兩級射流注射設備的製作方法

2023-05-01 04:26:31 2

專利名稱：兩級射流注射設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適於放置在對象皮膚表面上的射流注射設備，用以 給對象注射一定劑量的藥物。該射流注射設備將分配單元和注射單元 集成為單個設備。
背景技術：
通過注射經皮下和肌肉輸送液體藥物在醫療領域是常見的。由於 個人必須經常注射諸如胰島素的某些藥物，因此希望注射能容易些。 由於疼痛或害怕針，許多患者不喜歡針注射。另外，血液傳播的
病原體，例如HIV和肝炎，可由於意外針刺而傳給醫護人員。同樣， 用過的針的處理也越來越成為問題。這種處理會對於醫護人員之外的 個人帶來問題。例如小孩會在垃圾內找到用過的針，使其處於感染傳 染病的危險之下。丟棄的針同樣對垃圾處理人員形成危險。當前這是 引起數百萬計死亡的重大的世界性問題(但是因為其主要襲擊低發展 水平國家而被部分忽略)。
在試圖使與針注射相關的害怕和危險最小化的努力中，已經開發了 多種類型的無針射流注射器。這種裝置使用高速流體射流穿過皮膚並 將藥物輸送到患者身體組織內.為了完成這一點，要對液體藥物施加 力。射流注射器通常裝有液體藥物，該液體藥物已經移進一個端部具 有小孔口的室內。使用螺旋彈簧或壓縮氣體能量源來加速驅動裝置， 例如衝頭。衝頭衝擊柱塞，柱塞繼而在室內形成高壓衝擊。此壓力衝 擊使液體藥物經由孔口高速噴出，並刺穿皮膚。能量源繼續在柱塞上 施加力，柱塞快速推動藥物經過皮膚的開口進入皮膚中，在不到一秒 鍾內清空注射器。驅動裝置可適於提供兩級注射，即，藥物首先以高 壓穿透注射，隨後剩餘藥物以較低壓力輸送。
為了提供足夠高動力的液體射流，施加在射流注射器上的能量沖擊 是巨大的，其限制了適於承受該壓力的材料的選擇範圍。因為該原因， 此時使用玻璃來製造注射器是不可行的，儘管玻璃是用於藥物藥筒 (drug cartridge)的優選材料。另一方面，適於承受注射期間的高能量衝擊的塑料材料直到現在為止還沒有被證實適於與想要注射到人 體中的藥物長期接觸。因此，公知的是對設備經受高應力的注射器部 分使用塑料材料，但僅在注射之前短時間內從更適於長期存儲藥物的 玻璃容器(藥筒)向該注射器填充藥物。藉此，存儲和應力問題均得 到解決。然而，這使得進行射流注射需要的步驟更複雜。公知的是使 用接合器將藥物藥筒連接到射流注射器。在注射之前，接合器(包括 藥筒)被移開，從而露出孔口。但是，當藥物藥筒是注射設備的一體 化部分時，該原理是不可行的。
為了解決該問題，專利文獻EP 1277487公開了一種用作藥物貯液器 的盒式(cassette)裝置，用於與射流注射器系統一起使用，貯液器與 衝頭衝擊柱塞時產生的壓力波相隔離。盒式裝置可以使用現有預填充 的藥筒，且可以從多劑量管瓶直接吸取流體藥劑。該貯液器藉助於二 者之間的曲折路徑、通過止回閥、閥瓣等類似物與壓力波隔離。然而， EP 1277487中公開的設備未在貯液器和射流注射器之間提供100%的隔 離，且還有J^液器和射流注射器在給藥之間暴露和從而汙染的風險。 同樣，EP 1277487中公開的設備的複雜性使得它是昂貴的且操作非常 複雜。
US 2003/0083611也>^開了一種將射流注射器和藥物貯液器集成為 單個設備的注射器。在射流注射器和藥物貯液器之間也存在流體通道， 該流體通道可由閥關閉。
WO 2005/051465公開了 一種藉助於位於射流注射器的柱塞近側上
的突起導管從藥物貯液器向射流注射器填充藥物的方法。
US 2002/0065483和US 5190523示出了 一種帶有連接裝置的射流注 射注射器，但不能以簡單的方式來將注射器分別連接到填充和排出裝 置。
集成射流注射器和液體藥物貯液器的公知技術的其它示例在US 2002/0007142、 W0 01/89614、 W0 01/37907、 US 5480381、 US 6213980、 FR 2339407和US 5840062中公開。
基於上述原因，本發明的目的之一在於提供一種集成射流注射設 備和藥物貯液器的兩級射流注射設備，該兩級射流注射設備是簡單而 成本低的，而不捨棄多次給藥和抽取(dial)劑量的益處。同樣，本 發明的主要目的在於提供一種兩級射流注射設備，其中，射流注射器和藥物貯液器之間的連接完全隔離，且沒有藥物或注射孔口在注射之 間暴露，從而極大地減少汙染的風險。本發明的另一目的在於提供一 種兩級射流注射設備，在進行注射時，來自設計用於劑量抽取的射流 注射設備的液體通道被完全堵塞，以確保排出藥物的精確數量。另外， 本發明的主要目的在於提供一種能夠使用標準藥物藥筒和一次性射流 注射噴嘴的兩級射流注射設備。
在備選方案中，另 一 目的是提供一種其功能和構造類似於傳統筆式 注射器的射流注射設備，以通過該射流注射設備使得患者舒適，並使 得射流注射設備能讓非專業使用者(例如需要胰島素的糖尿病患者)容 易使用。

發明內容
在本發明的公開中將會描述多個實施方式和各個方面，用於解決 一個或更多上述目的或者解決來自下面的披露或示例性實施例的描述 中的顯而易見的目的。
在第 一方面， 一種兩級射流注射設備設置成包括造在一起的含有藥
物藥筒的分配單元和醫用藥物注射單元。所述分配單元具有將藥物貯 液器(如，標準藥物藥筒)固定在該分配單元的中空本體內的裝置。 籍此，當固定到分配器時，藥筒將跟隨分配器運動。藥筒可以由用於 存儲藥物的任何合適的和核准的材料製成。
在醫用藥物注射單元內有致動裝置，以在劑量從射流注射器排出時 提供對射流注射器的柱塞的致動。將不再進一步描述該致動裝置，因 為它們不是本發明的要點，但是它們可以是由化學燃燒、壓縮氣體、 一個或更多的機械彈簧、磁力等驅動的任何公知的致動器。如上所述， 驅動裝置適於提供兩級注射，即首先是藥物的高壓穿透噴射，隨後是 剩餘數量藥物的較低壓力輸送。藉助於將醫用藥物分配單元和醫用藥 物注射單元組裝成單個設備，由於包含很少的部件，所以患者在注射 期間和注射之間使用均很容易。
分配單元和醫用藥物注射單元均適於可釋放地連接到醫用射流單
元。在一個實施例中，醫用射流單元配備有螺紋，所述螺紋裝配到分 配單元和醫用藥物注射單元上的相應螺紋上。當醫用射流單元經由螺 紋檸到醫用藥物分配單元上時，安裝在醫用射流單元的柱塞背側上的突起導管(如，背針)將穿過藥物藥筒上的橡膠封閉件，從而在藥物 貯液器與醫用射流單元中的衝擊室之間產生流體通道。背針可由任何 合適材料製成，如鋼或塑料或纖維增強材料。當完全擰到醫用藥物分 配單元上時，由醫用射流單元和分配單元之間經由螺紋的相對軸向移 動迫使抓持裝置(也位於柱塞背側上)自動地鉤在藥筒的頸部上，從 而在柱塞和藥筒之間產生卡扣連接。為了抽取劑量，醫用射流單元隨 後再次從醫用藥物分配單元上擰開。當藥筒固定到醫用藥物分配單元 且柱塞卡扣到藥筒上時，移動醫用射流單元遠離醫用藥物分配單元將 使柱塞相對於醫用射流單元的殼體移動。這使得由殼體和柱塞界定的 沖擊室擴大。醫用射流單元的孔口由一封蓋整體式構件密封和堵塞， 醫用射流單元殼體和柱塞之間的空間被類似地密封，因而沖擊室的擴 大在衝擊室內產生相對於環境的負壓，這使得流體藥物經由流體連接 件從藥筒遷移到衝擊室。該遷移一直持續到柱塞撞到醫用射流單元殼 體中限定的止擋件為止。於是醫用射流單元的進一步擰松使得卡扣鎖 定自動打開，因為柱塞不能再相對於殼體進一步移動。因為卡扣鎖定 打開，醫用射流單元從醫用藥物分配單元的進一步擰松使得背針從藥 筒隔膜抽出，從而使藥筒中的藥物相對於環境密封。
現在劑量已被抽取到醫用射流單元中。為了排出該劑量，醫用射流 單元必須連接到醫用藥物注射單元。為此，醫用射流單元擰到醫用藥 物注射單元上，醫用藥物注射單元(類似於醫用藥物分配單元)配備 有螺紋，所述螺紋對應於醫用射流單元上的螺紋。因為背針形成從環 境到含有流體藥物的衝擊室的流體通道，該流體通道在注射之前需要 堵住，以避免流體回流。這經由安裝在醫用藥物注射單元上的衝頭上 的塞子實現。當將醫用射流單元擰到注射設備上時，背針穿入塊狀塞 子，從而堵住背針中的流體通道。當醫用射流單元完全擰到上面時， 注射設備的衝頭抵靠在醫用射流單元的柱塞上，這樣注射設備就被裝 備好了，以備通過釋放醫用藥物注射單元中的驅動裝置而排出藥物。
在一個實施例中，該組裝的造在一起的設備可以具有兩個平行組裝 的筆式設備形狀，但也可以顯現為其它形狀範圍，如箱形、單個細長 形狀，任一個都有分配單元和醫用藥物注射單元，該列舉決不是窮盡 的。類似地，醫用射流單元與分配單元和醫用藥物注射單元之間的連 接可以為前述螺紋連接之外的其它類型。顯而易見的備選方案是卡口連接、球窩連接以及鉸接和鎖定連接。
在其它實施例中，造在一起的筆式設備可以具有自由或鉸接的蓋，
以覆蓋醫用藥物分配單元和醫用藥物注射單元的裝配開口 ，從而使得 它們對環境的暴露最小化。
因為兩級射流注射設備適用於 一 次性醫用射流單元，該醫用射流單 元可以存儲在無菌封裝件內，為注射設備配備一個或更多醫用射流單 元的臨時儲備也是有利的。該儲備可以放在設備內，或可以設計為保 持裝該注射設備的容器或袋的一部分。
在其它實施例中，本發明提供上述類型的射流排出設備，還包括用 於可選擇地設定待排出藥物劑量的劑量設定器、用於致動衝擊發生系 統和驅動組件的致動器、和可致動的釋放裝置，其中，釋放裝置的致 動使得衝擊發生系統以高壓從衝擊室通過出口噴嘴排出一部分設定劑 量，隨後藉助於驅動組件從衝擊室通過出口噴嘴排出設定劑量的其餘 部分。在一個實施例中，劑量設定通過改變止擋件和醫用射流單元的 遠端之間的距離(抽取距離)來進行，以取代限定好的止擋件，抽取 距離可以藉助於醫用射流單元上的第二螺紋連接、凹痕或定距環來改 變。


在下文中，本發明將參見附圖進一步描述，其中 圖l示出了經由接合器將醫用射流單元連接到藥物藥筒的公知原理 的剖面圖。
圖2示出了經由兩級射流注射設備分配和排出的順序的透視圖。
圖3示出了分配順序的步驟的透視圖。
圖4示出了排出順序的步驟的透視圖。
在附圖中，類似的結構通常用類似的附圖標記標示。
具體實施例方式
在下面術語中使用"遠端"、"近端"和"徑向"或類似相對表達 方式，這些術語僅針對附圖，沒必要涉及實際使用情況。所示的附圖 是示意表示，基於這個原因，不同結構的構造以及相對尺寸只是用於 說明目的。圖1示出了藉助於接合器50將醫用射流單元10連接到藥物藥筒40的 公知原理。在醫用射流單元IO、柱塞11和密封件12之間界定了衝擊室。 接合器50配備有針51，針51可以穿過藥筒40的膜41,以便當接合器50 連接到醫用射流單元10和藥筒40二者上時，在衝擊室和藥筒40內部之 間建立流體連接。
圖2示出了本發明的兩級醫用射流單元設備分配和排出液體藥物的 順序。組合的醫用藥物分配單元20和醫用藥物注射器單元30按順序連 接至醫用射流單元IO。首先，將醫用射流單元10連接到醫用藥物分配 單元20上，在此處，在劑量抽取之後，由此將對應於一次注射的預定 量的液體藥物從包含在分配單元20中的藥筒移到醫用射流單元10的衝 擊室。接著，醫用射流單元10從分配單元20移走並連接到注射器單元 30上，並且，該兩級射流注射設備準備好將一劑量注射進對象皮膚中。
圖3更詳細地示出了分配順序的步驟。圖3A示出了醫用射流單元IO, 該醫用射流單元10包括殼體和柱塞11，該柱塞帶有突起導管，例如背 針15，該突起導管與在殼體10內部、柱塞11和密封件12之間界定的衝 擊室形成流體連接。柱塞11以及殼體10配備有連接裝置16/13，在該實 施例中為卡扣連接件16和螺紋13。另外，殼體10內部包括止擋件M, 止擋件14限定了柱塞11在殼體10內部自由移動的距離。在圖3B中，示 出了包括固定裝置22的醫用藥物分配單元20，固定裝置22保持住藥筒 40，藥筒40裝有液體藥物，該液體藥物被包圍在藥筒壁40、藥筒柱塞 42和膜41之間。醫用射流單元10連接到醫用藥物分配單元20，在該實 施例中通過用螺紋連接件21/13將兩個單元擰在一起。當醫用射流單元 10和分配單元20完全組裝好時，卡扣連接件16包圍藥筒40的頸部，背 針15則穿過隔膜41，從而在包在藥筒40中的液體藥物和醫用射流單元 IO的衝擊室之間建立流體連接。接下來當從分配單元20上擰松醫用射 流單元10時，卡扣連接件16使得柱塞11相對於藥筒40保持固定，藥筒 40又固定到分配單元20上。因而，柱塞11相對於醫用射流單元殼體10 移動，由此在衝擊室中產生負壓。這使得液體藥物從藥筒40移到衝擊 室，直到柱塞11碰到止擋件14為止。為了實現這種情況，重要的是藥 筒40和分配單元20之間的連接件22不能是氣密的，以確保藥筒柱塞42 可以自由地移動，而不在連接件22和藥筒柱塞42之間的空間中建立負 壓。當進一步將醫用射流單元10從分配單元20上完全擰下時，止擋件14使得柱塞11相對於分配單元20移動，從而迫使卡扣連接件16再次從 藥筒40頸部脫開。然後分配單元20和醫用射流單元10分開，且醫用射 流單元10裝載一定量的液體藥物(對應於單劑量藥物)，該藥物包含 在衝擊室內。
圖4更詳細地示出了排出順序的步驟。在圖4A中，醫用射流裝置IO 已經裝到注射器單元20上，在該實施例中藉助於螺紋連接件13/21。可 以看出，注射器單元20包括衝頭23，當排出藥物時，在衝頭的前邊緣 24接觸柱塞11之前衝頭23具有自由移動的距離。該距離用於確保在注 射第一階段期間的高能量沖擊。然而，在轉到看圖4B時，該圖示出， 藉助於裝配在衝頭23上的塞子25，該自由距離也被利用來堵住背針15， 以避免在注射期間有任何液體藥物回流。由於穿過背針15到沖擊室的 整個液體通道通過分配順序而被填滿液體，液體通道中的介質是不可 壓縮的且沒有撓曲或彈性能削弱射流衝擊。因為沿自背針15到衝擊室 的液體通道有相當長的距離，沒有汙染物能到達注射時間僅為幾分之 一秒的藥物。然而，因為組合起來的分配和注射單元是耐用設備，衝 頭23和塞子25之間的連接允許更換塞子，這也確保了對背針15的不透 流體的封閉。在排出的初始步驟過程中，堵住背針15之後，衝頭23的 前端24到達柱塞11，並將衝擊先傳遞給柱塞ll再傳給衝擊室中的液體， 於是液體至少在注射的初始階段期間在高的壓力/速度下被排出。在圖 4C中，柱塞ll已經到達沖擊室的底部，全部液體已經排出。現在當注 射完成時，可將用過的醫用射流單元10再次擰松並將其從醫用藥物注 射單元20上取下來。
權利要求
1. 一種醫用設備系統，其包括醫用射流單元(10)，所述醫用射流單元(10)包括殼體和空腔，該殼體帶有第一連接裝置(13)，該空腔界定了衝擊室，該空腔包括遠端開口和近端開口，其中，所述遠端開口具有孔口形式，且所述近端開口由可滑動柱塞(11)密封，該柱塞(11)包括與所述空腔相關的遠側以及相對的近側，其中，該柱塞(11)還包括在所述空腔與該柱塞(11)的近側之間產生液體連通的流體通道，該近側還設置有連接到所述流體通道的突起導管(15)，所述柱塞(11)在近側處設置有第二連接裝置(16)；醫用藥物分配單元(20)，用於用一定劑量液體藥物填充所述醫用射流單元(10)，所述醫用藥物分配單元(20)包括帶有遠端部和近端部的藥物貯液器(40)，其中，所述醫用藥物分配單元(20)包括第一連接裝置(21)和第二連接裝置，該第一連接裝置(21)連接所述射流單元(10)的所述第一連接裝置(13)，該第二連接裝置位於所述藥物貯液器(40)的遠端部上並連接至所述醫用射流單元(10)的第二連接裝置(16)；和醫用藥物注射單元(30)，用於迫使一定劑量液體藥物從所述醫用射流單元(10)中排出，所述醫用藥物注射單元(30)包括衝頭(32)、第一連接裝置(31)和用於密封地接合所述突起導管(15)的裝置(34)，該衝頭(32)適於被朝所述柱塞(11)驅動，從而在所述柱塞(11)上產生衝擊，該第一連接裝置(31)連接至所述醫用射流單元(10)的所述第一連接裝置(13)，其特徵在於，所述醫用射流單元(10)的所述第一連接裝置(13)適於分別接合所述醫用藥物分配單元(20)或藥物注射單元(30)的第一連接裝置(21，31)，所述醫用射流單元(10)的第二連接裝置(16)適於在所述醫用射流單元(10)利用所述第一連接裝置(13，21)接合或脫離所述醫用藥物分配單元(20)時自動地接合或脫離藥物貯液器(40)的第二連接裝置。
2. 根據權利要求l所述的醫用設備系統，其特徵在於，所述醫用藥物注射單元(30)包括用於密封地接合所 述突起導管(15)的密封裝置(34)。
3. 根據權利要求2所述的醫用設備系統，其特徵在於，當所述醫用射流單元(IO)利用所述笫一連接裝置(13， 31 )接合至所述醫用藥物注射單元(30)時，所述突起導管(15)自 動地由所述密封裝置(34)密封地接合。
4. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統， 其特徵在於，所述醫用射流單元(IO)還包括限定所述柱塞的滑動範圍的止擋裝置(14)。
5. 根據權利要求4所述的醫用設備系統，其特徵在於，從所述止擋裝置(14)到所述醫用射流單元(10)的 遠端部的距離是可變的，從而使得一可變劑量可被抽取並能夠被從所 述醫用藥物分配單元(20)分配給所述醫用射流單元(10)。
6. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統， 其特徵在於，所述醫用藥物分配單元(20)和所述醫用藥物注射單元(30)造在一起，形成單個集成式兩級射流注射設備。
7. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統， 其特徵在於，所述第一連接裝置(13， 21, 31)是螺紋連接件、卡口連接件、卡扣連接件或球-環連接件。
8. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統， 其特徵在於，所述醫用射流單元(10)是一次性單元，其包括一種封蓋整體式構件，以便在注射之前密封並堵住孔口。
9. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統， 其特徵在於，所述醫用射流單元(10)可容納多種標準注射體積，優選為IOO、 200和300微升。
10. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統，其中，所述藥物貯液器(40)在遠端部處包括一種可刺穿膜(41)， 用於接合所述突起導管(15)，從而在所述藥物貯液器(40)與所述 柱塞(11)的所述流體通道之間建立流體連接。
11. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統，其中，所述醫用藥物分配單元(20)還包括彈簧，在殼體(10)連 接到所述醫用藥物分配單元(20)時，所述彈簧受到壓縮。
12. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統，其中，所述藥物貯液器(40)是一種可更換的藥筒，該藥筒包括密封膜(41)和可滑動的藥筒柱塞(42)。
13. 根據前述權利要求中任何一項所述的醫用設備系統，其中，所述密封裝置(34)是塞子，該塞子接合所述突起導管(15)， 從而堵住所述流體通道。
14. 一種用於在排出液體藥物之前分配液體藥物並裝配醫用藥物注 射單元的方法，所述方法包括步驟i. 將醫用射流單元(10)經由第一連接裝置(13)和(n)連接 到醫用藥物分配單元(20)，同時將集成在所述醫用射流單元(10) 中的可滑動柱塞(11)經由第二連接裝置(16)連接到藥物貯液器(40)， 該藥物貯液器(40)插在所述醫用藥物分配單元(20)中並固定在其 中，由此，所述柱塞(11)的突起導管(15)接合所述藥物貯液器(40) 的膜(")，從而在所述藥物貯液器(40)與醫用射流裝置(10)的 衝擊室之間產生流體通道，ii. 啟動所述醫用射流單元(10)與所述醫用藥物分配單元(20) 的分離，在所述分離的初始步驟中，其導致所述醫用射流單元(10) 移動遠離所述醫用藥物分配單元，同時所述柱塞(11)保持連接至所 述藥物貯液器(40),柱塞相對於醫用射流單元的殼體的該相對運動 使得衝擊室的容積擴大，在該衝擊室裡產生的相對於環境的負壓使得 一定劑量液體藥物從所述藥物貯液器(40)移到該沖擊室iii. 進一步從所述醫用藥物分配單元(20)上分離所述醫用射流單 元(10)，由此，所述柱塞(11)撞到止擋裝置(IO ,使得所述柱 塞(11)從所述藥物貯液器(40 )上釋放，該止擋裝置(l4 )包含在 殼體(10)中用於限制所述柱塞(11)相對於所述殼體(10)的移動；iv. 將所述醫用射流單元(10)連接到醫用藥物注射單元(30)， 所述醫用藥物注射單元(30)包括提供衝擊能量給所述柱塞(11)的 衝頭(32)和致動裝置。
全文摘要
一種射流注射設備包括醫用射流單元(10)、醫用藥物分配單元(20)和醫用藥物注射單元(30)。空的醫用射流單元(10)連接到所述醫用藥物分配單元(20)，且所述醫用射流單元(10)內部的柱塞(11)卡扣到所述醫用藥物分配單元(20)內的可拆卸藥物容器(40)上，由此經由中空背針在所述藥物容器(40)和所述醫用射流單元(10)的室之間產生流體連接。所述醫用射流單元(10)移動離開所述醫用藥物分配單元(20)，連接到所述藥物容器(40)的柱塞(11)相對於所述醫用射流單元(10)移動，使得所述醫用射流單元(10)的衝擊室擴大，並導致一劑量液體藥物從所述藥物容器(40)遷移到衝擊室。然後，所述醫用射流單元(10)從所述醫用藥物分配單元(20)移開並連接到醫用藥物注射單元(30)，所述醫用藥物注射單元(30)包括衝頭(32)和致動裝置，用於將衝擊能量傳遞給所述柱塞(11)，由此將一劑量的液體藥物排出。
文檔編號A61M5/30GK101426543SQ200780014431
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月20日 優先權日2006年4月21日
發明者C·索倫森, T·斯特羅姆漢森 申請人:諾沃-諾迪斯克有限公司