МНОГОКАМЕРНЫЙ ШПРИЦ Российский патент 2004 года по МПК A61M5/19 A61M5/14 

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

Известным является устройство в виде многокамерного шприца с герметичными, разделенными перегородками резервуарами, включающими лекарственную субстанцию, где перегородки разрушаются при работе шприца и происходит смешение жидкости и порошковой формы лекарства [1].

Недостатком данных устройств является сложность конструкции и наличие разрушающихся элементов, что требует применения специальных технологий и материалов.

Задачей изобретения является создание шприца с более простым передвижным механизмом для разнонаправленного перемещения жидкости между разделенными герметичными камерами без разрушения элементов шприца, позволяющим использовать устройство с двумя субстанциями и получать раствор лекарственного препарата непосредственно в шприце.

Данная задача решается тем, что устройство для инъекций, выполненное в виде шприца с поршневым механизмом, включающим герметичный поршневой шток-резервуар с субстратом, поршень и поршневой цилиндр имеет в просвете одного из резервуаров гидродинамическое устройство в виде опорного стержня с пробкой и внутренним поршнем, образующего два синхронно передвижных с изменением давления в поршневом цилиндре герметичных соединения в двух разных точках и параллельных плоскостях в виде разъемного соединения пробки с отверстием резервуара с возможностью возвратно-поступательного движения в проекции выходного отверстия резервуара и поршневого соединения внутреннего поршня с поршневым цилиндром в просвете поршневого штока-резервуара, причем устройство может быть в виде синхронно передвижных и разнесенных на опорном стержне пробки и внутреннего поршня, ограничивающих в просвете резервуара герметичный отсек с субстанцией, между герметичным разъемным при перемещении соединением свободного конца опорного элемента, выполненного в виде пробки, с выходным отверстием резервуара со стороны внутреннего торца и внутреннего поршня с цилиндрическим каналом поршневого штока-резервуара с противоположной стороны, или пробка, в варианте передвижного элемента, может соединяться поршневым соединением непосредственно с опорным стержнем.

На фиг.1 показаны составные элементы устройства, вид сбоку, на разрезе. На фиг.2 представлено устройство в сборе, вид сбоку, на разрезе. На фиг.3, 4, показан принцип работы многокамерного шприца с гидродинамическим устройством и устройством обратного перемещения, вид сбоку, на разрезе. На фиг.5 показаны варианты выполнения гидродинамического устройства, вид сбоку, на разрезе.

Устройство 1 (фиг.1, 2) имеет поршневой цилиндр 2, в просвете 3 которого перемещается подвижный поршневой шток 4 в виде резервуара с выходом в виде выходного отверстия 5 или канала, на внутреннем торце 6 которого выполнен собственно поршень в виде поршневого ободка или собственно поршень 7 с отверстием 8, в виде отдельного устройства по типу резинового или пластмассового кольца, фиксированного на внутреннем торце 6 поршневого штока-резервуара 4 одним из фиксированных или съемных соединений. Поршневой цилиндр 2 в устройстве представляет собой стандартный элемент шприца и поршневого механизма в виде корпуса с цилиндрическим каналом 3, внутри которого перемещается поршневой шток-резервуар 4 и собственно поршень 7, герметично прилегающим изнутри к стенкам цилиндрического канала 3 для обеспечения поршневого эффекта. Выход из поршневой цилиндрической камеры выполнен либо в виде переходника для сменной иглы, либо игла запаяна непосредственно на выходе из поршневой камеры и закрывается (фиг.2) колпачком. Поршневой цилиндр-резервуар 2, как и поршневой шток-резервуар 4, может быть двухслойным, где внутренняя стенка выполняется из стекла, а наружная из пластика, что делает хранение сухой субстанции в стеклянном резервуаре более устойчивым.

В просвете 9 подвижного поршневого штока-резервуара 4 устройство 1 имеет (вариант 1) гидродинамическое устройство 10 в виде одновременно передвижных и фиксированных друг к другу опорного стержня 11 с пробкой 14 и внутреннего поршня 12, которые представляют собой единое устройство и образуют в одном из вариантов два разнесенных по длине опорного элемента синхронно передвижных герметичных соединения с поршневым штоком-резервуаром 4, одно из которых представляет собой соединение 13 между свободным концом опорного стержня, выполненного в виде пробки 14 и выходным отверстием 5 поршневого штока-резервуара, а второе 15 соединение с противоположной стороны, между внутренним поршнем 12 и стенкой поршневого цилиндра, который может быть представлен стенкой поршневого штока-резервуара 4 или в виде отдельного внутреннего поршневого цилиндра в просвете резервуара на наружном торце или закрывающей задней крышки. Синхронно функционирующие герметичные соединения 13 и 15, в двух разных точках и параллельных плоскостях, одно из которых выполнено как поршневое соединение 15, а другое как разъемное соединение 13, в просвете 9 поршневого штока-резервуара 4 образуют герметичный отсек 16 для размещения в нем одной из субстанций, например, сухой субстанции 17 лекарственного препарата или жидкой субстанции 18 в виде растворителя. В варианте многокомпонентного шприца (фиг.2) второй камерой для субстрата является просвет 3 поршневого цилиндра 2, который герметично закрывается с одной стороны поршневым штоком резервуаром 4 с собственно поршнем 7, а со стороны выхода игла или переходник 19 на поршневом цилиндре 2 герметично закрывается съемным колпачком 20.

Опорный стержень 11 с концевой частью в виде пробки 14, с сечением, обеспечивающим герметичность соединения ее с отверстием 5, одновременно изнутри замыкает выход 5 из поршневого штока-резервуара 4 по типу разъемного соединения 13, разделяет просветы 3 и 9 двух резервуаров 2 и 3 с разными субстанциями 17 и 18 и образует (фиг.2) с внутренним поршнем 12 отдельный передвижной герметичный отсек 16 для одной из субстанций. Опорный стержень 11, в варианте передвижного элемента, при работе шприца (повышение давления в поршневом цилиндре при движении поршневого штока-резервуара вперед) обеспечивает начальное и синхронное с внутренним поршнем 12 движение гидродинамического устройства 10 по просвету 9 поршневого штока-резервуара 4 в сторону наружного торца 21 для образования сообщения между резервуарами за счет разъединения разъемного соединения 13. При выполнении между пробкой 14 и внутренним поршнем 12 опорного стержня 11 с другим сечением, отличным от сечения пробки 14, и в варианте шприца с начальным перемещением гидродинамического устройства 10 не внутрь, а наружу из просвета поршневого штока-резервуара 4 от внешнего давления со стороны заднего торца, выход в месте разъемного соединения для перемещения жидкости появляется при перемещении данного участка опорного стержня 11 в проекцию отверстия 5. В первом случае внутренний поршень 12, герметично замыкая отсек 16 с наружного торца 21 поршневого штока-резервуара 4 в исходном состоянии, обеспечивает при работе шприца последовательное движение гидродинамического устройства 10 в сторону наружного торца 21 поршневого штока-резервуара 4, что приводит к полному выведению опорного элемента 11 из отверстия 5 и открытию канала между просветами 3 и 9 двух резервуаров 2 и 3 для перемещения жидкой субстанции между резервуарами.

При использовании пробки с участком другого сечения в наружной ее части, например с крестообразным сечением или с меньшим диаметром, открытие отверстия достигается не полным выведением пробки, а перемещением этого участка пробки 11 в проекцию отверстия 5 или выходного канала резервуара 4, что нарушает герметичность соединения и появляется выход для перемещения жидкости при таком варианте разъемного соединения. При этом участок пробки с крестообразным сечением, будучи перемещенным в отверстие 5 резервуара, стабилизирует пробку с опорным стержнем 11 в проекции отверстия 5, что позволяет отказаться от фиксации устройства в просвете резервуара. Кроме того, внутренний поршень 12 обеспечивает обратное перемещение опорного стержня 11, который вновь закрывает отверстие 5 поршневого штока-резервуара 4 и разделяет просветы двух резервуаров при введении готового раствора препарата пациенту.

Таким образом, внутренний поршень 12 обеспечивает возвратно-поступательное движение опорного стержня 11 в просвете 9 поршневого штока-резервуара 4 при его перемещении и соответствующем изменении давления в поршневом цилиндре 2, что открывает или закрывает канал для перемещения жидкости между резервуарами в виде отверстия 5 поршневого штока-резервуара 4 за счет разъемного соединения 13. Обратное перемещение внутреннего поршня 12 по просвету 9 поршневого штока-резервуара 4 может осуществляться (фиг.2) давлением на него извне со стороны открытого наружного торца 21, если поршневой шток-резервуар 4 имеет два выхода и выполняется с открытым выходом на наружном торце 21. Следующим механизмом (фиг.3) обратного перемещения внутреннего поршня 12 и гидродинамического устройства 10 в целом является компрессионный воздушный отсек 22 между внутренним поршнем 12 и замкнутой задней стенкой 23 на наружном торце 21 поршневого штока-резервуара, который сдавливается при перемещении поршня 12 к задней стенке от повышенного давления в поршневом цилиндре 2, что используется для обратного перемещения поршня 12 при понижении давления в поршневом цилиндре. Четвертым механизмом обратного перемещения является (фиг.4) использование вместо воздушного отсека 22 или вместе с ней упругой пружины 24, которая фиксируется с упором на заднюю стенку или крышку 23 поршневого штока-резервуара 4.

Во всех случаях начальное перемещение гидродинамического устройства 10 возникает от движения поршневого штока-резервуара 4 и повышения давления в поршневом цилиндре 2, что выталкивает внутрь или продвигает на участок с другим сечением вначале концевую часть 14 опорного стержня 11 в виде пробки из отверстия 5 подвижного поршневого штока-резервуара 4 и далее перемещает гидродинамическое устройство 10 в сторону наружного торца 21, за счет давления на внутренний поршень 12. Обратное перемещение гидродинамического устройства 10 осуществляется либо за счет создания отрицательного давления при движении поршневого штока-резервуара 4 назад от исходного уровня, либо воздействием извне при открытом выходном торце 21, либо за счет использования компрессионного воздушного отсека 22 или возвратной пружины 24.

После заполнения резервуаров двумя разными субстанциями (фиг.2), например, располагая жидкую субстанцию 18 в поршневом цилиндре 2, а сухую субстанцию 17 в герметичном отсеке 16 в просвете 9 поршневого штока-резервуара, последний вводится внутренним торцом 6 с собственно поршнем 7 в просвет 3 поршневого цилиндра 2 и герметично замыкает поршневой цилиндр с субстанцией со стороны входа. На выходе 19 поршневого цилиндра, на иглу или переходник надевается колпачок 20, и шприц после стерилизации представляет собой готовую лекарственную форму с двумя разными субстанциями в одном устройстве для клинического использования с простым механизмом перемещения жидкости для образования раствора препарата непосредственно в шприце. Работа шприца не зависит от того, какой субстрат располагается в том или ином резервуаре. Таким образом, в этом варианте устройства есть синхронно передвижные по продольной оси опорного стержня элементы подвижного гидродинамического устройства в виде пробки и внутреннего поршня, причем пробка в просвете резервуара 4 устанавливается и перемещается в проекции выходного отверстия 5 резервуара, а при передвижном опорном стержне 11 ось перемещения пробки как концевой части опорного стержня ориентировано на проекцию выходного отверстия 5.

Одним из вариантов устройства является шприц (фиг.5), где передвижные соединения выполнены на одном элементе, но в двух разных параллельных плоскостях, в частности на передвижной пробке 14 в виде герметичного передвижного соединения 13 пробки 14 с отверстием 5 снаружи и поршневого соединения 15 с прилегающим к пробке концом свободно расположенного, фиксированного или передвижного в просвете резервуара опорного стержня 11 и открытого внутрь поршневого цилиндра 25 в передвижной пробке 14, причем подвижный внутренний поршневой цилиндр 25 для соединения со свободным концом опорного стержня, выполненным в виде внутреннего поршня 12, одновременно является и компрессионным отсеком для обратного перемещения пробки 14. Аналогичный поршневой цилиндр в виде компрессионного отсека для возвратно-поступательного движения опорного стержня может быть выполнен и на заднем торце 21 резервуара 4. В этом случае подвижным элементом устройства является передвижная пробка 14, образующая разъемное соединение с отверстием 5 и один из вариантов подвижного соединения с опорным стержнем, образуя при этом функционально единое гидродинамическое устройство 10 с вариантом подвижного соединения в виде поршневого соединения 15 свободной части опорного стержня в виде внутреннего поршня 12 с поршневым цилиндром внутри пробки 14.

Другим вариантом устройства (фиг.5) может быть шприц, где опорный стержень 11 образует два передвижных герметичных соединения в двух точках в одной или двух параллельных плоскостях движения на обоих 6 и 21 торцах резервуара 4 с выходом наружу со стороны наружного торца 21, что позволяет производить обратное перемещение передвижного опорного стержня 11 и замыкать отверстие 5 резервуара 4. Этот вариант гидродинамического устройства также можно расположить в просвете поршневой камеры 2. Одним из вариантов устройства 10 в просвете поршневой камеры 2, как герметичного резервуара с субстанцией, является опорный стержень с пробкой и подвижным по оси опорного стержня поршнем, который дополнительно может быть фиксирован на торце поршневого штока-резервуара 4.

Таким образом, во всех вариантах шприца гидродинамическое устройство образует два синхронно передвижных герметичных соединения, одно из которых представлено разъемным при перемещении соединением пробки 14 с выходным отверстием 5 резервуара с возможностью возвратно-поступательного движения пробки по продольной оси опорного стержня или вместе с опорным стержнем в проекции выходного отверстия резервуара и в просвете поршневого штока-резервуара за счет второго поршневого соединения 15 или второго передвижного герметичного соединения 13, причем с зависимостью от давления в поршневом цилиндре, создаваемого подвижным поршневым штоком-резервуаром 4, с перемещением в сторону меньшего давления. Все элементы шприца могут выполняться полностью из традиционного для подобных изделий материала или в устройстве используются разнородные материалы, например резервуары из стекла и резиновые поршни.

Устройство 1 в варианте двухкомпонентного шприца работает следующим образом (фиг.3, 4). При перемещении подвижного поршневого штока-резервуара 4 вперед, за счет фиксированного на внутреннем торце собственно поршня 7, создается повышенное давление воздушной среды в просвете поршневого цилиндра 2, или жидкий субстрат 18 непосредственно начинает оказывать давление извне на опорный стержень 11. За счет давления опорный стержень 11, вместе с внутренним поршнем 12, который представляет собой одновременно замыкающий герметично отсек поршень, в виде единого устройства, одновременно перемещаются внутри просвета 9 поршневого штока-резервуара 4 назад, в сторону наружного торца 21. За счет перемещения опорного стержня 11 назад открывается отверстие 5 и образуется сообщение между разделенными резервуарами 3 и 4 с субстратами 17 и 18 для перемещения жидкости. Повышенное давление в обоих резервуарах, за счет давления на внутренний поршень 12, перемещает далее гидродинамическое устройство 10 и удерживает его, в зависимости от величины давления, в определенном отведенном положении до момента перемещения поршневого штока-резервуара 4 назад и уменьшения давления в просвете резервуаров. При перемещении поршневого штока-резервуара 4 назад дальше исходного уровня и снижении давления ниже исходного уровня внешнее давление со стороны наружного торца 21 перемещает внутренний поршень 12, а следовательно, и опорный стержень 11 до момента, когда свободная часть опорного стержня 11 в виде передвижной пробки 14 вновь не закроет отверстие 5 и блокирует сообщение между резервуарами.

При открытом выходе на наружном торце 21 поршневого штока-резервуара обратное движение гидродинамического устройства 10 можно осуществить простым давлением на него извне. При закрытом наружном торце 21, для обратного перемещения гидродинамического устройства 10, между внутренним поршнем 12 и задней стенкой выполняется герметичный компрессионный воздушный отсек 22 или упругая пружина 23, которые сдавливаются при перемещении внутреннего поршня 12 назад от повышенного давления и отводят его вперед при понижении давления в просвете обоих резервуаров до момента закрытия отверстия 5 опорным стержнем 11.

Таким образом, компрессионный отсек 22 или упругая пружина 23 между внутренним поршнем 12 и торцевой задней стенкой резервуара 4 обеспечивает обратное перемещение гидродинамического устройства 10, которое закрывает отверстие 5 между резервуарами, что позволяет перемещать готовый раствор препарата 24 к выходу из поршневого цилиндра при движении поршневого штока-резервуара 4 вперед. При этом давление заклинивания пробки 14 в отверстии 5 при открытом торце 21 или давление перемещения гидродинамического устройства 10, которые задаются при отведении поршневого штока-резервуара дальше исходного уровня либо давлением извне или давлением компрессионного отсека 22, всегда больше давления, при котором вводится раствор пациенту, что предупреждает перемещение раствора в обратном направлении. Принцип работы остальных вариантов шприца существенно не отличается от варианта шприца с передвижным гидродинамическим устройством 10, с той лишь разницей, что во всех остальных вариантах передвижными являются отдельные элементы устройства 10. Данное устройство найдет широкое применение в промышленной фармакологии для выпуска готовых лекарственных форм в шприце с двойной субстанцией.

Источник информации

1. WO 98/20921 A1, 22.05.1998.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для инъекций в виде шприца с лекарственной субстанцией. Устройство для инъекций выполнено в виде шприца с поршневым механизмом, включающим герметичный поршневой шток-резервуар с субстратом, поршень. Поршневой цилиндр имеет в просвете поршневого штока резервуара гидродинамическое устройство в виде опорного стержня с пробкой и внутренним поршнем, образующих два синхронно передвижных с изменением давления в поршневом цилиндре герметичных соединения в виде разъемного соединения пробки с выходным отверстием резервуара и поршневое соединение внутреннего поршня с поршневым цилиндром в просвете поршневого штока-резервуара, с возможностью возвратно-поступательного движения пробки по продольной оси опорного стержня или в проекции выходного отверстия резервуара. Устройство может быть выполнено в виде синхронно передвижных и разнесенных на опорном стержне пробки и внутреннего поршня, ограничивающих в просвете резервуара герметичный отсек с одной из субстанций, или представлять собой соединенные поршневым соединением передвижную пробку и опорный стержень. Технический результат заключается в создании шприца с более простым передвижным механизмом разнонаправленного перемещения жидкости между разделенными герметичными камерами без разрушения элементов шприца. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для инъекций, выполненное в виде шприца с поршневым механизмом и герметичными резервуарами с субстанцией, отличающееся тем, что в просвете резервуара выполнено гидродинамическое устройство, представляющее собой опорный стержень с пробкой и внутренним поршнем, образующие два синхронно передвижных с изменением давления в поршневом цилиндре герметичных соединения, одно из которых представляет собой разъемное при перемещении соединение пробки с отверстием резервуара с возможностью возвратно-поступательного движения пробки в проекции выходного отверстия резервуара, а другое представлено поршневым соединением.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в просвете поршневого штока, представляющего герметичный резервуар с субстратом, выполнено гидродинамическое устройство в виде синхронно и однонаправленно передвижных и разнесенных на передвижном опорном стержне пробки и внутреннего поршня, ограничивающих в просвете резервуара герметичный отсек с субстанцией между разнесенными в разных точках и параллельных плоскостях герметичным разъемным соединением свободного конца опорного элемента, выполненного в виде пробки, с выходным отверстием резервуара со стороны внутреннего торца и внутреннего поршня с поршневым цилиндром в просвете поршневого штока-резервуара с противоположной стороны.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для перемещения жидкости имеет передвижную пробку с сечением, герметично замыкающим отверстие резервуара, и с поршневым цилиндром, открытым в просвет резервуара для разнонаправленного соединения с прилегающим к пробке концом опорного стержня, выполненного в виде внутреннего поршня, где пробка и опорный стержень могут иметь участки разного сечения.