CN112955198A - 扭转弹簧驱动式注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于排出液体药物的设定剂量的扭转弹簧驱动式注射装置。在第一方面，扭转弹簧驱动式注射装置设置有阻挡结构，所述阻挡结构由可旋转显示元件操作，使得仅当已设定某个最小剂量大小时才可以排出设定剂量。在第二方面，扭转弹簧驱动式注射装置设置有释放机构，所述释放机构确保设定剂量只能在一个冲程中作为单个完整剂量排出。可以容易地将这两个方面组合，使得预定最小剂量大小必须作为单个剂量排出。

Description

扭转弹簧驱动式注射装置

技术领域

本发明涉及一种自动扭转弹簧驱动式注射装置，其具有用于示出正在设定的剂量的大小的机械和可旋转显示器。更具体地，本发明涉及这样的扭转弹簧驱动式装置，其中一旦已设定最小剂量大小，使用者就只能进行注射。

本发明还涉及这样的扭转弹簧注射装置，其中设定剂量以完整剂量排出，并且其中一旦已排出完整剂量就只能重新启动剂量按钮。

背景技术

数十年来，已经公知一种自动注射装置，其中扭转弹簧驱动液体药剂的排出。EP338,806公开了这种扭转弹簧驱动式注射装置的示例，其中使用者通过旋转设置在笔形注射装置的近端处的可旋转剂量设定元件来张紧扭转弹簧。在可旋转剂量设定按钮的外表面上印有示出正在设定的剂量大小的标记，因此剂量设定按钮被限制为旋转少于一整圈。这显然限制了使用者可以设定的最大的大小，原因是只有剂量设置按钮的周边可用于承载标记。

在US 9,687,611中提供了这种扭转弹簧驱动式注射装置的另一示例。该注射装置具有以螺旋行印在可旋转标度鼓上的标记，所述可旋转标度鼓螺旋地螺纹连接至壳体。这允许标度鼓旋转几圈，这大大增加了可以印到标度鼓上的标记的数量。

该类型的注射装置已经由Novo Nordisk A/S公司以商品名

成功地商业化，所述注射装置例如在本申请的图1-3中公开。

尽管使用这样的注射装置可以实现大量不同的剂量大小设定，但是有时需要仅排出一个预定剂量大小，并且确保一旦使用者已至少设定完整的预定剂量大小，扭转弹簧中的扭矩只能释放以排出设定剂量。

此外，对于一些药物，有益的是在一次冲程中就递送完整剂量而又不暂停剂量排出。

发明内容

本发明的目的是提供一种扭转弹簧驱动式注射装置，其中一旦使用者已设定预期完整剂量大小，就只能排出设定剂量。

另一目的是提供一种类似的扭转弹簧驱动式注射装置，其中必须将完整剂量作为单个完整剂量排出。

因此，在本发明的第一方面，提供了一种扭转弹簧驱动式注射装置。所述注射装置包括：

ο保持容纳要排出的液体药物的容器的壳体结构。所述容器优选地是固定在所述壳体结构中并且优选地以不可移除方式永久固定的传统药筒，

ο使用者可操作的旋转剂量设定元件，用于设定要排出的设定剂量的大小，

ο可旋转剂量设定结构，所述结构将来自所述剂量设定元件的旋转转换成扭转弹簧的张紧，使得在所述剂量设定元件旋转时将扭矩储存在所述扭转弹簧中，

ο可旋转显示元件，所述可旋转显示元件联接到所述剂量设定结构以跟随所述剂量设定结构的旋转，用于显示要排出的设定剂量的大小。所述显示元件可相对于所述壳体结构并且优选地在内部从初始位置螺旋地移动到定剂量位置，

ο活塞杆，所述活塞杆在纵向方向上布置并且在远侧方向上可移动以从所述容器排出设定剂量，

ο可旋转驱动元件，所述可旋转驱动元件接合所述活塞杆并且适于在所述可旋转驱动元件旋转时在远侧方向上移动所述活塞杆，以及

ο轴向可移动释放元件，用于释放储存在所述扭转弹簧中的扭矩以旋转所述可旋转驱动元件。

所述扭转弹簧驱动式注射装置还包括在第一位置和第二位置之间可操作的阻挡结构，并且其中

所述阻挡结构在所述第一位置阻止所述释放元件的轴向移动，并且

在所述第二位置允许所述释放元件的轴向移动。

因此，所述阻挡结构可由所述可旋转显示元件操作。

因此通过使用可旋转显示元件可以使释放元件自由地轴向移动。优选地，阻挡结构默认阻止释放元件的轴向移动，但是每当可旋转显示元件旋转或以其他方式移动到特定的轴向和/或旋转位置时，它就启动阻挡结构，使得释放元件变为可轴向移动，以由此释放设定剂量。

因此可旋转显示元件的特定轴向和/或旋转位置是使用者在允许排出设定剂量之前需要设定并且由注射装置的制造商预先确定的最小剂量大小。

根据上述的注射装置还具有操作作为所谓的多次使用固定剂量注射装置的可能性，其中预定的多个预定剂量体积由注射装置的制造商决定。制造商预定的最小剂量大小可以确定为也是最大允许剂量大小，其意味着要排出的所有剂量大小相同，至少体积相同。在一个示例中，容器可以例如包含3，0ml的液体药物，并且要排出的剂量体积可以例如预定为0.6ml的体积，理解为使得最小和最大剂量都预定为0.6ml。在这种情况下使用者仅具有设定和排出相同剂量体积的可能性，并且在该示例中，因此将有可能排出0.6ml的5个相同剂量体积。

可旋转显示元件优选地联接到剂量设定结构，使得可旋转显示元件跟随剂量设定结构的旋转。可旋转显示元件(例如标度鼓)因此联接以跟随剂量设定结构的所有旋转。在一个示例中，剂量设定结构包括棘轮管，所述棘轮管通过槽和榫接合与可旋转显示元件关联。因此显示元件在设定剂量时、校正剂量时和排出剂量时都跟随棘轮管的旋转。

可旋转显示元件优选地承载刻在或印在显示元件上的标记以向使用者指示达到预期剂量。这些标记不必一定是阿拉伯数字，而可以是在视觉上将消息传达给使用者的任何类型的标记。

可旋转显示元件优选地通过联接到壳体结构并因此由螺旋接口引导而螺旋地移动，所述螺旋接口在一个示例中可以是螺纹连接。因此，在剂量设定期间，显示元件螺旋地移动到其释放阻挡结构的位置。

此外，释放元件优选地通过联接到棘轮管而联接到剂量设定结构，使得释放元件跟随棘轮管的轴向移动。棘轮管和释放元件之间的联接优选地使得释放元件能够相对于棘轮管旋转，但是轴向地锁定到棘轮管。

棘轮管优选地联接以跟随重置管的轴向移动。在一个示例中，棘轮管和重置管模制为一个部件，并且在另一优选示例中，棘轮管和重置管联接以在轴向方向上一起移动，但是允许相对于彼此旋转至少几度。

释放元件在定剂量期间在远侧方向上可轴向移动，使得释放元件与可旋转驱动元件接合。释放元件优选地通过剂量设定结构轴向地移动。

因此，当使用者在远侧方向上轴向地移动剂量设定结构时，释放元件跟随该移动并因此接合可旋转驱动元件。在释放元件接合可旋转驱动元件的同时，其从壳体释放，使得扭转弹簧可以通过旋转棘轮管来旋转释放元件。棘轮管和释放元件的同时旋转因此转换成驱动元件的相似旋转，所述旋转因此向前驱动活塞杆。

此外，剂量设定结构设置有一个或多个挠性锁定臂，所述锁定臂在默认状态下接合壳体结构，使得阻止剂量设定结构在轴向方向上移动。因此，只要剂量设定结构的锁定臂接合壳体结构，使用者就不可能在远侧方向上移动剂量设定结构并释放剂量。

也可以进行运动反转，其中在壳体结构上设置挠性臂。

在特定示例中，锁定臂设置在棘轮管上，所述棘轮管与重置管一起构成剂量设定结构。因此剂量设定结构可通过剂量设定元件的旋转而旋转，并且剂量设定元件和剂量设定结构的旋转导致扭转弹簧的张紧。尽管锁定臂在此以及在其他段落中以单数形式提及，但是可以设置任何数量的锁定臂。

为了阻止剂量设定结构的轴向移动，壳体结构因此与挠性锁定臂接合，以由此阻止棘轮管的轴向移动。剂量设定结构的轴向移动因此需要壳体结构和锁定臂脱离。这种脱离优选地通过可旋转显示元件完成。在可旋转显示元件的螺旋移动期间，其在特定位置处与锁定臂接合，由此可旋转显示元件启动或弯曲锁定臂(一个或多个)远离壳体结构。

因此当已达到预定剂量大小时锁定臂移动远离壳体结构。预定剂量大小是当可旋转显示元件到达特定释放位置时设定的剂量大小。因此预定剂量大小是最小剂量，原因是在挠性臂已移动远离壳体结构之后，有可能进一步旋转可旋转显示元件。然而，可以提供用于阻止可旋转显示构件进一步旋转的装置，使得最小剂量和最大剂量是相同的，如所解释的。

在另一示例中，壳体结构在内表面上设置有凸缘结构，所述凸缘结构接合(一个或多个)锁定臂以阻止棘轮管的轴向移动，并且可旋转显示元件在可旋转显示元件相对于壳体结构的特定位置处使(一个或多个)锁定臂弯曲远离凸缘结构。

本发明的另一目的是提供一种扭转弹簧驱动式注射装置，其中必须在一个冲程中将完整剂量作为单个完整剂量排出。

因此，在本发明的第一方面，提供了一种扭转弹簧驱动式注射装置。所述注射装置包括：

ο保持容纳要排出的液体药物的容器的壳体结构。所述容器优选地是固定在所述壳体结构中的传统药筒，

ο使用者可操作的旋转剂量设定元件，用于设定要排出的设定剂量的大小，

ο可旋转剂量设定结构，所述可旋转剂量设定结构将来自所述剂量设定元件的旋转转换成扭转弹簧的张紧，使得在所述剂量设定元件旋转时将扭矩储存在所述扭转弹簧中，

ο可旋转显示元件，所述可旋转显示元件布置成跟随所述剂量设定结构的旋转，用于显示要排出的设定剂量的大小。所述显示元件可相对于所述壳体结构并且优选地在内部从初始位置螺旋地移动到定剂量位置，

ο活塞杆，所述活塞杆在纵向方向上布置并且在远侧方向上可移动以从所述容器排出设定剂量，

ο可旋转驱动元件，所述可旋转驱动元件接合所述活塞杆并且适于在所述可旋转驱动元件旋转时在远侧方向上移动所述活塞杆，以及

ο轴向可移动释放元件，用于释放储存在所述扭转弹簧中的扭矩以旋转所述可旋转驱动元件。

此外，所述释放元件优选地在外表面上设置有一个或多个齿，所述一个或多个齿接合设置在所述可旋转驱动元件上的相应齿，并且优选地由所述扭转弹簧产生的扭矩从所述释放元件的一个或多个齿传递到所述可旋转驱动构件上的相应齿，使得在定剂量期间所述释放元件的旋转转换成所述可旋转驱动元件的旋转。因此设置在所述释放元件上的齿相对于所述可旋转驱动元件上的相应齿在轴向方向上可滑动。

根据本发明的第二方面，可旋转驱动元件上的相应齿中的至少一个在近侧设置有径向延伸部，当某个阈值以上的扭矩由扭转弹簧施加到齿时，所述径向延伸部阻碍齿并因此阻碍释放元件相对于相应齿和可旋转驱动元件在轴向方向上滑动。

在剂量排出期间，扭转弹簧使棘轮管并因此使释放构件旋转。释放构件的旋转将扭矩施加到驱动元件上，这在释放构件上的齿的表面和驱动元件上的齿的表面之间产生轴向摩擦。然而，摩擦使得齿能够轴向地滑动。

然而在第二方面，径向延伸部设置在可旋转驱动构件上的齿中的至少一个上。只要正在传递扭矩，该径向延伸就阻止释放元件上的齿在近侧方向上移动。因此结果是，只要扭转弹簧将足够的扭矩施加到释放元件并进一步施加到可旋转驱动构件上，就阻止释放元件在近侧方向上移动。然而，当扭矩下降到某个阈值以下时，释放元件上的齿能够轴向地滑动经过可旋转驱动构件上的相应齿上的径向延伸部并与壳体结构重新接合。

因此，只要扭转弹簧驱动释放元件和驱动元件，重置管和注射按钮就保持按下。一旦释放元件停止旋转，就不会在驱动元件上施加扭矩，因此释放元件能够在近侧方向上移动。

当已使用了储存在扭转弹簧中的扭矩时，或者当由棘轮管承载的释放元件物理停止时，释放元件停止旋转，原因是这会阻止剩余的扭矩传递到可旋转驱动元件。在一个示例中，这种物理停止可以是当标度鼓到达其零位置时。

径向延伸部的形状和尺寸可以设计成使得当在施加的扭矩和复位弹簧的力之间获得预定平衡时释放元件才可以移回到初始位置。

在另一实施例中，径向延伸部的形状可以形成为使得其永久地锁定释放元件上的齿并因此锁定释放元件以防至少在近侧方向上轴向移动。在这种情况下，使用者只能启动注射按钮一次，之后注射按钮将永远保持按下。因此注射装置将被归类为一次击发装置。

本发明的两个不同方面也可以组合在同一个注射装置中。

因此操作顺序是使用者首先通过螺旋地移动可旋转显示元件的可旋转剂量设定元件的旋转来设定要排出的剂量。

一旦可旋转显示元件到达预定位置，由此设定预定最小剂量，可旋转显示元件就启动锁定机构以解锁装置。

在解锁状态下，使用者然后按下注射按钮，使释放构件锁定到可旋转驱动构件，从而将注射按钮保持在按下位置。

一旦在一个冲程中已排出完整剂量，并且扭转弹簧的扭矩足够低，例如为零，复位弹簧将注射按钮拉回到初始位置，这也使释放元件从可旋转驱动构件释放。

已表明有益的是，使用者不能像从常规弹簧驱动式注射装置所知的那样停止排出，因为如果那样可能的话，锁定机构将在可旋转显示元件到达其初始零位置之前被重新启动。因此将迫使使用者设定新剂量以便启动阻挡结构，并且由于然后将从可旋转显示元件的暂停位置设定该新剂量，因此很可能导致设定错误剂量。

定义：

“注射笔”通常是具有长椭圆形或细长形状的注射装置，有点像用于书写的笔。虽然这样的笔通常具有管状横截面，但是它们可以容易地具有不同的横截面，例如三角形、矩形或正方形或围绕这些几何形状的任何变化。

术语“针头套管”用于描述在注射期间执行皮肤穿透的实际导管。针头套管通常由诸如不锈钢的金属材料制成，并且优选地连接到由诸如聚合物的合适材料制成的针座。然而，针头套管也可以由聚合物材料或玻璃材料制成。

如本文中所使用的，术语“液体药物”旨在涵盖能够以受控方式穿过诸如空心针头套管的输送装置的任何含药可流动药剂，例如液体、溶液、凝胶或细悬浮液。典型药物包括这样的药物，例如肽、蛋白质(例如胰岛素、胰岛素类似物和C-肽)、和激素、生物衍生或活性剂、基于激素和基因的试剂、营养配方以及固体(分配)或液体形式的其它物质。

“药筒”是用于描述实际包含液体药物的主要容器的术语。药筒通常由玻璃制成，但也可以由任何合适的聚合物模制而成。药筒或安瓿优选地在一个端部处用称为“隔膜”的可穿刺膜密封，所述隔膜可以例如由针头套管的非患者端穿刺。这样的隔膜通常是自密封的，这意味着一旦针头套管从隔膜移除，穿透期间产生的开口通过固有的弹性自动密封。药筒的相对端部通常由橡胶或合适的聚合物制成的柱塞或活塞闭合。柱塞或活塞可以在药筒内部可滑动地移动。可穿刺膜和可移动柱塞之间的空间容纳液体药物，当柱塞减小容纳液体药物的空间的体积时，液体药物被压出。

用于预装注射装置和用于耐用注射装置两者的药筒通常由制造商在工厂填充预定体积的液体药物。当前可用的大量药筒包含1.5ml或3ml液体药物。

由于药筒通常具有柱塞不能移动进入其中的较窄的远侧颈部，因此实际上并非药筒内容纳的所有液体药物都可以被排出。因此术语“初始量”或“基本上使用”是指包含在药筒中的可注射内容物并且因此不一定是指整个内容物。

术语“预装”注射装置是指一种注射装置，其中包含液体药物的筒永久地嵌入注射装置中，使得在不永久性破坏注射装置的情况下不能将其移除。一旦使用药筒中预装量的液体药物，用户通常丢弃整个注射装置。通常，由制造商装有特定量的液体药物的药筒固定在药筒保持器中，所述药筒保持器然后永久地连接到壳体结构中，使得不能更换药筒。

这与“耐用”注射装置相反，其中用户可以在药筒空着时自己更换包含液体药物的药筒。预装注射装置通常在包含一个以上注射装置的包装中出售，而耐用注射装置通常一次销售一个。当使用预装注射装置时，普通用户每年可能需要多达50到100个注射装置，而使用耐用注射装置时，单个注射装置可能会持续数年，然而，普通用户每年可能需要50到100个新药筒。

“多次使用固定剂量”注射装置表示限定一种注射装置，其能够递送体积基本相同的预定多个(即，一个以上)剂量。因此容纳在药筒中的液体药物以多个基本相同的剂量体积排出。在一个示例中，药筒可以例如容纳3ml的液体药物，其例如以6个相同的剂量体积(每个0.5ml)排出。相同大小的剂量的数量通常为2至8个，优选4至6个相同的剂量体积。多次使用固定剂量注射装置可以是预装的，使得在已排出预定数量的剂量体积之后丢弃注射装置，或者它可以是耐用注射装置，使使用者能够更换药筒并从新药筒排出新的一系列相同大小的剂量体积。

结合注射装置使用术语“自动”是指，注射装置能够执行注射而无需注射装置的用户在给药过程中传递排出药物所需的力。该力通常由电动机或弹簧驱动器自动传递。用于弹簧驱动器的实际弹簧通常在剂量设定期间由用户张紧，但是，这种弹簧通常以小力被预张紧以便避免递送非常小的剂量的问题。替代地，制造商可以用足以通过多个剂量清空整个药筒的预加载力来完全预加载弹簧。通常，用户激活设置在壳体的表面上或注射装置的近端处的闩锁机构，以在进行注射时完全或部分释放弹簧中积累的力。

在本说明书中使用的术语“永久地连接”或“永久地嵌入”旨在表示在本申请中被实施为永久嵌入壳体中的药筒的部件需要使用工具以便分离，并且如果部件被分离，则将永久损坏部件中的至少一个。

本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均通过引用整体并入本文，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。

所有标题和子标题在本文中仅为了方便而被使用，并且不应当被解释为以任何方式限制本发明。

除非另外声明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如诸如)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。本说明书中的任何语言都不应被视为表明任何未声明的要素对于本发明的实践是必不可少的。

本文中引用和并入专利文献仅是为了方便，并不反映这样的专利文献的有效性、可专利性和/或可执行性的任何观点。

本发明包括适用法律允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。

附图说明

下面将结合优选实施方案并参考附图更全面地解释本发明，其中：

图1示出了现有技术的扭转弹簧驱动式注射装置的示例的分解图。

图2示出了在剂量设定期间图1的注射装置的近侧部分的横截面图。

图3示出了在剂量排出期间图1的注射装置的近侧部分的横截面图。

图4示出了本发明的具有阻挡结构的扭转弹簧驱动式注射装置的近侧部分的横截面图。

图5示出了图4中包围的阻挡结构的细节。

图6示出了具有阻挡臂的棘轮管的透视图。

图7示出了根据本发明的注射装置的内部的透视图，其中壳体结构的近端部分被视觉地移除。

图8示出了在剂量设定期间释放元件(离合器)和活塞杆驱动器之间的现有技术接合的透视剖开视图。

图9示出了在剂量排出期间释放元件(离合器)和活塞杆驱动器之间的现有技术接合的透视剖开视图。

图10示出了在本发明的示例中在剂量排出期间释放元件(离合器)和活塞杆驱动器之间的接合的透视剖开视图。

图11示出了在本发明的示例中在剂量排出之后，即在非定剂量位置，释放元件(离合器)和活塞杆驱动器之间的接合的透视剖开视图。

图12示出了在本发明的又一示例中在释放元件(离合器)和可旋转驱动元件之间的接合的侧视图。

为清楚起见，这些图是示意性和简化的，并且它们仅示出了对于理解本发明必不可少的细节，而省略了其它细节。在全文中，相同的附图标记用于相同或相应的部件。

具体实施方式

当在下文使用术语如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平”和“竖直”、“顺时针”和“逆时针”或类似的相对表达时，这些仅是指附图而不是实际使用情况。所示附图是示意性表示，因此，不同结构的构造以及它们的相对尺寸仅用于说明的目的。

在该上下文中，可以方便地定义附图中的术语“远端”意指固定针头套管并在注射期间指向用户的注射装置的端部，而术语“近端”意指通常承载注射按钮的相对端部，如图1中所示。远侧和近侧是指沿着沿注射装置的纵向轴线(x)延伸的轴向取向，也如图2中所公开。

图1、2和3公开了也在WO 2014/161952中公开的扭转弹簧驱动式注射装置。该自动注射装置由NovoNordisk A/S制造，并以商标名

出售。

从图1的近端看，该注射装置包括

注射按钮5，

复位弹簧10，

剂量拨盘15，

弹簧座20，

重置管25，

活塞杆30，

EoC计数器35，

标度鼓40，

扭转弹簧45，

棘轮管50，

基座部分55，

离合器60，

活塞杆驱动器65，

螺母部分70，

活塞垫圈75，

药筒80，

药筒保持器85，

笔针90，

保护帽95。

剂量设定和注射机构构建在基本上包括基座部分55和药筒保持器部分85的壳体结构中。容纳液体药物的药筒80固定在由螺母部分70锁定的药筒保持器部分85中。基座部分55在近侧由弹簧座20闭合。在所公开的示例中，弹簧座20、基座部分55、螺母部分70和药筒保持器部分85这四个部分构成壳体结构。壳体结构可以替代地由可以以许多不同方式连接的其他部分制成。也可以由不同数量的部分制成壳体结构，或者甚至将壳体结构模制为一个单元。

所公开的扭转弹簧45是螺旋形金属卷簧，其包含在作为壳体结构的不可旋转部分的弹簧座20和在远端处的可旋转棘轮管50之间。当棘轮管50相对于壳体结构旋转时，扭矩因此建立并储存在扭转弹簧45中。

剂量设定

在图2中公开了剂量设定。每当使用者想要设定要排出的液体药物的剂量大小时，使用者旋转剂量拨盘15。剂量拨盘15通过带齿的接口16、26(例如参见图1)旋转地联接到重置管25，使得在剂量设定期间剂量拨盘15和重置管25一起旋转。

重置管25进一步旋转地联接到棘轮管50，所述棘轮管因此在剂量设定期间也与剂量拨盘15和重置管25一起旋转。棘轮管50和重置管25之间的联接优选地使得两个部分25、50彼此轴向地锁定，但是能够相对于彼此旋转几度以降低设定剂量，如将解释的。然而，两个部分25、50可以替代地模制为一个整体部分，在该情况下不可能后悔并降低设定剂量。

如图1至3中所示，离合器60在外表面上设置有多个向外指向的齿61，在剂量设定期间(图2)，所述齿由设置在壳体结构的基座部分55内部的类似齿56接合，使得在剂量设定期间离合器60保持不可旋转。

离合器60在轴向上弹扣到棘轮管50，使得棘轮管50和离合器60一起轴向地移动。然而，该弹扣配合设计成使得离合器60相对于离合器60可旋转。

离合器60在内部设置有齿环62，所述齿环由在远侧设置在棘轮管50上的挠性臂51接合(可以设置任何数量的挠性臂51)。该接合允许棘轮管50仅在一个方向上旋转(相对于在剂量设定期间锚固在壳体结构中的离合器60)。在附图中，该允许方向是顺时针方向(当从近端观察注射装置时)，然而这仅在给定示例中，并且如果需要可以是相反方向。图1中的箭头“A”指示的允许方向是张紧扭转弹簧45的方向，所述扭转弹簧包括在弹簧座20和棘轮管50之间。因此在剂量拨盘15的旋转期间扭矩储存在扭转弹簧45中，并且棘轮管50上的挠性臂51和离合器62内部的齿环62之间的接合阻止该扭矩被释放。

弹簧座20不可旋转地固定到壳体结构的基座部分55，使得当棘轮管50在顺时针方向上旋转时扭转弹簧20被张紧。

棘轮管50在外表面上设置有脊52，所述脊接合设置在标度鼓40的内表面上的相应纵向凹部41。该接口迫使标度鼓40始终与棘轮管50一起旋转。

标度鼓40在外表面上还设置有螺旋螺纹42，所述螺旋螺纹接合壳体结构的基座部分55内部的内螺纹57，使得标度鼓40在旋转时螺旋地移动。标度鼓40的该螺旋运动将以螺旋图案印刷的标记43带入基座部分55中的窗口58的范围内，使得使用者可以在视觉上跟随剂量设定。

如果使用者意外地将剂量大小设定为高于实际所需的剂量，则可以通过在相反方向上旋转剂量拨盘15来降低设定剂量，如下所述。

剂量降低

当使用者后悔设定剂量并想要降低设定剂量时，使用者在逆时针方向(也当从近侧位置观察时)上旋转剂量拨盘15，所述旋转转换成重置管25也在逆时针方向上的旋转。

重置管25联接到棘轮管50，使得这两个元件25、50彼此轴向地锁定，但是能够相对于彼此旋转几度。

然而，棘轮管50通过接合离合器60的齿环62的挠性臂51与离合器60接合，并且离合器60通过齿61和壳体结构的基座部分55中的向内指向的齿56之间的接口旋转地固定在壳体结构中。因此棘轮管50不能立即在降低设定剂量的方向上旋转。

重置管25在远侧设置有轴向延伸键27，所述轴向延伸键接合在挠性臂51的外侧，当重置管25相对于棘轮管50逆时针旋转几度时，挠性臂15朝向中心线X被压，以由此降低设定剂量。例如在Us 9,132,239中更详细地描述了该拨低机构。

因此键27对挠性臂51的影响迫使挠性臂51与离合器60脱离接合，使得扭转弹簧80的扭矩能够使棘轮管50在逆时针方向上旋转。由于棘轮管50在受到扭转弹簧45的扭矩影响时的旋转速度高于使用者操作的重置管25的旋转速度，因此挠性臂51重新接合齿环62中的第一先前齿。因此可以通过在与设定剂量时使用的方向相反的方向(示例中的逆时针方向)上旋转剂量拨盘15来逐渐降低设定剂量大小。

在剂量设定期间和后悔设定剂量时，标度鼓40都在棘轮管50的作用下螺旋地旋转，使得使用者在任何时候都可以在窗口58中检查所得的设定剂量。

一旦已达到正确的剂量，使用者就将笔针90通过皮肤插入并注射设定剂量。

注射

通过抵抗复位弹簧10的偏压在远侧方向上推动注射按钮5一定距离来执行注射，所述距离由图2和图3中的虚线“P”指示。

注射按钮5弹扣配合到重置管20，如图3中所示，其示出了注射期间的情况。注射按钮5因此也使重置管20在远侧方向上移动。

如图3中进一步看到的，棘轮管50轴向地联接到重置管20，并且离合器60联接到棘轮管50。结果是当注射按钮5和重置管20由使用者向远侧推动时棘轮管50和离合器60都在远侧方向上移动。

离合器60的远侧移动使离合器60上的向外指向的齿61与壳体结构的基座部分55内部的齿56脱离。因此，当向远侧推动注射按钮5时，没有任何东西将扭矩保持储存在扭转弹簧45中。因此扭转弹簧45的扭矩使棘轮管50旋转，并且设置在棘轮管50上的挠性臂51将该旋转转换成离合器60的旋转。重置管20也与棘轮管50一起旋转。在所公开的示例中，该旋转在逆时针方向上发生。

如图1中所示，重置管20以带齿接合16、26接合剂量拨盘15，使得当重置管20向远侧移动时，该接合脱离使得剂量拨盘15在注射期间不跟随重置管20的旋转。

然而，标度鼓40始终与棘轮管50接合，使得当棘轮管50在注射期间旋转时，标度鼓40螺旋地旋转回到其初始位置。图2和图3都示出了处于“零”位置的标度鼓40。

当棘轮管50与离合器60一起向远侧移动脱离与壳体结构的基座部分55的接合时，设置在离合器60上的齿61轴向移动到与设置在活塞杆驱动器65上的相应齿66接合。

因此扭转弹簧45的扭矩转换成活塞杆驱动器65的旋转，所述活塞杆驱动器还设置有一个或多个单向臂67，所述单向臂接合壳体结构的基座部分55内部的带齿周边59，仅允许活塞杆驱动器65在一个旋转方向(当从近侧位置观察时，在本公开示例中为逆时针方向)上的旋转。

活塞杆驱动器65在内部设置有一个或多个向内指向的脊68，所述脊接合活塞杆30中的纵向凹槽31，使得在注射期间迫使活塞杆30与活塞杆驱动器65一起旋转。

由于螺母部分70的螺纹71和活塞杆30的螺纹32之间的接合，棘轮管50、标度鼓40、离合器60和重置管25在扭转弹簧45的扭矩的作用下的旋转以及产生的活塞杆30的旋转将活塞杆30在远侧方向上螺旋地拧入。

活塞杆30在远侧推动活塞杆脚部75，所述活塞杆脚部将活塞杆30的向前移动转换成药筒80内部的柱塞81的向前移动，这再次迫使一定体积的液体药物通过笔针90的管腔离开。

如在图1中最佳所示，标度鼓40承载在外表面上以螺旋行印刷的多个标记43。这些标记43在剂量设定期间、剂量降低期间和注射期间都经过壳体结构中的窗口58。可以提供任何随机数量的标记43，并且在图1公开的示例中，这些标记43是在0到70的范围内的阿拉伯数字。典型地，这些数字指示与药筒80中容纳的液体药物有关的某种单位，但显然可以使用任何和所有类型的标记。

标度鼓40在纵向方向上固定到棘轮管50，并且螺纹连接到壳体结构的基座部分55，使得当如所解释的那样使棘轮管50旋转时，标度鼓40螺旋地移动。当已达到预期要排出的剂量时，使用者在远侧方向上推动注射按钮5，以由此排出设定剂量。在图1至3中公开的示例中，对于任何给定的剂量大小，注射按钮5与重置管25和棘轮管50一起可在远侧方向上移动。

此外，提供内容物终止和安全螺母35，其使用在EP 1,909,870和EP 1,909,871中进行解释。

最小剂量

在图4至7中公开的本发明的以下示例中，相同的附图标记用于相同或相应的物理元件。

对于一些液体药物，如果仅在使用者已设定一定且预定的最小剂量大小时才能释放要排出的剂量，则是有益的。

为了确保已设定这种最小剂量大小，棘轮管50设置有锁定臂54，如例如在图6公开。该锁定臂54邻接设置在壳体结构的内表面上的凸缘86，如在图4和图5中公开，其中图4是注射装置的横截面图，其中标度鼓40处于初始“零”位置，并且图5示出了锁定臂54和凸缘86之间的接合的细节。

凸缘86可以设置在壳体结构的任何部分上，但是在公开的示例中设置在基座部分55的内表面上。

如前所述，标度鼓40通过标度鼓40的外表面上的螺纹42接合壳体结构的基座部分55内部的类似螺纹57而螺纹连接到壳体的基座部分55。由于该接合，标度鼓50在旋转时能够相对于壳体结构螺旋地移动。

标度鼓40的旋转通过棘轮管50的旋转被引入，所述棘轮管在外部设置有接合标度鼓40的内表面上的纵向凹部41的脊52。

在标度鼓40沿着棘轮管50螺旋移动期间，标度鼓40将在特定位置处与锁定臂54接合，如图7中最佳所示，所述锁定臂将因此弯曲远离壳体结构内部的凸缘86。当发生该情况时，棘轮管50能够根据需要在远侧方向上移动以便释放剂量。

图7公开了已设定最小剂量的情况。标度鼓40已在远侧方向上螺旋地移动到某个位置，其中标度鼓40现在启动挠性臂54，所述挠性臂因此向内弯曲并且远离凸缘86，这允许承载离合器的棘轮管50相对于壳体结构在远侧方向上轴向地移动。

在所示的实施例中，标度鼓40在剂量设定期间在远侧方向上螺旋地移动并且在剂量排出期间在近侧移动。因此，图7中公开的情况是当已设定剂量并且设定剂量具有足够的大小以使得标度鼓40实际上已将挠性臂54向内弯曲时。应当注意，挠性臂54的形状可以设计成适应与标度鼓40的接合。

如所解释的，当使用者按下注射按钮5时，棘轮管50与离合器60一起在远侧方向上移动，从而使重置管25向远侧移动。

因此，只有当标度鼓40已达到由锁定臂54和凸缘86的相对位置确定的特定点时才可以释放剂量。

在其中锁定臂54弯曲远离壳体结构内部的凸缘86的标度鼓40上在窗口58中可见的特定物理位置上，可以提供指示解锁位置的特定标记。

释放机构

在图8和图9中详细公开了释放机构。图8示出了在剂量设定期间离合器60的位置。在该位置，向外指向的齿61锁定在壳体结构中，使得离合器60保持不可旋转。如图8中所示，设置在壳体结构的内表面上的多个向内指向的齿56接合离合器60上的齿61以在剂量设定期间阻止离合器60的旋转。

如前所述，离合器60通过具有环形凹部63而轴向地联接到棘轮管50，所述环形凹部由在远侧设置在棘轮管50上的径向凸缘53接合。因此离合器60能够相对于棘轮管50旋转，但是在定剂量期间被迫使与棘轮管50一起轴向地移动。

在图8中公开的剂量设定位置，使用者旋转剂量拨盘15并由此旋转重置管25以设定要排出的剂量的大小，该旋转被转换成棘轮管50的旋转，使棘轮管50上的挠性臂51弹扣在齿环62中的内齿上，从而向使用者提供正在设定剂量的可听信号。

一旦已设定正确剂量，使用者就抵抗复位弹簧10的偏压推动注射按钮5，这将重置管25、棘轮管50和离合器60在远侧方向上移动到图9中所公开的释放位置。

在该释放位置，离合器60从壳体结构释放(即，齿61与齿56脱离)并且接合活塞杆驱动器65的相应齿66。由此储存在扭转弹簧45中的扭矩施加到棘轮管50的旋转上，所述棘轮管经由挠性臂51将扭矩转换成离合器60的旋转。

因此离合器60的齿61和活塞杆驱动器65上的相应齿66之间的接合使活塞杆驱动器65如图9中的箭头B所示旋转。该旋转在逆时针方向上(在给定示例中)发生，并且单向臂67弹扣在壳体结构的基座部分55的带齿周边59上。这向使用者提供正在分配剂量的独特声音。

因此扭矩通过释放元件60上的齿61和活塞杆驱动器65上的相应齿66之间的邻接被传递。

如果使用者希望在排出设定剂量之前暂停注射，这可以简单地通过例如通过从注射按钮5移动手指移除施加到注射按钮5的力来完成。这将使复位弹簧10将注射按钮5在近侧方向上移回，这也将使重置管25向近侧移动。由于重置管25轴向地联接到棘轮管50，因此棘轮管50也将向近侧移动，从而将离合器60移回到图8中公开的位置，其中齿61移动到与壳体结构的基座部分55中的齿56接合，因此停止定剂量。

然而，有时已证明如果使用者不能暂停定剂量，使得一旦已启动注射按钮5就在一个冲程中排出完整设定剂量，则是有益的。

完整剂量释放

如果在图4公开的示例中使用者从注射按钮5移开手指，则随着离合器60向近侧移动并锁定到壳体结构，剂量的排出将立即停止，然而由于当标度鼓40已向近侧移动时锁定机构54、86已被启动，就不再可能释放设定剂量的剩余部分。在这样的示例中，因此如果在完全排出完整剂量之前使用者不能停止排出，则是有益的。

在图10和图11中公开了使这成为可能的示例。在该示例中，相应齿66在近侧设置有径向延伸部69，使得当相应齿66移动到图10中公开的定剂量位置时，该径向延伸部69在近侧抓紧在齿61上。

在图10中，标度鼓40处于设定位置，原因是其已在远侧方向上移动，并且由于标度鼓40已释放锁定臂54，因此可以将释放元件60向远侧移动以与可旋转驱动元件65接合。

如图10中所示，由于径向延伸部69抓紧在齿61的后方，因此只要以足够的力将齿61的侧壁推压抵靠在相应齿66上，齿61就不能在近侧方向上移动。使齿61推压抵靠相应齿66的旋转力是由旋转地驱动离合器60的扭转弹簧45的扭矩产生的。因此只要由扭转弹簧45施加的扭矩超过某个阈值，复位弹簧10不可能将具有齿61的离合器60拉出与相应齿66和径向延伸部69的接合。

然而，一旦由齿61施加到相应齿66上的扭矩下降到限定阈值以下(当离合器60停止旋转发生)，齿61能够向近侧滑动经过径向延伸部69。

因此，如果使用者在注射期间将手指从注射按钮5移开，则注射按钮5将保持按下，并且只要扭转弹簧45中储存的扭矩使棘轮管25和离合器60旋转，离合器60就将保持旋转。该旋转将继续进行，直到扭矩降低至阈值以下。这或者在已使用储存的扭矩时发生，或者在标度鼓40撞击端部止挡使得标度鼓40和棘轮管50不再旋转时发生。因此，一旦储存在扭转弹簧45中的扭矩降低至限定阈值以下，离合器60将停止旋转，并且由于现在没有大扭矩施加到齿61和相应齿66之间的邻接部上，因此齿61能够滑动经过径向延伸部69并在近侧方向上滑回到图11的锁定位置。在该位置，标度鼓已返回到初始位置。

在图12中公开的另一示例中，径向延伸部69′具有在远侧方向上倾斜的另一轴向延长部，使得齿61在任何时候都不能从相应齿66释放。这意味着一旦在两个齿61、66之间建立接合，该接合就不能撤消。因此注射装置是单剂量注射装置，原因是释放元件60不能从壳体结构中释放一次以上。

前面已示出了一些优选实施例，但是应当强调的是，本发明不限于这些，而是可以在以下权利要求限定的主题内以其它方式实施。

Claims (14)

1.一种用于排出液体药物的至少一个剂量的扭转弹簧驱动式注射装置，其包括：

壳体结构(20、55、70、85)，所述壳体结构固定容纳要排出的所述液体药物的容器(80)，

使用者可操作的旋转剂量设定元件(15)，用于设定要排出的设定剂量的大小，

可旋转剂量设定结构(25、50)，所述可旋转剂量设定结构将来自所述剂量设定元件(15)的旋转转换成扭转弹簧(45)的张紧，使得在所述剂量设定元件(15)旋转时将扭矩储存在所述扭转弹簧(45)中，

可旋转显示元件(40)，所述可旋转显示元件布置成跟随所述剂量设定结构(25、50)的旋转，并且可相对于所述壳体结构(20、55、70、85)从初始位置螺旋地移动到定剂量位置，其中所述设定剂量由所述可旋转显示元件(40)指示，

活塞杆(30)，所述活塞杆在纵向方向(x)上布置并且在远侧方向上可移动以从所述容器(80)排出所述设定剂量，

可旋转驱动元件(65)，所述可旋转驱动元件接合所述活塞杆(30)并且适于在所述可旋转驱动元件(65)旋转时在所述远侧方向上移动所述活塞杆(30)，

轴向可移动释放元件(60)，用于释放储存在所述扭转弹簧(45)中的扭矩以旋转所述可旋转驱动元件(65)，

其特征在于，

所述注射装置还包括在第一位置和第二位置之间可操作的阻挡结构(54、86)，并且其中

所述阻挡结构(54、86)在所述第一位置阻止所述释放元件(60)的轴向移动，并且在所述第二位置允许所述释放元件(60)的轴向移动，

并且所述阻挡结构(54、86)可由所述可旋转显示元件(40)操作。

2.根据权利要求1所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述可旋转显示元件(40)联接到所述剂量设定结构(25、50)，使得所述可旋转显示元件(40)跟随所述剂量设定结构(25、50)的旋转。

3.根据权利要求2所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述剂量设定结构(25、50)包括棘轮管(50)，所述棘轮管具有优选地通过槽(41)和榫(52)接合与其联接的所述可旋转显示元件(40)。

4.根据权利要求1、2或3所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述可旋转显示元件(40)通过螺旋接口(42、57)相对于壳体结构(20、55、70、85)被引导，使得当旋转时，所述可旋转显示元件(40)螺旋地移动。

5.根据权利要求3或4所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述棘轮管(50)和所述释放元件(60)彼此联接，使得所述释放元件(60)跟随所述棘轮管(50)的轴向移动。

6.根据权利要求3、4或5所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述棘轮管(50)被联接以跟随包括在所述剂量设定结构(25、50)中的重置管(25)的轴向移动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述释放元件(60)在定剂量期间可通过所述剂量设定结构(25、50)的轴向移动而在所述远侧方向上轴向移动到与所述可旋转驱动元件(65)接合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述剂量设定结构(25、50)设置有接合所述壳体结构(20、55、70、85)的一个或多个锁定臂(54)，以由此阻止所述剂量设定结构(25、50)的轴向移动。

9.根据权利要求8所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述可旋转显示元件(40)启动所述锁定臂(54)以在所述可旋转显示元件(40)相对于所述壳体结构(20、55、70、85)的特定位置处移动脱离与所述壳体结构(20、55)的接合。

10.根据权利要求9所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述壳体结构(20、55、70、85)在内表面上设置有凸缘结构(86)，所述凸缘结构接合所述锁定臂(54)以阻止所述棘轮管(50)的轴向移动，并且其中，所述可旋转显示元件(40)在所述可旋转显示元件(40)相对于所述壳体结构(20、55、70、85)的特定位置处将所述锁定臂(54)移动远离所述凸缘结构(86)。

11.一种用于排出液体药物的至少一个剂量的扭转弹簧驱动式注射装置，其包括：

壳体结构(20、55、70、85)，所述壳体结构固定容纳要排出的所述液体药物的容器(80)，

使用者可操作的旋转剂量设定元件(15)，用于设定要排出的剂量的大小，

可旋转剂量设定结构(25、50)，所述可旋转剂量设定结构将来自所述剂量设定元件(15)的旋转转换成扭转弹簧(45)的张紧，使得在所述剂量设定元件(15)旋转时将扭矩储存在所述扭转弹簧(45)中，

可旋转显示元件(40)，所述可旋转显示元件布置成跟随所述剂量设定结构(25、50)的旋转，并且可相对于所述壳体结构(20、55、70、85)从初始位置螺旋地移动到定剂量位置，其中设定剂量由所述可旋转剂量设定元件(40)指示，

活塞杆(30)，所述活塞杆在纵向方向上布置并且在远侧方向上可移动以从所述容器(80)排出所述设定剂量，

可旋转驱动元件(65)，所述可旋转驱动元件接合所述活塞杆(30)并且适于在所述可旋转驱动元件(65)旋转时在所述远侧方向上移动所述活塞杆(30)，

轴向可移动释放元件(60)，用于释放储存在所述扭转弹簧(45)中的扭矩以旋转所述可旋转驱动元件(60)，

其中所述释放元件(60)优选地在外表面上设置有一个或多个齿(61)，所述一个或多个齿轴向地接合设置在所述可旋转驱动元件(65)上的相应齿(66)，并且在定剂量期间由所述扭转弹簧(45)产生的扭矩从所述释放元件(60)的一个或多个齿(61)传递到所述可旋转驱动元件(65)上的相应齿(66)，使得在定剂量期间所述释放元件(60)的旋转转换成所述可旋转驱动元件(65)的旋转，

并且其中所述释放元件(60)上的一个或多个齿(61)相对于所述可旋转驱动元件(65)上的相应齿(66)在轴向方向上可滑动，

其特征在于，

所述可旋转驱动元件(65)上的相应齿(66)中的至少一个在近侧设置有径向延伸部(69、69′)，当某个阈值以上的扭矩施加到所述相应齿(66)时，所述径向延伸部阻碍所述齿(61)和所述释放元件(60)相对于所述可旋转驱动元件(65)上的相应齿66在所述轴向方向上滑动。

12.根据权利要求11所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述相应齿(66)和所述径向延伸部(69)之间的转变包括倾斜表面，当没有扭矩施加到所述相应齿(66)时所述一个或多个齿(61)能够沿着所述倾斜表面滑动。

13.根据权利要求11所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其中所述径向延伸部(69′)被成形为使得其永久地锁定所述齿(61)和所述释放元件(60)以免轴向移动。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的扭转弹簧驱动式注射装置，其与根据权利要求11或13中的任一项组合。

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