Поскольку в корпусе 12, а именно между поршнем 44 и наконечником 18 корпуса 12 теперь содержится лекарственный препарат, потребитель готов ввести его через иглу 15 в соответствии с необходимостью. Иглу вводят через кожу пациента, после чего нажимают на диск 20, так что подвижной элемент 14 перемещается вперед, толкая поршень 44 и таким образом вводя весь лекарственный препарат через наконечник 18 и иглу 15. Поскольку кромки 87 и 89 зубцов 83 и 85 проталкиваются вперед в результате контакта с основанием 32 вышележащего храпового зуба, стопорная пружина 40 изгибается радиально внутрь и скользит в цилиндре вперед по мере перемещения подвижного элемента 14 к переднему концу для ввода лекарственного препарата. Контактные острые концы предотвращают только перемещение стопорной пружины назад; перемещение вперед возможно благодаря скольжению контактных острых концов вдоль внутренней поверхности боковой стенки и присущей стопорному зажиму упругости.
После полного ввода лекарственного препарата из шприца уплотнение 52 над поршнем 44 упирается в нижнюю кромку 112 стопорного зажима. Второе возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента 14 по отношению к цилиндрическому корпусу 12 механически заблокировано, поскольку стопорная пружина 40, расположенная вблизи уплотнения 52, внедряется в стенку 17 при попытке переместить подвижной элемент назад. Второе перемещение назад невозможно благодаря тому, что контактные острые концы 105, 107, 109 и 111 врезаются во внутреннюю поверхность боковой стенки 17 цилиндрического корпуса 12. Таким образом очевидно, что второе возвратно-поступательное перемещение для заполнения шприца 10 лекарственным препаратом механически заблокировано, так как подвижной элемент 14 не может быть вторично перемещен назад по отношению к цилиндрическому корпусу 12.
Для дополнительного обеспечения непригодности шприца 10 для возможного последующего использования потребитель может при желании загнуть или повернуть диск 20 вдоль плоскости 24 разлома, пока он не отломится. Без диска 20, прикрепленного к подвижному элементу 14, значительно труднее осуществить возвратно-поступательное перемещение подвижного элемента 14 в обоих направлениях, даже если кому-то удалось сначала привести в негодность механизм стопорной пружины. Кроме того, диск 20 может теперь служить средством ограничения распространения шприцев. Например, определенное количество таких дисков может быть собрано и возвращено производителю или фармацевту в обмен на такое же количество новых шприцев. Плоские диски удобнее для инвентаризации и ревизии отчетности, чем целые объемные шприцы.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения диск, контактирующий с большим пальцем имеет наклонную часть 120 для большого пальца и дискообразную часть 122 с наклонной внешней стенкой (см. фиг. 12). Вместе они образуют на подвижном элементе кольцевую охватываемую деталь соединения "ласточкиным хвостом". Задняя часть корпуса 12, примыкающая к упору 26, имеет кольцевую направленную внутрь кромку 130, оканчивающуюся стопорным выступом 132. Вместе они образуют на цилиндре кольцевую охватывающую деталь соединения "ласточкиным хвостом". Таким образом, когда диск 20 для большого пальца полностью перемещен вперед, наклонная внешняя стенка 122 скользит до тех пор, пока стопорный выступ 132 не перекроет кольцевую дискообразную часть 122, исключая тем самым возможность любого дополнительного перемещения подвижного элемента вперед или назад по отношению к цилиндрическому корпусу 12. Таким образом очевидно, что наименьший диаметр кромки 130 в месте расположения стопорного выступа 132 меньше наибольшего диаметра поверхности 134 кромки, хотя упругость цилиндра и щель в заднем конце позволяют кромке 130 огибать кромку 134 до ее захвата стопорным выступом 132. В другом варианте выполнения изобретение снабжено механизмом для защиты от неправильного обращения со стопорным механизмом. После первого полного перемещения вперед подвижного элемента стопорный зажим внедряется в боковую стенку шприца вблизи уплотнения 52. Чтобы преодолеть силу, удерживающую стопорный зажим в боковой стенке цилиндра, необходимо приложить силу, превышающую прочность подвижного элемента на растяжение, так что попытка второго перемещения назад вызывает физическое разделение подвижного элемента по его длине, предпочтительно прямо над стопорным зажимом (см. фиг. 4). Для получения разрыва в этом месте над уплотнительной частью 52 расположена часть 114 подвижного элемента с уменьшенным диаметром. В предпочтительном варианте выполнения участок подвижного элемента с уменьшенным поперечным сечением расположен так, что поломка происходит прямо над задней поверхностью зажима. На фиг. 6, 7 и 8 показано, что имеются по меньшей мере два суженных участка 114 и 116, проставляющие собой возможные зоны разрыва при перемещении подвижного элемента.
Как хорошо видно на фиг. 11, благодаря радиальной упругости и прочности стопорного зажима происходит смещение подвижного элемента из положения соосности с цилиндром. Таким образом, стопорный зажим, выполняющий функцию блокирования повторного использования может быть создан и для шприцев очень малого диаметра и объема. Однако между подвижным элементом и боковой стенкой цилиндра по всему диаметру цилиндра следует использовать металл единственной толщины. В другом варианте выполнения, охват стопорного зажима может составлять всего 27o из 360o полного охвата подвижного элемента, так как зажим действует вокруг подвижного элемента не симметрично, а напротив, асимметрично. Таким образом, могут быть выполнены шприцы очень малого объема со стопорным механизмом, предотвращающим их повторное использование. Векторы сил стопорных зубцов направлены на вывод подвижного элемента из соосного положения. Здесь представлено описание нескольких вариантов выполнения одноразового шприца с иглой. Хотя изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты выполнения, это описание является иллюстрацией изобретения и не может быть истолковано как ограничение. Специалистами могут быть предложены различные модификации, не выходящие за пределы духа и объема изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ШПРИЦ ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С МЕХАНИЗМОМ ДЛЯ АСПИРАЦИИ | 1996 |
|
RU2172638C2 |
| ВТЯГИВАЮЩИЙСЯ ОДНОРАЗОВЫЙ ШПРИЦ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ УДЕРЖАНИЕМ ИГЛЫ | 2002 |
|
RU2284195C2 |
| СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ШПРИЦ | 1993 |
|
RU2031664C1 |
| ШПРИЦ ДЛЯ ПОДКОЖНЫХ ИНЪЕКЦИЙ | 1990 |
|
RU2095090C1 |
| БЕЗОПАСНЫЙ СТЕКЛЯННЫЙ ШПРИЦ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ К СТЕКЛЯННОМУ ШПРИЦУ | 2003 |
|
RU2311203C2 |
| СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ШПРИЦ | 1994 |
|
RU2060736C1 |
| ШПРИЦ | 1992 |
|
RU2080882C1 |
| ОДНОРАЗОВЫЙ БЕЗОПАСНЫЙ ШПРИЦ | 1991 |
|
RU2079308C1 |
| БЕЗОПАСНЫЙ ШПРИЦ ОДНОРАЗОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ | 1999 |
|
RU2220747C2 |
| ДЕРЖАТЕЛЬ ШПРИЦА ДЛЯ ПОДКОЖНЫХ ИНЪЕКЦИЙ | 1991 |
|
RU2068708C1 |
Изобретение предназначено для использования в медицине для инъекций. Одноразовый шприц содержит подвижной злемент (14), выполненный в виде стержня с цилиндрическими храповыми зубьями (28). На храповой части подвижного элемента свободно подвешен стопорный пружинный зажим (40), выполненный из упругого материала, положение которого определяет максимальную дозу, вводимую шприцем. При работе первое вытягивание подвижного элемента по отношению к цилиндру (12) позволяет набрать лекарственный препарат в полость цилиндра, поскольку нажимной зубец стопорного пружинного зажима вследствие его радиальной упругости скользит по поверхности храповых зубьев. При этом однако стопорная пружина сохраняет свое относительное положение в цилиндре с помощью направленных наружу контактных острых концов, внедренных во внутреннюю поверхность боковой стенки (17) цилиндра. При вводе лекарственного препарата стопорный пружинный зажим перемещается вместе с подвижным элементом, поскольку направленный внутрь нажимной зубец взаимодействует с основанием храпового зуба и переносится вместе с ним. Второе возвратно-поступательное движение оказывается заблокировано при установке пружинного стопорного зажима в крайнем переднем положении с помощью храпового зуба, толкающего нажимной зубец стопорной пружины. Технический результат : механизм, предотвращающий повторное использование шприца, прост и недорог в изготовлении. 3 с. и 41 з.п. ф-лы, 12 ил.
| US 4961728 A, 09.10.90 | |||
| US 5032114 A, 16.07.91 | |||
| RU 2058794 C1, 27.04.96 | |||
| ИНЪЕКЦИОННОЕ ОДНОРАЗОВОЕ УСТРОЙСТВО | 1990 |
|
RU2065755C1 |
