CN113474024B - 在注射过程中自动且被动地保持针管安全的超低浪费针管和注射器系统 - Google Patents

Abstract

提供了防护浪费和针刺的系统(10)。提供一种注射器(12)，其包含针筒(40)和柱塞(50)。管状间隔件(54)设置在针筒(40)中。提供一种针头(14)，其包括套环(34)和针管(16)。安全滑动件(22)定位在针管(16)和套环(34)之间。安全滑动件(22)具有护套管(30)。在第一位置，护套管(30)不延伸超过针管(16)。在第二位置，护套管(30)延伸超过针管(16)的端部(18)。当推进时，柱塞头52移动管状间隔件54。管状间隔件(54)压靠在安全滑动件(22)上。安全滑动件(22)从第一位置移动到第二位置。

Description

在注射过程中自动且被动地保持针管安全的超低浪费针管和 注射器系统

技术领域

总体上，本发明涉及用于通过针管或套管进行注射的注射器。更具体地，本发明涉及安全注射器，其中针管在使用后自动被遮蔽。

背景技术

在美国每年进行数百万次注射。所述注射通常使用皮下注射针管和注射器进行。皮下注射针管的长度和针管的规格取决于具体应用以及注射是肌肉内注射、皮下注射、静脉内注射还是皮内注射。被注射的组合物也有很大的不同。一些注射材料，如生理盐水等，非常便宜。然而，许多药物组合物，例如某些基因治疗组合物，每次注射可能要花费数万美元。因此，一毫升药物的一小部分可能价值数百美元。

当使用传统的皮下注射针管和注射器进行注射时，在注射完成后，不可避免地会有一定体积的注射材料残留在针管和注射器内。在注射之后，剩余的药物材料与针管和注射器一起被扔掉。保留在针管和注射器内的注射材料的量取决于针管和注射器的设计。对于一些注射材料，可以进行小至50微升的注射。该体积接近许多现有技术针管和注射器设计的死区体积。结果，为了进行50微升的注射，必须将超过100微升抽吸到针管和注射器中。最终使得吸入针管和注射器的一半注射材料被扔掉。如果考虑所有的注射，留在低效的针管和注射器设计的死区中的药物材料加起来浪费了数十亿美元的药品。

在现有技术中，很少考虑固有地保留在皮下注射器和针管内的残留材料的体积。已经设计了一些针管和注射器组件使得其中注射器柱塞和针头进行平面接触。此类现有技术的设计例如为授予Lee的专利号为6,616,636的美国专利和授予Jentzen的专利号为5,902,270的美国专利。然而，在真实的医疗环境中，例如医院，取决于具体的医疗应用，不同的注射器与许多不同的针头一起使用。一些针头和注射器组合在排出药物组合物方面是高效的，而一些则不是。

当针头和注射器是安全注射器组件的一部分时，问题变得更加复杂。安全注射器组件被设计为既可以进行注射，又可以提供某种机制以最大程度地减少针刺伤(needlestick injury)的可能性。针刺伤在医疗工作者中很常见。针刺伤由美国国家职业安全和健康研究所(United States National Institute of Occupational Safety andHealth)定义为由针管，例如皮下注射针管、采血针管、静脉内(IV)管针管和用于连接IV递送系统的部件的针管引起的伤害。针刺伤可以传播经血液传播的病原体，如乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒和人体免疫缺陷病毒(HIV)。对于医疗工作者来说，针刺伤是造成这些疾病的主要原因。

据疾病控制中心(Center for Disease Control)估计，在美国，每年有超过300万的医疗工作者由于针管事故暴露于血液和体液。大多数医疗工作者都接受过使用针管和处理用过的针管的程序培训。使用过的针管不应重新盖起(recapped)，以防止针刺伤的可能性。然而，许多研究表明，在医疗工作者中，重新盖起仍然很普遍。

为了减少针刺伤的数量，已经开发了各种安全针管，这些安全针管起到在针管从皮肤缩回的瞬间覆盖针管的作用。这通常通过沿着针管的轴推进管状护套直到护套覆盖针管的尖端来实现。此种现有技术例如由授予Berler的专利号为6,626,863的美国专利、授予Berler的公开号为2007/0016140的美国专利、授予Berler的公开号为2007/0016145的美国专利和授予Berler的公开号为2008/0009808的美国专利来说明。然而，将安全机构集成在针头内通常会在针头内占用额外的空间。在针头中使用更多的空间意味着在针头中有更多的死区，残留的药物组合物可能在该死区中聚集。因此，在设计中经常存在必须平衡的互相对立的关注点。设计的安全特征与由于安全特征而保留的浪费的药物相平衡。

使用安全注射器通常还需要改变注射技术。也就是说，医疗工作者必须改变他们使用针管和注射器的方式，以便激活所述安全特征。这通常需要医疗工作者使用双手，并在使用后在针管附近抓住针管和注射器。安全系统的激活不是自动的，并且使医疗工作者在试图激活安全系统时容易受到针刺伤。

因此，需要一种改进的皮下注射针管和注射器组件，其中在注射之后针管自动地被遮蔽，并且其中组件不保留任何具有相当的体积的被注射材料。

需要一种安全针管和注射器系统，其可以使用与传统针管和注射器系统相同的技术以一只手进行操作。

最后，需要一种安全针管和注射器系统，其甚至在针管从患者体内抽出之前即自动激活并防止接近针管尖部。

如下所述和要求保护的本发明满足了这些需求。

发明内容

本发明是一种针管和注射器系统，其通过单手操作提供超低的药量浪费和自动针刺保护。提供一种包含针筒和柱塞的注射器组件。柱塞有一个在针筒内移动的柱塞头。一管状间隔件靠近针筒的顶端设置在针筒中。所述间隔件具有中心开口，使得注射组合物可流过间隔件。

提供一种针头组件，其选择性地附接至针筒的开口端。针头组件包括用于接合针筒的套环和具有尖锐的第一端的针管。

安全滑动件定位在针头组件内的针管和套环之间。安全滑动件具有围绕针管的一部分的护套管。安全滑动件可相对于针管在第一位置和第二位置之间移动。在第一位置，护套管不延伸超过针管的尖锐的第一端。在第二位置，护套管延伸超过针管的尖锐的第一端并防止针刺。

当柱塞在针筒中前进时，管状间隔件由于柱塞筒内增加的压力而开始移动。最终，柱塞头接触管状间隔件并将其移动到其在组件中的最远位置。管状间隔件经过针管的基部并压靠在安全滑动件上。当执行注射时，安全滑动件借助管状间隔件从第一位置移动到第二位置。当安全滑动件前进时，护套管在针管的尖锐端部上延伸。这在注射期间发生，由此直至在针管从患者抽出之前保护针管的尖端。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考结合附图考虑的本发明的示例性实施例的以下描述，其中：

图1是安全针管和注射器系统的一个示例性实施例的横截面视图，该安全针管和注射器系统包含附接到针头组件的注射器组件；

图2示出了图1的示例性实施例的一个分解图；

图3示出了针头组件的安全滑动件的一个立体图；

图4是在致动针头组件中的安全滑动件之前注射器组件和针头组件的颈部的一个放大的横截面图；

图5是在致动针头组件中的安全滑动件期间注射器组件和针头组件的颈部的一个放大的横截面图；以及

图6是在致动针头组件中的安全滑动件之后注射器组件和针头组件的颈部的一个放大的横截面图。

具体实施方式

本发明的针管和注射器系统可以以多种方式配置并且可以适于在多种应用中使用。然而，出于描述和说明的目的，仅选择一个示例性实施例。然而，当解释所附权利要求书的范围时，所说明的实施例仅是示例性的且不应被视为限制。

参照图1和图2，示出了本发明的针管和注射器系统10。在所示实施例中，针管和注射器系统10包括两个主组件，这两个主组件在使用之前即时由医疗专业人员选择性地接合。两个主组件包括注射器组件12和针头组件14。

针头组件14包括一个针管16。针管16具有尖锐的第一端18和相对的第二端19。针管16的规格和针管16的长度由医疗专业人员针对正在执行的医疗过程来选择。在针头组件14内，针管16的一部分设置在细长基部20内。细长基部20是管状的并且不阻碍通过针管16的流动。这样，针管16和细长基部20作为单个单元一起移动。

参照图3，结合图2，可以看出，针管16被安全滑动件22的相对运动选择性地保护。安全滑动件22具有管状本体24。支腿26从管状本体24的第一端27延伸。管状本体24限定了中心腔28，该中心腔28的尺寸设置成接收针管16的细长基部20。护套管30从与支腿26相对的安全滑动件22的第二端31延伸。延伸的护套管30是悬臂式(cantilevered)的，并限定与中心腔28连通的导管32。细长基部20延伸到安全滑动件22的中心腔28中，并且针管16延伸穿过安全滑动件22的护套管30。如以下将会解释的，安全滑动件22能够相对于针管16和细长基部20移动。

参考图2，结合图4、图5和图6，将说明在使用之前(图4)，安全滑动件22缩回并且针管16延伸超过护套管30，在此处针管16可被使用。在使用期间(图5)，安全滑动件22使护套管30沿着针管16延伸。在使用之后，(图6)安全滑动件22延伸护套管30，使得其覆盖针管16的全部，从而使得针管16安全。

针头组件14包括围绕安全滑动件22的套环34。套环34通过卡口连接、螺纹连接或类似的机械连接机械地附接到注射器组件12。这样，套环34用于将针头组件14与注射器组件12互相连接。套环34具有锥形颈部36，锥形颈部36抵靠安全滑动件22并在操作期间引导安全滑动件22的运动。一个或多个锁定突起38形成在锥形颈部36的内侧上。锁定突起38被偏压在安全滑动件22上，其目的将在后面描述。

注射器组件12具有针筒40。针筒40限定管状腔室41，该管状腔室41在开放的第一端42和开放的第二端44之间延伸。管状腔室41在开口的第一端42和开口的第二端44之间是均匀的，除了形成在距开口的第一端42较短距离处的环形突起60。靠近第一端42的针筒40的外部具有螺纹或以其他方式构造成与针头组件14的套环34接合。同样，针筒40的外部在相对的第二端44处具有指部凸缘46，以便于正确地握持整个针管和注射器系统10。

柱塞50设置在针筒40内。柱塞50具有柱塞头52，当柱塞50在针筒40内往复运动时，柱塞头52密封针筒40内的管状腔室41。柱塞头52具有面向针筒40的开放的第一端42的端面55。

管状间隔件54定位在针筒40的管状腔室41内。管状间隔件54具有在第一端57和第二端58之间延伸的中心开口56。管状间隔件54的第一端57朝向柱塞头52的端面55定向，并且构造成抵靠柱塞头52而没有中间间隙空间。管状间隔件54中的中心开口56的尺寸被设置为能够在针管16的底部接收细长基部20。管状间隔件54的尺寸被设置成配合在针筒40的管状腔室41内侧。管状间隔件54在其外部具有凹入区域59，该凹入区域59与管状腔室41的内侧上的环形突起60接合。环形突起60在凹入区域59内时限制了管状间隔件54在针筒40内往复运动的范围。

应当理解，为了利用针管和注射器系统10，要选择适合于待执行的医疗注射的针头组件14和注射器组件12。针头组件14被手动地附接到注射器组件12。然后，通过将柱塞50缩回到针筒40内，以传统方式将精确体积的注射组合物62吸入到针管和注射器系统10中。

在使用之前，暴露针管16的尖锐的第一端18。针管16的第一端18用于通过患者的皮肤进行注射。由于护套管30的细度，护套管30通常也通过由针管16形成的开口进入皮肤。通过朝向针头组件14推进柱塞头52来注射组合物。如图4、图5和图6依次所示，针管16和细长基部20在注射之前、注射期间和注射之后保持静止。细长基部20部分地延伸到管状间隔件54的中心开口56中。以这种方式，流过针管16的注射组合物62可以自由地流过管状间隔件54。当注射组合物62被吸入针筒40时，管状间隔件54通过针筒40中的环形突起60与管状间隔件54上的凹入区域59相互作用而保持就位。

当柱塞50在针筒40中前进时，注射组合物62通过针管16移出针筒40。在注射过程中，柱塞50的运动增加了注射组合物62的压力。注射组合物62压靠管状间隔件54，并在注射进行时开始向前移动管状间隔件54。参照图5，可以看出，当柱塞头52最初接触管状间隔件54时，在柱塞头52和管状间隔件54之间没有间隙空间。包含注射组合物62的仅有的区域是在针管16内部和管状间隔件54的中心开口56中未被针管16的细长基部20占据的部分。然而，在这一点上，柱塞50还没有完全压入针筒40内。

参照图6，可以看出，当柱塞50前进到底时，柱塞头52接触管状间隔件54并将管状间隔件54推到针筒40的敞开第二端44。此时，柱塞头52接触针管16的细长基部20。结果，在管状间隔件54内不再有开放空间。注射组合物62可以保留的唯一区域是在针管16本身内。该区域非常小，并且远小于最初由针管和注射器组件10保持的注射组合物62的体积的1％。因此，应当理解，在完成注射之后由针管和注射器组件10保持的注射组合物62是最少的。

结合图3参考图5和图6，可以理解，当管状间隔件54由于柱塞头52而朝向针筒40的第二端44前进时，针筒40内增加的压力使管状间隔件54向前移动。最后，管状间隔件54压靠安全滑动件22的支腿26，并继续向前移动安全滑动件22。结果，安全滑动件22在注射过程期间向前移动。当安全滑动件22向前移动时，护套管30在针管16上前进，其中护套管30最终延伸超过针管16的尖锐的第一端18。这使得针管16安全。护套管30在注射过程期间与安全滑动件22一起移动。当护套管30沿着针管16前进时，护套管30进入患者体内。在注射过程完成之前，护套管30延伸超过针管16。这样，当针管16从病人体内抽出时，针管16已经受到护套管30的保护。

当安全滑动件22在固定的套环34内前进时，套环34上的锁定突起38接合安全滑动件22并将安全滑动件22锁定就位。这防止了针头组件14被复装和重新使用。另外，随着安全滑动件22在套环34内前进，安全滑动件22外部上的可视指示器65(图3)变得可见。当安全滑动件22与套环34锁定接合时，可视指示器65变得可见。可视指示器65使医疗工作者能够清楚针管和注射器系统10已经被使用，并且系统10被锁定在安全配置中且等待废弃。

应当理解，所图示和描述的本发明的实施例仅仅是示例性的，并且本领域技术人员可以对该实施例进行许多变化。例如，在套环和安全滑动件之间可以使用许多锁定装置，以在注射完成时将这些元件锁定在一起。所有这些实施例旨在包括在如权利要求书所限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种包括针管和注射器的系统，包括：

其具有第一开口端的注射器针筒，其中所述注射器针筒限定一管状腔室，所述管状腔室能够从所述第一开口端接近；

由所述注射器针筒向内延伸到所述管状腔室的环形突起；

具有能够在所述注射器针筒内往复运动的柱塞头的柱塞，其中所述柱塞头具有面向所述注射器针筒的所述第一开口端的端面；

设置在所述注射器针筒中的间隔件，所述间隔件具有外部，沿所述外部设有凹入区域，延伸穿过所述间隔件的中心开口，以及面向所述柱塞头的所述端面的接触表面，其中所述注射器针筒上的所述环形突起延伸进入所述间隔件的所述凹入区域，并限制所述间隔件在所述注射器针筒中的往复运动；

选择性地连接到所述注射器针筒的套环，其中所述套环支撑延伸到所述间隔件的所述中心开口中的针管基部；

在尖锐的第一端和相对的第二端之间延伸的针管，其中所述针管附接到所述针管基部；

从所述套环延伸的安全滑动件，其中所述安全滑动件具有在所述安全滑动件处延伸并围绕所述针管的一部分的护套管，并且其中所述安全滑动件可以相对于所述针管和所述套环在第一位置以及第二位置之间移动，其中在所述第一位置所述护套管不延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端，其中在所述第二位置所述护套管延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端；

其中，所述柱塞能够在所述注射器针筒中移动，以使得所述柱塞头接触并移动所述间隔件，其中所述间隔件越过所述针管基部前进，并且所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述针管基部通过所述间隔件中的所述中心开口移动到所述间隔件的所述接触表面。

3.根据权利要求1的系统，其中所述间隔件的所述接触表面和所述柱塞头的所述端面相配，使得在所述接触表面和所述端面接触时，在所述接触表面和所述端面之间不存在空间。

4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括锁，当所述安全滑动件进入所述第二位置时，所述锁将所述安全滑动件自动锁定在所述第二位置。

5.根据权利要求1的系统，进一步包括在所述安全滑动件上的可视指示器，所述可视指示器在所述安全滑动件进入所述第二位置时变得可视。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述注射器针筒机械地接合所述间隔件并且将所述间隔件在所述注射器针筒内的运动限制到限定范围。

7.一种包括针管和注射器的系统，包括：

包含针筒和柱塞的注射器组件，其中所述柱塞具有柱塞头；

设置在所述针筒中的管状间隔件，所述间隔件具有延伸通过其中的中心开口；

选择性地附接到所述注射器组件的套环，所述套环具有一个锥形颈部以及设置在所述锥形颈部上的至少一个锁定突起，其中所述套环支撑具有尖锐的第一端的针管，所述针管延伸穿过所述锥形颈部，且其中所述至少一个锁定突起由所述锥形颈部朝向所述针管延伸；

具有管状本体以及从所述管状本体延伸的围绕所述针管的一部分的护套管的安全滑动件，所述管状本体具有形成于其上的锁定槽，并且其中所述安全滑动件能够相对于所述针管在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置，所述护套管不延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端，在所述第二位置，所述护套管延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端；

其中所述柱塞能够在所述针筒中移动以接触并移动所述间隔件，所述间隔件将所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置；以及

其中，在所述安全滑动件移动至所述第二位置时，所述锥形颈部上的所述至少一个锁定突起与在所述管状本体上的所述锁定槽接合，从而将所述安全滑动件锁定在所述第二位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述针管锚固在针管基部中，并且当所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述针管基部移动通过所述间隔件中的所述中心开口。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述间隔件和所述柱塞头相配合，从而在所述间隔件和所述柱塞头之间接触时，在所述间隔件和所述柱塞头之间不存在空间。

10.根据权利要求7的系统，进一步包括在所述安全滑动件上的可视指示器，所述可视指示器在所述安全滑动件进入所述第二位置时变得可见。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述针筒机械地接合所述间隔件并且将所述间隔件在所述针筒内的运动限制在限定范围内。

12.一种包括针管和注射器的系统的操作方法，包括以下步骤：

提供包含针筒和柱塞的注射器组件，其中所述柱塞具有柱塞头且所述针筒具有环形突起；

将管状间隔件定位在所述针筒中，所述管状间隔件具有在其上的凹入区域，所述环形突起延伸进入所述凹入区域，其中在所述凹入区域中的所述环形突起限制所述管状间隔件在所述针筒中的往复运动，且其中所述管状间隔件具有延伸穿过所述管状间隔件的中心开口；

将针头附接至所述注射器组件，其中所述针头支撑具有尖锐的第一端的针管；

提供具有护套管的安全滑动件，所述护套管围绕所述针管的一部分，并且其中所述安全滑动件能够相对于所述针管在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置，所述护套管不延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端，在所述第二位置，所述护套管延伸超过所述针管的所述尖锐的第一端；

在注射期间在所述针筒中推进所述柱塞，直到所述柱塞头接触并移动所述管状间隔件，其中所述管状间隔件将所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述针管锚固在针管基部中，并且当所述安全滑动件从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述针管基部移动通过所述管状间隔件中的所述中心开口。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述管状间隔件和所述柱塞头相配，使得当所述管状间隔件接触所述柱塞头时，在所述管状间隔件和所述柱塞头之间不存在空间。

15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在所述安全滑动件进入所述第二位置时将所述安全滑动件锁定到所述第二位置。

16.根据权利要求12的方法，进一步包括在所述安全滑动件上提供可视指示器，所述可视指示器在所述安全滑动件进入所述第二位置时变得可见。