CN105536108A - 具有自动物质组合特征的注射装置 - Google Patents

Abstract

一种用来自动地组合两种物质的注射装置，所述注射装置包括本体和筒管，该筒管可移动地布置在本体内，具有：第一腔室，用来包含第一物质；第二腔室，用来包含第二物质；第一塞子，可移动地布置在筒管内，将第一腔室和第二腔室分隔开；第二塞子，可移动地布置在筒管内，限定第二腔室的端部。装置也包括针毂座，该针毂座可移动地布置在本体内，在其上具有螺纹，所述螺纹用来将笔式针与注射装置相连接。装置还包括：柱塞，所述柱塞可移动地布置在本体内；偏置部件；套筒，所述套筒由偏置部件偏置、并且将偏置力传递至柱塞；以及致动按钮，所述致动按钮能够相对于本体沿径向移动，以选择性地释放套筒，以驱动柱塞并且自动地混合第一物质和第二物质。

Description

具有自动物质组合特征的注射装置

本发明是国际申请日为2011年5月19日、国际申请号为PCT/US2011/000897、中国国家申请号为201180071885.9、发明名称为“具有自动物质组合特征的注射装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

总体而言，本发明涉及一种用来分配药剂的注射装置，更具体地说，本发明涉及一种笔式注射装置，这种笔式注射装置具有自动特征，该自动特征用来在进行注射前组合至少两种物质，例如用来复原(reconstitute)冻干药剂。

背景技术

市面上有各种各样的注射器和注射装置。流行的一种类型的注射器有时被称作笔式注射器，因为注射器本体像写字所用的笔。已经证明，笔式注射器在各种各样的用途中是方便的。

当待被施用的药物和药剂以冻干形式提供时，出现与使用传统笔式注射器相关联的一种困难。冻干物质典型地按冷冻干燥形式供给，它需要与液体混合，以将物质复原成适于注射的形式。需要复原的其它物质按粉末形式提供。在一些情况下，复原过程必须小心地并且按受控速率进行，以保证适当的复原。

关于传统注射器的一个问题是，它们依赖于手动致动，以完成复原过程。个人典型地必须使用螺旋式动作将注射器的不同部分相对于彼此转动，以使得在注射器内的元件运动，而完成复原过程。这样的装置的例子在颁发给Vetter的美国专利No.4,874,381以及颁发给Ahlstrand等的美国专利No.4,968,299中给出，这两个专利通过参考全部包括到本说明书中。在其它设计中，相对轴向运动用来完成复原。这样的过程对于一些个人而言是困难的，并且潜在地引入人机工程学问题。

此外，手动复原过程典型地不能按一致的受控速率进行。某些冻干物质要求按受控速率的复原，以保证适当地复原冻干物质。例如，如果复原所用的液体引入得太快，则一些药剂将起泡沫。起泡沫的药剂典型地不适于注射，并因此，手动复原过程呈现在施用具体剂量之前要求延长等待时段的可能性。另外，可能存在着关于物质是否准备好进行注射的不确定性。

与手动致动笔式注射器相关联的另一个潜在问题是，复原过程可能进行得不完全。没有适当控制，在一些情况下，可能的是，个人不能完全地复原冻干或粉末形式药剂。在这样的情况下，不完全地复原的药剂的功效可能被降低或消除。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种自动组合或复原特征，这种自动组合或复原特征不依赖于手动操作，并且一致地提供受控组合或复原速率。

本发明的以上和/或其它方面通过提供一种用来自动地组合两种物质的注射装置而实现，所述装置包括本体和筒管，该筒管可移动地布置在本体内。筒管具有：第一腔室，用来包含第一物质；第二腔室，用来包含第二物质；第一塞子，可移动地布置在筒管内、并且将第一腔室和第二腔室分隔开；以及第二塞子，可移动地布置在筒管内、并且限定第二腔室的端部。所述装置也包括针毂座，该针毂座可移动地布置在本体内。针毂座上具有螺纹，所述螺纹用来将笔式针与注射装置相连接。所述装置还包括：柱塞，所述柱塞可移动地布置在本体内；偏置部件；套筒，所述套筒由偏置部件偏置、并且将偏置力传递至柱塞；以及致动按钮，所述致动按钮能够相对于本体沿径向移动，以选择性地释放套筒，以驱动柱塞并且自动地混合第一物质和第二物质。

本发明的以上和/或其它方面通过提供一种用来自动地组合两种物质的注射装置而实现，所述装置包括本体和筒管，该筒管可移动地布置在本体内。筒管具有：第一腔室，用来包含第一物质；第二腔室，用来包含第二物质；第一塞子，可移动地布置在筒管内、并且将第一腔室和第二腔室分隔开；以及第二塞子，可移动地布置在筒管内、并且限定第二腔室的端部。装置也包括针毂座，该针毂座可移动地布置在本体内，并且在其上具有螺纹。所述装置还包括：柱塞，所述柱塞可移动地布置在本体内；偏置部件；套筒，所述套筒由偏置部件偏置、并且将偏置力传递至柱塞；以及致动按钮，所述致动按钮能够相对于本体沿径向移动，以选择性地释放套筒，而驱动柱塞和移动针毂座，以暴露螺纹以便与笔式针相连接，并自动地混合第一物质和第二物质。

本发明的以上和/或其它方面通过提供一种制造注射装置的方法而实现，所述方法包括如下操作：将筒管插入到本体中；将柱塞插入到本体中，以使柱塞和筒管沿轴向大致对准；以及将套筒插入到柱塞的端部上。所述方法也包括如下操作：将可径向移动的致动按钮与本体相组装，以选择性地约束套筒而使它不能向远侧移动；以及将偏置部件组装在注射装置中，以使套筒偏置。

本发明的以上和/或其它方面通过提供一种操作注射装置的方法而实现，该注射装置具有可移动地布置在本体内的筒管，并且具有用来包含第一物质的第一腔室、用来包含第二物质的第二腔室。所述方法包括如下操作：将致动按钮沿径向移动，以将偏置的套筒释放、暴露针毂座的螺纹并且混合第一物质和第二物质；将旋钮转动以设定剂量；以及将旋钮移动，以从注射装置排出剂量。

本发明的以上和/或其它方面和优点将在随后的说明书中部分地叙述，并且部分地由说明书将是显然的，或者可以通过对本发明加以实践而学习。

附图说明

本发明的实施例的以上和/或其它方面和优点由如下详细描述将更容易地理解，如下详细描述联系附图取得，在这些附图中：

图1是按照本发明的一个实施例的注射装置的立体图；

图2是图1的装置的立体分解图；

图3是图1的装置的横截面图，示出了致动前状态；

图4是图1的装置的套筒的立体图；

图5和6是图1的装置的柱塞的立体图；

图7是图1的装置的致动按钮的立体图；

图8是在致动前状态下图1的装置的选定元件的立体图；

图9是图1的装置的部分立体图，示出了在按压位置中的致动按钮；

图10是在致动按钮的按压以后图1的装置的选定元件的立体图；

图11是图1的装置的部分横截面图，示出了自动复原过程的中间阶段；

图12是笔式针的立体图，该笔式针用来连接到图1的装置上；

图13是图1的装置的部分横截面图，示出了复原过程和致动状态的结束；

图14是图1的装置的计量杆的立体图；

图15是图1的装置的部分横截面图，示出了注射过程的结束；

图16是图1的装置的上部本体的立体图；而

图17是图1的装置的旋钮的立体图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，这些实施例的例子表明在附图中，其中，相应的附图标记自始至终是指相应的元素。这些实施例的描述通过参照附图而说明本发明。

图1和2图示地表明用来自动组合两种物质的笔式注射装置或注射器20。注射器20具有本体24，该本体24适于配合在个人的手中，并且包括下部本体28和上部本体32。注射器20包括远侧、前面、或前部端部36和近侧、后面、或后部端部40。观察窗口44允许个人在注射之前或之后看到注射器的内容物。所示的例子是用来输送单个剂量的装置，并且打算是单次使用装置。另外，在所示的例子中，注射器20用来使用笔式针48进行皮下注射，如在下文中更详细描述的那样。然而，本发明不限于这样的皮下注射器。

本说明书可互换地述及“远侧”、“前部”或“前面”，并且可互换地述及“近侧”、“后部”或“后面”，以表明各个元件的方向或端部。这些术语仅是为了说明和论述。元件的具体排列和它们在所示的例子中包含的运动的方向并非要按限制意义解释。

如图1和2所示，注射器20也包括针毂座52和药剂容器56，该针毂座52可移动地布置在下部本体28内，该药剂容器56可移动地布置在下部本体28内。针毂座52具有螺纹54，并且布置在药剂容器56的远侧端部处。根据一个实施例，药剂容器56是预填充式筒管56。筒管56包括用来包含第一物质的第一腔室60、和用来包含第二物质的第二腔室64。优选地，第一腔室60包含冻干药剂，并且第二腔室64包含用来复原冻干药剂的液体。第一腔室和第二腔室60和64通过连通通路(或连通通道或旁路)66选择性地连通，从而两种物质可按需要组合。旁路66在轴向比单个塞子的长度长，如在下文中更详细地论述的那样。为了说明的目的，如下论述将描述冻干药剂的复原。其它混合或组合操作也是可能的。

筒管56也包括第一塞子68和第二塞子72。第一塞子68可移动地布置在筒管56内、并且将第一腔室和第二腔室60和64分隔开。第二塞子72可移动地布置在筒管56内，并且限定第二腔室64的近侧端部。

如在下文中更详细描述的那样，注射器20还包括柱塞76和套筒80，该柱塞76能够相对于第二塞子72向近侧移动地布置在本体24内，该套筒80可移动地布置在本体24内，以接触柱塞76。另外，注射器20包括：偏置部件84，其用来使套筒80向远侧偏置；计量杆88，其用来设定剂量；致动按钮92，其能够相对于本体24沿径向移动；以及旋钮96，其与计量杆88固定地连接。如在下文中更详细描述的那样，致动按钮92能够从致动前位置沿径向移动到按压位置。在当前优选实施例中，偏置部件84是弹簧84。其它偏置部件，例如气体弹簧、加压气体、电动装置、或这些选项的组合，在一些情况下可能是适用的。

图3是横截面图，示出了注射器20的致动前状态。如图3所示，上部本体32包括径向凹口100，并且下部本体28具有相应的咬合钩104，该咬合钩104用来将下部本体28与上部本体32固定。图3也示出的是，致动按钮92在致动前位置中，在该致动前位置中，致动按钮92克服偏置部件84的向远侧偏置力而保持套筒80。另外，图3示出了，在致动前状态下，柱塞76既接触套筒80，又接触第二塞子72。另外，因为第一塞子68的定位，所以在致动前状态下，旁路66完全地布置在第一腔室60内。

图4是注射装置20的套筒80的立体图。套筒80包括中央部分108，该中央部分108具有径向臂112，该径向臂112从中央部分108沿径向延伸。套筒80也包括周边凸缘116，该周边凸缘116用来承接偏置部件84的远侧端部。根据一个实施例，径向臂112从凸缘116延伸，并且凸缘116的近侧表面与径向臂112的近侧表面是大致共面的。如在下文中更详细描述的那样，中央部分108的内部是轴向通路120，该轴向通路120包括一对轴向凹槽124，这对轴向凹槽124用来可滑动地接纳计量杆88。根据一个实施例，下部和上部本体28和32都具有一对轴向凹槽，这对轴向凹槽用来引导套筒80的径向臂112，并且基本防止其转动。

图5和6是注射装置20的柱塞76的立体图。柱塞76的内部部分是轴向通路128，该轴向通路128包括轴向凹槽132，该轴向凹槽132用来可滑动地接纳计量杆88，如在下面更详细地论述的那样。柱塞76也包括轴向凹槽136，该轴向凹槽136用来可滑动地接纳计量杆88、并且选择性地防止其转动。远侧承载表面140布置在柱塞76的远侧端部处，用来接触第二塞子72。另外，如图6所示，柱塞76包括第一周边凸缘144、和第二和第三凸缘148和152，该第一周边凸缘144用来承接套筒80，该第二和第三凸缘148和152如在下面更详细描述的那样，在注射期间起到用于计量杆88的承载表面的作用。

图7是注射装置20的致动按钮92的立体图。致动按钮92包括使用者接触表面156和一对J形悬臂160，这对J形悬臂160从使用者接触表面156延伸。各悬臂160具有远侧开口164。各悬臂160具有第一部分168(该第一部分168从使用者接触表面156延伸)、轴向部分172以及返回部分176。致动按钮92能够相对于本体24从致动前位置沿径向移动到按压位置。

图8是在致动前状态下注射装置20的选定元件的立体图。为了清楚，除去剩余元件。如图8所示，致动按钮92在致动前位置中。在这个位置中，致动按钮92的悬臂160克服偏置部件84的向远侧偏置力而保持套筒80的径向臂112。如图9和10所示，一旦使用者按压致动按钮92，并且使致动按钮92从致动前位置径向移动到按压位置，悬臂160的远侧开口164就与套筒80的径向臂112对准。在致动按钮92移动到按压位置以后，来自偏置部件84的力使套筒80和柱塞76(该柱塞76接触套筒80)同时向远侧移动。

柱塞76的向远侧移动也使第二塞子72和针毂座52向远侧移动。图11示出的是自动复原过程的中间阶段。根据一个实施例，至少部分地由于在第二塞子72与筒管56之间的摩擦，柱塞76的向远侧移动使针毂座52相对于本体24向远侧移动，以在第一物质和第二物质的混合之前暴露针毂座52的螺纹，用于与笔式针48连接。

图12是一种例示性笔式针48的立体图，该笔式针48用于与注射装置20的选择性连接。如图12所示，笔式针48包括针184，该针184包括外部部分188和内部部分192，该外部部分188用来刺入患者的皮肤，该内部部分192用来与筒管56的内容物连通。内部和外部部分188和192彼此流体连通。笔式针48也包括用来保持针184的毂座196。毂座196也具有螺纹200，这些螺纹200与针毂座52的螺纹相对应。根据所示的实施例(例如，图1和3)，当注射装置20在致动前状态下时，螺纹54的一部分是暴露的。然而，因为螺纹200相对于毂座196的近侧端部向远侧间隔开，所以当注射装置20在致动前状态下时，笔式针48不能与螺纹54相连接。如在下文中更详细地论述的那样，这防止使用者过早地连接笔式针48，并由此帮助保证第一物质和第二物质的适当混合。根据防止笔式针48的过早连接的另一个实施例，当注射装置20在致动前状态下时，螺纹54全部布置在下部本体28内。

再参照图11，在第二腔室64内的流体也提供使第一塞子68向远侧移动的液压压力。在图11中所示的中间阶段处，第一塞子68向远侧移动到与旁路66相邻的位置。因为旁路66在轴向比单个塞子的轴向长度长，所以第一腔室和第二腔室60和64经旁路66连通。随着偏置部件84的力经套筒80和柱塞76继续作用在第二塞子72上，第二塞子72强迫流体从第二腔室64进入第一腔室60中，将内容物混合并且使冻干药剂复原。

在弹簧84的连续力下，第二塞子72基本上强迫全部流体都进入第一腔室60中，并且然后与第一塞子68接触。随后，弹簧84的力使第一和第二塞子68和72一起移动，直到第一塞子68相对于旁路66布置在远侧，由此相对于旁路66密封第一腔室。在这种状态下，如图13所示，冻干药剂被复原，并且注射装置20被致动。根据一个实施例，在这个阶段处，在第一腔室60中的流体压力防止塞子68和72的进一步向远侧运动，并因而防止弹簧84的进一步伸展。

一旦致动，使用者就将笔式针48与注射装置20相连接。这个过程建立与针184和第一腔室60的流体连接，并且使空气从第一腔室60排出，允许弹簧84进一步伸展和接触机械止挡。弹簧84的这种最后伸展使第一和第二塞子68和72轻微地移动，并且从针184射出少量的复原药剂，由此准备好注射装置20。

图14是注射装置20的计量杆88的立体图。计量杆88包括旋钮连接机构200，该旋钮连接机构200与在旋钮96中的杆连接机构202(在图17中示出)相互作用，以固定地连接计量杆88和旋钮96。计量杆88也包括第一和第二键204和208，该第一和第二键204和208从计量杆88沿径向突出。第一和第二键204和208各具有远侧承载表面212和216。在致动前状态下，第一和第二键204和208布置在套筒80的轴向凹槽124内。另外，第二键208的一部分布置在柱塞76的轴向凹槽136内，并且第二键208的下部部分220布置在柱塞76的轴向凹槽132内。因而，在致动前状态下，防止计量杆88转动。另外，在致动前状态下，承载表面212靠压柱塞76的第三凸缘152，并且承载表面216靠压柱塞76的轴向凹槽136的远侧端部。

一旦装置被致动，套筒80和柱塞76就已经充分地向远侧移动以使得第一和第二键204和208不再接合套筒80和柱塞76。相应地，在这种状态下，使用者能够向远侧移动和转动旋钮96(并因而，移动和转动计量杆88)，以使计量杆88的剂量台阶224与柱塞76的第二凸缘148相接合，从而设定剂量。旋钮96的后续的手动向远侧运动将引起柱塞76的同时向远侧运动。如图15所示，柱塞76的这种移动使第一和第二塞子68和72向远侧移动，以使复原的药剂从针184的末端排出而完成皮下注射。

图16是上部本体32的立体图。上部本体32包括一对剂量键228和一对锁定突起232，它们全部都从上部本体32沿径向突出。如图17所示，为了便于剂量输送，旋钮96包括多个径向突起236，这些径向突起236径向向内突出，由此在它们之间形成多个剂量凹槽240。在设定剂量时，剂量键228与各剂量凹槽240之一对准，并且剂量凹槽240在注射期间引导旋钮96相对于上部本体32的向远侧运动。在优选实施例中，计量杆88的承载表面216下降到在套筒80的近侧端部上。在承载表面216的端部与套筒80的近侧端部之间的相互作用提供在注射结束处的物理止动。

旋钮96也包括断续周向锁定凹槽244，该断续周向锁定凹槽244从旋钮96的内表面沿径向下凹。在锁定凹槽244的各部分之间布置的一对通路248使锁定凹槽244是断续的。锁定突起232与通路248的对准容许旋钮96向近侧移动，以便设定剂量，如上文中描述的那样。在旋钮96(和计量杆88)的转动以后，锁定突起232不再与通路248对准。因而，在注射行程的结束处，锁定凹槽244接合上部本体32的锁定突起232，由此防止旋钮96相对于上部本体32的进一步移动。在锁定突起232与锁定凹槽244之间的相互作用优选地提供可听到的咔哒声，从而使用者能够确认计量杆88已经向前充分地运动而输送了所需的剂量。因而，根据一个实施例，注射装置20只能用于一次注射。将装置20限制成单次使用，在复原药剂120具有有限存放寿命的那些情形下将会是重要的。当前优选实施例因此是一次性装置，该一次性装置在注射完成之后丢弃。

一些替代性设计在本发明的范围内，这些替代性设计包括可再用装置或提供多次剂量设定的装置。所示的例子包括输送单个剂量的能力，并且打算是单次使用装置。

另外，尽管以上已经描述了冻干药剂的复原，但根据本发明设计的笔式注射器为了各种目的能够提供至少两种物质的自动组合。其它药剂(例如以粉末形式存储的那些)可被复原。可选择地，诸如多种疫苗之类的不同物质(它们必须隔离地存储、但可同时地注射)可以使用本发明的自动组合特征而被组合。本领域的技术人员将认识到，根据本发明设计的注射器对于在各种情况下的使用是有利的。

尽管以上仅详细地描述了本发明的少量示范实施例，但本领域的技术人员将容易地认识到，在示范实施例中而不显著地脱离本发明的新颖讲授和优点的多种修改是可能的。相应地，全部这样的修改打算包括在所附的权利要求书和其等效物的范围内。

Claims (4)

1.一种用来自动地组合两种物质的注射装置，所述注射装置包括：

本体；

筒管，所述筒管可移动地布置在所述本体内，并且具有第一腔室、第二腔室、第一塞子以及第二塞子，该第一腔室用来包含第一物质，该第二腔室用来包含第二物质，该第一塞子可移动地布置在所述筒管内、并且将所述第一腔室和第二腔室分隔开，该第二塞子可移动地布置在所述筒管内、并且限定所述第二腔室的端部；

针毂座，所述针毂座可移动地布置在所述本体内，在所述针毂座上具有螺纹；

柱塞，所述柱塞可移动地布置在所述本体内；

偏置部件；

套筒，所述套筒由所述偏置部件偏置、并且将偏置力传递至所述柱塞；以及

致动按钮，所述致动按钮能够相对于所述本体而移动，以选择性地释放所述套筒，而驱动所述柱塞和移动所述针毂座以暴露所述螺纹以便与笔式针相连接，并且自动地混合所述第一物质和第二物质；

其中，所述致动按钮包括：

使用者接触表面；以及

J形悬臂，所述J形悬臂从所述使用者接触表面延伸，所述J形悬臂具有开口；

其中，所述致动按钮能够从致动前位置移动到按压位置。

2.根据权利要求1所述的注射装置，其中，所述套筒包括中央部分和径向臂，该径向臂从所述中央部分沿径向延伸；

其中，在致动前位置中，所述J形悬臂克服所述偏置部件的偏置力保持所述径向臂；并且

在所述致动按钮移动到所述按压位置时，所述J形悬臂的开口与所述径向臂对准，以容许所述套筒的移动。

3.根据权利要求2所述的注射装置，其中，所述套筒还包括周边凸缘，该周边凸缘用来接纳所述偏置部件的端部，其中，所述径向臂从所述凸缘延伸。

4.根据权利要求3所述的注射装置，其中，所述凸缘的表面与所述径向臂的表面是大致共面的。