DE10129584A1

DE10129584A1 - Auslöseeinrichtung für einen Druckstrahlinjektor

Info

Publication number: DE10129584A1
Application number: DE10129584A
Authority: DE
Inventors: Frank Schiffmann; Monika Dolder
Original assignee: Disetronic Licensing AG; Tecpharma Licensing AG
Current assignee: Tecpharma Licensing AG
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: US20040129803A1; WO2003000318A1; DE10129584B4

Abstract

Druckstrahlinjektor für eine Verabreichung eines injizierbaren Produkts, der Druckstrahlinjektor, umfassend: DOLLAR A a) ein Gehäuse (1, 2), DOLLAR A b) eine von dem Gehäuse (1, 2) gelagerte Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13), DOLLAR A c) einem mit dem Gehäuse (1, 2) verbundene Druckkammereinrichtung (3), die eine Druckkammer (4) bildet, aus der das Produkt durch eine Fördertätigkeit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) so verabreicht wird, dass ein Produktstrahl durch einen mit der Druckkammer (4) verbundenen Strahlauslass (5) des Druckstrahlinjektors austritt, DOLLAR A d) eine Auslöseeinrichtung zur Auslösung der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) DOLLAR A e) und ein von dem Gehäuse (1, 2) abgestütztes Widerstandselement (31), DOLLAR A f) wobei eine Anpresskraft, mit der der Strahlauslass (5) für eine Injektion gegen ein Gewebe gepresst wird, mittels der Auslöseeinrichtung ausgeübt und von der Auslöseeinrichtung über das Widerstandselement (31) auf das Gehäuse (1, 2) übertragen wird DOLLAR A g) und wobei die Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) erst ausgelöst wird, wenn die Anpresskraft eine mittels dem Widerstandselement (31) vorgegebene oder gemessene Größe erreicht oder überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckstrahlinjektor für eine Verabreichung eines injizierbaren Produkts. Die Verabreichung wird vorzugsweise am menschlichen Körper vorgenommen, allerdings ist die Erfindung auch mit Vorteil in der Produktverabreichung an Tiere und grundsätzlich in allen Applikationen einsetzbar, in denen ein Produkt in Form eines Produktstrahls abgegeben wird. Der Produktstrahl weist einen ausreichend großen Impuls auf, um eine Gewebeoberfläche zu durchdringen und in das Gewebe bis in eine gewünschte Tiefe einzudringen. Im Falle beispielsweise einer Injektion am Menschen ist der Impuls so groß, dass der Strahl in die menschliche Haut eindringt oder, abhängig von der Applikation, die Haut vollständig durchdringt. Als injizierbare Produkte seien beispielhaft Wachstumshormone und Insulin genannt.

Aufgrund des notwendig großen Impulses des Produktstrahls besteht ein ständiges Sicherheitsproblem in der Handhabung von Druckinjektoren. Ein unbeabsichtigter Ausstoß des Produkts in die Umgebung stellt ein Sicherheitsrisiko für einen Verwender selbst und auch für umstehende Personen dar. Ein weiteres Problem sind sogenannte nasse Verabreichungen, bei denen der Strahl aus einiger Entfernung auf die Gewebeoberfläche gerichtet wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Druckstrahlinjektor zu schaffen, der sicher handhabbar ist und Nassverabreichungen verhindert.

Ein Druckstrahlinjektor, wie die Erfindung ihn betrifft, umfasst ein Gehäuse, eine Fördereinrichtung, eine Druckkammereinrichtung, eine Auslöseeinrichtung zur Auslösung der Fördereinrichtung und wenigstens ein Widerstandselement, das zu der Auslöseeinrichtung gerechnet wird. Die Fördereinrichtung wird von dem Gehäuse gelagert, d. h. sie ist in oder an dem Gehäuse so angebracht, dass sie ihre Fördertätigkeit ausführen kann. Die Druckkammereinrichtung bildet eine Druckkammer, aus der das Produkt durch die Fördertätigkeit der Fördereinrichtung verabreicht wird. Das Produkt wird als Produktstrahl durch einen Strahlauslass der Vorrichtung ausgestoßen. Der Strahlauslass ist vorzugsweise unmittelbar ein Auslass der Druckkammer, kann jedoch grundsätzlich auch erst über eine Verbindungsleitung oder ein Leitungssystem mit einem Druckkammerauslass verbunden sein. Der Strahlauslass bildet ein vorderes Ende der Vorrichtung. Die Druckkammereinrichtung kann von dem Gehäuse gebildet werden; auch in dieser Ausbildung wird die Druckkammereinrichtung als mit dem Gehäuse verbunden verstanden. Eine Fertigung der Druckkammereinrichtung separat von dem Gehäuse und nachträgliche Verbindung mit dem Gehäuse wird jedoch bevorzugt. Die Druckkammereinrichtung muss nicht, kann jedoch die Auslöseeinrichtung mitbilden, d. h. Bestandteil der Auslöseeinrichtung sein. Die Auslöseeinrichtung wirkt bei der Auslösung der Fördereinrichtung auf das Widerstandselement, das an dem Gehäuse abgestützt ist.

Der Druckstrahlinjektor kann für nadellose Injektionen und natürlich auch für nadellose Infusionen eingesetzt werden. Es wird keine Injektionsnadel als infundierendes Teil benötigt. Durch die Verwendung des Begriffs "nadelloser Injektor" soll jedoch nicht die Verwendung einer Nadel schlechthin ausgeschlossen werden. so kann der Strahlauslass durchaus von einer Nadel gebildet werden, allerdings wird die Nadel nicht als infundierendes Teil benötigt und vorzugsweise auch nicht als solches verwendet.

Nach der Erfindung ist die Auslöseeinrichtung derart mit dem Gehäuse verbunden, das eine Anpresskraft, mit welcher der Strahlauslass bei der Verabreichung gegen ein Gewebe gepresst wird, in das verabreicht werden soll, mittels der Auslöseeinrichtung auf das Widerstandselement aufgebracht wird. Aufgrund der Abstützung des Widerstandselements am Gehäuse wird die zum Anpressen der Vorrichtung auf die Auslöseeinrichtung wirkende Kraft von der Auslöseeinrichtung über das Widerstandselement auf das Gehäuse übertragen. Die Auslöseeinrichtung nimmt zumindest einen größeren Teil der Anpresskraft auf. Vorzugsweise wirkt die gesamte Anpresskraft auf die Auslöseeinrichtung und das Widerstandselement und selbstverständlich auf das Gehäuse. Die Fördereinrichtung wird von der Auslöseeinrichtung erst ausgelöst, wenn die Anpresskraft eine Größe erreicht oder überschritten hat, die von dem Widerstandselement vorgegeben oder mittels dem Widerstandselement gemessen wird.

In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Auslöseeinrichtung einen Schieber, der gegen eine Widerstandskraft des Widerstandselements verschiebbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Dass die Auslöseeinrichtung einen Schieber umfasst, soll auch den Fall beinhalten, dass die Auslöseeinrichtung selbst durch den Schieber bereits gebildet wird. Das mit dem Schieber zusammenwirkende Widerstandselement wirkt als elastisches Rückstellelement für den Schieber und ist vorzugsweise ein mechanisches Federelement. Es kann beispielsweise aber auch von einer pneumatischen Federeinrichtung gebildet werden. Durch die Federcharakteristik des Widerstandselements wird die Anpresskraft vorgegeben, mit welcher der Strahlauslass der Vorrichtung gegen das Gewebe gepresst werden muss, um die Ausschüttung des Produkts auszulösen. Die Auslösung erfolgt in dem Moment, in dem der Schieber gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements bis in eine Auslöseposition relativ zu dem Gehäuse verschoben worden ist, in der die Auslösung erfolgt.

Der Schieber ist relativ zu dem Gehäuse vorzugsweise in Richtung auf ein vorderes Ende der Vorrichtung, das den Strahlauslass bildet, verschiebbar, so dass zur Auslösung auf den Schieber eine Kraft in Richtung der Anpresskraft ausgeübt werden muss, die umgekehrt von dem Gehäuse als Reaktionskraft wieder aufgenommen wird. Der Schieber kann vorteilhafterweise ein Griffstück der Vorrichtung bilden, an dem der Verwender die Vorrichtung bei dem Anpressen gegen das Gewebe hält.

Werden das Gehäuse und die Druckkammereinrichtung als separate Teile gefertigt und derart miteinander verbunden, dass die Druckkammereinrichtung relativ zu dem Gehäuse entgegen der Anpresskraft verschiebbar ist, so kann die Druckkammereinrichtung den Schieber bilden. In diesem Fall ist das Widerstandselement zwischen dem Gehäuse und der Druckkammereinrichtung angeordnet, und es wird die Druckkammereinrichtung gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements bei dem Anpressen relativ zu dem Gehäuse verschoben. Schließlich ist auch eine Kombination einer relativ zu dem Gehäuse entgegen der Anpresskraft bewegbaren Druckkammereinrichtung mit einem in Richtung der Anpresskraft relativ zu dem Gehäuse bewegbaren weiteren Schieber möglich. Für die Auslösung der Fördereinrichtung müssen in diesem Fall die Widerstandskraft eines zwischen der Druckkammereinrichtung und dem Gehäuse angeordneten Widerstandselements und die Widerstandskraft eines zwischen dem weiteren Schieber und dem Gehäuse angeordneten, weiteren Widerstandselements überwunden werden.

Die Auslösung der Fördereinrichtung kann durch unterschiedlichste Schaltmechanismen vorgenommen werden, beispielsweise rein mechanisch oder mittels eines elektrischen bzw. elektronischen, magnetischen oder optischen Schalters. Bei Verwendung eines elektrischen bzw. elektronischen Schalters kann beispielsweise ein piezoelektrisches Widerstandselement verwendet werden, das so angeordnet ist, dass die Anpresskraft auf das Widerstandselement wirkt und die im Widerstandselement dadurch erzeugte Spannung die Fördereinrichtung über eine geeignete Schalteinrichtung auslöst. Um den Ausstoß des Produktstrahls nur bei Erreichen einer gewünschten Anpresskraft zu gewährleisten, löst die Schalteinrichtung erst bei Erreichen einer bestimmen, vorgegebenen piezoelektrischen Spannung aus.

Eine mechanische Auslösung wird jedoch gegenüber einer elektro-mechanischen, magneto-mechanischen oder opto-mechanischen Auslösung bevorzugt. Bei der mechanischen Auslösung wirkt der Schieber mit einem Sperrelement zusammen, das formschlüssig oder form- und reibschlüssig in die Fördereinrichtung eingreift und durch den Eingriff eine Fördertätigkeit verhindert. Durch die Verschiebung des Schiebers bis in die Auslöseposition wird der Eingriff des Sperrelements gelöst und dadurch die Fördereinrichtung für die Aufnahme der Fördertätigkeit freigegeben.

Die Fördereinrichtung bildet eine Pumpe, die von einer gespeicherten, innerhalb kürzester Zeit freisetzbaren Antriebsenergie angetrieben wird. Die Antriebsenergie kann chemisch gespeichert sein und durch eine entsprechende chemische Reaktion freigesetzt werden. Vorzugsweise ist die Antriebsenergie jedoch mechanisch gespeichert, beispielsweise in Form eines Druckgases und besonders bevorzugt in Form von mechanischer Federenergie. Die Auslöseeinrichtung löst die plötzliche Freisetzung der gespeicherten Antriebsenergie in der Auslösestellung aus.

Eine besonders bevorzugte Pumpenbauart ist eine Kolbenpumpe mit wenigstens einem Kolben, der in der Druckkammer in Richtung auf den Druckkammerauslass verschiebbar aufgenommen ist. Ein Antriebselement, das von dem Gehäuse in Richtung auf den Druckkammerauslass bewegbar gelagert wird, drückt in der Art einer Kolbenstange unmittelbar oder erst über eine Kolbenstange gegen den Kolben. Die freigesetzte Antriebsenergie wirkt unmittelbar auf das Antriebselement. Vorzugsweise wirkt auch bereits die gespeicherte Antriebsenergie auf das Antriebselement, wobei allerdings das bereits genannte Sperrelement der Auslöseeinrichtung in einem Sperreingriff mit dem Antriebselement steht, so dass eine Bewegung des Antriebselements durch den Eingriff verhindert wird.

Um die Handhabungssicherheit der Vorrichtung noch weiter zu erhöhen, ist zur Auslösung der Fördereinrichtung zusätzlich zu dem Anpressen gegen das Gewebe ein Schaltvorgang erforderlich, um die zur Überwindung der Widerstandskraft des Widerstandselements erforderliche Relativbewegung ausführen zu können, oder es ist ein zusätzlicher Schaltvorgang, durch den erst die Fördereinrichtung ausgelöst wird, erst nach Ausführung dieser Relativbewegung ausführbar.

Weitere, besonders vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in Figuren dargestellt sind. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination einschließlich jeder aus mehreren Ausführungsbeispielen gebildeten Merkmalskombination, d. h. eine Kombination von einem oder mehreren Merkmalen eines Ausführungsbeispiels mit einem oder mehreren Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels, die Gegenstände der Ansprüche in bevorzugte Richtungen weiter. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt,
Fig. 2 einen vorderen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt,
Fig. 3 einen vorderen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt,
Fig. 4 einen vorderen Teil eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt,
Fig. 5 einen vorderen Teil eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt.
Die Figuren zeigen in je einem Längsschnitt Druckstrahlinjektoren für eine Verabreichung eines injizierbaren Produkts. Die Längsschnitte enthalten die Mittellängsachse der jeweiligen Injektoren.
Lediglich das erste Ausführungsbeispiel wird in allen seinen Funktionen beschrieben. Bei den weiteren Ausführungsbeispielen werden nur die jeweiligen Auslöseeinrichtungen genauer dargestellt und beschrieben, während bezüglich der weiteren Funktionsteile der jeweiligen Vorrichtung auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen sei.
Der in Fig. 1 gezeigte Injektor weist ein dreiteiliges Gehäuse mit einem hinteren Gehäuseteil 1, einem mittleren Gehäuseteil 2 und einer Druckkammereinrichtung 3 auf.
Die Gehäuseteile 1 und 2 und die Druckkammereinrichtung 3 sind hülsenförmig. Das mittlere Gehäuseteil 2 ist in das hintere Gehäuseteil 1 eingeschraubt und ragt über ein vorderes Ende des hinteren Gehäuseteils 1 hinaus. Die Druckkammereinrichtung 3, die ein vorderes Gehäuseteil bildet, ist mit dem mittleren Gehäuseteil 2 formschlüssig lösbar verbunden und ragt über ein vorderes Ende des mittleren Gehäuseteils 2 hinaus. Die Druckkammereinrichtung 3 bildet an einem vorderen Ende eine Druckkammer 4 mit einem Auslass 5 am vordersten freien Ende. Aus der Druckkammer 4 wird eine darin befindliche Produktdosis mit einem hohen Druck durch den Auslass 5 hindurch ausgeschüttet. Bei der Ausschüttung sind die Verhältnisse in der Druckkammer 4 und dem Auslass 5 derart, dass ein gerichteter Produktstrahl mit einem ausreichend großen Druck durch den Auslass 5 ausgestoßen wird, so dass der Produktstrahl zum Zwecke der Injektion an einer Injektionsstelle bis in eine gewünschte Tiefe in ein Gewebe eintritt und sich nach Erreichen der gewünschten Eindringtiefe seitwärts verteilt. Der Auslass 5 bildet gleichzeitig einen Druckkammerauslass und einen Strahlauslass.
Die Ausschüttung bzw. das Ausstoßen der Produktdosis wird mittels einem Kolben 6 bewirkt, der in der Druckkammer 4 in Richtung auf den Auslass 5 linear verschiebbar aufgenommen ist. Die Ausstoßbewegung des Kolbens 6 wird von einer Injektionsfeder 13 bewirkt. Andere Arten des Antriebs zur Erzeugung der Ausstoßbewegung, beispielsweise mittels Gasdruck, sind grundsätzlich ebenfalls denkbar. Die Injektionsfeder 13 ist in einem Ringspalt zwischen dem mittleren Gehäuseteil 2 und einer hülsenförmigen Entlüftungseinrichtung 11a aufgenommen und vor Auslösung einer Injektion auf Druck gespannt. Dabei stützt sie sich mit ihrem hinteren Ende an einer radial nach innen ragenden Schulter des mittleren Gehäuseteils 2 ab und drückt mit ihrem vorderen Ende gegen ein Antriebselement 11 einer Antriebseinrichtung. Das Antriebselement 11 weist an seinem hinteren Ende, gegen das die Feder 13 drückt, einen radial nach außen abragenden Flansch 12 auf. Die Entlüftungseinrichtung 11a und das Antriebselement 11 sind in dem mittleren Gehäuseteil 2 in Richtung auf den Auslass 5 linear verschiebbar aufgenommen. Die Entlüftungseinrichtung 11a und das Antriebselement 11 sind axial nicht nur relativ zu dem Gehäuse, sondern auch relativ zueinander verschiebbar. Im Ausführungsbeispiel umgibt das ebenfalls hülsenförmige Antriebselement 11 die Entlüftungseinrichtung 11a konzentrisch. Das Antriebselement 11 wird in einer hinteren Stellung, in der die Injektionsfeder 13 gespannt ist, gegen eine in Richtung auf den Auslass 5 erfolgende Axialverschiebung gesichert.
Eine zwischen dem Kolben 6 und der Entlüftungseinrichtung 11a angeordnete Kolbenstange 10 überträgt die Translationsbewegung der Entlüftungseinrichtung 11a auf den Kolben 6. Die Kolbenstange 10 weist einen hinteren sockelartigen Bereich, gegen den die Entlüftungseinrichtung 11a bei ihrer Ausstoßbewegung drückt, und einen von dem sockelartigen Bereich säulenartig in Richtung auf den Kolben 6 ragenden vorderen Bereich auf. Mit ihrem vorderen freien Ende drückt die Kolbenstange 10 gegen den Kolben 6. Durch die Kolbenstange 10 hindurch erstreckt sich wenigstens ein Verbindungskanal, durch den das Produkt förderbar ist. In dem wenigstens einen Verbindungskanal ist eine Verbindungsnadel eingesetzt, die über die Kolbenstange 10 nach hinten vorragt und eine Fluidverbindung mit einem zweiten Reservoir 7 bildet.
Das zweite Reservoir 7 wird von einer Ampulle gebildet, die mittels eines Ampullenhalters 8 innerhalb der beiden Gehäuseteile I und 2 aufgenommen ist. Der Ampullenhalter 8 ist hülsenförmig und stützt sich mit seinem hinteren Ende an einem Entsperrelement 40 ab, das in dem hinteren Gehäuseteil 1 eingesetzt ist. Von dem mittleren Gehäuseteil 2 ragen Halteelemente radial nach innen durch Aussparungen der Entlüftungseinrichtung 11a hindurch, die den Ampullenhalter 8 in geeigneter Weise formschlüssig und/oder reibschlüssig fixieren. Die Ampulle 7 ist in den Ampullenhalter 8 bis gegen eine hintere, nach innen ragende Schulter des Ampullenhalters 8 eingeschoben. Eine Membrane 9 verschließt die Ampulle 7 nach vorne dicht. Die aus der Ampulle 7 und dem Ampullenhalter 8 bestehende Hülsenanordnung ist in der hülsenförmigen Entlüftungseinrichtung 11a aufgenommen und drückt unmittelbar nach einem Zusammenbau der Vorrichtung mit dem vorderen Ende des Ampullenhalters 8 gegen eine nach innen ragende, vordere Schulter der Entlüftungseinrichtung 11a. Auf diese Weise sind der Ampullenhalter 8 und die Ampulle 7 relativ zu den Gehäuseteilen 1 und 2 definiert und nicht bewegbar gehalten.
Die Ampulle 7 ist als Doppelkammerampulle ausgebildet. Die Verwendung einer einfachen Ampulle wäre selbstverständlich ebenfalls möglich. In einem vorderen Abschnitt der Ampulle 7 ist in einem Lagerungszustand der Ampulle 7 ein pulverförmiger Wirkstoff aufgenommen. In der Ampulle sind zwei Kolben 14 in Richtung auf die Membrane 9 zu verschiebbar aufgenommen. In dem Lagerungszustand der Ampulle 7 trennt der vordere Kolben 14 die Flüssigkeit von dem pulverförmigen Wirkstoff und der hintere Kolben 14 schließt den mit der Flüssigkeit gefüllten Abschnitt der Ampulle 7 nach hinten flüssigkeitsdicht ab. Die Flüssigkeit ist zwischen den zwei Kolben 14 eingeschlossen. Um das Produkt bereit zu machen für eine Verabreichung, werden die Flüssigkeit und der pulverförmige Wirkstoff gemischt. Das Mischen erfolgt durch Verschiebung des hinteren Kolbens 14 auf die Membrane 9 zu. Wegen der Inkompressibilität der Flüssigkeit wird der vordere Kolben 14 zusammen mit dem hinteren Kolben 14 verschoben und gibt aufgrund seiner Verschiebung eine Verbindung zwischen dem hinteren Ampullenabschnitt und dem vorderen Ampullenabschnitt frei. Die Flüssigkeit aus dem hinteren Ampullenabschnitt gelangt bei weiterem Vorschub des hinteren Kolbens 14 durch die Verbindung in den vorderen Ampullenabschnitt und vermischt sich mit dem Wirkstoff. Sobald der hintere Kolben 14 im Zuge dieser Bewegung für die Mischung gegen den vorderen Kolben 14 stößt, ist die Flüssigkeit aus dem hinteren Ampullenabschnitt verdrängt und der Mischvorgang beendet. Das injizierbare Produkt, nämlich die Wirkstoff/Flüssigkeits-Mischung, befindet sich im vorderen Ampullenabschnitt und kann durch Vorschieben der beiden Kolben 14 aus der Ampulle 7 verdrängt werden. Der beschriebene Mischvorgang wird bei einem Zusammensetzen der Vorrichtung, nämlich bei dem Verschrauben der Gehäuseteile 1 und 2 automatisch bewirkt.
Für die Verabreichung wird eine zu verabreichende Produktdosis aus der Ampulle 7 in die Druckkammer 4 umgefüllt. Im Ausführungsbeispiel kann die Produktdosis von einem Verwender ausgewählt, d. h. eingestellt werden. Das Produkt gelangt durch die Verbindungsnadel und den in der Kolbenstange 10 ausgebildeten Verbindungskanal an das vordere freie Ende der Kolbenstange 10, das der Rückseite des Kolbens 6 gegenüberliegt. Zwischen der Rückseite des Kolbens 6 und dem vorderen freien Ende der Kolbenstange 10 strömt das Produkt nach radial außen und gelangt in Nutkanäle, die in demjenigen Bereich der Innenmantelfläche des vorderen Gehäuseteils 3 ausgebildet sind, der den Kolben 6 in seiner in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung vor einer Injektion umgibt. Die Nutkanäle führen an dem Kolben 6 vorbei bis in die Druckkammer 4 und stellen so die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal der Kolbenstange 10 und der Druckkammer 4 her.
Aufgrund der Möglichkeit, in die Druckkammer 4 von dem Verwender auswählbare, d. h. unterschiedlich große Produktdosen zu füllen, bildet sich in der Druckkammer 4 nach dem Umfüllvorgang ein mit Luft gefülltes Restvolumen, dessen Größe von der Produktdosis abhängt. Es gilt, je größer die Produktdosis, desto kleiner das Restvolumen, und umgekehrt.
Eine Dosier- und Betätigungseinrichtung, die ein Dosierglied 20 und ein Betätigungsglied 21 umfasst, dient der Auswahl der umzufüllenden und zu verabreichenden Produktdosis. Sie dient ferner zur Betätigung einer die Kolben 14 umfassenden Fördereinrichtung zur Förderung der Produktdosis aus dem Reservoir 7 in die Druckkammer 4, und sie dient im Zusammenwirken mit der Entlüftungseinrichtung 11a der Entlüftung der Druckkammer 4 nach dem Umfüllen. Die Dosier- und Betätigungseinrichtung 20, 21 ist mit einer Steuerungsmechanik derart gekoppelt, dass die Steuerungsmechanik durch eine Dosierbewegung der Dosier- und Betätigungseinrichtung 20, 21 positioniert wird, so dass im Falle der Betätigung der Dosier- und Betätigungseinrichtung 20, 21 das Umfüllen und das Entlüften aufeinander abgestimmt vorgenommen werden.
Für die Ausführung der Dosierbewegung ist das Dosierglied 20 vorgesehen. Es ist drehbar mit dem hinteren Gehäuseteil 1 verbunden, so dass die Dosierbewegung eine Drehbewegung ist. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Drehbewegung um die Mittellängsachse der Vorrichtung, die mit den Bewegungsachsen der Kolben 6 und 14 identisch ist. Die Dosierung erfolgt in diskreten Schritten im Zusammenwirken mit einem Rasterstift 23, der in einem zylindrischen, nach hinten offenen, axialen Hohlraum des hinteren Gehäuseteils 1 aufgenommen ist und unter der Einwirkung einer ebenfalls darin aufgenommenen, als Druckfeder wirkenden Rasterfeder 24 gegen eine axiale Stirnfläche des Dosierglieds 20 gedrückt wird. In der axialen Stirnfläche des Dosierglieds 20 sind der Rasterteilung entsprechend Vertiefungen ausgebildet, in die der Rasterstift 23 einfährt.
Das Betätigungsglied 21 ist mit dem Dosierglied 20 so verbunden, dass es entlang der Drehachse des Dosierglieds 20 relativ zu dem Dosierglied 20 hin und her verschiebbar ist. Es ragt nach hinten aus dem hülsenförmigen Dosierglied 20 heraus. Das Betätigungsglied 21 ist topfförmig mit einem Boden an seinem hinteren Ende und einem nach radial innen und radial außen über die Topfwände vorstehenden Schulterrand an seinem vorderen Ende.
Das Dosierglied 20 steht mit einem hülsenförmigen Anschlagelement 25 in Eingriff. Der Eingriff ist derart, dass eine Drehbewegung des Anschlagelements 25 um die Drehachse des Dosierglieds 20 relativ zu dem Dosierglied 20 verhindert, aber eine translatorische Bewegung entlang der Drehachse des Dosierglieds 20 relativ zu dem Dosierglied 20 möglich ist. Die translatorische Bewegung ist im Ausführungsbeispiel eine Linearverschiebung. Das Anschlagelement 25 ist mit seinem hinteren Bereich in das Dosierglied 20 eingesetzt und greift in Ausbildung einer Verdrehsicherung in Sacknuten des Dosierglieds 20. Ein vorderer Bereich des Anschlagelements 25 bildet mit dem hinteren Gehäuseteil 1 ein Schraubgelenk 26. Durch diese beiden Kopplungen, zum einen mit dem Dosierglied 20 und zum anderen mit dem hinteren Gehäuseteil 1, wird das Anschlagelement 25 durch die Dosierbewegung des Dosierglieds 20 entsprechend dem Ausmaß dieser Dosierbewegung entlang der Drehachse des Dosierglieds 20 in eine Anschlagstellung bewegt, d. h. positioniert.
Die Steuerungsmechanik umfasst ferner einen hülsenförmigen Mitnehmer 28. Der Mitnehmer 28 ist mit dem Dosierglied 20 derart gekoppelt, dass eine Drehbewegung des Mitnehmers 28 um die Drehachse des Dosierglieds 20 relativ zu dem Dosierglied 20 verhindert wird, aber eine translatorische Bewegung entlang der Drehachse des Dosierglieds 20 möglich ist. Die translatorische Bewegung ist im Ausführungsbeispiel eine Linearverschiebung. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Kopplung des Dosierglieds 20 und des Mitnehmers 28 über das Anschlagelement 25, indem der Mitnehmer 28 in das hülsenförmige Anschlagelement 25 hineinragt und formschlüssig zwischen dem Anschlagelement 25 und dem Mitnehmer 28 die Verdrehsicherung gebildet wird. In einem vorderen Abschnitt weist der Mitnehmer 28 an einer Innenmantelfläche ein Schraubgewinde auf, mit dem der Mitnehmer 28 mit der Entlüftungseinrichtung 11a in Ausbildung ein Schraubgelenk 29 bildet. Die Kopplung des Mitnehmers 28 zum einen mit dem Dosierglied 20 und zum anderen mit der Entlüftungseinrichtung 11a ist derart, dass durch die Dosierbewegung des Dosierglieds 20 der Mitnehmer 28 relativ zu der Entlüftungseinrichtung 11a und dem Betätigungsglied 21 entlang der Achse der Bewegung der Entlüftungseinrichtung 11a, die im Ausführungsbeispiel mit der Drehachse des Dosierglieds 20 zusammenfällt, in eine Anschlagposition bewegt, d. h. positioniert wird.
Die Dosier- und Betätigungseinrichtung 20, 21 dient ferner, wie bereits erwähnt, der Betätigung einer Fördereinrichtung, durch deren Fördertätigkeit die ausgewählte Produktdosis aus der Ampulle 7 in die Druckkammer 4 umgefüllt wird. Diese Fördereinrichtung umfasst die beiden Kolben 14, eine Kolbenstange 15 und ein hülsenförmiges Vorschubelement 16. Die Kolbenstange 15 ragt von hinten in die Ampulle 7 hinein. Sie drückt im Falle der Betätigung gegen den hinteren Kolben 14 und schiebt diesen in Richtung auf die Membrane 9 vor. Die Kolbenstange 15 ist in einem hinteren Kolbenstangenbereich als Zahnstange mit einem Sägezahnprofil ausgebildet. Das Vorschubelement 16 greift mit Eingriffselementen 17 in das Sägezahnprofil ein, derart, dass die Kolbenstange 15 bei einer Bewegung des Vorschubelements 16 auf die Membrane 9 in Richtung mitgenommen wird und dabei ihrerseits gegen den hinteren Kolben 14 drückt. Der Eingriff der Eingriffselemente 17 ist ferner derart, dass ein Zurückschieben der Kolbenstange 15 relativ zu dem Vorschubelement 16 verhindert wird. Um ein Zurückschieben der Kolbenstange 15 auch relativ zu der Ampulle 7 zu verhindern, weist das hintere Gehäuseteil 1 Sperrelemente 18 auf, die durch Eingriff in das Sägezahnprofil der Kolbenstange 15 solch eine Relativbewegung verhindern. Andere Arten einer Verbindung eines Vorschubelements und einer Kolbenstange, die in Vorschubrichtung verschiebesteif verbunden sind, sind ebenso verwendbar; auch eine einstöckige Ausbildung in nicht ausgeschlossen.
Das Anschlagelement 25 bildet in seiner Anschlagposition einen Anschlag für das Vorschubelement 16, wenn das Vorschubelement 16 vorgeschoben wird. Eine an dem hinteren Ende des Anschlagelements 25 radial nach innen ragende Schulter 27 des Anschlagelements 25 bildet den Anschlag für das von hinten in den Mitnehmer 28 ragende Vorschubelement 16. Der Mitnehmer 28 durchragt diese Schulter 27 des Anschlagelements 25. Die ineinander verschachtelte Anordnung des Dosierglieds 20, des Anschlagelements 25 und des Mitnehmers 28 trägt zu einer Einsparung an axialer Baulänge der Vorrichtung bei. Weiter trägt zur Einsparung an axialer Baulänge bei, dass die Steuerungsmechanik und das Dosierglied 20 das Vorschubelement 16 und zumindest vor der ersten Produktverabreichung auch die Kolbenstange 15 umgeben.
Das Betätigungsglied 21 wirkt über eine Druckfeder 22 auf das Vorschubelement 16. Die Druckfeder 22 ist in einem nach hinten offenen, zylindrischen Hohlraum des Vorschubelements 16 geführt und an einem Boden des Hohlraums und an dem Boden des Betätigungsglieds 21 abgestützt. Ein weiteres elastisches Rückstellelement 19, im Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Druckfeder, ist zwischen dem Vorschubelement 16 und dem Anschlagelement 25 so angeordnet, dass es gespannt wird, wenn das Vorschubelement 16 gegen das Anschlagelement 25, d. h. dessen Schulter 27 bewegt wird.
In einer parallelen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin vom heutigen Tage mit dem Titel "Vorrichtung für eine dosierte Verabreichung eines injizierbaren Produkts" werden das Umfüllen der Produktdosis und die Entlüftung der Druckkammer 4 detaillierter beschrieben. Die Beschreibung der Funktionsweise in dieser parallelen Anmeldung wird hiermit in Bezug genommen.
Wenn die Druckkammer 4 mit der Produktdosis befüllt und nach dem Befüllen entlüftet worden ist, kann die Verabreichung durch Betätigung einer Auslöseeinrichtung ausgelöst werden. Die Auslöseeinrichtung umfasst einen Schieber 30 mit einem Entsicherungselement 38. Der Schieber 30 ist mit dem mittleren Gehäuseteil 2 entlang der Mittellängsachse verschiebbar verbunden. Es ist relativ zu den Gehäuseteilen 1 und 2 und die Druckkammereinrichtung 3 eine Verschiebung in Richtung auf den Auslass 5 der Druckkammer 4 möglich. Diese Auslösebewegung ist allerdings nur möglich, wenn das Entsicherungselement 38 gedrückt und dadurch eine Verschiebesicherung für den Schieber 30 aufgehoben wird. In der gedrückten Stellung des Entsicherungselements 38 wird der Schieber 30 in Richtung auf den Auslass 5 vorgeschoben bis in eine Auslöseposition. In Fig. 1 nimmt der Schieber 30 eine Sperrposition ein, in der er mit einem Niederhalter 34 Sperrelemente 35 in Sperreingriff mit dem Antriebselement 11 hält. Durch die Auslösebewegung wird der Niederhalter 34 von den Sperrelementen 35 wegebewegt, und es kommt ein Ausweichraum 33 in radiale Überdeckung mit den Sperrelementen 35, wenn der Schieber 30 seine Auslöseposition erreicht hat. Die Sperrelemente 35 können in der Auslöseposition des Schiebers 30 in den Ausweichraum 33 nach radial auswärts ausweichen, wodurch der Sperreingriff mit dem Antriebselement 11 gelöst wird. Die mehreren Sperrelemente 35, die beispielsweise Kugeln sind, können auch durch einen einzigen, beispielsweise geschlitzten, federelastischen Sperrring gebildet werden. Bei Ausbildung mehrerer Sperrelemente 35 kann statt eines einzigen ringförmig umlaufenden Niederhalters 34 auch pro Sperrelement 35 je ein Niederhalter 34 vorgesehen sein. Ebenso können anstatt eines einzigen, nutförmig umlaufenden Ausweichraums 33 je separate Ausweichräume 33 für jedes der mehreren Sperrelementen 35 gebildet sein.
In der Auslöseposition des Schiebers 30 stößt das Antriebselement 11 unter der Federkraft der Injektionsfeder 13 wie ein Stößel gegen die aufgrund der Entlüftungsbewegung bereits vorgeschobene und an die Kolbenstange 10 anstoßende Entlüftungseinrichtung 11a. Das Antriebselement 11 stößt somit schlagartig mit kinetischer Energie gegen die Entlüftungseinrichtung 11a und somit auch gegen die Kolbenstange 10 und schiebt beide anschließend aufgrund der Federkraft der Injektionsfeder 13 vor. Im Moment des Aufpralls wirken auf die Kolbenstange 10 die Federkraft und die kinetische Energie der in Bewegung befindlichen Injektionsfeder 13und des bereits beschleunigten Antriebselements 11. Die Kolbenstange 10 schießt unter dieser Aufprall- und Vorschubkraft schlagartig vor und drückt mit den Kolben 6 mit hoher Anfangsgeschwindigkeit in Richtung auf den Auslass 5 vor. Die Produktdosis wird hierdurch mit hohem Druck, insbesondere mit einem hohen Anfangsdruck, der im Verlauf der Injektion vorzugsweise auf einen geringeren Wert abnimmt, ausgeschüttet, d. h. genauer gesagt als Produktstrahl ausgestoßen.
Nach der Verabreichung wird die Druckkammereinrichtung 3 von dem mittleren Gehäuseteil 2 gelöst, und es wird die Entlüftungseinrichtung 11a zusammen mit dem Antriebselement 11 gegen die Kraft der Injektionsfeder 13 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückbewegt. Indem in dieser Ausgangsstellung die an dem Antriebselement 11 ausgebildete Vertiefung unter den Sperrelementen 35 zu liegen kommt, kann der Schieber 30 aufgrund der elastischen Rückstellkraft des Widerstandselements 31 sich ebenfalls wieder in seine in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückbewegen. Die Vorrichtung ist nun für die Auswahl und Verabreichung einer weiteren Produktdosis aus der noch nicht entleerten Ampulle 7 bereit. Um das Zurückbewegen zu erleichtern, ist der Niederhalter 34 von der Seite des Ausweichraums 33 her nach radial einwärts verjüngt. Im Ausführungsbeispiel fällt der Niederhalter 34 in den Ausweichraum 33 hinein einfach schräg ab. Da die Sperrelemente 35 wie im Ausführungsbeispiel an ihren radial äußeren Seiten ebenfalls einen gerundeten Querschnitt aufweisen würde jedoch bereits die runde Form der Sperrelemente 35 ein Überschieben auch ohne die verjüngte Ausbildung des Niederhalters 34 ermöglichen.
Der Injektor ist nachladbar, d. h. nach Entleerung kann die das Vorratsreservoir bildende Ampulle 7 gegen eine neue Ampulle 7 ausgetauscht werden. Für den Austausch werden die Gehäuseteile 1 und 2 auseinandergeschraubt und die Entlüftungseinrichtung 11a aus dem hinteren Gehäuseteil 1 herausgezogen. Anschließend werden der Ampullenhalter 8 mit der alten Ampulle 7 aus der Entlüftungseinrichtung 11a nach hinten herausgenommen und die neue Ampulle 7 in den Ampullenhalter 8 eingesetzt. Durch das Herausziehen der Entlüftungseinrichtung 11a kommt das scheibenförmige Entsperrelement 40 frei und hebt unter dem Druck des Rückstellelements 41 oder der mehreren Rückstellelemente 41 ein Stück weit von dem hinteren Gehäuseteil 1 ab. In der abgehobenen Stellung kann das Entsperrelement 40 relativ zu dem hinteren Gehäuseteil 1 um die Bewegungsachse der Kolbenstange 15 verdreht werden. Bei der Drehbewegung nimmt das Entsperrelement 40 die Kolbenstange 15 mit, so dass die Kolbenstange 15 aus dem Zahneingriff mit dem Vorschubelement 16 und den Sperrelementen 18 gelangt. Sie kann dann relativ zu dem hinteren Gehäuseteil 1 in die in der Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückgeschoben werden. In seiner gedrehten Stellung kann das Entsperrelement 40 nicht in seinen in der Fig. 1 gezeigten Sitz gegen das hintere Gehäuseteil 1 gedrückt werden, sondern weist zu seiner Sitzstellung einen definierten Abstand auf. Der Abstand ist so gewählt, dass er gerade den Hub des hinteren Kolbens 14 für den bei Verwendung von Doppelkammerampullen 7 durchzuführenden Mischvorgang entspricht.
Nachdem eine neue Ampulle 7 in den Ampullenhalter 8 und der Ampullenhalter 8 mit der neuen Ampulle 7 in die Entlüftungseinrichtung 11a eingesetzt worden sind, werden die Gehäuseteile 1 und 2 wieder miteinander verschraubt. Die Kolbenstange 15 befindet sich hierbei in ihrer Ausgangsstellung (Fig. 1). Da das Entsperrelement 40 in seiner verdrehten Stellung den beschriebenen, vorgegebenen Abstand von einer gegenüberliegenden Bodenfläche des hinteren Gehäuseteils 1 aufweist, wird der hintere Kolben 14 bei dem Verschrauben von der andrückenden Kolbenstange 15 vorgeschoben, und es werden die Flüssigkeit und der pulverförmige Wirkstoff miteinander vermischt. Nach Einhaltung einer vorgeschriebenen Mischzeit wird das Entsperrelement 40 zurückgedreht, wobei diese Rückdrehbewegung ohne die Kolbenstange 15 erfolgt, die bereits in Zahneingriff mit dem Vorschubelement 16 und den Sperrelementen 18 steht. Nach dem Zurückdrehen wird das Entsperrelement 40 gegen das oder die Rückstellelemente 41 in seine gezeigte Ausgangsstellung, d. h. in seine Sitzstellung zurückbewegt, was vorzugsweise durch das anschließende weitere Zusammenschrauben der beiden Gehäuseteile 1 und 2 bis in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung geschieht.
Anschließend wird das vordere Gehäuseteil 3, gegebenenfalls auch ein neues Gehäuseteil 3, formschlüssig fest mit dem mittleren Gehäuseteil 2 verbunden. Bei Herstellung dieser Verbindung durchstößt die an der Kolbenstange 10 angebrachte Verbindungsnadel die Membrane 9, wodurch die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 4 und der Ampulle 7 hergestellt wird. Der Injektor nimmt nun wieder die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung ein.
Fig. 2 zeigt einen vorderen Teil eines Druckstrahlinjektors nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch eine abgewandelte Auslöseeinrichtung und das Fehlen der Funktion des Entlüftens. Das Antriebselement 11 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht der Form nach der Entlüftungseinrichtung 11a und dem Antriebselement 11 des ersten Ausführungsbeispiels, wenn man sich die beiden im ersten Ausführungsbeispiel separaten Teile als ein einziges Teil vorstellt. Allerdings erfüllt das Antriebselement 11 des zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls lediglich die Antriebsfunktion des Antriebselements 11 des ersten Ausführungsbeispiels. Wegen des Wegfalls der Entlüftungsfunktion ist die gesamte Dosier- und Betätigungsmechanik der Vorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels einfacher als diejenige des ersten Ausführungsbeispiels. Hierauf muss jedoch zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung nicht eingegangen werden. Die Auslöseeinrichtung ist ebenfalls einfacher gestaltet, da auf eine zu lösende Verschiebesicherung für den Schieber 30 verzichtet wird.
Für die Verabreichung wird der Injektor mit seinem vordersten Ende, d. h. mit dem Auslass 5, gegen das Gewebe, beispielsweise die menschliche Haut, gehalten. Zur Auslösung der Injektion wird der Schieber 30 gegen die Kraft eines elastischen Widerstandselements 31 relativ zu den Gehäuseteilen 1 und 2 vorgeschoben. Der Schieber 30 bildet bei dem Anpressen der Vorrichtung wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel ein Griffstück, an dem die Vorrichtung gehalten und gegen das Gewebe gepresst wird.
Für die Auslösung muss die Vorrichtung mit einem durch das Widerstandselement 31 vorgegebenen Anpressdruck gegen das Gewebe gepresst werden. Der Schieber 30 ist an dem Gehäuseteil 2 gleitverschiebbar angeordnet. Wie auch im ersten Ausführungsbeispiel ist der Schieber 30 als Hülsenkörper ausgebildet und umgibt einen vorderen Abschnitt des Gehäuseteils 2. Das Widerstandselement 31 ist in einem Ringspalt zwischen dem Gehäuseteil 2 und dem Schieber 30 angeordnet und wirkt als Druckfeder zwischen zwei axial einander zugewandten Schultern, nämlich einer nach innen ragenden Schulter 32 des Schiebers 30 und einer nach außen ragenden Schulter des Gehäuseteils 2. Die Schulter 32 des Schiebers 30 ist dem Auslass 5 zugewandt, und die Schulter des Gehäuseteils 2 ist von dem Auslass 5 abgewandt. Bei der Verschiebung des Schiebers 30 relativ zu dem Gehäuseteil 2 wird das Widerstandselement 31 zwischen den beiden sich nähernden Schultern axial auf Druck gespannt.
In der dargestellten, in Bezug auf die Gehäuseteile 1 und 2 und die Druckkammereinrichtung 3 hinteren Position des Schiebers 30, der Ausgangsstellung, hält der Schieber 30 mehrere Sperrelemente 35 je in einem Sperreingriff mit dem Antriebselement 11. Die Sperrelemente 35 werden je von einer Kugel gebildet. Jedes der Sperrelemente 35 ist in je einer radialen Bohrung des Gehäuseteils 2 seitlich eng geführt, so dass die Sperrelemente 35 zumindest im Sperreingriff in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Antriebselements 11 nicht ausweichen können. Im Sperreingriff ist jedes der Sperrelemente 35 mit seinem radial inneren Bereich in einer Vertiefung aufgenommen, die an einer äußeren Mantelfläche des Antriebselements 11 gebildet ist. Die Vertiefung kann eine umlaufende Nut oder für jedes der Sperrelemente 35 einzeln gebildet sein. Sie weist einen runden Querschnitt auf. Das jeweilige Sperrelement 35 ist entsprechend zumindest in seinem in der Vertiefung aufgenommenen Teil ebenfalls im Querschnitt gerundet. Die Vertiefung oder mehreren Vertiefungen und die Sperrelemente 35 müssen nicht unumgänglich runde Querschnittsformen aufweisen, allerdings sollten die beiden Querschnittsformen so aufeinander angepasst sein, dass durch die Sperrelemente 35 eine in Richtung auf den Auslass 5 gerichtete Verschiebung der Antriebs- und Entlüftungseinrichtung 11 möglich ist, wenn die Sperrelemente 35 nach radial außen ausweichen können. In der dargestellten Position des Schiebers 30 wird solch ein Ausweichen von dem Schieber 30 verhindert. Der Schieber 30 bildet wie im ersten Ausführungsbeispiel den Niederhalter 34, der die Sperrelemente 35 nach radial innen zwangsweise in die Vertiefung drückt. Der Niederhalter 34 wird durch einen nach radial innen ragenden Vorsprung, im Ausführungsbeispiel ein umlaufender Wulst, einstückig an dem Schieber 30 gebildet. Ein Vorsprung ist zur Ausbildung des Niederhalters 34 nicht unumgänglich erforderlich, es könnte auch ganz einfach ein glatter Innenmantelbereich des Schiebers 30 den Niederhalter für das Sperrelement 35 bilden. Allerdings muss axial neben, d. h. von dem Auslass 5 aus gesehen hinter dem Niederhalter 34 Raum vorhanden sein, in den die Sperrelemente 35 zur Lösung des Sperreingriffs ausweichen können, wenn der Schieber 30 in Richtung auf den Auslass 5 bewegt wird. Dieser Ausweichraum 33 wird ebenfalls wie im ersten Ausführungsbeispiel von einer Ausnehmung gebildet, die an der Innenmantelfläche als einfache Ringnut ausgebildet ist. Der Niederhalter 34 dient gleichzeitig mit einer vorderen Schulterfläche als Anschlag für die zum Auslass 5 hin gerichtete Verschiebebewegung des Schiebers 30. Das Gehäuseteil 2 ist entsprechend mit einer dem Niederhalter 34 zugewandten, rückwärtigen Anschlagschulter versehen.
Wird durch das bereits geschilderte Anpressen des Auslasses 5 gegen das Gewebe der als Griffstück dienende Schieber 30 in Richtung auf den Auslass 5 gegen die Kraft des Widerstandselements 31 vorgeschoben, so kommen die Sperrelemente 35 frei von dem Niederhalter 34 und können in den unmittelbar hinter dem Niederhalter 34 gebildeten Ausweichraum 33 nach radial außen ausweichen. Wenn der Niederhalter 34 an dem Gehäuseteil 2 anschlägt ist die Auslöseposition des Schiebers 30 erreicht, in der der Ausweichraum 33 radial über den Sperrelementen 35 zu liegen kommt. Aufgrund der nun gegebenen Ausweichmöglichkeit, der gerundeten Querschnittsform der Sperrelemente 35 und der Vertiefung in dem Antriebselement 11 und schließlich wegen der ständig auf dem Antriebselement 11 lastenden Kraft der Injektionsfeder 13 werden die Sperrelemente 35 zwangsweise nach radial außen aus dem Sperreingriff bewegt.
In der Auslöseposition des Schiebers 30 stößt das Antriebselement 11 unter der Federkraft der Injektionsfeder 13 die in Richtung Kolbenstange 10 auf den Auslass 5 vor, allerdings ohne zusätzliche Stoßenergie.
In Bezug auf die Rückführung in die Ausgangsstellung und den Ampullentausch gelten die Ausführungen zum ersten Beispiel.
Fig. 3 zeigt einen Druckinjektor mit einer nochmals weiterentwickelten Auslöseeinrichtung. Mit Ausnahme der Auslöseeinrichtung entspricht der Druckinjektor der Fig. 3 dem Druckinjektor der Fig. 1, so dass insoweit auf die Beschreibung zur Fig. 1 verwiesen wird.
Bei der Auslöseeinrichtung des Druckinjektors der Fig. 3 ist wieder wie im ersten Ausführungsbeispiel ein Entsicherungselement 38 an dem Schieber 30 radial verschiebbar befestigt und funktioniert als Auslöseknopf. Für die Auslösung sind wie im ersten Ausführungsbeispiel zwei Bewegungen auszuführen. Zum einen muss das Entsicherungselement 38 radial einwärts gedrückt werden, und zum anderen muss bei gedrücktem Entsicherungselement 38 der Schieber 30 relativ zu den Gehäuseteilen 1 und 2 und der Druckkammereinrichtung 3 in eine Auslöseposition vorgeschoben werden. Sind beide Bedingungen erfüllt, so wird das Antriebselement 11 entsichert und stößt unter dem Druck der Injektionsfeder 13 nach vorne, d. h. in Richtung auf den Auslass 5 vor. In Bezug auf die zweite Bewegung, nämlich die Auslösebewegung aus der dargestellten Ausgangsstellung in die Auslöseposition, entsprechen die Konstruktion und die Funktionsweise der Auslöseeinrichtung des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass diesbezüglich auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verwiesen wird. Durch das Erfordernis der separaten Entsicherungsbewegung des Entsicherungselements 38 wird jedoch im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Sicherheit gegen versehentliche Produktausschüttungen verbessert.
Die Sicherung des Schiebers 30 gegen unbeabsichtigte Auslösbewegungen erfolgt mittels eines zweiten Sperrelements 36. Das mittlere Gehäuseteil 2 führt das zweite Sperrelement 36 in radialer Richtung. Das Entsicherungselement 38 wirkt radial einwärts auf das zweite Sperrelement 36. In der gesicherten Stellung, in der das zweite Sperrelement 36 den Schieber 30 gegen ein Vorwärtsschieben sperrt, ragt das zweite Sperrelement 36 teilweise in die von dem Gehäuseteil 2 gebildete Führung ein, und teilweise ragt es aus dem Gehäuseteil 2 hervor und in eine von dem Schieber 30 gebildete Radialführung ein. Ein elastisches Rückstellelement drückt das zweite Sperrelement 36 in diese, in Fig. 3 dargestellte gesicherte Stellung. Durch radial einwärts gerichteten Druck auf das Entsicherungselement 38 wird das zweite Sperrelement 36 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil 2 verschoben, bis es die dem Schieber 30 und dem Entsicherungselement 38 zugewandte Außenmantelfläche des Gehäuseteils 2 nicht mehr überragt. In dieser entsicherten Stellung wird die Auslösebewegung des Schiebers 30 von dem zweiten Sperrelement 36 nicht mehr verhindert.
In Fig. 4 ist ein Druckstrahlinjektor mit einer Auslöseeinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt. Im vierten Ausführungsbeispiel wird die Produktausschüttung durch eine Bewegung der Druckkammereinrichtung 3 relativ zu dem Gehäuseteil 2 ausgelöst. Die Relativbewegung muss gegen die Widerstandskraft eines Widerstandselements 31 ausgeführt werden, das auch in diesem Ausführungsbeispiel als mechanische Druckfeder ausgebildet ist. Das Widerstandselement 31 ist in einem Ringspalt aufgenommen, der von dem Gehäuseteil 2 umgeben wird. Es ist mit seinem hinteren Ende an einer Schulter des Gehäuseteils 2 abgestützt und drückt mit einem vorderen Ende gegen die Druckkammereinrichtung 3. Die Druckkammereinrichtung 3 ist in dem Gehäuseteil 2 axial gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements 31 verschiebbar gelagert.
Eine Anschlageinrichtung 37 für die den Schieber 30 bildende Druckkammereinrichtung 3 wird von einem Ringelement gebildet. Das Ringelement ist auf das hintere Ende des Schiebers 30 bzw. der Druckkammereinrichtung 3 aufgesteckt, so dass es mit seiner vorderen Stirnfläche und seiner hinteren Stirnfläche die Anschlageinrichtung für einen Anschlag gegen je eine zugewandte Anschlagschulter des Gehäuseteils 2 bildet. Die rückwärtige Stirnfläche des Ringelements bildet ferner das Widerlager für das Rückstellelement 31. Der Schieber 30 und die Druckkammereinrichtung 3 sind daher gemeinsam aus der vorderen Anschlagposition gegen die rückstellende Kraft des Rückstellelements 31 bis in die in Fig. 4 gezeigte Auslöseposition axial verschiebbar.
Für die Injektion umgreift der Verwender das Gehäuseteil 2 und presst den Auslass 5 an der Injektionsstelle gegen die Haut. Unter der Wirkung der Anpresskraft wird die Druckkammereinrichtung 3 gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements 31 relativ zu dem Gehäuseteil 2 bewegt und löst über eine nicht dargestellte Auslöseeinrichtung, beispielsweise elektrisch oder magnetisch, die Fördereinrichtung aus. Für die Auslösung kann auch ein Schaltelement zusätzlich vorgesehen sein, um nicht allein durch Erreichen der Auslöseposition die Produktausschüttung auszulösen.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, das in Bezug auf die Dosierung und Betätigung, insbesondere die Entlüftung der Druckkammer 4 und die Produktausschüttung dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die Auslösemechanik des fünften Ausführungsbeispiels ist von der Auslösemechanik des vierten Ausführungsbeispiels abgeleitet, indem die Druckkammereinrichtung 3 gleichzeitig auch den Schieber 30 bildet. Die Auslösemechanik des fünften Ausführungsbeispiels ist ferner auch von der Auslösemechanik des zweiten Ausführungsbeispiels abgeleitet, indem der Schieber 30 einen Niederhalter 34 und benachbart dazu einen Ausweichraum 33 bildet und auf grundsätzlich gleiche Weise wie der Schieber 30 des zweiten Ausführungsbeispiels mit den Sperrelementen 35 zusammenwirkt. Der Ausweichraum 33 des fünften Ausführungsbeispiels ist jedoch vor dem Niederhalter 34 angeordnet, da die Auslösebewegung des Schiebers 30 relativ zu den Gehäuseteilen 1 und 2 in Richtung auf das hintere Ende des Injektors gerichtet ist. Die Auslösebewegung erfolgt gegen die elastische Rückstellkraft eines Widerstandselements 31, das wieder von einer mechanischen Feder gebildet und als Druckfeder angeordnet ist. Das Rückstellelement 31 ist in einem Ringspalt zwischen dem Antriebselement 11 und dem zweiten Gehäuseteil 2 angeordnet und in axialer Richtung zwischen der den Schieber 30 bildenden Druckkammereinrichtung 30 und dem zweiten Gehäuseteil 2 abgestützt, so dass es bei der Auslösebewegung des Schiebers 30 auf Druck gespannt wird. Die in Fig. 5 dargestellte vordere Position der Druckkammereinrichtung 3, d. h. die Sperrposition, wird von einem Anschlag gegen das zweite Gehäuseteil 2 definiert. Bezugszeichen 1 Gehäuse, hinterer Teil
2 Gehäuse, mittlerer Teil
3 Druckkammereinrichtung
4 Druckkammer
5 Strahlauslass, Druckkammerauslass
6 Kolben
7 zweites Reservoir, Ampulle
8 Halter
9 Membrane
10 Kolbenstange
11 Antriebs- und Entlüftungseinrichtung
11a Antriebselement
11b Entlüftungselement
12 Flansch
13 Injektionsfeder
14 Kolben
15 Kolbenstange
16 Vorschubelement
17 Eingriffselement
18 Sperrelement
19 Rückstellelement
20 Dosierglied
21 Betätigungselement
22 Rückstellelement
23 Rasterstift
24 Rasterfeder
25 Anschlagelement
26 Kurvengelenk, Schraubgelenk
27 Schulter
28 Mitnehmer
29 Kurvengelenk, Schraubgelenk
30 Schieber
31 Widerstandselement
32 Schulter
33 Ausweichraum, Ausnehmung
34 Niederhalter
35 erstes Sperrelement
36 zweites Sperrelement
37 Anschlageinrichtung
38 Entsicherungselement
39 -
40 Entsperrelement
41 Rückstellelement

Claims

1. Druckstrahlinjektor für eine Verabreichung eines injizierbaren Produkts, der Druckstrahlinjektor umfassend:

a) ein Gehäuse (1, 2),

b) eine von dem Gehäuse (1, 2) gelagerte Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13),

c) eine mit dem Gehäuse (1, 2) verbundene Druckkammereinrichtung (3), die eine Druckkammer (4) bildet, aus der das Produkt durch eine Fördertätigkeit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) so verabreicht wird, dass ein Produktstrahl durch einen mit der Druckkammer (4) verbundenen Strahlauslass (5) des Druckstrahlinjektors austritt,

d) eine Auslöseeinrichtung zur Auslösung der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13)

e) und ein von dem Gehäuse (1, 2) abgestütztes Widerstandselement (31),

f) wobei eine Anpresskraft, mit der der Strahlauslass (5) für eine Injektion gegen ein Gewebe gepresst wird, mittels der Auslöseeinrichtung ausgeübt und von der Auslöseeinrichtung über das Widerstandselement (31) auf das Gehäuse (1, 2) übertragen wird

g) und wobei die Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) erst ausgelöst wird, wenn die Anpresskraft eine mittels dem Widerstandselement (31) vorgegebene oder gemessene Größe erreicht oder überschreitet.

2. Druckstrahlinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung einen Schieber (30) umfasst, der gegen eine Widerstandskraft des Widerstandselements (31) verschiebbar mit dem Gehäuse (1, 2) verbunden ist.

3. Druckstrahlinjektor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (30) in Richtung auf ein vorderes Ende des Druckstrahlinjektors, das den Strahlauslass (5) bildet, verschiebbar ist.

4. Druckstrahlinjektor nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (30) ein Griffstück zum Halten und Anpressen des Druckstrahlinjektors bildet.

5. Druckstrahlinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammereinrichtung (3) den Schieber und ein Druckkammerauslass den Strahlauslass (5) bilden.

6. Druckstrahlinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung ein erstes Sperrelement (35) umfasst und der Schieber (30) in einer Sperrstellung das erste Sperrelement (35) in einem Eingriff mit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) hält, der ausreichend fest ist, um eine Fördertätigkeit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) zu verhindern, und der gelöst wird, wenn der Schieber (30) gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements (31) verschoben wird.

7. Druckstrahlinjektor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff des ersten Sperrelements (35) mit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) formschlüssig ist.

8. Druckstrahlinjektor nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (30) an einer der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) zugewandten Seite eine radiale Ausnehmung (33) aufweist, die in der Sperrstellung des Schiebers (30) in Verschieberichtung des Schiebers (30) gesehen neben dem Sperrelement (35) gelegen ist und in die das erste Sperrelement (35) zur Lösung des Eingriffs mit der Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) ausweichen kann.

9. Druckstrahlinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (30) in der Sperrstellung mittels eines zweiten Sperrelements (36) so gesichert ist, dass die Verschiebung gegen die Widerstandskraft des Widerstandselements (31) erst möglich ist, wenn der Schieber (30) durch Betätigung eines mit dem zweiten Sperrelement (36) zusammenwirkenden Entsicherungselements (38) entsichert worden ist.

10. Druckstrahlinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (6, 10, 11, 13) einen in der Druckkammer (4) in Richtung auf einen Druckkammerauslass (5) verschiebbar aufgenommenen Kolben (6) und ein verschiebbar gelagertes Antriebselement (11) umfasst, auf das eine Antriebskraft in Richtung auf den Druckkammerauslass (5) wirkt, die mittels der Auslöseeinrichtung ausgelöst wird.

11. Druckstrahlinjektor nach einer Kombination der Ansprüche 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (35) mit dem Antriebselement (11) in dem Eingriff steht.

12. Druckstrahlinjektor nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (30) in der Sperrstellung das erste Sperrelement (35) radial gegen das Antriebselement (11) drückt.

13. Druckstrahlinjektor nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (35) in eine radiale Ausnehmung des Antriebselements (11a) eingreift.