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Die
Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kolbenspritze, der mit
einer Kolbenstange oder einem Adapter verbindbar ist, ein Set aus
diesem Kolben und einer Kolbenstange und/oder einem Pumpenadapter
sowie ein ganzes Kolbenspritzenset aus den vorgenannten Bestandteilen
und einem Kolbenspritzenkörper.
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Kolbenspritzen
der eingangs genannten Art werden für zahlreiche medizinische Anwendungen benötigt, unter
anderem für
Injektionen, einschließlich
solcher, die durch Injektions- oder Infusionsapparate vorgenommen
werden.
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Innerhalb
der Kolbenspritze wird das Volumen für die zu injizierende Zusammensetzung – im Allgemeinen
eine Injektionslösung,
die ein bestimmtes Medikament in einem flüssigen Hilfsstoff enthält – durch
die Innenfläche
eines zylindrischen Spritzenkörpers
und die dem Füllungsvolumen
zugewandte Seite eines Kolbens gebildet. Der Kolben ist innerhalb
des Spritzenkörpers
beweglich, so dass das Füllungsvolumen
durch Herausziehen des Kolbens aufgezogen und durch Hineindrücken des
Kolbens in den Spritzenkörper
wieder ausgepresst werden kann. Der Kolben kann dabei einen Luer-Stachel
aufweisen, der in den Auslass des Spritzenkörpers eingreift, wodurch das
gesamte Füllungsvolumen
aus der Spritze herausgepresst werden kann. Zwischen Kolbenmantel
und Spritzenkörper-Innenwand
befindet sich häufig
ein Dichtungsring, der in einer Nut am Rand des Kolbenbodens in
der Mantelwand angeordnet ist. Bei einfachen Kunststoffspritzen
wird auf den Dichtungsring häufig
verzichtet, wenn der Kunststoff, z. B. ein Polypropylen, selbst
weich genug ist, so dass die Führung
des Kolbens in dem Spritzenkörper
gleitend und gleichzeitig dichtend sein kann.
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Wenn
die Kolbenspritze in einem Injektionsapparat verwendet werden soll,
muss der Spritzenkörper
eingespannt werden können
und zur Bewegung des Kolbens muss der bewegliche Spritzenteil mit
dem Kolben an eine Injektionspumpe angeschlossen werden können.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Kolbenspritze so
auszubilden, dass sie für verschiedenste
medizinische Anwendungen einschließlich der Verwendung in einem
Injektionsapparat geeignet ist und hierfür wahlweise mit einer Kolbenstange
oder einem Pumpenadapter ausgerüstet und
verwendet werden kann.
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Die
Spritze soll kostengünstig
und unaufwendig zu fertigen sein. Um eine sichere Verbindung zwischen
den einzelnen Elementen gewährleisten
zu können,
sollen Stange und/oder Adapter mit den übrigen Spritzenelementen verbunden
und von diesen wieder gelöst
werden können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
einen besonders gestalteten Kolben, der mit einer passend gestalteten
Kolbenstange und/oder einem entsprechenden Adapter verbindbar ist.
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Die
Aufgabe wird daher gelöst
durch einen Kolben für
eine Kolbenspritze, der mit einer Kolbenstange oder einem Adapter
verbindbar ist, mit einem in Einbauposition zum Füllungsvolumen
der Spritze gerichteten Kolbenboden und einer in Einbauposition zur
Zylinderinnenwand des Spritzenkörpers
gerichteten Mantelwand, die einen kranzförmig radial eingezogenen Bereich
mit einer Mehrzahl von Aussparungen besitzt, die für den Eingriff
von kranzförmig
an einer Kolbenstange oder einem Pumpenadapter angeordneten Verbindungselementen
vorgesehen sind.
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Die
Zahl der Ausnehmungen am Kolben muss wenigstens der Zahl der Verbindungselemente an
der Kolbenstange und/oder dem Pumpenadapter entsprechen. Es schadet
nichts, wenn die Zahl der Ausnehmungen größer ist. Vorzugsweise ist vorgesehen,
dass die Mehrzahl der Elemente wenigstens drei beträgt. Die
Ausnehmungen und Verbindungselemente sind vorzugsweise gleichmäßig um den
Umfang des Kolbens bzw. des Anschlussbereichs der Kolbenstangen
oder des Adapters verteilt.
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Vorzugsweise
besitzt der Kolben zusätzlich eine
Nut für
einen den Kolben gegen den Spritzenkörper abdichtenden Dichtungsring.
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Mit
dem Kolben können
wahlweise eine Kolbenstange oder ein Adapter für einen anderen Mechanismus
zur Manipulation des Kolbens, nämlich insbesondere
ein Adapter für
einen Pumpenantrieb eines infusionstechnischen Apparates verbunden werden.
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Zur
Lösung
der Aufgabe umfasst die Erfindung ferner ein Set aus einem Kolben,
wie oben beschrieben und einer Kolbenstange und/oder einem Pumpenadapter,
die jeweils mit einer Mehrzahl von kranzförmigen Verbindungselementen
für den
Eingriff in die Ausnehmungen des Kolbens ausgestattet sind.
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Die
Verbindungselemente an der Kolbenstange oder dem Pumpenadapter sind
vorzugsweise Rastelemente, bevorzugt solche, die es mit Hilfe abgeschrägter Rastnasen
ermöglichen,
die Rastverbindung wieder zu lösen.
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In
anderer Ausgestaltung sind diese Verbindungselemente L-förmig, d.
h. es handelt es sich um Zähne,
die kranzförmig
im Anschlussbereich der Kolbenstange zum Kolben angeordnet sind
und mit einem L-Schenkel nach Durchgriff durch die Aussparungen
des Kolbens über
zwischen den Aussparungen liegende Verbindungsbereiche oder Stege
greifen. Hierfür
werden die Zähne
gerade in die im kranzförmig
radial eingezogenen Bereich des Kolbens befindlichen Aussparungen
eingeschoben. Die Aussparungen erstrecken sich dabei vorzugsweise
bis zum Ende des eingezogenen Bereichs in Richtung Kolbenstange
oder Adapter, damit der Durchgriff für die L-förmigen Zähne ohne Kraftaufwand möglich ist. Durch
leichte Drehung der Kolbenstange oder des Adapters greifen die L-förmigen Zähne bzw.
Verbindungselemente mit ihren distalen L-Schenkeln über die
Stege oder Verbindungsbereiche zwischen den Ausnehmungen, so dass
ein Formschluss für
Zug- und Druckbewegungen hergestellt wird. Durch Drehen in Gegenrichtung
ist die Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange oder Adapter
hingegen leicht wieder lösbar.
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Das
verbindbare Set aus Kolben und Kolbenstange ermöglicht es, die Kolbenstange
zur Spritze separat oder separat beigepackt zu liefern. Hierdurch können vorgefüllte Spritzen,
bei denen der Kolben aufgezogen ist, gut gehandhabt, verpackt und
geschickt werden, ohne dass die Kolbenstange überstände, wie es der Fall wäre, wenn
sie fest mit dem Kolben verbunden wäre.
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Im
Stand der Technik waren für
die Handhabung, Verpackung und den Versand herkömmlicher aufgezogener Spritzen,
bei denen Kolben und Kolbenstange fest verbunden waren, aufwendige
Vorkehrungen nötig,
um die Kolbenstange und den Kolben gegen Verbiegen oder Brechen
einerseits und gegen ungewolltes Eindrücken in die Spritze andererseits
abzusichern.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann
die Spritze aus Kolben und Spritzenkörper einen Lagerbehälter für eine zu
injizierende Zubereitung oder Lösung
bilden, wobei eine passende Kolbenstange und/oder ein passender
Adapter beigepackt oder getrennt geliefert werden können. Das
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Verbindungssystem ermöglicht
es, dass an dem Kolben wahlweise eine Kolbenstange oder ein Pumpenadapter angeschlossen
werden kann. Dabei können
auch verschiedene Verbindungselemente an Kolbenstange und Pumpenadapter
in dieselben Ausnehmungen des Kolbens eingreifen. Zum Beispiel kann
die Kolbenstange mit den oben beschriebenen L-förmigen Zähnen versehen sein, während der
Pumpenadapter mit Rastansätzen,
vorzugsweise durch Zug lösbaren
Rastansätzen
ausgestattet ist.
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Da
Kolbenstange und Pumpenadapter mit dem Inhalt der Spritze nicht
in Berührung
kommen, können
sie mehrfach verwendet werden.
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Die
Lösung
der Erfindung umfasst weiterhin ein ganzes Kolbenspritzenset aus
wenigstens dem Kolbenset mit Kolben, Kolbenstange und/oder Pumpenadapter
und zusätzlich
wenigstens einem Spritzenkörper,
vorzugsweise außerdem
einem Verschluss am Auslass des Spritzenkörpers, d. h. am Anschluss zur
Kanüle
oder einem Schlauchsystem, und weiterhin vorzugsweise einen Kolbenstopp,
der auf den Spritzenkörper
aufgesetzt werden kann, um den Kolben gegen Herausziehen zu sichern.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist der Kanülen-
oder Schlauchanschluss am Spritzenkörper ein Luer- oder Luer-Lockanschluss,
der bevorzugt mit einer ebenfalls in dem Set befindlichen Kappe verschlossen
werden kann.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die
in den Figuren dargestellt sind. Im Einzelnen zeigen:
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1 – eine zusammengesetzte
Kolbenspritze aus Spritzenkörper,
Kolben und mit dem Kolben erfindungsgemäß verbundene Kolbenstange;
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2a – eine erste
Ausführungsform
des Kolbens in Seitenansicht;
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2b – eine Teilquerschnittsansicht
einer zu dem Kolben nach 2a passenden
Kolbenstange mit Rastansätzen;
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2c – eine seitliche
Teilansicht eines zu dem Kolben nach 2a passenden
Adapters mit Rastansätzen;
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3a – eine Kolbenstange
in anderer Ausführungsform
mit einem Kranz L-förmiger
Zähne in perspektivischer
Darstellung;
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3b – die Kolbenstange
aus 3a in Vorderansicht;
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4 – einen
Kolben passend zur Kolbenstange nach 3 in
perspektivischer Ansicht;
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5 – der Kolben
aus 4 verbunden mit der Kolbenstange aus 3 in perspektivischer Ansicht;
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6 – ein mit
einem Kolben verbundener Pumpenadapter;
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7 – der Pumpenadapter
aus 6 in Einbauposition in einer zusammengesetzten
Spritze mit Kolbenstopp.
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1 zeigt
eine Kolbenspritze mit einem Spritzenkörper 1, einem in den
Spritzenkörper
eingesetzten Kolben 2 mit einem Dichtungsring 3 und
einer Kolbenstange 4. Der Spritzenkörper 1 besitzt einen Kanülen- oder
Schlauchanschluss 10 in Form eines Luer-Loch-Anschlusses
und ist mit einem Kolbenstopp 12 versehen, gegen den der
Kolben 2 anschlägt.
Der Kolben 2 besitzt einen Kolbenboden 20 sowie
Ausnehmungen 22 in der Mantelfläche 24 und ist mit
dem Dichtungsring 3 versehen. Der Dichtungsring 3 und
der nicht eingezogene Teil der Mantelfläche 24 gleiten bei
Bewegen des Kolbens 2 auf der Innenwand 14 des
Spritzenkörpers 1.
Das Füllungsvolumen 16 der
Spritze wird durch die Innenwand 14 und den Kolbenboden 20 der
Spritze begrenzt und festgelegt.
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2a zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel für den Kolben 2 in
Seitenansicht, der in einer Nut befindliche Dichtungsring 3 drückt gegen
die nur angedeutete Innenwand 14 eines nicht mehr dargestellten Spritzenkörpers an.
Zusätzlich
geführt
wird der Kolben 2 durch die Form der Mantelfläche 24.
Die Ausnehmungen 22 befinden sich innerhalb eines eingezogenen
Bereichs 26 der Mantelfläche 24, und zwar im
Beispiel im mittleren Teil dieses eingezogenen Bereichs 26.
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2b zeigt
eine Teilquerschnittsansicht einer zu dem Kolben 2 nach 2a passenden
Kolbenstange 4 mit Rastansätzen 44. Eine in der
Anzahl zu den Ausnehmungen 22 des Kolbens 2 wie
in 2a passende Zahl von Rastansätzen 44 ist in kranzförmiger Anordnung
um den Boden 40 der Kolbenstange 4 verteilt (senkrecht
zur Zeichenebene).
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2c zeigt
eine seitliche Teilansicht eines ebenfalls zu dem Kolben 2 nach 2a passenden Adapters 5 mit
Rastansätzen 54.
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3a zeigt
eine Draufsicht auf den Boden einer Kolbenstange 4, die
mit dem Kolben 2 aus 4 verbindbar
ist. Der Boden 40 der Kolbenstange 4 weist einen
für die
Verbindung mit dem Kolben 2 vorgesehenen kranzförmigen Bereich 42 auf
von dem L-förmige
Rastansätze 44 (Zähne) ausgehen, die
in die Ausnehmungen 22 eines passenden Kolbens, wie in 4 gezeigt,
eingreifen können.
Da die Verzahnung L-Form hat, greifen die Zähne bei leichter Drehung über die
Ausnehmungen des Kolbens 2 und bewirken einen Formschluss
für die
Zug-Bewegung beim Füllen
der Spritze.
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3b zeigt
die Kolbenstange 4 aus 3a in
perspektivischer Ansicht.
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4 zeigt
den Kolben 2 in Einzelansicht. Gut zu erkennen ist der
eingezogene Bereich 26, in dem sich die Ausnehmungen 22 befinden.
In Draufsicht bilden die Ausnehmungen 22 rechteckige Fenster.
Die perspektivische Ansicht zeigt, dass die Ausnehmungen 22 am
nach außen
gerichteten Ende des eingezogenen Bereichs 26 radial auswärts verlaufen, so
dass die L-förmigen
Verbindungselemente der passenden Kolbenstange 4 aus 3 eingesteckt werden können. Die Ausnehmungen 22 sind
so geformt, dass ein Formschluss mit der Kolbenstange 4 oder
einem Pumpenadapter hergestellt werden kann. Der Kolben 2 kann
einen Luer-Stachel besitzen (nicht dargestellt). Gleichzeitig bildet
der äußere Rand
der Mantelfläche 24 eine
Führungslippe,
die bei Bewegung des Kolbens 2 als Kippschutz dient.
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5 zeigt
den Kolben 2 aus 4 verbunden
mit der Kolbenstange 4 aus 3a und 3b in
perspektivischer Ansicht. Die jeweils distalen Enden der L-förmigen Zähne 44 greifen
oberhalb des eingezogenen Bereichs 26 um die Mantelfläche so herum,
dass ein Formschluss in Bezug auf Zug- und Druckkräfte längs der
Kolben und Kolbenstangenachse entsteht.
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6 zeigt
einen Pumpenadapter 5 (Druckstück) in Eingriff in den Kolben 2.
Der Pumpenadapter 5 besitzt einen Gewindeanschluss 52 für eine Schraubverbindung
mit der Druckspindel der Pumpe (nicht dargestellt). Am Ende der
Druckspindel ist zusätzlich
ein Verdrehschutz angebracht (nicht dargestellt). Der Pumpenadapter
trägt Rastansätze 54 (Zähne) für den Eingriff
in die Ausnehmungen 24 des Kolbens, die hier als Snap-in-Rastansätze ausgebildet
sind. Dabei sind an der Verzahnung Spritzen 56 ausgebildet,
die als Einführschrägen und
Montagehilfe dienen. Die Verzahnung ist konisch, hat an den Spritzen
Untermaß und
an den Enden Übermaß zum Kolbeninnendurchmesser.
Somit rastet der Pumpenadapter durch Druck ein (Snap-In). Die steile
Abschrägung
am Ende der Verzahnung (Rastansätze 54)
erlaubt die Entnahme der Spritze von der Pumpe. Hierbei stützt sich
der Kolben 2 am Kolbenstopp 12 der Spritze ab.
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7 zeigt
den Pumpenadapter 5 aus 6 in Einbauposition
in einer zusammengesetzten Spritze mit Kolbenstopp 12.
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Die
Montage der erfindungsgemäßen Spritze
kann automatisiert erfolgen.
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Montagefolge:
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Die
Montage erfolgt automatisch unter Reinraumbedingungen.
- Schritt
1: Dichtung auf Kolben (Vormontage)
- Schritt 2: Kolben mit Dichtung in Spritzenkörper (Endmontage),
- Schritt 3: Kolbenstopp aufdrücken
(Rastung, unlösbar).
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Die
Befüllung
kann manuell oder werksseitig vorgenommen werden:
- Schritt
1: Vorratsbehälter
mit Luer-Lock verbinden,
- Schritt 2: Kolbenstange in Kolben der Spritze einführen, leichte
(Rechts(drehung),
- Schritt 3: Kolben über
Kolbenstange aufziehen, bis Füllmenge
erreicht,
- Schritt 4: Kolbenstange (nach links) drehen, dann entfernen
- danach: Anwendung starten.
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Vorfüllung
werksseitig:
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- Schritt 1: Abfüllanlage
auf Luer-Lock aufsetzen,
- Schritt 2: Dosierpumpe starten (die Verbindung zwischen Abfüllanlage
und Spritze frei von Luftblasen, der hydraulische Druck, den die
Dosierpumpe aufbaut, schiebt den Kolben vorwärts),
- Schritt 3: Dosierpumpe stoppen (integrierte Volumenkontrolle),
- Schritt 4: Abfüllanlage
von Luer-Lock trennen,
- Schritt 5: Luer-Lock verschließen/versiegeln,
- Schritt 6: Spritze etikettieren.
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Das
Etikett kann vorzugsweise eine gasdichte Folie sein, die auf den
Kolbenstopp geklebt oder geschweißt wird. Hierfür ist beispielsweise
eine bedruckte Metallfolie geeignet.