CN103260679B - 用于插入针的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于插入针的装置，其包括由近端和远端（8）限定的主体，可移动地安装在主体之内的安装部（3,7），固定到安装部（3,7）的至少一个针（4），适合于将安装部（3,7）朝所述远端驱动的驱动装置（1,2），所述安装部（3,7）包括远侧表面，针（4）突出到该远侧表面上，所述远端（8）包括用于接触组织的接触区域，安装部（3,7）构形成在启动驱动装置（1）之后到达一位置，在该位置中其远侧表面相对于所述近端更远离所述接触区域，其中该装置还构形成一旦所述位置被到达，就能实现安装部（3,7）逐渐的被动的返回运动。

Description

用于插入针的方法和装置

技术领域

本发明涉及针特别是显微针的插入，其可以用于溶液的皮内或皮下注射。

背景技术

在下面的文献中披露了用于插入显微针的装置：US6743211，US4886499，US7083592和US20100030148。

发明内容

本发明构成了对现有技术的方法和装置的改进，其特征特别在于组织可以被一个或多个显微针以较高速度撞击，典型地大约7m/s，而同时容许组织在一定距离上缓和冲击，这具有下列效果：改进组织的穿孔和使该组织返回到稳定的平衡状态，从而将压力减到最小。

在本发明的情况下，显微针在注射时免受任何物理的按压，因而这些针产生的压力不能对抗由皮内注射导致的小突起的形成。遵循小突起外形的增长以便在没有泄露的情况下确保注射的连续性也是可能的。

以不同的方式表达的本发明特征在于一旦针刺入组织，由针——或更一般地由持针器——对该组织施加的压力就部分或完全消失，其结果是在没有残余压力的情况下使组织尽可能地回到其平衡状态。

因而，本发明的主题是一种用于插入针的装置，包括由近端和远端限定的主体，具有移动能力地安装在主体之内的托架，固定到托架的至少一个针，设计成将托架朝所述远端驱动的驱动装置和用于启动驱动装置的启动机构，所述托架包括远侧表面，针从远侧表面突出，所述远端包括用于与组织接触的接触区域，托架如此构形以使得其在驱动装置启动之后到达一位置，在该位置中其远侧表面相对于所述近端更远离所述接触区域；该装置还构形成一旦所述位置被到达，就容许托架以被动的方式后退。

在一个可能的实施方式中，装置可以具有细长形状的主体，活塞可滑动地安装在其中，针从所述活塞突出。

在一个可能的实施方式中，驱动装置可以是容纳弹簧并通过接触驱动活塞的顶推装置。

在一个可能的实施方式中，装置的针是显微针。显微针是指这样的针，其尺寸设计成以皮内区域作为目标。该区域的厚度可能根据患者和根据同一患者身体上的位置而变化，该厚度是大约几百微米。然而，显微针可以稍长于该区域的最大厚度以便考虑到下列事实：显微针可能仅仅部分地刺入组织。

在本发明的情况下，从小突起形成的开始到结束的压力最小。一旦完成插入，作为对组织和小突起施加的力，针至多施加其本身的重量、托架的重量和可能存在的任何摩擦力。为了固定组织和将装置保持在合适位置中的物理按压出现在远离注射部位的位置并且因为活塞可以滑动，所以对装置的任何按压都不会直接传递到针。

优选地，根据本发明的装置以这样的方式形成尺寸，即当应用于组织时，一个或多个针在活塞被止动件阻止之前与组织接触。因而活塞被组织缓和的长度的范围可以在针的一小部分长度和10mm之间。

如果在一个或多个针与组织接触之前，顶推装置被止动件阻止，则一个或多个针，如果合适的话其被连接到用来输送物质的注射管路，可能与顶推装置分离并且独立于该顶推装置继续它们的行程，从而刺入组织。

一旦一个或多个针被插入组织，注射就可以被自动或手动触发，但优选地，一旦组织回到其平衡状态，注射就开始。在许多情况下，皮内注射可以导致小突起的形成，小突起对应于在存储注射到组织内的溶液之后的组织变形，特别是在大丸剂类型的注射过程中。

应该注意，为了确保最佳注射，小突起的产生和维持是所希望的。这就是本发明容许这种小突起形成并保留在合适位置中足够长的时间以便注射的物质正确地扩散的理由。

一个机构可以使得维持一维持力一直到注射的时刻成为可能，在该时刻，该力将被解除。

还应该注意，通过本发明，装置对组织的按压独立于一个或多个针对组织的按压。

还应该注意，装置的按压系统还具有在所述装置启动之前设置使一个或多个针与组织表面分开的距离的任务。

本发明还涉及一种将一个或多个针，特别地是显微针，插入并利用该一个或多个针注射特别是向真皮中注射的方法，其中由于组织的弹性，被赋予平移运动的针可以在一定长度上在组织中减速，而同时最后容许在组织弹性的简单效果下部分或全部回弹到平衡状态（或接近该状态）。因而，针可以在包括组织表面的一定距离上自由移动。针可以移动到组织中并且推动后者超过其在平衡时的最初高度。相似地，一旦针被部分地插入组织中，硬的、部分的或渐进的限制就可以防止其返回（反向力）超过或不远于自然的（最初的）平衡高度。针将其本身定位在组织的弹力和该潜在的反向力之间的平衡点。优选地，后插入平衡需要尽可能地接近组织的自然平衡，或甚至有轻微的反向力以防止针从组织缩回。优选地，反向力需要在组织恢复其平衡时防止针通过惯性效应而从组织回来，但该反向力不必防止注射。特别地，该反向力不必产生组织内的任何压力，该压力可能防止或限制待注入的物质的正确扩散。

在注射时，针保持固定到小突起上，当小突起增长时随着小突起移动，提供最小的阻力。如果位置是垂直位置，则除了重量之外，可能存在轻微的反向力，以便将组件保持在合适位置中。

优选地，顶推装置通过释放位能而起动，在该例子中是弹簧。这个位能可以采用各种形式，塑料弹簧、片簧、蓄气筒、压缩空气、电磁力、在至少两种化合物之间通过化学反应产生的气体。活塞可以仅仅利用能量源直接起动而无需顶推装置的帮助。能量源可以是使用者本身。通过用足够的力按压，使用者将会通过装置内部的机构产生需要使一个或多个针刺入组织的速度。

装置还包括安全机构，其容许锁住启动装置以便避免无意的触发。在这里讨论的例子中，这是第二安全按钮，在按压在插入触发器上之前，第二安全按钮必须被启动。安全机构可以采用各种形式，并且将环或装置压靠在组织上也可以解锁启动触发器。

优选地，装置还包括用来存放用药物质的容器。该容器可以位于装置的主体上，或直接结合到装置中。该容器的会使物质注射到组织中的启动可以是手动的或自动的。在后者的情况下，一旦针处于合适位置中，装置的启动就导致容器的启动。该容器可以采用各种形式，例如——该列表并非穷举的——半刚性储存器，柔性囊，注射器，卡普耳。

装置可以包括使针难以被接近的机构以便当装置已经被用于插入或注射时在插入之前或之后和在注射之后防止受伤。该保护特别地可以通过使针缩回到装置的主体中，或托架本身中，或通过滑动一防止接近针的盖子，而获得。

装置的使用不局限于垂直位置。

优选地，装置定向成容许针垂直地刺入组织，尽管在某些实施方式中，这个角度可能更改。

附图说明

下面将通过附图中示出的一些非限制性的实施方式更详细地描述本发明。

图1：根据本发明的装置的一个实施方式的图，针（4）通过连接器（7）固定到活塞（3），顶推装置（1）在活塞（3）后面被释放，在它们两者之间能看到用于滑动的空的空间（1a）。

图2：在该优选构形中，装置通过与外环（8）接触而放在组织（6a）上，装置已经被配备并被触发。顶推装置（1）已经推动活塞（3）并且正好抵靠（5a）在止动件（参考顶推装置中的杆）上，活塞（3）将在惯性效应下继续其行程。对于此构形，活塞（3）从顶推装置（1）分离的时刻一般来说对应于针（4）开始刺入组织的时刻。

图3：与图2的装置相同的装置。活塞（3）在惯性效应下继续其行程，当组织（6）的弹性回程力随着变形增加时，针（4）刺入和压挤组织（6）的程度渐增，活塞（3）减速直到惯性力下降到弹性回程力以下为止，在该时刻，针（4）的插入处于最大。然后，随着组织回到其“自然的”最初平衡状态（参考图2中的6a），移动变得相反。

图4：根据另一个实施方式，尺寸如此形成以使得在惯性力与组织（6）的弹性回程力平衡之前活塞（3）遭遇装置主体上的陡起的止动件（3a）。想到部分的止动或渐进类型的回程力也是可能的。

图5和6：在发明的另一个变型中，尺寸如此形成以使得当针仍未与组织接触时，活塞（3）与顶推装置分离。

图7：弹力使活塞（3）回到其最初位置，针（4）仍然良好地插入在组织（6a）中；然后顶推装置（1）提供回程力，其消弱任何振动效应并防止活塞（3）在惯性效应下回弹和使针（4）脱离组织（6）。在具有施加在松弛的组织（6）上的变形但针仍然正确地插入的情况下达到平衡。来自组织的小的残余力和来自顶推装置（1）的小的反向力可足以将针（4）保持在合适位置中。

图8：注射可以优选地在平衡时开始，正在形成的小突起（6b）驱动活塞（3），活塞可以滑动而不会提供很多阻力并容许针（4）仍然正确地插入小突起（6b）中，引导移动。在这种情况下，顶推装置的弹簧（2）处于压缩的结尾并且除了包括活塞（3）、连接器（7）、针（4）和管子的组件的轻的重量之外，仅仅提供弱的反向力对抗小突起（6b）的形成。

图9：在该变型中，不应用顶推装置（1）的反向力，由于小突起（6b）的形成，活塞（3）采用的高度小于抵靠在止动件（5a）上的顶推装置（1）和活塞（3）之间的自由距离。

图10：在该另一个变型中，在平衡时，顶推装置（1）移离（例如，再压缩，弹簧向上松弛，顶推装置阶段性升起）以将活塞（3）留在空的空间中，当小突起（6b）形成时活塞升起到该空间中。这返回到了注射的起动器的构形，但确保了在插入时相对于弹力的反向力。

图11：根据本发明的装置的一实施方式的图。针（9）固定到活塞（11），片簧（12）在弹簧载荷下置于活塞（11）和壳体（10a）之间。

图12-13：在该构形中，装置被置于组织上。装置已经被触发，弹簧（12）松弛并推动紧靠组织（14）的活塞（11），活塞（11）将在惯性效应下继续其行程。在该构形中，片簧中止与壳体（10a）接触的时刻一般来说对应于针（9）开始刺入组织（14）的时刻。

图14：注射可以优选地在平衡时开始，正在形成的小突起（14a）推动活塞（11），活塞可以滑动而不会对该滑动提供任何大的阻力并容许针（9）仍然正确地插入小突起（14a）中，引导移动。在此，弹簧（12）被解除压缩并且不提供对抗小突起（14a）的形成的反向力。

图15：根据本发明的装置的一实施方式的图。针（15）固定到活塞（17），机械的“曲柄连杆”系统（21,22）容许由弹簧（18）引起的旋转运动转变成活塞（17）的平移运动，活塞（17）可以在壳体（16a）的导槽中滑动。

图16：在该构形中，装置被置于组织上。装置已经被触发，弹簧（18）松弛并启动“曲柄连杆”系统（21,22），该系统推动正好紧靠组织（16）的活塞（17），活塞（11）将在惯性效应下继续其行程。

对于这个构形，弹簧松弛的时刻一般来说对应于针（15）开始刺入组织（20）的时刻。

对于另一个构形，弹簧能维持一定的力，该力将活塞（17）压靠在组织（20）上，按压按钮容许将活塞（17）施加到组织（20）上的力释放。

图17：注射可以优选地在平衡时开始，正在形成的小突起（20a）推动活塞（17），活塞可以滑动而不会提供许多阻力并容许针（15）仍然正确地插入小突起（20a）中，引导移动。在此，弹簧（18）被解除压缩并且不提供对抗小突起（20a）的形成的反向力，当小突起（20a）形成时，“曲柄连杆”系统（21,22）容许活塞（17）返回。

Claims (14)

1.一种用于插入针的装置，包括由近端和远端(8)限定的主体，具有移动能力地安装在主体之内的托架(3,7)，固定到托架(3,7)的至少一个针(4)，设计成将托架(3,7)朝所述远端驱动的驱动装置(1,2)，所述托架(3,7)包括远侧表面，针(4)从该远侧表面突出，所述远端(8)包括用于与组织接触的接触区域，托架(3,7)如此构形以使得其在驱动装置(1)启动之后到达一位置，在该位置中其远侧表面相对于所述近端更远离所述接触区域，该装置还构形成一旦所述位置被到达，就容许托架(3,7)以被动的方式后退。

2.如权利要求1所述的装置，其中托架(3,7)由活塞(3)和连接器(7)形成，所述远侧表面位于连接器(7)上。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中主体包括第一止动元件(3a)，其以这样的方式布置以便当托架(3,7)被朝着所述远端驱动时阻止该托架。

4.如权利要求1或2所述的装置，其中主体包括第二止动元件(5a)，其以这样的方式定位以便当驱动装置(1,2)被朝着所述远端驱动时阻止该驱动装置。

5.如权利要求2所述的装置，其中当活塞朝着所述远端移动时和在活塞(3)的后退阶段期间当空的空间(1a)形成时，驱动装置(1,2)与活塞(3)机械地接触。

6.如权利要求1或2所述的装置，其中驱动装置(1,2)包括弹簧(2)。

7.如权利要求2所述的装置，其中多个针(4)通过连接器(7)固定到活塞(3)。

8.如权利要求2所述的装置，包括用于阻止活塞(3)的装置，该装置以这样一种方式定位以便容许活塞(3)后退预定距离。

9.如权利要求1或2所述的装置，其中能容纳将通过针输送的物质的容器形成装置的组成部分，位于装置的主体上或直接连接到活动部分。

10.如权利要求1或2所述的装置，包括用于启动驱动装置(1,2)的启动机构。

11.如权利要求1或2所述的装置，包括安全机构，其锁住驱动装置(1,2)或启动驱动装置(1,2)的启动机构。

12.如权利要求1或2所述的装置，包括使得在使用之前或之后难以接近针以便防止受伤的机构。

13.如权利要求12所述的装置，其中针缩回到装置的主体内。

14.如权利要求12所述的装置，其中可缩回的盖子防止接近针。