DE2343331A1

DE2343331A1 - Hypodermatische spritze

Info

Publication number: DE2343331A1
Application number: DE19732343331
Authority: DE
Inventors: Harold Smith Cloyd
Original assignee: Nosco Plastics Inc
Current assignee: Nosco Plastics Inc
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-28
Also published as: JPS4970491A; CA1015237A; IT997544B; FR2200022A1

Description

Hypodermatische Spritze

Die Erfindung bezieht sich auf eine hypodermatische Spritze oder eine Spritze für eine subkutane Injektion.

Die Erfindung betrifft auch insbesondere einen Kunststoffstopfen für vorabgefüllte Spritzen, da Kunststoff geringere Kosten verursacht und wesentlich indifferenter gegenüber den Inhalten der Spritze ist als der Gummistopfen, der bisher verwendet wurde. Ferner haben Kunststoffe Reibungskoeffizienten, die geringer sind als die des Gummi und es ist deshalb keine Schmierung erforderlich.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht einer Spritze, die mit

einer bevorzugten Ausführungsform des Stopfens ausgerüstet ist und

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Figur 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Dichtungen zwischen dem Stopfen und der Außenoberfläche der Nadel.

Die in Fig. 1 dargestellte Spritze ist eine vom sogenannten umgedrehten Typ, wie. sie im einzelnen in der US-Patentanmeldung Serial No. O 58 429 vom 31. Juli 1969 beschrieben wird. Diese Spritze weist eine zylindrische Halterung 1 auf, die Fingergreifabschnitte 2 an einem Ende und eine Nabe 3 am anderen Ende hat, an der eine hypodermatische Nadel 4 mit doppelten Enden befestigt ist. Das untere spitze Ende der Nadel ist durch eine Nadelschutzhülse 5 geschützt, die in lösbarer Weise an der Nabe 3 montiert ist. Der mittlere Abschnitt der Nadel 4 ist in eine Verlängerung 6 der Nabe 3 eingebettet und das obere spitze Ende 7 der Nadel erstreckt sich durch eine Buchse 8, die integral mit der Nabenverlängerung 6 ausgebildet ist. Die Seitenwandungen der Buchse 8 sind mit einem Innengewinde 9 versehen und die Bodenwandung der Buchse weist einen nach oben sich erstreckenden konischen Ansatz 10 auf. Wie noch beschrieben werden soll, bildet das Innengewinde 9 eine Verbindung mit der die Buchse mit dem Kolben einer Spritze verbunden wird.

Bei dieser Spritze ist der konische Ansatz IO vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung um die Nadel herum auszubilden.

Der Vorratsabschnitt der Spritze weist einen Zylinderabschnitt 11 auf, dessen oberes Ende 12 geschlossen ist und dessen Seitenwände 13 teleskopisch in den inneren Wandungen der Halterung 1 gleiten. Dieser Zylinderabschnitt kann bereits vom Hersteller mit der Flüssigkeit gefüllt werden, die eingespritzt v/erden soll und diese Flüssigkeit wird in den Zylinderabschnitt durch einen Kunststoffstopfen 14 abgeschlossen.

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Der Stopfen 14 weist ein geschlossenes oberes Ende 15 auf und von der Unterseite des Stopfens erstreckt sich eine axial vorspringende rohrförmige Nabe 16. Diese Nabe weist ein Außengewinde 17 auf, welches in das Innengewinde 9 der Buchse 8 eingeschraubt werden kann, um eine mechanische Druck- oder Zugverbindung zwischen der Nabe und der Buchse herzustellen. An der Außenkante des Endabschnittes 15 befindet sich ein Rand 18, dessen obere Kante integral mit dem Abschnitt 15 ausgebildet ist. Der Rand erstreckt sich axial um das obere Ende der Nabe 16 herum und ist von dieser Nabe durch eine Aussparung 19 getrennt, die das obere Ende der Buchse 8 aufnimmt, wenn die Nabe 16 in die Buchse eingeschraubt wird. Integral mit der unteren Kante des Randes 18 sind nach oben und nach unten sich erstreckende zylindrische Flansche 20, 21 ausgebildet, die unter einem spitzen Winkel zur inneren Seitenwandung -13 des Zylinderabschnittes 11 verlaufen. Bei der Herstellung sind die äußeren Durchmesser der äußeren Kanten der Flansche 2.0, 21 größer als der Innendurchmesser der Wandung 13 des Zylinderabschnittes, so daß, wenn der Stopfen in den Zylinderabschnitt eingesetzt wird, die Kanten der Flansche 20 und 21 radial nach innen zusammengepreßt werden und die sich dabei ergebende Abbiegung der Flansche entwickelt einen gegen Flüssigkeit abdichtenden Dichtungsdruck zwischen den äußeren Kanten der Flansche und dem Zylinderabschnitt, und zwar wegen der Eigenelastizität der Flansche. Um die flüssigkeitsdichte Abdichtung zu erzielen, müssen die Flansche steif genug sein, um einen entsprechenden Dichtungsdruck durch eine Verbiegung der Flansche zu erzeugen. Für Polyäthylen muß eine bestimmte Dicke der Flansche vorgesehen sein beispielsweise eine Dicke zwischen 0,508 mm bis 1,90 nun. Die axiale Länge der Flansche sollte gering sein, beispielsweise 3,17 mm bis 3,96 mm. Die äußeren Ränder oder Kanten der Flansche

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sollten dick genug sein, um dem Dichtungsdruck wider stehen zu können. Die hier gegebenen Abmessungen sind lediglich Beispiele. Die Dichtung, die durch die Abbiegung der Flansche ausgebildet wird, verhindert ein Durchlecken des flüssigen Inhalts während des Transportes und der Lagerung.

Der Stopfen 14 dient ebenfalls als Kolben. Die Neigung des Flansches 20 ist derart, daß,wenn der Stopfen zum Boden 12 des Zylinderabschnittes 11 hinbewegt wird, ein hydraulischer Druck entwickelt wird, den den Dichtungsdruck zwischen der äußeren Kante des Flansches 20 und dem Zylinderabschnitt erhöht. Wenn man den Stopfen aus dem Zylinderabschnitt herausbewegt, so wird ein Sog im Zylinderabschnitt entwickelt. Der Atmosphärendruck drückt den Flansch 21 nach außen in einen dichteren Dichtungseingriff mit dem Zylinderabschnitt.

Innerhalb der hohlen Nabe 16 befindet sich ein sich nach unten erstreckender rohrförmiger Abschnitt 22, der ein unteres Ende 23 aufweist, welches gegen den konischen Vorsprung 10 abdichtet, wenn die Nabe in die Buchse eingeschraubt ist. Die rohrförmige Nabe 16 umgibt den rohrförmigen Abschnitt 22 und befindet sich im radialen Abstand von diesem. Das untere Ende 23 und die konische Oberfläche des Vorsprunges IO sind Dichtungsoberflächen, die eine flüssigkeitsdichte Abdichtung erzeugen, welche ein Durchlecken um die Nadel herum in die Buchse 8 verhindert. Der Vorsprung 22 weist eine Aussparung oder Bohrung 24 auf, die, wie Fig. 2 zeigt, sich auf einen Durchmesser verjüngt, der geringer ist als der Außendurchmesser der Nadel und diese Bohrung endet an der Unterseite 25 einer Membran 26. Die Oberseite der Membran 26 befindet sich am Boden einer verbreiterten Aussparung 27. Fig. 2 zeigt in ausgezogenen Linien die Nadel in

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ihrer Anfangsstellung, wenn sie in die konische Bohrung 24 des Vorsprunges 22 eintritt. In dieser stellung befindet sich das untere Ende 2 3 im Abstand von der konischen Dichtungsoberfläche 10. In der Endstellung der Nadel, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, ist das untere Ende mit einem Dichtungseingriff mit dem Konus verspannt und das obere Ende der Nadel hat die Membran durchstoßen. Als Einrichtung zur Verspannung der Dichtungsoberflächen miteinander werden die Gewinde 9 und verwendet. Zwischen der Stellung 28, an der der Durchmesser der Bohrung 24 im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Nadel ist, und der Stelle 29, an der der Durchmesser der Bohrung kleiner ist als der Außendurchmesser der Nadel, befindet sich die äußere Oberfläche der Nadel in einer Dichtungsanlage gegen die Innenwandung der Bohrung. Es sind demzufolge zwei Dichtungen vorhanden, die ein Durchlecken um die Nadel herum verhindern, wobei jede Dichtung eine vollständige Dichtung ist. Wenn die Nadel durch die Membran 26 hindurchgedrückt wird, kann die Membran zerreissen und falls keine Dichtungen vorhanden wären, könnte Flüssigkeit durch die Rißstellen um die äußere Oberfläche der Nadel herum fließen. Die Bohrung 27 schafft einen freien Raum, der es ermöglicht, daß das Material der Membran 26 verdrängt oder verbogen wird, wenn die Nadel durch die Membran hindurchgestoßen wird.

Der gesamte Stopfen 14 ist für eine Spritzgußherstellung geeignet und dieser Stopfen kann aus einem inerten, flexiblen thermoplastischen Kunststoff bestehen wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen. Diese Kunststoffe haben geringe Reibungskoeffizienten und erfordern deshalb keine Schmierung. Da diese Kunststoffe keine selbstabdichtenden Eigenschaften des Gummis aufweisen, und zwar in dem Sinn, daß der Kunststoff nicht

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um die Nadel herum abdichten kann, wenn diese durch die Membran 26 hindurchgestoßen wird, ist der Aufbau des Stopfens derart/ daß eine ausreichende Abdichtung um die Iladel herum erzielt wird, und zwar entweder durch die konische Bohrung 24 oder durch eine Anlage des unteren Endes 23 gegen die konische Dichtungsoberfläche 10. Die Membran 26 ist vorzugsweise sehr dünn, und zwar einige Hundertstel Millimeter dick, so daß die hohle Nadelspitze 7 durch die Membran über einen Bruchteil einer Drehung hindurchgeschraubt wird. Die Nadelspitze 7 muß nicht so scharf wie dargestellt sein. Es ist lediglich erforderlich, daß die Membran zerreißt, um eine Verbindung zwischen der Nadel und dem Flüssigkeitsinhalt im Zylinderabschnitt herzustellen. Dies erfolgt, wenn die Nadelspitze 7 abgestumpft ist. Die verbreiterte Bohrung 27 oberhalb der Membran 26 erleichtert das Zerreissen der Membran durch die Nadel.

Der Stopfen 14 kann mit einem geringen Bruchteil der Kosten eines Gummistopfens hergestellt werden und kann sich an größere Abweichungen des Innendurchmessers des Zylinderabschnittes anpassen. Die Flansche 20 und 21 verbiegen sich wie freitragende Träger und eine.Veränderung des Innendurchmessers des Zylinderabschnittes um einige Hundertstel oder Zehntel Millimeter beeinflußt nicht wesentlich den Dichtungsdruck. Wenn die Flansch derart bemessen und gestaltet sind, daß ein ausreichender Dichtungsdruck für Zylinderabschnitte mit maximalem Innendurchmesser erzielt wird, so wird durch die Erhöhung des Dichtungsdruckes in Zylinderabschnitten mit dem kleinsten Innendurchmesser nicht wesentlich die Reibung zwischen den Flanschen und dem Zylinderabschnitt erhöht.

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Claims

- 7 - N 623

Patentansprüche

/ 1.) Hypodermatische Spritze mit einem Zylinderabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffstopfen in diesem Zylinderabschnitt vorgesehen ist, daß dieser Stopfen einen Kunststoffkörper aufweist, der Einrichtungen hat, die in Dichtungsanlage gegen den Zylinderabschnitt gelangen, daß dieser Körper eine axial sich erstreckende Aussparung mit einem offenen Ende hat, daß eine Kunststoffmembran sich über dieser Aussparung im Abstand vom offenen Ende erstreckt und diese Aussparung derart absperrt, daß die Membran durchstochen werden kann, daß eine Nabe vorgesehen ist, daß eine hypodermatische Nadel an dieser Nabe befestigt ist und ein Ende aufv?eist, das sich von dieser Nabe aus erstreckt und in dieser Aussparung angeordnet ist und die Membran durchstößt, daß der Stopfen aus einem inerten, flexiblen thermoplastischen Kunststoff durch Spritzguß hergestellt ist, daß dieser thermoplastische Kunststoff nicht die selbstabdichtenden Eigenschaften von Gummi oder Kautschuk aufweist, daß die Membran sehr dünn ist, und zwar ledigliche einige Hundertstel oder Zehntel Millimeter dick und die Neigung hat, zu zerreissen und nicht um die Nadel heraum abzudichten, wenn die Nadel durch die Membran hindurchgestoßen wird, um eine Verbindung zwischen der Nadel und dem Inhalt des Zylinderabschnittes herzustellen, und daß Einrichtungen zwischen dem offenen Ende und der Membran vorgesehen sind, die eine Abdichtung zwischen der Bohrung und der äußeren Oberfläche dieser Nadel bewirken.
2. Spritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Herstellung einer Abdichtung zwischen der Bohrung und der Nadel eine Verjüngung oder Konizität

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in der Aussparung um die Nadel herum aufweisen, daß diese Verjüngung von einem Durchmesser, der größer ist, als der Außendurchmesser der Nadel im Abstand von dem Membran zu einem Durchmesser konvergiert, der geringer ist als der Außenseitendurchmesser der Nadel/ und zwar dichter bei der Membran, daß der größere Außendurchmesser der Verjüngung dazu dient, die Nadel zu der Membran hinzuführen und daß der kleinere Durchmesser der Verjüngung als Abdichtung mit der äußeren Oberfläche der Nadel wirksam ist.
3. Spritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Herstellung einer Abdichtung zwischen der Aussparung und der Nadel eine erste Dichtungsoberfläche am Körper um die Aussparung herum aufweisen, wobei die Nabe mit der Nadel verbunden ist und eine zweite Dichtungsoberfläche für die erste Dichtungsoberfläche aufweist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um diese Dichtungsoberflächen miteinander zu verspannen.
4. Spritze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtungsoberfläche durch einen Konus an der Nabe gebildet wird.
5. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich- die Aussparung in einem rohrförmigen Abschnitt des Körpers befindet und daß die erste Dichtungsoberfläche eine Endoberfläche des rohrförmigen Abschnittes ist.
6. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verspannen der Dichtungsoberflächen miteinander ineinander eingreifende Schraubengewinde aufweisen, die am Körper und an der Nabe ausgebildet sind.

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7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen, die an der Nabe ausgebildet sind,sich an einer Buchse befinden, die teleskopartig über dem rohrförmigen Abschnitt sitzt.
8. Spritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubengewinde an dem Körper sich an einem anderen rohrförmigen Abschnitt befinden, der den rohrförmigen Abschnitt, der die Aussparung enthält, umgibt und im radialen Abstand von diesem angeordnet ist.
9. Spritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die eine Dichtungsanlage mit dem Zylinderabschnitt erzeugen, einen Kunststofflansch aufweisen, der integral mit dem Körper ausgebildet ist und der vom Körper unter einem spitzen Winkel zum Zylinderabschnitt hin nach außen divergiert, daß der Durchmesser des äußeren Randes des Flansches im unbelasteten Zustand größer ist als der Innendurchmesser des Zylinderabschnittes, so daß die äußere Kante des Flansches durch den Zylinderabschnitt zusammengepreßt vrird, daß die Dicke des Flansches ausreicht, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der äußeren Kante des Flansches und dem Zylinderabschnitt durch die Verbiegung des Flansches zu erzeugen, die aufgrund der EigenelastiEität des Flansches erfolgt.
ib. Spritze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Aufnahmeaussparung aufweist, die das obere Ende der Buchse aufnimmt, wenn die Schraubengewinde an der Nabe und an der Buchse ineinander eingreifen.
11. Spritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verbreiterte Aussparung im Körper oberhalb der

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Membran vorgesehen ist, die einen Raum bildet, damit das Material der Membran verdrängt werden kann, wenn die
Nadel durch die Membran hindurchgestoßen wird.
12. Spritze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein geschlossenes Ende aufweist, daß die äußere
Kante dieses Körpers integral mit einer Kante eines
axial sich erstreckenden Randes ist und daß die Flansche integral mit einem Teil des Randes ausgebildet sind und
sich von diesem Rand aus divergierend erstrecken.

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