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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung für Behälter vom
Spritze-Typ, umfassend
eine Tonne mit einem axial ungefähr
konstanten Querschnitt, eine vordere Öffnung und mindestens eine
in die Tonne eingesetzte, bewegliche Wand zur Verdrängung des
Inhalts eines Behälters, wobei
der Injektor a) ein Gehäuse
oder Gehäuseteil, das
angeordnet ist um den Behälter
mindestens axial stationär
aufzunehmen, b) eine integrale oder zusammengesetzte Kolbenstangenanordnung,
welche betrieben werden kann um die bewegliche Behälterwand
mindestens in der Vorwärtsrichtung
zu versetzen, und c) ein Spursystem zum Steuern oder sequentiell
Ordnen der Bewegungen der Kolbenstange umfasst, wobei das Spursystem
mindestens eine Spur und ein damit kooperierendes Nachführelement umfasst,
wobei die Spur und das damit kooperierende Nachführelement, bezogen auf das
Gehäuse
bzw. die Kolbenstange oder umgekehrt stationär angeordnet sind, und in Kooperation
mindestens eine Vorwärtsbewegung
der Kolbenstange ermöglichen.
Ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung ist ebenfalls
beschrieben.
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Hintergrund
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Obwohl
prinzipiell einfach, erfordern Injektionsverfahren auf Basis von
Vorrichtungen vom Spritze-Typ mit Injektionsnadeln die Beherrschung
mehrerer einzelner Schritte. Vor dem eigentlichen Injektionsvorgang
können
gewisse Initiierungshandlungen erforderlich sein. Es kann erforderlich
sein, die Spritze mit einem Medikament zu befüllen, das aus einem Reservoir
wie etwa einer Ampulle entnommen wird, wobei die korrekte, zu verabreichende
Dosis zu berücksichtigen
ist. Um diesen Schritt in der tatsächlichen Behandlungssituation
zu vermeiden, ist es üblich
vorgefüllte
Spritzen bereitzustellen, wobei jedoch ein Schritt zur Einstellung
oder Auswahl der Dosis erforderlich sein kann. Es kann sein, dass
der Spritzenkolben bei seiner ersten Bewegung nach einer Lagerung
eine außergewöhnliche
Loslöskraft
benötigt,
um sowohl einen inneren Umformungswiderstand als auch eine erhöhte Wandreibung
aufgrund von Haften oder Verknappung an Gleitmittel an Kontaktpunkten zu überwinden.
Zur Lagerung und aus Gründen
der Lagerbeständigkeit
werden vorgefüllte
Spritzen manchmal in Form von Doppelkammern oder Mehrfachkammern
geliefert, die unmittelbar vor der Behandlung einen zusätzlichen
Mischschritt erfordern. Entlüften
und Vorausstoßen
sind im Allgemeinen erforderlich um Gas im Behälte000rraum zu entfernen und
Räume auszufüllen, beispielsweise
an der vorderen Abdichtung, an Auslassverbindungen und im Inneren
der Auslassvorrichtungen oder Nadeln. Spritzen, die Mehrfachdosierungen
enthalten, erfordern weiterhin den wiederholten Ausstoß von vorbestimmten
Volumina unter Vermeidung von sowohl Über- als auch Unterdosierung,
wobei Überdosierung
im Allgemeinen irreversibel ist und Unterdosierung oftmals unbemerkt
bleibt oder unvermeidbar ist, wenn eine nicht ausreichende letzte
Dosis aus der Spritze ausgestoßen
wird. Eine korrekte sequentielle Abfolge all dieser Schritte ist
für eine
sichere und nicht traumatische Behandlung entscheidend.
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In
den Händen
eines erfahrenen Bedieners, der bei Unfällen und Fehlfunktion auch
medizinisch relevante Korrekturmaßnahmen initiieren kann, können diese
Anforderungen auch unter Verwendung der einfachsten Injektionsvorrichtungen,
wie etwa der üblichen
Spritze zur subkutanen Injektion, erfüllt werden. Ein allgemeiner
Behandlungstrend geht jedoch dahin, den Patienten selbst die Verantwortung
der Verabreichung aufzuerlegen, auch bei Kindern, Alten und Behinderten.
Bei Langzeitbehandlungen entwickelt der Patient oftmals eine gewisse
Fachkenntnis, aber es gibt auch Behandlungspläne mit einer weniger häufigen Verabreichung,
welche oftmals Notfallsituationen oder Situationen eines gestörten Gleichgewichts
des Patienten umfassen. Ein weiteres einzigartiges Problem bei der
Selbstverabreichung von Patienten, im Vergleich zu der durch einen
Assistenten durchgeführten
Verabreichung, besteht darin, dass weniger geeignete und oftmals
anstrengende Körperpositionen
erforderlich sind, und dass wahrgenommener oder erfahrener Schmerz
oder Unwohlsein das medizinisch gewünschte Handlungsmuster beeinträchtigen
könnten.
Zusammenfassend erfordert insbesondere die Selbstverabreichung höher entwickelte
Vorrichtungen um das Injektionsverfahren zu vereinfachen und das
Fehlerrisiko zu vermeiden oder zu verringern. Patienten, die von
einer täglichen
Verabreichung oder einer Verabreichung von Zeit zu Zeit abhängen, haben
auch einen legitimen Bedarf an Bequemlichkeit und an Vorrichtungen,
die ausreichend diskret sind um im täglichen Leben mitgeführt zu werden.
Dennoch ist es wünschenswert, dass
eine derartige Hochentwicklung und Bequemlichkeit einfach und kostengünstig gehalten
wird, um eine Verteilung in breitem Umfang und einen Einbau auch
in Einmalvorrichtungen zu ermöglichen.
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Es
wurden verschiedene Vorschläge
für Injektionsvorrichtungen
vorgebracht, welche den Anwender in vielen der erwähnten Schritte
unterstützen. Obwohl
in gewisser Hinsicht verdienstvoll, scheint keiner sich mit mehr
als einem Teil der gesamten Abfolge zu befassen. Die Patentschrift
US 5,244,465 beschreibt
Begrenzungsanordnungen um einen einzelnen Ausstoß eines von mehreren auswählbaren Dosisvolumina
sicherzustellen. Die Schriften US 4,050,459, GB 1,230,522 und DE
G8509572 beschreiben verschiedene Wege um wiederholte gleiche Mehrfachdosierungen
eines vorbestimmten Volumens sicherzustellen. Die Patentschriften
US 3,517,668 und
US 5,807,346 und die Anmeldung PCT/CH/96/00115
beschreiben Anordnungen für mehrfache
Ausstöße von auswählbaren
Dosisvolumina. Die Schrift
US
4,832,694 beschreibt eine Weganordnung für einen
einzelnen Ansaug- und Ausstoßzyklus
unter Vermeidung jeglicher Rückwärtsbewegung.
Die zitierten Schriften zeigen keine Lösungen für die früheren Phasen der Injektionssequenz auf,
oder wie derartige Phasen integriert werden könnten. Die US-Schriften 4,968,299,
4,874,381, 5,080,649 und 5,728,075 und WO 93/14799 betreffen alle
Anordnungen zum Sicherstellen des Mischens des Inhalts von Zweikammerspritzen,
gefolgt von Injektion, unter Verwendung eines Schraubengewinde-Mechanismus
für die
Mischphase. Wiederum betreffen diese Vorschläge nur einen Teil des gesamten
Vorgangs.
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US 4,475,905 offenbart eine
Injektionsvorrichtung, die eine vorab ausgewählte Dosierung eines Arzneimittels
abliefern kann. Die Vorrichtung umfasst eine Hülse, die groß genug
ist um die Tonne einer herkömmlichen
Spritze aufzunehmen, und die einen Schlitz aufweist, der als eine
Spur wirkt.
EP 0 611 035 beschreibt
eine Abgabevorrichtung mit einer Spur um eine diskontinuierliche
Bewegung zu ermöglichen.
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Demgemäß besteht
ein fortwährender
Bedarf für
einfache und kostengünstige
Injektionsvorrichtungen, welche den Anwender bei den verschiedenen
beteiligten Handhabungsschritten unterstützen können, Fehler verhindern oder
lindern, und ein ergonomisches, bequemes und nicht traumatisches Produkt
bieten, das insbesondere für
Patienten, die sich selbst verabreichen, geeignet ist. Obwohl die vorliegende
Erfindung eine allgemeinere Nützlichkeit haben
kann, wird sie vorwiegend im Hinblick auf diesen Hintergrund beschrieben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile
bekannter Injektionsvorrichtungen wie beschrieben zu vermeiden.
Ein spezifischerer Gegenstand ist es, eine Injektionsvorrichtung
bereitzustellen, welche dem Anwender bei der korrekten Durchführung aller
oder der meisten Betriebsschritte bis zu und einschließlich der
Injektion assistieren kann, wie etwa, soweit anwendbar, Kammermischen,
Entlüften,
Auswahl der Dosis und Ausstoß einzelner
oder wiederholter vorbestimmter Dosierungen. Ein weiterer Gegenstand
ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche dem Anwender assistieren
kann, eine korrekte Abfolge derartiger Schritte sicherzustellen.
Ein nochmals weiterer Gegenstand ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen,
welche für
eine korrekte Abfolge mechanisch programmiert ist. Ein weiterer
Gegenstand ist es, eine Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften
zur Einstellung der Dosis, und welche für die Abgabe von variierenden
Dosierungen geeignet ist, bereitzustellen. Ein nochmals weiterer
Gegenstand ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche für einzelne
oder mehrfache gesteuerte Ausstöße aus einem
Behälter geeignet
ist. Ein weiterer Gegenstand ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen,
welche mit vorgefüllten Spritzen
verschiedener Art kompatibel ist. Ein nochmals weiterer Gegenstand
ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche zur Selbstverabreichung
geeignet ist. Ein weiterer Gegenstand ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen,
welche bequem zu handhaben ist. Ein nochmals weiterer Gegenstand
ist es, eine Vorrichtung mit wenigen und einfachen Bestandteilen
bereitzustellen, welche dennoch eine hohe Betriebssicherheit und
Genauigkeit ergibt. Ein nochmals weiterer Gegenstand ist es, eine
Vorrichtung bereitzustellen, welche einfach hergestellt und zusammengebaut
werden kann. Ein weiterer Gegenstand ist es, eine einfache kostengünstige Vorrichtung
bereitzustellen, welche als eine Einmalvorrichtung benutzt werden
kann. Ein weiterer Gegenstand ist es, Verfahren unter Verwendung
der beschriebenen Vorrichtungen bereitzustellen.
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Diese
Gegenstände
werden erreicht mit der Vorrichtung, welche die charakteristischen
Merkmale aufweist, wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
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Durch
die Verwendung einer Programmanordnung auf Basis eines Systems von
kooperierenden Spuren und Nachführelementen
werden mehrere Ziele erreicht. Ein einfaches Gesamtdesign ist möglich, das
mittels kostengünstiger
Teile bewerkstelligt werden kann. Es ermöglicht auch eine große Flexibilität bei der
Auswahl der Teile für
die kooperierenden Teile, und es sind wenige Komponenten erforderlich,
wenn auf die Standard-Spritzenteile, wie etwa Gehäuse und
Kolbenstangenkonstruktion, aufgesetzt, und außerdem kann eine Spur auf dem
einen oder dem anderen Teil angeordnet sein, wobei das Nachführelement
auf dem Gegenstück
angeordnet ist, oder es kann eine Kombination davon vorliegen, für größte Programmflexibilität und um
sekundäre Überlegung
zu ermöglichen,
z.B. im Hinblick auf Festigkeit und Herstellung. Das System kann
verwendet werden um den Anwender positiv in nur eine Handlungsabfolge
zu drängen,
und kann durch die Verwendung von Ein-Richtungsstrukturen sogar irreversibel
gemacht werden. Dennoch ist das System auch kompatibel mit reversiblem
Handeln an ausgewählten
Punkten der Abfolge, z.B. bei der Einstellung der Dosis, indem einfach
zweidirektionale relative Bewegungen von Spur und Nachführelement
oder eine derartige Bewegung in einer Endlosschleife zugelassen
werden, z.B. um den Umfang der Vorrichtung herum. Es ist kompatibel
mit sowohl axialen Bewegungen als auch Drehbewegungen und Kombinationen
davon, und kann dazu dienen, eine Kraft- oder Geschwindigkeitstransformation
zu ergeben, wie etwa bei einer Schraubengewindespur, z.B. eine hohe
Kraft zum Loslösen
des Kolbens und eine geringe Geschwindigkeit für vorsichtiges Mischen. Die Verwendung
mehrerer Spurteile, die von einer gemeinsamen Spur abzweigen, ermöglicht es,
einen von mehreren Programmwegen auszuwählen, z.B. zur Einstellung
von variablen Dosierungen. Es werden geführte Mehrfachdosierungssysteme
bereitgestellt, z.B. indem Spurteile sich in aufeinander folgende
axiale und transversale Teile erstrecken, gegebenenfalls mit wiederholten
Verzweigungen um vielfältige
Alternativen zu erzeugen. Dies unter Beibehaltung der Option einer
Kombination mit einem gemeinsamen Programmteil, z.B. für Initiierungsschritte
mit einer planmäßigen Änderung
dazwischen, umfassend Entlüftung
und Vereinigungsbewegungen für Mehrkammerbehälter, letzteres
mit der Option einer Kombination mit Schraubengewinde-Spurteilen,
wie an sich bekannt. Bei einer Anordnung, so dass die Teile sich
nicht gegenseitig behindern, kann das System in mehr als ein Spur-
und Nachführelementteil unterteilt
werden, für
weitere Programmflexibilität oder
Designfreiheit, z.B. unter Berücksichtigung
der Größe, Festigkeit,
Herstellung, etc. der Vorrichtung, oder um in den verschiedenen
Programmphasen unterschiedliche Charakteristika zu ermöglichen,
z.B. mehrere Nachführelemente
für mechanische
Festigkeit in Phasen, die nicht viele Alternativen benötigen, wie
etwa die Initiierung, während
ein einziges Nachführelement
in Phasen verwendet werden kann, die mehrere Alternativen benötigen, insbesondere
die Einstellung der Dosis, für
eine vollständige
Nutzung der verfügbaren
Oberfläche
für Programmstrukturen oder
Beschriftungen. Es sollte bemerkt werden, dass die Vorrichtung trotz
der Vielzahl möglicher
Funktionen extrem einfach sein kann, und in seiner extremsten Form
kann das gesamte Spursystem in eine Oberfläche geformt oder gepresst werden,
z.B. die äußere Oberfläche der
Kolbenstange oder die innere Oberfläche des Gehäuses, mit den Nachführelement-Punktstrukturen
auf der Gegenoberfläche,
was lediglich die Minimalteile erforderlich macht. Dies ist völlig im
Gegensatz zu Vorrichtungen aus dem bekannten Stand der Technik,
die typischerweise bereits zur Einstellung der Dosis eine Vielzahl
an Teilen erfordern, mehrere Ausstöße nur einer Dosis bieten oder
zusätzliche
bewegliche Teile erfordern, unterschiedliche Mechanismen für Mehrkammermischen verwenden
und oftmals das Problem der Entlüftung und
eines Vorausstoßes
vernachlässigen
oder dem Anwender überlassen.
Die bereitgestellte Einfachheit erfüllt die an die Vorrichtung
gerichteten Ziele von geringen Kosten, einer geringen Größe und der
Eignung für
ein Design zur Einmalverwendung. Sie erfüllt auch die Ziele einer einfachen
Herstellung, eines einfachen Zusammenbaus und von Kompatibilität mit verschiedenen
Behälterdesigns.
Die vollständige Programmierung
und die wenigen erforderlichen Bewegungen erfüllen die Ziele von Sicherheit,
Bequemlichkeit und Eignung zur Verwendung bei der Selbstverabreichung
von Patienten.
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Weitere
Gegenstände
und Vorteile werden aus der ausführlichen
Beschreibung der Erfindung, nachstehend hierin, ersichtlich werden.
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Ausführliche
Beschreibung
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Wie
hierin verwendet sollen, in Abwesenheit ausdrücklicher gegenteiliger Angaben,
Ausdrücke wie "umfassend", "enthaltend", "beinhaltend", "mit" und ähnliche
Terminologie nicht als ausschließlich auf das angegebene Element
beschränkt
verstanden werden, sondern sollen derart verstanden werden, dass
sie auch die Gegenwart weiterer Elemente erlauben, und sie sollen
verstanden werden, dass sie jedes Element in integraler, unterteilter
oder aggregierter Form abdecken. In ähnlicher Weise sollen Ausdrücke wie "verbunden", "befestigt", "angeordnet", "aufgebracht", "zwischen" und ähnliche
Terminologie nicht derart verstanden werden, dass sie ausschließlich einen
direkten Kontakt zwischen den angegebenen Elementen abdecken, sondern
sollen derart verstanden werden, dass sie die Gegenwart eines oder
mehrerer dazwischen liegender Elemente oder Strukturen erlauben.
Das gleiche trifft für ähnliche
Ausdrücke
zu, wenn für
beschreibende Zwecke verwendet.
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Der
hierin beschriebene Injektor kann für eine Vielzahl von Zwecken
innerhalb des Gebiets der Medizin und darüber hinaus verwendet werden,
und für
jegliche Arten von Präparationen,
wie etwa Chemikalien, Zusammensetzungen oder Gemische, in jedem
beliebigen Behälter,
und für
jeden beliebigen Zweck abgeliefert. Aus den ausgeführten Gründen weist
das System bestimmte besondere Werte in Verbindung mit medizinischen
Ablieferungsvorrichtungen auf, bei denen auch die Designeinschränkungen
strenger sind als bei den meisten anderen Anwendungen. Aus Gründen der
Bequemlichkeit wird die Erfindung im Hinblick auf diese Anwendung
beschrieben.
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Normalerweise
ist das abzuliefernde Material ein Fluid, und bevorzugt eine Flüssigkeit,
umfassend Materialien, welche sich wie Flüssigkeiten verhalten, wie etwa
Emulsionen oder Suspensionen. Diese Beobachtungen betreffen die
endgültige
Präparation,
während
vor der endgültigen
Präparation andere
Komponenten, insbesondere Feststoffe, vorhanden sein können. Es
soll auch verstanden werden, dass die Art des Behälterinhalts
Arzneimittel im breiten Sinne umfasst, und beispielsweise natürliche Komponenten
und Körperflüssigkeiten
umfasst, die zuvor in den Behälter
gefüllt
worden waren oder in ihn gezogen werden, obwohl das Arzneimittel üblicherweise
industriell hergestellt sein wird. Obwohl die Prinzipien der Erfindung
hauptsächlich
in Bezug auf ein Ausstoßen
(Ejektion) beschrieben werden, sind sie ebenso auf Ansaugschritte
anwendbar.
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Die
in den erfindungsgemäßen Injektoren verwendbaren
Behälter
umfassen im Allgemeinen einen Behälter für die Präparation und eine Öffnung, durch
welche die Präparation
abgeliefert werden kann, und es ist ein breites Spektrum an Behältertypen
geeignet. Behälter
vom Spritze-Typ sind zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Injektor
bevorzugt, und sollen im breiten Sinne verstanden werden, und allgemein
kann von ihnen ausgesagt werden, dass sie eine Tonne mit einem Vorderabschnitt und
einem Hinterabschnitt, die eine allgemeine Achse definieren, einen
Auslass für
die Präparation,
typischerweise umfassend eine Flüssigkeit
im breiten Sinne, angeordnet im Vorderabschnitt, und mindestens
eine im Hinterabschnitt angeordnete bewegliche Wand umfassen, wobei
eine Verschiebung dieser Wand verursacht, dass die Präparation
nach vorne bewegt oder durch den Auslass ausgestoßen wird. Die
Form der Tonne und der beweglichen Wand müssen aneinander angepasst sein.
Die Tonne aus beispielsweise Glas oder Kunststoff kann zwischen
dem Vorder- und Hinterabschnitt einen im Wesentlichen konstanten
inneren Querschnitt haben, mit einer ähnlich konstanten Tonnenachse,
was eine im Allgemeinen röhrenförmige Tonne
ergibt, und am meisten bevorzugt ist der Querschnitt vom gewöhnlichen
runden Typ, was eine im Wesentliche zylindrische Tonne ergibt. Die
bewegliche Wand ist dann bevorzugt ein Körper mit einer im Wesentlichen
unveränderlichen Form,
obwohl möglicherweise
elastisch, welcher gegenüber
der inneren Tonnenoberfläche
abdichtend ausgebildet ist, und bevorzugt vom Typ eines Kolbens
ist. In Abhängigkeit
vom Verwendungszweck des Injektors kann am Auslass eine Nadel, eine
Kanüle,
ein Infusionsschlauch oder eine ähnliche
Ablieferungsvorrichtung in Fluidverbindung mit der Öffnung sein,
z.B. durch eine Anordnung an der Öffnung oder über eine
Leitung. Innerhalb dieser Grenzen und Präferenzen kann ein breites Spektrum
von Behältern
vom Spritze-Typ mit der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung verwendet
werden, wie etwa Ampullen, Patronen, Carpulen und Spritzen. Es fällt ebenfalls
unter den Schutzumfang der Erfindung, dass der Behälter kein
vom Gehäuse
separates Teil ist, sondern dass das Gehäuse den Behälter integral umfasst, obwohl
es in den meisten Fällen
bevorzugt ist, dass der Behälter
ein separates Teil ist. Es ist nicht erforderlich, dass der Behälter einen
separaten Kolben umfasst, aber es ist bevorzugt, dass die zu beschreibende
Kolbenstange mehr oder weniger direkt auf die bewegliche Wand des
Behälters
wirken kann, obwohl es vollkommen möglich ist, dass der Behälter einen
Kolben umfasst, im Sinne eines Teils, das vom hinteren Ende der
Tonne hervorragt, auf das die Kolbenstange des Injektors hinsichtlich
einer Bewegung des Kolbens wirken kann, da viele standardisierte
Vorrichtungen derart ausgelegt sind. Der Injektor kann bevorzugt
mit Standardbehältertypen
verwendet werden, z.B. wie in den Standards DIN und ISO definiert.
Es sind auch Behälter
vom Doppelkammer- oder
Mehrkammer-Typ verwendbar, wie z.B. bekannt für Präparationen, die vor der Verabreichung ein
Mischen von zwei oder mehr Komponenten oder Vorläufern erfordern. Die Komponenten
werden durch eine oder mehrere Zwischenwände von unterschiedlichen bekannten
Ausführungen
separiert gehalten, wobei diese Wände die Tonne in mehrere Kammern
unterteilen, manchmal parallel einer Patronenachse platziert, aber üblicherweise
in einer übereinander
angeordneten Anordnung entlang der Achse. Die Vereinigung der Komponenten
kann durch Aufbrechen, Penetrieren oder Öffnen einer Ventilkonstruktion
in den Zwischenwänden
erfolgen. In einer anderen bekannten Ausführung sind die Zwischenwand
bzw. die Zwischenwände
vom Kolben-Typ, und eine Fluidkommunikation zwischen den Kammern wird
bewirkt, indem der Kolben zu einem Umgehungsabschnitt bewegt wird,
wo die Innenwand einen oder mehrere vergrößerte Abschnitte oder mehrere
Rillen entlang des Umfangs und Erhebungen oder Kolben-deformierende
Strukturen aufweist, in einer Weise, welche bei Verschiebung der
beweglichen Rückwand
einen Seitenstrom des Inhalts des hinteren Kammer in die vordere
Kammer gestattet. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, Mehrkammerausführungen
zu verwenden, bei denen Mischen durch eine axiale Bewegung der Kolbenstange
bewirkt werden kann, entweder eine geradlinige axiale Bewegung oder
eine Schraubenbewegung, wie an sich bekannt. Die Kammern können Gas,
Flüssigkeit
oder Feststoffe enthalten. Im Allgemeinen ist mindestens eine Flüssigkeit
vorhanden. In pharmazeutischen Anwendungen sind üblicherweise nur zwei Kammern
vorhanden, und sie enthalten typischerweise eine Flüssigkeit
und einen Feststoff, wobei der letztere während des Mischvorgangs aufgelöst und rekonstituiert
wird. Für
diese Behältertypen
ist es sowohl möglich,
dass der Misch- oder Rekonstitutionsschritt bereits erfolgt ist,
wenn der Behälter
in dem Injektor angeordnet wird, als auch dass in der Vorrichtung
Mittel bereitgestellt werden, um den Inhalt der Kammern zu vereinigen,
bevor der eigentliche Injektionsvorgang begonnen wird.
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Wie
hierin verwendet, sollen Positions- und Richtungsangaben in Bezug
auf den Behälter
verstanden werden. Die "Achse" oder "axiale" Richtung bezeichnet
die Richtung, entlang welcher die Behältertonne einen im Wesentlichen
konstanten Querschnitt hat. Die "Vorderseite" bezeichnet das Ende der
Tonne mit der Öffnung
für den
Strom des Inhalts, und "nach
vorn" bezeichnet
Richtungen von der Seite der Tonne in Richtung der Öffnung,
und "hinten" und "rückwärtig" bezeichnen das entgegen gesetzte Ende
und die entgegen gesetzte Richtung. "Transversal" bezeichnet eine Richtung senkrecht
zu der Richtung der Achse und umfasst "rotierende" Bewegungen (Drehbewegungen) um eine
zu der Achse parallele oder mit ihr konzentrische Linie. Sofern nicht
anders angegeben soll die Verwendung von Richtungsangaben, wie etwa "axial" oder "rotierend" nicht als eingeschränkt auf
ausschließlich
die angegebene Richtung verstanden werden, sondern soll derart verstanden
werden, dass alles mit einer Komponente in der angegebenen Richtung
umfasst ist.
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Die
Injektionsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das in einem breiten Sinne
verstanden werden soll, solange es seine grundlegenden Funktionen
des Haltens des Behälters
erfüllt
und die zu beschreibenden Spur- oder Nachführelement-Strukturen aufweist oder Unterstützung dafür bietet.
Der Behälter
kann, bezogen auf das Gehäuse,
beweglich angeordnet sein, z.B. um Initiierungsschritte unter Bewegung
relativ zum Gehäuse
zu gestatten, wie etwa unter Mischen beim Mischen von Mehrkammerbehältern, wie
an sich bekannt, obwohl es für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, auch derartige
Schritte mit dem Behälter
stationär, bezogen
auf das Gehäuse,
durchzuführen.
Sofern nicht anders angegeben soll der Behälter, bezogen auf das Gehäuse, mindestens
in axialer Richtung als stationär
angenommen werden. Der Behälter
kann derart am Gehäuse
befestigt sein, so dass er frei zugänglich bleibt, obwohl es bevorzugt
ist, dass das Gehäuse
auch den Behälter
umschließt.
Das Gehäuse
sollte Teile, die vom Anwender betätigt werden, frei zugänglich lassen,
insbesondere die Kolbenstange bei manuellem Betrieb, und beispielsweise
Befestigungen für
Nadeln. Wie angegeben, ist es häufig bevorzugt,
die Vorrichtung als eine Einmalvorrichtung zu verwenden, in welchem
Falle es bevorzugt ist, sie werksseitig mit dem Behälter zu
beladen, und eine einfache Verschlussanordnung ist für einen
rationalen Zusammenbau bei der Fertigung von Wert. Im breiten Sinne
ist die Form des Gehäuses
für die grundlegende
Funktion der Vorrichtung nicht kritisch, kann aber ihre ergonomischen
Eigenschaften und Bequemlichkeitseigenschaften beeinflussen, und
wie in der Technik üblich
kann das Gehäuse
ein Design haben, welches seine Handhabung vereinfacht, wie etwa
Fingergriffe und andere Greifoberflächen. Ansonsten kann die Gesamtform
des Gehäuses
eine Vielzahl von Formen annehmen, in Abhängigkeit unter anderem von
der Gestaltung der inneren Komponenten. Das Gehäuse kann ein Teil aus einem
oder mehreren Teilstücken
sein, obwohl es bevorzugt ist, es mit sowenig Teilen wie möglich zu
konstruieren. Bevorzugt werden Gehäuseteile aus Kunststoffmaterial
hergestellt, beispielsweise durch Pressformen.
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Der
Injektor umfasst eine Kolbenstange, welche ebenfalls in einem breiten
Sinne verstanden werden soll, solange sie ihre grundlegenden Funktionen erfüllt, die
bewegliche Wand verschieben zu können und
die zu beschreibenden Spur- oder Nachführelement-Strukturen aufweist
oder Unterstützung
dafür bietet.
Die Kolbenstange muss beweglich, bezogen auf den Behälter, angeordnet
sein, und ist bevorzugt auch beweglich, bezogen auf das Gehäuse, angeordnet.
Sie sollte mindestens in der axialen Richtung beweglich sein, aber
um die Freiheit des Programmdesigns zu erhöhen ist sie bevorzugt auch
in transversaler Richtung beweglich, bevorzugt indem sie drehbar
ist, bevorzugt um die Achse des Behälters. Die Kolbenstange umfasst
im Allgemeinen ein Penetrationsteil, welches ausgeführt ist
um in die Behältertonne
einzudringen, und weist bevorzugt auch ein zugängliches Teil auf, das außen verbleibt,
z.B. um Zugänglichkeit
für die
Bedienung bereitzustellen. Die Kolbenstange kann bewegt werden durch
ein Betätigungssystem,
das gespeicherte Energie umfasst, z.B. mittels Federn, komprimiertem
oder erzeugtem Gas, oder einem Elektromotor, aber wenn Einfachheit
wichtig ist, ist es bevorzugt, die Kolbenstange für manuelle
Betätigung
auszulegen, für
welche die Prinzipien der Erfindung ebenfalls gut geeignet sind.
Die Spur- und Nachführelement-Strukturen
können
auf verschiedenen Teilen der Kolbenstange angeordnet sein, eine
Spur sogar auf dem Penetrationsteil, während ein Nachführelement
bevorzugt auf einem zugänglichen
Teil angeordnet ist. Wenn essentielle Teile der Spur auf der Kolbenstange
angeordnet sind, hat es sich als günstig herausgestellt, eine
große Oberfläche auf
der Kolbenstange bereitzustellen, z.B. indem man das Penetrationsteil
so groß macht, wie
die Größe der Tonne
es gestattet. Ein bevorzugter Weg um die verfügbare Oberfläche zu erhöhen besteht
darin, das zugängliche
Teil der Kolbenstange zu vergrößern, welches
im Prinzip so groß gemacht werden
kann, wie von Länge
und Breite her erforderlich, was den zusätzlichen Vorteil hat, dass
kleine Behälter
möglich
sind, und dass Spurteile auf diesen vergrößerten Oberflächen der
Kolbenstange angeordnet werden können.
Die vergrößerte Oberfläche kann
axial hinter dem Penetrationsteil angeordnet werden, aber es ist
bevorzugt, dass sie sich axial nach vorne erstreckt, so dass sie
mindestens teilweise über
die Behältertonne
nach außen
ragt, wenn das Penetrationsteil sich in die Tonne hinein bewegt. Bevorzugt
verlaufen das Penetrationsteil und das Extensionsteil mindestens
teilweise parallel, wobei die Tonne dazwischen untergebracht ist.
Am meisten bevorzugt hat das Extensionsteil des zugänglichen
Teils die Gesamtform einer Röhre
oder Hülse,
welche mit dem Penetrationsteil konzentrisch ist. Die beschriebene
Gesamtgestaltung ergibt zusätzlich
zum Nutzen für
die Spurstruktur Vorteile bei der Herstellung und hinsichtlich Festigkeit.
Die Kolbenstange kann ebenfalls als ein Teil aus mehreren Teilstücken ausgelegt
sein, obwohl es bevorzugt und möglich
ist, sie als ein Teil aus einem Stück herzustellen. Bevorzugt ist
die Kolbenstange ein Kunststoffformteil.
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Spuren
können
entweder auf einem Gehäuseteil,
einem Teil der Kolbenstange oder auf beiden bereitgestellt sein.
Die Nachführelemente
sollen auf dem entgegen gesetzten Teil von Gehäuse oder Kolbenstange mit der
Spur, mit der es kooperieren soll, angeordnet sein. Für die Beschreibung
des Spursystems soll jedes andere Teil des Injektors wie etwa ein Zwischenteil
als ein Teil des Gehäuses
bzw. der Kolbenstange angesehen werden, in Abhängigkeit von seiner funktionellen
Beziehung dazu, in erster Linie mit welchem Teil es sich bewegt.
Spuren können
auf dem Gehäuse
angeordnet sein, beispielsweise auf der inneren Oberfläche des
Gehäuses
oder als Schlitze in der Gehäusewand,
mit einem oder mehreren Nachführelementen
auf der Kolbenstange, was beispielsweise eine schlanke Vorrichtung
ermöglicht. Es
ist bevorzugt, Spuren auf der Kolbenstange zu platzieren, mit einem
oder mehreren Nachführelementen
auf dem Gehäuseteil,
was unter anderem Festigkeit, eine einfache Herstellung und Flexibilität für die Gestaltung
der Spuren ermöglicht.
Es ist möglich,
Spuren sowohl auf dem Gehäuse
als auch auf der Kolbenstange anzuordnen, obwohl es im Allgemeinen
vorteilhafter ist, nur auf einem der Teile Spuren zu haben.
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Die
physische Ausführung
der Spuren kann eine Vielzahl von Formen annehmen. Die Spur kann eine
erhöhte
Schiene sein, die von einem entsprechend geformten Nachführelement
erfasst wird. Insbesondere bei dünnen
Materialien kann die Spur ein Schlitz sein. Spuren in Form von Rillen
sind im Allgemeinen bevorzugt, unter anderem aus Gründen der Festigkeit
und einfacher Herstellung. Eine derartige Rille kann einen Querschnitt
aufweisen, der beispielsweise konkav, rechteckig ist oder einen
Unterschnitt hat, z.B. um ein entsprechend geformtes Nachführelement
aufzufassen. Die Spuren haben im Allgemeinen bevorzugt einen konstanten
Querschnitt über
eine bestimmte Ausdehnung, welche mindestens dem Mehrfachen ihrer
Breite entspricht, und er kann über
ihre gesamte Länge
derart sein, es ist aber auch möglich,
dass der Querschnitt sich ändert,
beispielsweise an einem Kniestück
oder einer Biegung, z.B. um ein asymmetrisches Nachführelement
aufzunehmen, das verwendet werden kann um unterschiedliche Einschränkungen
hinsichtlich Raum oder Festigkeit in unterschiedlichen Richtungen
zu erfüllen.
Es ist am meisten bevorzugt, dass die Spur nur die Linienbewegung
des Nachführelements
führt,
die nicht geradlinig sein muss und sehr häufig auch nicht ist, so dass
Bewegungen weg von der Linie verhindert werden. Die Spur kann sich
an bestimmten Stellen jedoch auch verbreitern oder verschwinden,
z.B. um ein Nachführelement
freizugeben, beispielsweise wenn ein anderes Nachführelement
in Eingriff gelangt, um mehrere Bewegungen zu ermöglichen, oder
wenn eine geführte
Bewegung nicht erforderlich ist. Es kann gesagt werden, dass bei
derartigen Situationen die Linienführung des Nachführelements
sich zu einer Fläche
verbreitert. Eine ähnliche
Situation besteht dann, wenn es lediglich erforderlich oder nützlich ist,
eine Bewegung des Nachführelements gegen
Versetzungen in Richtung von einer der Seiten der Spur zu führen, z.B.
wenn Versetzungen zu der anderen Seite durch andere Mittel verhindert
sind, beispielsweise durch eine zweite Spur oder ein zweites Nachführelement,
wenn eine Pumpwirkung möglich
ist, oder um den Eintritt eines Nachführelements in die Spur aus
mehr als einer oder mehreren Positionen zu ermöglichen. Die Spur kann dann
zu einer einseitigen Spur, z.B. einer Kante, vermindert werden.
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Die
Nachführelemente
können
ebenfalls eine Vielzahl von Formen annehmen. Grundsätzlich kann
das Nachführelement
als eine "Punktstruktur" angesehen werden,
welche sich entlang der von der Spur bereitgestellten Linie oder
Fläche
bewegen kann, und es sollte physische Abmessungen haben, welche
geringfügig
kleiner sind als die der zu verfolgenden Spurenteile, außer wenn
noch zu beschreibende Reibungssteuerelemente angebracht sind. Es kann
bevorzugt symmetrisch sein, z.B. bei Blickrichtung senkrecht zur
Ebene der Spur einen runden oder quadratischen Querschnitt haben.
Das Nachführelement
kann jedoch auch asymmetrisch sein, z.B. länger als breit, wenn lediglich
Bewegungen in einer Richtung erforderlich sind, oder auch bei Spuren
mit mehreren Richtungen, wenn die Spur bei einer Richtungsänderung
ihren Querschnitt ändert
um die neue Breite des Nachführelements
aufzunehmen, oder wenn das Nachführelement
beweglich, z.B. drehbar an seinem Substrat befestigt ist, was auch
verwendet werden kann um eine Anpassung an Gewindegänge mit
variierender Steigung zu ermöglichen.
Der Querschnitt des Nachführelements
bei Blickrichtung entlang der Spur kann an den entsprechenden Querschnitt
der Spur angepasst sein, obwohl dies nicht notwendig ist, und manchmal
ist eine nicht-deckungsgleiche Form bevorzugt, welche z.B. einen
Punktkontakt anstatt eines Flächenkontakts zwischen
der Spur und dem Nachführelement
ergibt, für
eine verminderte Reibung. Das Nachführelement kann auch in einer
Richtung beweglich sein, welche zu der Oberfläche, welche die Spur trägt, im Wesentlichen
senkrecht ist, z.B. um einen Eingriff mit oder ein Ausrücken aus
der Spur zu ermöglichen,
bevorzugt unter Vorspannung in einer Richtung durch eine Feder oder
Materialelastizität,
für automatische
oder manuell unterstützte
Steuerung. Im letzteren Fall ist das Nachführelement bevorzugt auf dem
Gehäuse angebracht.
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Jede
Spur kann zusätzliche,
an sich bekannte Steuerelemente aufweisen, wie etwa Strukturen für nur eine
Richtung (Ein-Richtungsstrukturen), welche eine Bewegung des Nachführelements
in einer Richtung der Spur erleichtern, aber eine Bewegung in der
Gegenrichtung verhindern, z.B. in Form einer klappbaren Stoppoberfläche, die
nur in eine Richtung freigibt, oder einer Struktur mit einer Rampenoberfläche in Vorwärtsrichtung
und einer steileren Stoppoberfläche
in der anderen. Alternativ kann ein zu der Oberfläche der
Spur hin bewegliches Nachführelement
wie beschrieben derart angeordnet sein, so dass es die Handlung
eines Bedieners benötigt
bevor eine weitere Bewegung möglich
ist. Jede Spur kann auch Taststrukturen aufweisen, an denen eine Änderung
des Widerstands auftritt, beispielsweise um den Anwender an kritischen
Punkten im Verfahren zu warnen, oder um das Nachführelement
in vorbestimmte Positionen zu drängen,
wie etwa bei der Ausrichtung mit der Fortsetzung eines Teils der
Spur. Gegebenenfalls stellt die Taststruktur auch eine hörbare Knackbestätigung bereit.
Rillen oder Kanten in den Strukturen oberhalb der Spur oder den
vorstehend genannten Ein-Richtungsstrukturen können für diesen Zweck verwendet werden.
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Wie
hierin verwendet bezeichnet "Spursystem" die Gesamtanordnung
von Spuren und Nachführelementen
in der Vorrichtung. Für
die Zecke der Beschreibung wird das Spursystem oftmals beschrieben
werden, als dass es verschiedene Spuren umfasst, die wiederum in
Abschnitte und Teile unterteilt sind. Eine derartige Einteilung
soll nicht als bindend angesehen werden, da eine unterschiedliche
Terminologie oder Einteilung das gleiche funktionelle Ergebnis ergibt.
Das Spursystem kann eine einzelne "kontinuierliche" Spur umfassen, in dem Sinn, dass sie
von einem einzelnen Nachführelement
abgefahren wird, wobei die Kooperation mit dem Nachführelement
verschiedene Betriebsphasen unterstützt. Bevorzugt umfasst das
Spursystem mehr als eine kontinuierliche Spur, welche jeweils mit
mindestens einem Nachführelement
kooperieren. Die zwei oder mehr Spuren können dann "parallel" abgeordnet sein, was bedeutet, dass
sie über
mindestens einen Teil ihres Betriebsbereichs derart angeordnet sind,
so dass die gleiche Bewegung der Kolbenstange ermöglicht wird,
was verwendet werden kann um die Festigkeit und Genauigkeit zu erhöhen, oder
eine kleinere oder schlankere Vorrichtung unter Beibehaltung von
Festigkeit und Genauigkeit ermöglicht.
Eine Gewindespur kann beispielsweise zwei oder mehr parallele Gewindegänge mit
Nachführelementen
haben. Bevorzugt umfasst das Spursystem mindestens zwei Spuren "in Reihe" oder "serielle" Spuren, was bedeutet,
dass die Spuren derart angeordnet sind um die Kolbenstange in verschiedene
Bewegungen zu führen,
entweder wirklich in Reihe, oder durch Eingriff/Ausrücken eines
Nachführelements
ermöglicht, was
für eine
größere Designfreiheit
verwendet werden kann, oder um Charakteristika von Spur und Nachführelement
verschieden an verschiedene Betriebsphasen anzupassen, z.B. parallele
Spuren, gefolgt von einer einzigen zusätzlichen seriellen Spur, was
ein Ausnützen
des gesamten Umfangs der Vorrichtung ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass serielle Spuren normalerweise eine kompaktere Gestaltung
des Spursystems ermöglichen, z.B.
eine geringere axiale Ausdehnung. Serielle Spuren erfordern normalerweise,
dass das erste Nachführelement
ausrückt,
wenn das zweite Nachführelement
mit seiner Spur in Eingriff gelangt. Das Ausrücken kann bewirkt werden, indem
zugelassen wird, dass das erste Nachführelement seine Spur vollständig verlässt, d.h.
indem sie ein "offenes" Ende hat, indem
wie beschrieben von einer Linienführung zu einer Flächenführung übergegangen
wird, indem mehrere alternative Linienführungen für das erste Nachführelement
zugelassen werden, welche allen Bewegungsoptionen für das zweite
Nachführelement
entsprechen, oder durch die Verwendung von beweglichen Nachführelementen
wie beschrieben.
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Allgemeine
Steuermerkmale der Spuren sind die Bereitstellung entweder eines
Stopps für
eine Bewegung der Kolbenstange oder eine Änderung ihrer zugelassenen
Bewegungsrichtung. Ein permanenter Stopp an einer vorbestimmten
Stelle oder nach einer vorbestimmten Wegstrecke kann bereitgestellt
werden, indem die Spur mit einem "geschlossenen" Ende versehen wird, d.h. das Nachführelement
hat keine weitere Bewegungsalternative außer möglicherweise zurück zu gehen.
Ein derartiger permanenter Stopp kann am Ende eines Betriebszyklus verwendet
werden, beispielsweise wenn die programmierten Ausstöße vollendet
worden sind. Es kann dann zugelassen werden, dass das Nachführelement
sich in der gleichen Spur in die entgegen gesetzte Richtung bewegt,
beispielsweise um ein erneutes Befüllen des Behälters zu
ermöglichen,
oder es kann davon abgehalten werden, z.B. mittels einer Ein-Richtungsstruktur
dahinter, beispielsweise um weitere Verwendung einer Einmalvorrichtung
zu blockieren. In den meisten anderen Situationen ist ein Stopp
für eine
laufende Kolbenbewegung bevorzugt nicht permanent, sondern mit neuen
Bewegungsoptionen für
die Kolbenstange kombiniert. Der Stopp wird demnach von einer Spurwand
bereitgestellt, an der die Spur ihre Richtung ändert, bevorzugt an einer scharten Änderung
und am meisten bevorzugt an einem im Wesentlichen rechten Winkel
zum bisherigen Spurteil, z.B. einem "Kniestück", welches dem Nachführelement nur eine neue Bewegungsalternative gibt,
oder an einer "Verzweigung", welche dem Nachführelement
mindestens zwei neue Bewegungsalternativen gibt, bevorzugt derart,
so dass eine Änderung der
Bewegung der Kolbenstange erforderlich ist, bevor eine neue Bewegungsalternative
erreicht werden kann.
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Richtungsänderungen
von Spuren können kombiniert
und wiederholt werden. Wenn beispielsweise mehrere Kniestücke kombiniert
werden, kann eine "Treppenform" einer Spur bereitgestellt
werden, wenn jede zweite Bewegung in der gleichen Richtung erfolgt,
und eine "Mäanderform" einer Spur kann
erhalten werden, wenn jede zweite Änderung der Bewegung in der
entgegen gesetzten Richtung durchgeführt wird. Wenn manche oder
alle der Kniestücke durch
Verzweigungen ersetzt werden, ist eine Gitterform einer Spur möglich, welche
mehr als eine Bewegungsoption an jeder Gitterkreuzung ermöglicht,
was eine Vielzahl von Kombinationsalternativen erzeugt. Die beschriebenen
mehrfachen Richtungsänderungen
können
bevorzugt in Mehrfachdosissystemen verwendet werden, bevorzugt derart,
so dass die Spur mehrere axiale Abschnitte kombiniert mit dazwischen
liegenden transversalen und bevorzugt rotierenden Bewegungsabschnitten
bereitstellt, wobei der Anwender am Ende jeder Dosierung einen endgültigen Stopp
wahrnimmt, mit der Erfordernis für
eine aktive Richtungsänderung.
Die axialen Abschnitte können
unterschiedliche Längen
aufweisen, in den meisten Fällen
ist es jedoch bevorzugt, dass die axialen Abschnitte eine etwa gleiche
Länge in
jeder Spur haben, um für
wiederholte gleiche Dosierungen zu sorgen, möglicherweise mit Ausnahme des
ersten axialen Teils, der verwendet werden kann um den Anwender
zur Durchführung
eines Entlüftungsschritts
mit einem vorbestimmten Volumen zu zwingen und/oder um am Anfang
ein nicht zu verwendendes Volumen des Inhalts zu verwerfen, und
normalerweise sind diese Volumina verschieden von den Dosisvolumina. Am
meisten bevorzugt stellen die gleich langen axialen Teile eine ganzzahlige
Unterteilung des gesamten Behälterinhalts
dar, und wenn mehrere Spuren vorgesehen sind, können sie für unterschiedliche ganzzahlige
Unterteilungen des Gesamtvolumens sorgen. Dem transversalen Abschnitt
können
ebenfalls variierende Längen
gegeben werden, z.B. größer als
eine Spurbreite, kürzer
als zwei Spurbreiten, wenn die Stoppoberfläche ausreichend ist, normalerweise
mindestens zwei Breiten, aber er kann länger sein, aber bevorzugt weniger
lang als der verfügbare Umfang.
Raumüberlegungen
können
bestimmend sein, aber auch z.B. die Positionierung von ablesbaren
Skalierungen oder Beschriftungen, wobei geringe transversale Bewegungen
dazu dienen können,
um axial angeordnete Zeichen innerhalb der Spurgrenzen eines Fensters
zu halten, und große
transversale Bewegungen dazu dienen können, große Zeichen aus einem Fenster
heraus zu bringen und neue herein. Diese Überlegungen können auch
für transversale
Bewegungen bei Einzeldosis-Anwendungen zutreffen.
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Während axiale
Bewegungen der Kolbenstange im Allgemeinen eine aktive Funktion
auf den Behälterinhalt
ausüben,
können
Drehbewegungen für
andere Zwecke verwendet werden. Ein derartiger Zweck ist vorstehend
angegeben in Bezug auf Mehrfachdosis-Anordnungen, wobei Drehbewegungen verwendet
werden um den Vorgang für
eine Einzeldosis zu stoppen, und wobei ein aktiver Schritt erforderlich
ist bevor eine neue Dosis abgegeben werden kann. Ein weiterer bevorzugter
Zweck einer Rotationsspur ist es, eine Auswahl zwischen mehreren
axialen Spuren zu ermöglichen,
die von der Rotationsspur abzweigen, welche dann bevorzugt in einer Ringform
ausgeführt
ist, entweder als eine mindestens partielle Ringform mit einem geschlossenen
Ende, um lediglich Hin- und Herbewegungen zu erlauben, oder bevorzugt
als ein vollständiger
Ring, welcher eine vollständige
Rotation des Nachführelements
darin zulässt.
Eine dritte bevorzugte Verwendung einer Rotationsspur ist es, eine
Schraubenbewegung der Kolbenstange zu ermöglichen, welche sowohl eine
axiale als auch eine rotierende Bewegung durchführt, was für bekannte Zwecke verwendet
werden kann, z.B. eine Änderung
der Geschwindigkeit oder des Kraftverhältnisses um kleine gesteuerte
Volumina auszustoßen,
Produkte mit hoher Viskosität
auszustoßen,
oder um eine gesteuerte Rekonstitution von Mehrkammerbehältern auszuführen, wie
an sich bekannt. Das Gewinde kann sich lediglich teilweise über eine
vollständige
Drehung erstrecken, z.B. zum Ausstoßen von kleinen Volumina, bis
hin zu mehreren Umdrehungen, z.B. bei einer Rekonstitution. Es ist
absolut möglich,
Gewinde mit variierender Steigung zu verwenden, wenn das Nachführelement entsprechend
ausgeführt
ist, wie vorstehend angegeben. Im Allgemeinen erfolgt eine Rotation
um eine mit der Behälterachse
konzentrische Linie.
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Eine
bevorzugte Verwendung einer Ringspur ist als eine Verbindungsspur
für mehrere
Spuren, welche von der Ringspur abzweigen und mindestens teilweise
in der axialen Richtung verlaufen. Diese Gestaltung kann dazu verwendet
werden, um unterschiedliche Spurprogramme bereitzustellen, für Unterschiede
beim Typ des Behälters,
des Typs des Behälterinhalts,
oder der Bedürfnisse
des Patienten. Insbesondere ist die Gestaltung nützlich als eine Anordnung zur
Einstellung der Dosis für
einen gegebenen Behälter.
Die Ringspur sollte bevorzugt eine Linienführung für das Nachführelement bereitstellen, entweder
selbst oder in Kombination mit einer zweiten Spur, da jede unkontrollierte
axiale Bewegung der Kolbenstange zu einem Dosierungs- oder Initiierungsfehler
führen
oder beim Anwender Verunsicherung erzeugen kann. Dosierungsspuren
oder Ausstoßspuren,
welche von der Verbindungsspur abzweigen und mindestens teilweise
in der axialen Richtung verlaufen, bevorzugt für eine Vorwärtsbewegung der Kolbenstange
bei einer Bewegung von der Verbindungsspur zu den Dosierungsspuren,
können
die vorstehend ausgeführten
allgemeinen Typen sein, d.h. in einer Anordnung für Einzel- oder Mehrfachausstöße. Es ist
bevorzugt, dass mindestens zwei und bevorzugt alle der Spuren verschieden
sind, bevorzugt indem sie unterschiedliche Hublängen bereitstellen.
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Es
ist ebenfalls bevorzugt, lesbare Dosisanzeigen in Verbindung mit
Anordnungen zur Dosisauswahl bereitzustellen. Im Allgemeinen zwingt
das bereitgestellte Programm den Anwender in eine Einzelkette aufeinander
folgender Handlungen ohne Alternativen, aber in Verbindung mit der
Auswahl einer Dosis sind zwangsläufig
mehrer Alternativen vorhanden, und obwohl Anzeigen in jeder Phase
verwendet werden können,
werden Anzeigen bevorzugt für
eine Führung
in der Phase der Dosisauswahl verwendet. Dies kann bevorzugt derart
gemacht werden, dass Anzeigen oder Zeichen auf entweder der Kolbenstange
oder Teilen des Gehäuses
entweder in einem Fenster gezeigt werden, oder mit einem Zeiger
auf dem jeweils anderen Teil darauf gezeigt wird. Die Zeichen können in
einem Ring parallel zu der Verbindungsspur positioniert sein, z.B.
auf Oberflächen
zwischen den Dosierungsspuren, um axialen Raum zu konservieren,
oder auf einer Ringfläche,
die von Dosierungsspuren frei ist, bevorzugt auf der rückwärtigen Seite
der Dosierungsspuren, um die Verwendung von großen Zeichen zu ermöglichen.
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Es
ist ebenfalls bevorzugt, in Verbindung mit dieser Gestaltung geführte Initiierungsschritte
vorzusehen, und insbesondere einen gesteuerten Entlüftungsschritt
bereitzustellen. Wie hierin verwendet soll eine Entlüftung derart
angesehen werden, dass sie die Möglichkeit
eines vorzeitigen Ausstoßes
an Flüssigkeit
umfasst, was wiederum verstanden werden soll, dass dies ein Verwerfen
von nicht zu verwendender Flüssigkeit
umfasst, was ein alternativer bekannter Weg zur Durchführung von
partiellen Einzeldosis-Ausstößen ist.
Für Entlüftung kann
gesorgt werden, indem jede Dosierungsspur mit einem Anfangs- bzw.
Initiierungsteil versehen wird, welcher in seiner axialen Länge für den Entlüftungsschritt
angepasst ist, gefolgt von einem transversalen Teil vor dem tatsächlichen
axialen Dosisteil. Bevorzugt haben die Initiierungsteile für die verschiedenen
Dosierungsspuren in etwa die gleiche axiale Länge, sofern nicht zum Verwerfen
verwendet, während
die Dosierungsteile der Spuren bevorzugt unterschiedlich und bevorzugt länger als
der Initiierungsteil sind. Eine andere bevorzugte Gestaltung, insbesondere
wenn der Entlüftungsschritt
kein Verwerfen umfasst, ist es, eine Initiierungsspur in dem Verfahren
vor der Verbindungsspur anzuordnen, so dass die Entlüftung stattfindet bevor
die Dosis ausgewählt
wird, was eine angemessene Handlungsabfolge ergibt, lediglich eine
Initiierungsspur für
alle Dosierungsspuren erfordert, und automatisch die gleiche Initiierungslänge für alle Dosierungsspuren
ergibt. Die Initiierungsspur sollte eine axiale Wegstrecke verlaufen,
welche für
eine Entlüftung
geeignet ist, und bevorzugt an einer Stoppoberfläche landen, so dass eine aktive
Richtungsänderung
zur Auswahl der Dosierungsspur erforderlich ist. Bevorzugt ist der
Stopp eine Wand der Verbindungsspur, welche einen Eintritt in eine
der Dosierungsspuren nicht gestattet, z.B. zwischen derartigen Eintritten.
Die Initiierung kann andere Verfahrensschritte als die Entlüftung umfassen,
und ihr ist dann bevorzugt noch eine Mischspur für Mehrkammerbehälter vorgeschaltet.
Eine derartige Spur kann im Wesentlichen axial sein, z.B. geradlinig,
und mit einem Kniestück
oder einer Verzweigung abgeschlossen, sie ist aber bevorzugt ein
Schraubengewinde wie an sich bekannt, und kann mehrere parallele
Gewindespuren mit mehreren Nachführelementen
enthalten, wie im Allgemeinen vorstehend beschrieben.
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Wie
vorstehend angegeben, kann eine Schraubengewindespur mit einer konstanten
oder variierenden Steigung für
mehrere Zwecke verwendet werden, von denen nicht alle nach der Schraubenbewegung
zusätzliche
Handlungen erfordern, beispielsweise wenn die Bewegung zum endgültigen Ausstoßen von
kleinen Dosismengen oder Dosismengen mit hoher Viskosität verwendet
wird. Bei Verwendung für
eine Mehrkammer-Rekonstitution kommen im Gegensatz dazu die meisten
Verfahrensschritte später
im Zyklus, und es ist wünschenswert, ein
Spursystem bereitzustellen, welches diese Anforderungen integriert,
und insbesondere ein solches Spursystem, das Mehrfachdosierung umfasst,
da Mehrkammersysteme häufig
derart ausgelegt sind, dass sie nach dem Mischen zu mehreren Dosismengen
führen,
was bisher komplizierte Injektormechanismen erfordert hat. Daher
ist es eine bevorzugte Gestaltung für ein Spursystem mit Schraubengewindespuren,
auch eine Spur für
Mehrfachdosierungen einzubauen, z.B. einen beliebigen der vorstehend ausgeführten allgemeinen
Typen, wie etwa der Treppen-, Mäander-
oder Gitter-Typ, mit einer oder mehreren auswählbaren Spuren. Um dies zu
ermöglichen,
ist es bevorzugt eine Verbindungsspur des vorstehend beschriebenen
allgemeinen Ringtyps bereitzustellen, und die Schraubenspur sich
direkt in die Verbindungsspur fortsetzen zu lassen, was mit einer nur
kleinen Richtungsänderung
möglich
ist, deren Größe von der
Gewindesteigung abhängt.
Mit dem Nachführelement
in der Verbindungsspur sind alle der vorstehend beschriebenen, in
Bezug auf die Gestaltung der Verzweigung beschriebenen optionalen Alternativen
verfügbar,
insbesondere für
eine Auswahl von mehreren sich fortsetzenden Spuren. Eine andere
bevorzugte Alternative ist es, die Gewindespur sich im Wesentlichen
in der axialen Richtung fortsetzen zu lassen, wobei der Anwender
einen Stopp für
die Schraubenbewegung wahrnehmen wird, was darauf hinweist, dass
nun eine axiale Bewegung erforderlich ist. Der axiale Spurteil kann
der Eintritt in eine Dosierungsspur für eine Einzel- oder Mehrfachdosis
sein, wie beschrieben. Bevorzugt ist der erste Teil des axialen
Teils jedoch eine Entlüftungsspur,
welche über
eine Länge
verläuft,
die für diesen
Zweck angepasst ist, und welche sich dann in einem Kniestück oder
einer Verzweigung für
eine Einfach- bzw. Mehrfachauswahl von Dosierungsspuren fortsetzt,
wobei die Dosierungsspuren wiederum für eine Einzeldosierung oder
mehrere Dosierungen nacheinander ausgelegt sein können. Die
axiale Länge
der Entlüftungsspur
ist bevorzugt verschieden von der axialen Länge der Dosierungsspuren, die
wiederum individuell unterschiedlich sein können, aber beim Mehrfachdosis-Typ
hat jeder Wiederholungsdosisabschnitt bevorzugt die gleiche axiale
Länge.
Die beschriebenen Anordnungen sind vollständig kompatibel mit zwei oder
mehr parallelen Spuren, die jeweils mindestens ein Nachführelement
haben, z.B. parallele Gewinde, die sich in parallele Entlüftungsspuren
und parallele Dosierungsspuren fortsetzen.
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Die
vorstehenden Gestaltungen wurden beschrieben, als dass sie von kontinuierlichen
Spuren zusammengesetzt wären,
in dem Sinne, dass sie von einem einzigen Nachführelement abgefahren werden können. Es
ist absolut möglich,
die Gestaltungen derart zu modifizieren, dass sie stattdessen zwei
oder mehr serielle Spuren verwenden, mit entsprechenden Vorteilen,
wie vorstehend im Allgemeinen beschrieben. Eine bevorzugte Verwendung
von seriellen Spuren besteht darin, eine erste Spur mit einem ersten
Nachführelement,
oder bevorzugt zwei oder mehr parallele erste Spuren mit ersten
Nachführelementen
für Initiierungsschritte
im Zyklus zu verwenden, bevorzugt einen Mischschritt und/oder Entlüftungsschritt
und am meisten bevorzugt beide, und eine zweite Spur mit einem zweiten
Nachführelement zur
Einstellung der Dosis und dem bzw. den tatsächlichen Ausstößen, wobei
die erste und die zweite Spur mit den jeweiligen Nachführelementen
seriell angeordnet sind. Es kann sein, dass die Initiierungsschritte
keine Auswahl zwischen mehreren Spuralternativen erfordern, sondern
stattdessen parallele Spuren und mehrere Nachführelemente mit hoher Festigkeit
und Genauigkeit für
die ausgefahrene Kolbenstange, welche in den frühen Phasen ausgefahren ist,
erfordern. Der Schritt zur Auswahl der Dosis kann stattdessen eine
erhebliche Oberfläche
erfordern und eine vollständige
Ausnutzung des verfügbaren Umfangs
für die
mehreren Spuren und eine mögliche Informationsanzeige
für den
Anwender. Die Verwendung von seriellen Spuren löst dieses Problem und ermöglicht zusätzlich eine
kompakte Gestaltung des Spursystems. Die Nachführelemente können für beide
der seriellen Spuren auf dem gleichen Teil angeordnet sein, d.h.
entweder auf dem Gehäuse
oder der Kolbenstange, z.B. für
eine sehr einfache Gestaltung, oder es können die ersten Spuren auf
einem der Teile und die zweite Spur auf dem anderen Teil angeordnet
sein, z.B. um die verfügbare
Oberfläche für das Spursystem
zu erhöhen,
und um beispielsweise Spuren auf sich axial überlappenden Teilen zu ermöglichen.
Es ist möglich,
ein Ausrücken
der ersten Nachführelemente
und ein Eingreifen des bzw. der zweiten Nachführelemente durch eine Rotationsbewegung
durchzuführen,
z.B. mit Auslässen
bzw. Eintritten, die beispielsweise in einer Anordnung vom Typ eines
Bajonetts angeordnet sind, es ist aber bevorzugt, dass das Ausrücken und
Eingreifen von Nachführelementen
durch eine axiale relative Bewegung zwischen Spur und Nachführelement
erfolgt, insbesondere derart, so dass das Ausrücken und Eingreifen an vorderen
bzw. rückwärtigen Teilen
des Teils mit dem Spursystem stattfindet. In anderer Hinsicht können die
ersten und zweiten Spuren einer der vorstehend ausgeführten allgemeinen
Typen sein, z.B. eine geradlinige Spur oder bevorzugt Schraubenspur
zum Mischen, eine geradlinige axiale Spur zum Entlüften und
eine ringförmige
Verbindungsspur zur Dosisauswahl, welche sich in mehrere Dosierungsspuren
für Einzel-
oder Mehrfachausstöße verzweigt.
-
Die
vorstehende Beschreibung erfolgte unter Bezugnahme auf sowohl strukturelle
Merkmale als auch Verfahrensmerkmale, direkt oder indirekt, oder folgt
aus den Beschreibungen von Strukturen, Funktionen und Zielen. Die
methodologischen Aspekte werden nicht separat wiederholt. Es sollte
jedoch hervorgehoben werden, dass alle beschriebenen Gestaltungen
mit dem entscheidenden Schritt einer Sicherstellung der Entlüftung des
Behälters,
bevor Ausstöße gemacht
werden, kompatibel sind, ein Schritt, der häufig vernachlässigt wird,
obwohl dessen positive Führung
während
der Anwendung wichtig ist, insbesondere bei Selbstverabreichung.
Ein Verfahren, um diese Betriebsphase sicherzustellen, kann die
Schritte umfassen a) Verschieben der Kolbenstange nach vorne in
einer Bewegung mit mindestens einer Komponente in der axialen Richtung, dabei
Durchführen
einer Entlüftung
und/oder eines Vorausstoßes
des Behälterinhalts,
b) Drehen der Kolbenstange in einer Richtung, welche von der in Schritt
a) verschieden ist, und c) Vorschieben der Kolbenstange nach vorne
in einer Bewegung mit mindestens einer Komponente in der axialen
Richtung, dabei Durchführen
eines Ausstoßes
des Behälterinhalts.
Während
des Entlüftungsschritts
sollte der Anwender die Vorrichtung bevorzugt derart halten, dass ein
Fließen
des Behälterinhalts
von unten nach oben sichergestellt ist, bevorzugt indem die Behälteröffnung mindestens
teilweise nach oben zeigt. Jeder weitere Verfahrensschritt wie beschrieben
kann hinzugefügt
werden.
-
Hinsichtlich
anderer Aspekte kann der erfindungsgemäße Injektor konventionell oder
wie im bekannten Stand der Technik beschrieben verwendet werden.
Nachstehend sind bevorzugte Handlungen zusammengefasst. Wenn der
Behälter
nicht bereits in das Gehäuse
der Vorrichtung eingesetzt ist, setzt der Bediener den Behälter ein
und verbindet ihn möglicherweise
mit bereitgestellten Befestigungen und beteiligten Zusammenbauteilen.
Wenn der Behälter eine
Zwei- oder Mehrkammervorrichtung ist, kann vor Befestigung an der
Vorrichtung ein Mischschritt ausgeführt werden, wird aber bevorzugt
ausgeführt
nach der Befestigung, wie beschrieben. Sofern eine Nadel, ein Infusionsschlauch
oder eine andere Ablieferungseinheit nicht bereits an Ort und Stelle
ist, kann der Bediener eine derartige Vorrichtung an der Öffnung des Behälters montieren
und eine möglicherweise vorhandene
Nadelabdeckung entfernen. Die Öffnung wird
mehr oder weniger nach oben gerichtet, und die bewegliche Wand wird
nach vorne bewegt um Luft zu verdrängen und möglicherweise eine kleine Menge der
Präparation
auszustoßen,
um eine korrekte Funktion sicherzustellen. Bevorzugt wird die Wand nach
vorne bewegt wie hierin offenbart. Soweit zutreffend, kann durch
eine beliebige der beschriebenen Methoden ein Schritt zur Einstellung
der Dosis stattfinden. Soweit anwendbar, wird die Vorrichtung bewegt
um eine Penetrationsbewegung durchzuführen, um die Nadel in ein Zielobjekt
zu bringen, z.B. menschliches oder tierisches Gewebe oder jedes
beliebige andere Material oder jede beliebige andere Vorrichtung.
Durch eines der ausgeführten
Mittel oder Verfahren können
nunmehr einer oder mehrere Ausstöße durchgeführt werden.
Zum Schluss kann jede Penetrationsvorrichtung aus ihrem Zielort
herausgezogen werden.
-
Zusammenfassung
der Zeichnungen
-
Die 1A bis 1D zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform
des Injektors, wobei 1A eine Durchsichtsprojektion
von der Seite ist, 1B eine axiale Ansicht des rückwärtigen Teils
des Gehäuses
ist, 1C eine Seitenansicht der Kolbenstange ist und 1D ein
Querschnitt der Kolbenstange ist, wie in 1C angegeben.
-
Die 2A bis 2F zeigen
in schematischer Form ein paar Gestaltungen von Spursystemen auf
einer theoretischen Oberfläche,
in 2A in Form eines Zylinders und in den 2B bis 2F abgerollt
auf eine flache Ebene.
-
Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
Ausführungsform
von 1 ist ein Injektor mit Nachführelementen
auf der Innenoberfläche des
Gehäuses
und einem Spursystem auf der Außenoberfläche eines
vergrößerten Kolbenstangenteils
in Form einer Hülse,
die sich vom rückwärtigen Ende
der Kolbenstange und nach vorne erstreckt, so dass sie mit einem
Penetrationsteil in ihrem Inneren konzentrisch ist, wobei das Penetrationsteil
an eine bewegliche Wand des Behälters
anstößt. Der
Injektor ist für Zweikammerbehälter vom
Spritze-Typ ausgelegt, und sein Spursystem umfasst zwei parallele Spuren
mit Gewindeabschnitten und axialen Abschnitten für das Mischen der zwei Kammern
bzw. eine Entlüftung,
und eine weitere seriell angeordnete Spur, umfassend eine ringförmige Verbindungsspur und
vier abzweigende axiale Dosierungsspuren zum Einzeldosis-Ausstoß eines
von vier auswählbaren unterschiedlichen
Volumina.
-
1A zeigt
den Injektor in einer Betriebsphase unmittelbar nach dem Mischen
der zwei Behälterkammern
und unmittelbar vor einem Entlüftungsschritt.
Der Injektor, allgemein mit 100 bezeichnet, umfasst ein
Gehäuse 110,
das aus einem unteren integralen Teil 111 und einem oberen
integralen Teil 112, verbunden durch Haken 113,
zusammengesetzt ist, was ein Trennen zum Einsetzen und Entfernen
des Zweikammerbehälters 120 ermöglicht.
Der Behälter 120 umfasst
eine Tonne 121, eine vordere Öffnung 122 mit einem
Hals und einer Membran zum Durchstechen mit einer Nadel, einen Umgehungsabschnitt 123 mit
schrägen
Rillen für überfließende Flüssigkeit,
einen hinteren Kolben 124 und einen vorderen Kolben 125.
Da die Vorrichtung nach dem Mischen der Kammern gezeigt ist, ist
der vordere Kolben 125 in den Umgehungsabschnitt 123 bewegt worden,
und der hintere Kolben 124 stößt nach Überfließen jeglicher Flüssigkeit,
die anfänglich
zwischen den Kolben vorhanden war, an den vorderen Kolben an. Eine
weitere Vorwärtsbewegung
der Kolben wird zum Entlüften
und zum Ausstoßen
des Gemisches verwendet werden. Das untere Gehäuseteil hat ein sich verengendes
Vorderteil 113, welches derart ausgeführt ist, so dass es den Behälter am
Hals der Öffnung 122 axial
hält. Eine
Bewegung des Behälters nach
rückwärts wird
verhindert vom Penetrationsteil der Kolbenstange, wobei das Penetrationsteil
an den hinteren Kolben 124 anstößt. Das rückwärtige Gehäuseteil 112 hat einen
Fingergriff 114 zur einfachen Bedienung. Es beinhaltet
auch die verschiedenen Nachführelemente.
Ein erster Satz an Nachführelementen
ist am hintersten Teil des oberen Gehäuseteils 112 angeordnet,
wo das Gehäuse
nach innen gerichtete Strukturen 115 hat, welche rückwärtige Nachführelemente
bilden. Zwei weitere Nachführelemente
sind verborgen. Auf der Innenseite des vorderen Endes des rückwärtigen Gehäuseteils 112 ist
ein einzelnes zweites Nachführelement 116 in
Form eines Rechtecks angeordnet, das in 1A teilweise hinter
dem hinteren Kolben 124 und der Umgehung 123 verborgen
ist.
-
Dieses
Gehäuseteil
hat auch ein Fenster 117, teilweise verborgen, um Dosiswerte
anzuzeigen.
-
Die
Nachführelemente
sind in 1B besser sichtbar, welche das
obere Gehäuseteil
aus der Blickrichtung von hinten zeigt. Die vier rückwärtigen Nachführelemente 115 am
hinteren Ende des Gehäuses
sind asymmetrisch um den Umfang angeordnet, und drei der Nachführelemente
sind angeordnet, so dass sie mit einer der parallelen Spuren kooperieren,
während
das vierte derart angeordnet ist, so dass es mir der anderen parallelen
Spur kooperiert, wobei jegliche Asymmetrie dazu dient, um sicherzustellen,
dass das Kolbenstangenteil nur auf eine Weise mit dem Gehäuse zusammengebaut
werden kann. Für
gute Kooperation mit den Spuren in Gewindeform sind die vier Nachführelemente
leicht schräg gestellt
und in leicht unterschiedlichen axialen Tiefen positioniert. Das
einzelne vordere Nachführelement 116 ist
geringfügig
größer und
hat eine gerade obere Kante zur Kooperation mit einer Umfangskante
der Kolbenstange.
-
Für Details
der Kolbenstange wir auf die 1C und 1D Bezug
genommen. Die Kolbenstange 130 hat ein vorderes Ende 131 zum
Einsetzen in das Gehäuse
und ein rückwärtiges Ende 132 zum Greifen.
Wie in 1D am besten ersichtlich, ist
die Kolbenstange zusammengesetzt aus einem Penetrationsteil 133,
das ausgeführt
ist um in das Innere der Behältertonne
einzutreten und an den hinteren Kolben 124 zu stoßen und
diesen zu verschieben, eine Hülse 134,
die mit dem Penetrationsteil konzentrisch ist, aber auf der Außenseite
des Behälters
verläuft und
auf seiner Oberfläche
das Spursystem angeordnet hat. Zwischen dem Penetrationsteil 133 und
der Hülse 134 ist
ein Freiraum 135, welcher angepasst ist um die Behältertonne 121 aufzunehmen.
Das Penetrationsteil 133 und die Hülse sind am rückwärtigen Ende 132 der
Kolbenstange miteinander verbunden. Indem nunmehr zunächst die
parallelen Spuren 140 des Spursystems beschrieben werden,
haben diese Spuren einen Eintritt 141 für die rückwärtigen Nachführelemente 115,
axial positioniert am Abschnitt für 1D, wobei
der Eintritt vier kurze Eintrittsabschnitte 142 umfasst,
welche um den Umfang herum positioniert sind, so dass sie den vier
rückwärtigen Nachführelementen 115 entsprechen.
Am rückwärtigen Ende
jedes Eintrittsabschnitts ist eine Ein-Richtungsstruktur 143,
welche dazu dient, das Einsetzen der Kolbenstange in das Gehäuse hinter
den rückwärtigen Nachführelementen
zu erleichtern, aber die Kolbenstange danach zu halten. Wie bereits
angemerkt, treten drei der rückwärtigen Nachführelemente
in eine der parallelen Spuren ein und ein rückwärtiges Nachführelement
tritt in die andere parallele Spur ein. Die Eintrittsabschnitte
enden in den jeweiligen Gewindeabschnitten 144 der parallelen
Spuren, wobei die Länge
der Gewindespuren für
den Mischvorgang angepasst ist, durch Verschieben des hinteren Kolbens 124 über eine
Distanz, welche mindestens der Anfangsdistanz zwischen dem hinteren
Kolben 124 und dem vorderen Kolben 125 entspricht,
plus Verschieben des vorderen Kolbens in den Umgehungsabschnitt 123.
Die Gewindeabschnitte enden in axialen Entlüftungsabschnitten 145,
von denen es vier gibt, und welche gleich wie die Eintrittsabschnitte
angeordnet sind, wodurch das Austreten der vier rückwärtigen Nachführelemente 115 während einer
axialen Bewegung der Kolbenstange nach vorne ermöglicht wird, um eine Entlüftung durchzuführen. Die
Positionen und die scheinbaren Längen
der Entlüftungsabschnitte
sind etwas unterschiedlich, aufgrund der unterschiedlichen axialen
Anordnung der individuellen rückwärtigen Nachführelemente 115.
Die Entlüftungsspuren 145 enden
in einer ringförmigen Ausrückspur 146,
welche axial breit genug ist um alle der axial unterschiedlich angeordneten
rückwärtigen Nachführelemente 115 mit
einer gewissen Toleranz aufzunehmen, was bedeutet, dass die vorherige
Linienführung
nunmehr eine Flächenführung ist,
sowohl axial als auch transversal. Während der axialen Bewegung
in die Ausrückspur
kommt das seriell angeordnete Spurteil 150 ins Spiel. Das
serielle Spurteil umfasst eine Umfangskante 151, welche
als eine Verbindungsspur für
vier Dosierungsspuren 152 wirkt, in der Form von vier Schlitzen
unterschiedlicher Länge,
die von der Verbindungsspur 151 abzweigen. Das vordere
Nachführelement 116 ist
derart positioniert, so dass während
der axialen Entlüftungsbewegung
und unter Ausrücken
der rückwärtigen Nachführelemente 115 die
Kante 151 an einem Punkt zwischen den und ohne Dosierungsspuren
an die obere Kante des vorderen Nachführelements 116 anstößt, wodurch
der Entlüftungsschritt
durch Stoppen der axialen Bewegung und gleichzeitiges in Eingriff
Gelangen des vorderen Nachführelements 116 mit
der Verbindungsspur 151 beendet wird. Die Weglänge des
Entlüftungshubs
ist in 1A durch Pfeil h ungefähr angegeben.
Die Kolbenstange kann nunmehr mit dem vorderen Nachführelement 116 in
Eingriff an Kante 151 gedreht werden, zur Auswahl einer
der Dosierungsspuren 152, und während einer derartigen Drehung
werden unterschiedliche Dosiswerte, die auf die Oberflächen 153 aufgedruckt
sind und den jeweiligen Dosierungsspuren entsprechen, im Fenster 117 freigelegt.
Nach der Auswahl einer Dosis ist das vordere Nachführelement
mit dem entsprechenden Schlitz oder der entsprechenden Dosierungsspur
ausgerichtet, was eine Vorwärtsbewegung
der Kolbenstange ermöglicht
um eine Dosis auszustoßen,
wobei die axiale Bewegung am geschlossenen Ende der Dosierungsspur
gestoppt wird. Während der
Ausstoßbewegung
können
die rückwärtigen Nachführelemente 115 zwischen
die Greifrippen 147 am hinteren Ende 132 eintreten,
wobei die Rippen eine Größe und Verteilung
aufweisen, so dass die rückwärtigen Nachführelemente
zwischen sie passen, unabhängig
davon, welche der Dosierungsspuren verwendet wird.
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Die 2A bis 2F veranschaulichen
in schematischer Form ein paar Gestaltungen von Spursystemen auf
einer theoretischen Oberfläche. Die
Oberfläche,
allgemein mit 200 bezeichnet, kann entweder eine Oberfläche auf
der Kolbenstange oder eine Oberfläche auf dem Gehäuse sein,
z.B. die Außenoberfläche der
Kolbenstange oder die Innenoberfläche des Gehäuses. Obwohl das Spursystem
als eine einzige Oberfläche
gezeigt ist, fällt
es unter den Schutzumfang der Erfindung, dass das Spursystem Spuren
auf der Oberfläche
von sowohl der Kolbenstange als auch dem Gehäuse umfasst. In 2A ist die
Oberfläche
in Zylinderform um eine Symmetrieachse 201 herum gezeigt,
welche Gesamtform für eine
physische Umsetzung auf einer Injektoroberfläche geeignet ist. In den 2B bis 2F ist
die zylindrische Oberfläche
von 2A abgerollt auf eine flache Ebene gezeigt, z.B.
nach Schneiden entlang der Linie 202.
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In 2A ist
ein einfaches Spursystem auf der Oberfläche 210 gezeigt, umfassend
eine Ringspur 203, welche als eine Verbindungsspur für die axialen
Dosierungsspuren 204 und 204' wirkt, die von der Ringspur 203 abzweigen.
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In 2B ist
ein ähnliches
Spursystem veranschaulicht, umfassend eine Ringspur 211,
welche als eine Verbindungsspur für vier Dosierungsspuren 212 wirkt,
die von der Ringspur abzweigen. Jede Dosierungsspur 212 umfasst
einen ersten axialen Abschnitt 213, der als eine Entlüftungsspur
wirkt, und einen zweiten axialen Abschnitt 214, der als
eine Ausstoßspur
wirkt, wobei die ersten und zweiten Abschnitte relativ zueinander
transversal versetzt sind, indem sie mit einem ersten Kniestück 215 und
einem zweiten Kniestück 216 verbunden
sind. Die axiale Länge
des ersten Abschnitts 213 aller Dosierungsspuren 212 ist
gleich, wie durch die Symmetrielinie 217, parallel zu der
Verbindungsspur 211, veranschaulicht, während die axialen Längen der
zweiten axialen Abschnitte 214 unterschiedlich sind um
einen Ausstoß von
unterschiedlichen Dosierungen zu ermöglichen. Ein Nachführelement 218 ist
als ein Kreis gezeigt, mit einem an die Breite der Spuren angepassten
Durchmesser. Beim Betrieb kann sich das Nachführelement 218 wie
durch die Spuren bestimmt relativ zu der Oberfläche 210 bewegen. Das
Nachführelement
kann zunächst
zur Auswahl einer Dosierungsspur 212 in der Ringspur herum
bewegt werden. Unter Bewegung im ersten Abschnitt 213 kann eine
Entlüftung
des Behälters
der Vorrichtung stattfinden, bis die Bewegung am ersten Kniestück 215 gestoppt
wird. Das Nachführelement
wird danach transversal versetzt, so dass es den zweiten axialen Abschnitt 214 erreicht,
zum Ausstoßen
des Inhalts in einer Menge, welche durch die Länge dieses Abschnitts in der
ausgewählten
Dosierungsspur 212 bestimmt ist. Wenn die Ebene 210 auf
der Oberfläche einer
Kolbenstange und das Nachführelement 218 auf
der Oberfläche
eines Gehäuses
platziert ist, ist die Vorwärts-
oder Ausstoßrichtung
in den Figuren nach unten, wie durch den Pfeil 219 in 2B angezeigt.
Wenn die Ebene 210 auf der Oberfläche eines Gehäuses und
das Nachführelement 218 auf
der Oberfläche
einer Kolbenstange platziert ist, ist die Vorwärts- oder Ausstoßrichtung
in den Figuren nach oben, wie durch den Pfeil 220 in 2B angezeigt. Dies
trifft auf alle Darstellungen von 2 zu.
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2C veranschaulicht
ein modifiziertes Spursystem mit Anordnungen für Mehrfachdosierungen und einer
anderen Anordnung zur Entlüftung. Eine
Verbindungsspur 221 verzweigt sich in eine treppenartige
Mehrtachdosierungsspur 222 und eine Mehrtachdosierungsspur 223 in
Mäandertorm.
Die treppenartige Mehrfachdosierungsspur 222 hat wiederholte
axiale Abschnitte 224 und transversale Abschnitte 225,
wobei die transversalen Abschnitte in der Figur alle nach links
verlaufen, was eine Treppenform der Spur 222 erzeugt, welche
die Spur in vier aufeinander folgende Dosierungsabschnitte von etwa
gleicher axialer Länge
unterteilt. Die Mehrtachdosierungsspur 223 in Mäandertorm
hat ebenfalls wiederholte axiale Abschnitte 226 und transversale Abschnitte 227,
aber die transversalen Abschnitte verlaufen in der Figur abwechselnd
nach rechts und links, was eine Mäanderform der Spur 223 erzeugt, wodurch
die Spur in drei aufeinander folgende Dosierungsabschnitte von etwa
gleicher axialer Länge
unterteilt wird. Eine Entlüftungsspur 228 am
Anfang ist auf der Seite der Verbindungsspur 221 gegenüber den
Mehrfachdosierungsspuren angeordnet und verläuft eine kurze, für Zwecke
einer Entlüftung
angepasste axiale Wegstrecke. Ein Nachführelement 229 ist
hier als ein Rechteck gezeigt, was veranschaulicht, dass es möglich ist,
asymmetrische Nachführelemente
zu verwenden, wenn die Spuren entsprechend konfiguriert sind, hier
mit einer entsprechend größeren Breite
in den transversalen Teilen als in den axialen Teilen. Beim Betrieb
wird das Nachführelement 229 relativ
zum Spursystem bewegt, so dass es zunächst die Entlüftungsspur 228 axial
durchläuft
bis es von der gegenüberliegenden
Wand des Verbindungskanals 221 gestoppt wird. Das Nachführelement
wird danach transversal im Verbindungskanal 221 bewegt
um entweder die treppenartige Mehrfachdosierungsspur 222 oder
die Mehrfachdosierungsspur 223 in Mäanderform auszuwählen. Das Nachführelement
wird danach axial bewegt um einen Ausstoß durchzuführen, bis die axiale Bewegung
an dem Kniestück
im transversalen Abschnitt 225 oder 227 gestoppt
wird, wieder transversal bewegt um den nächsten axialen Abschnitt 224 oder 226 zu
erreichen, und das Bewegungsmuster wird für die verbleibenden Dosierungen
wiederholt.
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2D veranschaulicht
eine Gestaltung eines Spursystems ähnlich der von 2C,
aber mit einer anderen Gestaltung der Spur für Mehrfachdosierungen. Für die Einfachheit
der Darstellung sind in dieser und den folgenden Figuren die Spuren
als Linien anstelle von Kanälen
mit einer Breite gezeigt, und sie können angesehen werden, als
dass die Linien von einem Punkt anstelle einer Fläche auf
dem Nachführelement
abgefahren werden. In 2D ist eine Verbindungsspur 231 mit
einer davor liegenden Entlüftungsspur 232 angeordnet,
wie vorher. Aus der Verbindungsspur 231 zweigen vier Dosierungsspuren 233, 234, 235 und 236 axial
ab. An den axialen Enden der Spuren 233, 234 und 235 haben
die Spuren ein Kniestück,
und setzen sich transversal fort in Richtung der längeren Spuren
und schneiden diese, wodurch neue Verbindungsspuren 237, 238 und 239 erzeugt
werden, von denen die längeren
Spuren abzweigen. Falls gewünscht,
können
diese Verbindungsspuren ebenfalls zu vollständigen Ringspuren verlängert werden.
Die axialen und transversalen Teile bilden eine gitterförmige Spuranordnung,
welche die Anwendungsmöglichkeiten
vervielfacht. Bei der Anwendung kann beispielsweise eine beliebige
der vier Dosierungsspuren 233, 234, 235 und 236 ausgewählt werden,
wenn sich das Nachführelement
in der Verbindungsspur 231 befindet, um z.B. 1/4, 1/2,
3/4 bzw. das gesamte verfügbare
Volumen auszustoßen, und
der Anwender nimmt bei jeder ausgewählten Dosis einen Stopp wahr.
Nach Verwendung der Spur 231 besteht jedoch immer noch
die Option, 1/4, 1/2 oder 3/4 des Volumens durch Auswahl der Spuren 234, 235 bzw. 236 auszustoßen, was
immer noch durch einen Stopp am Ende unterstützt wird. Nach Verwendung der
Spur 234 kann immer noch 1/4 oder 1/2 des Volumens aus
den Spuren 235 und 236 ausgestoßen werden,
und nach Verwendung der Spur 235 kann immer noch 1/4 des
Volumens aus Spur 236 ausgestoßen werden.
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2E veranschaulicht
die Verwendung von parallelen Spuren mit Gewindeabschnitten, axialen und
transversalen Abschnitten. Zwei parallele Spuren, allgemein mit 241 und 241' bezeichnet
und in einer durchgezogenen bzw. einer gestrichelten Linie gezeigt,
haben jeweils ein Nachführelement 242 bzw. 242', und die Spuren
und Nachführelemente
sind derart angeordnet, so dass sie während des Durchlaufens aller
gezeigten Spurteile gleichzeitig in Eingriff stehen können. Die
zwei Spuren sind kontinuierlich, ohne Verzweigung, obwohl Verzweigungen
hinzugefügt
werden können,
falls gewünscht.
Jede Spur hat am Anfang einen Gewindeabschnitt 243 und 243', angepasst
zum Mischen von Mehrkammerbehältern,
der sich in einen kurzen axialen Abschnitt 244 und 244' fortsetzt,
angepasst für
eine Entlüftung, und
sich schließlich
in Abschnitte zur Mehrfachdosierung 245 und 245' in Mäanderform
fortsetzt, angepasst zum wiederholten Ausstoßen eine Reihe von Dosismengen.
Beim Betrieb durchläuft
jedes Nachführelement 242 und 242' zunächst den
Gewindeabschnitt 243 und 243' unter Rotation des Zylinders,
bis diese Bewegung an den Kniestücken
gestoppt wird, an denen die Nachführelemente in der Figur gezeigt sind.
Nunmehr wird in den axialen Abschnitten 244 und 244' eine axiale
Bewegung zur Entlüftung
ermöglicht,
bis diese Bewegung am darauf folgenden Kniestück gestoppt wird, wobei eine
erneute Rotation erforderlich ist um die Abschnitte zur Mehrfachdosierung 245 und 245' in Mäanderform
zu erreichen, für einen
wiederholten Ausstoß von
Dosismengen, wie bereits beschrieben.
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2F veranschaulicht
eine Modifikation mit sowohl parallelen als auch seriellen Spuren
zum Ausstoß einer
Einzeldosis. Wie in der vorstehenden Ausführungsform gibt es zwei parallele
Spuren, allgemein mit 251 und 251' bezeichnet, mit jeweils einem ersten
Nachführelement 252 bzw. 252'. Jede der parallelen
Spuren hat am Anfang einen Gewindeabschnitt 253 und 253', die sich in
kurze, für
eine Entlüftung
angepasste axiale Abschnitte 254 und 254' fortsetzen,
aus denen die Nachführelemente 252 und 252' ausrücken können, indem
sie an dem Punkt, an dem die Nachführelemente in der Figur gezeigt
sind, aus den axialen Abschnitten 254 und 254' austreten. An
diesem Punkt in der Abfolge erreicht ein zweites Nachführelement 255 eine
ringförmige
Verbindungsspur 256, von der drei Dosierungsspuren 257 abzweigen.
Das zweite Nachführelement
kann sich nun unter relativer Rotation der Teile bewegen, bis es
mit einer ausgewählten
Dosierungsspur 257 ausgerichtet ist, und einen Ausstoß durchführen, wenn
es sich axial in der ausgewählten
Dosierungsspur weiter bewegt. In den Phantomlinien 258, 258' und 259 sind die
ersten und zweiten Nachführelemente
in möglichen
Anfangspositionen gezeigt. Es ist klar, dass das zweite Nachführelement 255 mit
seiner Verbindungsspur 256 und den Dosierungsspuren 257 eine
serielle Spurgestaltung bildet, welche betrieben werden kann, wenn
die ersten Nachführelemente 252 und 252' aus ihren jeweiligen
Spuren ausgerückt
sind. Es ist ebenfalls klar, dass das Spursystem eine kompakte Gestaltung
haben kann, zum Teil aufgrund von überlappenden Teilen, welche
sich aufgrund einer Führung
durch entsprechende Nachführelemente nicht
gegenseitig stören,
gegebenenfalls unterstützt durch
Nachführelemente
mit einer Form oder mit Abmessungen, die nur mit ihrer eigenen Spur
kompatibel sind, wie in der Figur angedeutet.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und veranschaulichten
Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann innerhalb der Grenzen der beigefügten Patentansprüche abgewandelt
werden.