CN106999672A - 用于药物输送装置的驱动机构 - Google Patents

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M·M·琼斯
J·巴特勒
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Abstract

本发明涉及用于储罐(140)的药物输送装置中的驱动机构，所述机构包括基座元件(30)、带齿活塞杆(120)、驱动齿轮(110)和驱动弹簧(130)，带齿活塞杆(120)能够从与满储罐相对应的退回的第一位置移动到与空储罐相对应的伸出的第二位置，其中活塞杆(120)在基座部分(30)中被引导且能够相对于基座部分(30)移动，驱动齿轮(110)具有轴齿轮(114)，以可旋转方式保持在基座元件(30)中并且与带齿活塞杆(120)啮合接合，其中带齿活塞杆(120)包括通过铰链(122)连接的多个刚性杆件(121)，所述驱动弹簧(130)在一端上固定到所述基座元件(30)并且在另一端上固定到所述驱动齿轮(110)，驱动弹簧(130)对驱动齿轮(110)施加力或者转矩用于使驱动齿轮(110)相对于基座元件(30)旋转，所述旋转导致带齿活塞杆(120)移动。驱动弹簧(130)在制造或者组装期间被充能，其中存储在驱动弹簧中的能量足以使活塞杆(120)从第一位置移动到第二位置。本发明还涉及药物输送装置。

Description

用于药物输送装置的驱动机构
技术领域
本发明总体上涉及一种驱动机构，其用于药物输送装置，即用于选择和分配多个用户可变剂量的药剂的手持式注射装置。
背景技术
药物输送装置应用于由没有经过正式医疗训练的人进行定期注射的场合。这在患有糖尿病的患者中可能越来越普遍，自我治疗使得这样的患者能够有效地控制其疾病。在实践中，这种药物输送装置允许用户个别地选择和分配多个用户可变剂量的药剂。本发明不涉及所谓的固定剂量装置，这种固定剂量装置仅允许分配预定剂量，而没有增加或减少设定剂量的可能性。
基本上有两种类型的药物输送装置：可复位装置(即，可重复使用)和不可复位装置(即，一次性的)。例如，一次性输送装置作为独立装置提供。这种独立装置不具有可移除的预填充储罐。相反，预填充的储罐在不破坏装置本身的情况下不能从这些装置移除和更换。因此，这种一次性装置不需要具有可复位的剂量设定机构。本发明总体上可应用于这两种类型的装置，即一次性装置以及可重复使用装置。
药物输送装置类型的进一步区分是指驱动机构。有的装置是手动驱动的，例如，通过用户向注射按钮施加力，有的装置由弹簧等驱动，有的装置组合了这两个概念，即仍然需要用户施加注射力的弹簧辅助装置。弹簧型装置包括预加载的弹簧和在剂量选择期间由用户加载的弹簧。一些储能装置使用弹簧预载和例如在剂量设定期间用户提供的附加能量的组合。其它类型的储能装置可以包括压缩流体驱动的装置或具有电池等的电驱动的装置。尽管本发明的许多面适用于所有这些类型的装置，即，适用于具有或不具有驱动弹簧或类似储能器的装置，不过，优选实施例需要某种储能器。
这些类型的输送装置一般来说包括三个主要元件：储罐区段，其包括一般来说被包含在壳体或保持器内的储罐；针组件，其连接到储罐区段的一端；配量区段，其连接到储罐区段的另一端。储罐(一般来说称为安瓿)一般包括：贮存器，其填充有药剂(例如，胰岛素)；可移动橡胶型罐塞或阻塞件，其位于储罐贮存器的一端；顶部，其位于另一一般来说为颈缩端处，具有可刺穿橡胶密封件。一般使用卷边的环形金属带将橡胶密封件保持就位。虽然储罐壳体一般由塑料制成，但是储罐贮存器历史上由玻璃制成。
针组件一般是可更换的双头针组件。在注射之前，将可更换的双头针组件附接到储罐组件的一端，设定剂量，然后给送设定的剂量。这种可移除的针组件可以螺纹连接到或推压(即，卡扣)到储罐组件的可刺穿密封端上。
配量区段或剂量设定机构一般是装置中用于设定(选择)剂量的部分。在注射期间，容纳在剂量设定机构内的柱塞或活塞杆压靠储罐的罐塞或阻塞件。该力使容纳在储罐内的药剂通过附接的针组件注射。在注射之后，如大多数药物输送装置和/或针组件制造商和供应商一般来说推荐的，移除并且丢弃针组件。
用于选择和分配多个用户可变剂量的药剂的药物输送装置的配量区段通常包括用于向用户指示所选剂量的显示器。这在用户可能会根据健康状况每次选择不同剂量的情形下尤其重要。存在机械显示器，例如在其外表面上具有印制的数字的鼓，其中与实际选择的剂量相对应的数字能够通过装置中的窗口或开口看见。虽然这种机械显示器简单可靠，但通常需要相对大的结构空间，这使得装置体积大。此外，数字的大小在某些情况下对于视觉障碍用户来说太小了。此外，电子显示器是已知的，例如LCD显示器，其优点是具有相对大的数字大小，不需要太多的构造空间。然而，电子显示器的缺点是它们需要能量源，并且这些电子部件可能太贵，特别是在一次性药物输送装置中。
从WO 2004/078241 A1已知一种一次性药物输送装置，其中，显示器包括数字套筒，在数字套筒外表面上印有数字。该装置还包括壳体、用于保持容纳药剂的储罐的储罐保持器、可相对于储罐保持器移位的活塞杆、联接到活塞杆的驱动器、联接到驱动器并固定到数字套筒上的剂量设定旋钮、注射按钮。数字套筒与壳体螺纹接合，使得数量套筒在剂量选择期间沿着螺旋路径在第一方向上旋转，在剂量分配期间沿相反的第二方向旋转返回壳体中。
问题在于，注射装置应该小到足以轻松地装入夹克口袋或手提袋中。此外，注射装置的尺寸必须能够使用于驱动储罐中的储罐罐塞的活塞等被移动到最大分配位置。WO98/01173A1公开了活塞杆由带状柔性齿条形成。第二实施例包括用铰链连接起来的多个刚性杆件。这些刚性杆件每个都设有弯曲的齿条。设置在齿条相反一侧的支撑件被装配到储罐中，在储罐内引导活塞杆。该实施例建议通过在与储罐相对的杆端部上施加力来驱动这种活塞杆，这时需要在活塞杆的整个长度上引导活塞杆，或者用活塞杆所环绕的轴齿轮来驱动该活塞杆。这两种替代方案都导致了对药物输送装置内驱动机构的设计和位置的限制。这种驱动机构适用于小尺寸的注射装置，并且允许患者更易于处理的设计选择，但是总的来说，仍需要患者设定剂量并且对装置加充注射所需的能量。特别是，受损患者需要的注射装置是易于设定，并且/或者在设定错误剂量的情况中重新设定，并且在注射药剂方面容易操纵。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种改进的驱动机构和药物输送装置，需要的操作力低，其中改进了分配、剂量设定和/或剂量取消。
该目的通过具有权利要求1的特征的驱动机构和具有权利要求11的特征的药物输送装置来解决。
根据本发明的驱动机构适于用在药物输送装置中，该药物输送装置具有储罐，优选的是圆筒形的储罐，所述驱动机构包括可称为机架的基座元件、在基座部分或者机架中被引导且相对于基座部分可移动的带齿活塞杆以及具有轴齿轮的驱动齿轮，所述轴齿轮以可旋转方式保持在基座元件或者机架中并且与带齿活塞杆啮合接合。带齿活塞杆能够从对应于满储罐的退回的第一位置移动到对应于空储罐的伸出的第二位置。在活塞杆被放置在储罐罐塞后面时，通过使活塞杆从第一位置朝向第二位置移动，储罐的内容物通过附连到储罐的相反的端部的分配接口分配出。驱动弹簧在制造或者组装期间被充能，在所述充能期间存储在驱动弹簧中的能量足以将活塞杆从第一位置移动到第二位置。换句话说，驱动弹簧中的储存能量足以将储罐中的活塞或者罐塞从与储罐首次使用之前的活塞位置相对应的起始位置驱动到对应于完全使用后储罐的结束位置。弹簧中存储的能量是足够的，足以在释放弹簧时，使储罐中的全部数量经由几个注射周期分配，不需要对驱动弹簧再加载。
活塞杆包括多个刚性杆件，这些刚性杆件通过铰链、例如一体式铰链连接起来，使得所述刚性杆件一个接一个以摆转方式布置。在退回位置，活塞杆的至少主要部分可以缠绕或者卷绕在装置的内部。借助于轴齿轮，活塞杆逐节地伸展，直至位于第二位置，活塞杆的至少主要部分处于伸展状态。本驱动机构将小尺寸驱动机构的优点与药物输送装置整个使用期间上所需用户输入力非常低的优点结合在一起。
预充能或预应力弹簧可以在组装期间充能，例如当驱动弹簧与基座元件连接时，或者驱动弹簧可以以预应力状态安装在药物输送装置中。
驱动弹簧的使用有利于减少排出储罐内容物所需的用户力，并且与柔性活塞杆向结合，使得更紧凑的装置成为可能。预充能或预应力弹簧具有进一步的优点，即减少剂量设定期间所需的力，这是因为用户不需要用排出储罐内容物所需的分配力对弹簧充能。这使得装置是用户友好的。
活塞杆的第一位置也对应于药物输送装置组装后的活塞杆位置，在组装期间，活塞杆相对于罐塞对准。也可以在制造期间时活塞杆接触罐塞，使罐塞在储罐内移位过一短距离。在本发明的意义上，这一储罐状态(组装后准备使用)也被理解为满储罐。
根据另一实施例，刚性杆件每一个都包括设置有直的齿条的平板。换句话说，刚性杆件和齿条都不弯曲或成拱形。这增加了杆的弯曲刚度，并且允许在齿条和轴齿轮应用中使用杆，不需要杆环绕轴齿轮来使活塞杆伸展。因此，对于杆和轴齿轮在驱动机构内和/或药物输送装置内的位置和布置，存在更多的设计选项。此外，轴齿轮可以相对较小，而这种情况在杆要环绕轴齿轮时是不可能的。
一般来说，柔性活塞杆位于基座元件或机架内，经齿条-轴齿轮结合部与驱动齿轮接合，使得驱动齿轮的旋转使活塞杆前进。当用于具有带罐塞的储罐的药物输送装置中时，活塞杆远端作用在液体药剂储罐内的罐塞上，罐塞通过活塞杆的推进在剂量分配期间从储罐排出药剂。
柔性活塞杆是单个部件，该单个部件具有通过形成柔性铰链的薄材料区段连接在一起的离散的杆节(刚性杆件)。弯曲灵活性允许在使用传统玻璃药剂储罐时显著缩短装置形式。
在本发明的一个优选实施例中，杆节的端面是平面，当柔性活塞杆被拉直时，相邻的杆节端面相互抵靠，允许该部件承受压缩载荷。与杆节设计为平板相结合，有助于杆的弯曲刚度。柔性活塞杆可被约束在基座或机架内以保持弯曲状态，并防止齿条齿轮齿与驱动齿轮的轴齿轮脱离。当活塞杆通过与驱动齿轮形成的齿条-轴齿轮接合部前进时，活塞杆的后面的杆节被拉曳成与驱动齿轮轴齿轮接合。随后的杆节驱动前面的杆节，以压缩形式对它们进行加载，并向罐塞施加力。当柔性活塞杆前进时，第一杆节可能从由机架提供的支撑移出。在没有额外支撑的情况下，活塞杆很可能在这种压缩载荷下弯曲。防止弯曲的额外支撑由储罐的内壁产生，储罐内壁为柔性活塞杆的外表面提供约束。
为了进一步增加杆的弯曲刚度，每个杆节或杆件的平板可以包括位于直的齿条相对侧上的凸缘。凸缘的端面优选是平面的，当柔性活塞杆被拉直时，相邻的凸缘端面相互抵靠，允许该部件承受压缩载荷。凸缘的长度优选的是适应于储罐的尺寸，使得凸缘(除了板之外)将在储罐内引导杆。
基座元件或机架是刚性组成部件，一般来说固定在诸如罩体件(case work)等装置壳体内，或者是其一部分。基座元件或机架是用于活塞杆、驱动齿轮或者驱动机构或药物输送装置其它部件相对移动的(不动的)基准。罩体件可以由组合起来的部件组成，例如上罩体件或壳体部件，以及下罩体件或壳体部件。优选的是，罩体件部件包括夹持结构，用以牢固地容纳驱动机构的部件，并且/或者将罩体件部件刚性地附接到一起。
根据本发明的一个实施例，基座元件或机架包括弯曲的第一引导区段和直的第二引导区段，驱动齿轮和/或其轴齿轮被布置成伸进直的第二引导区段或者与直的第二引导区段相邻。换言之，轴齿轮和杆杆节之间的啮合接合发生在直的第二引导区段。于是，弯曲引导区段的设计不必为了允许轴齿轮和杆接合而改动，而是可以具有适合于使存储柔性活塞杆(例如卷绕状态)的可用空间最大化的样式。这种驱动机构允许设计较为紧凑的药物输送装置。
此外，基座元件或机架可以包括用于保持储罐的接收区段。一般来说，接收区段被布置成与直的第二引导区段相邻，使得杆在轴齿轮之后不久进入到储罐中。直的第二引导区段可以引入或合并到接收区段中。接收区段中的至少一个区段可具有开口或者窗口或者具有透明材料的透明区段，使得用户能够观察储罐内容物或者填充高度。另外，罐塞可以设有指示符，诸如着色标记，以便用户可易于辨别储罐的填充高度。
在本发明的一个优选实施例中，基座元件或机架具有大致圆形构造，轴齿轮位于机架中心。弯曲的第一引导区段和直的第二引导区段可定位成偏离机架中心。这可有助于减少使用这种驱动机构的药物输送装置的整体尺寸。
根据另一实施例，驱动机构包括通过驱动齿轮的花键部分和基座元件的相应的花键部分提供的离合器，其中所述驱动齿轮能够沿着其旋转轴线在驱动齿轮因离合器的接合而在转向上被约束于基座元件的第一位置和离合器脱离且允许基座元件和驱动齿轮之间相对旋转的第二位置之间轴向移动。驱动齿轮和基座元件之间的接合有效地阻止驱动齿轮在预充能驱动弹簧施加的转矩作用下意外旋转，因此所述接合防止活塞杆在输送设定剂量之前移动。优选的是，花键部分相对于驱动齿轮的旋转轴线在径向方向上形成。例如，驱动齿轮的花键部分可以形成在驱动齿轮的外周表面的至少一部分上，作为诸如齿和/或凹槽的外花键结构，而基座元件的花键部分可以形成在基座元件的内周表面的至少一部分上，作为诸如齿和/或凹槽的内花键结构，于是，用以阻止驱动弹簧松弛的有效杆臂是非常有效的。
为确保驱动齿轮和基座元件的花键结构接合，所述驱动机构可以包括诸如压缩弹簧等触发器弹簧，其布置成致使驱动齿轮偏向于相对于基座元件进入第一位置。所述触发器弹簧可以介于基座元件和驱动齿轮之间。换句话说，所述驱动齿轮和所述基座元件或机架通过驱动齿轮和基座元件或机架克服弹簧力的相对移动而被分开。另外，通过将驱动齿轮移动到第二位置，驱动齿轮和基座元件分开，使驱动弹簧中加充的通量能够被释放，因此使驱动齿轮旋转，由此使得活塞杆移位。
本发明的另一实施例包括触发器，例如剂量按钮或者致动按钮，其能够在驱动齿轮的旋转轴线上轴向移动，且被构造成在被致动时接合驱动齿轮并将驱动齿轮相对于基座元件移动到第二位置。触发器的致动是指用户朝向驱动齿轮轴向移动或推动触发器，使得基座元件和驱动齿轮之间的离合器脱离。通过与驱动齿轮接合，触发器的轴向移动被传递到驱动齿轮，驱动齿轮移动到第二位置，由此使得驱动齿轮从基座元件分开。为此目的，触发器可以是能够在第一轴向位置和第二轴向位置之间移动，其中触发器从第一位置到第二位置的移动使得驱动齿轮从基座元件分开。致动按钮所需的力是比较小的，提供了显著人体工程学优点，特别是对于灵巧性受损的那些用户。
根据另一实施例，所述驱动齿轮包括至少两个相互之间在转向上固定但在轴向上可移动的单独部件。由此，能够有效地避免驱动弹簧在轴线方向上的位移，这样的位移会影响驱动弹簧的效率。本发明的另一实施例提供了具有上部部件和下部部件的驱动齿轮。驱动齿轮的下部部件可以包含驱动活塞杆的轴齿轮。上部部件随着触发按钮相对于下部部件在轴向上移动。驱动齿轮的这两个部分可以通过触发器弹簧偏向于分开，这不增加驱动弹簧必须克服的任何摩擦损失，因为两个部件一起旋转。优选的是，驱动弹簧被附接到在转向上固定于轴齿轮的下部部件。
根据另一实施例，驱动齿轮和轴齿轮是单独部件，并且触发器弹簧布置在轴齿轮和驱动齿轮之间。这尤其提供了组装上的优点。根据一个实施例，驱动轴齿轮呈心轴的形式，并且部分做成杯状元件，被构造成接收驱动齿轮的一部分，优选的是，所述心轴花键连接到驱动齿轮。为此目的，所述杯状元件的内表面和所述驱动齿轮的接收区段的外表面设有诸如齿和/或凹槽等的相应的花键结构，这些花键结构允许相对轴向移动但是阻止相对旋转。特别是，所述触发器弹簧的端部不需要在转向上滑动的触点。这也可有助于确保储罐产生的任何冲击载荷不转化为作用于驱动机构的力，因为作用于心轴的驱动弹簧转矩将在心轴在花键的角向游隙内倒转时吸收冲击能量。
优选的是，驱动弹簧是动力弹簧，通常被称为“时钟”弹簧或发条，其优选的是提供恒定的转矩。驱动弹簧也可以是扭转弹簧。驱动弹簧在安装时提供51Nmm的转矩已被证明是有效的。
驱动机构还可以包括能够相对于基座元件旋转的设定元件。为了这个目的，设定元件可以附接到药物输送装置的壳体或至少一个罩体件部分。设定元件相对于基座元件的旋转受限于限定零剂量位置并且优选的是也限定最大剂量位置的转向止挡。所述止挡可以设置在壳体部件或设定元件可相对其旋转的任何其它合适元件上。驱动齿轮被构造成当从其第一位置移动到第二位置时接合设定元件，使得设定元件在转向上约束到驱动齿轮。驱动齿轮可以通过具有在驱动齿轮和设定元件上形成的花键和/或凹槽的花键结合部来接合设定元件，其中所述花键结合部允许所述驱动齿轮和所述设定元件之间相对轴向移动，其中驱动齿轮从第一位置到第二位置的移动导致驱动齿轮和设定元件上的相应的花键结构接合。在驱动齿轮的第一位置，设定元件相对于驱动齿轮自由旋转，而在驱动齿轮的第二位置，设定元件在转向上锁定到驱动齿轮。通过将驱动齿轮在转向上联接到设定元件，驱动齿轮的旋转被有效地限制。因此，在分配期间，活塞杆被驱动直到转向止挡接合。转向止挡可以例如形成为在设定元件和壳体部分或机架上形成的突起和/或抵靠部。优选的是，相同的突起限定零剂量位置和最大剂量位置，即零剂量止挡和最大剂量止挡之间的相对旋转被限制到接近360°。特别是，通过在剂量设定过程中旋转设定元件，用户可以设定驱动齿轮的旋转程度及由此设定要分配的药剂数量。由于驱动齿轮不与设定元件在其第一位置接合，所以设定剂量所需的力是最小的。
除了非视觉反馈外，药物输送装置通常具有指示实际设定剂量的显示器。根据另一实施例，设定元件被被构造为在外周上设有一系列标记的数字轮。这种数字轮集成了限制驱动齿轮旋转和将设定剂量和注射剂量在一个部件中显示的功能，这有助于机构的准确性。本发明的一个优选实施例所基于的构思是，在显示器的数字轮的外周上提供一系列标记，并且通过棱镜将数字轮标记的图像偏移，优选的是偏移90°。数字轮的外周是具有足够空间的区域，足以布置一系列标记，示出每一个数，或者每隔一个数示出，并且布置一条线标记中间位置。另一方面，由于轮的外周可能不是用户在剂量设定期间和在分配期间能读取标记的最方便位置，所以提供偏移以增加易用性。
关于偏移的方向，如果显示器面向在剂量设定和/或剂量分配期间需要致动的方向，则对于一些用户来说是方便的。例如，如果剂量设定需要在一个平面中的旋转而剂量分配需要垂直于所述平面推动触发器，则显示器可以布置在该平面旁边。优选的是，数字轮可绕轴线旋转，其中所述棱镜被布置成使得所述数字轮标记的图像在平行于所述轴线的方向上偏移。根据一个优选实施例，所述至少一个棱镜是三棱镜，并且所述一系列标记在所述数字轮的外周上被反转(镜像)设置，以能够通过棱镜读取。作为替代例，可以使用五棱镜代替简单(三)棱镜，以允许图像以直角传输，无需反转，即不改变图像手性。因此，所述一系列标记在数字轮的外周上以非镜像方式提供。
优选的是，棱镜的表面被设计成提供对数字轮上标记的放大。这使得即使在数字轮的外圆周表面上可用的空间受限，也允许为每个剂量单位(或者每隔一个剂量单位)提供仍便于用户读取的单独数字。
根据本发明的药物输送装置包括如本文所述的驱动机构。该装置还可以包括与基座元件固定的壳体，所述壳体具有由用于接收储罐的隔室限定的纵向轴线，其中所述设定元件和/或所述驱动齿轮以可旋转方式设置在所述壳体内，其旋转轴线垂直于所述壳体的纵向轴线。
药物输送装置还可以包括用于设定用户可变剂量的药剂的剂量设定构件，例如剂量拨盘，其中所述剂量设定构件能够相对于所述基座元件和/或所述壳体或罩体件旋转，并且其中所述剂量设定构件和所述设定元件/数字轮分别包括花键结构，例如齿和/或凹槽，其被构造成在触发器的第一轴向位置中接合触发器上的对应的花键结构，例如齿和/或凹槽，使得触发器将设定元件(数字轮)在转向上约束到剂量设定构件(拨盘)，并且其中触发器的致动使剂量设定构件(拨盘)和设定元件(数字轮)在转向上分开。触发器的致动可导致触发器的花键结构与数字轮脱离，因此在分配期间，触发器不旋转，这对用户是方便的。剂量设定构件提供方便的药剂剂量设定，其中所述设定构件的设定移动被直接传递到所述设定元件。换句话说，通过旋转剂量设定部件或拨盘，用户通过设置例如壳体或机架上的零剂量转向止挡和设定元件上的相应配对抵靠部之间的角度距离，确定设定元件的可能旋转程度。
根据本发明的另一方面，所述驱动机构还包括最后剂量螺母，所述最后剂量螺母相对于所述驱动齿轮和所述设定元件中的一个被引导为在轴向上可移位但不可旋转。例如，螺母通过花键结合部在转向上联接到驱动齿轮。当在数字轮和驱动齿轮之间发生相对旋转时(即在拨选期间)，螺母通过螺纹结合部相对于设定元件(或数字轮)沿螺旋路径移动。螺母朝向结束止挡移动，其中，所述螺母和所述结束止挡可设置在所述注射装置的驱动机构中，使所述螺母阻止设定的剂量超过注射装置中药剂的(可分配)数量。换言之，所述结束止挡优选的是限定在剂量设定期间螺母在其上行进的轨道的长度，其中轨道的长度对应于储罐中药剂的总量(可分配量)。
根据另一实施例，用于最后剂量螺母的螺纹设置在驱动齿轮的外表面上，并且最后剂量螺母经由花键结合面接合数字轮的内表面。这一实施例简化了制造工作，因为不需要将芯部旋入到数字轮中。另外，药物输送装置的组装更为简单。
根据本发明的另一实施例，所述装置包括咔嗒发声器部件。在剂量设定和剂量分配期间，不同咔嗒发声器机构可以有效。例如，剂量设定反馈可以通过提供在剂量设定构件和壳体之间的棘轮机构产生。为此目的，呈柔性臂形式的咔嗒发声器元件可形成在剂量设定元件上，其越过壳体上的一系列突起。由于剂量设定元件可被构造成在分配期间不旋转，所以能够为剂量设定过程提供清楚指示。
本发明的另一实施例提供剂量设定构件和驱动齿轮之间的咔嗒发声器装置，特别是沿着轴线方向。所述驱动齿轮可以设有沿着轴线方向朝向剂量设定构件/拨盘延伸的齿，用于反作用于剂量设定构件/拨盘上的刚性咔嗒发声器臂。当拨选每个单位时，所述驱动齿轮在轴向上被向下推动所述齿的深度，然后在触发器弹簧的作用下返回其初始的轴向高度。这在拨选每个单位时导致可听见的咔嗒声。在另一实施例中，所述触发按钮在剂量设定期间与剂量设定元件花键接合，使得这两个元件在转向上被约束到一起，但能够在轴向上相对于彼此移动。所述剂量设定构件具有诸如齿等的多个棘轮机构结构，这些棘轮机构结构朝向驱动齿轮上、优选的是驱动齿轮近侧面上的棘轮机构元件延伸。
根据另一实施例，包括用于在剂量分配结束时发生可听见和/或可触知的反馈的反馈机构，所述反馈机构包括在基座元件上的柔性的咔嗒发声器，所述咔嗒发声器被构造成越过在设定元件上的突起，以产生可听见和/或可触知的反馈，其中当驱动齿轮在第二位置时，驱动齿轮接合咔嗒发声器臂，使咔嗒发声器臂的有效长度减小。通过减小柔性咔嗒发声器臂的长度，提高了其刚度，导致反馈声音的音量增大。
优选的是，在装置被组装和/或当药物输送装置是一次性注射装置时，储罐容纳药剂。
本文中使用的术语“药剂”(medicament)意指含有至少一种药学活性化合物的药物配制剂，
其中在一个实施方案中，所述药学活性化合物具有多至1500Da的分子量并且/或者是肽、蛋白质、多糖、疫苗、DNA、RNA、酶、抗体或其片段、激素或寡核苷酸，或是上述药学活性化合物的混合物，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物对于治疗和/或预防糖尿病或与糖尿病有关的并发症，诸如糖尿病性视网膜病(diabetic retinopathy)、血栓栓塞病症(thromboembolism disorders)诸如深静脉或肺血栓栓塞、急性冠状动脉综合征(acutecoronary syndrome，ACS)、心绞痛、心肌梗死、癌症、黄斑变性(macular degeneration)、炎症、枯草热、动脉粥样硬化和/或类风湿关节炎是有用的，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物包括至少一种用于治疗和/或预防糖尿病或与糖尿病有关的并发症(诸如糖尿病性视网膜病)的肽，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物包括至少一种人胰岛素或人胰岛素类似物或衍生物、胰高血糖素样肽(glucagon-like peptide，GLP-1)或其类似物或衍生物、或毒蜥外泌肽-3(exedin-3)或毒蜥外泌肽-4(exedin-4)或毒蜥外泌肽-3或毒蜥外泌肽-4的类似物或衍生物。
胰岛素类似物例如Gly(A21)、Arg(B31)、Arg(B32)人胰岛素；Lys(B3)、Glu(B29)人胰岛素；Lys(B28)、Pro(B29)人胰岛素；Asp(B28)人胰岛素；人胰岛素，其中B28位的脯氨酸被替换为Asp、Lys、Leu、Val或Ala且其中B29位的赖氨酸可以替换为Pro；Ala(B26)人胰岛素；Des(B28-B30)人胰岛素；Des(B27)人胰岛素；和Des(B30)人胰岛素。
胰岛素衍生物例如B29-N-肉豆蔻酰-des(B30)人胰岛素；B29-N-棕榈酰-des(B30)人胰岛素；B29-N-肉豆蔻酰人胰岛素；B29-N-棕榈酰人胰岛素；B28-N-肉豆蔻酰LysB28ProB29人胰岛素；B28-N-棕榈酰-LysB28ProB29人胰岛素；B30-N-肉豆蔻酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B30-N-棕榈酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B29-N-(N-棕榈酰-γ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素；B29-N-(N-石胆酰-γ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素；B29-N-(ω-羧基十七酰)-des(B30)人胰岛素和B29-N-(ω-羧基十七酰)人胰岛素。
毒蜥外泌肽-4意指例如毒蜥外泌肽-4(1-39)，其是具有下述序列的肽：HHis-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-NH2。
毒蜥外泌肽-4衍生物例如选自下述化合物列表：
H-(Lys)4-des Pro36,des Pro37毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-(Lys)5-des Pro36,des Pro37毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)；或
des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)，
其中-Lys6-NH2基团可以结合于毒蜥外泌肽-4衍生物的C端；
或下述序列的毒蜥外泌肽-4衍生物
H-(Lys)6-des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2，
des Asp28Pro36,Pro37,Pro38毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-Asn-(Glu)5des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2，
H-des Asp28Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2，
des Met(O)14Asp28Pro36,Pro37,Pro38毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-(Lys)6-desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-Asn-(Glu)5des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-Lys6-des Pro36[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2，
H-des Asp28Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2，
des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2，
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(S1-39)-(Lys)6-NH2，
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2；
或前述任一种毒蜥外泌肽-4衍生物的药学可接受盐或溶剂合物。
激素例如在Rote Liste,ed.2008,第50章中列出的垂体激素(hypophysishormones)或下丘脑激素(hypothalamus hormones)或调节性活性肽(regulatory activepeptides)和它们的拮抗剂，诸如促性腺激素(促滤泡素(Follitropin)、促黄体激素(Lutropin)、绒毛膜促性腺激素(Choriongonadotropin)、绝经促性素(Menotropin))、Somatropine(生长激素(Somatropin))、去氨加压素(Desmopressin)、特利加压素(Terlipressin)、戈那瑞林(Gonadorelin)、曲普瑞林(Triptorelin)、亮丙瑞林(Leuprorelin)、布舍瑞林(Buserelin)、那法瑞林(Nafarelin)、戈舍瑞林(Goserelin)。
多糖例如葡糖胺聚糖(glucosaminoglycane)、透明质酸(hyaluronic acid)、肝素、低分子量肝素或超低分子量肝素或其衍生物，或前述多糖的硫酸化，例如多硫酸化的形式，和/或其药学可接受的盐。多硫酸化低分子量肝素的药学可接受盐的一个实例是依诺肝素钠(enoxaparin sodium)。
抗体是球状血浆蛋白质(～150kDa)，也称为免疫球蛋白，其共有一种基础结构。因为它们具有添加至氨基酸残基的糖链，所以它们是糖蛋白。每个抗体的基础功能单元是免疫球蛋白(Ig)单体(仅含有一个Ig单元)；分泌的抗体也可以是具有两个Ig单元的二聚体如IgA、具有四个Ig单元的四聚体如硬骨鱼(teleost fish)的IgM、或具有五个Ig单元的五聚体如哺乳动物的IgM。
Ig单体是“Y”形分子，其由四条多肽链组成；两条相同的重链和两条相同的轻链，它们通过半胱氨酸残基之间的二硫键连接。每条重链长约440个氨基酸；每条轻链长约220个氨基酸。每条重链和轻链均含有链内二硫键，链内二硫键稳定它们的折叠。每条链都由称为Ig域的结构域构成。这些域含有约70-110个氨基酸，并根据它们的大小和功能分类被归入不同的范畴(例如，可变或V、恒定或C)。它们具有特征性的免疫球蛋白折叠，其中两个β片层创建一种“三明治”形状，该形状由保守的半胱氨酸和其它带电荷的氨基酸之间的相互作用而保持在一起。
哺乳动物Ig重链有五种类型，表示为α、δ、ε、γ、和μ。存在的重链的类型决定抗体的同种型；这些链分别可以在IgA、IgD、IgE、IgG、和IgM抗体中找到。
不同的重链的大小和组成是不同的；α和γ含有大约450个氨基酸，δ含有大约500个氨基酸，而μ和ε具有大约550个氨基酸。每条重链具有两个区，即恒定区(CH)和可变区(VH)。在一个物种中，恒定区在同一同种型的所有抗体中是基本上相同的，但是在不同同种型的抗体中是不同的。重链γ、α和δ具有包含三个串联Ig域的恒定区，和用于增加柔性的绞链区；重链μ和ε具有包含四个免疫球蛋白域的恒定区。重链的可变区在由不同B细胞生成的抗体中是不同的，但其对于由单个B细胞或单个B细胞克隆生成的所有抗体而言是相同的。每条重链的可变区为大约110氨基酸长并包含单个Ig域。
在哺乳动物中，有两种类型的免疫球蛋白轻链，表示为λ和κ。轻链具有两个连续的域：一个恒定域(CL)和一个可变域(VL)。轻链长大约211到217个氨基酸。每个抗体含有两条轻链，它们总是相同的；在哺乳动物中每个抗体仅存在一种类型的轻链，或是κ或是λ。
如上文详述的，虽然所有抗体的大体结构非常相似，但是给定抗体的独特性质是由可变(V)区决定的。更具体地说，可变环--其在轻链(VL)上和重链(VH)上各有三个--负责结合抗原，即抗原特异性。这些环被称为互补决定区(Complementarity DeterminingRegions，CDRs)。因为来自VH和VL域的CDR都对抗原结合位点有贡献，所以是重链和轻链的组合，而不是其中单独一个，决定最终的抗原特异性。
“抗体片段”含有如上定义的至少一个抗原结合片段，并呈现与衍生抗体片段的完整抗体基本上相同的功能和特异性。以木瓜蛋白酶(papain)限制性的蛋白水解消化将Ig原型裂解为三个片段。两个相同的氨基末端片段是抗原结合片段(Fab)，每个片段含有一个完整L链和大约一半H链。第三个片段是可结晶片段(Fc)，其大小相似但包含的是两条重链的羧基末端的那一半，并具备链间二硫键。Fc含有糖、补体结合位点、和FcR结合位点。限制性的胃蛋白酶(pepsin)消化产生含有两条Fab和铰链区的单一F(ab')2片段，其包括H-H链间二硫键。F(ab')2对于抗原结合而言是二价的。F(ab')2的二硫键可以裂解以获得Fab'。此外，可将重链和轻链的可变区融合到一起以形成单链可变片段(scFv)。
药学可接受盐例如酸加成盐和碱性盐。酸加成盐例如HCl或HBr盐。碱性盐例如具有选自碱或碱土金属的阳离子，例如Na+、或K+、或Ca2+，或铵离子N+(R1)(R2)(R3)(R4)的盐，其中R1至R4彼此独立地为：氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C6-C10芳基、或任选取代的C6-C10杂芳基。药学可接受盐的更多实例在"Remington'sPharmaceutical Sciences"17.ed.Alfonso R.Gennaro(Ed.),Mark Publishing Company,Easton,Pa.,U.S.A.,1985中及Encyclopedia of Pharmaceutical Technology中描述。
药学可接受溶剂合物例如水合物。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，其中，
图1示出了包括根据本发明驱动机构的一种注射装置的分解图；
图2是图1装置的剖切图；
图3是图1装置的透视图，其部分被移去；
图4a至图4c是图1装置的不同部件的透视图；
图5是图1装置的透视图，其部分被移去；
图6是数字轮的透视图；
图7是图1装置的俯视图；
图8是根据本发明另一实施例的驱动机构的部分的透视图；
图9是图1装置的最后剂量螺母机构的剖切图；
图10a-图10c是图1装置的驱动机构的分配顺序的剖切图；
图11是根据本发明另一实施例的基座元件的透视图；
图12a至图12b是根据本发明另一实施例的驱动机构的部分的透视图；
图13是根据本发明另一实施例的驱动机构的部分的透视图；和
图14是根据本发明另一实施例的驱动机构的部分的剖切图。
具体实施方式
图1和图2示出了药物输送装置1的视图。图1示出了结合到注射装置中的组成部件，它们是具有上部或外部罩体件13和下部罩体件14的罩体件10或主体、储罐保持器20、基座元件或机架30、触发器或剂量按钮40、具有拨盘盖51的剂量设定或者拨盘构件50、最后剂量螺母60、触发器弹簧80、棱镜90、设定元件或数字轮100、驱动齿轮110、柔性活塞杆120、驱动弹簧130和药剂储罐140。拨盘盖51刚性地固定在拨盘50中。上部罩体件13和下部罩体件14共同形成壳体的罩体件10。上部罩体件12具有一个开口，棱镜90插入该开口并永久性固定。机架30包括支承件，其可以具有位于机架30中央的被切开的筒体形式，用于接收驱动齿轮110的轴齿轮114。
如图2所示，按钮40在轴向上约束在拨盘50和驱动齿轮110之间。数字轮100在轴向上约束在机架30和上部罩体件13之间。数字轮能相对于上部罩体件13在两个固定的转向止挡之间自由旋转，所述两个转向止挡由数字轮100和上部罩体件13上的抵靠部形成。
拨盘50(图4a)、按钮(图4b)和数字轮(图4c)的细节见图4a至4c，如图所示，按钮40具有内花键/齿结构42，内花键/齿结构42与拨盘50内表面上相应的内花键/齿结构52相结合，按钮40还具有花键/齿结构43，花键/齿结构43与数字轮100径向内表面上相应的花键/齿结构103相结合。这些结合部在剂量输送期间断开连接。拨盘50经由止动结构(未示出)在轴向上被约束于罩体件10，在剂量选择期间通过花键/齿结合部52/42进一步在转向上约束到按钮40。数字轮100的花键结构103在拨选期间与按钮40相互作用。此外，数字轮100在内表面上还具有在分配期间与驱动齿轮110的相应驱动结构相互作用的花键/齿结构104。数字轮在外周表面上设有指示设定剂量的标记。
驱动弹簧130以螺旋状扭转弹簧的形式提供，其一端附接到机架30，另一端附接到驱动齿轮110。驱动弹簧130针对使用寿命被充能，这意味着驱动弹簧在组装期间被充分充能，因此在储罐140的全部内容物被分配之前不需要用户充能。
驱动齿轮110在轴向上被约束在机架30和数字轮100之间，并且由以压缩弹簧形式提供的触发器弹簧80致使偏向于背离机架30。在按钮40被按压以开始剂量输送时，驱动齿轮110随按钮40一起在轴向上移动。在剂量选择期间，驱动齿轮110与机架30花键接合，并因此被锁定以防止旋转，但是当驱动齿轮110随着按钮40被向下压以进行剂量输送而在轴向上行进时，这种花键接合被断开。类似地，当按钮40被按下时，数字轮100和驱动齿轮110之间单独的花键结构被接合。触发器弹簧80在机架30和驱动齿轮110之间施加力以分离它们。在“待用”状态下，在按下按钮40之前，上述情形确保了驱动齿轮110在转向上联接到机架30，按钮花键42与拨盘50接合。
柔性活塞杆120位于机架30内，通过齿条-轴齿轮结合部与驱动齿轮110接合，使得驱动齿轮110的逆时针(CCW)旋转使柔性活塞杆120朝向储罐140中的罐塞前进。轴齿轮114以可旋转方式保持在机架30中，并与活塞杆120啮合接合。活塞杆120是单个部件，其具有通过形成柔性铰链122的薄材料区段连接在一起的离散的刚性杆件或杆节121。杆节121的端面是平面的，并且当活塞杆120被拉直时，相邻的段面相互抵靠，允许部件承受压缩载荷。杆节121做成平板的形状，该平板一侧具有齿条齿123，在相反侧具有凸缘。朝向储罐的杆节包括用于接触储罐罐塞的压脚。当活塞杆120通过齿条123和轴齿轮114与驱动齿轮110的接合而前进时，活塞杆120的后面的杆节121被拉曳成与驱动齿轮轴齿轮114接合。随后的杆节121驱动前面的杆节，对它们施加以压缩载荷，并且将力施加到罐塞上。当活塞杆120前进时，第一杆节从由机架30提供的支撑移出。在无额外支撑的情况下，活塞杆120很可能在该压缩载荷的作用下翘曲。用于防止翘曲的额外支撑由储罐140的内侧壁产生，对活塞杆120的外表面提供约束。
柔性活塞杆120的远端作用在液体药剂储罐内的罐塞上。液体药剂储罐140装在储罐保持器20内。储罐保持器20、机架30和外部/上部罩体件13和下部罩体件14以及棱镜90相互之间刚性地固定在一起。
药物输送装置能够操作以经由针(未示出)从储罐140输送若干用户可变剂量的药剂。所述装置是一次性的，以完全组装好的状态交付给用户，供随时使用。所述机构提供了用于剂量设定和剂量输送的单独用户接口。简言之，通过使位于装置正面上的拨盘50旋转，设定剂量。通过按压设置在拨盘50中央的剂量按钮40，开始剂量输送，并且在保持压下剂量按钮40的情况下，剂量输送将持续进行，直至已经输送全部的设定剂量。所述机构提供听觉反馈、视觉反馈和触觉反馈，这三种反馈均在每个剂量的设定和输送时提供。能够在零和预定最大值之间以增量方式选取任何剂量大小，以适应药剂和用户方案。所述机构允许在不分配任何药剂的情况下，通过沿着与选取剂量时相反的方向旋转拨盘50取消剂量。
致动剂量按钮40所需的力以及剂量按钮40要移动的距离小，提供了显著人体工程学优点，特别是对于灵巧性受损的用户。所述机构要求一致的用户输入力设定剂量和开始剂量输送，这些力对于使储罐140内的罐塞移位所需力的变化不敏感。拨盘50在剂量输送期间脱离，从而其不旋转，这改进了装置在使用期间的操纵。所述装置具有较少的部件数目、非常紧凑的尺寸，因此对于成本敏感的装置应用特别有吸引力。
在下文中，将更详细地说明装置的用途和功能。
图3示出了装置1处于“待用”状态。数字轮上的剂量标记“0”能够通过棱镜90看见。在组装装置期间被充分充能或预卷绕的驱动弹簧，在拨选零剂量单位向驱动齿轮110施加转矩。通过由与机架30形成的花键结合部形成的离合器机构，阻止驱动齿轮110在该转矩的作用下旋转。如图3的部分放大图所示，所述花键结合部包括驱动齿轮110外周表面上的外花键/齿结构113，其与机架30内周表面上的内花键/齿结构31接合。通过相对的轴向位移，驱动齿轮110和机架30可以被脱离，使得驱动齿轮110能够在驱动弹簧力的作用下旋转。
为了拨选液体药剂的可变剂量，用户沿顺时针(CW)方向旋转拨盘50。拨盘下面以及按钮和数字轮上提供的花键结构接合(见图4)。图5显示了剂量拨选期间的花键结合部。如图5的放大部分所示，由于按钮40和拨盘50之间的花键结合部52/42，拨盘50的旋转在按钮40中产生相同的旋转。此外，由于按钮40和数字轮100之间的花键结合部43/103，数字轮100也被转动。驱动齿轮110由于其花键齿113与机架30的花键齿31的接合而被阻止旋转(参见图3)。
如图6所示，数字轮100具有两个固定的转向止挡，即由一个抵靠部形成的最大剂量止挡101和零剂量止挡102。在上部罩体件的内表面上设有相应的配对抵靠部。拨盘50的CW旋转使数字轮100背离由罩体件13上的所述配对抵靠部形成的零单位止挡并朝向上部箱体13上形成为配对抵靠部表面的最大单位止挡旋转。当数字轮100不接触罩体件13中的零剂量止挡抵靠部或最大剂量止挡抵靠部时，拨盘50能够由用户在CW及CCW方向上旋转。零单位抵靠部102阻止拨盘50CCW旋转到低于零单位位置。最大剂量抵靠部101防止设定的剂量大于机构最大值。
在图7中示出了驱动机构的俯视图，其中拨盘50设有呈柔性臂形式的拨盘咔嗒发声器54，柔性臂靠在上部罩体件13的一系列突起上而发出咔嗒声。拨盘咔嗒发声器54由拨盘盖51遮挡而对于用户不可见，拨盘盖51夹持到拨盘50上。由于在剂量输送期间，拨盘50不移动，所述拨盘54的拨盘咔嗒发声器仅在拔选剂量期间操作。拔盘咔嗒发声器54致使数字轮偏向于相对于棱镜通过拨盘50，确保只有完整单位的药剂被拔选。
在图8中给出了咔嗒发声器机构的一个替代例。该拨选机构在拨盘50和驱动齿轮110之间沿着轴向工作。驱动齿轮110上的螺旋齿112可反作用于拨盘50上的刚性咔嗒发声器臂55。当通过围绕驱动齿轮110的旋转轴线110旋转拨盘50来拨选每个单位时，驱动齿轮被迫使在轴向上向下移动齿112的深度，然后在触发器弹簧的作用下返回其起始的轴向高度。这会在拨选每个单位时发出听觉上的咔嗒声。在输送期间，拔盘咔嗒发声器55通过按钮40的轴向行进而脱离，并且驱动齿轮110背离拨盘50移动。该实施例就结实性而言是有利的，因为金属弹簧可能比塑料臂更结实。此外，可以使用多个接触面来更均匀地扩散负荷，从而减少损坏，而不增加克服咔嗒发声器所需的转矩。图8还示出了驱动齿轮110的外周表面总体设有两组花键齿111和113，其中第一组111用于与数字轮上对应形成的花键结构104接合，并且其中第二组113被设置用于与机架30接合。
在图9中，显示了最后剂量机构。最后剂量螺母60位于数字轮100和驱动齿轮110之间。其经由设置在最后剂量螺母60径向内表面上和驱动齿轮110径向外表面上的花键结合部64在转向上联接到驱动齿轮110，花键结合部64允许相对的轴向位移，但是阻止相对旋转。例如，花键结合部64可以包括在最后剂量螺母60径向内表面上轴向延伸的肋，所述肋接合在驱动齿轮110径向外表面上相应轴向延伸的凹槽中。此外，最后剂量螺母60通过螺纹接合与数字轮100接合，其中最后剂量螺母设置有螺旋延伸的凹槽，所述凹槽形成外螺纹62，外螺纹62与数字轮中螺旋延伸的配对结构接合，使得最后剂量螺母60当数字轮100和驱动齿轮110之间发生相对旋转时(即在拨选期间)相对于数字轮100沿螺旋路径移动。数字轮100和驱动齿轮110围绕旋转轴线117的相对旋转导致最后剂量螺母60在轴向上朝向数字轮100上的最终剂量抵靠部105(结束止挡)行进。取决于所述机构已经输送了多少单位，在选择剂量期间，最后剂量螺母60可以接触其最终剂量抵靠部105。所述抵靠部阻止数字轮100和驱动齿轮110进一步相对旋转，因此限制了可以选择的剂量。最后剂量螺母60的位置由每次用户设定剂量时在数字轮100和驱动齿轮110之间已经发生的相对旋转的总数确定。在所述机构处于剂量已被选取的状态下时，用户能够从该剂量中取消选择任何数量的单位。用户通过CCW旋转拨盘50来取消选择剂量。数字轮100和驱动齿轮110之间的相对旋转导致最后剂量螺母60在轴向上离开最终剂量抵靠部105返回。
在图10a至10c中显示了在驱动机构中分配剂量的顺序。图10a显示了已经拨选剂量后的装置。数字轮上的零止挡抵靠部已经从其配对抵靠部旋转离开。按钮40经由花键结合部43/103与数字轮100接合，并且拨盘通过花键结合部52/42与按钮40接合。当沿着旋转轴线117轴向按压按钮40时，按钮40相对于拨盘50和数字套筒100移动，使得按钮40从拨盘50的花键结构52脱离，并从数字轮100的花键结构103脱离。
驱动齿轮110克服触发弹簧80的力而随按钮40在轴向上移动，并且当按钮40被部分按压时(图10b)，驱动齿轮110使其外周表面上的花键齿111接合数字轮100上的花键结构104。当按钮完全按下(图10c)时，驱动齿轮110脱离机架锁定齿或花键结构31，并且现在能够相对于机架30旋转。换句话说，驱动齿轮110能够从“待用”的第一位置移动到驱动齿轮与机架30脱离的致动后的第二位置。
在按钮40完全按下之后，驱动齿轮110和数字轮100在转向上被锁定，并在驱动弹簧130的作用下能自由旋转。按钮40与所有花键齿脱离，因此该机构能够相对于按钮40和拨盘50旋转。
驱动齿轮110的轴齿轮114作用在活塞杆120的齿上，导致药剂被分配。在剂量用完时，数字轮100的零止挡抵靠部靠在外部罩体件13中的止挡结构上停止，导致所述机构停止。在药剂输送期间，驱动齿轮110和数字轮100一起旋转，使得在最后剂量螺母60中不发生相对运动。
剂量输送咔嗒发声器臂是集成到机架30中的顺应性悬臂梁，其与驱动齿轮110上的棘齿结构(未示出)在轴向上结合。棘轮齿的间距对应于输送单个剂量单位所需的驱动齿轮110的旋转。在分配期间，随着驱动齿轮110旋转，棘齿结构与咔嗒发声器臂接合，以随着输送每个剂量单位而产生听觉上的咔嗒声。
当按钮40被释放时，触发弹簧80使驱动齿轮110且因而使按钮40在轴向上行进到其待用位置。该行进使得驱动齿轮110的花键齿113再次与机架30啮合，从而锁定驱动齿轮110以避免进一步旋转。驱动齿轮110还使其花键齿111与数字轮100脱离。按钮40然后使其花键齿结构42和43与拨盘50和数字轮100重新接合。然后，当需要时，用户可以自由拨选其下一剂量。
在图11中，示出了另一实施例，其中机架上的花键齿是带角度的，或者在其下表面上具有带角度的面，使得当按钮40被释放时，花键齿31的重新接合会稍稍地使驱动齿轮110反转，从而移除数字轮100到零剂量止挡抵靠部的接合。作为替代，带角度的花键齿可以设置在拨盘齿轮110上。带角度结构消除了机构间隙(例如由于公差)的影响，这样的机构间隙否则可能会在为后续剂量拨选装置时，导致活塞杆轻微推进并分配药剂，这是因为数字轮的零剂量止挡不再约束机构，而是代之以约束返回到驱动齿轮和机架之间的花键。
在图12a和12b中，显示了指示剂量结束的机构。当所述机构到达其零位置时，剂量结束机构在剂量结束时产生听觉上的咔嗒声。咔嗒声是通过机架30上的柔性咔嗒发声器臂36、驱动齿轮110和数字轮100之间的相互作用形成。咔嗒声的音量会在剂量输送期间增加，而当用户将装置拨选到零或从零拨选时，这个咔嗒声很可能会被拨选咔嗒发声器掩盖。参见图12a，在拨选期间，按钮40和驱动齿轮110背离机架30在轴向上分离开，并且由于柔性咔嗒发声器臂36具有大的有效悬臂长度L1，咔嗒发声器臂36能够以最小的转矩超越数字轮100内径上的突起106，因此听觉上的咔嗒声的音量会很低。在剂量输送期间，当按钮40且因此驱动齿轮110被沿轴向推向机架30时，咔嗒发声器臂36的内表面在臂超越数字轮100的凸块结构或突起106时接触驱动齿轮110。与驱动齿轮110的这一接触将咔嗒发声器臂的有效长度减小到L2(图12b)，从而增加其刚度，这导致当剂量返回到零时产生的听觉上的咔嗒声的音量增加。
代替扭转弹簧，可以组装动力弹簧。图13是装置中动力弹簧安装在机架上的透视图。当使用扭转弹簧作为驱动弹簧130时，弹簧的端部形式能够固定到在按钮被按压时在轴向上移动的驱动齿轮。少量的按钮行进以及因此少量的驱动齿轮110轴向行进，对于扭转弹簧的性能不具有显著影响。但是，特别是当使用动力弹簧时，弹簧的内端形式不随驱动齿轮轴向移动，这是有利的。为实施这一特征，本发明另一实施例包括被分成两个部件的驱动齿轮，这两个部件相对于彼此在转向上固定，但能够相对轴向移动。
图14所示实施例包括具有两个单独部件的驱动齿轮，这两个单独部件通过花键接合相互之间在转向上固定但能轴向移动。上部第一驱动齿轮部件119a与数字轮100构成接合区段，并且在分配期间也由按钮40沿向下方向促动。在第一驱动齿轮部件119a下侧的中央区段上，第一驱动齿轮部件119a的突出区段被接收在下部第二驱动齿轮部件119b的开口中。部件119和119b通过在突出区段的外径上以及在接收区段(开口)的内径上形成的花键连接结合，使得相对轴向移动可以象望远镜那样进行，而阻止第一驱动齿轮部件119a和第二驱动齿轮部件119b之间的相对旋转。触发弹簧80布置在第一驱动齿轮部件119a和第二驱动齿轮部件119b之间的所述开口中。
下部部件119b在轴向上不移动，固定动力弹簧130的内部腿。它还包含驱动柔性活塞杆120的轴齿轮114。上部驱动齿轮部件119a随着按钮行进而相对于第二驱动齿轮部件119b在轴向上移动，并且与数字轮100和最后剂量螺母60结合。作为替代，轴齿轮114可以是构成第二部件的心轴的一部分。两个部件119a和119b由触发弹簧80致使偏向于分离开，这也在剂量输送期间带来优点，因为两个部件一起旋转，所述弹簧不添加需要由驱动弹簧130克服的任何摩擦损失。当按钮被致动时，这意味着按钮40在向下方向上移动，使驱动齿轮110和数字轮100之间的离合器被释放，触发弹簧被压缩。
附图标记
1 药物输送装置 100 数字轮(设定元件)
10 主体(罩体件) 101 最大止挡
13 上部罩体件 102 零止挡
14 下部罩体件 103 花键齿
20 储罐保持器 104 花键齿
30 机架(基座元件) 105 结束止挡
31 花键齿 106 突起
36 咔嗒发声器臂 110 驱动齿轮
40 剂量按钮 111 花键齿
42 花键齿 112 螺旋齿
43 花键齿 113 花键齿
50 拨盘(剂量设定构件) 114 轴齿轮
51 拨盘盖 117 驱动齿轮的旋转轴线
52 花键齿 119a 第一驱动齿轮部件
54 拔盘咔嗒发声器 119b 第二驱动齿轮部件
55 拔盘咔嗒发声器 120 柔性活塞杆
60 最后剂量螺母 121 杆节(刚性杆件)
62 外螺纹 122 绞链
64 花键结合部 123 齿条齿
80 触发弹簧 130 驱动弹簧
90 棱镜 140 储罐

Claims (15)

1.一种驱动机构，用于具有储罐(140)的药物输送装置中，所述驱动机构包括：
基座元件(30)，
带齿活塞杆(120)，所述带齿活塞杆(120)能够从与满储罐相对应的退回的第一位置移动到与空储罐相对应的伸出的第二位置，其中，所述活塞杆(120)在所述基座元件(30)中被引导且能够相对于所述基座元件(30)移动，
驱动齿轮(110)，所述驱动齿轮(110)具有轴齿轮(114)，所述轴齿轮(114)以可旋转方式保持在所述基座元件(30)中并且与所述带齿活塞杆(120)啮合接合，
其中，所述带齿活塞杆(120)包括通过铰链(122)连接起来的多个刚性杆件(121)，
驱动弹簧(130)，所述驱动弹簧(130)一端固定到所述基座元件(30)，另一端固定到所述驱动齿轮(110)，所述驱动弹簧(130)向所述驱动齿轮(110)施加力或者转矩用于使所述驱动齿轮(110)相对于所述基座元件(30)旋转，所述旋转导致所述带齿活塞杆(120)移动，其中，所述驱动弹簧(130)在制造或者组装期间被充能，其中，存储在驱动弹簧中的能量足以使所述活塞杆(120)从所述第一位置移动到所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的驱动机构，包括由所述驱动齿轮(110)的花键部分(113)和所述基座元件(30)的相应花键部分(31)提供的离合器，其中，所述驱动齿轮(110)能够沿着其旋转轴线(117)在所述驱动齿轮(110)通过所述离合器的接合而在转向上被约束于所述基座元件(30)的第一位置和所述离合器脱离且允许所述基座元件(30)和所述驱动齿轮(110)之间相对旋转的第二位置之间轴向移动。
3.根据权利要求2所述的驱动机构，包括压缩弹簧(80)，所述压缩弹簧(80)布置成致使所述驱动齿轮(110)偏向于相对于所述基座元件(30)进入其第一位置。
4.根据权利要求3所述的驱动机构，进一步包括能够沿着所述驱动齿轮(110)的旋转轴线的方向轴向移动的触发器(40)，其中，所述触发器(40)的致动导致所述驱动齿轮(110)轴向移动进入其第二轴向位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构，其中，所述驱动齿轮(110)包括相互之间在转向上固定但能在轴向上移动的至少两个单独部件(119a，119b)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构，其中，所述驱动齿轮(110)相对于所述轴齿轮(114)能够在轴向上移位但在转向上固定。
7.根据权利要求6所述的驱动机构，其中，压缩弹簧(80)布置在所述轴齿轮(114)和所述驱动齿轮(110)之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构，其中，所述驱动弹簧(130)是动力弹簧或者扭转弹簧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动机构，进一步包括能够相对于所述基座元件(30)旋转的设定元件(100)，其中，所述设定元件(100)相对于所述基座元件(30)的旋转由限定零剂量位置且优选的是还限定最大剂量位置的转向止挡(101，102)限制，
其中，所述驱动齿轮(110)被构造成在从所述第一位置移动到所述第二位置时接合所述设定元件(100)，使得所述设定元件(100)在转向上被约束于所述驱动齿轮(110)。
10.根据权利要求9所述的驱动机构，其中，所述设定元件(100)被构造为在外周上设有一系列标记的数字轮。
11.一种药物输送装置，包括根据权利要求1至10中任一项所述的驱动机构，所述药物输送装置进一步包括剂量设定构件(50)，所述剂量设定构件(50)用于设定药剂的用户可变剂量并且能够相对于所述基座元件(30)旋转，其中，所述剂量设定构件(50)和所述设定元件(100)分别包括花键结构(52，103)，所述花键结构(52，103)被构造成在所述触发器(40)的第一轴向位置与所述触发器(40)上的相应的花键结构(42，43)接合，使得所述触发器将所述设定元件(100)在转向上约束于所述剂量设定构件(50)。
12.根据权利要求11所述的药物输送装置，其中，所述触发器(40)从所述第一轴向位置到第二轴向位置的移动使所述触发器(40)在转向上从剂量设定构件(50)和所述设定元件(100)分离。
13.根据权利要求11或12所述的药物输送装置，进一步包括在剂量分配结束时发生可听见和/或可触知的反馈的反馈机构，所述反馈机构包括在所述基座元件(30)上的柔性的咔嗒发声器臂(36)，所述咔嗒发声器臂(36)被构造成越过所述设定元件(100)上的突起(106)以产生可听见和/或可触知的反馈，其中，当所述驱动齿轮(110)在所述第二位置时，所述驱动齿轮(110)接合所述咔嗒发声器臂(36)，使得所述咔嗒发声器臂(36)的有效长度(L1)减小。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的药物输送装置，其中，所述储罐(140)容纳药剂。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的药物输送装置，其中，所述药物输送装置(1)是一次性注射装置。
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