МНОГОКАМЕРНЫЙ ШПРИЦ Российский патент 2004 года по МПК A61M5/178 A61M5/19 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для инъекций в виде шприца с лекарственной субстанцией.

Известно устройство в виде шприца, включающее пневмоцилиндр с поршнем для перемещения поршневого штока в цилиндрическом корпусе - резервуаре шприца (1). Недостатком данного шприца является сложность конструкции и отсутствие устройства для перемещения жидкости между камерами, что не позволяет выпускать шприцы одновременно с сухой субстанцией и растворителем. Недостатком других устройств является использование специальных разрушающихся перегородок, что требует применение специальных материалов (2).

Задачей изобретения является создание шприца с герметичными камерами и простым механизмом или устройством для перемещения жидкости между камерами без разрушения элементов шприца, включающего разные лекарственные субстанции.

Данная задача решается тем, что устройство для инъекций в виде шприца с лекарственной субстанцией в герметичной камере включает поршневой цилиндр-резервуар с субстанцией, поршневой шток в виде подвижного герметичного резервуара с субстанцией и компрессионное гидродинамическое устройство, которое имеет корпус для образования герметичных передвижных соединений с отверстием подвижного поршневого штока-резервуара, компрессионным поршнем или поршневой камерой, снабженного в проекции отверстия поршневого штока-резервуара каналом для перемещения жидкости, имеющим выход на боковой стенке или боковую плоскость корпуса и выход в просвет поршневого цилиндра, причем выходы внутреннего канала устройства могут быть расположены вне просвета поршневого штока-резервуара, а само устройство может быть выполнено с возможностью перемещения в отверстии поршневого штока-резервуара и иметь независимо подвижный в канале компрессионный поршень с проксимальной замыкающей створкой для герметичного замыкания отверстия канала при перемещении устройства или замыкающую внутреннее выходное отверстие наружную створку и компрессионный отсек в виде устройства обратного перемещения.

На фиг.1 представлены составные части шприца на разрезе, вид сбоку. На фиг.2 представлен шприц с двойной субстанцией в сборе, на разрезе, вид сбоку. На фиг.3, 4, 5 показан принцип работы шприца с двойной субстанцией, на разрезе, вид сбоку.

Устройство 1 имеет (фиг.1, 2) поршневой шток 2, выполненный в виде герметичного резервуара типа флакона с передвижным герметизирующим устройством 3 или пробкой, собственно поршень 4, выполненный или на торце резервуара 2 с образованием подвижного поршня, или в виде поршневого ободка на передвижном устройстве 3, компрессионный поршень 5, поршневой цилиндр-резервуар 6 с выходом 7 в виде иглы или переходника для подсоединения сменной иглы.

Подвижный поршневой шток 2 (фиг.1, 2), представляющий собой передвижной элемент устройства, выполнен в виде герметичного резервуара или емкости типа флакона с одним выходным отверстием или выходом 8. Просвет или камера 9 поршневого штока 2 включает одну из субстанций, например жидкую субстанцию 10 (лекарственный раствор или растворитель), или сухую субстанцию лекарственного препарата. Поршневой цилиндр 6 представляет собой стандартный элемент шприца и может быть использован как герметичный цилиндр-резервуар. На выходном торце поршневой шток-резервуар 2 может иметь собственно поршень 4 в виде поршневого ободка из выступающего края стенки резервуара, отдельной, фиксированной на торце передвижной упругой перегородки 4 с отверстием, обеспечивающего герметичность подвижного соединения со стенкой поршневого цилиндра 6 для компрессионного перемещения жидкости. На выходе 8, который меньше диаметра просвета 9, флакон 2 с субстанцией 10 герметично закрыт передвижной внутрь пробкой или выход 8 герметично замыкается (фиг.1, 2, 3) специальным гидроустройством 3 (вариант 1) с выходным каналом для перемещения жидкости, во втором варианте - с внутренним компрессионным поршнем 5, замыкающим компрессионный отсек в задней части цилиндрического канала, который одновременно выполняет и функцию канала для перемещения жидкости. В третьем варианте (фиг.1-5) компрессионный поршень может иметь дополнительный элемент в виде заслонки. Данное устройство 3 может замыкать выход 8 резервуара 2 как обычная передвижная пробка с образованием передвижного герметичного соединения в исходном состоянии или располагаться между герметичными камерами устройства с расположением корпуса устройства в проекции или плоскости выходного отверстия поршневого штока-резервуара и при передвижении проталкивать внутрь отдельную передвижную пробку на выходе 8 поршневого штока-резервуара 2, а также соединяться с пробкой в единое устройство при использовании для их изготовления разнородных материалов. Во всех случаях устройство выполнено с корпусом для герметичного и в том числе передвижного соединения с выходным отверстием подвижного поршневого штока-резервуара. При использовании шприца с двойной субстанцией устройство 3 разделяет просветы камер 9 поршневого штока-резервуара и просвет 12 поршневого цилиндра-резервуара 6, а при работе шприца обеспечивает перемещение жидкой субстанции 10 между резервуарами и наоборот. Компрессионное гидродинамическое устройство 3 может иметь один выходной канал 13, замкнутый на внутреннем конце, частично или полностью цилиндрической формы с выходным наружным отверстием 14 на торце и внутренним выходным отверстием 15 на боковой стенке, которое в исходном состоянии (фиг.2) в устройстве 1 может располагаться как вне, так и внутри просвета 9 подвижного поршневого штока-резервуара 2, а выходное наружное отверстие 14 во всех вариантах располагается снаружи и открывается в просвет 12 поршневого цилиндра-резервуара 6. За счет образования герметичного передвижного соединения со стенкой выходного отверстия 8 компрессионное гидродинамическое устройство 3 может перемещаться внутрь просвета 9 подвижного поршневого штока-резервуара при давлении на нее извне, например до упорного ободка 16, который может быть выполнен и как собственно поршень 4. За счет перемещения гидродинамического устройства 3 один из выходов в виде внутреннего отверстия 15 на боковой стенке канала 13 перемещается в просвет 9 резервуара и появляется выход для перемещения жидкости из одной камеры в другую. При комбинированном с пробкой устройстве 3 выходной канал может быть в виде комбинированном с пробкой устройстве 11 выходной канал может быть в виде отдельного элемента проходить сквозь корпус устройства с выходами на торцах, причем внутреннее отверстие может открываться в месте соединения устройства 3 с пробкой в боковой плоскости, где для этого выполняется боковой выход или круговой паз. При перемещении комбинированного устройства 3 одно из отверстий также перемещается в просвет поршневого штока-резервуара и появляется выход для перемещения жидкости. Таким образом, разнесенные по продольной оси и в разной плоскости канала выходы позволяют создавать сообщение между резервуарами при перемещении внутрь просвета поршневого штока-резервуара устройства 3, выполненного в варианте передвижного устройства.

Компрессионный поршень 5 во втором варианте шприца (фиг.1, 2) выполняется в виде независимо подвижного элемента устройства с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндрическом канале 13 устройства 3 и герметично замыкает в задней, внутренней части канала 13 компрессионный воздушный отсек 17. В этом варианте (фиг.1-5) устройство 3 образует передвижное герметичное соединение с компрессионным поршнем, а канал 13 выполняет функцию выходного канала для перемещения жидкости и канала для движения компрессионного поршня. Основная функция внутреннего компрессионного поршня как передвижного элемента поршневого механизма во втором варианте устройства - открытие и закрытие изнутри внутреннего выходного отверстия 15 устройства 3 в зависимости от движения поршневого штока и изменения давления в просвете 12 поршневого цилиндра 6. Расположенный на уровне внутреннего отверстия 15 в исходном состоянии, компрессионный поршень 5 герметично замыкает (вариант 2) внутреннее выходное отверстие своей боковой поверхностью и открывает выход для жидкости при перемещении его от давления извне. При повышении давления компрессионный поршень 5 начинает перемещаться раньше передвижного устройства 3 за счет меньшего трения или сопротивления в подвижном соединении со стенкой канала 13, нежели в подвижном соединении передвижного устройства 3 со стенкой отверстия 7 резервуара. Обратное перемещение компрессионного поршня 5 осуществляется за счет давления в компрессионном отсеке 17, который может иметь и возвратную пружину.

В третьем варианте (фиг.1, 4) шприца компрессионный поршень 5 в проксимальной части имеет специальный элемент в виде передвижной замыкающей створки 18, которая замыкает боковое отверстие с внутренней стороны при максимальном перемещении компрессионного поршня 5 внутрь, оставляя свободным выход для перемещения жидкости между камерами по каналу 13 и внутреннему выходному отверстию 15 в некотором диапазоне промежуточного давления. Это позволяет до упора перемещать устройство 3 внутрь, избегая выравнивания давления в момент частичного перемещения внутреннего выходного отверстия 15 передвижного устройства 3 внутрь просвета подвижного штока-резервуара 2. Кроме того, использование компрессионного поршня 5 с вариантом проксимальной створки 18 позволяет располагать отдельно устройство 3 в просвете поршневого цилиндра и использовать данное передвижное компрессионное гидродинамическое устройство 3 для перемещения отдельной пробки в поршневом штоке-резервуаре 2.

Проксимальная замыкающая створка 18, как и дистальная 19 может быть представлена (фиг.2) в виде отдельного, прилегающего к стенкам внутреннего канала элемента типа боковой изогнутой пластины или заслонки, фиксированной к компрессионному поршню. В другом варианте передвижная проксимальная створка 18 и соответственно дистальная створка 19 могут представлять соответствующие части боковой стенки компрессионного поршня 5, между которыми выполнен выход 20 для перемещения жидкости, представляющий собой либо канал 21 в корпусе компрессионного поршня с внутренним выходным отверстием 22 на боковой стенке и наружным выходным отверстием 23 на проксимальном торце компрессионного поршня 5, либо выход для перемещения жидкости может представлять собой открытый кнаружи Г-образный паз на боковой стенке компрессионного поршня 5 дистальнее замыкающей створки 18. Дистальная боковая поверхность компрессионного поршня 5 или дистальная створка 19 может перекрывать внутреннее выходное отверстие 15 в исходном состоянии (вариант 2) и при давлении, которое используется при введении раствора пациенту. Это позволяет закрывать выход для обратного перемещения жидкости в момент введения лекарственного раствора, а также использовать вариант непередвижного устройства 3, когда внутреннее выходное отверстие 15 в исходном состоянии находится в просвете поршневого штока-резервуара. В первом варианте шприца может быть использован вариант расположения наружной передвижной створки в виде полукольца в поперечном наружном пазу корпуса передвижного устройства 3 на уровне внутреннего отверстия 15 или продольной створки в продольном пазу, которые в исходном состоянии прижимаются стенкой отверстия 8 и замыкают внутреннее отверстие 15. При перемещении устройства 3 внутрь просвета 9 выход 20 будет закрыт до полного перемещения наружной створки в просвет штока-резервуара и выдавливания ее из поперечного паза при давлении в поршневом цилиндре, достаточным для перемещения пробки 3. Это позволяет полностью переместить внутреннее отверстие 15 в просвет 9 штока-резервуара 2. При комбинированном передвижном устройстве и раздельном выполнении сквозного выходного канала для жидкости и цилиндрического, замкнутого на одном конце, канала для компрессионного поршня, последний может иметь проксимальную замыкающую заслонку в виде упорного ободка, которая замыкает выходное отверстие сквозного выходного канала на наружном торце устройства 3 при перемещении компрессионного поршня по цилиндрическому каналу. Принцип работы данного устройства аналогичен варианту 3. Таким образом, использование фиксированной створки в наружном пазу или проксимальной замыкающей створки на компрессионном поршне 5 предупреждает выравнивание давления между резервуарами до полного перемещения внутреннего выходного отверстия 15 в просвет 9 поршневого штока-резервуара 2. Передвижное устройство 3, компрессионный поршень 5 и собственно пробка могут выполняться из того же материала, что и шприц или для разных элементов устройства могут использоваться разные материалы.

Поршневой цилиндр 6 представляет собой стандартный элемент шприца и поршневого механизма в виде корпуса с цилиндрическим каналом 12, внутри которого перемещается поршневой шток-резервуар 2 и собственно поршень 4, герметично прилегающий изнутри к стенкам цилиндрического канала 12 для обеспечения поршневого эффекта. Выход из поршневой цилиндрической камеры выполнен либо в виде переходника 7 для сменной иглы, либо игла запаяна непосредственно на выходе из поршневой камеры и закрывается колпачком. Поршневой цилиндр 6, как и поршневой шток-резервуар 2 может быть двухслойным, где внутренняя стенка выполняется из стекла, а наружная - из пластика, что делает хранение сухой субстанции в стеклянном резервуаре более устойчивым. При размещении в поршневом цилиндре 6 сухой субстанции лекарственного препарата всегда имеется часть воздушного пространства, которое создает давление, необходимое для перемещения подвижных элементов устройства. Шприц работает и в варианте полного заполнения поршневой камеры одной из субстанций. Собственно поршень 4 в устройстве может представлять собой герметично прилегающую по периметру к внутренней стенке цилиндрического канала 12 передвижную перегородку с отверстием в виде собственно резинового поршня 4, выступающую в виде поршневого ободка торцевую часть подвижного поршневого штока-резервуара 2, либо поршневой ободок 16 передвижного устройства 3. Как вариант, устройство 1 может иметь два собственно поршня 4 из поршневых ободков поршневого штока-резервуара 2 или собственно поршня и передвижного устройства 3, которые в устройстве образуют воздушное пространство или наружный компрессионный отсек для обратного перемещения продвинутого внутрь просвета 9 передвижного устройства 3 в первом варианте. Таким образом, образование передвижного герметичного соединения устройства 3 со стенкой поршневого цилиндра 6 позволяет образовать наружный компрессионный отсек для обратного перемещения устройства 3.

Устройство 1 с двумя субстанциями в одном из вариантов представляет собой (фиг.2) поршневой шток-резервуар 2 с растворителем 12 (вода), укупоренный герметично на выходе 8 передвижным устройством 3 таким образом, что выходные наружное 14 и внутреннее 15 отверстия канала 13 расположены вне просвета 9 поршневого штока-резервуара, с фиксированным на торце поршневого штока-резервуара 2 собственно поршнем 4. В просвет цилиндрического канала 13 передвижной пробки 3 вводится компрессионный поршень 5, который замыкает компрессионный отсек 17 в задней части внутреннего канала 13 или наружный компрессионный отсек образуется между поршневыми ободками 16 и 19 элементов передвижного устройства. Подвижный поршневой шток-резервуар 2 с передвижным устройством 3 вводится в просвет 12 поршневого цилиндра 6, куда предварительно вводится сухая субстанция 24 лекарственного препарата. При этом за счет герметичного соединения собственно поршня 4 со стенкой поршневого цилиндра его просвет герметизируется со стороны входа. На переходник 7 или иглу надевается колпачок, герметично замыкающий выход из просвета 12 поршневого цилиндра. После стерилизации шприц представляет собой лекарственную форму с двумя разными субстанциями в одном устройстве и простым механизмом перемещения жидкости для образования раствора препарата непосредственно в шприце. Аналогичен вариант устройства, где жидкий субстрат находится в поршневой камере 6, а сухая субстанция - в просвете поршневого штока-резервуара.

Устройство с двумя субстанциями в первом варианте (фиг.2, 4) работает следующим образом. При надавливании на подвижный поршневой шток-резервуар 2, последний перемещается внутри герметично замкнутого поршневого цилиндра 6, увеличивая давление воздушной среды в просвете 12 поршневого цилиндра 6, где расположена сухая субстанция 24 лекарственного препарата. При повышении давления передвижное устройство 3 начинает перемещаться (фиг.2, 4) внутрь просвета 9 поршневого штока-резервуара 2 до момента перемещения внутреннего выходного отверстия 15 на боковой стенке канала 13 из просвета 12 поршневого цилиндра 6 в просвет 9 поршневого штока-резервуара 2. Передвижное устройство 3 может перемещаться и от упора, например, в сухую субстанцию препарата или жидкость. В варианте шприца с наружным компрессионным отсеком после перемещения внутреннего выходного отверстия 15 замыкается пространство между подвижными относительно друг друга поршневым ободком 16 и собственно поршнем 4, которые образуют наружный компрессионный отсек с повышенным давлением. При перемещении внутреннего выходного отверстия 15 в просвет 9 образуется выход для перемещения жидкости между камерами по каналу 13 передвижной пробки 3 и выравнивается давление между камерами. После перемещения жидкости из поршневого штока-резервуара 2 в просвет 12 поршневого цилиндра 6 или наоборот в другом варианте и снижения давления в поршневом цилиндре 6 (перемещение поршневого штока-резервуара 2 назад) повышенное давление в наружном компрессионном отсеке передвигает передвижное устройство 3 в исходное положение с обратным перемещением внутреннего выходного отверстия 15 из просвета 9 поршневого штока-резервуара. При этом перекрывается сообщение между камерами и шприц готов к введению препарата пациенту. Устройство с работой от давления воздушной среды выполнено таким образом, что давление, при котором начинают перемещаться составные элементы передвижного устройства 3, всегда больше величины давления, при котором вводится раствор пациенту. В варианте с наружной заслонкой последняя открывает боковое отверстие 15 для перемещения жидкости при ее полном перемещении внутрь, когда проекция отверстия 15 полностью перемещается в просвет резервуара. В этом случае исключается выравнивание давления при частичном перемещении отверстия 15 в просвет резервуара. Во втором варианте устройства, при начальном повышении давления вначале (фиг.2, 3, 4) компрессионный поршень 5 начинает перемещаться во внутреннем компрессионном канале 13 передвижного устройства 3, сжимая воздух в компрессионном отсеке 17 и открывая внутреннее выходное отверстие 15. При дальнейшем движении подвижного поршневого штока-резервуара 2 и повышения давления начинает перемещаться внутрь просвета 9, как и в первом варианте, непосредственно передвижное устройство 3 с внутренним выходным отверстием 15, образуя выход для перемещения жидкости между разделенными камерами. После перемещения жидкости 10 в камеру с сухой субстанцией 24 образуется раствор лекарственного препарата 25. При понижении давления (отведение поршневого штока-резервуара назад) повышенное давление в наружном или внутреннем компрессионном отсеке перемещает передвижное устройство 3 или компрессионный поршень 5 назад в исходное положение, когда либо выводится внутреннее выходное отверстие 15 из просвета 9 резервуара, либо компрессионный поршень 5 вновь замыкает отверстие 15 или выход во внутреннем канале 13 передвижного устройства. В вариантах устройства без заслонки выравнивание давления между камерами 9 и 12 происходит уже при частичном перемещении внутреннего отверстия 15 пробки в просвет поршневого штока-резервуара 2, что может затруднять свободное перемещение жидкости между камерами через неполное сечение внутреннего отверстия. Эти недостатки исключены в варианте устройства с заслонкой, в частности в варианте, где компрессионный поршень снабжен (фиг.1, 2) специальным элементом в виде проксимальной замыкающей створки 18. Работа данного устройства показана на фиг.3, 4, 5. При перемещении поршневого штока-резервуара 2 и повышении давления в поршневом цилиндре 6 компрессионный поршень 5 начинает перемещаться во внутреннем канале (фиг.3) до создания максимального давления в компрессионном отсеке 17, перемещая в проекцию внутреннего выходного отверстия 15 замыкающую створку 18, которая закрывает отверстие 15 и выход для сброса давления или перемещения жидкости. В комбинированном устройстве 3 при перемещении компрессионного поршня 5 замыкается отверстие выходного канала на наружном торце. При дальнейшем повышении давления (фиг.4) начинает перемещаться внутрь просвета 9 само передвижное устройство 3. Из-за отсутствия эффекта сброса давления передвижное устройство 3 перемещается таким образом, что внутреннее выходное отверстие 15 полностью открывается в просвет 9 резервуара. При некотором отведении поршневого штока-резервуара 2 назад и частичном снижении давления в поршневом цилиндре 6 компрессионный поршень 5, а с ним и створка 18 за счет повышенного давления в компрессионном отсеке 17 отходят назад на некоторое расстояние, тем самым освобождая отверстие 15 и образуя выход 20 для перемещения жидкости между камерами. Удерживая поршневой шток-резервуар 2 в данном положении, производится перемещение жидкости 10 из просвета 9 поршневого штока-резервуара 2 в просвет 12 герметично замкнутого поршневого цилиндра 6. После перемещения жидкости поршневой шток-резервуар 2 отводится назад или в исходное положение, снижается давление в поршневом цилиндре 6 и компрессионный поршень 5 возвращается в исходное или почти в исходное положение. При этом боковая поверхность компрессионного поршня в виде дистальной боковой створки 19 вновь закрывает внутреннее отверстие 15 или отверстие выводится за счет перемещения передвижной пробки 3 назад повышенным давлением в наружном компрессионном отсеке. Таким образом, объем воздушной или жидкой среды в поршневом цилиндре с субстанцией обеспечивает за счет движения поршневого штока-резервуара необходимое давление для возвратно-поступательного или поступательного движения передвижного устройства 3 и компрессионного поршня 5, что позволяет создавать временно канал для перемещения жидкости и разобщать резервуары при введении раствора препарата пациенту. При введении раствора препарата пациенту используемое давление воздушной среды не достигает значения, достаточного для перемещения компрессионного поршня 5 или передвижного устройства 3, что предупреждает перемещение жидкости в обратном направлении.

Данное устройство может найти широкое применение в промышленной фармакологии для выпуска готовых лекарственных форм некоторых препаратов, в частности шприцев с двумя лекарственными субстанциями.

Источники информации

1. Заявка РФ №95115764, А 61 М 5/20. Дата публ. 1997 г. 09.08.

2. WO 98/20921 А1, 22.05.98.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для инъекций в виде шприца с лекарственной субстанцией. Устройство включает поршневой цилиндр-резервуар с субстанцией, поршневой шток в виде подвижного герметичного резервуара с субстанцией и устройство, которое имеет корпус для образования герметичных передвижных соединений с отверстием подвижного поршневого штока-резервуара, компрессионным поршнем или поршневой камерой, снабженной каналом, имеющим выход на боковой стенке и выход в просвет поршневого цилиндра. Выходы внутреннего канала устройства могут быть расположены вне просвета поршневого штока-резервуара, а само устройство может быть выполнено с возможностью перемещения в отверстии поршневого штока-резервуара и иметь независимо подвижный в канале компрессионный поршень с проксимальной створкой для герметичного замыкания отверстия канала при перемещении устройства или замыкающую внутреннее выходное отверстие наружную створку и компрессионный отсек в виде устройства обратного перемещения. Технический результат заключается в создании шприца с герметичными камерами и простым механизмом или устройством для перемещения жидкости между камерами без разрушения перегородок шприца. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство в виде шприца с герметичными резервуарами с субстанцией и поршневым механизмом, включающим поршневой цилиндр, поршень и поршневой шток, отличающееся тем, что имеет компрессионное гидродинамическое устройство в виде корпуса, образующего герметичное передвижное соединение и компрессионный воздушный отсек с одним или несколькими элементами поршневого механизма, снабженный каналом для перемещения жидкости с выходами в просвет поршневого цилиндра и в боковую плоскость корпуса в виде бокового выхода.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет поршневой шток в виде резервуара, а выходы внутреннего канала компрессионного гидродинамического устройства расположены вне просвета поршневого штока-резервуара, причем устройство выполнено с возможностью перемещения в отверстии поршневого штока-резервуара при повышении давления в поршневом цилиндре, где компрессионный отсек представлен воздушным пространством между поршневым ободком устройства и собственно поршнем.3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что снабжено независимо подвижным во внутреннем выходном канале компрессионного гидродинамического устройства компрессионным поршнем, замыкающим компрессионный воздушный отсек в задней части канала с образованием устройства обратного перемещения и снабженным передвижной замыкающей створкой, выполненной с возможностью перемещения в проекцию одного из выходных отверстий канала и герметичного замыкания его при максимальном давлении в поршневом цилиндре-резервуаре с обратным действием в диапазоне промежуточного давления.4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что компрессионный поршень выполнен как разнесенные передвижные створки, замыкающие выходное отверстие на боковой стенке корпуса, между которыми имеется выход для перемещения жидкости.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус устройства герметично замыкает выходное отверстие поршневого штока-резервуара и имеет замыкающую внутреннее выходное отверстие канала фиксированную створку в открытом пазе.