CN111093736A - 贴片注射器 - Google Patents

Abstract

用于对药物受体进行肠外给药的贴片注射器(10)，具有与动力组模块(12)和药物受体接口模块(16)附接的药筒模块(14)。设置在动力组模块(12)中的压缩弹性动力元件(18)耦合至可移动地设置在药筒模块(14)中的储药器(22)中的柱塞(30)。储药器(22)远侧的注射针(24)与储药器(22)正交，并且通常朝向于纵向的储药器轴线(22A)平行延伸的皮肤接触表面(28)。动力元件(18)被配置为当动力元件(18)沿储药器轴线(22A)向远侧扩张时，将柱塞(20)向远侧移入储药器(22)，并将注射针(24)向皮肤接触表面(28)移动。

Description

贴片注射器

相关申请的交叉引用

本申请要求根据2017年9月15日提交的美国临时专利申请62/559,107的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及一种用于为药物受体(drug recipient)肠外给药的贴片注射器。更具体地，本发明涉及一种模块化注射装置，该模块化注射装置完全由单个存储动力源机械地提供动力并驱动，以便于向药物受体填充、组装和静脉注射药物。

传统的肠外给药方法是使用皮下注射器进行注射。与这些注射器相关的一些困难引起了开发更有利的药物输送装置的尝试。一般不主张患者使用注射器自行给药，是因为会引起气泡引入血流、剂量不准以及使用注射器后意外感染第三方而产生栓塞的危险。

笔式注射器在注射器和注射针之间具有同轴关系。这种注射器可以包括高轮廓(在注射期间具有垂直于皮肤的长轴)。许多应用(例如大和/或高粘度有效载荷)更适合于薄型和/或穿戴式贴片注射器。

公开号为2013/0296824 A1(Mo等人)的美国专利申请公开了一种基于微针的经皮给药装置，包括可铰接地连接至顶部的底部。顶部包括至少一根针，该针连接至至少一个存储药物或药物盒的相应的空心腔。当被药物受体启动时，顶部由药物受体的手向底部转动，直到针刺穿药物受体的皮肤。然后，弹簧驱动柱塞穿过空心腔，将药物释放给药物受体。

专利号为8858001(Tsals等人)美国专利公开了一种基于药筒的给药装置，包括具有药室、针、棒、弹簧和活塞的主体。该主体可铰接地连接到皮肤接触表面。启动后，药物受体将该主体推向皮肤接触表面。在枢转过程中，杆脱离了止动突起(catch projection)，并允许弹簧扩张。弹簧驱动活塞穿过药室，通过针将药物释放给药物受体。

因此，本领域需要一种小型、廉价、可预充和可穿戴的注射器，该注射器是一种完全由机械驱动的药盒，最小化操作人员的干预。

发明内容

简而言之，本发明的一个实施例涉及一种贴片注射器(10)，该贴片注射器用于将药物注射到具有皮肤表面的药物受体。所述贴片注射器(10)包括药筒模块(14)，所述药筒模块(14)具有带有纵向的储药器轴线(22A)的储药器(22)。柱塞(30)可移动地设置在所述储药器(22)中。动力组模块(12)附接至所述药筒模块(14)的近端。压缩弹性动力元件(18)设置在动力组模块(12)中并耦合至所述柱塞(30)。所述压缩弹性动力元件(18)能够沿所述储药器轴线(22A)扩张。药物受体接口模块(16)连接至所述动力组模块(12)。所述药物受体接口模块(16)包括皮肤接触表面(28)，所述皮肤接触表面平行于所述储药器轴线(22)延伸。注射针(24)设置于所述储药器(22)的远侧，与所述储药器(22)流体连通，且定向正交于所述储药器(22)且大体上朝向所述皮肤接触表面(28)。注射针插入机构(58)由所述压缩弹性动力元件(18)驱动。所述压缩弹性动力元件(18)被配置为当所述压缩弹性动力元件(18)沿着储药器轴线(22A)向远侧扩张时，将所述柱塞(20)向远侧移入储药器(22)，并将所述注射针(24)朝向皮肤接触表面(28)移动。

本发明的另一个实施例涉及一种向具有皮肤表面的药物受体进行药物的肠外给药的方法，包括以下步骤：将贴片注射器的皮肤接触表面贴附至所述药物受体的皮肤表面；释放设置在所述贴片注射器动力组模块中的压缩弹性动力元件的一部分，离开所述动力组模块；将所述压缩弹性动力元件自所述动力组模块、基本上平行于所述皮肤接触表面向外扩张；用扩张的压缩弹性动力元件，驱动所述贴片注射器的针插入机构以使注射针头从所述皮肤接触表面向外延伸，以刺穿至药物受体的皮肤表面；通过扩张的压缩弹性动力元件移动置于所述贴片注射器的储药器中的柱塞的位置，以通过所述注射针头释放药物，其中所述储药器中具有所述药物；以及用扩张的压缩弹性动力元件驱动所述贴片注射器的针保护机构，以在从所述药物受体的皮肤表面撤回所述注射针头时，用针罩保护所述注射针头。

附图说明

结合附图以更好地理解前述发明内容以及以下对本发明的优选实施例的详细描述。为了说明本发明，附图示出了当前优选的实施例。然而，应当理解，本发明不限于所示的精确安装方式和仪器。

在附图中:

图1为根据本发明的贴片注射器的第一优选实施例示意图；

图2为图1的贴片注射器的框图；

图3A为图1的贴片注射器近端部分的俯视图，示出了处于非活动状态的动力组；

图3B为图1的贴片注射器近端部分的俯视图，示出了处于启动状态的动力组；

图4为图1的贴片注射器的俯视图，示出了根据本发明的锁定机构的替代实施例；

图5为图4的锁定机构的近端部分的俯视图；

图6为根据本发明的贴片注射器的第二优选实施例的示意图；

图7为图1的贴片注射器的右侧透视图，示出了根据本发明的处于预启动动状态的针保护机构；以及

图8为根据本发明的处于启动状态的图7的针保护机构的右侧透视图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。本文中用于描述本发明的术语仅用于描述特定实施例，并不试图限制本发明。

在本发明和所附权利要求的描述中，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”也意在包括复数形式。本文中使用的“和/或”一词是指并包括一个或多个相关所列项目的任何和所有可能的组合。当在本说明书中使用时，“包括”和/或“包含”一词指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

“右”、“左”、“下”和“上”表示附图所参考的方向。“向内”和“向外”分别指朝向和远离贴片注射器几何中心及其指定部分的方向。术语包括上述词语、其派生词和类似含义的词语。

如本文所用，“如果”一词可解释为“当”或“在”或“响应于确定”或“响应于检测”，具体取决于上下文。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所述条件或事件]”可解释为“在确定时”或“响应于确定”或“在检测到[所述条件或事件]”或“响应于检测[所述条件或事件]”，具体取决于上下文。

以下描述针对根据本发明的贴片注射器的各种实施例。

详细地参考附图，其中相同的数字表示整个图中相同的元件，如图1-5中所示贴片注射器的第一优选实施例，通常被指定为10，以下简称本发明中的“贴片注射器”10。贴片注射器10是模块化注射装置，该模块化注射装置完全由单一压缩弹性动力源机械地提供动力源和驱动，以便于注射器的填充、组装和分配。

贴片注射器10包括连接到药筒模块14和药物受体(或患者)接口模块16的动力组模块(power-pack module)12。动力组模块12包括压缩弹性动力元件18，例如线性或弯曲弹簧(例如，参见通过引用并入本文中的公开号为WO 2018/136194的PCT专利)，和防止动力元件18意外致动的锁定元件20。药筒模块14包括储药器22，储药器轴线22A(参见图2)平行于药物受体的皮肤表面，以最小化贴片注射器10的轮廓。药物受体接口模块16包括注射针24、针罩26和平行于储药器轴线22A的皮肤接触表面28、注射针插入机构58和针保护机构60。接口模块16可以包括可以是机械指示器或电子状态指示器的指示器。这些指示器可指示诸如给药、未给药、给药完成或给药失败等给药状态。此外，接口模块16可以包括用户控件，其可以包括下面更详细地讨论的启动开关44。

动力组模块12位于药筒模块14的近端并附接到该近端。压缩弹性动力元件18耦接到布置在储药器22中的柱塞30，并且被锁定元件20选择性地阻止启动。当贴片注射器10被启动时，压缩弹性动力元件18沿着储药器轴线22A扩张，以将柱塞30向远处移动到储药器22中。在储药器22的远侧，注射针24垂直于储药器轴线22A设置，并且通常沿着皮肤接触表面28的方向设置。注射针24与储药器22的内部流体连通，当压缩弹性动力元件18沿着储药器轴线22A扩张时，允许储药器22中的药物被释放，该压缩弹性动力元件沿储药器轴线22A驱动柱塞30向储药器22的远侧移动。

现在参考图3A，示出了锁定元件20的优选实施例。在图3A中，动力组模块12包括内套管32和外套管34。外套管34还包括扭绞元件(twisting element)36和一端带有凹口40的凹槽38。内套管32包括一个内活塞耳(inner-piston lug)42，该内活塞耳42向外延伸穿过外套管34的凹槽38，并且被配置成能够在凹槽38内滑动。在贴片注射器10的未启动状态下，内套管32的内活塞耳42可释放地保持在凹口40中，并且压缩弹性动力元件18保持压缩状态。当按下启动开关44(图3A中未示出；参见图7)时，开关44压向扭绞元件36，并在内外套管32、34之间引起相对旋转运动。这种旋转运动允许内活塞耳42移出凹口40，并在凹槽38内滑动，并且使压缩弹性动力元件18轴向扩张(如图3B所示)。

参考图4-5，在锁定元件，以下称为锁定元件20’，的另一实施例中，启动开关44被配置为在平行于储药器轴线22A的方向上滑动。在这种结构中，内套管耳42通过卡梁(snapbeam)46固定在凹口40中的适当位置。当启动开关44轴向位移时，启动开关44接触并位移近端的卡梁46，使得内活塞耳42在凹槽38内自由滑动。在这样的实施例中，通过压缩弹性动力元件18的扭转，内套管32相对于外套管34偏向扭转。

现在参考图6，示出了贴片注射器的第二示例性实施例，以下称为贴片注射器10’。在贴片注射器10’中，动力组模块12和药筒模块14附接到插入机构框架48，插入机构框架48依次在枢轴50处可枢转地耦合至药物受体接口16的皮肤接触表面28。枢轴50从储药器轴线22A偏移。在本实施例中，压缩弹性动力元件18的近端固定至皮肤接触表面28的延伸部52。如上所述，当启动贴片注射器10'时，压缩弹性动力元件18扩张并沿储药器轴线22A施加力“F”。由于枢轴50从储药器轴线22A偏移，力“F”产生弯矩“M”，旋转插入机构框架48以驱动注射针24与药物受者皮肤接触并插入。此后，当弹性动力元件18继续扩张时，施加在柱塞30上的力“F”将柱塞30驱动到储药器22中，在储药器中分配药物，而弯矩“M”保持注射针24的尖端低于药物受体的皮肤表面。

参见图7-8，所示的贴片注射器10带有可选的针保护机构60。在图7所示的预启动状态下，止动装置或其他针罩可移动屏障62防止针罩26向下移动。在这个位置，叶片弹簧54没有负载，因此对针罩7没有作用力。当启动贴片注射器10时，压缩弹性动力元件18使插入机构框架48转动，因为由于施加在插入机构框架48上的力矩“M”，枢轴50从储药器轴线22A偏移，注射针24穿过针罩26进入药物受体皮肤。药物受体的皮肤使针罩26保持在向上位置。当药物受体使用完贴片注射器10并将贴片注射器10从其皮肤上移除时，由于弹性叶片弹簧54施加的力，针罩26不再被阻塞并向下移动。针罩26完全固定地包住针24，以防止意外的针刺(见图8)。针罩26还包括针罩锁56，其与插入机构框架48接合，以防止针罩26向上移动并露出注射针24。此外，针罩26可以弹性地耦合至药筒模块14和/或在针插入时弹性地可变形，使得其被配置为将注射器10从皮肤上移除时返回其无应力状态。

使用上述贴片注射器向具有皮肤表面的药物受体进行肠外给药的优选方法具有以下步骤。

贴片注射器10、10'的皮肤接触表面28贴附于药物受体的皮肤表面。释放设置在贴片注射器10、10'的动力组模块12中的压缩弹性动力元件18的一部分，以退出动力组模块12。压缩弹性动力元件18从基本上平行于皮肤接触表面的动力组模块12向外扩张。贴片注射器10、10'的针插入机构58由扩张的压缩弹性动力元件18驱动，以将注射针24的尖端从皮肤接触表面28向外延伸，以刺穿药物受体的皮肤表面。设置在贴片注射器10、10'的储药器22中的柱塞30被扩张的压缩弹性动力元件18移动，以通过注射针24的尖端释放储药器22中的药物。贴片注射器10、10'的针头保护机构60由扩张的压缩弹性动力元件18驱动，以在注射针24从药物受体的皮肤表面抽出时用针罩26保护注射针24。

参考具体实施例公开了本发明的上述详细描述。然而，本发明并非旨在详尽无遗或将本发明限制于所公开的精确形式。本领域技术人员将理解，在不脱离上述实施例的广泛发明概念的情况下，可以对其进行改变。因此，本发明的目的在于涵盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的修改。

以上提及的所有参考文献、专利申请和专利均以引用的方式全部并入本文，不得解释为承认任何引用文件构成现有技术，或以任何方式违背利益。

Claims (9)

1.一种贴片注射器(10)，用于向具有皮肤表面的药物受体进行肠外给药，所述贴片注射器(10)包括：

药筒模块(14)，具有储药器(22)，所述储药器(22)具有纵向的储药器轴线(22A)；

柱塞(30)，可移动地设置在所述储药器(22)中；

动力组模块(12)，附接至所述药筒模块(14)的近端；

压缩弹性动力元件(18)，设置在所述动力组模块(12)中并耦合至所述柱塞(30)，所述压缩弹性动力元件(18)能够沿所述储药器轴线(22A)扩张；

药物受体接口模块(16)，连接至所述动力组模块(12)，所述药物受体接口模块(16)包括：

皮肤接触表面(28)，平行于所述储药器轴线(22)延伸；

注射针(24)，设置于所述储药器(22)的远端，与所述储药器(22)流体连通，并定向成正交于所述储药器(22)，并且大体上朝向所述皮肤接触表面(28)；以及

注射针插入机构(58)，由所述压缩弹性动力元件(12)驱动；

其特征在于，

所述压缩弹性动力元件(18)被配置为，当所述压缩弹性动力元件(18)沿所述储药器轴线(22A)向远侧扩张时，将所述柱塞(20)向远侧移入所述储药器(22)中并使所述注射针(24)朝着所述皮肤接触表面(28)移动。

2.根据权利要求1所述的贴片注射器，其中，所述注射针插入机构包括插入机构框架，所述药筒模块和所述动力组模块安装在所述插入机构框架上，并且所述插入机构框架通过自所述储药器轴线偏移的枢轴，枢转耦合至所述皮肤接触表面。

3.根据权利要求2所述的贴片注射器，其中设置在所述动力组模块中的所述压缩弹性动力元件的近端固定地附接至所述皮肤接触表面的延伸部，所述压缩弹性动力元件的扩张产生弯矩，所述弯矩使所述插入机构框架旋转，以驱动所述注射针朝向所述皮肤接触表面移动。

4.根据权利要求1所述的贴片注射器，还包括锁定机构，所述锁定机构具有使所述压缩弹性动力元件保持压缩状态的未启动状态，和使所述压缩弹性动力元件沿着所述储药器轴线扩张以驱动所述柱塞向远侧进入所述储药器的启动状态。

5.根据权利要求4所述的贴片注射器，其中，所述动力组模块还包括：

外套管，包括扭绞元件和凹槽，所述凹槽在所述扭绞元件的一端具有凹口；

内套管，设置在所述外套管中，所述内套管具有内活塞耳，所述内活塞耳穿过所述外套管的凹槽向外延伸，并且能够在所述凹槽中滑动，

其中当所述贴片注射器处于所述未启动状态时，所述内活塞耳可释放地保持在所述凹口中。

6.根据权利要求5所述的贴片注射器，其中，所述动力组模块还包括启动开关，按下所述启动开关引起所述内套管和所述外套管之间的相对旋转运动，以从所述凹口释放所述内活塞耳，允许所述压缩弹性动力元件沿所述储药器轴线扩张。

7.根据权利要求1所述的贴片注射器，其中，所述注射针插入机构具有插入机构框架，所述插入机构框架在自所述储药器轴线偏移的枢轴，枢转耦合至所述皮肤接触表面，所述动力组模块和所述药筒模块附接至所述插入机构框架，其中当所述压缩弹性动力元件扩张时，绕所述枢轴产生弯矩，以使所述插入机构框架旋转。

8.根据权利要求1所述的贴片注射器，其中，所述药物受体接口模块还包括针保护机构，所述针保护机构具有针罩，所述针罩被配置为，当所述贴片注射器从所述药物受体的所述皮肤表面移开时，固定地包住所述注射针。

9.一种向具有皮肤表面的药物受体进行肠外给药的方法，包括以下步骤：

将贴片注射器的皮肤接触表面贴附至所述药物受体的皮肤表面；

释放设置在所述贴片注射器的动力组模块中的压缩弹性动力元件的一部分，以离开所述动力组模块；

将所述压缩弹性动力元件自所述动力组模块、基本上平行于所述皮肤接触表面向外扩张；

用扩张的压缩弹性动力元件，驱动所述贴片注射器的针头插入机构，以使注射针头从所述皮肤接触表面向外延伸，以刺穿所述药物受体的皮肤表面；

通过扩张的压缩弹性动力元件移动置于所述贴片注射器的储药器中的柱塞的位置，以通过所述注射针头释放药物，其中所述储药器中具有所述药物；以及

用扩张的压缩弹性动力元件驱动所述贴片注射器的针保护机构，以在从所述药物受体的皮肤表面撤回所述注射针头时，用针罩保护所述注射针头。

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