CN109069744B - 药物递送装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过套管(16)从容器(12)递送药物的药物递送装置(100)。该装置包含底盘(300)、托架(200)和插入弹簧(70)，该插入弹簧(70)用于偏置托架(200)以便沿插入方向相对于底盘(300)从套管(16)被隐藏的开始位置移动到套管(16)被延伸的插入位置。驱动机构(400)被提供用于驱动容器的塞子(22)以排出药物。驱动机构(400)由托架(200)承载并且包含可移动驱动构件(404)、用于将驱动力施加于驱动构件(404)的驱动器件(40)以及用于将驱动力传输给塞子(22)的力传输器件(406)。驱动器件(40)被布置在力传输器件(406)的至少一部分周围或旁边。

Description

药物递送装置
技术领域
本发明涉及适合于向患者递送药物的装置。具体地但非排外地，本发明涉及自动注射器装置，其中装置的激活引起套管的自动插入和通过套管注射的药物的递送。
背景技术
被设计用于自动针头插入和单一预定剂量的药物的注射的注射装置在本领域中被称为自动注射器。此类装置通常包括允许用户握住装置的外壳、容纳药物的预填充注射器以及驱动机构。预填充注射器包括在其远端处具有堆叠皮下注射针头的管状玻璃圆筒、保护并密封针头的针头护套以及被可滑动地接收在圆筒中的塞子。这种类型的预填充注射器的一个示例可在注册商标Hypak(Becton Dickinson,New Jersey,USA)下获得。
注射器可在外壳内在针头被缩回到外壳中的初始缩回位置与针头从外壳的末端突出的部署位置之间沿轴向移动。
在注射器处于缩回位置的情况下，外壳的远端被帽封闭。为了准备好使用该装置，该帽被移除。该帽被布置为夹紧刚性针头护套，使得帽的移除将刚性针头护套拉离针头。
然后外壳的远端被放置在皮肤上，并且用户操作该装置的触发器(诸如按钮)来激活驱动机构。驱动机构通常包含在远侧方向上被压缩弹簧偏置的柱塞。柱塞最初被闩锁布置/设施(arrangement)保持在初始闭锁位置。在驱动机构的激活后，柱塞被从闭锁位置释放，并且能够在压缩弹簧的力下向远侧移动。
最初，柱塞的释放引起注射器从缩回位置移动到部署位置内，使得针头刺穿皮肤。随后，柱塞沿远侧方向压迫塞子以排出药物。
一些自动注射器装置还包括针头缩回机构，一旦药物已经被递送，所述针头缩回机构就从皮肤撤回针头并且将它缩回到装置内。针头缩回机构通常包括缩回弹簧和用于将缩回弹簧耦接到注射器的耦接布置。一旦被耦接，缩回弹簧就将沿近侧方向起作用以朝向缩回位置将针头移动回来的力施加于注射器。当柱塞接近或到达其远侧行程的末端时，耦接布置可以被激活以缩回针头。
这些类型的自动注射器能够对于由患者自主给予测量剂量的药物是方便的，但是它们也可以被经过训练的医学人员使用。在两种情况下，相比于传统注射器，例如通过确保被用来递送药物的针头在药物递送之前和/或之后被隐藏，并且通过包括防止该装置的意外操作的互锁器件或其他安全装置，自动注射器通常提供增加的用户安全性。
然而，现有的自动注射器装置可能具有若干缺点。例如，上面描述的驱动机构导致相对长的装置，因为柱塞和压缩弹簧被设置成与针管同轴布置。对于一些应用，将会希望提供更紧凑的布置。
第二，通常需要相对强的驱动弹簧来确保通过针头递送药物。当药物具有相对高的粘性时和/或当针头具有精细计量时，尤其是这种情况。当强有力的驱动弹簧也被用来驱动针头的插入时，所产生的在注射器上的冲击负荷可能导致注射器的损坏和患者的不适。
第三，当提供针头缩回机构时，存在可能在全部期望剂量的药物已经被递送之前发生针头的缩回的风险。例如，由于制造公差而导致的部件尺寸的变化可能造成针头缩回被触发的时刻的变化，这可能导致针头的过早缩回。即使在柱塞已经在名义上到达其行程的末端之后，装置部件中(特别地，塞子和柱塞中)的弹性应变的松弛可能导致药物流过针头，如果针头在注射之后被太快地缩回，则导致不能递送全部剂量。此外，如果针头在药物有时间消散到周围组织内之前被缩回，药物会通过刺孔从注射部位损失掉。
发明内容
因此，将会希望提供一种克服或减轻一些上述问题的注射装置。
在此背景下，在本发明的第一方面，提供一种用于通过套管从容器递送药物的药物递送装置，该容器具有用于将药物容纳在容器内的塞子，并且该装置包含底盘、托架和插入弹簧，该托架用于固持容器和套管，该插入弹簧用于偏置托架以便沿插入方向相对于底盘从套管被隐藏的开始位置移动到套管被延伸的插入位置。该装置进一步包含驱动机构，该驱动机构用于在驱动机构激活后沿着容器轴线驱动塞子以通过套管排出药物。该驱动机构由托架承载并且包含驱动构件、驱动器件和力传输器件，该驱动构件相对于托架可移动，该驱动器件用于沿着驱动轴线将驱动力施加于驱动构件，该力传输器件用于将驱动力从驱动构件传输到塞子。该驱动器件被布置在力传输器件的至少一部分周围或旁边，并且包含张力弹簧。
通过提供包含张力弹簧的驱动器件，并且通过将驱动器件容纳在力传输器件的至少一部分周围或旁边，能够实现紧凑的布置。
借助于这种布置，张力弹簧能够沿着与驱动力相同的方向延伸远离驱动构件。相比之下，在使用压缩弹簧的现有技术布置中，弹簧沿着与驱动力相反的方向延伸远离驱动构件，使得需要额外的空间在驱动构件后面容纳驱动弹簧。
此外，因为驱动布置、容器和套管由托架承载，驱动力仅作用在托架内而不作用于装置的任何其他部分上。因此，能够使用相对强有力的驱动器件而不增加患者不适或增加对装置造成损坏的风险。此外，因为单独的插入弹簧被提供来驱动托架的插入移动，所以插入弹簧能够被选择为使得施加可靠又舒适的套管插入力，而无需考虑排出药物所需的力。此外，借助于这种布置，相比于现有技术布置，由装置在注射序列开始的时候产生的噪声能够被减少。
在一个实施例中，张力弹簧被同心地布置在力传输器件的至少一部分周围。这导致特别紧凑的布置。驱动器件可以包含被耦接到驱动构件的第一端和被耦接到托架的第二端，在此情况下力传输器件优选被至少部分地设置在驱动器件的第一端与第二端之间。
驱动轴线不必与容器轴线同轴。例如，驱动轴线可以平行于容器轴线并与容器轴线间隔开。在一种特别紧凑的布置中，驱动器件被设置在容器旁边。套管优选是注射针，诸如皮下注射针。通常，容器包含预填充的注射器。力传输器件可以是非线性的，以重定向此类布置中的驱动器件的力。概括地，力传输器件的第一端可以与驱动轴线对齐，并且力传输器件的第二端可以与容器轴线对齐。
在一个示例中，力传输器件包含球(诸如球轴承)的阵列。借助于这种布置，力传输器件能够沿着托架中的任何所需路线被定形，但是在例如由于弹性变形或挠曲导致的负荷下，力传输器件的长度没有任何实质改变。
力传输器件可以在与托架相关联的引导轨道中被引导。在一些布置中，诸如当驱动器件被设置在容器旁边时，引导轨道可以包括允许力传输器件反转驱动力的方向的U形部分。力传输器件的一部分可以被接收或可接收在容器中。例如，当力传输器件包含球的阵列时，这些球可以具有被定尺寸为装配在容器内以便与塞子协作的直径。
驱动机构可以包含用于引导驱动构件沿着驱动轴线的移动的引导元件。张力弹簧可以被同心地布置在引导元件周围，使得引导元件还充当用于张力弹簧的引导件。当提供引导轨道时，引导轨道可以由引导元件部分地限定，使得引导元件也引导力传输器件。引导元件可以是大致管状的。在一个实施例中，驱动构件包含引导形成物，该引导形成物用于与引导元件中的狭槽协作以防止驱动构件的转动移动。当驱动机构被操作时，张力弹簧可以穿过狭槽。
减震器可以被设置在驱动构件与塞子之间，以减少在驱动机构操作时容器上的冲击负荷。例如，减震器可以被设置在力传输器件与塞子之间。减震器可以具有弹性体泡沫材料。
驱动机构可以在托架朝向插入位置的移动期间响应于托架到达激活位置而被激活。以此方式，一旦托架已经移动以将套管插入注射部位中，驱动机构就能够被自动激活。有利地，药物递送不在套管已经刺穿皮肤之前开始，因此避免药物浪费或药物溢出到皮肤上。激活位置可以在托架的开始位置与插入位置中间，使得驱动机构的激活在托架的移动结束之前被触发。可替代地，激活位置可以基本上对应于插入位置。驱动触发器可以被提供用于当托架到达激活位置时激活驱动机构。驱动触发器可以与底盘相关联。
驱动机构可以包含用于将驱动构件闭锁在初始位置中的驱动闩锁，并且驱动触发器可以被布置为当托架到达激活位置时与驱动闩锁协作来释放驱动构件以便沿着驱动轴线移动。闩锁止挡件可以与托架相关联，并且驱动闩锁可以被布置为与闩锁止挡件接合以保持驱动构件处于初始位置。为了避免驱动机构的意外释放，可以提供弹簧器件以用于偏置驱动闩锁与闩锁止挡件接合。
所述装置可以包括托架闩锁布置，该托架闩锁布置用于保持托架处于开始位置并且用于在托架闩锁布置释放后允许托架在插入弹簧的偏置下沿插入方向移动。所述装置可以包含触发部件，该触发部件可操作以释放托架闩锁布置。当托架处于插入位置时，套管可以延伸穿过底盘中的孔。
所述装置可以包括互锁构件，该互锁构件相对于底盘可移动以将该装置从托架闩锁布置不可能释放的中立状态切换到触发按钮可操作以释放托架闩锁布置的准备状态。可以提供互锁弹簧以用于将互锁构件和底盘偏置分开，并且互锁构件可以相对于底盘逆着互锁弹簧的偏置可移动，以将该装置从中立状态切换到准备状态。在一个实施例中，互锁构件包含用于固持触发部件的外壳主体。当存在时，互锁弹簧可以偏置触发部件远离底盘。所述装置可以包含用于封闭底盘的末端的可移除帽，在此情况下所述帽可以被布置为当帽被装配到装置时阻止互锁构件相对于底盘的移动。以此方式，直到帽已经被移除，该装置才能被切换到准备状态。
插入弹簧优选被设置为平行于驱动轴线和容器轴线两者并与驱动轴线和容器轴线两者间隔开。以此方式，插入弹簧能够以紧凑布置方式被容纳而不增加所述装置的长度。插入弹簧可以包含张力弹簧。
所述装置可以进一步包含用于将插入弹簧可释放地耦接到托架的耦接机构。驱动机构可以被布置为在递送药物之后激活耦接机构以促使插入弹簧与托架解耦，由此允许托架移动远离插入位置。可以提供缩回弹簧用于在递送药物之后驱动托架移动远离插入位置以缩回套管。
提供与用于插入弹簧的可释放耦接件结合的缩回弹簧将提供用于一旦所述剂量的药物已经被递送则从注射部位自动缩回套管的器件。
为此目的并且根据第二方面，本发明在于一种用于通过套管从容器递送药物的药物递送装置，该容器具有用于将药物容纳在容器内的塞子，并且该装置包含：底盘；托架，其用于固持容器和套管；插入弹簧，其用于偏置托架以便沿插入方向相对于底盘从套管被隐藏的开始位置移动到套管被延伸的插入位置；耦接机构，其用于将插入弹簧可释放地耦接到托架；驱动机构，其可操作以沿着容器轴线移动塞子，以通过套管排出药物；以及缩回弹簧，其用于沿着与插入方向相反的缩回方向偏置托架。驱动机构被布置为激活耦接机构，并且耦接机构的激活促使插入弹簧与托架分离，由此在递送药物之后允许托架在缩回弹簧的偏置下沿缩回方向移动。
借助于这种布置，可以提供能够自动套管插入和套管缩回的简单且紧凑的装置。具体地，因为托架沿缩回方向的移动是由插入弹簧与托架的解耦引起的，所以缩回弹簧能够被简单地定位在底盘与托架之间而无需进一步的耦接布置。在使用该驱动机构递送药物中既不涉及插入弹簧也不涉及缩回弹簧，并且因此每个弹簧能够被选择以优化其作用。该驱动机构可以由托架承载，使得在驱动机构的操作中涉及的力不通过底盘被传递给患者。
耦接机构优选包含耦接构件，该耦接构件在耦接机构激活后相对于托架可移动以将插入弹簧与托架解耦。所述装置可以包含用于防止耦接构件相对于托架移动的固持器件。固持器件可以被布置为释放耦接构件，由此激活耦接机构。换言之，通过固持器件的释放耦接构件将触发耦接机构的操作的开始。
固持器件可以被布置为响应于驱动机构的操作而释放耦接构件。例如，固持器件可以包含用于与耦接构件接合的固持元件，并且固持元件可以是响应于驱动机构的操作而相对于托架可移动的，以与耦接构件脱离。当驱动机构已经移动塞子通过预定距离时，固持元件可以与耦接构件脱离。以此方式，耦接机构的激活在所述装置的操作序列期间的适当时刻发生。固持元件的移动可以垂直于插入方向，以提供紧凑布置。
在一个实施例中，所述装置包含由驱动机构驱动的轮状物，并且固持元件与轮状物螺纹接合。以此方式，轮状物的转动移动导致固持元件与耦接构件脱离。
驱动机构可以包含驱动构件、驱动器件和力传输器件，该驱动器件用于沿着驱动轴线将驱动力施加于驱动构件，该力传输器件用于将驱动力从驱动构件传输给塞子，并且轮状物可以由力传输器件驱动。驱动轴线可以平行于容器轴线，并且力传输器件可以以U形形状围绕轮状物被引导。这提供了特别紧凑的布置。
优选地，在轮状物转动移动通过预定角度后，固持元件与耦接构件脱离。以此方式，在操作序列中耦接机构被激活的时刻能够被准确地确定。
所述装置可以进一步包含用于驱动耦接构件的移动的致动器。该致动器优选被布置为向耦接构件施加力以偏置耦接构件以便移动。在一个实施例中，耦接构件被引导以便相对于插入方向横向移动，并且致动器被布置为将横向力施加于耦接构件。所述装置可以包含致动器驱动器件，该致动器驱动器件用于将力施加于致动器以驱动耦接构件的移动。在一个示例中，致动器驱动器件包含恒力弹簧。
致动器可以包含曲柄，该曲柄具有用于驱动耦接构件的移动的曲柄杠杆。该曲柄可以被驱动以在致动器驱动器件的影响下转动。托架可以包含用于曲柄的毂。
所述装置可以包含连接到插入弹簧的连杆构件。例如，连杆构件可以被布置为与插入弹簧的终端接合。连杆构件可以与耦接构件可释放地接合以将插入弹簧耦接到托架，在此情况下耦接构件相对于托架的移动可以导致连杆构件与耦接构件脱离，以使插入弹簧与托架解耦。
在一种布置中，连杆构件包含接合形成物，该接合形成物用于与耦接构件的相应接合形成物接合，并且耦接构件在耦接机构激活后的移动引起接合形成物的脱离。接合形成物可以被定形为使得在接合形成物脱离之前需要耦接构件移动通过预定距离。
托架可以包含引导器件，该引导器件用于在插入弹簧与托架的解耦后引导连杆构件平行于插入方向的移动。引导器件防止已解耦的插入弹簧污染所述装置中的其他部件。在一个示例中，引导器件包含用于接收连杆构件的夹子的狭槽。
可选地，插入弹簧与托架的解耦在耦接机构激活之后基本上立即发生。然而，优选地，所述装置被布置为使得在耦接机构激活后已经逝去延迟时间之后插入弹簧与托架解耦。通过提供延迟时间，耦接机构能够在塞子的递送行程结束之前被激活，同时驱动机构仍然是可操作的，而且允许套管仍然插入在注射部位中直至在递送行程结束之后。
耦接机构在递送行程结束之前的激活是有利的，因为这放宽了确保所述装置的正确操作所需的公差。同时，防止套管的过早缩回有助于确保全部剂量的药物被注射。此外，延迟时间能够使得在递送行程结束之后套管仍然处于插入位置达足够的时间，以允许药物在注射部位中的消散和吸收。
在一个实施例中，所述装置包含用于在耦接机构激活之后推迟耦接构件的移动的阻尼器件。通过推迟或减慢耦接构件的移动，增加了耦接构件移动足够远以触发插入弹簧的解耦所花费的时间。优选地，阻尼器件包含粘性阻尼器。阻尼器件可以包含旋转阻尼器，其提供了用于所述装置的紧凑且可靠的时间延迟器件。
方便地，当所述装置包括含有安装在毂上的曲柄的致动器时，所述毂可以包含旋转阻尼器的腔室，并且曲柄可以包含旋转阻尼器的叶片。
所述装置可以包含托架闩锁布置，该托架闩锁布置用于保持托架处于开始位置，并且用于在托架闩锁布置释放后允许托架在插入弹簧的偏置下沿插入方向移动。所述装置可以进一步包含触发部件(诸如按钮)，该触发部件可操作以释放托架闩锁布置。以此方式，触发部件可操作以通过单个用户动作来开始所述装置的操作中的步骤序列(包括套管插入、药物递送和套管缩回)。套管可以包含注射针，特别是皮下注射针，并且容器可以包含预填充的注射器。
优选地，所述装置被布置为使得意外操作的机会被减少。为此目的，所述装置可以包含互锁构件，该互锁构件相对于底盘可移动，以将所述装置从托架闩锁布置不可能释放的中立状态切换到触发按钮可操作以释放托架闩锁布置的准备状态。互锁构件可以被布置为当抵靠在注射部位上放置所述装置时相对于底盘移动以将所述装置切换到准备状态。例如，互锁构件可以包含用于固持触发部件的外壳主体。可以提供互锁弹簧以用于将互锁构件和底盘偏置分开。所述装置可以包含用于封闭底盘的末端的可移除帽，在此情况下所述帽被布置为当该帽被装配到所述装置时阻止互锁构件相对于底盘的移动。以此方式，直到该帽已经被移除，所述装置才能被切换到准备状态。
插入弹簧优选被耦接到底盘。例如，插入弹簧的末端可以是可接合在底盘的主体中的孔中的。插入弹簧优选是张力弹簧。缩回弹簧可以是压缩弹簧。托架可以包含用于接收缩回弹簧的凹陷部，因此有助于容纳缩回弹簧的长度而不增加所述装置的总体长度。
底盘可以包含托架止挡件，该托架止挡件用于在托架到达插入位置时停止托架的移动。托架止挡件可以包含用于在托架止挡件冲击后缓解托架的移动的缓冲垫。这有助于避免当托架移动到插入位置时高冲击负荷被传输给患者，防止托架弹起以确保实现单个干净插入(clean insertion)，并且减少在所述装置的操作期间产生的声音。方便地，缩回弹簧可以由托架止挡件来引导。
在第三方面，本发明提供一种用于通过套管从容器递送药物的药物递送装置，该容器具有用于将药物容纳在容器内的塞子，所述装置包含：底盘；托架，其用于固持容器和套管；插入机构，其可操作以将插入力施加于托架，以沿插入方向相对于底盘将托架从套管被隐藏的开始位置移动到套管被延伸的插入位置；以及驱动机构，其可操作以移动塞子通过容器中的递送行程，以通过套管排出药物。所述装置进一步包含：缩回机构，其用于沿与插入方向相反的缩回方向移动托架并且被布置用于由驱动机构激活；以及时间延迟机构，其用于提供递送行程的结束与托架沿缩回方向的移动之间的延迟时间。
提供时间延迟机构有助于防止套管的过早缩回。以此方式，能够实现期望剂量的药物的完全递送。套管可以是注射针，特别地皮下注射针，并且容器可以包含预填充的注射器。
缩回机构可以包含用于从托架移除插入力以允许托架沿缩回方向的移动的可释放耦接件。时间延迟机构可以用来延迟耦接件在缩回机构激活后的释放。耦接件可以包含耦接构件，该耦接构件相对于托架可移动以释放耦接件，并且缩回机构可以进一步包含用于在缩回机构激活后移动耦接构件的致动器。
致动器驱动器件可以被提供用于将力施加于致动器以驱动耦接构件的移动，并且时间延迟机构可以包含阻尼器，该阻尼器用于推迟致动器在致动器驱动力的影响下的移动，由此延迟耦接件的释放。致动器驱动器件可以包含恒力弹簧。
致动器可以包含曲柄，该曲柄具有用于驱动耦接构件的移动的曲柄杠杆。在这种情况下，阻尼器可以包含腔室和叶片，该腔室由曲柄的毂限定并且容纳粘性流体，该叶片被接收在腔室中并且可与曲柄一起移动。叶片在腔室中的移动并且因此曲柄的移动通过粘性流体来缓解/阻尼(damped)。
在另一实施例中，致动器可以被省略，并且可以提供耦接驱动器件以用于将力直接施加于耦接构件。在这种情况下，时间延迟机构可以包含阻尼器，该阻尼器直接作用于耦接构件上以推迟耦接构件的移动。
所述装置可以包含用于激活缩回机构的激活器件。该激活器件可以由驱动机构驱动。时间延迟机构优选提供缩回机构的激活与托架沿缩回方向的移动之间的延迟时间。为了避免缩回机构例如由于制造公差的不利组合而不能激活的风险，激活器件可以被布置为在递送行程结束之前激活缩回机构。
当提供耦接构件时，激活器件可以包含用于防止耦接构件相对于托架的移动的固持元件。该固持元件可以是可移动的，以允许耦接构件在缩回机构激活后移动。在一个实施例中，固持元件与轮状物螺纹接合，并且轮状物由驱动机构驱动，以移动固持元件来释放耦接构件。
驱动机构可以包含驱动构件、驱动器件和力传输器件，该驱动构件相对于托架可移动，该驱动器件用于将驱动力施加于驱动构件，该力传输器件用于将驱动力从驱动构件传输到塞子。方便地，轮状物可以由力传输器件驱动。
插入机构可以包含用于将插入力施加于托架的插入弹簧。插入弹簧优选是张力弹簧。缩回机构可以包含用于将缩回力施加于托架的缩回弹簧。
可以使用任何合适的时间延迟机构，但是在一个特别优选的示例中，时间延迟机构包含旋转阻尼器。
插入机构可以包含托架闩锁布置，该托架闩锁布置用于保持托架处于开始位置并且用于在托架闩锁布置释放后允许托架沿插入方向移动。可以提供可操作以释放托架闩锁布置的触发部件。
为了减少所述装置的意外操作的风险，互锁构件相对于底盘可移动以将所述装置从托架闩锁布置不可能释放的中立状态切换到触发按钮可操作以释放托架闩锁布置的准备状态。互锁构件可以包含用于固持触发部件的外壳主体。互锁弹簧可以被提供用于将互锁构件和底盘偏置分开，并且互锁构件可以是在互锁弹簧的偏置下相对于底盘可移动的，以将所述装置切换到准备状态。所述装置可以包含用于封闭底盘的末端的可移除帽，在此情况下该帽可以被布置为当该帽被装配到所述装置时阻止互锁构件相对于底盘的移动。以此方式，直到该帽已经被移除，所述装置才能被切换到准备状态。
本发明的每个方面的优选和/或可选特征也可以单独地或以适当的组合方式使用，也在本发明的其他方面中使用。
附图说明
现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中相同的附图标记被用于相同的特征，并且其中：
图1是根据本发明的装置的侧视图；
图2是放大尺度上的图1的装置的截面图；
图3是帽被移除的情况下的图1的装置的进一步截面图；
图4(a)和图4(b)分别是在图3中的平面A-A和B-B上获取的截面图；
图5是在图4(a)中的平面C-C上获取的截面图；
图6(a)和图6(b)示出了图1的装置的插入弹簧和相关联的部件；
图7(a)和图7(b)分别示出了图1的装置的前托架主体部件和后托架主体部件；
图8(a)至图8(f)是图1的装置的操作序列中的针头插入和药物递送步骤的示意性图示；
图9(a)至图9(d)是图1的装置的操作序列中的针头缩回步骤的示意性图示；
图10(a)和图10(b)是根据本发明的第二实施例的装置的一部分的截面图；以及
图11(a)和图11(b)是根据本发明的第三实施例的装置的一部分的截面图。
具体实施方式
贯穿以下描述，术语“远侧”和相关术语被用来指代装置在使用中朝向患者的皮肤的末端(即图1中的装置的下端)，并且术语“近侧”和相关术语被用来指代装置在使用中最远离患者的皮肤的末端(即图1中的装置的上端)。术语“前”和相关术语被用来指代装置的在图1中可见并且在图4(a)和图4(b)中在左侧的面，并且术语“后”和相关术语被用来指代装置的在图1中不可见并且在图4(a)和图4(b)中在右侧的面。
首先参照图1和图2，根据本发明的装置100包含细长外壳主体102，该细长外壳主体具有平坦的横截面以限定前表面104和后表面106以及左侧面108和右侧面110。触发按钮150被固持在外壳主体102的近端112中。外壳主体102的远端114被可移除的去保护帽(deshielder cap)180封闭。
如图2中所示，外壳主体102包含预填充的注射器10形式的药物容器。注射器10包含限定容器轴线的大致管状玻璃主体或圆筒(barrel)12。在其远端处，圆筒12被形成为直径减小的末端部分14，该末端部分承载皮下注射针16形式的堆叠套管。圆筒12被填充有一定量的药物20，并且通过被可滑动地接收在圆筒12内的塞子22来封闭。向外突出的凸缘24被提供在圆筒12的近端处。
在装置100的初始状态下，可移除的针头屏蔽物30被附接到圆筒12的远端部分14，以对针头16进行密封并且防止药物20从容器泄漏，该针头屏蔽物包含弹性体嵌件32和刚性帽34并且在本领域中被称为刚性针头屏蔽物。注射器10可以是本领域中众所周知的类型，例如在注册商标Hypak(Becton Dickinson,New Jersey,USA)下可获得的。外壳主体102中的窗口116(参见图1)允许从装置100外部观察注射器圆筒12的一部分。
再次参照图2，注射器10被托架200固持在外壳主体102中。托架200被可滑动地安装在底盘300中，底盘300进而被可滑动地安装在外壳主体102中。如将在下文更详细解释的，托架200包含托架主体202并且容纳所述装置的驱动机构400，该驱动机构400包括张力弹簧40形式的驱动器件，该张力弹簧40大致平行于注射器圆筒12并安装在注射器圆筒12旁边。
底盘300包含在其远端处由覆盖件304封闭的中空主体302。覆盖件304被夹子306附接到底盘主体302。底盘主体302是透明的，以便不妨碍通过窗口116(未在图2中示出)观察注射器圆筒12。覆盖件304是不透明的，并且包含与注射器圆筒12的轴线对齐的孔口308。如在图2中最清楚地示出的，去保护帽180被布置为装配在外壳主体102的远端114上面，以隐藏底盘300的覆盖件304。当被装配时，帽180的外壁182抵靠被形成在外壳主体102上的脊状物118，以阻止外壳主体102相对于底盘300的移动。帽180的管状内壁184从帽180的基部部分186向近侧延伸并穿过覆盖件304中的孔口308，以与针头屏蔽物30接合。内壁184被提供有倒钩188以抓紧针头屏蔽物30的帽34。
底盘主体302的近端被附接到托架支索310，该托架支索310在外壳主体102内大致横向延伸并且被设置在托架200与触发按钮150之间。托架支索310借助于夹子311与底盘主体302接合。互锁弹簧50被设置在托架支索310与触发按钮150的下侧(即远侧)之间，并且在压缩下用来将触发按钮150和底盘300偏置分开。托架支索310的近侧面被定形为限定用于互锁弹簧50的环形弹簧座312。
弹簧座312被设置在孔口314周围，该孔口314延伸穿过托架支索310以接受被提供在托架主体202的近端上的钩状物204。钩状物204延伸穿过孔口314，使得钩状物204的头部形成物206在孔口314附近与托架支索310的近侧接合。因此，钩状物204和托架支索310形成用于托架200的闩锁布置。如将在下面解释的，带斜面的触发销152从触发按钮150的下侧向远侧延伸，以在装置100的操作序列期间与钩状物204协作。
能够通过沿远侧方向拉动去保护帽180而从外壳主体102移除去保护帽180。帽180的内壁184上的倒钩188将针头屏蔽物30拉离注射器10，使得随着帽180被移除，针头屏蔽物30被撤出穿过覆盖件304中的孔口308。底盘300相对于外壳主体102的远侧移动通过被形成在底盘主体302上的相应止挡件(未示出)与外壳主体102之间的抵靠(abutment)来限制。反过来，托架200相对于底盘300的远侧移动通过托架主体202上的钩状物204与底盘300的托架支索310之间的接合来限制。以此方式，在保护帽180移除后，托架200并且因此注射器10仍然基本固定在相对于外壳主体102的适当位置处。
图3至图5示出了去保护帽180被移除的情况下的装置100。首先参照图3和图4(a)，提供了压缩弹簧(在下文也被称为缩回弹簧60)，以沿近侧方向相对于底盘300偏置托架200。如图4(a)中最清楚地示出，托架主体202包含用于接收缩回弹簧60的近端的盲孔208。缩回弹簧60的远端被搁置于被形成在覆盖件304的近侧上的圆柱形弹簧座316上。杆状弹簧引导件318从弹簧座316朝向盲孔208向近侧延伸。弹簧引导件318的顶端承载由弹性体泡沫材料(诸如聚氨酯泡沫)形成的缓冲件320。
参照图4(a)和图5，又一弹簧(在下文也被称为插入弹簧70)沿相反方向作用于缩回弹簧60以沿远侧方向相对于底盘300偏置托架200。
插入弹簧70是具有钩状末端终端72、74的张力弹簧。插入弹簧70的远侧终端72通过底盘主体302中的孔322被钩住(参见图4(a))。插入弹簧70的近侧终端74借助于弹簧耦接件或连杆构件210和在下文中被称为滑块220的耦接构件被可释放地耦接到托架主体202。额外地参照图6(a)和图6(b)，其分别从后侧和前侧示出了互锁弹簧70和相关联的部件，连杆构件210具有大致圆柱形主体212，所述主体212具有在其远端处的环状件214、在其近端处的细长L形钩状物216以及从主体212向后突出的引导夹218。滑块220包含横向延伸杆222，并且L形钩状物224被设置在滑块220的远侧上以与连杆构件210的钩状物216接合。插入弹簧70的近侧终端74穿过连杆构件210中的环状件214被钩住。
滑块220和连杆构件210被安装在托架主体202的前表面230上。托架主体202是两件式蛤壳状组装件，具有如在图7(a)和图7(b)中单独示出的前托架主体部分232和后托架主体部分234。图7(a)示出了前托架主体部分232的前表面230，并且图7(b)示出了后托架主体部分234的后表面236。托架主体部分232、234两者都在其各自的左侧被切开(当从装置的前面观察时)，以容纳注射器圆筒12。前托架主体部分232还包括用于固持注射器10的凸缘24的横向狭槽238，使得贯穿装置100的整个操作，注射器10(包括圆筒12和针头16)都保持耦合到托架200并且固定在相对于托架200的适当位置中。
参照图7(a)，前托架主体部分232进一步包括在注射器圆筒12旁边并且平行于注射器圆筒12设置的纵向延伸的狭槽240。狭槽240接收连杆构件210的引导夹218。引导夹218因此与狭槽240协作以将连杆构件210附接到前托架主体232，同时允许连杆构件210沿着托架200的前表面230纵向地滑动。
滑块220被容纳在形成于前托架主体部分232的前表面230中的横向延伸的通道242中。通道242垂直于装置100的纵向轴线并且平行于外壳主体102的前表面104。通道242引导滑块220以便相对于托架200横向移动，但是防止滑块220相对于托架200向远侧移动。以此方式，当连杆构件210通过相应钩状物216、224的接合而与滑块220接合时，插入弹簧70的负荷被传递给托架200。
滑块220的横向移动最初通过固持销250来防止。重新参照图4(a)，固持销250相对于装置100的纵向轴线和横向滑块通道242两者正交地延伸。固持销250具有带螺纹主体252和用于与滑块220接合的末端凸耳254。滑块220包括用于接收末端凸耳254的孔口226。
如在图3、图4(a)和图6(a)中最清楚地示出的，固持销250的主体252与被容纳在托架主体202中的轮状物或链轮260螺纹接合。在装置100的初始状态下，固持销250被定位为使得末端凸耳254被接合在滑块220的孔口226中，以锁定滑块220抵抗在通道242中的横向移动。如将在下面更详细地解释，链轮260在装置100的操作期间的旋转导致固持销250朝向外壳主体102的后表面106移动，从孔口226中撤出末端凸耳254，并且释放滑块220以便相对于托架200横向移动。
现在参照图5、图6(a)和图6(b)，提供了曲柄组装件270形式的致动器来驱动滑块220的横向移动。曲柄组装件270包含具有曲柄杠杆274的曲柄环272，该曲柄杠杆274从曲柄环272径向地突出。曲柄环272被设置在前托架主体232的前表面230的凹陷部275中，以便与滑块220处于基本相同的平面中。凹陷部275被定形为限定环状毂276(也参见图7(a))，曲柄环272被可旋转地安装在环状毂276上。
提供了恒力弹簧80来将扭矩施加于曲柄环272，该扭矩迫使曲柄环272沿顺时针方向围绕毂276转动(如在图5中观察时)。恒力弹簧80的一端被附接到曲柄环272。恒力弹簧80的另一端被缠绕到前托架主体232的前表面230的弹簧凹陷部278中。在装置100的初始状态下，曲柄环272被定位为使得曲柄杠杆274在滑块220的近侧与狭槽228接合。
参照图7(a)，曲柄环272的前侧被覆盖盘280封闭。覆盖盘280的后侧承载转子或叶片形成物282，该转子或叶片形成物282突入到由前托架主体232的前表面230上的毂276的内部形成的腔室284内。叶片形成物282被定形为限定两个径向延伸的杆284，这两个径向延伸的杆284在覆盖盘280的中心处由圆柱形凸台286连接。如图7(a)所示，腔室284被一对三角形地带(land)290部分地分成两个扇区288，这对三角形地带290从毂276朝向腔室284的中心径向地延伸。当被组装时，叶片形成物282的凸台286被容纳在地带290之间，并且叶片形成物282的每个杆284被设置在腔室284的扇区288中的一个相应扇区内。腔室284被填充有粘性流体，诸如硅脂。以此方式，当曲柄环272在装置100的操作序列期间在恒力弹簧80的影响下转动时，如将在下面更详细描述的，叶片形成物282排出腔室284中的流体以提供曲柄环272的移动的粘性阻尼。
覆盖板294(在图4(a)和图4(b)中最清楚可见)被附接到前托架主体232的前表面230，以将滑块220和曲柄环272固持在毂276上。
再次参照图3和图4(b)，装置100的驱动机构400(连同驱动弹簧40一起)主要被容纳在托架200的右侧。驱动机构400包括引导管402、活塞构件404和力传输器件，该活塞构件404被可滑动地接收在引导管402中，该力传输器件包含沿着J形引导轨道408以线性阵列方式布置的多个球406。
引导轨道408部分地被前托架主体部分232和后托架主体部分234限定并且部分地被引导管402限定。引导管402被接收在圆柱形腔室296中，该圆柱形腔室296在托架200的右侧内延伸。引导管402容纳球406中的若干个，并且限定引导轨道408的长线性部分。托架主体部分232、234被成形为限定引导轨道408的U形部分410，该U形部分410从圆柱形腔室296的近端并且围绕链轮260延伸。引导轨道408的U形部分410的左手端通向托架200的左侧上的注射器圆筒12的孔径(bore)，以限定引导轨道408的其余部分。球406被确定尺寸以装配在注射器圆筒12的孔径内。
活塞构件404被接收在引导管402的远端中，并且包含杯状的近侧面412，该近侧面412用于与球406中的最接近的球协作。纵向延伸的肋414被提供在活塞构件404的后侧上。引导管402包括接收肋414的纵向延伸的狭缝416，使得活塞构件404能够在引导管402内滑动而不围绕引导管402的轴线旋转。
活塞构件404被驱动弹簧40沿近侧方向偏置。驱动弹簧40包含具有钩状末端的螺旋形张力弹簧，并且围绕引导轨道408的线性部分被同心地容纳在引导管404与托架主体202中的圆柱形腔室296之间的空间418中。以此方式，引导管404还充当用于驱动弹簧40的弹簧引导件。驱动弹簧40的近端终端(不可见)被钩到后托架主体232中的孔口233内(参见图7(b))。驱动弹簧40的远端终端44穿过活塞构件404的后侧中的狭槽420，以定位于活塞构件404的截锥形孔径422中。在装置的初始状态下，驱动弹簧40沿着其长度被拉伸以存储能量，并且如下文将更详细地描述的，其被布置为当释放时沿着驱动轴线将线性力施加于活塞构件404。
参照图4(b)，在其远端处，活塞构件404被提供有一对弹簧指状物424和闩锁形成物426，该对弹簧指状物424被设置在活塞构件404的后侧上的狭槽420的任一侧上，该闩锁形成物426沿着活塞构件404的前侧延伸。在装置100处于初始状态的情况下，闩锁形成物426延伸穿过托架主体202的远端中的孔口298。闩锁形成物426具有钩状头部428，该钩状头部428被布置成在孔口298的前侧处与形成在前托架主体232上的止挡件299可释放地接合。同时，弹簧指状物424压在孔口298的后侧上，以抵住闩锁形成物426与前托架主体232上的止挡件299接合。因此，当头部428与前托架主体232接合时，闩锁形成物426防止活塞构件404在驱动弹簧40的影响下的近侧移动。
具有带斜面的近端的击发销324从底盘300的覆盖件304向近侧延伸。如下文将更详细解释的，击发销324被定形为与闩锁形成物426协作来释放活塞构件404，以实现在装置100的操作序列期间的近侧移动。
转回到图3，减震器杯430在塞子22的近侧上被接收在注射器10的圆筒12中。减震器杯430的近侧面432被定形为与球406中的最接近的球协作。减震器杯430具有塑料泡沫材料(例如聚氨酯泡沫)，以在驱动机构400激活后缓冲所述球406与塞子22之间的冲击。球406沿着引导轨道408进行布置，以形成链或阵列。链轮260的周边被定形为与相邻轨道408中的球406协作，使得球406沿着引导轨道408的移动使链轮260转动。
在图示的装置100中，引导轨道408的右侧上的阵列的远端处的球406与活塞构件404的近侧面412间隔开，并且引导轨道408的左侧上的阵列的远端处的球406与减震器杯430的近侧面432间隔开，但是应意识到，球406不被附接到彼此并且球406的间距实际上可以不同。在优选布置中，比所示出的那些更小的间隙存在于相应近侧接触面412、432与对应的球406之间。近侧接触面412、432与对应的球406接触也是可能的，在此情况下减震器杯430能够变形，以便在部件处于其初始位置时吸收球406的阵列之间的长度与近侧面412、432之间的距离的任何差异。
现在将描述装置100的操作序列。图8提供了处于各个操作阶段的装置100的简化示意图，其中省略了许多部分，并且其中为了清楚起见，已经改变了一些部件的位置和取向。图8示出了在与图3中相同的平面上获取的装置的横截面。
首先，参照图3、图4、图5和图8(a)，在移除去保护帽之后，底盘主体302的远端部分301(其承载覆盖件304)从外壳主体102的远端114突出，并且触发按钮150从外壳主体102的近端112突出。以此方式，外壳主体102、底盘300和触发按钮150一起限定装置100的封闭罩壳。钩状物206与托架支索310的接合保持托架200处于相对于底盘300的开始位置，使得针头16被隐藏在装置100内。
在帽180被移除的情况下，外壳主体102和底盘300现在能够相对于彼此移动。互锁弹簧50(未在图8中示出)作用在触发按钮150与底盘300的托架支索310之间，使得在任一部件被推入外壳主体102并且然后被释放的情况下底盘300和触发按钮150两者都被偏置以返回到其原始位置。
触发按钮150与底盘300的托架支索310之间的间距使得当底盘300处于其初始的向远侧突出的位置时，触发按钮150的触发销152在触发按钮150被按压的情况下不触碰托架200的钩状物204。在该状态下，装置100能够被视为处于防止装置100的意外操作的中立状态。
为了使装置100准备好操作，用户握住外壳主体102并且将底盘300的覆盖件304压在注射部位上。这促使外壳主体102相对于底盘300和托架200向远侧移动，如图8(b)所示。
外壳主体102并且因此触发按钮150相对于底盘300的远侧移位促使触发按钮150的触发销152移动得更靠近托架200的钩状物204。以此方式，外壳主体102充当用于所述装置的互锁构件或互锁套筒，并且外壳主体102沿远侧方向的移位促使装置100从中立状态切换到准备状态。在所述装置处于准备状态的情况下，触发按钮150能够被按压(即相对于外壳主体102向远侧移动)，使得触发销152接触钩状物204。触发销152具有带斜面的形状，使得触发销152逆着钩状物204的移动从托架支索310解锁钩状物204的头部部分206，允许钩状物204穿过托架支索310中的孔口314。
一旦已经从托架支索310释放钩状物204，托架200就相对于底盘300和外壳主体102向远侧移动到插入位置，如图8(c)所示。托架200的远侧移动由插入弹簧(未在图8中示出)驱动，该插入弹簧被连杆构件210和滑块220耦接到托架主体202，如上文参照图5所描述。
托架200的远侧移动促使注射器10的针头16从装置100中延伸出来穿过覆盖件304中的孔口308，以在注射部位刺穿皮肤。随着托架200向远侧移动，缩回弹簧60(参见图4(a)，未在图8中示出)被压缩，并且弹簧引导件318移动到托架主体202中的孔径208内。当缓冲件320到达孔径208的盲端时，托架200的远侧移动停止。以此方式，弹簧引导件318充当用于托架的止挡件，并且弹簧引导件318的长度限定托架200的插入位置并因此设置针头16的插入深度。缓冲件320在与孔径208的末端接触后变形，以减少当托架200到达其行程末端时的冲击负荷。
应意识到，插入弹簧70、触发按钮150、钩状物204和托架支索310一起限定装置100的插入机构，该插入机构可操作以将插入力施加于托架200以使其沿远侧方向相对于底盘将托架200从针头16被隐藏的开始位置移动到针头16被延伸的插入位置。
在托架200的远侧移动即将结束的时候，托架200到达激活位置，在该激活位置处，底盘300的覆盖件304上的击发销324与活塞构件404上的闩锁形成物426的头部428接触(参见图8(d))。击发销324被定形为使闩锁形成物426朝向装置100的后表面移位，使弹簧指状物424弯曲(参见图4(b)，由此促使闩锁形成物426与托架主体202上的止挡件299脱离。以此方式，装置100的驱动机构400被激活，并且活塞构件404在驱动弹簧(未在图8中示出)的负荷下的近侧移动现在能够发生。驱动弹簧将线性驱动力施加于活塞构件404，以沿着由引导管402限定的驱动轴线压迫活塞构件404。该驱动轴线平行于容器的轴线行进，并且与容器的轴线间隔开。
随着活塞构件404在引导管402(参见图4(b)和图5，未在图8中示出)内向近侧移动，活塞构件404推动球406围绕引导轨道408并且进入注射器圆筒12，如图8(e)所示。驱动弹簧的负荷因此通过球406的阵列被传递到引导轨道408的左侧上的远侧球，该远侧球接触减震器杯430。反过来，减震器杯430向远侧推动注射器10的塞子22，以通过针头16排出药物。减震器杯430降低对注射器10的冲击损坏的风险，并且减少冲击声音。
活塞构件404的近侧移动继续进行，直至活塞构件404上的肋414到达引导管402中的狭缝416的末端(参见图4(b))。此时，如图8(f)所示，注射器10的塞子22的远侧移动停止，并且药物递送结束。
再次参照图3和图4(a)，在药物递送期间，球406沿着引导轨道408的移动使链轮260沿逆时针方向转动(当如在图3中观察时)。随着链轮260转动，固持销250的末端凸耳254与狭槽226之间的协作防止固持销250的旋转。因此，链轮260与固持销250之间的螺纹接合促使固持销250向后移动到后托架外壳部分234中的凹陷部235(在图7(b)中可见)内。这促使固持销250的末端凸耳254逐渐从滑块220中的狭槽226撤出。
在活塞构件404的近侧移动结束之前，固持销250的末端凸耳254移动离开滑块220。以此方式，即使考虑制造公差等，也确保了滑块220总是会在活塞构件404的移动结束之前被释放以便进行横向移动。在一个示例中，当活塞构件404沿近侧方向相距其进程末端大约1mm时，固持销250的末端凸耳254从滑块220中撤出。如下文将更详细解释的，固持销250从滑块220中撤出将激活所述装置的操作的下一阶段，这在针头16的撤出中达到顶峰。
操作序列的下一部分将参照图4(a)、图5和图6并且参照图9进行描述，图9提供了各个操作阶段处的装置100的进一步简化示意图。如同在图8中，在图9中省略了许多部分，并且其中为了清楚起见，一些部件的位置和取向已经被改变。图9示出了在与图5中相同的平面上获取的装置的横截面。
图9(a)示出了当活塞构件404几乎已经到达其行程末端时并且当固持销250的末端凸耳254已经从滑块220撤出时在药物递送即将结束时候的装置100。滑块220现在能够在通道242内横向地移动。当曲柄环272在由恒力弹簧80施加的扭矩下转动时，滑块220被曲柄杠杆274驱动以移动到左侧。然而，曲柄环272的转动速度受当叶片形成物282移动通过腔室284中的粘性流体时出现的粘性阻尼限制。因此，滑块220的横向移动被推迟，并且与没有提供粘性阻尼的情况相比更慢地发生。
如图9(b)和图9(c)所示，当滑块220移动到左侧时，连杆构件210和滑块220的相应钩状物216、224彼此脱离，将连杆构件210从滑块220释放并且因此将插入弹簧70与托架200解耦。一旦被释放，连杆构件210就随着插入弹簧70(未在图9中示出)中的张力松弛而相对于托架200向远侧移动。
在连杆构件210脱离之后，托架200不再被插入弹簧70向远侧偏置。压缩的缩回弹簧60(参见图4(a)和图5)现在促使托架200沿近侧方向移动，导致针头16从注射部位缩回。
固持销250的末端凸耳254从滑块220的撤回与针头16的缩回之间的时间延迟确保药物的剂量被完全递送。在一个示例中，在固持销250的末端凸耳254移动离开滑块220与连杆构件210和滑块220解耦之间逝去3至4秒的时间，但是如果需要的话，可以提供更长或更短的延迟。
图9(d)示出了在针头16已被缩回后的装置100。压缩弹簧60防止托架200沿远侧方向的进一步移动，使得针头16仍然相对于覆盖件304在近侧定位于装置100内部。装置100然后能够从注射部位移除，此时外壳主体102将会相对于底盘300移动回到其初始位置。针头16保持被遮蔽得看不见并且在使用之后被隐藏在装置100内，并且装置100能够被安全地处置。
根据以上内容，应理解，缩回弹簧60、由连杆构件210和滑块220形成的可释放耦接布置、曲柄组装件270以及恒力弹簧80一起形成用于装置100的缩回机构，所述缩回机构在激活之后沿近侧方向移动托架。此外，由曲柄组装件的转子282和腔室284限定的旋转阻尼器提供了时间延迟机构，该时间延迟机构产生通过固持销250从滑块220中撤出而将缩回机构激活与托架200沿近侧方向开始移动之间的延迟时间。
应意识到，参照图1至图9描述的装置包括可以在其他装置中被单独地或以不同组合方式使用的若干机构，并且这些机构中的一个或多个可以用适合于特定应用的替代性布置代替。
例如，可以采用用于驱动注射器的塞子的替代性驱动机构。例如，驱动弹簧不必被同心地布置在球阵列的一部分周围。相反，驱动构件可以由布置在球阵列的一部分旁边的一个或多个张力弹簧来驱动。例如，在一个变体(未示出)中，驱动构件由布置在托架的右侧上的球阵列的一部分的每一侧上的一对张力弹簧来驱动。
图10是所述装置的另一变体的托架1200的示意性图示，其中驱动布置1400包括用于驱动活塞构件1404的压缩弹簧1040，而不是张力弹簧。
在图10变体中，托架主体1202被定形为形成用于球的整个引导轨道1408。活塞构件1404包含被容纳在托架主体的活塞外壳部分1405内的细长杆。活塞构件在其近端处具有直径扩大的头部部分1407，该头部部分1407充当用于压缩弹簧1040的近端的弹簧座。压缩弹簧1040的远端支承在形成于活塞外壳1405的孔中的项圈部1409上。活塞构件1404的远端1411被以截锥形定形以便与延伸到活塞外壳1405内的一对固持销1413接合。
在图10(a)所示的装置的初始状态下，活塞构件1404被固持销1413保持在其初始闭锁位置。在装置的操作序列期间，如图10(b)所示，销1413被移动以释放活塞构件1404，从而允许压缩弹簧1040沿近侧方向驱动活塞构件1404。如上文参照图1至图9所描述的示例，弹簧1040的力通过球1406的阵列被传递给注射器10的塞子22。
尽管未在图10中示出，但是应意识到，托架1200能够在具有参照图1至图9描述的装置100的一些或所有特征的装置中使用。例如，托架1200可以被提供有以下特征，包括用于将托架1200闭锁在相对于底盘的适当位置中的托架闩锁布置、用于将托架耦接到插入弹簧的可释放耦接布置、用于激活该耦接布置的链轮布置、用于延迟插入弹簧的解耦的粘性阻尼布置，以及用于与缩回弹簧接合的腔室。还应意识到，固持销能够通过托架1200相对于所述装置的其他部件的相对移动来释放，例如在托架沿针头插入方向的移动之后通过与被附接到底盘的触发销协作或通过任何其他合适的布置来释放。
图11示意性地示出了具有另一替代性驱动布置2400的托架2200，其中恒力弹簧2040被用来驱动柱塞构件2404的移动。在这种情况下，用于球2406的引导轨道2408的线性右侧部分被在托架主体2202内延伸的狭槽2203横穿。柱塞构件2404是环形的，并且容纳在狭槽2203中且通过狭槽2203来引导以进行线性移动。恒力弹簧2040的一端被锚固在柱塞构件2404的周界上，并且恒力弹簧2040的另一端被横向延伸到狭缝2205内的销2207固持在托架主体中的狭缝2205中。
在图11(a)中示出的装置的初始状态下，柱塞构件2404被固持销2405固持在狭槽2203的远端处，该固持销2405与柱塞构件2404的中心孔口2407接合。
在装置的操作序列期间，促使固持销2405脱离与柱塞构件2404的接合，例如由于托架2200与装置的外壳和底盘之间的相对移动。如图11(b)所示，恒力弹簧2040的松弛导致柱塞构件2404沿着狭槽2203向近侧移动。以此方式，弹簧2040的力借助于球2406的阵列被传递给注射器10的塞子22。同样，图11所示的托架2200可以在具有图1至图9的装置的一些或所有特征的装置中使用。
其他驱动布置也是可能的。例如，可想到链轮可以由驱动元件(诸如涡卷弹簧(power spring))驱动，以将驱动力施加于球。以此方式，链轮包含驱动构件。
所有上述布置的共同点是提供球的阵列以将力从活塞构件传输给注射器的塞子。优选地，球是金属球轴承，其允许在极小挠曲或弹性变形的情况下进行力的传输。然而，可想到可以提供其他力传输器件。例如，可以使用柔性塑料杆、密绕弹簧、平环链(linkchain)或任何其他合适的布置。也有可能的是力传输器件可以与活塞构件成一整体或被固定于活塞构件。
在图示的示例中，活塞构件移动时所沿着的驱动轴线平行于容器的轴线并与容器的轴线间隔开，其中塞子沿着容器的轴线移动以排出药物。活塞构件被设置在容器旁边，并且活塞构件和塞子相对于托架沿相反方向移动。因此，力传输器件用来将驱动弹簧的力经过180度重新定向。这导致相对紧凑的布置。然而，托架内的部件的其他布置是可能的，包括驱动轴线和容器轴线不平行的那些布置。还可想到驱动轴线和容器轴线可以是同轴的，使得驱动机构与容器同轴地布置。在这种情况下，力传输器件将不会改变驱动力的方向。
在图示的实施例中，托架沿远侧方向相对于底盘移动以插入针头，并且沿近侧方向移动以撤出针头。然而，其他布置是可能的，并且概括地说，托架相对于底盘可沿插入方向移动以插入针头，并且可沿与插入方向相反的缩回方向移动以撤回并隐藏针头。
旋转阻尼器的使用提供了用于在缩回机构的激活与托架的缩回移动之间引入延迟时间的紧凑且可预测的器件。优选地，阻尼流体被选择为使得阻尼流体的粘性在可以预期到将要使用所述装置(其可以包括在装置从冰箱移除之后的直接使用和/或装置在相对热的环境状况下的使用)的温度范围内基本上不改变。
可以使用其他时间延迟机构。例如，代替旋转阻尼器，可以使用线性粘性阻尼器或其他阻尼布置。还可想到可以使用擒纵机构、齿轮系或其他机构延迟布置。还应意识到，在一些应用中，可以不需要时间延迟机构，在此情况下插入弹簧可以在缩回机构激活之后基本上立即与托架解耦。
在一些进一步应用中，缩回机构可以被省略，并且针头可以在递送药物之后被手动地撤出。
参照图1至图9描述的装置具有互锁布置，其中外壳主体充当互锁构件，并且能够相对于装置的底盘被移动以将装置从中立状态切换到准备状态。应意识到，可以使用替代性互锁布置。具体地，互锁构件不必形成装置的外壳的一部分，而是可以采取被布置为当装置抵靠皮肤放置时相对于底盘移动的单独部件的形式。不具有互锁布置的装置也是可能的。
在图示的示例中，具有堆叠针头的预填充的注射器被用来容纳药物。也有可能的是可以使用具有单独可附接针头的容器。例如，容器可以是药筒类型的小瓶。还可想到的是，代替皮下注射针，可以使用用于递送药物的不同类型的套管或其他器件。
在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，上面描述的示例的进一步修改和变化也是可能的。

Claims (28)

1.一种用于通过套管从容器递送药物的药物递送装置，所述容器具有用于将所述药物容纳在所述容器内的塞子，所述装置包含：
底盘；
托架，其用于固持所述容器和所述套管；
插入弹簧，其用于相对于所述底盘沿插入方向偏置所述托架以便当被释放时所述托架从所述套管被隐藏的开始位置移动到所述套管被延伸的插入位置；以及
驱动机构，其用于沿着容器轴线驱动所述塞子，以在激活所述驱动机构后通过所述套管排出药物；
其中所述驱动机构由所述托架承载并且包含驱动构件、驱动器件和力传输器件，所述驱动构件相对于所述托架可移动，所述驱动器件用于偏置所述驱动构件以使得被释放时驱动器件沿着驱动轴线将驱动力施加于所述驱动构件，所述力传输器件用于将所述驱动力从所述驱动构件传输给所述塞子；并且
其中所述驱动器件被布置在所述力传输器件的至少一部分周围或旁边并且包含张力弹簧。
2.根据权利要求1所述的药物递送装置，其中所述张力弹簧被同心地布置在所述力传输器件的至少一部分周围。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的药物递送装置，其中所述驱动器件包含耦接到所述驱动构件的第一端和耦接到所述托架的第二端，并且其中所述力传输器件被至少部分地设置在所述驱动器件的所述第一端与所述第二端之间。
4.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述驱动轴线平行于所述容器轴线并与所述容器轴线间隔开。
5.根据权利要求4所述的药物递送装置，其中所述驱动器件被设置在所述容器旁边。
6.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述力传输器件包含球的阵列。
7.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述力传输器件的第一端与所述驱动轴线对齐，并且其中所述力传输器件的第二端与所述容器轴线对齐。
8.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述力传输器件的一部分被接收或可接收在所述容器中。
9.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述力传输器件在与所述托架相关联的引导轨道中被引导。
10.根据权利要求9所述的药物递送装置，其中所述驱动机构包含用于引导所述驱动构件沿着所述驱动轴线的移动的引导元件，并且其中所述张力弹簧被同心地布置在所述引导元件周围。
11.根据权利要求10所述的药物递送装置，其中所述引导轨道由所述引导元件部分地限定。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的药物递送装置，其中所述引导元件是大致管状的。
13.根据权利要求12所述的药物递送装置，其中所述驱动构件包含引导形成物，所述引导形成物用于与所述引导元件中的狭槽协作以防止所述驱动构件的转动移动。
14.根据权利要求3所述的药物递送装置，其进一步包含设置在所述驱动构件与所述塞子之间的减震器。
15.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述驱动机构在所述托架朝向所述插入位置的移动期间响应于所述托架到达激活位置而被激活。
16.根据权利要求15所述的药物递送装置，其包含用于在所述托架到达所述激活位置时激活所述驱动机构的驱动触发器。
17.根据权利要求16所述的药物递送装置，其中所述驱动触发器与所述底盘相关联。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的药物递送装置，其中所述驱动机构包含用于将所述驱动构件锁定在初始位置中的驱动闩锁，并且其中所述驱动触发器被布置为当所述托架到达所述激活位置时与所述驱动闩锁协作来释放所述驱动构件以便沿着所述驱动轴线移动。
19.根据权利要求18所述的药物递送装置，其包含与所述托架相关联的闩锁止挡件，并且其中所述驱动闩锁被布置为与所述闩锁止挡件接合以保持所述驱动构件处于所述初始位置。
20.根据权利要求19所述的药物递送装置，其包含用于将所述驱动闩锁偏置成与所述闩锁止挡件接合的弹簧器件。
21.根据权利要求3所述的药物递送装置，其包含托架闩锁布置，所述托架闩锁布置用于保持所述托架处于所述开始位置，并且用于在释放所述托架闩锁布置后允许所述托架在所述插入弹簧的所述偏置下沿所述插入方向移动。
22.根据权利要求21所述的药物递送装置，其包含可操作以释放所述托架闩锁布置的触发部件。
23.根据权利要求22所述的药物递送装置，其包含互锁构件和互锁弹簧，所述互锁弹簧用于将所述互锁构件和所述底盘偏置分开，其中所述互锁构件相对于所述底盘逆着所述互锁弹簧的所述偏置可移动，以将所述装置从所述托架闩锁布置的释放为不可能的中立状态切换到所述触发按钮可操作以释放所述托架闩锁布置的准备状态。
24.根据权利要求23所述的药物递送装置，其中所述互锁构件包含用于固持所述触发部件的外壳主体。
25.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述插入弹簧被设置为平行于所述驱动轴线和所述容器轴线两者并与所述驱动轴线和所述容器轴线两者间隔开。
26.根据权利要求3所述的药物递送装置，其中所述插入弹簧包含张力弹簧。
27.根据权利要求26所述的药物递送装置，其进一步包含用于将所述插入弹簧可释放地耦接到所述托架的耦接机构，其中所述驱动机构被布置为在递送所述药物之后激活所述耦接机构以促使所述插入弹簧与所述托架的分离，由此允许所述托架远离所述插入位置的移动。
28.根据权利要求3所述的药物递送装置，其进一步包含缩回弹簧，所述缩回弹簧用于在递送所述药物之后驱动所述托架远离所述插入位置的移动以缩回所述套管。
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