帶有防頂芯針頭的自動注射器的製作方法

2023-09-17 08:14:00 2

專利名稱：帶有防頂芯針頭的自動注射器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動注射器，更具體來講，本發明涉及這樣一種自動注射器其能降低對密封構件造成頂芯的可能性。
背景技術：
自動注射器是公知的。基本上講，自動注射器是一種使個人能向自我或他人注射一定劑量液態藥劑的裝置。自動注射器的優點在於其帶有劑量已被測定的一些液態藥劑，這些藥劑處於消毒後的密封條件下，在該存放條件下，藥劑具有很長的保質期，在這段時間內，在出現嚴重的緊急狀況時，任何時候都能立即對所儲存的藥劑執行注射。自動注射器的另一個優點在於在對自帶的液態藥劑劑量執行注射時，無需使用者先對用於注射液態藥劑的皮下注射針進行檢查、或將這種有形的針頭刺入到使用者自身或其他人的身體組織內。
如上所述，自動注射器尤其適於用在緊急條件下。舉例來講，世界上目前已經製造並銷售了幾千萬個這種自動注射器，這些注射器帶有神經毒氣解毒劑，以便於在受到化學武器襲擊的緊急情況下使用。第2832339、3882863以及4031893號美國專利中就公開了已經用於這種用途的典型設備。除了這種類型的設備之外，人們還已經製造/使用了用於在發生與心臟病有關的緊急情況中注射抗心率失常藥劑的注射器。自動注射器還被用來注射其它的藥物，這些藥物具有治療心臟病發作時症狀的作用，其例如是選擇性的溶栓劑(例如tPA)以及相關的藥物。例如可參見第4689042、4755169、以及4795433號美國專利。此外，市場上已經廣泛地銷售帶有一定劑量腎上腺素或其它藥物的自動注射器，腎上腺素作為一種解毒劑，用於緩和嚴重的過敏反應(例如是由於受到蜂螫而引起的)。
在所有的這些實例中，自動注射器的結構都經過了特別的設計，以便於在其正常工作過程中，針頭能刺入到個體的組織內，且注射器中藥筒內儲存的特定劑量藥物能被注射到個體的組織中。
自動注射器的皮下注射針具有一個適於穿透個體的衣物和肉體的前端、以及一個後端，後端適於通向液態藥劑儲存源，從而可將藥劑從儲存源引出、並使其流經針頭中心的縱向孔腔或內腔而進入到個體的肌肉中。在某些實施方式中，針頭被收容在盛放液態藥劑的藥筒中。舉例來講，自動注射裝置存在這樣一種應用形式液態藥劑被密封在一管狀的容器或藥筒內，該容器或藥筒通常是用玻璃、塑料或金屬製成的，其具有一封堵了其前端的橡膠密封件、以及一個位於其後端的橡膠柱塞。例如可參見第5354286號美國專利。在執行注射操作的過程中，一預緊彈簧組件被釋放，從而推動一根頂接著柱塞的推桿。柱塞頂推著針頭的管座端，使得針頭刺破藥筒的前端密封件、並刺入到個體的肌肉中。與此同時，液態藥劑也被從針頭中推出，這樣就將藥劑推入到個體的肌肉中了。
在自動注射器的另一種類型中，針頭被連接到藥筒的前端上。例如可參見第5102393號美國專利。在執行注射的過程中，針頭被從一個位於外殼體前端的彈性密封件中或從一包裹著該針頭的細長橡膠鞘套中推出。無論在那種情況下，在注射器被存放待用時，都利用一個朝著殼體前端而設置的密封件來保持針頭的無菌化。在針頭刺穿該密封件或鞘套之後，其就被刺入到了個體的肌肉中了。
在上述的各種設計形式中，一個必須要解決的問題是針頭的前端必須要刺穿橡膠或其它類型的密封體，從而就存在針頭的前端從密封體的芯部中頂出或推出小粒密封材料的可能性，這樣可能會堵塞針頭的針眼/空腔、或者將密封材料推入到個體的肉體中。

發明內容
為解決這些問題以及其它的問題，本發明提出了一種自動注射器，在該注射器中，能顯著降低或消除針頭的頂芯量。
因而，在本發明的一實施方式中，提供了一種自動注射器，其包括一殼體；一密封結構，其朝著殼體的前端而布置；一藥筒，其被安裝在殼體內；一藥劑裝藥，其被容儲在藥筒內；一柱塞，其通常被布置在藥筒中大體靠後的一端處，並能對觸動操作作出響應而穿過藥筒而朝著大體上靠前的一端處移動。可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內。一針頭通常處於殼體內，其可通過所述密封結構而從所述殼體的前端伸出。針頭可與藥劑相通，從而，響應於預定的觸動操作，柱塞在藥筒中的穿行會迫使藥劑流經針頭而進入到個體的肌肉中。一可被釋放的能量源響應於預定的觸發操作而被釋放，由此將針頭從殼體的前端頂出，並驅使柱塞在藥筒內密封地滑動，從而將藥劑經針頭排送到個體的肌肉內。藥筒具有一高摩擦區域，以便於在針頭的前端穿過密封件時能減慢柱塞的運動。
在另一實施方式中，針頭上帶有一阻尼結構，以便於利用所述阻尼結構在所述藥劑中運動時所產生的阻力來降低針頭的加速度。
此外，本發明還涉及幾種自動注射裝置，其具有幾種新型的針頭結構，這些針頭結構可減弱對位於注射器前端處的彈性、塑性或橡膠基結構的頂芯作用。


從下文結合附圖對本發明當前的示例性優選實施方式所作的詳細描述，本發明這些目的和優點以及其它的內容將變得更為清楚，也更易於領會理解，在附圖中，圖1是根據本發明一實施方式的自動注射器的縱向剖視圖；圖2是根據本發明一實施方式的藥筒的縱向剖視圖，圖中表示出了摩擦區域；圖3中的縱向剖視圖表示了根據本發明一備選實施方式的藥筒，圖中表示出了該藥筒的摩擦區域；圖4中的圖線表示了某種結構設計中作用力與柱塞行程之間的關係，如下文將要介紹的那樣，該結構不帶有增大的摩擦區域；
圖5中的圖線表示了當設計結構採用圖3所示實施方式時，作用力與柱塞行程之間的關係；圖6中的圖線表示了當設計結構採用圖2所示實施方式時，作用力與柱塞行程之間的關係；圖7中的圖線表示了如下文將要描述的，頂芯發生頻度的百分率與增加的摩擦區域處測得內徑之間的關係；圖8中的圖線表示了如下文將要描述的，芯長與在增加的摩擦區域處測得內徑之間的關係；圖9是一直針尖的放大視圖，表示了針頭的頂尖和跟形部；圖10是根據本發明另一實施方式的一皮下注射針頭被安裝在藥筒中時的縱向剖視圖，圖中所示的該皮下注射針頭具有一彎曲的針尖；圖11A是根據本發明圖10所示的實施方式的針頭頂尖部的放大視圖，該針尖為彎曲的「C」型；圖11B是針頭頂尖部的前視放大圖；圖12是針頭前端放大的縱向剖視圖，表示了密封材料與具有正常壁厚/薄壁的彎尖針頭之間的相互作用；圖13是針頭前端放大的縱向剖視圖，表示了密封材料與具有超大壁厚/厚壁的針頭之間的相互作用；圖14是針頭前端放大的縱向剖視圖，表示了曲率的誤差容限；圖15是針頭前端放大的縱向剖視圖，表示了前向研磨的幾何結構；圖16是針頭前端放大的橫向剖面圖，表示了前向研磨的幾何結構；圖17是針頭前端放大的縱向剖視圖，表示了後向研磨的幾何結構；圖18是針頭前端放大的橫向剖面圖，表示了後向研磨的幾何結構；圖19是針頭前端多個依次的橫截面視圖，表示出了後向研磨的幾何結構；
圖20是針頭前端多個依次的橫截面視圖，表示出了前向研磨的幾何結構；圖21中的縱向視圖表示了根據本發明一備選實施方式的針頭的前端，圖中的針頭上塗有一層聚對二甲苯；圖22中的縱向放大視圖表示了根據圖21所示實施方式的針頭的跟形部部位，從圖可見，該跟形部上均勻地外覆有一共形的塗層；圖23中的圖線表示了對於圖22所示的實施方式，頂芯百分率和頂芯平均長度與塗層厚度之間的關係；以及圖24中的縱向剖視圖表示了根據本發明另一實施方式的自動注射器。
具體實施例方式
在下文的描述中，為便於對本發明透徹的理解，提出了一些具體的細節特徵，諸如特定的形狀、材料、機械部件、工藝等，這些細節描述僅是為了進行介紹，而不是限定性的。但是，還可按照不同於這些具體細節特徵的其它實施方式來實施本發明。在本文的描述中，諸如「阻尼結構」、「摩擦區域」、「緩速結構」、以及「直徑縮窄部分」等詞語的含義是互通的，它們表達了這樣一個特徵其被用作降低加速度的措施，從而，相比於現有技術中的自動注射器，該措施能減小皮下注射針頭刺穿或戳穿前方密封件時的速度。另外，為了便於描述，注射器上位於圖1中右側(位於針頭伸出端)的部分被看作是前端，而左側部分或作用端則被看作是後端。
更具體來講，詳細參見附圖，圖1中表示了一自動注射器100。自動注射器100包括一管狀的殼體102、一位於殼體組件102前端部分中的藥筒組件104、以及一可釋放的能量源106，如下文將要詳細描述的那樣，其中的能量源106可響應於預定的觸發操作步驟而被釋放。儘管可釋放的能量源可以是能執行注射操作的任何類型組件—例如可以是第4518384號美國專利中所披露的壓縮氣體組件，但優選地是，該可釋放的能量源是預緊的彈簧組件，其在圖中總體上由標號106指代。預緊彈簧組件被設置在殼體組件102的後端部分中，並與藥筒組件104保持工作連接關係。一個位於殼體組件102後部、且能被摘去的保險端帽108與該預緊彈簧組件106具有工作連接關係。
總體上講，殼體組件102、藥筒組件104、以及預緊彈簧組件106的結構是按照第2832339號美國專利中所公開的內容進行設計的，該專利被結合到本申請中作為參考資料。如圖1所示，殼體組件102包括一圓筒形的外殼構件110，其具有一中心處制有孔眼的圓筒形後壁部分112，這一部分的直徑是縮小的，保險端帽108被安裝到該部分112上。殼體組件102還包括一圓筒形的內殼構件114，其位於外殼構件110中，藥筒組件104和預緊彈簧組件106被安裝在內殼構件114中。內殼構件114的前側部分制有一沉孔，其用於將藥筒組件104的一圓筒形藥劑容器或藥筒116容納在其中。優選地是，本發明的藥筒是由金屬材料製成的，例如是用不鏽鋼或鋁製成的，但並不僅限於此。在本發明的範圍內，還可採用其它的材料—例如塑料材料(如聚丙烯)或玻璃。
容器或藥筒116的前端被一封堵件或密封件118所封閉，優選地是，部件118是由合適的橡膠或柔順性的塑料材料製成。利用一個由成型塑料材料製成的殼體端帽構件120，藥筒組件104與內殼構件114的前端保持著封堵關係。優選地是，利用制在管狀構件114外周面的一對隆脊122與制在端帽構件120內周面上的環形溝槽124之間的相互接合，可將端帽120保持在內殼構件114上。藥筒116的後端被一橡膠或塑料的柱塞126所封閉，其與藥筒116的內表面密封地滑動接合著，從而可將一定劑量的液態藥劑128封閉在藥筒內。
一皮下注射針頭130被布置在藥筒116內。因而，可以理解藥筒組件104實際上包括藥筒116、密封件118、針頭130、以及盤體132。從圖1可看出，針頭130在通常的存放狀態下是與藥劑128相接觸的。但是，在本發明最寬泛的方面，可以理解針頭130也可被布置到一個位於藥劑128前方的單獨腔室(其或者是抽空的、或者優選地充有惰性氣體)中(例如可參見授予本申請人的第5085642號和第5102393號美國專利)，只要針頭能以某種方式與藥劑連通即可，從而允許藥劑流經針頭而進入到個體的肌肉中。還可將針頭設置成與兩種藥劑中的某一種接觸，這兩種藥劑在注射器內通常是分開儲放的，它們或者是在執行注射之前在注射器內混合到一起(例如參見第5041088號美國專利)，或者是依次分開注射的(可參見第5092843號美國專利)。皮下注射針頭130優選地是用不鏽鋼製成的。
在該實施方式中，針頭130的頂尖端被設置在密封件118上制出的一個凹陷中。一塑料盤體132被設置在藥筒116的前端內，其與皮下注射針頭130為環包、固定和引導的關係，且與密封件118抵接著。盤體132的作用在於將針頭可釋放地保持在其儲放位置上，從而在柱塞126處於藥劑注射行程的過程中，其能為針頭提供周向對中。皮下注射針頭130的後端是膨大的，以便於與柱塞相接合，在靠近增大後端的部位處，針頭的側壁上制有一條槽縫134，其用於在柱塞126與該後端相接合時將藥劑128與皮下注射針頭130的中空內部連通。內殼構件114被安裝在外殼構件110中，能執行有限的往復運動，其運動量是由制在管狀外殼構件114外周面上的一對隆脊136限定的，隆脊136所在位置處於隆脊對122的後方，且與隆脊122分離開。隆脊對136適於與制在外殼構件110內周面上的一縱長環形槽138相接合。
預緊彈簧組件106包括一在常態下被壓縮但可釋放的螺旋彈簧、以及一縱長的託座構件140。託座構件140被設置在內殼構件114的後部中，且其前端所在位置靠近柱塞126。託座構件140的前端具有一個凸緣141，該凸緣被設計成與預緊螺旋彈簧142的前端相接合，彈簧環繞著縱長託座構件140的中間部分。託座140將其後端與一鎖止環152相接合，鎖止環座壓在一環形的端部凸緣144上，該凸緣被一體地制在內殼構件114的後端上。
縱長託座構件140的後端被分裂開，從而形成了多個(例如為四個)柔性的彈簧夾爪146，彈簧夾爪146的後末端上制有面對著外後方的靠形(cam)釋放表面148。一鎖位凹肩150從各個靠形(cam)表面148的後端向內側延伸，其適於與位於在凸緣144的後部表面上的一鎖止環152相接合。帶有孔眼的圓筒形壁面部分112的前部上制有互補的靠形表面154，靠形表面154被設置成與靠形表面148相接合，從而能響應於外殼構件110相對內殼構件114所發生的前向觸發移動而使彈簧夾爪146在橫向上向內收攏運動，從而能相互移近，由此將鎖止凹肩150與鎖止環152脫開。如下文將要介紹的那樣，只有在保險端帽108被摘去之後，彈簧夾爪146才能產生這種向內的運動。
下面介紹該注射器的工作過程。在工作過程的第一步驟中，可摘去的端帽108被從注射器100上去掉。通過在抓握並保持住外殼構件110的同時握住端帽108的外周面、並將其向後拉，就能容易地完成該去端帽操作。端帽構件108上帶有一個保險銷部分160。保險銷部分160通常阻止彈簧夾爪146在橫向上向內側運動，隨著其被從保險位置上移走，使用者則就可通過將前端帽構件120抵接到被注射的人的組織上，就能完成注射操作。通過向外殼構件110的外周面上施加一個持續的向前力，就能使靠形表面154向前移動。這種與彈簧夾爪146上的靠形表面148相配合的向前移動使得靠形表面148的鎖位表面150向鎖止環152的內部移動，從而就釋放了預緊彈簧142。彈簧142藉助於託座構件140施加作用，將託座構件移向前方，託座構件具有使柱塞126隨其一道運動的作用。隨著柱塞向前運動，其帶著針頭130也向前運動。針頭的頂尖端刺破密封件118而進入到患者的組織內。與此同時，藥筒116內的液態藥物劑量128被擠入到針頭上的槽縫134中，且隨著前頂尖端刺入到使用者的組織內而從該頂尖端噴出。
下面將更具體地參見圖2A對藥筒組件104作詳細的描述。皮下注射針頭202包括一縱長的管體，其基本上為圓筒形，後側的末端是一個頂座206。如圖2B放大圖中詳細表示的那樣，針頭的前端具有頂尖的形狀208。沿著縱向軸線X，針頭202被支持架210保持著。圖中所示的針頭202被封在容有液態藥劑的藥筒212的內部。但是，如上文提到的那樣，針頭202不一定必須處在藥筒212內部，其也可被設置到藥劑筒的外側。如圖2B中詳細表示的那樣，藥筒212的前端被密封件214封閉著，以防止液態藥劑發生洩漏。針頭202的尖端208被定向為指向密封件214。因而，在初始時，針頭202被布置在柱塞204與密封件214之間。在該附圖中，柱塞被表示為一單體材料塊，但容易理解柱塞也可由多個具有不同塑性常數的材料塊組成—例如可由較硬的橡膠塊和較軟的橡膠塊組成。
密封件214是由柔性材料製成的，例如是由橡膠材料製成的，但並不僅限於此。公知的是，當聚合物以較慢的速度產生應變時，其是塑性的，而以快速產生應變時，其是脆性的。
為了能顯著地減輕或消除頂芯現象，通過減小針頭的推力，將針頭202設計成以「輕柔」的方式刺入到橡膠密封件214中。藥筒104具有一個用於減慢柱塞204運動的摩擦區域215，從而可降低針頭202在刺穿密封件214時的加速度。加速度的降低使得針頭的速度在穿刺密封件時小於680英寸/秒。減小加速度的目的是專為將速度降低到不會發生頂芯的程度。優選地是，密封件被刺穿時的速度還應當大於150英寸/秒，以保證注射操作的延遲不會超過預期值。在該實施方式中，摩擦區域是藥筒212筒壁224上一個直徑縮細部分或局部縮細部分222。縮細部分222還被稱為緩速結構，其被設置在密封件214與柱塞204之間。縮細部分222的位置和結構被設計成能降低柱塞204的加速度，從而將針頭202的速度降低，使其低於如不設置縮細部分時針尖208穿過密封件214的運動速度。縮細部分222是通過壓力成型方法制在藥筒212筒壁上的，其中的壓力成形方法例如使用了夾合模具。可採用衝模或軋制工藝來在藥筒212的不鏽鋼筒壁上壓印出選定的形狀。例如，可環繞著藥筒的筒壁而壓印出圓筒形的、帶有圓角邊稜的縮細部分。
藥筒212筒壁224上的局部縮細部分222通過將柱塞204的運動減慢而起到了「緩速結構」的作用。實際上，縮細部分222增大了柱塞周面與藥筒212筒壁224之間的法向力，因而造成了一個阻礙柱塞運動的摩擦力。縮細部分222增強了徑向上的幹涉，由此增大了摩擦和對柱塞204運動的阻滯作用。減慢後的運動使得針頭202能以更為柔緩的模式對密封件214施加應變，從而能顯著減輕頂芯現象。
緩速結構被設計成只在藥筒212的部分長度段內有效。這樣的設計使得柱塞能在開始工作時受到全部的彈簧力作用，這將有助於克服柱塞204與藥筒212之間的靜摩擦力。然後，在針頭的前端接觸到密封件214之前，緩速結構發揮作用。在針尖208完全從密封件214中穿出之後，緩速結構脫開，使全部彈簧力都能發揮作用，以確保注射過程的完成。
當柱塞204到達縮細部分222處時，柱塞204所遇到的阻力增大。如圖2C所示，柱塞204具有多條凸肋230。每當柱塞204的一條凸肋230碰到縮細部分222一次，摩擦力就增大一些，從而使得注射過程的加速度淨降低。
在圖3A所示的另一實施方式中，摩擦區域300包括波紋狀的結構，該結構包括多個突起302，設置這些突起是為了增強與柱塞304的幹涉作用，圖3B放大地表示了該波紋狀結構。
但應當理解的是摩擦區域300可以是藥筒中任何能減慢柱塞304的結構。儘管在示出的該實施方式中藥筒的筒壁自身就實現了這一功能，但可以理解藥筒也可採用一單獨的結構件，其被插入到藥筒中。當柱塞304上的前導凸肋越過摩擦區域的前導邊緣時，柱塞304所遇到的阻力增大。圖3所示摩擦區域300的波紋形狀取代了前述實施方式中的直徑縮小部分，將其改變為多條前導邊緣。
為了驗證本發明在顯著減輕頂芯現象方面的有效性，進行了一系列試驗，並獲得了一些試驗數據。
圖4表示了標準型藥筒—柱塞裝置的力—距離數據圖線。從曲線400可見，在一個很高的靜摩擦峰值402之後，動摩擦階段404的數值是恆定的。進行了大量的試驗來收集統計數據。從統計數據得出的平均動摩擦力被確定為0.54磅。在終點處出現的幾乎垂直的峰值406表明柱塞已抵住了密封件。
圖5表示了如圖3所示的帶有波紋部分的藥筒與柱塞的力/距離數據圖線。從曲線500上可明顯地看出波紋段發揮作用時的行程部分。摩擦階段中的數據「峰值」502是由於各單圈波紋與柱塞凸肋單獨地接合和分開而造成的。類似地，所獲得的統計數據便於能計算出在緩速結構階段時的平均動摩擦力。平均動摩擦力被確定為1.47磅。在圖5中的504階段，經過緩速結構之後的平均動摩擦力為0.52磅。
圖6所示的力/距離數據圖線對應於圖2所示的緩速結構為平滑結構、柱塞具有三條凸肋的情況。當柱塞的三條凸肋遇到緩速結構時，就產生了三個大的連續的尖峰602。較小的尖峰604出現在柱塞的凸肋離開緩速結構時。類似地，獲得一些統計數據來計算在緩速結構階段內的平均動摩擦。在緩速結構階段內，平均動摩擦被確定為1.71磅。而在圖6中與緩速結構之後的行程相對應的階段606，平均動摩擦力與前述的數據類似。
還獲得了一些數據，以此驗證設置緩速結構是否能減輕頂芯作用。圖7表示了頂芯頻率與緩速結構處藥筒內徑之間的關係。曲線中的最高點對應於未設置緩速結構的藥筒的內徑0.298″。以這樣的尺寸(未設置緩速結構的條件下)，約70％的被測單元出現了頂芯現象。曲線中的最低點對應於預定直徑為0.278″的光滑緩速結構(不帶有隆脊)。統計數據表明發生頂芯現象的總數小於1％。
在藥筒帶有緩速結構的情況下，如果希望從不帶有緩速結構的藥筒直徑段更為平滑地過渡到緩速結構處的藥筒直徑段，則可採用較軟的彈簧來頂推柱塞。
除了頂芯頻率之外，還可對頂芯產生的顆粒的直徑進行測量，圖8中表示出了這些測量數據。從圖8可看出，當緩速結構處藥筒的內徑減小時，芯體(顆粒)的尺寸也減小。因而，緩速結構還具有減小頂芯顆粒尺寸的優點。
上述的這些試驗是針對圖9(該視圖是圖3A所示針頭的簡化圖)所示的直尖型針頭進行的。針尖900基本上包括一頂尖902和一跟形部904。如下文的其它實施方式所示，針尖的形狀也可以是彎曲形的，而並非圖9所示的直線形。
圖10中的縱向剖視圖表示了根據本發明另一實施方式的、帶有皮下注射針頭的自動注射器。如圖所示，皮下注射針頭1000的針尖1002是彎曲的。如在上文中提到、且如圖11A所示那樣，針頭1000彎曲的前邊緣1002為C型結構，其將密封件1004的材料推開，使密封材料離跟形部1100足夠遠，以阻止它們緊密地接觸起來。圖中彎曲的箭頭1102表示了密封材料相對於針頭1000運動路線的流動方向。該箭頭具體地表示出了密封材料流動繞過彎曲針尖1002的狀況。換言之，彎曲的針尖1002通過阻止密封材料1004從針頭1000的針眼或內腔1104中穿過，成為了針眼和內腔的屏障。針尖在針眼前方的彎曲程度影響了對密封件造成頂芯的機率。
圖11B是針頭上頂尖部1110的前視放大圖。如上文討論的那樣，從圖可見，彎曲的前尖1114完全遮擋住了內腔1112，從而能對內腔1112進行保護，避免其與密封材料直接接觸。換言之，彎折的針尖1114擋住了針頭內縱向通道的整個橫截面。
圖12表示了密封材料1200與具有正常壁厚的針頭1202的相互作用，優選地是，正常的壁厚在0.0055英寸到0.0065英寸之間。圖13表示了密封材料與壁厚較大(厚壁)的針頭1302的相互作用，該針頭的壁厚優選地是在0.0083英寸到0.0090英寸之間。具體來講，圖13表示了在針頭1302的壁厚很大的情況下，跟形部1304與密封材料1300離得更遠，因而，相比於標準壁厚的針頭1202，發生頂芯現象的機率進一步降低。試驗表明在出現頂芯的偶然性事件中，如採用厚壁針頭，則所出現的芯部通常要小於幾何結構類似、但為標準壁厚的針頭所頂出的芯部。
圖14表示了C型尖針頭1400的幾何結構，該針頭的製造界限適於形成大彎角的C型針尖結構。針頭包括一中空的剛性管體1401，其具有限定一縱向通道的圓筒壁。圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分。第一筒壁部分在圖中被表示為縱向剖面部分1404，第二筒壁部分被表示為縱向剖面部分1406。第一筒壁部分1404具有一前梢部分1408，該部分的末端為一前方端尖1410。第二筒壁部分1406的末端到達位置1412處，其位於前方端尖1408的後側，並與端尖1408離開一定距離。前梢部分1408的彎角為1414。彎角1414被定義為前端尖1410處外表面曲度的切線1416與針頭1400縱向軸線1418的夾角。在一實施方式中，前端尖1410末端位於一個區域內，該區域是由第二筒壁部分1406壁厚的限界線1422、1424的虛擬前向延伸線圍成的，這樣作的目的是為了確保前端尖1410的彎折程度始終足以遮擋住內腔或針眼1420、但彎折程度也不會對針頭的刺入或抽出造成妨礙(這一條件也同樣適於圖17所示的實施方式)。其它的C型針尖幾何構造為小彎角的C型針頭，這種針頭的針尖被彎折成與套管的中心線或縱向軸線1418成一直線。小彎角C型針尖的幾何結構減輕頂芯現象的效果不能達到本發明針頭1400大彎角C型針尖結構的程度。
大彎角C型針尖的針頭是按照如下的方法製成的將兩米長的管體捆束在一起，然後，將管體切割為套管坯段。對管體的端部執行去毛刺處理，並對管體進行清潔。然後，將管體自動地送給、排布到18英寸研磨夾具上。研磨夾具上的管體被置於一研磨機中，在此，形成一主研磨刃面(facet)。然後將管體傾斜，並進行旋轉，從而研磨出一第二刃面，再次進行傾斜和旋轉來研磨出一第三刃面。第二、第三刃面優選地是相互對稱的。對套管針尖執行滾壓而形成一個大彎角的「C」型針尖。再次對套管執行去毛刺處理，並對跟形部執行防頂芯微噴砂處理。作為備選方案，也可以在彎折之前執行微噴砂處理。對套管執行電拋光或化學拋光，然後，對其執行清潔、乾燥、鈍化和檢查，而後進行產品包裝。在對這些針套管進行包裝時，其針尖/尖端處於同一方向，將這些針頭包裹在不脫屑的紙中，而後放到聚乙烯包裝袋中，再裝入到帶泡沫線的紙板箱中出貨。
所有的皮下注射針頭都具有主刃面和副刃面。副刃面被稱為矛尖面(lancet)。圖15是一具有C型針尖的針頭1500的剖視圖。圖中表示出了矛尖面1502相對於主斜面1504的關係。針尖1508在沿橫向剖切線16所作的圖16中為前向研磨結構，如橫截面結構1600所示，針尖1508是被從內側向前研磨而成的。圖17是一具有C型針尖的針頭1700的剖視圖。圖中表示出了矛尖面1702相對於主斜面1704的關係。
針尖1708在沿橫向剖切線18所作的圖18中為後向研磨結構，如橫截面結構1800所示，針尖1708是被從外側研磨而成的。後向研磨的矛尖面為C型尖的針頭帶來了一些優點。其中一個優點在於角形的矛尖面具有使密封材料進一步遠離內腔的作用。另一個優點在於前導邊緣實際上被縮窄了，因此變得更為尖銳，從而能更為容易地切入衣服、皮膚或組織。採用厚壁套管能使針頭的壁厚更大，由此可對後向研磨的矛尖面的幾何結構作進一步的優化。
圖19是對針尖1900依次作出的多個橫截面圖，該針尖屬於一大彎角的C型尖針頭，且為後向研磨的幾何結構。在一實施方式中，針頭的長度為1.343″，內徑1906在0.0138英寸與0.0154英寸之間，外徑1908在0.0280英寸到0.0285英寸之間。圖19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G以及19M表示了依次沿AA、BB、CC、DD、EE、FF、GG、MM線對針尖1900所作的橫斷面圖。圖19A是沿橫截線AA所作的視圖，圖中的橫截面形狀為與針頭的管狀/圓筒狀結構對應的盤形。沿線DD所作的圖19D斷面圖進一步靠近針頭的針尖，圖中，向後執行的研磨1910是按照相對於基準線1912以120°的角度進行的。在本發明的範圍內，其它的實施方式採用了以130°的角度執行後向研磨的方案。
圖20是對針尖2000依次作出的多個橫截面圖，該針尖屬於一個大彎角的C型尖針頭，且為前向研磨的幾何結構。在一實施方式中，針頭的長度為1.343″，內徑2002在0.0155英寸到0.0170英寸之間，外徑2004在0.0280英寸到0.0285英寸之間。圖20A、20B、20C、20D、20E、20F、以及20M表示了依次沿AA、BB、CC、DD、EE、FF、MM線對針尖2000所作的橫斷面圖。圖20A是沿橫截線AA所作的視圖，圖中的橫截面形狀為與針頭的管狀/圓筒狀結構對應的盤形，可注意到該針頭的圓筒壁要薄於前一實施方式中的圓筒壁。沿線DD所作的圖20D斷面圖進一步靠近針頭的針尖，圖中，向前執行的研磨2010是按照相對於基準線2015以25°-35°的角度進行的，該角度優選為30°。
試驗標明如果與較軟的彈簧組合使用，大彎角的C型針尖結構能顯著地消除頂芯現象，這樣就使得針頭的針尖能更容易地進入到密封材料中。將一些有利於C型針尖的幾何因素與使用較軟彈簧的因素結合起來，就可改善針頭在消除頂芯方面的性能，其中的幾何因素例如是向後研磨的幾何結構、以及大彎角C型構造，而彈簧的彈性常數K在1.5磅/英寸-6.5磅/英寸之間，更為優選地是在3磅/英寸到5磅/英寸之間。
圖21中的縱向剖視圖表示了一種外覆有共形塗層2200(見圖22)的針尖2100。共形塗層是指其形狀與基底形狀一致、同時能使尖銳的邊緣變鈍的塗層。在一實施方式中，共形塗層2200是由Parylene塗料(見圖22)構成的。Parylene塗料是聚對二甲苯(polyparaxylylene)塗料的註冊商標，其是由印地安那州印地安那波利斯市的SpecialtyCoating Systems公司出品的。第5354286號美國專利中描述了在注射裝置和針頭上塗設Parylene塗層的內容，該專利被結合到本文中作為參考。圖22是對針頭的跟形部2102所作的特寫視圖。當針頭的跟形部2102切割密封件的外表面時會發生表層頂芯現象。跟形部上滾圓處理後的、或鈍化後的邊緣可減輕頂芯現象。在製造過程中，普通的針頭要經過一磨料噴砂處理，但是，由於普通的針頭在被處理後仍然會形成芯部，所以單採用該噴砂處理的效果是不夠的。試驗表明Parylene塗層2200能與基底幾何構造—包括邊緣很好地吻合，其中的凸緣例如是圖22所示的邊緣2202。
Parylene塗料的塗覆厚度可在0.0001英寸到0.001英寸之間變化。圖23中的圖線總結性地表示了一些在研究Parylene塗層厚度對頂芯現象效果過程中收集到的數據。該圖線尤其表明了這樣一點總體上而言，Parylene塗層能降低頂芯的發生率，並能減小芯部的尺寸。但是，從圖線可看出，如塗層的厚度超過0.0005″，則將無助於減輕頂芯現象，反而起到相反的作用—增強了頂芯作用。事實上，從圖23中的圖線可清楚地看出存在一個曲線最小值，這就表明能實現理想效果的Parylene塗層最佳厚度約為0.0005″。此外，實驗還表明結合在針頭上設置Parylene塗層的措施，採用彈簧常數在1.5磅/英寸到6.5磅/英寸之間的彈簧特別有利於減輕頂芯現象。
圖24中的縱向剖面圖表示了一種藥筒組件2400，其被用在根據本發明另一實施方式的自動注射器中。自動注射器採用了另一種可選的結構來降低針頭的加速度，從而相比於現有技術中的裝置能減慢針頭的速度。對加速度的降低使得針頭在穿刺密封件時的速度小於680英寸/秒。減小加速度的目的是專為將速度降低到不會發生頂芯的程度。優選地是，密封件被刺穿時的速度還應當大於150英寸/秒，以保證注射操作的延遲不會超過預期值。事實上，連接到針頭2404上的阻尼盤2402由於在液態藥劑2406中移動時會產生磨擦力，所以被用來降低針頭2404的加速度。換言之，由液態藥劑流體的粘度對阻尼盤2402的運動所產生的流動阻力具有降低針頭2404加速度的作用。因而，類似於前一實施方式，阻尼盤具有提供摩擦、從而減慢針尖速度的作用，進而最終能顯著地消除頂芯現象。
下面的表格列出了各種實施方式的針尖的幾何結構示例。針尖的主角度是在13到18度之間選出的。彎折角度—即針頭頂尖外表面曲度的切線與針頭縱向軸線之間的角度被選定在51°到100°之間，優選地是在85°到95°之間，更為優選地是90°(圖14中的彎折角約為63°，圖17中的彎折角約為90度)。針尖相對於針頭管壁的偏移量在0.024英寸到0.026英寸之間。孔眼的長度被選定為0.033英寸到0.055英寸。內徑被選定在0.011英寸到0.016英寸之間。孔眼長度與通道外徑的比值在1.7到2.2之間。

儘管上文結合特定的實施方式對本發明進行了描述，但不難理解本發明並不僅限於所公開的實施方式，與之相反，本發明將覆蓋在其設計思想和範圍內的各種改動和等效結構，本發明的範圍由後附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中；以及一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內，所述藥筒具有一高摩擦區域，以便於在針頭的前端穿過所述密封件時能減慢所述柱塞的運動。
2.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封著所述藥筒的前端。
3.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述摩擦區域包括位於所述藥筒筒壁上的一直徑縮細部分。
4.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述摩擦區域是所述藥筒筒壁上的一段波紋部分。
5.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述針頭的針尖上塗覆有聚對二甲苯。
6.根據權利要求5所述的自動注射器，其特徵在於所述聚對二甲苯塗層的厚度在0.0001英寸到0.001英寸之間。
7.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述針頭通常被貯存在所述藥筒內，並與所述藥劑相接觸。
8.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有一圓筒壁，圓筒壁具有一內表面和一外表面；一內腔開孔，其具有一前頂尖部分，該部分包括一矛尖形狀的針尖，其具有一被研磨成一定角度的刃面；所述針尖被彎成曲線形狀，其彎向所述圓筒壁的縱向軸線，以此方式構成了所述內腔開孔的屏障。
9.根據權利要求8所述的自動注射器，其特徵在於所述針尖包括主刃面和副刃面，所述副刃面是通過以一定角度在針頭內側表面上進行研磨而形成的。
10.根據權利要求8所述的自動注射器，其特徵在於所述針尖包括主刃面和副刃面，所述副刃面是通過以一定角度在針頭外側表面上進行研磨而形成的。
11.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述柱塞包括從塑料和橡膠的材料組中選出的一種材料。
12.根據權利要求3所述的自動注射器，其特徵在於所述柱塞包括一些凸肋，用於在與所述摩擦區域接觸時降低所述針頭的加速度。
13.根據權利要求4所述的自動注射器，其特徵在於所述柱塞包括一些凸肋，用於在與所述摩擦區域接觸時降低所述針頭的加速度。
14.根據權利要求11所述的自動注射器，其特徵在於所述柱塞包括具有不同延塑性的多種材料，所選擇的材料能與所述摩擦區域產生不同的相互作用，以便於降低所述針頭的加速度。
15.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述可釋放能量源包括一通常為受壓的彈簧，其可響應於所述的預定觸發操作而被釋放。
16.根據權利要求15所述的自動注射器，其特徵在於所述彈簧的彈簧常數在1.5磅/英寸到6.5磅/英寸之間。
17.根據權利要求1所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構包括從塑料和橡膠的材料組中選出的一種材料。
18.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中；其中所述針頭包括一阻尼結構，其通過阻尼結構在所述藥劑中移動時所產生的粘性阻力而降低所述針頭的加速度；以及一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
19.根據權利要求18所述的自動注射器，其特徵在於所述阻尼結構包括一阻尼盤，其被連接到所述針頭上，並被設置成通過其在所述藥劑中運動時所產生的流動阻力降低所述針頭的加速度。
20.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述端尖的後側的位置，並與端尖離開一定距離，所述前梢部分被按照一定方式進行了彎折，以遮擋住所述縱向通道的整個橫端面；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
21.根據權利要求20所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封著所述藥筒的前端。
22.根據權利要求20所述的自動注射器，其特徵在於所述針頭的針尖上塗覆有聚對二甲苯。
23.根據權利要求22所述的自動注射器，其特徵在於所述聚對二甲苯塗層的厚度在0.0001英寸到0.001英寸之間。
24.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述端尖的後側的位置，並與端尖離開一定距離，所述前梢部分被按照一定方式進行了彎折，以遮擋住所述縱向通道的整個橫端面；其中，所述前梢部分的彎折角度約在51度到100度之間；所述角度被定義為所述端尖處外表面彎曲部分的切線與所述針頭縱向軸線之間的夾角；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
25.根據權利要求24所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封著所述藥筒的前端。
26.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒中的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述端尖的後側，並與端尖離開一定距離，所述第二筒壁部分具有一定厚度，且所述前方端尖的末端位於一個區域內，該區域是由所述厚度限界的虛擬前向延長線限定的；所述前梢部分被彎折成一定角度，該角度約在51度到100度之間；所述角度被定義為所述端尖處外表面彎曲部分的切線與所述針頭縱向軸線之間的夾角；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
27.根據權利要求26所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封著所述藥筒的前端。
28.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述端尖的後側的位置，並與端尖離開一定距離，所述前梢部分被按照一定方式進行了彎折，以遮擋住所述縱向通道的整個橫端面；所述針頭包括一膨大的後部，其結構和位置被設計成能與所述柱塞接合；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
29.根據權利要求28所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封所述藥筒的前端。
30.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述端尖的後側的位置，並與端尖離開一定距離；所述前梢部分被彎折成一定角度，該角度約在51度到100度之間；所述角度被定義為所述端尖處外表面彎曲部分的切線與所述針頭縱向軸線之間的夾角；其中，所述針頭包括一膨大的後部，其結構和位置被設計成能與所述柱塞接合；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
31.根據權利要求30所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封所述藥筒的前端。
32.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中，所述針頭包括一中空的剛性管體，其具有限定一縱向通道的圓筒壁，所述圓筒壁包括相互對置著的第一筒壁部分和第二筒壁部分，所述第一筒壁部分具有一前梢部分，該部分的末端為一前方端尖，所述第二筒壁部分的末端在位於所述前方端尖的後側的位置，並與端尖離開一定距離，所述前梢部分被按照一定方式進行了彎折，以遮擋住所述縱向通道的整個橫端面；所述前梢部分的彎折角度約在51度到100度之間；所述角度被定義為所述端尖處外表面彎曲部分的切線與所述針頭縱向軸線之間的夾角；所述針頭包括一膨大的後部，其結構和位置被設計成能與所述柱塞接合；一可被釋放的能量源，其響應於所述預定的觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內。
33.根據權利要求32所述的自動注射器，其特徵在於所述密封結構密封所述藥筒的前端。
34.一種自動注射器，其包括一殼體，其具有一後端和一前端；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其通常被設置在所述藥筒大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，所述針頭上塗覆有聚對二甲苯，其可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中；以及一可被釋放的能量源，其響應於所述的預定觸發操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內；其中，所述可釋放的能量源包括一彈簧，所述彈簧的彈簧常數在大約1.5磅/英寸到6.5磅/英寸之間。
35.一種利用自動注射器注射藥劑的方法，所述注射器包括一殼體；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被安裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其能對一觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，所述針頭可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中；一可被釋放的能量源，其響應於所述的預定觸動操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內；所述方法包括釋放所述能量源；使所述針頭在所述殼體內向前加速；在所述針頭刺穿所述密封件之前，降低所述針頭的加速度；以及將所述藥劑經所述針頭推送出。
36.根據權利要求35所述的、利用自動注射器注射藥劑的方法，其特徵在於所述刺穿所述密封件是在速度為250英寸/秒到680英寸/秒之間進行的。
37.根據權利要求35所述的、利用自動注射器注射藥劑的方法，其還包括步驟在所述針頭已完全刺穿所述密封件之後對其進行加速。
38.一種利用自動注射器注射藥劑的方法，所述注射器包括一殼體；一密封結構，其朝著所述殼體的前端而設置；一藥筒，其被安裝在所述殼體內；一藥劑裝藥，其被容納在所述藥筒內；一柱塞，其能對一觸動操作作出響應而穿過所述藥筒向大體上為前端處移動，所述可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內；一針頭，其通常被設置於所述殼體內，所述針頭可穿透所述密封結構而從所述殼體的前端伸出，所述針頭可與所述藥劑相通，從而，所述柱塞響應於所述的預定觸動操作穿過所述藥筒的運動會迫使所述藥劑流經所述針頭而進入到個體的肌肉中；一可被釋放的能量源，其響應於所述的預定觸動操作而被釋放，由此將所述針頭從所述殼體的前端頂出，並驅使所述柱塞在所述藥筒內密封地滑動，從而將所述藥劑經所述針頭排送到個體的肌肉內；所述方法包括釋放所述能量源；在所述針頭刺穿所述密封件時，使所述針頭在所述殼體內向前移動，其速度小於680英寸/秒；以及將所述藥劑經所述針頭推送出。
39.根據權利要求38所述的、利用自動注射器注射藥劑的方法，其特徵在於所述方法包括在所述針頭刺穿所述密封件時，使所述針頭在所述殼體內向前移動，其速度大於150英寸/秒。
全文摘要
本發明公開了一種自動注射器(100)，其包括一適於容納藥劑裝藥的藥筒(104)；一密封結構(118)，其朝著藥筒的前端而設置；一柱塞(126)，在常態下，其通常被設置在藥筒中大體為後端處，並能對觸動操作作出響應而穿過藥筒向大體上為前端處移動。可動柱塞的後側將所述藥劑封閉在所述藥筒內。一針頭(130)通常被設置成可與藥劑容器相通，其提供了一條通道，藥劑可響應於將針頭刺入到個體肌肉中的觸動操作而經所述通道進入到體內。藥筒具有一高摩擦區域(215)，以便於在針頭的前端穿過密封件時能減慢柱塞的運動，從而消除頂芯現象。
文檔編號A61M5/20GK1604799SQ02825130
公開日2005年4月6日 申請日期2002年11月4日 優先權日2001年11月2日
發明者約翰·G·威爾莫特, 約翰·惠蒂爾, 羅伯特·L·希爾, 塞思·P·卡安, C·M·梅薩 申請人:梅裡迪安醫學技術公司