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Nadellose Injektionsspritze Die Erfindung bezieht sich auf eine hypodermischespritze, mittels der eine Injektion nach der andern in schneller Reihenfolge ausgeführt werden kann. Derartige Instrumente spritzen einen Strahl mit hoher Geschwindigkeit durch eine winzige Öffnung ar. dem einen Ende des Instrumentes. Die Öffnung wird gegen die Haut gedrückt. Der sehr kleine Strahl, der eine hohe Geschwindigkeit besitzt, ist in der Lage, die Epidermis zu durchdringen, so dass das flüssige Medikament, das dem anfänglichen Einspritzen nachfolgt, in das darunter liegende Hautgewebe strömt. Derartige Instrumente finden zur Durchführung von Massenimpfungen insbesondere Verwendung. Auf dem Hauptteil des Instrumente. s ist ein Behälter angeordnet, aus dem das flüssige Medikament in der Kammer innerhalb des Instrumentes nach jeder Einspritzung ergänzt wird.
Das Instrument kann so betätigt werden, dass die Abgabe aus der Öffnung mit zwei aufeinanderfolgenden Druckstufen durchgeführt werden kann. Die erste hohe Druckstufe erzeugt die sehr kleine Durchlochung der Epidermis und die zweite niedrigere Druckstufe bringt die restliche Flüssigkeit in das darunter liegende Hautgewebe durch die Offnung hindurch.
Es sind nadelloseinjektionsspritzen bekannt, bei welchen der zum Austreiben des Medikamentes notwendige Druck durch einen mittels einer Feder angetriebenen, auf einen Injektionskolben einwirkenden Stössel aufgebracht wird. Auch die Anwendung pneumatischen Druckes ist für diesen Zweck vorgeschlagen worden.
DieErfindung bezweckt die Schaffung eines vereinfachten Instrumentes für mehrfache Einspritzungen, das aus einem Minimum an Teilen besteht, von denen die meisten leicht aus verfügbaren Materialien hergestellt werden können, um damit auch eine billigere Herstellung zu ermöglichen.
Das wesentlicheMerkmal der Erfindung besteht darin, dass die Wirkung der Federkraft auf die Periode des ersten stossweisen Austreibens des Medikamentes zum Durchdringen der Haut beschränkt ist und das weitere Austreiben des Medikamentes hingegen durch hydraulischen oder in an sich bekannter Weise pneumaischen Druck bewirkt wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu erblicken, dass der auf den Injektionskolben einwirkende Stössel eine becherförmige Aufnahme für die Feder aufweist, welche sich gegen einen pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagten, in einem zylindrischen Gehäuse verschiebbaren Kolben stützt, wobei zwischen dem Stössel und dem Kolben ein Bolzen angeordnet ist, der eine einstellbare axiale Bewegung des Stössels gegenüber dem Kolben unter der Einwirkung der Feder freigibt. Auf diese Weise können verschiedene Dosierungen erreicht werden.
Ferner sieht die Erfindung vor, dass der Stössel mit einem nach vorn weisenden hohlen Schaft versehen ist, in den der Injektionskolben längsverschieb-und lösbar eingesetzt ist.
Unter der anfänglichen Kraft, die dem Stössel durch die Feder erteilt wird, bewegt er sich ein kurzes Stück nach vorne, um dabei Geschwindigkeit aufzunehmen, ehe er den Injektionskolben trifft. Die Wucht, die beim Auftreffen auf den Kopf entsteht, liefert die wesentlich verstärkte Kraft auf die Flüssigkeit, damit diese in einem Strahl hoher Anfangsgeschwindigkeit durch die Epidermis hindurchdringen kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindungwerden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Injektionsspritze schematisch veranschaulicht. Es zeigt : Fig. l eine per- spektivische Ansicht eines Instrumentes gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht von vorn auf das Instrument nach Fig. l, Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch den Hauptteil des Instrumentes
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bei in zurückgezogener Stellung liegendem Stössel, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, bei vorgeschobenem Stössel und Fig. 5 ist eine Detaildarstellung des abnehmbaren Injektionskolbens, teilweise im Schnitt.
Ein Gehäuse 10 der Injektionsspritze weist eine zylindrische Gestalt auf und wird von einem Handgriff 60 getragen, der eine die untere Seite des zylindrischen Gehäuses 10 teilweise umgebende Auflage 62 aufweist, an der das Gehäuse 10 mit Schrauben 64 befestigt ist. Der Handgriff 60 besteht aus zwei komplementären Teilen 61, die in Längsrichtung geteilt sind, so dass sich Herstellung und Zusammenbau erleichtern. Die beiden Teile 61 sind mittels Schrauben 63 verbunden.
Das vordere Ende der Injektionsspritze endigt in einem Ventilkörper, der die Form eines zylindrischen Blockes 14 hat. Der zylindrische Block 14 trägt auf seiner Oberseite einen Stift 20, mit dem er in einer Führung 22 gleitet, wodurch der Block 14 innerhalb des Gehäuses 10 gehalten und ausgerichtet wird. In das griffseitigeEnde des Blockes 14 ist, wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen, eine Medikamentenkammer 18 eingebohrt. Eine Überwurfmutter 16, die auf einem Gewindestutzen 12 aufgeschraubt ist, hält den Block 14 in seiner Lage. Der Block 14 besitzt einen Flansch 41, gegen den sich der Bund der Überwurfmutter 16 anlegt, so dass sich die Endfläche des Blockes 14 gegen einen Anschlagring 109 anlegt, der wieder an einer Schulter 111 des Hauptteiles 10 anliegt, wenn der Block eingebaut ist.
Das Gehäuse 10 hat an seinem vorderen Ende 12 einen geringeren Durchmesser, so dass die Überwurfmutter 16 an ihrer Aussenseite etwa den gleichenAussendurchmesser aufweist wie das Gehäuse 10. Das vordere Ende des Blockes 14 trägt einen Gewindeansatz 48, auf den eine Düse 46 aufgeschraubt ist. Die Düse 46 besitzt eine feine Öffnung 52, durch die das Medikament inForm eines dünnen Strahles hindurchgespritzt wird. Über die Düse kann eine Kappe 54 gestülpt werden, damit die Düse steril gehalten werden kann.
Die Verbindung von einer Medikamentenkammer 18 zur Düsenöffnung 52 erfolgt über eine Leitung
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der Höhe der Bohrung 43 nimmt einen Hahn 40 auf, der mit Öffnungen bzw. Strömungswegen 44 und 42 versehen ist. Wenn die Injektionsspritze zur Einspritzung bereit ist, befindet sich der Hahn in der in Fig. 4 gezeigten Stellung, in der der Strömungsweg 42 mit der Bohrung oder der Leitung 43 in Verbindung steht.
Die Öffnung 44 ist abgesperrt. Wenn dieMedikamente} 1kam er 18 mit flüssigem Medikament wieder aufgefüllt werden soll, wird der Hahn in die in Fig. 3 gezeigte Stellung gedreht, so dass eine Verbindung zwischen der Medikamentenkammer und einer Leitung 27 in einem-förmigen Anschlussstutzen 26 hergestellt wird, der in eine Gewindebohrung 24 am oberen Ende des Blockes 14 eingeschraubt ist. Der Hahn 40 wird mittels einer Schraube 140 gehalten und die Bohrung wird auf beiden Enden des Hahnes durch 0Ringe 141 abgedichtet. An dem anderen Ende des Hahnes ist ein Handgriff 146 vorgesehen, der einen Schaft 142 und Anschläge 144 besitzt.
Ein zur Aufnahme einer grossen Medikamentenmenge geeigneter Medikamentenbehälter 34hat die Form einer Flasche, die auf der Injektionsspritze mittels einer Metallfederklammer 36 gehalten wird. Die Klammer ist oben auf der Injektionsspritze mittels Schrauben 38 befestigt. Eine Injektionsnadel 28 dient zur Durchstechung eines Stopfens in der Öffnung des Medikamentenbehälters 34, so dass eine Verbindung
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Leitungverstärkter Rand 82 einer ringförmigen Manschette 80 gegen das Ende des Gehäuses 10 gepresst werden kann.
Die Manschette 80 erstreckt sich radial nach innen in Art einer ringförmigen Schleife 69 und ist mit dem
Kolben 70 mittels eines T-förmigen Stopfens 81 verbunden,
der in eine Gewindebohrung 85 am Ende des
Kolbens 70 eingeschraubt ist und dessenKopf 84 über eineScheibe 88 einen Druck auf den Rand der Man- schette 80 ausübt. Eine Schraube 86, die in dem Stopfen 81 angeordnet ist, bildet eine Justierung für die
Stellung des Stössels 72 mit Bezug auf einen Abzug 120. Die Schraube verhütet auch eine teilweise Ab- streifung des Injektionskolbens 74 von dem Stössel auf Grund der starken Rückzugsbewegung des Stössels.
Eine Justierung ist ferner zur Kompensation von Herstellungtoleranzen erforderlich. Auf diese Weise kann die Lage des Injektionskolbens 74 innerhalb der Medikamentenkammer 18 reguliert werden, ehe die
Injektionsspritze vollkommen zusammengebaut wird. Die Manschette 80 aus einem faserverstärkten Gummi ist innerhalb des Raumes zwischen dem Kolben 70 und der Innenwand des Gehäuses 10 umgestülpt. Wenn sich der Kolben 70 in dem Gehäuse bewegt, rollt sich die Manschette vorwärts und rückwärts ab, so dass die Länge der Schleife 69 abnimmt und zunimmt, wobei nur ein Minimum an Reibung zwischen den sich bewegenden Teilen auftritt.
Der Stössel 72 nimmt den Injektionskolben 74 in einer zentrischen Bohrung seines Schaftes 96 längs- verschiebbar und lösbar auf. An seinem hinteren Ende ist der Stössel im Durchmesser vergrössert und bildet eine becherartige Aufnahme 76 für die Feder 78. Die Aufnahme 76 hat den Flansch 75, der in Berührung mit der Innenwand des Gehäuses 10 steht. Ein Bolzen 90 verbindet den Kolben 70 mit dem Stössel 72. Der
Kopf des Bolzens liegt in einer Ausnehmung 85 des Kolbens 70 und ruht auf einem Flansch 87 am vorderen
Ende des Kolbens. Der Schaft des Bolzens ist mit Gewinde versehen und in eine Gewindebohrung 92 des
Stössels eingeschraubt. Durch Drehen des Bolzens 90 kann die Entfernung X zwischen dem Kolben 70 und dem Ende des Stössels 72 genau eingestellt werden.
Die Feder 78 ist 3 : 2 vorgespannt und in dieser gespannten
Stellung durch den Bolzen 90 gehalten. Die Feder übt in ihrem vorgespannten Zustand eine Kraft von un- gefähr 150 kg aus. Zusätzliche 10-15 kg sind erforderlich, die Feder um das Stück X zusammenzupres- sen.
Der Einbau des Injektionskolbens 74 in den Stössel 72 ist aus Fig. 5 zu ersehen. Die Vorderseite des
Injektionskolbens ist so ausgestaltet, dass sie genau in das trichterartige Ende der Medikamentenkammer
18 passt, so dass das gesamte Medikament herausgedrückt wird, wenn sich der Stössel in seiner vordersten
Stellung befindet. In eine Umfangsnut 98 ist ein O-Ring 100 eingelegt, der in einen Kolbenring 102 ein- geschlossen ist. DieseDichtungskombination liegt gegen die Wand der Medikamentenkammer an und ver- hindert, dass irgendwelche Flüssigkeit an dem Kolben vorbei in das Gehäuse 10 gelangen kann. Ein Schaft
106 des Injektionskolbens 74 ist in eine Gewindeöffnung 104 des Kolbens eingeschraubt. Der Schaft 106 ist geteilt und mit einer Öffnung 107 versehen.
Die beiden gabelartigen Hälften können gegeneinanderge- drückt werden, worauf ein Einsetzen und Herausnehmen in bzw. aus dem Schaft 96 des Stössels 72 möglich ist. Am Ende hat der Schaft 106 einen grösserer. Durchmesser 108, so dass sich die vorstehenden Flächen seitlich gegen eine entsprechende Schulter oder Hülse 95 innerhalb der Öffnung des Stössels 72 legen. Der Stössel wird mit dem Block 14 in das vordere Ende der Injektionsspritze eingesetzt und wenn der Block 14 entfernt wird, kann der Injektionskolben von dem Stössel 72 nach Zusammendrücken des federnden Schaftes
106 getrennt werden. Der innere Durchmesser des auf dem Flansch 110 am hinteren Ende des Blockes 14 gelagerten Anschlagringes 109 ist kleiner als der Durchmesser der Medikamentenkammer 18.
Demzufolge legt sich der Injektionskolben 74 mit seinem im Durchmesser grösseren Teil gegen den Ring 109, wenn der Block abgezogen wird, so dass er innerhalb des Blockes 14 verbleibt, wenn dieser von dem Gehäuse 10 gelöst wird. Der Ring 109 hat auf einer Seite eine Öffnung, so dass er über den hervorstehenden Flansch 110 wie ein Kragen aufgeschoben werden kann. Zwischen der Aufnahme 76 und dem Anschlagring 109 ist eine Rückzugfeder 94 gelagert, die dazu dient, den Stössel 72 und den Kolben 70 gegen das hintere Ende der Injektionsspritze zurückzuschieben, nachdem die Injektion durchgeführt worden ist. Auf den Flächen der Aufnahme 76 bzw. der Schulter 111 sind Scheiben 93 und 97 vorgesehen, die Lagerflächen für die Feder 94 darstellen. Die Scheibe 93 dient auch zur Verhinderung von Abnutzungen durch eine Anschlagfläche 132 eines Abzuges 120.
Damit sich der Injektionskolben nicht unter der Einwirkung der Feder 78 und der hydraulischen Flüssigkeit, die gegen das rechte Ende des Kolbens 70 wirkt, nach vorn bewegen kann, wenn das Instrument gespannt ist, ist ein Abzug 120 oder eine Sperrklinke vorgesehen, die um eine Fläche 122, die in einem Einschnitt auf der Unterseite des Gehäuses 10 gebildet ist, schwenken kann. Eine Feder 124 ist in einem Schlitz der Klinke und in dem Handgriff angeordnet und drückt die Klinke nach oben in die Sperrstellung. Eine Blattfeder 129 drückt über den Abzug 126 die Sperrklinke 120 ebenfalls nach oben.
Die Klinke wird am Herabfallen durch einen Fortsatz 130 des Abzuges 26 gehindert, der in dem Handgriff auf
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Wenn der Abzug, wie in Fig. 4 gezeigt, niedergedrückt ist, fällt die Klinke ab und der Stössel 72 kann dann vorschnellen und das Medikament aus der Kammer 18 hinausdrücken.
Der Handgriff zur Betätigung des Hahnes 40 ist mit zwei flügelartigen Anschlägen 144 versehen, die auf den beidenSeiten des Handgriffes liegen undmiteinemHebel 152 zusammenwirken, der einen Schalter betätigt, welcher innerhalb eines auf der Seite des Instrumentes angeordneten Kastens 148 liegt. Eine elektrischeLeitung 150 führt von demSchalterkasten zur hydraulischenDruckflüssigkeit. Ein Solenoidventil an dieser Druckflüssigkeitsquelle wird mittels des Schalthebels 152 betätigt.
Wenn der Handgriff 146 im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 1 gezeigte Stellung verschwenkt wird, ist das Solenoidventil geöffnet, so dass hydraulische Flüssigkeit an derSchlauchleitungl39vorbeifliesstundin das Flüssigkeitsreservoir zurückgelangt. DieFeder 94 drückt dabei Flüssigkeit aus der Kammer 83 heraus und die Kolbenanordnung ist zu-
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3kammer 18 mit demMedikamentenbehälter 34über dieHahnöffnung44 in Verbindung steht, so dass Medikament in die Kammer 10 unter der Saugwirkung des Stössels 72 einströmen kann. Wird der Handgriff 146 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wird der Hebel iaz in die zweite Stellung bewegt, so dass der Schalter ge- öffnet wird und das Solenoidventil in der Umgehungsleitung geschlossen wird.
Nunwird unterDruck stehendes Fluidum über denSchlauchl39 in die Injektionsspritze hineingedrückt, daausserdem der Hahnin der in Fig. 4 gezeigten Stellung liegt und die Öffnung 42, die Medikamentenkammer 18 und die Düse 52 verbindet. Auf Grund dieser Ausgestaltung kann die Injektionsspritze nur entleert werden, wenn das Ventil in der in Fig. 4 gezeigten Stellung ist, da diese Stellung die einzige ist, bei der unter Druck stehendes Fluidum gleichzeitig in die Kammer 83 eintreten kann. Bei der Handhabung wird der Handgriff 146 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so dass eine Verbindung zwischen der Kammer 18 und dem Medikamentenbehälter 34, wie oben erwähnt, zustande kommt. Gleichzeitig wird unter der Einwirkung der Feder 94 das hydraulische Fluidum in der Kammer 83 über die Schlauchleitung 139 zum Druckmittelvorrat zurückgeleitet.
Die Feder 94 zieht den Stössel 72 und den Kolben vollständig zurück. Wenn der Injektionskolben 74 in der Medikamentenkammer zurückgeht, wird Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 34 in die Kammer gesaugt, so dass sich der gesamte Raum vor dem Injektionskolben anfüllt.
Wenn alle Teile vollständig zurückgezogen sind, trifft die Schraube 86 auf die Abdeckkappe 15. In
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3gehörigenTeile gegen'eineBewegung nach vorn gesperrt sind. Sobald dieKlinke in der oberen Stellung ist, bewegt sich der Abzug unter Einwirkung der Feder 129 nach vorn und hält die Klinke ; so dass sie erst dann wieder herabfallen kann, wenn der Abzug gezogen wird.
Wenn eine Injektion vorgenommen werden soll, wird der Handgriff 146 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wie in Fig. 4 gezeigt. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der Medikamentenkammer 18 und der Düse 52 hergestellt und ausserdem wird das Solenoidventil geschlossen, so dass unter Druck stehendes Fluidum in der Kammer 83 einströmen und auf den Kolben 70 einwirken kann. Der hydraulische Druck bewirkt eine Verschiebung desKolbens70nach vorn umdenBetrag der Entfernung X, so. dass eine zusätzliche Zusammen-
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine stark vorgespannte Feder bei der Auslösung eine gewaltig Kraft hervorbringt.
Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass der Injektionskolben 74 von dem Ende des Stössels 72 um eine Entfernung getrennt ist, die durch den Buchstaben Y bezeichnet ist und die etwas kleiner ist als die Entfernung X. Wenn nun der Abzug 126 niedergedrückt wird und dieKlinke 120 herabfällt, wird der Stössel 72 sofort um die Entfernung Y unter der Einwirkung der Kraft der Feder 78 nach vorn bewegt. Beim Durchlaufen der kleinen Entfernung Y nimmt der Stössel an Geschwindigkeit zu und schlägt auf den Injektionskolben 74 mit beträchtlicher Wucht auf. Dadurch wird das flüssige Medikament aus der Kammer 18 mit grosser Kraft herausgedrückt, wodurch eine ausserordentlich hohe Geschwindigkeit der Flüssigkeit erzielt wird.
Die hohe Anfangskraft hält so lange an, bis die Feder sich um den Betrag ausgedehnt hat, der durch den Verbindungsbolzen 90 zugelassen ist, d011. um den Betrag X. Dann wird die weitere Vorwärtsbewegung des Stössels 72 und des Injektionskolbens 74 durch den hydraulischen Druck erzeugt, der auf den Kolben 70 einwirkt. Diese Kraft ist kleiner, so dass sich eine relativ kleinere Geschwindigkeit ergibt, die für die anschliessende Überführung des Medikamentes aus der Kammer in das Hautgewebe erforderlich ist, nachdem einmal die Haut durch den mit hoher Geschwindigkeit strömenden Strahl durchschlagen ist.