ГИБКИЙ ПОРШНЕВОЙ ШТОК Российский патент 2002 года по МПК A61M5/315 

Изобретение относится к гибким поршневым штокам для инъекционных шприцев.

Инъекционные шприцы снабжены в большей части жестким поршневым штоком, с помощью которого поршень вдавливают в один конец ампулы для выдавливания содержимого указанной ампулы через инъекционную иглу, установленную на другом конце. Такие инъекционные шприцы имеют обычно длину, которая составляет по меньшей мере двойную длину ампулы.

Для создания более коротких шприцев предлагались гибкие поршневые штоки. Такие поршневые штоки можно отклонять, так что их свободный конец находится параллельно ампуле вблизи ампулы, а не в ее осевом продолжении.

В WO 95/09021 описан гибкий поршневой шток для шприца, содержащего держатель ампулы и часть, задающую дозу. Заданные дозы выдавливают из ампулы с помощью гибкого поршневого штока, который отогнут на 180^o с помощью направляющей части для поршневого штока, расположенной непосредственно за ампулой. Так как шприц относится к типу шприцев, в которых пустую ампулу можно заменить новой ампулой, после того как поршневой шток отведен назад от пустой ампулы, то направляющая часть для поршневого штока должна быть выполнена так, что она может поддерживать поршневой шток в обоих случаях, когда через поршневой шток передается давление или вытягивающее усилие. Это достигается тем, что используют направляющую часть для поршневого штока в форме изогнутой трубки, поддерживающей все стороны поршневого штока, выполненного в виде плотно намотанной стальной пружины.

При использовании одноразового шприца с гибким поршневым штоком направляющая часть поршневого штока должна поддерживать поршневой шток только во время передачи давления к поршню в ампуле, а следовательно, можно использовать более простую направляющую часть для поршневого штока. Кроме того, желательно изготавливать поршневой шток из того же типа материала, из которого изготовлен одноразовый шприц, т.е. из пластмассы, так как комбинирование металлических частей с пластмассовыми частями сокращает возможности утилизации. Кроме того, поршневой шток должен представлять компромисс между необходимостью иметь поршневой шток, который достаточно жесток, чтобы не сгибаться, и желанием уменьшить потребление материала.

Из ЕР 110687 известно использование гибкой толкающей ленты для введения поршня в ампулу. Лента выполнена из пластмассы, например прессованного полипропилена, и необходимая жесткость достигается за счет придания ленте изогнутого поперечного сечения и с помощью буртиков на продольных кромках ленты. Изогнутая форма поперечного сечения соответствует изгибу внутренней стенки ампулы, так что лента может по всей ее ширине прилегать к внутренней стенке.

Однако, когда лента с изогнутым поперечным сечением отклоняется для прохождения дуги окружности, то лента должна принимать линейное поперечное сечение. Кроме того, пластмасса обладает памятью, так что поперечное сечение, которое на некоторое время удерживали линейным, не будет автоматически восстанавливать первоначальную изогнутую форму, если соответствующая часть больше не проходит по дуге окружности. Следовательно, нельзя рассчитывать на то, что поперечное сечение будет следовать изогнутой форме внутренней стенки, как этого ожидают от него.

Задачей настоящего изобретения является создание гибкого поршневого штока, выполненного из пластмассы, который можно отклонять вне ампулы и использовать для вдавливания в ампулу без выгибания внутри этой ампулы.

Это достигается с помощью поршневого штока, содержащего лентообразный корпус, который вдоль своей длины снабжен опорами, выступающими по меньшей мере с одной стороны указанного лентообразного корпуса, причем лента имеет такую ширину и опоры имеют такую длину, что стороны лентообразного корпуса и концы опор прилегают к внутренней стенке ампулы по меньшей мере в трех позициях вдоль внутреннего периметра ампулы, причем не все точки опоры расположены на одной половине круглого поперечного сечения.

В предпочтительном варианте выполнения поршневого штока согласно изобретению лентообразный корпус имеет ширину, соответствующую длине хорды, замыкающей дугу около 120^o круглого внутреннего поперечного сечения ампулы, и опоры, выступающие перпендикулярно с боковой стороны ленты, обращенной к оси ампулы, опираются на внутреннюю стенку этой ампулы в положении, сдвинутом на 120^o от каждой из сторон лентообразного корпуса.

Опоры могут быть снабжены согласно изобретению промежутками, позволяющими отклонять поршневой шток в сторону, несущую опоры. Опоры могут быть предусмотрены на обеих сторонах ленты для увеличения жесткости поршневого штока в ампуле. Для таких поршневых штоков направляющая часть для поршневого штока должна быть снабжена прорезью в направлении перемещения поршневого штока для размещения выступающих опор.

В качестве альтернативного решения опоры могут быть расположены примыкающими друг к другу, так что поршневой шток можно отклонять только в сторону, противоположную опорам. Направляющая часть для поршневого штока должна быть выполнена с прорезью, которая может принимать выступающие опоры.

При выполнении поршневого штока согласно изобретению опоры могут иметь форму пластин, ориентированных в продольном направлении корпуса поршневого штока перпендикулярно к этому корпусу и соединенных с корпусом поршневого штока с помощью соединений, имеющих небольшую длину в продольном направлении поршневого штока. Конструкция имеет повышенную жесткость, и так как соединение пластин с поршневым штоком является небольшим, т.е. имеет тот же порядок размера, что и толщина ленты, образующей поршневой шток, то в продольном направлении этого штока они не будут уменьшать гибкость этого поршневого штока.

В другом варианте выполнения поршневого штока согласно изобретению этот шток может быть составлен из лентообразных отрезков, каждый из которых имеет опору в форме пластины, соединенной с ним по всей длине отрезка, причем отрезки соединены шарнирами, позволяющими отклонять отрезки в сторону, не несущую опор. В этом варианте выполнения лентообразные отрезки, образующие поршневой шток, получают хорошую жесткость за счет общей гибкости поршневого штока.

Для перемещения поршневого штока согласно изобретению могут быть предусмотрены зубчатые рейки либо на стороне, не несущей опор, либо вблизи этих опор вдоль кромки поршневого штока на той же стороне, что и эти опоры. В варианте выполнения с ужесточенными отрезками ленты зубчатая рейка может быть образована из секторообразных зубчатых реек, согласованных с приводной шестерней.

Изобретение поясняется ниже подробней с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг. 1 - вариант выполнения поршневого штока согласно изобретению в виде сбоку, вставленного в ампулу и отклоненного с помощью направляющей части для поршневого штока;
фиг.2 - разрез вдоль линии II-II по фиг.1;
фиг.3 - другой вариант выполнения отклоненного поршневого штока согласно изобретению;
фиг. 4 - еще один вариант выполнения отклоненного поршневого штока согласно изобретению;
фиг.5 - другой вариант выполнения поршневого штока согласно изобретению;
фиг. 6 - еще один вариант выполнения поршневого штока согласно изобретению.

На фиг.1 лентообразный поршневой шток 1 снабжен вдоль одной из его сторон расположенными на расстоянии друг от друга опорами 2. Поршневой шток показан введенным в ампулу 3 и опирающимся на поршень 4 в указанной ампуле. Непосредственно вне ампулы поршневой шток отклонен с помощью направляющей части 5 для поршневого штока. Направляющая часть 5 для поршневого штока имеет изогнутую поверхность, на которую опирается выгнутая сторона отогнутого поршневого штока. На ее сторонах направляющая часть 5 для поршневого штока имеет фланцы 5', каждый из которых несет другой фланец 5", параллельно изогнутой поверхности направляющей части для поршневого штока на расстоянии, соответствующем толщине ленты, образующей поршневой шток. Таким образом, образована направляющая траектория, не позволяющая поршневому штоку перемещаться по сокращенному пути вдоль хорды изогнутой поверхности, когда на поршневой шток не воздействует сила сжатия. На фиг.2 показано, как боковые кромки лентообразного поршневого штока 1 и концы опор прилегают к внутреннему периметру ампулы. Лентообразный поршневой шток прилегает к внутреннему периметру ампулы так, что прямоугольное поперечное сечение ленты образует хорду в круглом поперечном сечении ампулы. Опоры выступают перпендикулярно стороне ленты, обращенной к центру круглого поперечного сечения ампулы, для предотвращения изгибания ленты в этом направлении. Изгибание в направлении от центра круглого поперечного сечения предотвращается тем, что лента должна получить изогнутое поперечное сечение, допускающее такой изгиб. Если ширина ленты мала, то лента имеет достаточную жесткость для предотвращения такого изгиба. Однако, в ампулах с большим диаметром могут быть предусмотрены опоры на стороне ленты, не обращенной к центру поперечного сечения ампулы, как показано на фиг.3 с помощью опор 2'.

В показанном на фиг.1 варианте выполнения направляющая часть для поршневого штока отклоняет поршневой шток в направлении опор. Это делает радиус кривизны, допустимой для отклонения, зависимым от расстояния между опорами. На фиг.4 показан вариант выполнения поршневого штока, в котором опоры прилегают друг к другу, когда поршневой шток является линейным и не отклонен. Это придает линейному поршневому штоку хорошую жесткость. Поршневой шток может быть отклонен с помощью неизображенной направляющей части для поршневого штока только в сторону лентообразного поршневого штока, которая не имеет выступающих опор. Направляющая часть для поршневого штока должна быть снабжена прорезью, в которой могут размещаться опоры, которые теперь выступают со стороны ленты, прилегающей к направляющей части для поршневого штока.

В показанном на фиг. 1 варианте выполнения опоры имеют лишь незначительное протяжение в продольном направлении поршневого штока, если они не препятствуют отклонению поршневого штока. В варианте выполнения, показанном на фиг.4, опоры выполнены в виде пластинчатых элементов 6, которые соединены с поршневым штоком 1 соединениями 7, имеющими лишь незначительную протяженность в продольном направлении поршневого штока.

Еще один вариант выполнения поршневого штока согласно изобретению показан на фиг. 5. Лентообразный поршневой шток составлен из отрезков 8 ленты и каждый отрезок 8 имеет продольную стенку 9, выступающую перпендикулярно одной ее стороне. Отрезки 8 ленты шарнирно соединены друг с другом шарнирами 10 для образования поршневого штока, который можно отклонять только посредством сгибания в шарнирах.

Поршневой шток можно перемещать вперед посредством приложения давления на его конце вне ампулы, как показано на фиг.1 стрелкой 11. В качестве альтернативного решения поршневой шток может быть снабжен на его лентообразном корпусе гибкой зубчатой рейкой 12, как показано на фиг.4, с помощью которой поршневой шток можно перемещать с помощью шестеренки, находящейся в зацеплении с указанной зубчатой рейкой, если ее вращать в соответствии с требуемым перемещением поршневого штока. Зубчатая рейка может быть расположена на стороне поршневого штока, которая не несет опор, как показано на фиг.4, или рядом с опорами вдоль кромок лентообразного корпуса поршневого штока (не изображено). В качестве альтернативного решения может быть предусмотрена перфорация вдоль кромки поршневого штока, и перемещение поршневого штока может обеспечиваться с помощью звездочек, сцепляющихся с этой перфорацией.

Если поршневой шток не является гибким в целом, а только в шарнирах, то участки между шарнирами являются жесткими, а не гибкими, и зубчатая рейка на стороне, не несущей опоры, может быть выполнена в виде секторов передачи с направленными внутрь зубьями, согласованными с выступающими наружу зубьями шестеренки, которая приводит в движение поршневой шток, как показано на фиг. 6, где жесткие отрезки 13 поршневого штока снабжены изогнутыми зубчатыми рейками, которые входят в зацепление с шестерней 14. На стороне поршневого штока, противоположной изогнутым зубчатым рейкам, предусмотрены пластинчатые опоры 16. Отклонение поршневого штока достигается посредством сгибания поршневого штока в шарнирах 15, соединяющих жесткие отрезки, образующие поршневой шток.

Изобретение предназначено для использования в медицинской технике для инъекции. Гибкий поршневой шток предназначен для использования в цилиндрических ампулах, содержащих жидкость, подлежащую выдавливанию, причем в ампуле задний конец закрыт поршнем, который выполнен с возможностью вдавливания в ампулу лентообразным гибким поршневым штоком. Упомянутый шток в положении за задним концом выполнен с возможностью управления вдоль изогнутой направляющей части поршневого штока. Шток вдоль его длины снабжен опорами, выступающими по меньшей мере с одной стороны указанного лентообразного штока. Упомянутый шток имеет такую ширину, а опоры имеют такую длину, что стороны штока и концы опор расположены по меньшей мере в основном по кругу поперечного сечения штока и прилегают к внутренней стенке ампулы по меньшей мере в трех точках контакта по внутреннему периметру ампулы. Технический результат - создание гибкого поршневого штока, выполненного из пластмассы, который можно отклонять вне ампулы и использовать для вдавливания в ампулу без выгибания внутри этой ампулы. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Лентообразный гибкий поршневой шток для использования в цилиндрической ампуле, содержащей жидкость, подлежащую выдавливанию, причем в ампуле задний конец закрыт поршнем, который выполнен с возможностью вдавливания в ампулу лентообразным гибким поршневым штоком, который в положении за задним концом ампулы выполнен с возможностью управления вдоль изогнутой направляющей части поршневого штока, отличающийся тем, что вдоль своей длины снабжен опорами, выступающими по меньшей мере с одной стороны лентообразного гибкого поршневого штока, причем упомянутый шток имеет ширину, а опоры имеют длину такие, что стороны лентообразного гибкого поршневого штока и концы опор расположены по меньшей мере в основном по кругу поперечного сечения штока и прилегают к внутренней стенке ампулы по меньшей мере в трех точках контакта по внутреннему периметру ампулы. 2. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 1, отличающийся тем, что между опорами предусмотрены промежутки, позволяющие отклонять поршневой шток в направлении стороны несущей опоры. 3. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 1, отличающийся тем, что опоры расположены примыкающими друг к другу с возможностью отклонения лентообразного поршневого штока только в сторону, противоположную опорам. 4. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 3, отличающийся тем, что опоры имеют форму пластин, ориентированных в продольном направлении лентообразного гибкого поршневого штока перпендикулярно ему, и соединены лентообразным гибким поршневым штоком с помощью соединений, имеющих небольшую длину в продольном направлении лентообразного гибкого поршневого штока. 5. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 3, отличающийся тем, что лентообразный гибкий поршневой шток составлен из лентообразных отрезков, каждый из которых имеет пластинчатую опору, закрепленную на нем вдоль всей длины отрезка, причем отрезки соединены шарнирами, позволяющими отклонять отрезки в сторону, не несущую опор. 6. Лентообразный гибкий поршневой шток по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на стороне, не несущей опор, предусмотрена зубчатая рейка. 7. Лентообразный гибкий поршневой шток по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что зубчатая рейка предусмотрена на стороне, несущей опоры, вдоль кромки лентообразного гибкого поршневого штока. 8. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 5, отличающийся тем, что сторона лентообразных отрезков, не несущая опор, снабжена выполненными в форме секторов отрезками зубчатой рейки, каждый из которых имеет изгиб, обеспечивающий его согласование с шестерней. 9. Лентообразный гибкий поршневой шток по п. 1, отличающийся тем, что опоры предусмотрены на стороне лентообразного гибкого поршневого штока, не обращенной к оси ампулы.