CN103987414B - 用于高压注射器的针筒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高压注射器的针筒，其包括针筒筒体(2)和柱塞(3)，所述针筒筒体的患者侧端(10)设有用于软管管道的软管接头(11)，所述柱塞在所述针筒筒体(2)内部沿一推进方向(V)受导引且设有可密封贴靠在所述针筒筒体(2)的内壁(13)上的密封面(302)，其中所述柱塞(3)被构造成基于热塑性塑料的双组分注塑件，包括由相对较硬的塑料构成的芯部(31)和覆在该芯部(31)上的由相对较软的塑料构成的涂层(30)，所述涂层(30)至少构成所述密封面(302)以及所述柱塞(3)面对所述针筒筒体的患者侧端(10)的柱塞表面(301)，并且所述柱塞(3)在其柱塞表面(301)区域内设有凹穴(308)。

Description

用于高压注射器的针筒
技术领域
本发明涉及一种用于高压注射器的针筒，其包括针筒筒体和柱塞，所述针筒筒体的患者侧端设有用于软管管道的软管接头，所述柱塞在所述针筒筒体内部沿一推进方向受导引且设有可密封贴靠在所述针筒筒体的内壁上的密封面。
背景技术
此类针筒用来提供需要给患者服用的液体如造影剂，并且将该液体送入注射器，而后由注射器，例如在实施某项成像检查技术期间，将这种液体可控注射入患者体内。举例而言，血管造影术就是这样一种成像检查技术，它需要使用高压注射器来将所提供的液体如造影剂以1200psi或83bar的压力从配套针筒注射入患者体内。
以往用于高压注射器的针筒具有在针筒筒体内受导引的柱塞，该柱塞由形状稳定的硬质塑料制成，该塑料上装有柔软的塑料盖，该塑料盖带有至少两个仿制的凸出密封圈，或者在该塑料内插入至少两个密封圈，以便在进行高压注射期间能无泄漏耐受高达83bar的工作压力。
DE10006560A1揭示一种双组分柱塞，其中的内部组分相对较硬且设有由相对较软材料构成的涂层，该涂层以材料接合方式连接内部组分并且在针筒筒体中起密封作用。
除良好的密封效果外，此类针筒的防误操作安全性也应引起极大重视，以免因操作失误而将一定体积的空气注射入患者体内，从而引发危及生命的并发症。
发明内容
本发明的目的是提出一种前述类型的用于高压注射器的针筒，这种针筒造价低，能够在达到较高注射压力的同时确保有效密封，可根据压力来调整柱塞与针筒筒体之间的摩擦，从而根据压力确定注射器的功率输入，并且能有效防止误操作所引起的空气注入。
为达成上述目的，本发明提出如权利要求1的特征所述的针筒技术方案。
本发明的有益技术方案和改进方案是从属权利要求的主题。
本发明建议将本发明针筒的柱塞构造成基于热塑性塑料的双组分注塑件，包括由相对较硬的塑料构成的芯部和覆在该芯部上的由相对较软的塑料构成的涂层，该涂层与芯部的相对较硬的塑料热固连，从而方便用已知的双组分注塑技术低成本制造该柱塞，且该柱塞适于与传统的针筒筒体配合作用。所述涂层至少构成柱塞的密封面以及柱塞面对针筒筒体的患者侧端的柱塞表面。为了容置针筒内可能存在的空气体积，柱塞在其柱塞表面区域内具有凹穴。
这样一种用于高压注射器的针筒包括一被构造成双组分注塑件的柱塞，该柱塞包括相对较硬的芯部和相对较软的涂层，这种针筒容易制造，造价低廉，操作安全性高，在例如用环氧乙烷杀菌时能够更好地被杀菌剂润湿，从而以更短的接触时间完成杀菌。
按规定使用本发明的针筒时，先在该针筒的软管接头上连接一个具有明确长度和明确横截面的软管管道，而后通过该软管管道为针筒装填待注射液体如造影剂，也就是将针剂抽入针筒。在此情况下，将针剂抽入针筒时，软管管道内的空气会先于被抽入液体进入针筒筒体内部。出于这个原因，接下来需要对以这种方式抽入针剂的针筒实施排气操作，具体方式是沿推进方向推进柱塞，以达到在软管管道与患者建立连接并实施注射操作之前排出所包含的空气体积这一目的。但如果因操作失误而未对针筒实施排气操作，就存在这部分空气体积被注射入患者体内的危险。
本发明的技术方案利用存在于柱塞表面的凹穴来消除这种危险，因为这些凹穴即使在沿推进方向全程推进柱塞的情况下也能在针筒筒体内部定义一剩余空间，所存在的空气体积留在该剩余空间中，从而不会被注射入患者体内。在此，本发明对以下事实加以充分利用：高压注射器内部的针筒的软管接头通常是朝下例如倾斜120度，如此一来，针筒筒体内部所包含的空气就能上升至柱塞。
此类针筒一般只与专属软管管道配合使用，而这些软管管道的内体积是已知的，因此本发明建议如此这般来设计柱塞上的凹穴，使得这些凹穴的总体积等于或超过软管管道的内体积。
根据本发明的建议，所述密封面具有至少一个密封唇，该密封唇可贴靠在针筒筒体的内壁上。
根据本发明的另一建议，设有两个密封唇，其中一密封唇沿推进方向凸出，另一密封唇沿相反方向凸出。这样就能在改善柱塞操作性能的同时，在针筒努力达到83bar的压力区内进一步提高密封性。由此，沿推进方向凸出的密封唇对应于柱塞的液压侧，沿相反方向凸出的密封唇对应于柱塞的气动侧。
根据本发明进一步的建议，一密封唇被构造成沿推进方向凸出且其与柱塞的其余主体部分之间被一沿推进方向敞开的间隙隔开，而一其他密封唇则被构造成逆向于推进方向凸出且其与柱塞的其余主体部分之间被一逆向于推进方向敞开的间隙隔开。
通过上述密封唇配置可以确保，当注射器的注射压力升高时密封唇会对针筒筒体内壁施加相应升高的单位面积接触压力，从而在应用于高压注射器期间遇到预期高压时，也能提供可靠的防泄漏保护。
根据本发明的建议，所述指向推进方向的柱塞表面和所述柱塞的一锥形顶端由所述涂层构成，因此制造起来非常方便。因此在这个技术方案中，该涂层将柱塞或柱塞芯部与可装填进针筒筒体的液体发生接触的所有表面覆盖。
根据本发明的建议，在使用两个密封唇的情况下，这两个密封唇逆向于推进方向被一凹槽相互隔开，这能确保柱塞在针筒筒体内部均匀滑动，不会因发生倾斜而削弱密封唇的密封功能。若有液体意外越过密封唇，这部分液体会被拦截在此时用作收集容器的凹槽内，因而不会从柱塞和针筒筒体之间流出。
根据本发明的建议，所述柱塞的芯部可由硬度适当的聚碳酸酯或视情况经增强处理的丙烯酸-丁二烯-苯乙烯制成。
根据本发明的技术方案，所述涂层由一可通过粘性与芯部牢固连接的肖氏硬度为60A至90A的热塑性弹性体构成。举例而言，适用于所述涂层且可通过粘性与由聚碳酸酯或丙烯酸-丁二烯-苯乙烯构成的芯部牢固连接的热塑性弹性体例如有基于PP/EPDM的热塑性弹性体。举例而言，可以使用Teknor Apex公司以商品名或者Bada股份公司以商品名销售的部分交联EPDM/PP共混物来形成所述涂层。作为替代方案，也可以考虑使用相应硬度的聚氨酯。
所述芯部还可进一步配设形成在该芯部上的联结轴端，以便连接注射器的柱塞杆。最后，所述芯部还可在其逆向于移动方向的末端配设一底板，该底板例如可由聚碳酸酯或丙烯酸-丁二烯-苯乙烯制成。该底板用于轴向稳定芯部，还可用作注射器柱塞杆的压力传送器。
附图说明
下面借助附图及其所示出的实施例详细阐述本发明的其他技术方案与技术细节。其中：
图1为本发明针筒的纵剖图；
图2为图1所示针筒的D-D剖面图；
图3a为本发明针筒的柱塞第一实施方式沿图3b中A-A线截取的剖面示意图；
图3b为图3a所示柱塞的俯视图；
图4a为本发明针筒的柱塞第二实施方式沿图4b中B-B线截取的半剖示意图；
图4b为图4a所示柱塞的俯视图。
具体实施方式
图1和图2示出用于高压注射器的针筒1，其用作高压注射器的配件，作用是提供需要给患者服用的液体，例如成像检查技术所使用的造影剂。
针筒1以已知方式包括针筒筒体2，该针筒筒体例如可由PETG或聚碳酸酯制成，或者也可由基质中添加有润滑剂的POM制成。这个针筒筒体2一般是透明的。
柱塞3在针筒筒体2内部以将液体射出针筒筒体2为目的沿一移动方向V可移动地受导引，其中，柱塞3当然也可以相反方向运动，以便将液体抽入针筒。因此，柱塞3的最大直径与针筒筒体2的内径Di相一致。
针筒筒体2在其患者侧端10包括软管接头11，该软管接头用于一此处未示出的通往患者的软管管道，柱塞3则具有用于连接注射器的柱塞杆（未图示）的联结轴端311。此外，设于针筒柱塞2后端的缘凸12也起到在注射器上固定的作用，参见图2。
柱塞3被构造成基于热塑性塑料的双组分注塑件，包括芯部31，该芯部由相对较硬的塑料如聚碳酸酯或丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）构成且可视情况作增强处理。这个芯材31上以双组分注塑技术通过粘性牢固地覆有一合适的相对较软的塑料材料作为涂层30，该塑料材料例如是热塑性弹性体或聚氨酯，并且基质中添加有润滑剂，其肖氏硬度为60A至90A，这个涂层同时将柱塞3与针筒柱塞2内部可提供的液体发生接触的所有表面覆盖，下文将对这些表面进行说明。
所述柱塞具有顶端300及包围该顶端的柱塞表面301，该柱塞表面终止于一密封面302，该密封面密封贴靠在针筒柱塞2的内壁13上。顶端300、柱塞表面301和与之连接的密封面302由相对较软的涂层30一体构成。
关于密封面302的进一步结构细节另见图3a中的示意图。
从柱塞表面301出发，密封面302包括一沿推进方向V凸出的密封唇303a，沿推进方向V开口的槽形间隙304将该密封唇与其余的柱塞表面301隔开。逆向于推进方向V观察，密封唇303a后面首先是环形槽305，接着是一其他密封唇303b以及凸肩307。在所选实施例中，密封唇303a和303b以中心轴M为参照具有相同直径，该直径与针筒筒体2的内径Di相一致，而环形槽305和凸肩307以中心轴M为参照同样具有相同直径，但该直径小于密封唇303a、303b的直径。
在针筒筒体2内部按规定推进柱塞3时，当为此所用的高压注射器的工作压力高达83bar时，经由患者侧端10被排出的液体会对柱塞3及其密封唇303a产生相应的反作用力，这在图3a的示意图中用箭头P1表示。在此情况下，由于柱塞表面301具有呈锥形朝顶端300上升的形状，液体会如箭头P2所示进入沿推进方向V开口的间隙304，并且使得密封唇303a在区域F内施加于针筒筒体2的内壁13的单位面积接触压力发生与注射压力成比例的升高，从而在极高的压力下也能确保此区域得到可靠密封。但如果液体越过密封唇303a，则这部分液体会集中在后面的环形槽305内并且在密封唇303b的阻挡下不会流出环形槽305。密封唇303b的另一个作用是使柱塞沿针筒筒体2的内壁13得到精确的轴向导引。
一般通过连接在软管接头11上的软管管道来抽入针剂，即为此种针筒装填待注射液体，该软管管道后续还用来建立到患者的连接。在此情况下，将针剂抽入针筒时，软管管道内的空气会先于液体进入针筒筒体2内部，随后必须通过沿推进方向有限推进柱塞3来移除这部分空气，以免将空气注射入患者体内。一旦忘记这一排气操作，就会出现对于患者而言非常危险的情形。
为了应对这种风险，柱塞的柱塞表面301设有多个（在此为四个）互成90度偏置的凹穴308，这些凹穴的体积相对于柱塞的假想旋转面而言至少等于软管管道的内腔体积。沿推进方向（V）推进柱塞（3）至其最前位置时，可以将例如因未实施排气操作而存在于针筒筒体（2）内的空气体积完全容置在这些凹穴308内部，并且有效防止这部分空气体积排出针筒而进入患者体内。图示针筒由此达到最大程度的防误操作保护。
还可以看出，柱塞3在其芯部31区域内设有用于改善负荷能力和缩短柱塞3的制造周期的空腔313，此外，联结轴端311从后端形成在芯部31上且具有钻孔312。
此外，为了改善卡合在联结轴端311上的柱塞杆（此处未图示）的负荷能力，芯部31中还嵌装有底板，该底板由聚碳酸酯或ABS构成且例如利用螺钉固定其位置。
图4a和图4b示出柱塞3相对于前述实施例变化了的实施方式，其中相同部件具有相同的参考号码并且在不影响本发明的理解的情况下，为避免重复而不再加以单独说明。
不同于图3a和图3b所示实施例的是，柱塞3包括第二密封唇303b，该第二密封唇逆向于推进方向V凸出且其与柱塞3的其余主体部分之间同样被一间隙304b隔开，沿推进方向V凸出的密封唇303a及其间隙304a也是如此。这样能改善柱塞3加压时的性能及其操作性能。据此，第一密封唇303a对应于柱塞的液压侧，第二密封唇303b对应于柱塞的气动侧。柱塞沿推进方向V运动时主要是第一密封唇303a起作用，柱塞逆向运动时主要是第二密封唇303b起作用。
可以理解，附图中所包含的针筒筒体2和柱塞3的尺寸和几何形状只是示范性的，应当依照所使用的注射器和应用领域来加以确定。
无论如何，通过本发明能够制造出应用于注射压力高达1200psi（相当于83bar）的高压注射器时也能达到安全和密封要求的针筒。

Claims (7)

1.一种带有一已连接的软管管道的针筒的用途，所述软管管道借助于注射压力高达83bar的高压注射器来注射液体，所述针筒包括针筒筒体(2)和柱塞(3)，所述针筒筒体的患者侧端(10)设有用于软管管道的软管接头(11)，所述柱塞(3)在所述针筒筒体(2)内部沿一推进方向(V)受导引且设有可密封贴靠在所述针筒筒体(2)的内壁(13)上的密封面(302)，所述柱塞(3)被构造成基于热塑性塑料的双组分注塑件，包括由相对较硬的塑料构成的芯部(31)和覆在所述芯部(31)上的由相对较软的塑料构成的涂层(30)，所述涂层(30)至少构成所述密封面(302)以及所述柱塞(3)面对所述针筒筒体的患者侧端(10)的柱塞表面(301)，其特征在于，所述柱塞(3)具有顶端(300)及包围该顶端的柱塞表面(301)，并且所述柱塞(3)在柱塞表面(301)区域内设有凹穴(308)，所述凹穴(308)的体积相对于柱塞的假想旋转面而言至少等于所述连接在所述软管接头(11)上的软管管道的体积，以及，所述密封面(302)包括至少一沿推进方向(V)凸出的密封唇(303)，所述密封唇(303)通过一沿推进方向(V)开口的槽形间隙(304)与其余的柱塞表面(301)隔开并且可贴靠在所述针筒筒体(2)的内壁(13)上，其中，当借助于一高压注射器在推进方向(V)上推进柱塞(3)时，液体进入间隙(304)，并且使得密封唇(303a)施加于针筒筒体(2)的内壁(13)的单位面积接触压力发生与注射压力成比例的升高。
2.根据权利要求1所述的针筒的用途，其特征在于，设有两个被一凹槽(305)相互隔开的密封唇(303a，303b)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的针筒的用途，其特征在于，一密封唇(303a)被构造成沿所述推进方向(V)凸出且其与所述柱塞(3)的其余主体部分之间被一沿所述推进方向(V)敞开的间隙(304a)隔开，而一其他密封唇(303b)则被构造成逆向于所述推进方向(V)凸出且其与所述柱塞(3)的其余主体部分之间被一逆向于所述推进方向(V)敞开的间隙(304b)隔开。
4.根据权利要求1所述的针筒的用途，其特征在于，所述柱塞(3)的芯部(31)由聚碳酸酯或丙烯酸-丁二烯-苯乙烯制成。
5.根据权利要求1所述的针筒的用途，其特征在于，所述涂层(30)由一可通过粘性与所述芯部(31)牢固连接的肖氏硬度为60A至90A的热塑性弹性体构成。
6.根据权利要求1所述的针筒的用途，其特征在于，所述芯部(31)配设一形在所述芯部上的联结轴端(311)，所述联结轴端用于注射器的柱塞杆。
7.根据权利要求1所述的针筒的用途，其特征在于，所述芯部(31)在其逆向于所述推进方向(V)的末端配设一底板(32)。
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