CN105764556A - 皮下注射器针头销毁装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于处理皮下注射器针头的装置，包括：用于接收针头的容纳筒(17)；用于接触针头的邻近第一端的第一电极(16)；用于接触针头的尖锐端部的第二电极(20)；控制系统，其可操作以使电流流过所述第一和第二电极之间的针，其中所述电流使针软化，并且其中所述第二电极被设置成在容纳筒内移动，并提供压缩力至针头，其中，所述容纳筒被设置成加热线圈环绕的形式(未显示)在处理过程中被加热。

Description

皮下注射器针头销毁装置

本发明涉及一种有关医药和牙科中用于注射的患者使用过的皮下注射器针头的安全销毁的装置和方法。

通常，一旦一个皮下注射器针头已被用于给予药物给患者，或者用以除去来自患者的血液样本，整个注射器组件包括皮下注射器针头是要被处理掉的，因此它可能不被再次使用，确保感染不会从一个患者传送到另一个。在目前的实践中，整个组件放置在一个被称为“锐器”箱中，其中它被视为危险医疗废弃物并且进行相应地处理和处置。健康和安全程序一般不允许针头从使用后的注射器移除，因为这是最可能发生损伤的方式。

在一些特殊的应用，特别是在牙科，金属注射器会被使用。这在经过适当处理之后能够重新使用，但是针头的处理问题仍然存在。

然而，存在与安全处置皮下注射器针头相关的问题。一旦注射针头已被使用，有一个可能性，在将注射器和针头放到锐器箱时，医生可能会无意中刺破自己或者同事的皮肤。这样的损伤称为针头刺伤。这会导致执业者能够从有关患者身上接种与一种或者多种可能地危险的病原体。

一些病原体可以以这种方式被暴露给执业者，是非常危险的，并可能是职业限制甚至潜在地危及生命。这方面的例子包括肝炎和HIV，虽然有很多了。如果执业者被一个或多个以上这些疾病感染，则处理会涉及一个漫长的药物过程，包括抗逆转录病毒药物，其中副作用对他们本身来说是危险并且不愉快的。近来，一些医疗卫生保健专业人员被针头刺伤直接受到感染后已经死亡。还有更多的人员由于针头刺伤的直接结果而不得不改变职业生涯。

个人可以接触到的存在用过的注射器的潜在的危险的其他地点包括吸毒者经常出没的地方、针具交换场所，以及家庭，包括自我治疗特定疾病的人员，例如，糖尿病患者。

处置用过的皮下注射器针头的进一步问题是，用过的针头的特殊处理要求和用于安全处置它们的成本。如所提到的，一旦使用过的皮下注射器针头被放入一个锐器箱，该尖锐器箱需要特殊处理，以确保有潜在危险的内容物不能伤害任何人。由于个人暴露于已经损坏的锐器箱的危险针头，导致了一些受到损伤的案例。

在典型的医院环境中，处置大量的这种锐器箱的成本和复杂性的确很高。在整个英国的国民健康服务中，数以百万计的锐器箱被供给、使用，然后每年焚烧。这涉及相当大的费用，并造成环境的污染。

处理用过的注射针头的现有的技术一般达不到所需要的解决方案，并且不能完全解决与安全处置用过的针头相关的问题。通常情况下，现有技术解决方案通过高电流有效地焚烧针头，以试图销毁注射针头。这需要复杂的设备，仍然留下处理在焚烧过程中遗留的残余物的问题。其它现有技术解决方案仅仅弯曲针头的尖端，在一种仍然可以伤害他人的状态遗弃，并且根据健康与安全规则可能仍然需要作为“锐器”处理。

因此，存在一种需要，即，更安全和更经济有效的方式处理用过的皮下注射器针头。本发明的实施例的目的就在于解决现有技术的这一问题和其他问题，无论是在本文中是否已经提及过的这样的问题。

根据本发明，如在所附权利要求书中所展示，提供了一种装置和方法。本发明的其它特征将会由从属权利要求中，以及随后的描述中显而易见。

为了更好地理解本发明，并展示相同实施例如何付诸实施，将通过举例的方式结合所附的示意图进行说明，其中：

图1展示了现有技术的注射器组件；

图2a和2b展示了本发明第一实施例的操作原理；

图3a-e展示了的本发明第一实施例的操作原理进一步详情；

图4展示了本发明第二实施例的立体图；

图5展示了本发明第二实施例的详细的横截面；

图6展示了根据本发明第二实施例的装置的立体图；

图7展示了根据本发明实施例的装置处理后的注射器组件；

图8展示了本发明第三实施例的部分分解图；

图9展示了针头销毁前本发明第四实施例的横截面图；

图10公开了一旦销毁针头完成后，本发明第四实施例的横截面图；

图11展示了针头被插入到所述装置中，本发明第三实施例的横截面图；

图12展示了针头部分地插入所述装置中，本发明第三实施例的横截面图；

图13展示了针头被全部插入到所述装置中并且电极夹准备闭合，本发明第三实施例的横截面图；

图14展示了针头全部插入所述装置中并且销毁过程准备开始，本发明第三实施例的横截面图；

图15展示了销毁过程大致完成和融合针头冷却，本发明第三实施例的横截面图；

图16展示了准备撤出冷却的融合针头，本发明第三实施例的横截面图；

图17展示了冷却的融合针头刚刚被撤出，本发明第三实施例的横截面图；

图18展示了滑动电极机械装置的详细视图，本发明第三实施例的一部分的横截面图；

图19a和19b分别展示了电极清洁机械装置的横截面图和立体图构成本发明第三实施例的一部分；

图20展示了本发明的一个具有预热和气体供应系统的实施例；

图21展示了图20的预热和气体供应系统的分解立体图；

图22展示了在图20和21中所展示的电极的详细视图；和

图23展示了图20和21的实施例的进一步的局部视图。

图1展示了一个标准的一次性注射器3，安装有一个皮下注射器针头2，以形成一个注射器组件1。这种组件1用在各种医疗场合。典型的用途包括向患者给药，通过将针头2插入药水瓶或类似药物容器，由此药物被吸入注射器3的管体。在某些情况下，注射器组件1被提供预先填充有药物，在皮下注射器针头2被用于给药之前，执业者所需要做的就是从针头2除去护套(未示出)。注射器组件1的另一种使用是从患者那里提取样本(例如，血液)。在这种情况下，注射器3开始是空的，并且通过撤回柱塞填充血液。

然而，在实践中使用注射器组件1，总是有一个使用后如何安全地处置它的问题。

本发明的实施例提供装置安全地处理使用后的注射器组件1的皮下注射器针头2。

图2a和2b展示了本发明第一实施例的操作原理。在使用中，注射器组件1，向下方向被引入了装置用于安全地销毁针头2。注射器组件被夹持在适当的位置(此处未示出，但在后面描述)。横跨针头的长度施加电压，从夹持处到尖锐端。针头的尖锐端是被电极20的大幅度的凹形或者锥形端5接触，并且施加电压使电流流过针头、加热，因此，软化它。

一旦针头软化到足够的程度，电极20开始朝向毂4移动。电极20的凹形端5有助于确保如果针头因为压缩而弯曲，它将仍然在锥体的范围内并被压缩成一个紧凑的物质，如图2b所示。

图3a-3e展示了参与处理针头的各个阶段更多的细节。它们显示出的针头和注射器是垂直方向，但是，如将在后面描述，方向可以是其它的方向，特别是，水平方向。

在图3a中，针头首先接触电极20的凹形端5。一旦电极20和夹紧电极(未示出，但位于邻近毂4)之间接触，则施加电压，造成电流流过针头2。与此同时，或稍后，电极20向前移向毂4，使针头开始压缩。这展示在图3b中。

取决于许多因素，包括所施加的精确的电压和针头的物理特性，施加的电流可能导致针头变热以至于它融化。这种情况显示在图3c中，其中针头变形成一串熔融金属液滴。

电极20继续移动(参见图3d)采集针头的这些熔融部分到一起，直到它们聚结成一个物质，如图3e中所示。

在图3a-e中所展示的场景描述了施加电压，针头的熔化，但是应该理解的是，针头没有必要熔化，以使软化的针头由电极来压缩，以产生一个材料物质。

应该理解的是，图3a-e中展示的简化系列事件在实践中不能被很容易地实现，特别是如果将针头定位在除了大体垂直之外的任何角度。在实践中，针头不会一般压缩在本身上，如图3b所示，其结果将，因此，不会是所预期的压缩的物质。

在实践中，人们发现，在压缩操作期间，如果针头能够被限制，过程的可重复性和可靠性期会大为改善。因此，本发明的第二实施例展示在图4-6中。

图4展示了装置110的立体图，进一步细节展示在图5截面图和图6的等轴视图中。装置110包括壳体112在其一侧上具有孔114。孔114被设置成接收注射器组件1的皮下注射器针头2。皮下注射器针头2一端具有尖点，另一端具有毂4连接到注射器3。在使用中，注射器组件1被插入到孔114，直到毂4抵靠位于壳体旁边的一个止动板116。一旦针头2已被完全插入装置110中，销毁过程可以开始。针头的完全插入由壳体内的微型开关(未示出)或类似装置的启动进行检测。

当检测到完全插入时，毂4由一个电操作的夹紧机构锁定在适当位置，牢牢地把持注射器组件并保持针头在孔114的中心内。夹紧机构包括一对可滑动的电极，它们是一双可操作的相对地有螺纹的螺丝，安装在单个轴上。以这种方式，轴的旋转引起两个电极一致地朝向开放或关闭位置。重要的是，由于一对夹紧电极的直接机械连接，它们将总是在完全相同的位置上关闭，它允许所述针头在孔内的位置可预测的可靠和一致。

在孔114中，有位于一个容纳筒118，其被用来接收针头2。该容纳筒优选地由耐热、耐用的材料制成，例如，玻璃、陶瓷或镀层的钢。

一旦插入，针头2基本上完全的驻留在容纳筒118内。活塞120也定位在容纳筒内。当针头4首先插入时，活塞120位于临近容纳筒118的末端最靠近孔114。用户插入针头4的压力使得活塞被推回进入容纳筒以容纳针头。

活塞120被设置成在容纳筒118内给针头2提供压缩力。在本发明的一个优选实施例中，压缩力是通过由用户可操作的螺线管或自动控制来提供的。在本发明的其它实施例中，压缩力可以通过弹簧或其它合适的方式来提供。销毁过程可以是连续的，或者可以包括多个单独的阶段。

在第一实施例中，一旦针头完全插入并且锁定机构116已经牢牢地把它夹持在适当位置，电流通过针头。电流由锁定机构116和作为电极的活塞120施加。在本实施例中，首先施加一个相对较小的电流，融合针头的尖端，以创建一个较大实质的物质。然后，施加较大的电流软化针头足以允许其被压缩。

下一阶段涉及活塞120的运动施加压缩力以软化针头，所述针材被压制成紧密物质，仍依附于毂4。

压缩力可通过马达、螺线管、弹簧压力、气动力或甚至可以由用户手动地施加。

进一步的实施例减少在滑动电极的顶端的碎片造成的电流中断的影响是一个或两个电极是振动的，以增强与针头的尖端的电性连接。振动可以通过使用滑动电极马达或通过在径向或轴向方向上的其它方式施加。

取决于针头的确切成分和尺寸，它有时被熔化，而不是仅仅被软化。在这样的情况下，熔融的针头的小珠可被强制聚结或粘结成一个小的质量，以已经描述过的针头仅仅是被软化的案例相同的方式。最终的结果是在这两种情况下几乎是相同的-一个紧凑质量无尖锐点，这可以不需要被当做尖锐器具来处理。

容纳筒118趋向于保持针头2在其限制内。如果缺少它，针头将会从它的轴倾向于弯曲，所以压缩的结果可能并不总是产生预期的效果。然而，有容纳筒118在适当位置，它迫使生产的小球材料仍然依附于毂4。

一旦操作完成，在一段时间内可允许压缩针头降温到安全温度。在该时间结束时，锁定机构116被放开，从而允许注射器组件1被移走。毂4现在终止在一个压缩的金属材料小质量，无锋利的尖，可以手动去除，并做相应处置。质量是基本上球形的，但是不具有尖锐点或边缘的其它形状可以被创建，在很大程度上取决于活塞120的轮廓。

图7展示了处理后的注射器的立体图，清楚地显示出处理过的针头，以一个近似球形的质量形式，依附于毂4。

一旦注射器组件1被移除，活塞120可以移动，也就是位于容纳筒118的入口，所以，它的凹形顶端可以接收另一根针头，或者它可以被移回进入容纳筒。本发明的实施例能够处理许多不同规格和/或成分的针头。在一个优选的实施例中，各种可操作参数可以被用户通过一个或多个用户可操作的控制装置改变。例如，可提供一个简单的旋转开关，从而允许用户选择一个预定数量的程序，每个对应于一种特定类型的针头。或者，可提供自动检测装置，一旦将针头完全插入，其能够通过读取活塞120的位置确定针头的长度。针头的厚度可以由设置的光学传感器通过容纳筒118查看针头来确定。此外，或者，针头的阻力，一旦被完全插入可直接测量，这读数可以被用来选择一个适当的操作轮廓。

本发明的一个可选实施例利，用一个电感应过程软化针头，而不是使电流直接通过针头2。在这个实施例中，未示出，一个线圈被设置成邻近或者在容纳筒118周围，用于诱导合适的电流到针头。在所有其它重要方面，这个实施例的操作和已经描述的是一样的。

本发明的第三实施例展示于图8和11-17中，这些代表一种可选择的但用于安全地处置皮下注射器针头的相关的装置。

图8展示了装置形成了本发明第三实施例的部分分解立体图。它包括一个壳体12，大致是圆筒形状，并且包括手柄便于运输。位于所述壳体内是一种机械装置，用于处理插入的注射器组件1的皮下注射器针头2。该机械装置的具体操作马上进行描述。在壳体12的一端具有端板，它包括一个孔14，通过该孔插入注射器组件1的皮下注射器针头2。该机械装置的操作随着针头的插入基本上是自动的。

图9和10展示了本发明第四实施例的详细视图。这个实施例大致类似于第二实施例，之前已描述中针头在压缩过程中不被限制。第四实施例的机械装置和操作，除了缺少用于针头的限制装置外，与图8所大致展示的第三实施例相同，并且描述的更多的细节与图11-17相关。

图9展示了一旦针头2已被引入针头销毁装置的部分横截面图。为便于说明，本发明的实施例的操作的装置的不是必需被理解的部分的已经从下面的附图中除去。以与之前描述的实施例类似的方式，插入装置中，在注射器1的尖端的针头2接触电极20的凹形端5，所述电极20是在装置的主体内移动。一旦被完全插入装置，机械装置是可操作的以牢固地夹紧注射器1的毂4在适当的位置，然后开始针头销毁过程。

图10展示了一旦针头销毁过程已经接近完成，本发明第三实施例的局部剖视图。在此视图中，电极20已经从图9所示的位置行进，并已压缩针头2，使得它不再长和尖锐，而是位于毂4的端部的近似球形金属质量。

图11-17展示了本发明第三实施例中的针头销毁过程的详细的各阶段。

图11通过本发明第三实施例展示了当针头2正准备被引入到装置的局部剖视图。针头2通过装置的端部表面上的孔14并且，位于孔中，是一对导向块7，进一步具有一个中心圆锥形通道6，其是可操作的以接受针头并准确地引导它，使得针头的尖端适当地对齐中心和滑动电极20的端部5。导向块7分别设置有一个半圆锥形通道，使得当导向块7配合在一起时，在圆锥形通道的外部形成的较大直径容易接受针头2，并将其引导到圆锥形通道的较小直径，其位于邻接夹紧电极16。这确保了针头根据需要与滑动电极5的尖端对齐。导向块7安装在装置中使得它们可以滑动平行于如在附图中展示的位于它们下面的夹紧电极16的通道。导向块7设置有弹簧18使它们返回朝向配合的位置，即，它们彼此接触的位置。位于安装的框架的中央的凸起或类似的特征可以确保当它们配合在一起时，它们以这样一种方式被限制，圆锥形引导通道6的较小直径的直接与滑动电极20的端部的中心对准。

每个夹紧电极16，位于导向块7下方，设置有位于相应的导向块7的凹槽的驱动销在它上面。导向块中的传动销和它们相应的凹槽都设计有适当的间隙，这样，当在电极16移动分开，起初导向块7不动，并且在弹簧18提供的弹簧力的作用下保持配合在一起。当电极已经移动开到足以使滑动电极20在它们之间通过，导向块也将开始分开。这个特征使两个导向块7被完全配合在一起，但与夹紧电极16分离，并且滑动电极20的凹形端5定位为靠近导向块较低表面准备好接受针头2。这确保了针头2总是被准确地引导进入滑动电极20的凹形端5的中心。

图12展示了针头2被部分地插入到装置的情况。可以看出的是，当针头2通过锥形导向通道16插入，并与滑动电极20接触，滑动电极将趋于开始在用户提供的压力下缩回。电子控制系统可操作以检测这种活动并激活驱动装置分开两个夹紧电极16和导向块7。所述控制系统可操作以通过利用位于滑动电极5和它的驱动机械装置之间的传感器来检测这个活动。

导向块7用这种方式的分离允许针头2的毂4与开关板15接触，其可操作以提供进一步信号指示的事实，即针头被完全插入。

一旦针头已被检测为已经完全插入，控制系统就能够操作以启动销毁过程。

图18展示了电极20移向针头2的装置的特写细节图。电极20必须按顺序移动，以确保销毁过程处理后电极和针头之间有连续的或几乎连续的接触。图18展示了电极20如何被由马达(未示出)驱动的带齿的带移动的。依附于带齿的带是可移动块21，金属套筒22自由通过它。在套筒22的两端，具有固定环，以限制它的运动，并容纳预压缩输出弹簧23。套筒22具有一个螺纹孔，滑动电极20的螺纹端被拧入。在套筒22的相对端，具有一个附着点用于供电的联接至滑动电极20和固定到移动块21的操作传感器24的延伸部分。

当装置已准备好接受针头2进行销毁时，电子控制系统可操作以定位滑动电极20的端部5邻近于导向块7的下侧与相关联的马达保持固定位置，抗旋转和带齿的带的运动。在导向块7中通过中心圆锥形通道6插入针头2，针头的顶部将接触滑动电极20的凹形端5。进一步的压力使针头2插入装置将导致输出弹簧23被压缩并且通过激活传感器24一个电路被完成。这个电路的完成给马达以能量，允许它顺利运转，必然允许针头更充分地进入装置。如果针头上的压力放松，马达将停止，直到所述压力重新施加并且这种电路再次完成。装置的这个特征的操作可确保针头2进入装置是顺利并且可控制的，这将不会是针头2简单的沿着带推压并且旋转马达它本身这种情况。在这样的情况下，移动将是忽动忽停的因为马达其固有的不均匀特征趋于阻止运动。这样的特性是用户所不期望的，并且这种方式的活性操作马达导致一种更加操控的感觉给用户。

现在转到图13，其展示了针头已被完全插入的情况，并且电子控制系统通过毂4接触开关板15的活动已经检测到完全插入。针头2的根部，然后由一个电操作夹紧机械装置抓牢在适当位置，夹紧机械装置包括一对夹紧电极16，夹紧电极是可操作的以牢固地夹持针头并且相对于滑动电极20保持在中心。夹紧机械装置还包括一个轴或多个轴，夹紧电极16在轴上运行。在轴13上，夹紧电极16可通过一对相对操作的螺纹进行操作。以这种方式，轴的转动使两个夹紧电极16一致地朝向打开或关闭的位置移动。因为它们是直接的机械连通，它们将总是朝相同的位置关闭使针头在孔中的位置可预测地可靠、一致和准确。螺纹轴或轴是由一个带齿的带驱动，转而由马达驱动(未示出)。

位于所述装置内，并且邻近于夹紧电极16，有一个容纳筒17，它被设置成接收所述针头。容纳筒17由耐热和耐用材料形成，例如，玻璃、陶瓷或金属。任选地，它可被更深一层的筒覆盖，该筒是以能够轻易被移除和替换用于例行保养服务这种方式安装在所述装置的框架内。

一旦插入到装置中，针头2基本上驻留在容纳筒17内。滑动电极20也定位在容纳筒17内，其设计的尺寸是在气缸17内紧密配合的。当针头2首先插入时，滑动电极20是位于相邻的容纳筒17的端部并且最靠近夹紧电极16。通过用户插入针头2所施加的力使滑动电极20被推回容纳筒内以容纳针头。这个运动，在马达的控制下，之前已经进行了描述。

滑动电极20被设置成在容纳筒17内给针头2提供压缩力。在本发明的一个优选实施例中，压缩力是由自动电子控制可操作马达提供。它是可能的，在本发明的其他实施例中，压缩力可以通过重力、弹簧、螺线管或气动装置来提供。销毁过程可以是以连续的方式发生，或者可以包括多个单独的谨慎的阶段。

图14展示了一旦针头2完全插入并已经在夹紧电极16之间被抓牢的情况。然后电流从滑动电极至夹紧电极通过针头，穿过针头2。在示出的实施例中，一个相对较小的电流连同通过滑动电极20的一个力可以首先施加到针头，其可以是稳定的或间歇通过一系列较小的步骤。这样做的目的是为了软化和变形针头的尖端来创建较大幅度的接触面积。更大的接触面积使更大的电流随后被施加到针头2从而减少滑动电极20冒火花，因此降低容纳筒17中污染的程度。

图15展示出已经施加较大的电流后的情况，其中进一步软化针头2，并足以允许它通过滑动电极20朝针头的毂行进和施加压缩力到被软化的针头的运动被变形并压缩。这把针材压缩成紧凑的、聚结的质量仍然附连到注射器的毂4。

取决于针头的确切成分和尺寸，针头可以被熔化，而不是仅仅被软化。在这种情况下，熔融的针材可产生小珠，以已经描述过的针头是仅仅被软化的情况相同的方式，这些小珠可以被聚结或者粘结成一个小的质量。在两种情况下最终的结果是类似的，是融合的针头，即，一个没有锋利点的质量连接到毂。

容纳筒17以相同的方式发挥作用在第二实施例已描述，它倾向于保持限制针头在其内。缺少它，针头将会从它的轴倾向于弯曲，所以压缩的结果可能并不总是产生预期的效果，并且导致仅仅是弯曲但仍然尖锐的针头。有容纳筒在合适的地方，材料的紧凑球仍附连到毂趋于被可靠地产生。

一旦针头已被压缩并且金属的质量已经聚结，在一段时间内可允许聚结的针头降温到安全处理的温度。在冷却期间，夹紧电极16是用于保持针头在装置内的位置的。这防止用户过早的抽出聚结的针头。这种情况展示于图16。

一旦冷却期结束，夹紧电极16会被放松，注射器组件1和聚结的针头可以安全地取出，如图17中所展示。

一旦注射器组件1从装置中取出，则滑动电极20被定位，使得它位于容纳筒17的入口，使得它的凹形端5可以接收另一个针头。可替代地，一旦夹紧电极16被放松时，相反滑动电极20可进一步向下顺着筒移动。

注射器组件1现在包括终止于针材聚结的物质的毂4。质量被设置为基本上是球形的，但确切的形状在很大程度上取决于滑动电极20的凹形端5的内弧形面。只要最终的结果是基本上光滑的并且没有突出的尖锐点，任何合适的形状都可以使用。另外，聚结的针材具有密封针头的内孔的效果从而抑制流体从针筒泄漏。它是，当然，用过的注射器可能含有一种或多种危险的材料并且本文所述的销毁处理过程的目的是为了防止任何一种这样的材料损害使用过的注射器的使用者。由于聚结的针材没有尖锐点，它可以经由正常临床废物处置，而不是被当作一个锐器并经由更昂贵的锐器箱程序进行处理。在熔化过程中遇到的高温，目标是确保针头的表面上的任何危险的病原体被完全毁灭，把这类病原体与用户的接触减至最少。

装置还包括一个电子控制系统，其可操作以控制的装置所有特征的运行，包括夹紧电极、用于定位滑动电极的马达和被施加到针头摧毁针头的电流供应。电子控制系统包括一个适当地编程的微控制器或微处理器。或者，它可以包括一个定制的集成电路。

发现较大的针头(即，那些更长的长度或更大的直径)比较小的针头需要更大的热能来处理，并且，另外，滑动电极20必须行进更远以充分压缩针头。因此，明显的是，如果它们要被成功处理而变得安全，不同类型和尺寸的针头需要不同的电流和滑动电极20的运动。因此，该电子控制系统包括，一系列不同的操作模式，其可以是预存储或在特定针头的基础上计算的，这些操作模式对每种不同的针头的类型和尺寸都最优化。

对于一个给定的针头的类型和尺寸的特定的操作模式包括用于针头和电流对抗时间的瞬时设定值，这样在针头处理过程中能够在精确的时间点施加合适的电流。以这种方式，前面提到的在过程的开始时使用较低的电流只软化针头的尖端的技术能够以直接的方式进行管理。

一个特定的操作模式还包括用于滑动电极20的位置的瞬时值。这种值可以确定滑动电极与时间有关的每一个位置的速度。典型地，在针头的处理过程中，可施加电流到针头的总时间在0.2和2秒之间。滑动电极20可以是在运动中，相似的，但不必是同一期间。每秒多次，施加到针头上的电流被调整到预定的或者瞬时计算值。通常情况下，一个模式可每5至50毫秒确定用于电流的值。同样地，设定滑动电极20的位置可以每5至50毫秒被更新。

操作电流模式包括设置用于提供较低电流在软化针头之前蒸发掉针头表面或里面含有的液体。

在进一步的实施例中，控制系统包括用于计算施加到针头的能量或温度的装置，使得滑动电极的运动能够被改进。这种方法将允许电流的临时中断由于，例如，滑动电极上的残渣，需要被考虑在内，以便针头总是要被充分软化以允许被成功压缩。

在优选实施例中用以确定针头的电流的装置是通过使用一个高频脉冲宽度调制(PWM)开关模式电源，用闭环电流反馈控制。电源使用高功率MOSFET或类似的开关，以减少损耗并增加电池寿命。典型的开关频率范围为100kHz至1MHz。物理电源尺寸以低频操作较小损耗和小尺寸高频操作较高损耗之间有一个权衡。已经发现，由于例如能量存储在输出电容，该电源必须限制任何不受控制的能量施加到针尖。这种不受控制的能量造成火花和非导电氧化物残渣在滑动电极的表面上更迅速累积。

电源强制电流的选定值并且这个程序必然产生针头的加热效果。这允许电压在夹紧装置中下降并且连接电缆被忽略，以及提供更稳定的熔融特性。电源提供足够的输出电压能力，以覆盖在操作过程中可能遇到的在最高电流时针头中和相关装置中的电压下降。已发现，较高的电源电压对维持与滑动电极电性连接是有益的。电压是有限的按照电源物理尺寸、复杂性和成本。

在进一步的实施例中，电源可设置为低功率、高电压升压装置，协助分解在滑动电极的表面上的残渣，以提高电性连接。在操作周期期间施加高电压，无计划电流中断和施加的能量被限制，以防止产生火花及进一步在滑动电极的表面上形成的残渣。高电压可以被存储在一个电容器，当装置处于空闲状态被充电。

通常情况下，电流反馈会通过电源电感电压测量与霍尔效应装置来实现。这些提供用于开关控制的必要的单周期电流测量，连同高精度电流测量，以满足针头熔解模式的要求。

为了使设备便携，电源和相关的设备被设计成可从充电电池进行操作。该装置设置有一个对接站，连接到电源，以允许电池被重新充电。

在该装置的一个优选实施例中，由电子控制系统驱动的视觉显示将指示一个或多个运行参数，包括该装置的准备就绪接受一支针头用于销毁、销毁过程的阶段和许多的状态运行参数，例如，自上次电池充电后，处理的针头的数量，和电池中剩余的电荷。

随着时间的推移，金属的和/或其它的残渣可能在滑动电极20的末端的凹形槽5中累积。这些残渣可能抑制通过针头2的电流的传导，或者妨碍销毁过程。当这样的残渣是可以被用户看见的或明显的通过一次或多次失败的针头销毁尝试，能够启动半自动或全自动过程来清洁该凹形槽。

图19a和19b分别展示了形成所述装置的一部分的自清洁装置的原理图和立体图。这些装置的位置可在图8清楚地看到。图19a展示了自清洁装置的横截面原理图，它包括一个小的、球形或类似形状的旋转切割器、研磨机或刷25，其结束点26从装置突出，并且比滑动电极20的凹形端表面5。这个切割器25被定位在合适的滑动或滚珠轴承上，以便它可以自由转动，并且可以通过带齿的或平板带29被电动马达28驱动。

切割器轴被设置成平行于滑动电极20并且切割器可以手动或自动移动对准它与滑动电极20同轴。清洁装置被通过一个操作杆或从装置的外部可接触的类似突起物手动移动到适当位置。当切割器与滑动电极20完全同轴时，一个微型开关(未示出)将被开动，清洁程序将被电子控制系统自动启动。在清洗程序中，电源将被提供到电动马达28并且切割器25将旋转。与此同时，滑动电极20向前移向旋转切割器25，从而使滑动电极20的凹形端5接触切割点26。提供一个也是由马达28驱动的风扇，以产生空气的聚集喷射流去除由切割器25释放的任何残渣。合适的收集装置或容器，该容器从装置上是可拆卸的，设置为接受和收集残渣。

使用中，随着时间的推移进一步的残渣可能会累积在筒17的内壁。这可能导致内表面和滑动电极20之间的摩擦。这可能会抑制电极的自由移动，从而损害销毁过程。为解决这一潜在问题，可以使用一个用于清洁筒的内表面的过程，从而滑动电极20在筒17内行进超过扩展距离一个预定的周期数量。这有效地把残渣移除到筒17的外部，在那里可被收集用于后期处理。为了协助这个过程，滑动电极20的外表面可设有若干浅的环形槽，以协助残渣移除过程。这种清洁过程可以周期性地或甚至每次针头销毁之后运行，根据需要而定。或者，也可以仅仅在遭遇一个或一定数量的针头销毁失败后启动。

图20展示了本发明进一步实施例，其中容纳筒118上设有加热器300。这已被发现，用以改善所述装置的操作。在销毁有一定数量的液体(例如，溶解的药物或者血液)残留的针头的案例中，可以发现，在销毁过程中的压缩阶段，这会对形成粘结的、可控的、金属质量有不利影响。

已发现，在加热针头2的初步阶段，在压缩之前，在环境温度下针头内蒸发的任何液体，形成的蒸气能凝结在容纳筒118的内表面上。这种冷凝蒸汽会过早地冷却软化的金属并造成聚结过程中不希望的结果。

在压缩阶段之前，通过预加热容纳筒118，这种冷凝不会发生，并使得造成针头的软化金属可靠地结合成一个可预期的和均匀的质量的过程得到改善。

加热器300采取恒温控制的加热线圈的形式，其包围容纳筒118。在压缩阶段开始之前的几秒钟，加热器被触发，并且被加热到超过100℃的温度，因此任何残留的水被转换为蒸汽。已经发现，加热到筒约130℃，能够确保该装置良好的、可靠的操作。

任选地，容纳筒可以保持在一个高于室温的备用温度，这样当需要使用装置时，加热过程所花费的时间会减少。为最小化筒的热损失，当加热器在操作时，可提供一个外部外绝缘套筒(未示出)。

如先前所述，针头的加热可以利用感应线圈来实现。在这样的实施例中，加热器300的结构可以变化。上述加热线圈可以使用或者可提供一个单独的金属护套吸收一些电磁辐射并且通过传导、加热容纳筒。

为了进一步改善本发明实施例的性能，在销毁过程的压缩阶段期间，一种气体可从容纳筒118通过。它也可以在压缩之前和/或之后通过。这会导致产生的任何蒸汽将从容纳筒118中被排出。在一个实施例中，空气来源于周围环境，并且可以简单地强行通过筒的一端使产生的任何蒸气从相对端排出。空气可以通过使用小压缩机聚集、集中成空气流通过筒。

在另一个实施例中，在销毁过程中的压缩阶段，一种惰性或非氧化性气体通过筒。它也可以在压缩之前和/或之后通过。这具有针头的金属和中心滑动电极的尖端的氧化会被最小化或避免的优点。优选气体是容易获得的在加压的容器中的气体，例如，二氧化碳或氩气。如果使用二氧化碳，这是容易获得的小的、易于处理的、压缩的，可以在苏打水瓶和彩弹射击武器中使用。

空气或气体可以通过引入到中心滑动电极320的通道或者通过容纳筒118本身的孔被引入到筒118中。空气或气体可以由管330被供给到电极320的末端，不接触针头，如以上所讨论，它是由一个合适的供应供给。电极320包括多个沿其长度的排气孔，通过排气孔所供给的空气或气体被排出，直接进入筒的内部。

在销毁过程中排出的空气或气体通过装置的壳体上一个合适的排气孔能够简单地释放到周围大气中。或者，在一些情况下，可以过滤或刷洗排出的空气或气体。

通过加热筒并且在销毁过程中通过气体的组合，可以发现，经历了更大程度的可靠性，并且最终结果更加可能获得一个常规金属球基本上融合在一起并且没有尖锐突起，可以简单处理的金属球。然而，销毁过程的改进可以通过简单地加热筒118实现，特别是如果没有合适的气体供给。

本申请中任何先前描述的实施例可以从提供加热器(和气体供应)中获益，它们当中每一个的适当修改实现这个对本领域技术人员而言是显而易见的。

本发明的实施例包括防止不接近地类似皮下注射器针头的物体被插入装置的安全特征。这样的安全特征可包括物理限制，防止非注射器物体被插入到装置中，或者更复杂的装置其能够测量一个插入的物体的电阻，以确定它是否是，或可能是，皮下注射器针头。

操作该装置的功率可从一块或多块电池提供，优选的可再充电电池，它允许装置远离电源使用。或者，或附加地，功率可以从一个主电源电压供给提供。

本说明书全文中，已经使用术语皮下注射器针头。本领域技术人员将容易认识到，该术语可以包括装配到注射器上的针头，如已详细说明，但术语皮下注射器针头也包括用于从人体或动物体内引入/移除流体的其它其他针头。其它这样的针头特征在于，一般是管状金属构造具有至少一个削尖的端部。特种类型的针头明确的包括在规定中与套管一起使用的针头。

本发明的不同实施例可包括所述任一实施例中一个或多个特征，这样的特征并不相互矛盾。为简洁起见，某些特征已经在相关特定实施例中描述，但任何特征均可以被并入本文所述的任何实施例。

注意转向所有与本申请说明书同时或之前提交的论文和文献，这些论文和文献都公开给公众查阅，并且所有这些论文和文献的内容在此引入作为参考。

在本说明书中(包括任何所附权利要求、摘要和附图)公开的所有特征，和/或所有公开的任何方法或过程的步骤，可以以任何组合方式组合，除非组合，其中至少一些这样的特征和/或步骤是互斥的。

在本说明书中(包括任何所附权利要求、摘要和附图)公开的每个特征可被可选特征替换用于相同、等效或类似目的，除非另有说明。因此，除非另有说明，所公开的每个特征仅是一般系列的等效或类似特征的一个实例。

本发明不局限于前述的实施例的细节。本发明扩展至在本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)的任何一个新型、或任何新型的组合，或公开的任何方法或过程的步骤的任何一个新型、或任何新型的组合。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于处理皮下注射器针头(2)的装置(110)，包括：

壳体(12)包括孔(114)通向一个容纳筒(118)，用于接收，和把针头(2)限制在其内；

用于接触针头(2)的邻近第一端的第一电极(16)；

用于接触针头(2)的尖锐端部的第二电极(20)；

控制系统，其可操作以使电流流过所述第一(16)和第二电极(20)之间的针头(2)，其中所述电流使针头(2)软化，并且其中所述第二电极(20)被设置成在容纳筒(118)内移动，并提供轴向压缩力至针头(2)，沿着针头的轴，其特征在于：

容纳筒(118)，包括：加热器(300)，适于在使用中，加热针头(2)。

2.根据权利要求1所述装置(110)，其中，加热器(300)采取恒温控制的加热线圈的形式，其包围容纳筒(118)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置(110)，其中，容纳筒(118)可操作地连接到气体源，由此在处理过程中气体通过容纳筒(118)。

4.根据权利要求3所述的装置(110)，其中，气体是从一种或多种中选择：大气气体；二氧化碳；氩气；或其它实质上惰性气体。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，容纳筒(118)被设置成第二电极(20)提供轴向压缩力，针头(20)的质量被包含在筒(118)内。

6.根据之前述任一权利要求所述的装置(110)，其中，控制系统通过直接与针头(20)接触或者通过诱导电流至针头(2)使电流通过针头(2)。

7.根据之前任一权利要求所述的装置(110)，其中，所述第二电极(20)包括一个活塞。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述活塞(20)包括一个凹进，在使用中，放置所述针头(2)的尖端。

9.根据之前任一权利要求所述的装置(110)，其中，所述装置(110)包括锁定装置，以在一个毂夹住针头并且固定到位以供后续处理。

10.根据权利要求9所述的装置(110)，其中，所述锁定装置包括一对安装在一个公共轴(13)上的可滑动夹紧装置(16)，每个夹具(16)通过相对对立的螺纹被驱动。

11.根据权利要求10所述的装置(110)，还包括一对导向块(7)，每形成一个半圆锥形通道，使得当导向块(7)被配合在一起时，锥形通道可操作以引导针头(2)。

12.根据权利要求7-11中任一权利要求所述的装置(110)，其中，所述轴向压缩力是由马达(28)、螺线管、弹簧或手动力中的一个提供。

13.根据之前任一权利要求所述的装置(110)，其中，提供工具来选择多个操作程序中的一个。

14.根据权利要求13所述的装置(110)，其中，所述用于选择多个操作程序中的一个的工具包括用于确定可能的针头(2)的至少一组物理性质的工具。

15.根据权利要求14所述的装置(110)，其中，物理性质包括一种或多种：长度、厚度和电阻。

16.根据权利要求6-15中任一权利要求所述的装置(110)，其中，直接或诱导电流是根据基于时间设定的程序施加，施加的能量或计算针头的温度，依赖于针头(2)的物理性质。

Claims (15)

1.一种用于处理皮下注射器针头的装置，包括：

用于接收针头的容纳筒；

用于接触针头的邻近第一端的第一电极；

用于接触针头的尖锐端部的第二电极；

控制系统，其可操作以使电流流过所述第一和第二电极之间的针头，其中所述电流使针头软化，并且其中所述第二电极被设置成在容纳筒内移动，并提供压缩力至针头，其中，所述容纳筒被设置成在处理过程中被加热。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，容纳筒可操作地连接到气体源，由此在处理过程中气体通过筒。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，气体是从一种或多种中选择：大气气体；二氧化碳；氩气；或其它实质上惰性气体。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，容纳筒被设置成第二电极提供压缩力，针头的质量被包含在筒内。

5.根据之前任一权利要求所述的装置，其中，控制系统通过直接与针头接触或者通过诱导电流至针头使电流通过针头。

6.根据之前任一权利要求所述的装置，其中，所述第二电极包括一个活塞。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述活塞包括一个凹进，在使用中，放置所述针头的尖端。

8.根据之前任一权利要求所述的装置，其中，所述装置包括锁定装置，以在一个毂夹住针头并且固定到位以供后续处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述锁定装置包括一对安装在一个公共轴上的可滑动夹紧装置，每个夹具通过相对对立的螺纹被驱动。

10.根据权利要求9所述的装置，还包括一对导向块，每形成一个半圆锥形通道，使得当导向块被配合在一起时，锥形通道可操作以引导针头。

11.根据权利要求6-10中任一权利要求所述的装置，其中，所述压缩力是由马达、螺线管、弹簧或手动力中的一个提供。

12.根据之前任一权利要求所述的装置，其中，提供工具来选择多个操作程序中的一个。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述用于选择多个操作程序中的一个的工具包括用于确定可能的针头的至少一组物理性质的工具。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，物理性质包括一种或多种：长度、厚度和电阻。

15.根据权利要求5-14中任一权利要求所述的装置，其中，直接或诱导电流是根据基于时间设定的程序施加，施加的能量或计算针头的温度，依赖于针头的物理性质。