無針頭注射器的製作方法

2023-10-19 23:45:47 2

專利名稱：無針頭注射器的製作方法
無針頭注射器
相關申請
本申請與2002年5月30日申請的、名稱為"無針頭注射器和安瓿 系統"、序列號為10/158,853的已授權的美國專利申請和2005年7月21 日申請的、名稱為"無針頭注射器和安瓿系統"、序列號為11/185,736 的美國專利申請相關。
背景技術：
(a) 發明領域
本發明總體上涉及一種用於將液體藥劑輸送進人或動物的身體內 部的無針頭注射器。本發明尤其是涉及，但不局限於， 一種穿過人或動 物的表皮輸送流體的高壓射流的彈簧致動式無針頭注射裝置。
(b) 現有4支術的討論
認識無針頭注射裝置的優點已有一段時間。這些優點中的一些包 括沒有對健康護理人員造成危險的針頭；人或動物之間的交叉感染的 風險減小；消除了在人或動物的組織中斷針的風險；射流的直徑通常小 於皮下注射針的直徑，因而不如皮下注射針疼痛。
由於無針頭注射裝置的公知優點，所以存在許多設計成向患者或動 物提供多劑量的氣動或氣體致動式無針頭注射裝置。多數已知的無針頭 注射裝置通過使用活塞來驅動待輸送通過細噴嘴的流體，所述細噴嘴產 生小的高壓流，所述高壓流僅由於高壓穿透皮膚。多劑量裝置依賴用於 操作活塞以驅動流體通過噴嘴的空氣源或工作流體源。因而，這些裝置 的嚴重局限性在於它們必須具有容易獲得的空氣源或其他流體源以驅 動活塞。這使得這些裝置在遙遠地區的野外條件下無法使用並且在醫院 或診所中也不方便。
由於使用高壓流體驅動活塞的注射裝置的缺點，所以對彈簧動力式 無針頭注射裝置的發展給予了很多關注。然而，由於與安全和可靠性關
聯的問題，已知裝置的成功是有限的。關於安全的問題通常涉及裝置意 外排放的可能性。可靠性的問題通常涉及裝置將液體的已知全部劑量輸 送進動物或人體內的能力。
安全問題的發生通常與具有暴露的觸發器或者包括可伸出注射器 內殼的衝頭或活塞驅動裝置的裝置有關。使用該類型裝置的風險類似於 與槍枝上的扳機有關的風險，也就是說意外按壓觸發器，導致裝置的意 外或過早發射。
可靠性問題包括許多問題。 一個重要問題是產生合適的流體射流或 流體流和將該射流引入到動物或人的皮膚上。優選地，射流將是^艮細的 射流，該射流將以優選卯度的入射角沖擊繃緊皮膚的部分。當射流與
皮膚成90度地沖擊皮膚時，多數流能量用於穿透皮膚。另外，通過在 輸送流體的射流之前保持皮膚繃緊，不允許皮膚皺褶，因而來自射流的 更多能量用於穿透皮膚而不是偏轉或移動皮膚。
因此，對已知裝置的回顧表明了仍需要一種彈簧操作式注射裝置， 其防止發射直到裝置合適地定位抵住皮膚為止。
仍需要一種手持的彈簧操作式無針頭注射裝置，其將確保皮膚保持 繃緊，並且在允許射流輸送到皮膚之前待輸送射流的噴嘴保持與皮膚成 卯度。

發明內容
已經發現可通過提供一種手持的彈簧動力式無針頭注射裝置來解 決現有技術未解答的問題，所述注射裝置包括外殼；能夠由所述外殼滑 動地支撐的內殼，所述內殼能夠沿著所述外殼從準備位置移動到發射位 置，所述內殼具有前端和後端，所述內殼的前端適於接收藥水瓶，所述 藥水瓶包括用於輸送容納在所述藥水瓶內的流體的噴嘴，所述內殼進一 步具有彈簧動力式沖頭，未加載所述衝頭能夠從待發位置移動到未加載 位置；安裝在所述內殼和所述外殼之間的皮膚張緊彈簧，所述皮膚張緊 彈簧將所述內殼的前端偏壓遠離所述外殼；和觸發器，當所述內殼位於 發射位置時所述觸發器通過所述外殼能夠被操作，只有當所述內殼位於 發射位置時所述觸發器才與所述彈簧動力式衝頭協作以從待發位置釋
放所述衝頭。
根據本發明的更優選實施例，觸發器止動件結合進所述外殼中，並 且所述觸發器從所述內殼進行安裝。當所述內殼不位於發射位置時，所 述觸發器止動件防止觸發器的操作。該觸發器止動件的示例包括突出 部，所述突出部從外殼延伸，並且當所述內殼不位於發射位置時阻礙所 述觸發器的移動。然後當所述內殼移動到發射位置時，所述突出部移動 遠離所述觸發器。
可以預料到，所公開的本發明將與藥水瓶一起使用，所述藥水瓶包 括在一端的連接器和在另一端的噴嘴和皮膚張緊器。可以預料到所述連 接器將是卡口型連接器。也可以預料到所述皮膚張緊器將是圍繞所述噴 嘴的脊突。
在操作中，使用者將把所述衝頭定位在待發位置並且將藥水瓶附接 到所述內殼的前端。所述藥水瓶預裝有待輸送到動物或人中的液體。然 後，使用者將所述噴嘴和皮膚張緊器抵壓住動物或人，致使所述裝置的 內殼克服所述皮膚張緊彈簧進入或相對於所述外殼移動到發射位置。一 旦所述內殼移動到發射位置，所述皮膚張緊彈簧的壓力反作用於動物或 人，致使皮膚在所述皮膚張緊器上被伸展繃緊。該皮膚在皮膚張緊器上 的該伸展將定位皮趺的與藥水瓶和噴嘴成直角的目標區域。所述內殼移 動到發射位置也導致突出部相對於所述內殼移動使得所述突出部不再 阻礙所述觸發器的移動。然後使用者簡單地按壓所述觸發器，釋放所述 衝頭，而所述衝頭接著驅動流體通過所述藥水瓶的噴嘴並且進入動物或 人的皮膚。
可以預料到，所述衝頭可驅動帶有密封件的分離柱塞穿過所迷藥水 瓶以通過所述藥水瓶的噴嘴排出所述藥水瓶內的流體。然而，所迷沖頭 可以結合所述柱塞的部分或全部。優選的是所述衝頭將驅動分離柱塞並 且將使用密封件，原因是這將能夠設計一次性使用的柱塞和密封件。
更進一步地，可以預料到，分離柱塞的使用將允許使用機械擊發準 備裝置，所述機械擊發準備裝置將抵推所述衝頭以將所述衝頭從未加載 位置移動到待發位置。
也應當理解本領域的技術人員將從以下詳細描述和附圖中顯見本 發明的以上及其他優點和結果，附圖示出了本文所述的、尤其是由所附 權利要求限定的所構想的新穎構造、組合和元件。


圖l是本發明的裝置的一實施例的立體圖，其中外殼的一部分被去 除，使得可以看到裝置的內部。
圖2是該裝置的俯視圖。
圖3是本發明的裝置的分解圖。
圖4是在將內殼移動到發射位置之前位於準備位置的圖l裝置的橫 截面圖。
圖5是圖l的裝置位於發射位置的橫截面圖。
圖6A是本發明的藥水瓶和密封件的一實施例的立體圖。
圖6B是圖6A中的藥水瓶和密封件的俯視圖。
圖7是用於本發明的無針頭注射裝置的攜載和擊發準備裝置的立體圖。
圖8是圖7的攜載和擊發準備裝置的側視圖。
具體實施例方式
參見圖1和圖5， 一種手持的彈簧動力式無針頭注射裝置10包括內 殼12,該內殼包括前端14和後端16。內殼12的前端14適於接收用於 容納流體20的藥水瓶18，所述流體20將被輸送穿過覆蓋動物或人24 的組織的皮膚22並且進入人或動物24的組織。重要的是注意本文所用 術語"動物"意圖包括人以及其他動物。
如圖1中所示，內殼12安裝在外殼28內，所述外殼28可滑動地 支撐內殼12。內殼可從圖4中所示的準備位置移動到圖5中所示的發射 位置。
內殼12可由安裝在內殼12和外殼28之間的皮膚張緊彈簧30推入 圖4的準備位置。皮膚張緊彈簧30起兩個主要功能。彈簧30的第一功 能是與藥水瓶18的結構協作，以在將流體20輸送進動物或人24中之 前推動動物的皮膚22繃緊，同時定位皮膚22。皮膚張緊彈簧30的第二 主要功能是與觸發機構32協作，以確保裝置10不能被發射直到裝置10 合適地定位在覆蓋動物或人24的組織的皮膚22上，並且合適大小的壓 力或力存在於藥水瓶18和皮膚22之間為止。
用於將藥水瓶18保持抵住皮膚22的壓力或力的大小是注射過程中 的重要變量。無針頭注射裝置能夠通過以足夠高的壓力和速度將流體的 射流34輸送到皮膚22而將流體輸送穿過動物或人24的皮膚22, l吏得 流體的射流34穿透皮膚22並且進入動物或人24的組織。
有助於裝置完成形成流體射流34的任務的能力的重要因素是可快 速和高效傳遞到流體的射流34的能量大小、和裝置定位流體射流34使 得流體的射流34的能量足夠用於穿透動物或人24的組織的能力。待傳 遞到流體20的能量存儲在注射輸送彈簧36中，所述注射輸送彈簧36 將柱塞和密封件38驅動到藥水瓶18中，以迫使流體20通過形成流體 射流34的噴嘴40。注射輸送彈簧36定位在沖頭44的頭部50和內殼 12的後端之間。
為了獲得流體射流34輸送進皮膚22內的最高效率，當流體射流34 輸送進皮膚22內時，噴嘴40應當定位成相對於皮膚22成直角。以不 同於直角的某個角度輸送流體射流34，將意味著流體射流用以撞擊皮膚 的力的分力會平行於皮膚而不是進入皮膚22。
如圖1、 2和4-6中所示，藥水瓶18的優選示例將包括圍繞藥水 瓶18的噴嘴40的皮膚張緊器42。在所示的示例中，皮膚張緊器42是 大致繞噴嘴出口定位的盤43。
安裝環41也示出位於藥7jC瓶18上。安裝環41輔助使用者將藥水 瓶18插入進裝置10中，並且當將要輸送流體射流34時將裝置10定位 成與皮膚成直角。在輸送流體射流34之前當將裝置抵壓住皮膚時，皮 膚張緊器42可與安裝環41協作以推動皮膚繃緊。已經發現，在釋放流 體射流34之前，必須將某個最小數值的力施加在皮膚上以確保皮膚被
拉緊。需要施加在皮膚上的力的大小依據用裝置10注射的動物的物理特性而變化。例如，只是由於皮膚彈性的老化效果，與年青人相比老年人 可能需要較高的力以保持皮膚繃緊。因此，可以預料到，所公開的本發 明將製造為具有不同的皮膚張緊彈簧，每個皮膚張緊彈簧具有適合特定 應用的剛度。可以預料到，例如可通過添加擰在彈簧上以增加預張力的 螺紋塞，使得由皮膚張緊彈簧所施加的力可調節。然而，優選的是，由 皮膚張緊彈簧所施加的力應該是最終使用者不可調節或者可由替換的，
而是優選地在組裝期間被預校準。外殼28和用於裝置10的擊發和存儲 機構將被設置色碼以告知使用者用於所述特定注射裝置10的預設皮膚 張緊力。
因而，在操作中，使用者選擇帶有合適皮膚張緊彈簧30和注射輸 送彈簧36的注射裝置，並且選擇將包含待輸送進動物的組織中的預期 流體的藥水瓶18。藥水瓶18將優選地通過使用卡口型連接器附接到內 殼12的前端14，並且配合到可作為柱塞和密封件38的一部分的密封件 38。柱塞38由彈簧動力式衝頭44驅動通過藥水瓶18，所述彈簧動力式 衝頭44可從圖4中所示的安全、待發位置移到圖5中的虛線所示的未 加栽位置。如圖3中所示，彈簧動力式衝頭44位於套管47內，所述套 管47包括用於接收彈簧機構32的閂鎖部件的狹槽49。
皮膚預張緊彈簧30和注射輸送彈簧36的變化，允許無針頭注射裝 置IO設計成適合特定應用。例如，用於兒童的無針頭注射裝置IO可具 有皮膚預張緊彈簧30和注射輸送彈簧36的一種特定組合，而用於成年 男性的皮膚預張緊彈簧30和注射輸送彈簧36的組合將可能是不同組 合。因此，所公開的本發明通過改變皮膚預張緊彈簧30和注射輸送彈 簧36，可適用於各種人或動物，並且適合各種類型注射的輸送或流體的 輸送深度。
參見圖1、 3和5，外殼28包括孔56。觸發器45安裝在內殼12中 並且穿過孔56伸出以由使用者可接合。觸發機構32包括控制沖頭44 的釋放的連杆58 (圖3)。從比較圖4和5中可以理解，當裝置10位於 圖5中所示的發射位置之後，通過按壓觸發器32實現裝置10的輸送流 體藥劑的發射。然而，只有當裝置IO位於圖5中所示的發射位置時，
觸發機構32的觸發器45才能釋放柱塞和密封件38。當裝置10位於另 一位置(不同於發射位置)時，例如準備位置時，機構58的觸發器連 杆58不能被按壓以釋放衝頭44。為了安全和為了注射功效，沖頭44 的釋放被阻止。
如圖4和5中所示，通過將突出部46定位在觸發器45之下，4吏觸 發機構32的不需要啟動情況得以實現。突出部46防止觸發器45沿箭 頭48的方向移動，從而防止沖頭44的釋放，且因而防止裝置10的發 射。根據本發明的優選實施例，突出部46從外殼28延伸到觸發器45 之下的位置。突出部46定位成使得它幹涉觸發器45的移動直到裝置10 位於圖5中所示的發射位置為止。在本發明的優選示例中，內殼12相 對於外殼28的運動移動觸發器45 (其從內殼12進行安裝)相對於外殼 28的位置，外殼28保持突出部46。
克服皮膚張緊彈簧30的力，實現外殼28相對於內殼12的移動量。 選擇皮膚張緊彈簧30的剛度，使得合適大小的力施加到動物或人24的 皮膚22上。皮膚張緊彈簧30的剛度由公知的公式F-kh計算出，其中 F是位於發射位置所需的力，x是為將裝置定位在發射位置(在此突出 部46不會阻礙觸發機構32的移動)內殼12相對於外殼28行進的距離， k是皮膚張緊彈簧30的彈簧常數。
一旦內殼12相對於外殼28定位成使得所需大小的皮膚張緊力施加 到抵住藥水瓶18的皮膚22上，這也將裝置定位在發射位置，則只有當 內殼位於發射位置時，按壓觸發器45才引起彈簧動力式衝頭44從待發 位置釋放。
從圖6A和6B可以理解，藥水瓶18將產生通過噴嘴40的流體射流 34。另外，藥水瓶18包括繞藥水瓶18本體54延伸的周向加強肋52。 加強肋有助於減小在注射輸送期間藥水瓶18的本體54的偏轉量。
參見圖7和圖8，應當理解，所公開的系統可與組合的擊發準備和 攜載裝置60 —起使用。擊發準備和攜載裝置將包括擊發準備衝頭62， 該擊發準備衝頭62用於將彈簧動力式衝頭44推回到圖4中所示的"準 備"位置。擊發準備和攜載裝置60包括支座64，當擊發準備衝頭62 抵推彈簧動力式衝頭44時，所述支座64保持外殼28。
擊發準備衝頭62將抵推彈簧動力式衝頭44以將彈簧動力式衝頭移 動到圖4中所示的"準備"位置。應當理解， 一旦裝置定位在支座64 內，並且關閉擊發準備和攜載裝置60，則擊發準備和攜載裝置60將準 備擊發無針頭注射裝置10。因而，擊發準備和攜載裝置60將充當用於 運送和存儲無針頭注射裝置10的擊發準備裝置和盒子。
因此可以理解，上述實施例僅是用於實施所公開的本發明的公開元件 的許多設置變化中的一些示例性說明。此外，儘管特別參照優選實施例及 其修改詳細地示出、描述和例示了本發明，但應當理解，前述及其他修改 僅僅是示例性的，在不脫離本發明所要求的實際精神和範圍的情況下可進 行形式和細節的等效變化。
權利要求
1.一種無針頭注射裝置，其包括具有前端和後端的內殼，所述內殼的前端適於接收藥水瓶，所述藥水瓶包括用於輸送容納在所述藥水瓶內的流體的噴嘴，所述內殼進一步具有彈簧動力式衝頭，所述衝頭能夠從待發位置移動到未加載位置；適於能夠滑動地支撐所述內殼的中空外殼，所述內殼在所述中空外殼內的安全位置和發射位置之間移動；安裝在所述內殼和所述外殼之間的皮膚張緊彈簧，所述皮膚張緊彈簧將所述內殼朝所述安全位置偏壓遠離所述發射位置；和配置在所述外殼中的觸發器，當所述內殼位於所述發射位置時所述觸發器通過所述外殼能夠被操作，只有當所述內殼位於所述發射位置時所述觸發器才與所述彈簧動力式衝頭協作以從所述待發位置釋放所述衝頭。
2. 根據權利要求l所述的無針頭注射裝置，其進一步包括定位在 所述內殼的後端和所述彈簧動力式沖頭之間的注射輸送彈簧，其中當所述彈簧動力式沖頭朝所述內殼的後端移動時，所述注射輸送彈簧被壓縮 以朝所述待發位置移動所述彈簧動力式衝頭。
3. 根據權利要求2所述的無針頭注射裝置，其中所述皮膚張緊彈 簧具有比所述注射輸送彈簧低的剛度。
4. 根據權利要求3所述的無針頭注射裝置，其中所述皮膚張緊彈 簧和所述注射輸送彈簧串聯配置在相應的外殼內。
5. 根據權利要求l所述的無針頭注射裝置，其中所述觸發器從所 述內殼進行安裝，使得其中所述內殼和所述觸發器在所述中空的手握型 外殼內一起移動。
6. —種手持的彈簧動力式無針頭注射裝置，其包括 外殼；能夠滑動地配置在所述外殼內的內殼，所述內殼能夠在所述外殼內 的準備位置和發射位置之間移動，所述內殼具有前端和後端，所述內殼 的前端適於接收藥水瓶，所述藥水瓶包括用於輸送容納在所述藥水瓶內的流體的噴嘴，所述內殼進一步具有彈簧動力式沖頭，所述沖頭能夠從待發位置移動到未加栽位置；安裝在所述內殼和所述外殼之間的皮膚張緊彈簧，所述皮膚張緊彈 簧將所述內殼的前端偏壓遠離所述外殼；和配置在所述外殼中的觸發器，當所述內殼位於所述發射位置時所述 觸發器通過所述外殼能夠被操作，只有當所述內殼位於所述發射位置時 所述觸發器才與所述彈簧動力式衝頭協作以從所述待發位置釋放所述 衝頭。
7. 根據權利要求6所述的無針頭注射器，其中所述觸發器樞轉地 支撐在所述內殼上。
8. 根據權利要求19所述的無針頭注射器，其中所述彈簧動力式衝 頭包括頭部，所述注射輸送彈簧定位在所述內殼內的所述頭部和所述內 殼的後端之間。
9. 根據權利要求8所述的無針頭注射器，其中當所述衝頭位於所 述待發位置時，所述觸發器與所述頭部協作以固定所述頭部的位置。
10. 根據權利要求8所述的無針頭注射器，其中所述皮膚張緊彈簧 和所述注射輸送彈簧串聯配置在各自的外殼內。
11. 根據權利要求6所述的無針頭注射器，其中所述外殼包括孔， 當所述內殼位於所述發射位置時所述孔暴露所述觸發器。
12. 根據權利要求6所述的無針頭注射器，其中所述外殼包括孔和 從所述外殼延伸的突出部，當所述內殼位於所述發射位置時，所述孔容 許所述觸發器的一部分通過所述孔暴露，所述突出部阻礙所述觸發器的移動直到所述內殼位於所述發射位置為止。
13. 根據權利要求6所述的無針頭注射器，其中所述外殼包括突出 部，所述突出部阻礙所述觸發器的移動直到所述內殼位於所述發射位置 為止。
14. 根據權利要求13所述的無針頭注射器，其中所述觸發器包括 控制所述彈簧動力式衝頭的釋放的連杆，所述連杆能夠從笫一位置移動 到第二位置，在所述第一位置時所述連杆能夠使所述頭部接合，由此將 所述彈簧動力式衝頭鎖定在所述待發位置；在第二位置時所述連杆不會使所述頭部接合，並且所述彈簧動力式衝頭從所述待發位置釋放。
15. —種穿過一區域輸送流體藥劑的方法，所述方法包括以下步驟 提供無針頭注射裝置，所述裝置包括具有前端和後端的內殼，所述內殼的前端適於接收藥水瓶，所述藥水瓶包括用於輸送容納在所述藥 水瓶內的流體的噴嘴，所述內殼進一步具有彈簧動力式衝頭，所述沖頭 可從待發位置移動到未加載位置；適於能夠滑動地在其中接收所述內殼 的中空外殼，所述內殼能夠在所述中空外殼內的安全位置和發射位置之 間移動；安裝在所述內殼和所述外殼之間的皮膚張緊彈簧，所述皮膚張 緊彈簧朝所述安全位置偏壓所述內殼；配置在所述外殼中的觸發器，當 所述內殼位於所述發射位置時所述觸發器能夠通過所述外殼操作，只有 當所述內殼位於所述發射位置時所述觸發器才與所述彈簧動力式衝頭 協作以從所述待發位置釋放所述衝頭；和配置在所述內殼內並且適用於 容納所述流體藥劑的藥水瓶，所述藥水瓶具有與噴嘴流體連通的內腔和 繞所述噴嘴安裝的皮膚張緊器，所述沖頭連接到柱塞，所述柱塞適於驅 動所述藥水瓶的內腔的流體並使所述流體通過所述噴嘴；將所述皮膚張緊器放置在所述區域的皮膚上，並且通過朝所述皮膚 張緊器推動所述外殼將所述張緊器抵壓住所述區域，並且使所述外殼逆 著所述皮膚並克服來自所述張緊彈簧的力朝所述內殼的前端移動直到 所述內殼位於所述發射位置為止，其中來自所述皮膚張緊彈簧的力致使 所述皮膚在所述噴嘴的前面拉伸；和按壓所述觸發器以釋放所述衝頭，其中所述衝頭迫使所述柱塞穿過 所述藥水瓶內的腔，從而將所述流體從所述藥7jc瓶通過所述噴嘴噴射進 所述區域。
16. 根據權利要求1S所述的方法，其中注射輸送彈簧定位在所述 內殼的後端和所述彈簧動力式衝頭之間，並且進一步包括以下步驟朝 所述內殼的後端移動所述彈簧動力式沖頭以壓縮所述注射輸送彈簧和 朝所述待發位置移動所述彈簧動力式沖頭。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中所述皮膚張緊彈簧具有比 所述注射輸送彈簧低的剛度。
18. 根據權利要求17所迷的方法，其中所述皮膚張緊彈簧和所述 注射輸送彈簧串聯配置。
19. 根據權利要求l所述的無針頭注射裝置，進一步包括定位在所 述內殼的後端和所述彈簧動力式衝頭之間的注射輸送彈簧，其中當所述 彈簧動力式衝頭朝所述內殼的後端移動時，所述注射輸送彈簧被壓縮以 朝所述待發位置移動所述彈簧動力式衝頭。
全文摘要
公開了一種無針頭注射裝置，其包括外殼和能夠滑動地由所述外殼支撐的內殼。所述內殼支撐藥水瓶，該藥水瓶包括用於輸送容納在藥水瓶內的流體的噴嘴。適於推動密封件和柱塞的彈簧動力式衝頭安裝在所述內殼內。安裝在所述內殼和所述外殼之間的皮膚張緊彈簧用於推動所述內殼的前端遠離所述外殼。只有當所述內殼位於發射位置時，與所述彈簧動力式衝頭協作的觸發器用於從待發位置釋放所述衝頭。
文檔編號A61M5/30GK101193672SQ200580049989
公開日2008年6月4日 申請日期2005年12月20日 優先權日2005年5月3日
發明者約翰·賓厄姆, 羅伯特·斯坦韋 申請人:醫用注射器公司