CN106456883A - 自动药物注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明主要包括一个有近端和远端的容体；一个进行药物注射前固定于容体近端的活塞；一个将活塞推向远端的弹簧；一个可释放的锁定方式用于锁定活塞，当该锁定方式释放时，弹簧推动活塞移向容体远端；一个激发方式用于释放可释放的锁定方式；一个置于容体远端的针帽；和一个置于容体远端的注射针。

Description

自动药物注射装置

技术领域

本发明涉及一种用于输送液体药品的自动注射装置。

背景技术

随着注射药物变得越来越流行，液体药物注射装置将被病人和医护人员广泛使用。预充式注射器是当前用于液体药物药物注射装置的主要形式。预充式注射器和相关的制造和包装过程的例子可以在美国专利中找到，这些美国专利包括编号6189292的美国专利；编号7428807的美国专利；编号7431157的美国专利和编号8196741的美国专利。现有的预充式注射器最初被设计为手动从安瓿或小瓶中抽取液体药物，然后通过注射递送药物溶液。这种设计导致下面的自动注射的预充式格式的液体剂型的问题-

a.活塞推杆过于长，因此导致自动注射装置，例如，自动注射器，过于大。这对于儿科患者更是如此。

b.对于最广泛使用的预充式注射器形式，带固定针的预充式注射器，液体制剂填充和作为密封部件的注射器活塞的安置发生在注射器的同一端，从而导致药物溶液充填后不必要的气泡。

c.药物注射结束后的事件，比如像注射器回撤或针头保护套延伸出，是通过活塞推杆的相对位置来控制。这往往造成的，因为零件和组件的公差注射过早结束。

d.注射器活塞没有固定在初始位置，并且可以由于大气压力，温度或机械振动的变化沿针筒筒体移动。这种运动可导致无菌密封的破坏。

e.即当塑料/聚合物注射器是根据目前的设计制造的，在针端注射器内径通常比在由于注射成型制造工艺限制的活塞端的注射器内径稍小。另一方面，在自动注射器中使用的活塞驱动弹簧将有较少的机械力，当它到达注射器的针头端。这种设计冲突强制器件设计者使用不必要的强力弹簧，贮存或注射操作过程中，往往会导致设备组分的失败。

因此，使用者需要基于一种新颖的设计的注射装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种自动注射装置。本发明提出了一系列的自动注射装置设计，这些设计包括：1)一个注射器状容器本体；2)一个由弹性弹簧推动的活塞，用于将药物从容器本体中推出；3)被放置在活塞另一端一个针组件(包括一个空心针的自动注射装置子组件)。本发明的目的是克服一个现有技术的一个或多个缺点。

本发明的一个优点是自动注射装置在使用之前有锁定在注射器状容器本体固定位置的活塞，以便有减少丧失无菌性风险的优点。

本发明的另一个优点是自动注射装置不需要有一个很长的活塞推杆。因此，该装置的总长度可显著减小。

本发明的另一个优点是药物填充到该装置是从针端进行的。与药物从活塞端充填相比，气泡可以大大减少。因此，整个装置尺寸将变小。会有较少量的空气注入到病人体内。注射剂量精确度会更高。对于对氧气敏感药物，少量的空气空间也是有利的。

本发明的进一步的优点是该注射器状的容器主体的本发明可在活塞端比内圆筒直径在针端具有较小的内圆筒直径的进一步的优点。当活塞在容器主体的内部向针头端移动时，由于在活塞和容器主体之间的干涉量减少，活塞和容器主体之间的摩擦力会变得更小。其结果是，可避免活塞驱动弹簧不必要高的压缩力。此外，容器主体的锥形结构可使注射成型加工过程更容易。

附图说明

附图是示意性的，为了清楚进行了简单化，并且仅示出对本发明的理解必不可少的细节，而其它细节被省略。在全文中，相同的附图标记用于相同或相应的部分。

附图是示意性的，为了清楚进行了简单化，并且仅示出对本发明的理解必不可少的细节，而其它细节被省略。在全文中，相同的附图标记用于相同或相应的部分。

图1呈现的是根据本发明注射装置组件实施例的组装视图。

图2呈现的是根据本发明注射装置组件实施例的分解视图。

图3，图3A和图3B呈现的是根据本发明注射装置组件实施例的截面图。

图4呈现的是一系列根据本发明注射装置组件实施例的激发和药物注射过程的截面图。

图5呈现的是根据本发明注射装置组件实施例的容体子组件的药物填充过程。

图6呈现的是根据本发明注射装置组件实施例的容体子组件的包装形式。

图7呈现的是根据本发明注射装置组件的第一个替代实施例的组装视图。

图8呈现的是根据本发明注射装置组件的第一个替代实施例中的注射针组件的包装形式。

图9呈现的是根据本发明注射装置组件的第二个替代实施例的组装视图。

图9A呈现的是根据本发明注射装置组件的第二个替代实施例的截面图。

图10呈现的是根据本发明注射装置组件的第三个替代实施例的组装视图。

图10A呈现的是根据本发明注射装置组件的第三个替代实施例的详细截面图。

图11呈现的是根据本发明注射装置组件的第三个替代实施例的分解视图。

图12呈现的是根据本发明注射装置组件的第四个替代实施例的组装视图。

图12A呈现的是根据本发明注射装置组件的第四个替代实施例的详细截面图。

图13呈现的是根据本发明注射装置组件的第四个替代实施例的分解视图。

图14，14A和图15，15A呈现的是根据本发明的两种活塞形式。

图16呈现的是根据本发明注射装置组件的第五个替代实施例的组装视图。

图17呈现的是根据本发明注射装置组件的第五个替代实施例的分解视图。

图18，图18A和图18B呈现的是根据本发明注射装置组件的第五个替代实施例的详细截面图。

图19呈现的是根据本发明注射装置组件的第六个替代实施例的组装视图。

图20呈现的是根据本发明注射装置组件的第六个替代实施例的分解视图。

图21和图22呈现的是根据本发明注射装置组件的第六个替代实施例的截面图。

图23呈现的是根据本发明注射装置组件的第七个替代实施例的组装视图。

图24呈现的是根据本发明注射装置组件的第七个替代实施例的分解视图。

图25和图26呈现的是根据本发明注射装置组件的第七个替代实施例的截面图。

图27呈现的是根据本发明注射装置组件的第七个替代实施例的针子组件的分解视图。

图28和图29呈现的是根据本发明注射装置组件的第七个替代实施例的针子组件的截面图。

图30呈现的是根据本发明注射装置组件的第八个替代实施例的组装视图。

图31呈现的是根据本发明注射装置组件的第八个替代实施例的分解视图。

图32和图33呈现的是根据本发明注射装置组件的第八个替代实施例的截面图。

图34呈现的是根据本发明注射装置组件的第九个替代实施例的组装视图。

图35呈现的是根据本发明注射装置组件的第九个替代实施例的分解视图。

图36，图36A，图37，图37A，图38和图38A呈现的是根据本发明注射装置组件的第九个替代实施例的针子组件的机理图。

图39呈现的是根据本发明注射装置组件的第十个替代实施例的组装视图。

图40呈现的是根据本发明注射装置组件的第十个替代实施例的分解视图。

图41和图42呈现的是根据本发明注射装置组件的第十个替代实施例的针子组件的机理图。

具体实施方式

经过下面给出的详细描述，可以更全面地理解本发明。附图以举例说明的方式给出的，并非本发明的限制性条件。

本发明提出装置和的方法可以用于注射任何合适的治疗剂或物质到患者体内，例如药物。最初，为了方便定义，术语“远端”意思是指在装置接近注射部位的端部，而术语“近端”意思是指沿装置主体的纵向轴线所述“远端”相反的一端。词语“上”，“下”，“右”和“左”是依据附图中的方向。词语“向内”和“向外”是指分别指向内和向外的方向。

图1-4呈现的是根据本发明注射装置组件实施例10的结构和功能机制。在注射装置组件实施例10中，容体105可由玻璃或塑料材料制成。一个活塞固定于容体的近端并在使用前由一个掣爪锁定机构限制。该掣爪锁定机构形成于活塞104与连接器102之间。压盖101被用于激活自动注射。压盖101通过设置在压盖101引导键101a和连接器102上限定轨道102a与连接器102接合。该接合防止装置使用前的偶然激活。在使用期间，压盖101转动到激活位置，以使压盖101可被推向装置的远端。如图3和图3A所示，注射装置组件实施例10显示为活塞104处于锁定状态，抵抗施力弹簧103的弹力，通过活塞104上的特征104a和连接器102的特征102c形成的可变形掣爪锁定机构。连接器102和容体105通过卡扣配合接合。如图3B所示，弹性密封圈106用于保持容体105和针盖107间的无菌密封。如果容体105和针盖107之间通过粘合剂或超声焊接结合，就可以不使用弹性密封圈106。注射针108以粘结或内置注模被预置于针盖107上。一个针帽109用于密封注射针108。图4呈现的是注射装置组件实施例10在使用期间激活和注射的过程。在激活时，压盖101被推向装置的远端端部，一个在压盖101上的外向锥形致动面101b作用于连接器102上的接触面102b并推动102c向外延展。然后，活塞推杆104和连接器102形成的可变形掣爪锁定机构被解锁，施力弹簧103驱动活塞104移向注射装置的远端。进而，容体105中的药物110被注射入病人体内。与传统的基于预充注射器的自动注射器相比，注射装置组件实施例10的活塞被固定并且整体体积显著减小。

图5呈现的是注射装置组件实施例10的药物灌充过程。在此，灌充过程发生在容体105的远端。液体药物110通过灌充针12灌充到容体子组件11中。容体子组件11由连接器102，弹簧103，活塞104和容体105组成。针组件由密封圈106，针盖107，注射针108和针帽109组成。在灌充过程结束后，针组件与容体子组件11组装在一起。因此，灌充后气泡可以显著减小，甚至被消除。

图6,6A和6B呈现的是容体子组件11的包装形式。容体子组件11的包装形式与已经存在的标准预充注射器巢架-盒的包装形式兼容。这表明本发明装置可以用现有的组装和包装工艺进行加工。在图6中，用于容体子组件11的巢架13是有多个分开的孔131的平板，每个孔包括特征131a和131b用于固定容体子组件11。在图实例中，孔131及特征131a和131b以一系列的行和列在空间均匀分布。与标准预充注射器相比，特征131a和131b更先进。在图6A和图6B中，对于巢架13中的每一个孔131，特征131a支撑容体子组件11，特征131b用于防止容体子组件在孔131中的转动和上下移动。这一巢架设计也可以用于已经存在的标准预充注射器。

灌充，包装注射器和其它药物容器的方法已在编号6189292的美国专利，编号7428807的美国专利，编号7431157的美国专利和编号8196741的美国专利众阐述，在此引用并不再重复。

在本发明中，其它注射装置组件实施例可以使用如图6,6A和6B类似的灌充，包装工艺。

图7呈现的是根据本发明的第一个替代注射装置组件20。在这个实例中，引入了一个适合使用者的针子组件21。适合使用者的针子组件21包括针组件由密封圈106，针盖107，注射针108(隐藏于图7中)和改进的针帽209组成。改进的针帽209有一个手指捏持特征209a以便使用者移除针帽。图8呈现的是用于包装针子组件21的巢架23。针子组件21可以被包装在巢架23的陷袋中。针子组件包装巢架23与现有的预充注射器橡胶活塞的巢架包装形式类似。

图9和9A呈现的是根据本发明的第二个替代注射装置组件30。在这个实例中，引入了一个适合使用者的针子组件31。适合使用者的针子组件31包括针组件由密封圈106，针盖307，注射针108，改进的针帽309和一个针帽拔出器310组成。和一个针帽拔出器310具有较宽的翼310A，使得针帽可由用户容易地除去。

图10，10A和11呈现的是根据本发明的第三个替代注射装置组件40。在这个实例中，容体405可由塑料材料制成。由于设计特征可以被注塑成型于塑料零件上，在注射装置组件10中连接器102上的设计被整合到容体405中。图10呈现的是注射装置组件40近端的细节设计。容体405的近端特征405a和405b用于控制自动注射的可释放的掣爪锁定机构。容体405上的设计特征405c用于与压盖101形成引导键/限定轨道配合。

图12，12A和13呈现的是根据本发明的第四个替代注射装置组件50。在这个实例中，容体505可由塑料材料制成。压盖501的外径小于容体505的管型外径。因此，本实例与图6，6A和6B中描述的巢架包装形式更匹配。压盖501通过设置在压盖501引导键501a和容体505上限定轨道505c与容体505接合。图12A呈现的是注射装置组件50近端的细节设计。当激活时，压盖501被压向装置远端，压盖501上的一个远端取向的楔形激活面501b与活塞504上的一个楔形配合面504a配合同时推动活塞504上的约束特征504b向左弯曲并远离容体505上的特征505a。然后，活塞推杆504和容体505形成的掣爪锁定机构被解锁，施力弹簧103驱动活塞504移向注射装置的远端。

图14和14A呈现的是活塞504。在此，活塞504由一个坚实的核504a与一个或多个弹性密封圈504b组成。图15和15A呈现的是活塞504的一个替代设计，活塞5041。活塞5041由一个坚实的核5041a与一个围绕坚实的核5041a弹性零件5041b组成。弹性零件5041b可以是标准的注射器橡胶活塞。活塞504的材料构成可以应用于活塞104。

图16至18B呈现的是根据本发明的第五个替代注射装置组件60。在这个实施例中，与注射装置组件50同样的压盖501，活塞504和容体505被使用。在图18的截面视图中，理想情况下，容体近端505e的内径小于容体远端505f。这一设计带来如下两个优点-1)当活塞504移向容体远端505f时，由于活塞504与容体505之间的干涉量减少，活塞504与容体505之间的摩擦力会变地越来越小。因此，可以避免没必要的弹簧103的高弹力。2)因为零件能在注塑生产中从模具上容易地移除下来，容体内部的锥型设计可以使注塑工艺变得更容易。图18A和18B呈现的是第四个替代注射装置组件60针组件的细节。针组件由密封圈106，针盖607，注射针108和一个可压缩的针帽子组件609组成。可压缩的针帽子组件609由一个可压缩的零件609a，一个坚硬的针帽架609b和一个弹性体针帽609c组成。在注射过程中，注射装置组件60被压附到病人皮肤的注射部位。可压缩的零件609a回缩。注射针108穿透弹性体针帽609c并扎入皮肤以注射药物。这一设计可使使用者在注射前省略移除针帽的步骤。

图19至22呈现的是根据本发明的第六个替代注射装置组件70。如图21和22所示，注射之前，通过移除针帽拔出器711来移除针帽309。在激活时，一个压套701被推向注射装置组件70的远端，一个在压套701上的远端取向的楔型激活面701a与活塞504上的一个楔形配合面504a配合同时推动活塞504上的约束特征504b向左弯曲并远离容体705上的特征705a。活塞推杆504和容体705形成的掣爪锁定机构被解锁，施力弹簧103驱动活塞504移向注射装置的远端。在注射之前，容体705显示为与一个处于约束状态的针盖在一起。注射针通过粘合或嵌入注塑被预置于针盖707中。针帽309用于密封注射针108。针盖707被约束，抵抗驱动弹簧703的偏压弹力，通过针盖707上的特征707a和套件710的特征710b形成的可变形掣爪锁定机构。当压套701被推向装置的远端时，一个在压套701上的远端取向的锥型激活面701b与针盖707上的一个在707a上内向锥形配合面配合。通过接触面的配合，一个预定的压套701的向下运动导致针盖707上的特征707a向内运动。针盖707与套件710形成的掣爪锁定机构被解锁，驱动弹簧703驱动针盖707与容体705和注射针108一起移向注射装置的远端。以致，注射针108被扎入病人体内注射。套件710上的特征710a用于阻止针盖707向远端过量的运动。同时推动活塞504上的约束特征504b向左弯曲并远离容体705上的特征705a。在这个实施例中，当压套701被推向注射装置组件70远端时，压套701引发活塞504和针盖707的释放。

图23至29呈现的是根据本发明的第七个替代注射装置组件80。如图25所示，使用之前，容体805与针盖707，密封圈106和注射针108一起被约束于套件811和底盖812之间。活塞504，通过活塞504上的特征504b和套件811的特征811a形成的可释放掣爪锁定机构。这些设计特征确保活塞504在使用前被固定于容体805的近端。在注射装置组件80的使用中，使用者首先通过针帽拔出器810和底盖812的组合运动移除针帽309。在激活时，501被推向注射装置组件80的远端。预定的压盖501的向下运动导致活塞504与套件811形成的掣爪锁定机构被解锁。如图26所示，弹簧103被释放并驱动活塞504移向注射装置组件80的远端。由于容体805中液体药物产生的静水压力，容体805与针盖807，密封圈106和注射针108一起也移向注射装置组件80的远端。在这个实施例中，弹簧103的释放提供两个功能。一个功能是推动容体805，针盖807和注射针108移动以将注射针扎入病人体内。另一个功能是推动活塞移动以将药物注入病人体内。如图27-29所示，注射装置组件80的另一设计特征是一个圆柱凸轮机构被引入用于移除针帽309。圆柱凸轮机构由针帽拔出器810上的凸轮表面810b和底盖812上的指型特征812b组成。在针帽309的移除中，使用者首先扭动底盖812。底盖转动时导键特征812a也随之转动。导键特征812a沿着套件811上的导轨特征811a移动。因为针帽拔出器810的转动被针帽拔出器810上的特征810a和针盖807上的特征807a的配合所限制，底盖的转动通过圆柱凸轮机制导致针帽拔出器810的纵向移动。针帽拔出器810向注射装置组件80远端的纵向移动，导致针帽309从注射针108上脱离。当针帽309沿注射装置组件80纵向被移除时，这一设计避免拉力被施加到注射针108，针盖807，密封圈106和容体805上。在针帽309从注射针108上完全脱离后，底盖812，针帽拔出器810与针帽309一起沿套件811上的轨道特征811a被除去，以便开始注射。

图30至33呈现的是根据本发明的第八个替代注射装置组件90。在这个实施例中，一个注射针回缩设计被作为一个注射结束时注射针保护的例子引入。注射之前，针帽909被从针盖907上除去。如图32和33所示，在注射结束时，一个活塞904在弹簧103驱动下移动到容体505的远端。一个在活塞904上的远端取向锥型激活面904a向外推开针盖907上的锁合钩指907a。以至于，一个注射针回缩弹簧910被释放同时这一注射针回缩弹簧推动注射针夹件911和注射针908(结合在一起)进入活塞904上的一个保留空腔904b。结果是，注射针在注射过程后被隐藏起来。在注射针夹件911上的一个弹性体特征911a用于系统的无菌密封。

图34至38A呈现的是根据本发明的第九个替代注射装置组件1000。如图36-38A所示，在药物注射结束时，活塞504移到容体505的远端并通过一个在针盖1007上预成型的开口1007b把一个在针盖上的引发指形特征1007a向注射装置组件1000的远端方向向下压。然后，引发指形特征1007a释放弹性金属环1010的移动端1010a。弹性金属环1010沿轴向移向针盖1007的轴心并释放弹性金属环1010与保护套1012上的锁定指形特征1012a之间形成的锁合机制。在锁合机制被释放后，套驱动弹簧1011驱动保护套1012移向注射装置组件1000的远端。保护套1012向外伸出以屏盖注射针1008并减少注射后的针刺伤。在这个实施例中，一个密封圈1006用于密封针盖1007和容体505以及预成型的开口1007b之间的缝隙。

图39-42呈现的是注射装置组件1000的替代装置1100。如图41和42所示，这个实施例采用另外一种弹性金属环1110与一个塑料阻止环1113的组合来替代弹性金属环1010，用以控制保护套1012的移动。在药物注射结束时，活塞504移到容体505的远端并把一个在针盖1107上的引发指形特征1107a向注射装置组件1100的远端方向向下压。然后，引发指形特征1107a释放弹性金属环1110的移动端1110a。弹性金属环1110沿轴向移向针盖1107的轴心并转动塑料阻止环1113。当塑料阻止环1113转动时，塑料阻止环1113上的敞开部分1113b移动到原来被塑料阻止环1113上的阻止部分1113a占据的位置。塑料阻止环1113上的敞开部分1113b允许保护套1012上的锁定指形特征1012a自由运动。以致于，套驱动弹簧1011驱动保护套1012移向注射装置组件1100的远端。

对于注射装置组件90，1000和1100来说，注射结束时的事件，包括注射针回缩与注射针保护套伸出，是被活塞504到达容体505底端引发的。通过这种方法，可以避免注射结束时的事件在不成熟的情况下发生。

所有在上述实施例和设计理念的特征在此可以相互改变和组合，以产生新的设备设计方案。那些本领域技术人员理解，对装置，方法和/或系统，以及在此描述实施例的各种组件的修改(添加和/或删除)，在不偏离本发明的全部范围和思路时，本发明包括这样的修改和任何所有的等同设计。

Claims (11)

1.一种药物自动注射器，包括：

具有远端和近端的容体；

在药物注射之前锁定于所述容体的所述近端的活塞；

可将所述活塞杆推向远端的压力弹簧；

可释放的约束装置，用于可释放地约束所述活塞，使其在所述弹簧的偏压下处于锁定状态，其中，当释放所述可释放的约束装置时，所述活塞在所述弹簧的弹力作用下向所述容体的所述远端移动；

用于激活所述可释放的约束装置的装置；

被置于所述容体的所述远端的针盖；和

被置于所述容体的所述远端的注射针。

2.如权利要求1所述的药物自动注射器，其中所述容体有筒状内部结构，其中所述近端的内径小于所述远端的内径。

3.如权利要求1所述的药物自动注射器，还包括用于密封注射针的针帽。

4.如权利要求3所述的药物自动注射器，其中所述针帽带有手动握持特征。

5.如权利要求3所述的药物自动注射器，其中所述针帽在药物注射中可被所述注射针刺穿。

6.如权利要求1所述的药物自动注射器，进一步包括一个在所述容体与所述针盖之间的密封圈。

7.如权利要求1所述的药物自动注射器，进一步包括一个将注射针插入药物注射部位的自动注射针插入装置。

8.如权利要求1所述的药物自动注射器，进一步包括一个在给药结束时将注射针抽回的注射针抽回装置。。

9.如权利要求1所述的药物自动注射器，进一步包括一个将套件伸出的自动注射针保护装置用以在给药结束时至少部分屏盖注射针。

10.一种容体包装组件，包括：

有上表面的平板，和；

多个在所述平板上的孔，其中所述平板和所述的多个孔整合形成单元结构并且每个所述的孔可以被移出地容纳一个容体组件，所述容体组件具有远端和近端，其中所述容体的所述近端被密封；其中所述的孔的上部有用于支持所述容体组件握持装置以致于所述容体组件的远端被稳定在所述的孔中。

11.一种制备预充药物自动注射器的方法，包括步骤：

提供包括容体，活塞和偏压机制的容体组件；

将容体组件放置于有多个孔的平板上；

将液体从所述容体组件的远端灌充，和；

将包括针盖与注射针的注射针组件放置于所述容体组件的远端。