CN1195557C - 具有嵌合件式注射头的无针注射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无针注射器，用于注射治疗用的有效成分。本发明特别涉及用于注射开始处于一个注射头(1，10)与一个活动壁(8)之间的有效成分(7)的无针注射器，注射头(1，10)包括至少一个注射喷嘴，所述注射头与皮肤接触，活动壁(8)可以在一个推进系统(9)的作用下移动，保证有效成分的加压及穿过位于注射器下游端(2)的注射头。为了在很大的注射头厚度上实现喷嘴并且控制喷射连贯性的距离，所述注射头(1，10)包括至少两个零件，它们的接触面指向皮肤，至少一个槽(31，41，41’)在所述零件的组合件中形成一个注射喷嘴。

Description

具有嵌合件式注射头的无针注射器

技术领域

本发明涉及用于人类医学或兽医的治疗用有效成分液体的皮内、皮下或肌肉注射的无针注射器领域。

背景技术

在该领域，为了提高注射的效能，使用了一些注射器，注射器在贴到皮肤或非常靠近受体皮肤的下游部分有一个包括几个管的注射头，以便把要注射的液体分配到分布在一个比较大的面积上的几个点上。这种方法还具有减少痛苦和消除由于太大的液体量注入到唯一一点可能造成的表皮或皮下变化。

为了提高注射的效能，人们还在喷射的形状上下功夫：控制喷射连贯性(coherence)的距离，并且寻找一种中间的解决办法，即在特别连贯的喷射、如通过特别深地深入皮肤并危险地撕裂皮肤的喷射切割和使液体雾化并且其细小颗粒不深入皮肤的喷射之间的解决办法。

专利US3802430描述了一种无针注射器，其中要注射的液体被一个活塞推动，活塞由烟火技术发生器产生的气体来推动；这种注射器包括五个与注射器的轴平行并且横截面为圆形的管。专利US3788315描述了一种注射器，其中推动液体的活塞被气体或一个压缩弹簧的膨胀推动。这个注射器包括六个横截面为圆形的管，管的轴稍微偏离注射器的轴。在这些例子中，尽管液体分布在几个点上，管仍然互相相当接近；另外，这些管的简单形状表明这些管不能最佳控制喷射连贯性的长度，而在这个特殊的应用中，这一长度对注射器的性能是一个重要的因素。

总之，制造注射器的注射头的问题包括机械阻力的问题、刚才提到的性能问题和成本问题。

实际上，注射时，位于注射器下游部分的注射头不应该在液体压力的作用下发生变形：注射头应该比较厚，另外，管应该分布在一个较大的面积上。问题将是在很大的厚度上实现一般非常细的管。

注射头的性能在于能够在预先确定的条件下(液体的性质、注入压力)通过适当横截面的管控制从管或喷嘴出来的喷射连贯性的距离。适当横截面的目的是在从注射头出来的很短距离内在流动中产生一个涡流场，使喷射保持连贯，即相当细并且快速，以便穿透并深入到处理对象的皮肤中，然后喷射迅速失去连贯性：射流爆裂，以便使有效成分更好地在皮下扩散。问题只在于制造，不仅在很大的厚度上实现细管，还特别在与实现有适当横截面的管。

最后，对于大批量制造的注射器，特别是丢弃型注射器，制造成本成为一个非常重要的因素。

发明内容

本发明涉及一种无针注射器，用于注射开始处于一个注射头与一个活动壁之间的有效成分，注射头包括至少一个注射喷嘴，所述注射头位于注射器的下游端，活动壁可以在一个推进系统的作用下移动，保证有效成分的加压及穿过注射头，其特征在于，注射头由至少两个零件组合构成，每个零件有一个平行于注射头的下游面的下游面、一个上游面和一个连接它们的侧表面，组合件中所述零件的接触面是所述零件侧表面的全部或部分，至少一个接触面具有至少一个在所述零件的组合件中构成一个注入喷嘴的槽。

本发明涉及的有效成分液体主要为一种粘度或大或小的液体、液体混合物或凝胶。有效成分可以是一种溶解在适当溶剂中的固体，以便进行注射。有效成分可以是在一种适当液体中的浓度或大或小的粉末状悬浮固体。固体有效成分的粒度应该与管的形状相适应，避免堵塞管。

注射头的一个组成零件包括一个位于有效成分一侧的表面，称为上游面，一个位于皮肤一侧的表面，称为下游面，和一个部分或全部与至少另一个零件的侧表面的部分或全部接触的侧表面。侧表面的至少一部分上至少有一个槽从上游面延伸到下游面。

在组成零件的组合体中，一个槽可以与邻近零件的侧表面相对，该槽也可以与另一个邻近零件的侧表面上的另一个槽相对；相对的槽可以有相同或不同的横截面。

对于第一种配置中的注射器注射头，两个相邻零件的接触面，即为所述零件侧表面的全部或部分接触面是回转表面。

在注射头的第二种配置中，两个相邻零件的接触面，即为所述零件侧表面的全部或部分的接触面是一些平面。

槽的横向尺寸与它的长度相比非常小。可以近似地说，槽位于注射头的一个组成零件的侧表面一部分上划出的一条曲线周围。

在第一实施例中，侧表面上划出的这条曲线基本为直线，槽即为直的。例如在一个本身为平面、柱形或锥形表面上做出的槽就是这种情况。

在第二实施例中，侧表面上划出的这条曲线不是直线，而是一条没有包含在任何一个平面中的空间曲线，即槽将为螺旋形。例如在一个柱形或锥形表面上做出的螺旋槽就是这种情况。

在第三实施例中，该槽由从零件的上游面出发的两个部分的槽汇聚而成，并向槽的下游成为一个槽。槽的不同部分为直线或螺旋形。

另外，从零件的上游面到下游面，槽的横截面基本不变。横截面最好为简单的几何形状，例如为“V”形、“U”形或半圆形槽。这些形状有一个零件的对称轴通过的对称平面。

槽最好有一个变化的横截面。从上游面到下游面，槽的横截面变化，均匀或突然地变大或变小，使喷嘴有一系列管状部分和空腔，这些不同部分的适当分布可以根据预定的使用条件，即要注射液体的粘度和注入压力控制喷射连贯性的距离。

例如，这种变化的横截面简单地通过一个前面所述的横截面恒定的槽得到，在该槽上重叠至少一个使该槽局部加宽或加深的凹痕。在注射头零件的装配件中，所述凹痕沿注射喷嘴产生空腔，使注射喷嘴具有变化的横截面，这种设置可以控制喷射连贯性的距离。

至少两个槽汇聚成一个槽也可以实现这里所说的变化的横截面。

总之，槽可以是一系列互相非常靠近的凹痕，这些凹痕构成具有变化横截面的槽。

在无针注射器的第一实施例中，注射头包括一个带有至少一个凹槽的支承件，一个零件嵌在凹槽中，该零件形成一个单块核芯。所述核芯和支承件带有一些槽，以形成至少一个注射喷嘴。

在无针注射器的第二实施例中，注射头包括至少一个由至少两个零件或两部分组成的核芯，两个零件或两部分沿它们的平面组合在一起，以便形成至少一个横截面变化的喷嘴，不同核芯的零件或部分嵌在支承件的凹槽中。

对于这两个实施例，嵌合最好是用力装配，这还能保证接触面处的密封性。

单块或由几部分组成的核芯具有变化的对称性；核芯的形状为柱形或截锥形，即n次重复对称：核芯的形状为棱柱或锥形金字塔。显然，接受核芯的凹槽具有同样的形状，凹槽具有共轭的形状，以便进行嵌合。

在无针注射器的第三实施例中，注射头包括至少一个由至少两部分组成的核芯，两部分沿它们的平面组合在一起，以便形成至少一个横截面变化的喷嘴，不同核芯的部分通过复制模连成一体。

嵌套组装也是本发明的一部分，其中一个子组件包括一个带有核芯的支承件和复制模。嵌套组装最好为把一个核芯嵌在一个只有一个凹槽的支承件中，这个嵌合作为另一个只有一个凹槽的支承件的核芯。一个特别简单的方法是把一个核芯直接嵌到为此目的设置的注射器的下游端中。

另外，对于锥形零件，例如圆锥台形、锥形金字塔或块状的零件，装配和安装的方法是使下游面具有较小的截面：由于这种安装，液体的压力有使零件嵌入的趋势，而不是将它们从凹槽中赶出。

本发明还涉及一种注射头，所述注射头由至少两个零件组成，零件的接触面指向皮肤，至少一个接触面包括至少一个槽，该槽在所述零件的装配件中形成一个注射喷嘴。

根据本发明的注射器解决了提出的所有问题。对于注射头的阻力，厚度的增加没有造成在很大厚度上实现横截面变化的细管所面对的困难。

对于注射头的使用，本发明可以用简单的方法进行，为了适应预定的使用条件，控制从喷嘴出来的喷射连贯性的距离。

在成本方面，注射头具有形状简单并易于制造的零件，通过直接浇注注射头零件或通过在另外制造的毛坯上加工槽或凹痕。所有这些制造和装配作业都适于高度自动化。

另外，从非正常使用情况下的安全方面看，根据本发明的注射器还具有一个不可否认的优点。例如，如果注射器指向一个面孔并且意外起动，如果注射器不接触(或非常靠近)面孔，喷射流除了将有效成分喷洒到面孔上外不会有其它作用，不会有任何机械穿刺作用。这个优点与控制喷射连贯性的距离有关。

附图说明

下面借助附图对本发明进行详细描述。

图1为一个根据本发明的注射器的局部纵剖视图。

图2为所述注射器的注射头的横剖面图。

图3、4为注射器注射头中使用的核芯的立体图。

图5为根据本发明另一个实施例的核芯的两个零件的立体图。

图6为一个纵剖视图，示出把图5所示的零件装配在一起得到的注射器注射头。

具体实施方式

图1示出一个用于注射有效成分液体的无针注射器的示意图。这种注射器一般为柱形，并且包括一个容纳有效成分7的储存器。储存器在一个称为下游端2的端点处由包括至少一个管或注射喷嘴的注射头1封闭。注射头1一般贴靠在处理对象的皮肤上，或保持非常近的距离，该图中没有表示出皮肤。该注射头是储存器的端部，或者是一个通过适当的方法固定在储存器这一端的附加零件3。储存器的另一端被一个活动壁8封闭，例如一个带有保证密封性的装置，如环形密封垫的活塞。最后，注射器包括一个带有起动装置的推进系统9，用于推动活塞并注入液体。在可用的并且不详细描述的推进系统中，可举出一种如前面提到的专利US3802430描述的气体烟火发生器，还要提到专利US3788315中描述的气体或压缩弹簧的膨胀。显然，根据本发明的注射器可以装有某个这种类型的推进系统，以便推进活塞。

注射头1(也见图2)用力装配到注射器的端部2中。该注射头包括一个基本为柱形的支承件4，支承件4有一个贴靠在注射器端部的内侧表面20上的外侧表面40和一个内侧表面40’，在该例中，一个单块核芯3的外侧表面30与内侧表面40’接触。支承件4和核芯3每个都有一个平行于注射头下游面的下游面、一个上游面、一个用于使零件3、4紧固在装配件中的肩部；在该例中这个肩部为截锥形。外侧壁上的槽延伸到截锥形的肩部中。

图2示出上述注射器下游端2的横截面。支承件4嵌在注射器的端部2中，接触面分别为侧面40和20。核芯3嵌在支承件4中，接触面分别为侧面40’和30。支承件4的外侧面40有四个槽，如槽41，它们均匀分布，并且基本为半圆形，所述槽与注射器下游端2的侧面20相对。支承件4的内侧面也有四个与前面相似并均匀分布的槽，如槽41’，但是与外槽错开45°。最后，核芯3的侧面30有八个槽，如槽31，它们均匀分布，并且横截面为“V”形。两个这些槽中的一个与一个槽，如槽41’相对，其它槽与支承件的内侧壁40’相对。

外侧壁上的槽，如槽31和41延伸到核芯3和支承件4的截锥形肩部中。内侧面上的槽，如槽41’在面对面的槽31肩部开口的延长线中。

槽的横向尺寸相当于直径等于0.05-0.5毫米的圆形喷嘴。注射头一个零件的高度约为3-10毫米。槽的喷嘴分布在直径为3-30毫米的同心圆上。

图3为核芯33的立体图。核芯安装在一个上图所示的支承件上。

核芯33基本为圆柱形，它的上游面包括一个锥形肩部，图中看到它的上游面331。核芯的侧面有八个均匀分布的槽53，它们为纵向，并且横截面为半圆形；这些槽延伸到肩部中。每个槽上有两个使槽局部加宽、加深的锥形凹痕63。当该核芯嵌入到支承件的槽中时，这些槽和空腔形成一个横截面变化的喷嘴，在该例中有两个空腔，它们将在喷射中形成涡流，因此可以控制喷射连贯性的距离。

在该例中，核芯圆形部分的直径为8毫米，总高度(包括肩部)为5.8毫米；槽为半圆柱形，半径为0.1毫米，锥形的顶角为90°，圆形底的直径为1毫米。

图4为另一个核芯34的立体图。

这个几何形状变化的核芯为上游截锥形部分与下游柱形部分的结合，这种形状的结合实现了槽中的单块核芯。核芯的侧面340有八组均匀分布的槽。槽的横截面为“U”形。在侧面340的截锥形部分上，相同槽的两个部分从上游面341起在侧面的柱形部分上汇聚成具有同样横截面的一个槽，通向下游面。在此例中，两股流动汇合处的剪切作用将产生涡流，以控制喷射连贯性的距离。

图5是一个立体图，示出由几部分或几块组成的核芯，本例中是两个基本为半圆柱形的部分，为了清晰起见而分开示出。这两个半圆柱5、6沿它们的平面50和60粘在一起。该例中，每个平面的中间有一个横截面变化的槽。考虑到与前面描述的槽稍有不同之处还要提到凹痕，所述印模是一个具有根据本发明的变化横截面的槽。

图6是一个横截面图，示出一个由两个核芯组成的注射头，核芯包括两个组装在一个复制模45中的零件5、6；零件5、6的两端有一个直径减小的部分，形成使零件在复制模中对中的肩部。在每个部分5、6的组合件中，互相面对的凹痕形成对称变化和横截面变化的管55，本例中，从上游面到下游面有一个与一个椭圆形空腔连接的锥形，然后是一个圆柱形的部分，该部分与一个由两个不相等的锥台组成的孔洞连接，两个锥台通过它们的大底互相连接。

一般说来，注射头一个零件的厚度、即上游面到下游面的距离约为3-10毫米。槽或凹痕的横截面尺寸是变化的，并且面积相当于直径为50-1000微米的圆形管道。

制造注射器和喷嘴不同部分的材料在医学应用上兼容并允许的材料中选择，例如塑料中的聚碳酸酯、聚四氟乙烯，金属、不锈钢材料，及I型或II型医用玻璃。

Claims (10)

1.无针注射器，用于注射开始处于一个注射头(1，10)与一个活动壁(8)之间的有效成分，注射头(1，10)包括至少一个注射喷嘴，所述注射头位于注射器的下游端(2)，活动壁(8)可以在一个推进系统(9)的作用下移动，保证有效成分的加压及穿过注射头，其特征在于，注射头(1，10)由至少两个零件(3，4，33，34)组合构成，每个零件有一个平行于注射头的下游面的下游面、一个上游面和一个连接它们的侧表面，组合件中所述零件的接触面(30，40，40’，330，340)是所述零件侧表面的全部或部分，至少一个接触面具有至少一个在所述零件的组合件中构成一个注入喷嘴的槽(31，41，41’，53，54，55)。

2.根据权利要求1的无针注射器，其特征在于，接触面(30，40，40’)是回转表面。

3.根据权利要求1的无针注射器，其特征在于，槽(31，41，41’)是直的。

4.根据权利要求1的无针注射器，其特征在于，槽为螺旋形。

5.根据权利要求1的无针注射器，其特征在于，槽(54)从上游面开始由至少两个槽汇聚成唯一一个槽，通向零件(34)的下游面。

6.根据权利要求3至5之一的无针注射器，其特征在于，槽(31，41，41’)的横截面恒定不变。

7.根据权利要求3至5之一的无针注射器，其特征在于，槽(53，54，55)具有变化的横截面。

8.根据权利要求1的无针注射器，其特征在于，注射头包括至少一个由至少两个零件组成的核芯，两个零件通过它们的平面组合在一起，以实现至少一个具有横截面变化的喷嘴的核芯，不同核芯的零件嵌合在支承件的凹槽中。

9.根据权利要求1或2的无针注射器，其特征在于，注射头(10)包括至少一个由至少两个零件(5，6)组成的核芯，两个零件通过它们的平面(50，60)组合在一起，以实现至少一个具有横截面变化的喷嘴(56)的核芯，不同核芯的零件(5，6)通过一个复制模(45)连成一体。

10.用于无针注射器的注射头(1，10)，其特征在于，所述注射头由至少两个零件(3，4，30，33，34)组成，每个零件有一个平行于注射头下游面的下游面、一个上游面和一个连接它们的侧表面，组合件中所述零件的接触面(30，40，40’，330，340)是所述零件侧表面的全部或部分，至少一个接触面具有至少一个槽(31，41，41’，53，54，55)，该槽在所述零件的组合件中构成一个注入喷嘴。

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