DE60218452T2

DE60218452T2 - Arzneimitteleinspritzvorrichtung mit rückstellung erleichternder antriebsanordnung

Info

Publication number: DE60218452T2
Application number: DE60218452T
Authority: DE
Inventors: William Godwin Columbus ATTERBURY; Mark Gerard Clayton DILLER; Peter Andrew Hilliard GAYDOS; Shannon Marie-Lynn Blacklick HOSTE; Steven Michael Gahanna MADLAND; Donna Marie Columbus TAYLOR; Bobby Lee Columbus WALTERS; Douglas Edward Dublin BOYD
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: ATE513570T1; JP2012030107A; CA2445511C; JP2005508205A; JP4283545B2; US8672899B2; US20100106098A1; AU2007201751A1; US7704238B2; EP2258425A2; EP2275158A2; PT1392377E; US20140142544A1; ES2400055T3; US20070123829A1; DK1392377T3; ES2400057T3; EP1776975A3; US20190167909A1; PT2258424E

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Medikationsabgabevorrichtungen und insbesondere auf tragbare Medikationsabgabevorrichtungen, wie Injektionspens.
Patienten, die an einer Vielfalt von Krankheiten leiden, wie beispielsweise Diabetes, müssen sich häufig selbst ein Arzneimittel injizieren, beispielsweise Insulinlösungen. Um es einer Person zu ermöglichen, sich bequem und akkurat selbst die geeigneten Arzneimitteldosen zu verabreichen, ist eine Vielfalt an Vorrichtungen entwickelt worden, die allgemein als Injektorpens oder Injektionspens bekannt sind.
Um es einer Person zu erlauben, eine geeignete Dosis zu verabreichen, sind Injektionspens mit einer breiten Vielfalt an Dosierungs- und Injektionsmechanismen ausgerüstet worden, die es erlauben, eine spezielle Dosis bequem auszuwählen und dann abzugeben. Im Allgemeinen sind diese Pens mit einer Patrone ausgerüstet, die einen Kolben hat und eine Multidosismenge einer flüssigen Medikation enthält. Ein Antriebselement ist nach vorn bewegbar, um den Kolben in der Patrone so vorzuschieben, dass die enthaltene Medikation vom entgegengesetzten Patronenende abgegeben wird, typischerweise durch eine Nadel, die einen Stopfen an diesem entgegengesetzten Ende durchdringt. In wiederverwendbaren Pens kann nach Verwendung des Pens bis zur Erschöpfung des Medikationsvorrats in der Patrone ein Benutzer die verbrauchte Patrone entnehmen und entsorgen. Um dann die nächste Patrone vorzubereiten, wird das den Kolben beaufschlagende Antriebselement des Pen in seine ursprüngliche Position rückgestellt, entweder manuell oder automatisch beim Anbringen einer Ersatzpatrone, und der Injektionspen kann dann bis zur Erschöpfung der nächsten Patrone verwendet werden.
Um das Rücksetzen des den Kolben beaufschlagenden Antriebselements von wiederverwendbaren Injektionspens zu ermöglichen, sind eine Vielfalt an Baugruppen verwendet worden. Eine bekannte Baugruppe verwendet eine Mutter, die in dem Gehäuse befestigt ist, beispielsweise durch Ultraschallverschweißung, und die auf eine Antriebsspindel geschraubt ist, die, wenn sie gedreht wird, von der Basis des Injektionspens ausfahrbar ist, um den Kolben einer Patrone in einem an der Penbasis montierten Halter vorzuschieben. Eine Drehung der Antriebsspindel, um sie zum Vorschieben des Kolbens durch die feste Mutter zu schrauben, wird durch eine gezahnte Antriebskupplung hervorgebracht, die mit der Schraube drehfest verbunden ist und die ein gezahntes Antriebselement beaufschlagt, das beim Betrieb des Injektionsmechanismus rotiert. Die Antriebskupplung, die in ein Drehmoment übertragendes Verhältnis zum Antriebselement gezwungen wird, wenn der Patronenhalter in der Penbasis montiert ist, ist von dem gezahnten Antriebselement weg durch Federwirkung vorgespannt, wenn der Patronenhalter entfernt ist. Während die Konstruktion zum Vorschieben der Antriebsspindel wirksam ist und auch ermöglicht, die Schraube rückzustellen oder in die Basis beim Montieren des Patronenhalters zurück zu stoßen, ist diese Baugruppe doch nicht ohne Nachteile. Beispielsweise aufgrund der relativ großen Größe der Antriebskupplung kann ein Schwungradeffekt der rotierenden Kupplung während der Schraubenrücksetzung zur Folge haben, dass sich die Schraube so weit zurückzieht, dass das anfängliche Primen des Stifts nur unbequem ausgeführt werden kann.
Injektionspens sind mit einem Sortiment Mechanismen ausgerüstet worden, die ein hörbares Klickgeräusch beim Injektionsvorgang erzeugen. Dieses Klickgeräusch soll einen Benutzer darüber informieren, dass sich der Stift im Medikationsverabreichungsbetrieb befindet. Ein bekannter Pen verwendet einen Injektionsklickmechanismus, der eine Serie sich radial erstreckender Blattfedern verwendet, die um den Umfang eines scheibenförmigen, radial vorstehenden Abschnitts einer Antriebshülse des Injektionsmechanismus angeordnet sind. Wenn der Injektionsmechanismus des Pen betätigt wird, rotiert die Antriebshülse, was eine Rotation einer Kupplung hervorruft, die axial beim Zusammenbau des Pen bewegt worden ist, um von den Zähnen beaufschlagt zu werden, die sich radial in Richtung nach vorn von dem radial vorstehenden Abschnitt der Antriebshülse erstrecken. Wenn die Kupplung rotiert, wird eine Antriebsspindel, die sich durch die Antriebshülse erstreckt und mit der Kupplung verkeilt ist, in Drehung versetzt, und die Antriebsspindel bewegt sich axial nach vorn, wenn sie sich durch eine Mutter innerhalb des Pengehäuses schraubt, um einen Patronenkolben zu bewegen und ein Arzneimittel aus dem Pen auszutreiben. Während der Antriebshülsendrehung gleiten die sich radial erstreckenden Blattfedern, die um den radial vorstehenden Abschnitt der Antriebshülse angeordnet sind, in und aus Vertiefungen im Pengehäuse, die radial auswärts davon gelegen sind, wodurch hörbare Klickgeräusche erzeugt werden, die der Injektion zugeordnet sind. Die Blattfedern, die sich beim Anhalten der Antriebshülsenrotation in die Gehäusevertiefungen einfügen, sind so gestaltet, dass sie eine entgegengesetzte Drehung der Antriebshülse verhindern, die eine unerwünschte Rückstellung der Antriebsspindel ermöglichen würde. Während dieser Injektionsklickmechanismus nützlich ist, hat er doch auch Nachteile. Beispielsweise kann das Modifizieren des Gefühls und des Schalls der Injektionsklicks bei der Gestaltung des Pens Modifikationen der Formhohlräume des Gehäuses erfordern. Noch weiter können die sich radial erstreckenden Blattfedern in unerwünschter Weise den Gesamtumfang des Injektionspen vergrößern.
Bei einem weiteren Injektionspen, der in US 5 688 251 A beschrieben ist, wird ein Injektionsklickmechanismus durch eine federbeaufschlage vordere Kupplung angegeben, die axial Zähnen gegenübersteht, die koaxial auf einer Mutter angeordnet und mit dieser verkeilt sind, die eine vorschiebbare Führungsschraube beaufschlagt. Die Feder, die die vorderen Kupplungszähne gegen die Gehäusetrennwand drücken, um ein hörbares Klicken beim Injizieren zu erzeugen, drückt auch eine hintere Kupplung gegen einen Treiber zur Erzeugung einer hörbaren Rückmeldung beim Dosiseinstellen. Während dieses vielleicht funktionell ist, ist dieses Design nicht ohne Nachteile. Weil beispielsweise die in dem hörbaren Injektionsrückmeldedesign verwendete Feder auch als Teil der hörbaren Einstellrückmeldungskonstruktion verwendet wird, kann die hörbare Injektionsrückmeldung nicht abgestimmt oder eingestellt werden, indem diese Feder modifiziert wird, ohne dabei auch die hörbare Einstellungsrückmeldung zu beeinflussen, und möglicherweise auch andere Merkmale, wie das Einstellungsdrehmoment.
Eine weitere Einschränkung wiederverwendbarer Injektionspens besteht darin, dass weil unterschiedliche Arten von Arzneimitteln, die in getrennten Patronen vorgesehen sind, möglicherweise mit demselben wiederverwendbaren Penkörper verwendet werden, ein Benutzer des Injektionspens und dieser zahlreichen Patronen aufmerksam sein muss, um sicherzustellen, dass der Pen dazu verwendet wird, die korrekte Dosis an Arzneimittel zu verabreichen. Um einen Benutzer bei der Identifikation eines in einer Patrone enthaltenen Arzneimittels zu unterstützen, ist in US 5 954 700 bereits ein Patronenerkennungssystem beschrieben worden. In jenem System enthält eine mit Arzneimittel gefüllte Patrone eine Information liefernde Quelle, die so gestaltet ist, dass sie Information bezüglich der Patrone an die elektronische Abgabevorrichtung liefert, wie beispielsweise einen Injektionspen, für den sie eingerichtet ist. Obgleich nützlich, führt die gelieferte Information nicht notwendigerweise zu einer Abgabevorrichtung, die einem Benutzer die wirkliche Dosis an die durch die Abgabevorrichtung verabreichten Arzneimittels anzeigt, und auf Seiten des Benutzers sind Rechenfehler möglich, was zu falschen Dosen führt.
Eine weitere Einschränkung einiger Injektionspens bezieht sich auf den Dosiseinstellmechanismus. Ein in US 5 509 905 A beschriebener Mechanismus enthält Schalter, die bei der Bildung von Signalen verwendet werden, wenn die Schalter bei Rotation eines Betätigungskopfes, der sich von der Penbasis erstreckt, durch einen Benutzer betätigt werden. Die Signale werden dazu benutzt, mathematisch die Anzahl von Einheitsvolumina einzurichten, die vom Benutzer eingestellt wird. Die Benutzung von Nocken zur Aktivierung der Schalter führt jedoch dazu, dass der Drehwiderstand des Betätigungskopfes beim Drehen des Betätigungskopfes merklich schwankt.
Ein weiteres Problem bei einigen vorhandenen Injektionspens besteht darin, dass die Dosier- und Injektionsvorgänge des Pen nicht für alle Benutzer sofort erkennbar sind. Insbesondere muss bei einigen Pens der Benutzer zunächst einen Knopf des Pens drehen, um die abzugebende Arzneimitteldosis einzustellen, wie durch Zahlen an einem markierten Drehring angegeben, der mit dem Knopf fest verbunden ist, und er muss dann eine axiale oder Eindrückkraft aufwenden, die den Knopf axial bewegt, um die Arzneimitteldosis zu injizieren. Weil bei manchen Penkonstruktionen der Knopf und der Einstellring sich axial von der Penbasis wegbewegt haben mögen, während sie beim Dosiseinstellen gedreht worden sind, und weiterhin dieser Knopf und der Einstellring nach dem Drücken beim Injizieren sich auch in die Penbasis zurückdrehen, um über Markierung eine fortlaufende Anzeige der Arzneimittelmenge zu liefern, die für die Abgabe verbleibt, kann ein Benutzer zu dem Glauben gelangen, dass das Hinunterdrehen des sich nach hinten erstreckenden Knopfes das Arzneimittel injizieren wird. Ein solcher Glaube ist wenigstens für eine Penkonstruktion irrig, und daher kann ein Benutzer unter einem solchen Irrglauben das gewünschte Arzneimittel sich selbst nicht richtig verabreichen.
Bei einem bekannten Wegwert-Injektionspen, wie beispielsweise in EP 0 937 471 , wird eine Dosis ähnlich durch Herausdrehen eines Knopfes einstellt, der mit einem mit Zahlen markierten Wählring verbunden ist, so dass der Wählring beim Drehen herauskommt. Während der Wählring gedreht wird, ist eine Folge von Ziffern, die wendelförmig auf dem Wählring angeordnet sind, durch ein Sichtfenster sichtbar, um die Dosis anzuzeigen, zu deren Abgabe der Stift dann eingestellt wird. Bei dieser Konstruktion bewegt die Aufbringung einer Eindrückkraft den Knopf und den Wählring axial und ohne Drehung, um die Arzneimitteldosis zu injizieren. Obgleich nützlich, ist diese Konstruktion doch nicht ohne Nachteile. Einer seits werden beim Eindrücken wenige, wenn überhaupt, der Dosisanzeigezahlen, die beim Einstellen des Stiftes passiert worden sind, angezeigt, was eine Quelle von Konfusion für manche Benutzer sein kann. Weiterhin muss nach Verwendung des Pen zur Injektion der Wählring rückgestellt werden, bevor er nach außen geschraubt werden kann, um die nächste Dosis zur Abgabe einzustellen. Das Rückstellen verlangt eine Drehung des Wählrings in eine Nullposition, mit Ausnahme für eine begrenzte Anzahl an Dosisquantitäten, die zuvor injiziert worden sind, gefolgt von einer axialen Verschiebung des Wählrings.
Es wäre daher wünschenswert, eine Vorrichtung oder ein Verfahren anzugeben, die bzw. das einen oder mehrere dieser und andere Nachteile des Standes der Technik überwinden.
KURZE ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Antriebsanordnung, die zum Vorschieben eines Kolbens einer Patrone eines tragbaren Injektorgeräts, wie beispielsweise eines Injektionspen, betätigbar ist, und die mit geringem Aufwand beim Ersetzen der verbrauchten Patrone rückstellbar ist.
Die vorliegende Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, gibt eine rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung eines Dosisinjektionsmechanismus eines Arzneimittelinjektorgeräts an, das eine wieder verwendbare Basis und eine daran montierbare Patronenanordnung hat. Die Basis hat ein drehbares Antriebselement des Dosisinjektionsmechanismus innerhalb ihres Gehäuses, und die Patronenanordnung hat eine mit einem Arzneimittel gefüllte Patrone mit einem beweglichen Kolben am einen Ende und einen Auslass am anderen Ende. Die Antriebsanordnung umfasst eine Mutter, eine Schraube, eine Antriebskupplung und ein Vorspannelement. Die Mutter ist mit dem Basisgehäuse so mit einer Nutkeilanordnung verbunden, dass sie sowohl relativ dazu zwischen ersten und zweiten axialen Positionen beweglich ist und ihm gegenüber an den ersten und zweiten axialen Positionen drehfest angeordnet ist. Die Schraube enthält ein den Kolben beaufschlagendes vorderes Ende und ein Außengewinde, das in eine Innengewindeöffnung der Mutter eingeschraubt ist. Die Antriebskupplung ist mit der Mutter verbunden, um ihr gegenüber axial festgehalten, aber drehbar zu sein. Die Mutter ist in dem Basisgehäuse so positioniert, dass sie von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition durch Zusammenwirkung mit der Patronenanordnung bei der Montage der Patronenanordnung an der wieder verwendbaren Basis beweglich ist. Die Antriebskupplung ist in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement, wenn die Mutter sich in der zweiten Axialposition befindet, wodurch die Drehung des Antriebselements im Betrieb des Dosisinjektionsmechanismus die Antriebskupplung und dadurch die Schraube dreht, um eine Axialbewegung der Schraube nach vorn durch die Mutter hindurch hervorzurufen, um dadurch das den Kolben beaufschlagende vordere Ende der Schraube vorzuschieben, um Arzneimittel aus dem Patronenauslass auszudrücken. Das Vorspannelement spannt die Mutter von der zweiten axialen Position in Richtung auf die erste axiale Position vor, wenn die Patronenanordnung nicht an der wieder verwendbaren Basis montiert ist. Die Antriebskupplung ist aus dem Drehmoment übertragenden Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement gelöst, wenn sich die Mutter in der ersten axialen Position befindet, wodurch die Aufbringung einer Kraft nach hinten auf das den Kolben beaufschlagende vordere Ende der Schraube letztere axial nach hinten bewegt, während sie sich durch die Mutter schraubt, um dadurch die Schraube rückzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform derselben, wie in Anspruch 3 definiert, gibt die vorliegende Erfindung eine rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung eines Dosisinjektionsmechanismus einer Arzneimittelinjektorvorrichtung an, die eine wiederverwendbare Basis und eine an der Basis montierbare Patronenanordnung hat. Die Vorrichtungsbasis hat ein drehbares Antriebselement des Dosisinjektionsmechanismus innerhalb ihres Gehäuses, und die Patronenanordnung hat eine mit Arzneimittel gefüllte Patrone mit einem beweglichen Kolben am einen Ende und einem Auslass am anderen Ende. Die Antriebsanordnung enthält eine Mutter, eine Schraube, eine Antriebskupplung und ein Vorspannelement. Die Mutter ist mit dem Basisgehäuse mit Nutkeilanordnung verbunden, um relativ zu diesem zwischen ersten und zweiten axialen Positionen beweglich zu sein, und relativ dazu drehfest an den ersten und zweiten axialen Positionen gehalten. Die Schraube enthält ein den Kolben beaufschlagendes vorderes Ende und ein äußeres Gewinde, das in eine Gewindebohrung der Mutter eingeschraubt ist. Die Antriebskupplung ist mit der Schraube drehfest verbunden und gegenüber ihr axial beweglich. Die Mutter ist in dem Basisgehäuse angeordnet, um aus der ersten axialen Position in die zweite axiale Position axial beweglich zu sein, indem sie bei der Montage der Patronenanordnung an der wiederverwendbaren Basis mit der Patronenanordnung in Eingriff gebracht wird. Die Antriebskupplung ist so aufgebaut und angeordnet, dass sie von einer Stelle ohne Drehmomentübertragungswirkung mit dem drehbaren Antriebselement in eine Stelle mit Drehmomentübertragungseingriff mit dem drehbaren Antriebselement verschoben wird, wenn die Mutter aus der ersten axialen Position in die zweite axiale Position bewegt wird, wobei wenn die Antriebskupplung im Drehmomentübertragungseingriff mit dem drehbaren Antriebselement ist, die Drehung des Antriebselements bei der Betätigung des Dosisinjektionsmechanismus die Antriebskupplung und dadurch die Schraube dreht, um eine axiale Bewegung der Schraube nach vorn durch die Mutter hindurch zu erzeugen, um dadurch das den Kolben beaufschlagende vordere Ende der Schraube vorzuschieben, um Arzneimittel aus dem Patronenauslass hinauszudrücken. Das Vorspannelement ist so aufgebaut und angeordnet, dass es die Antriebskupplung aus der Stellung im Drehmomentübertragungseingriff mit dem drehbaren Antriebselement in die Stelle außer Drehmomentübertragungseingriff mit dem drehbaren Antriebselement vorspannt und dadurch die Mutter aus der zweiten axialen Position in Richtung auf die erste axiale Position drückt, wenn die Patrone nicht an der wiederverwendbaren Gerätebasis montiert ist, wodurch wenn die Antriebskupplung sich nicht in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement befindet, die Aufbringung einer Kraft nach hinten auf das den Kolben beaufschlagende Ende der Schraube letztere nach hinten bewegt, wenn sie sich durch die Mutter schraubt, um dadurch die Schraube rückzustellen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die das Rückstellen eines Injektionspen bei der Installation einer Arzneimittelersatzpatrone erleichtert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die ohne Vergrößerung der Injektionskraft des Injektionspen, in dem sie verwendet wird, ein Vorspannelement ermöglicht, das stark genug ist, um die Antriebskupplung aus dem Eingriff mit dem Antriebselement zu drücken, um dadurch ein Problem zu vermeiden, dass man im Stand der Technik antrifft, wo eine eher schwach vorgespannte Antriebskupplung das Antriebselement so binden könnte, dass die Antriebsspindel blockiert und ein Rückstellen verhindert wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die eine relativ kleine Antriebskupplung hat, um Schwungradeffekte beim Rückstellen der Antriebsspindel zu begrenzen, was wiederum die Volumina beim Primen vermindern kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die eine Patronenanordnung bei ihrer Montage an der Penbasis so beaufschlagt, dass ein Spiel zwischen der Patronenanordnung und der Penbasis vermindert wird, um dadurch einen verbesserten Sitz dazwischen und ein besseres Gefühl für den Injektionspen zu liefern.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung mit einer relativ einfachen Konstruktion angegeben werden kann, um die Zusammensetzungs- und Herstellungskosten zu vermindern.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die in einer Ausführungsform eine geladene Patrone unter Federwirkung nach vorn vorspannt, um sie an einem vorderen Anschlag des Halters oder Rückhalters der Patronenanordnung am Platz zu halten, um eine stabile Plattform für die Dosisabgabe sicherzustellen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Antriebsanordnung angegeben werden kann, die in einer Ausführungsform zusammen mit einer geladenen Patrone so vorgespannt werden kann, dass eine Relativbewegung der Patrone und der Antriebsspindel begrenzt wird, die sonst ein Sabbern des Stiftes verursachen könnte.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben erwähnten und weitere Vorteile und Aufgaben dieser Erfindung und die Art und Weise, wie sie erreicht werden, wird besser verständlich, und die Erfindung selbst wird besser verstanden, wenn auf die folgende Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen wird, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
1 ist eine schematische Draufsicht auf einen Arzneimittelinjektionspen, der mit einer Form eines Dosisinjektionsmechanismus ausgerüstet ist, der eine rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ist eine Ansicht teilweise im Schnitt, die schematisch den Injektionspen von 1 vor der Montage der Patronenanordnung an der wiederverwendbaren Penbasis zeigt, wobei die Antriebsspindel der Antriebsanordnung vom vorderen Ende der Penbasis vorsteht;
3 ist eine fragmentarische Draufsicht im Schnitt, die schematisch die wiederverwendbare Penbasis von 2 zeigt;
4 ist eine fragmentarische Draufsicht im Schnitt, die schematisch den Injektionspen von 1 zeigt, wobei die Patronenanordnung an der wiedervenwendbaren Penbasis voll montiert ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht der Antriebsanordnung und eines drehbaren Antriebselements, das den Betrieb der Antriebsanordnung unterstützt, vom Injektionspen von 1 entfernt;
6 ist eine Schnittansicht in Explosionsform einer Injektionsmutter und einer Antriebskupplung einer Antriebsanordnung der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine fragmentarische Draufsicht im Schnitt, die schematisch einen weiteren Injektionspen zeigt, bei dem eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung eine Patrone innerhalb eines an der Penbasis montierbaren Halters nach vorne vorspannt;
8 ist eine fragmentarische Ansicht im Schnitt, die schematisch Teile eines Injektionspens zeigen, der mit einer Form eines Injektionsklickmechanismus ausgerüstet ist;
9 ist eine fragmentarische Ansicht im Schnitt, die schematisch eine weitere Form eines Injektionsklickmechanismus innerhalb Teilen eines anderen Injektionspen zeigt;
10 ist eine Explosionsperspektivansicht des Injektionsklickmechanismus von 9 und von Teilen des Injektionsmechanismus, mit dem er zusammenwirkt;
11 ist eine entgegengesetzte Perspektivansicht von 10;
12 ist ein Blockschaltbild, das eine Form eines therapeutischen Dosisanzeigegeräts zeigt;
13 ist eine schematische Draufsicht auf einen Injektionspen als die Abgabevorrichtung, die mit einer Form des therapeutischen Dosisanzeigegeräts von 12 ausgerüstet ist;
14 ist eine Querschnittsansicht einer Patronenanordnung, die von dem Injektionspen von 13 gelöst ist;
15 ist eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform auf einen Patronenstutzen der Patronenanordnung von 14;
16 ist eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Patronenstutzens der Patronenanordnung von 14;
17 ist eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Patronenstutzens der Patronenanordnung von 14;
18. ist eine schematische Darstellung, wie eine Form des therapeutischen Dosisanzeigegerät arbeitet;
19 ist eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf eine Sensorgruppe und eine an dem Einstellring befestigte Rotationsmatrix einer Form eines Anzeigers für die dosierbare Menge;
20 ist eine Draufsicht auf die Rotationsmatrix von 19 im abgewinkelten Zustand und von dem Dosiseinstellring abgenommen;
21 ist eine Draufsicht auf die Sensorgruppe, von der am Einstellring montierten Matrix von 19 abgenommen, wobei die Sensorkontakte mit gestrichelten Linien dargestellt sind;
22 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Anzeigers für die dosierbare Menge;
23 ist eine Draufsicht auf eine Form eines Injektionspens, der mit einer Anordnung zum selektiven Drehen einer Antriebshülse zur Injektion einer eingestellten Dosis ausgerüstet ist;
24 ist eine geschnittene Vorderansicht des Injektionspen von 23, bevor der Dosiseinstellknopf manuell herausgedreht wird, um die durch weitere Betätigung des Injektionspen abzugebende Dosis einzustellen;
25 ist eine Querschnittansicht, die konzeptmäßig ähnlich der Ansicht von 24 ist, nachdem die Kappe abgenommen worden ist, der Pen ist in einem vorbereiteten Zustand, und der Dosiseinstellknopf ist herausgedreht worden, um die Dosis zur Abgabe einzustellen;
26 ist eine Querschnittsansicht, die konzeptmäßig ähnlich der Ansicht von 25 ist, nachdem der Dosiseinstellknopf leicht eingedrückt worden ist, um den Pen mechanisch in den Dosisinjektionszustand zu überführen;
27 ist eine perspektivische Explosionsrückansicht des Injektionspens von 23;
28 ist eine perspektivische Vorderansicht der Schieberanordnung von 27;
29 ist eine weitere perspektivische Rückansicht der Kontaktgruppen von 27; und
30 ist eine Draufsicht auf die Rotationsmatrix von 27 im abgewinkelten Zustand und vom Rest des Injektionspen abgenommen.
Entsprechende Bezugszeichen zeigen entsprechende Teile in den verschiedenen Darstellungen an. Obgleich die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, und manche Merkmale können in einigen der Zeichnungen hervorgehoben oder weggelassen sein, um die vorliegende Erfindung besser darzustellen und zu erklären.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt allgemein einen Typ eines Medikationsabgabegeräts, in dem eine Antriebsanordnung der vorliegenden Erfindung vorteilhafte Anwendung findet. Das gezeigte Abgabegerät ist ein wiederverwendbarer Medikationsinjektionspen, allgemein mit 20 bezeichnet. Wie allgemein bei wiederverwendbaren Vorrichtungen dieser Art bekannt, enthält der Injektionspen 20 eine mit einer Medikation gefüllte Patrone 22 als Teil einer Patronenanordnung, die allgemein mit 24 bezeichnet ist, die mit einer wiederverwendbaren Penbasis verbunden ist, die allgemein mit 26 bezeichnet ist. Die Penbasis 26 enthält vorzugsweise Dosiseinstell- und Injektionsmechanismen, die so eingerichtet sind, dass es möglich ist, die Menge an Arzneimittel auszuwählen und dann aus der Patronenanordnung 24 durch die Injektionsnadelanordnung 27 abzugeben, die darin angebracht gezeigt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist ein freiliegender Knopf 28 mit Drehknopf 30 daran am hinteren Ende der Penbasis 26 ein manuell betätigbarer Teil der Dosiseinstell- und Injektionsmechanismen, die im Übrigen in der Penbasis 26 untergebracht sind. Der Knopf 28 ist dazu vorgesehen, während des Dosiseinstellvorgangs zum Einstellen der Dosis gedreht zu werden, und wenn der Knopf 28 so gedreht wird, dass die gewählte Dosis vergrößert wird, wandern der Knopf 28 und der Drehknopf 30 aus der Penbasis 26 aus der in 1 gezeigten axialen Position oder nach rechts in der Perspektive eines Betrachters der 1 heraus. Während des Dosisinjektionsvorgangs, der nach dem Dosiseinstellvorgang auftritt und bei dem eine Eindrückkraft auf den Drehknopf 30 ausgeübt wird, der frei gegenüber dem Knopf 28 dreht, sind der Drehknopf 30 und der Knopf 28 dazu bestimmt nach links verschoben zu werden, zurück in die in 1 gezeigte axiale Position, um die Komponenten des Injektionsmechanismus, die in der Penbasis aufgenommen sind, zu veranlassen, so zu arbeiten, dass das in der Patrone enthaltene Arzneimittel injiziert wird.
Vorangehendes wird als Hintergrund angegeben und soll illustrativ und in keiner Weise einschränkend sein, da eine Vielfalt von Injektoren, die vielfältige manuelle Dosiseinstell- und Injektionsmechanismen haben und die vielfältige äußere Gestalten und Größen haben, in der Technik der Injektionspens bekannt sind. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung kann leicht für viele dieser Mechanismen im Hinblick auf die hier gegebene Erläuterung angepasst werden, da die weiter unten beschriebene erfindungsgemäße Antriebsanordnung theoretisch in jeden Typ Injektionsmechanismus eingebaut werden kann, der bei der Injektion ein drehbares Antriebselement dreht, das der Antriebsanordnung eine Drehkraft aufprägt. Außerdem ist die erfindungsgemäße Antriebsanordnung an Autoinjektoren anwendbar, die drehbare Antriebselemente haben, und sie erfordert ferner nicht die Anwesenheit eines Dosiseinstellmechanismus, bei dem die abzugebende Menge eingestellt werden kann.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2, in der die Nadelanordnung nicht daran angebracht dargestellt ist, besteht die Patronenanordnung 24 aus Einzelteilen, die bei der Herstellung in eine Einheit zusammengesetzt werden, die von einem Benutzer als ein einziges Teil gehandhabt wird und als Einheit weggeworfen wird, wenn das darin enthaltene Arzneimittel aufgebraucht ist. Die Patrone 22 der Patronenanordnung 24 enthält ein offenendiges Glasgehäuse 32, das ein inneres Volumen bestimmt, das mit Arzneimittel gefüllt ist, wie beispielsweise mit einem Humanwachstumshormon oder Insulin. Ein verschiebbarer Kolben 34 liegt an einer Innenfläche 33 des Patronengehäuses flüssigkeitsdicht an. Eine Stabspitze 35, die dazu dient, die auf den Kolben 34 einwirkenden Vortriebskräfte zu verteilen, und die innerhalb des Patroneninnenvolumens auf der Rückseite des Kolbens 34 frei beweglich ist, hat eine Basisscheibe 37, die integral mit einer zylindrischen Manschette 38 versehen ist, in die das vordere Ende 121 der Antriebsspindel 120 der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung eingreift. Wenn die Stabspitze 35 fehlt, kann das vordere Ende 121 der Antriebsspindel 120 direkt, anstatt indirekt, auf den Kolben 34 einwirken. Alternativ, wenn der Stift mit Patronen verwendet werden soll, denen eine Stabspitze fehlt, kann ein Fuß, der einen größeren Durchmesser als die Antriebsspindel hat und der dazu bestimmt ist, relativ zur Antriebsspindel zu drehen, drehbar am vorderen Ende 121 montiert sein, um direkt auf den Patronenkolben einzuwirken.
Die Patrone 22 ist weiterhin von einem Außengehäuse 42 geschützt, die als transparent gezeigt ist, aber auch andersartig aufgebaut sein kann. An ihrem hinteren Ende hat das Außengehäuse 42 einen mit einem Außengewinde versehenen, abgestuften Halsabschnitt 44 und einen weiter abgestuften hinteren Stutzen 46, in den sich das hintere Ende der Stabspitze 35 erstreckt. Der mit Gewinde versehene Halsabschnitt 44 erlaubt eine Anbringung der Patronenanordnung 24 durch Schrauben an der Penbasis 26. Die Patronenanordnung 24 hat eine Kappe 50, die bei der Herstellung beispielsweise durch Ultraschallverschweißung am Außengehäuse 42 befestigt wird, um die Patrone 22 in dem Außengehäuse zu umschließen. Ein durchstoßbares Gummiseptum 54 wird von der Kappe 50 gegen das Patronengehäuse 32 gedrückt, um das offene vordere Ende des Gehäuses zu verschließen. Außengewindegänge an der Kappe 50 erlauben die Montage einer Injektionsnadelanordnung 27. Wenn die Anordnung 27 so montiert wird, durchstößt das hintere Ende ihrer Nadel das Septum 54, und Arzneimittel wird aus der Patrone 22 durch die Nadel ausgedrückt, wenn der Kolben 34 in 1 während des Injektionsgebrauchs des Pens 20 nach links bewegt wird.
Die Patronenanordnung, auf die von der Antriebsanordnung der vorliegenden Erfindung eingewirkt wird, kann anders konfiguriert sein, wie in der Technik bekannt ist. Beispielsweise, wie weiter in 7 gezeigt ist, kann die Patronenanordnung als ein wiederverwendbarer Halter vorgesehen sein, der in geeigneter Weise, beispielsweise mittels Gewinden, mit einer wiederverwendbaren Penbasis verbindbar ist, welcher Halter eine Kammer bestimmt, in der eine WegwerfPatrone für den Gebrauch geladen wird. Nachdem der Inhalt der gegebenen Patrone durch mehrmaligen Gebrauch des Injektionspen aufgebraucht ist, löst der Benutzer den Halter von der Penbasis, entnimmt die aufgebrauchte Patrone aus dem offenen hinteren Ende des Halters und wirft diese Patrone weg und setzt dann eine wegwerfbare Ersatzpatrone in den Halter ein, der dann für den Gebrauch wieder mit der Penbasis verbunden wird. Dieser Patronenaustauschvorgang kann so oft wie notwendig wiederholt werden. Noch weiter, andere Patronenanordnungen können benutzt werden, wie beispielsweise ein Patronenanordnung, die eine WegwerfPatrone enthält, die aus Kunststoff besteht und keine äußere Schutzabdeckung hat und die direkt an der Penbasis angebracht wird, sowie auch eine Patronenanordnung, die eine austauschbare Patrone enthält und die in eine Kammer der Vorrichtung montiert oder eingesetzt wird, und mit einem Abdeckelement für die die Patrone aufnehmende Vorrichtungskammer, wie beispielsweise einem getrennten Kappenteil oder einer Zugangstür, die verschiebbar oder schwenkbar mit der Vorrichtung verbunden ist.
Mit zusätzlicher Bezugnahme auf die 3 bis 6 enthält die Antriebsanordnung eine schwimmende Mutter 60, die sich im inneren Hohlraum der Penbasis 26 befindet, der von dem Außengehäuse der Penbasis bestimmt wird. In der schematisch in 3 gezeigten Ausführungsform enthält das vordere Ende des Außengehäuses der Penbasis ein Patronenanschlusselement 62, das beispielsweise durch Verkleben, elastisches Verrasten oder Ultraschallverschweißen am sich nach hinten erstreckenden Gehäusekörperteil 64 fest angebracht ist. Das Anschlusselement 62 ist bei 66 mit einem Innengewinde für den Anschluss an dem mit Außengewinde versehenen, abgestuften Halsabschnitt 44 zur Montage der Patronenanordnung 24 an der Penbasis 26 versehen. Das Außengewinde 63 des Anschlusselements 62 erlaubt die Montage einer nicht gezeigten Hauptkappe des Injektionspen 20. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung kann auch mit anderen Gehäusekonfigurationen verwendet werden.
Die schwimmende Mutter 60 ist einteilig aus Kunststoff gespritzt und enthält einen im Allgemeinen zylindrischen, tubusförmigen Körperabschnitt 70, der vorzugsweise mit dem Penbasisgehäuse so nutverkeilt (Keilnut-verbunden) ist, dass die Mutter in axialer Richtung darin laufen kann, während eine Drehbewegung innerhalb des Gehäuses bei jeder gegebenen Axialposition verhindert ist. Eine geeignete Nutkeilverbindung enthält radial vorstehende Stege 74, die benachbart dem hinteren Ende des Mutternkörperabschnitts 70 gelegen sind und in axial verlaufende Nuten oder Stegbahnen 65 eingreifen, die im Gehäusekörperabschnitt 64 ausgebildet sind. In der gezeigten Ausführungsform sind drei in gleichen Winkelabständen angeordnete Stege 74 vorgesehen, es können jedoch auch zusätzliche Stege oder weniger Stege, einschließlich nur eines einzigen Steges, verwendet werden. Außerdem kann die Mutter 60 mit dem Penbasisgehäuse durch Stege nutverkeilt sein, die an dem Gehäuse ausgebildet sind und in Stegwege eingreifen, die außen an der Mutter ausgebildet sind.
Der hohle Innenraum 71 des tubusförmigen Körperabschnitts 70 ist von einem Scheibenabschnitt 80 der Mutter 60 überspannt. Der Abschnitt des hohlen Innenraums 71, der vor dem Scheibenabschnitt 80 liegt, ist so bemessen, dass er den Stutzen 46 frei drehbar aufnimmt. Eine zentrale Öffnung 81, die von dem Scheibenabschnitt 80 bestimmt wird, ist mit einem Innengewinde 82 versehen, das so gestaltet ist, dass es zu dem Außengewinde 124 der Antriebsanordnungsschraube 120 passt. Ein Paar Antriebskupplungshalter 85 ist auf gegenüberliegenden Seiten der zentralen Öffnung 81 vorgesehen. Jeder Antriebskupplungshalter 85 hat einen Rand- oder Rastabschnitt 87, der integral damit ausgebildet ist und radial nach innen von dem Körperabschnitt 70 vorsteht.
Die schwimmende Mutter 60 wird durch ein Vorspannelement zum vorderen Ende der Penbasis 26 gedrückt, das zwischen der Mutter 60 und beispielsweise dem Penbasisgehäuse wirkt. Ein geeignetes Vorspannelement ist eine metallische Schraubendruckfeder 90, die ein vorderes Ende 91 hat, das sich direkt an die ringförmige Stirnfläche 72 des Körperabschnitts 70 abstützt, und ein hinteres Ende 92 hat, das sich direkt an einer vorstehenden Trennwand 93 des Gehäusekörperabschnitts 64 abstützt. Die hintere Stirnfläche 67 des Anschlusselements 62 bildet einen axialen Anschlag, an dem die Vorderfläche 75 eines jeden Mutternsteges 74 anstößt, um die axiale Vorwärtsbewegung der Mutter 60 durch die Feder 90 zu begrenzen. Alternative Vorspannelemente, wie beispielsweise andere Arten von Federn und andere Herstellungsmaterialien, können in anderen Ausführungsformen eingesetzt werden. Das hintere Ende des Vorspannelements kann alternativ an einer Penkomponente anstoßen, die mit dem Gehäuse verbunden ist, anstelle integral damit ausgebildet zu sein.
In der Ausführungsform von 3 ist die Antriebskupplung 100 der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit der schwimmenden Mutter 60 verbunden, um frei drehbar und axial festgelegt zu sein. Die Antriebskupplung 100 hat einen scheibenförmigen Körper 102, der vollständig von einem radial nach außen stehenden Schnappring 104 umgeben ist. Wenn sie während des Zusammenbauvorgangs der Vorrichtung so angeordnet wird, wie in 6 gezeigt, führt die Bewegung der Antriebskupplung 100 in Richtung auf die Mutter 60 dazu, dass der Schnappring 104 über die elastischen Kupplungshalter 85 aufläuft, wobei die Mutter und die Kupplung sich leicht elastisch verformen, bis der Schnappring 100 axial über die Randabschnitte 87 läuft, so dass dann die Teile in ihre ursprüngliche Form zurückschnappen, um den Schnappring 104 zwischen den Randabschnitten 87 und einem vorstehenden Oberflächenabschnitt 89 der Hinterseite des Scheibenabschnitts 80, der die zentrale Öffnung 81 umgibt, einzufangen. Der vorstehende Flächenabschnitt 89 hat einen kleineren Durchmesser als die Vorderfläche 106 der Antriebskupplung 100, um eine kleinere Kontaktfläche zu bilden, um den Reibungswiderstand gegen Drehung zwischen ihnen zu begrenzen. Andere Arten von Verriegelungsmechanismen, die die Antriebskupplung axial in der schwimmenden Mutter halten, während eine relative Drehung zwischen ihnen erlaubt ist, enthalten andere Anzahlen von Randabschnitten oder sich nach hinten erstreckende, axial ausgerichtete Klauenabschnitte, von denen ein Verriegelungsabschnitt radial nach innen vorsteht. Diese können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden.
Der Körper 102 der Antriebskupplung 100 bestimmt eine zentrale Öffnung 110 und hat wenigstens einen sich nach innen erstreckenden V-förmigen Abschnitt oder Vorsprung 112, der in die Öffnung vorsteht. Der Vorsprung 112 passt in einen entsprechenden Nutkanal 122, der sich in Längsrichtung längs der An triebs- oder Führungsschraube 122 erstreckt, die ein Außengewinde 124 hat, das in das Gewinde 82 der schwimmenden Mutter 60 eingeschraubt ist. Wie in 5 gezeigt, greifen zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge 112 in die in Längsrichtung verlaufenden Nutkanäle 122, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Antriebsspindel ausgebildet sind. Das Eingreifen der Vorsprünge 112 in die Nutkanäle 122 bewirkt eine zwangsweise Drehung der Antriebskupplung 100 bei der Injektion zum Drehen der Antriebsspindel 120 und ruft in gleicher Weise eine Zwangsdrehung der Antriebsspindel 120 während der Rückstellung zum Drehen der Antriebskupplung 100 hervor.
Die Antriebskupplung 100 ist dazu eingerichtet, ein drehbares Antriebselement des Injektionsmechanismus für die Drehmomentübertragung zu beaufschlagen. Der äußere Radialbereich der Hinterseite 113 enthält eine Serie axial vorstehender, im Wesentlichen dreieckig gestalteter Zähne 114, die in einem Ring befindlich und so gestaltet und angeordnet sind, dass sie zu ähnlich gestalteten Zähnen 130 passen, die am Antriebselement 135 vorgesehen sind. Jeder Zahn 114 hat eine Rampenseite 116 und eine axial ausgerichtete Seite 118, auf die Kraft direkt durch einen Zahn 130 während der Antriebsdrehung der Antriebskupplung 100 durch das Antriebselement 135 ausgeübt wird. In alternativen Ausführungsformen können stattdessen andere Drehmomentübertragungskonfigurationen, einschließlich flacher Platten, die ausschließlich mit Reibung für eine schlupffreie Drehmomentübertragung arbeiten, für die spezielle gezahnte und gezeigte Konfiguration eingesetzt werden.
Das drehbare Antriebselement 135 dreht, wenn der Injektionspen 20 betätigt wird, um das Abgeben von Flüssigkeit durch die Nadelanordnung 27 zu verursachen. Das Antriebselement 135 ist schematisch als eine ringförmige Scheibe 140 gezeigt, die drehfest an einer Hülse 142 angebracht ist, die in dem Injektionspen gelagert ist und durch die sich die Antriebsspindel 120 erstreckt. Der Ring 140 umfasst die sich nach vorn erstreckende Zähne 130. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung kann durch andersartig gestaltete Drehantriebselemente innerhalb des Umfangs der Erfindung angetrieben sein.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung wird aus der folgenden Erläuterung von Aspekten des Betriebs des Injektionspen 20 weiter verständlich, beginnend mit dem Injektionspen, der nach 2 aufgebaut ist, was auftritt, wenn eine neue Patronenanordnung 24 eine verbrauchte Patronenanordnung ersetzt, die nicht gezeigt ist. Der Benutzer setzt zunächst die Patronenanordnung 24 mit der Penbasis 26 zusammen.
Typischerweise hält der Benutzer die wiederverwendbare Penbasis 26 in der einen Hand und die Patronenanordnung 24 in der anderen Hand, und er manövriert die Komponenten zunächst derart, dass das vordere Ende 121 der Antriebsspindel 120 in den Stutzen 46 und die Stabspitzenmanschette 28 und in Berührung mit der Stabspitzenbasisscheibe 37 eingeführt wird. Die Penbasis 26 und die Patronenanordnung 24 werden dann in axialer Richtung manuell zusammen bewegt, bis der Stutzen 46 axial in den inneren Hohlraum der Penbasis eingeführt ist und die Außengewinde des abgestuften Halsabschnitts 44 anfänglich an die Innengewindegänge 66 des Patronenanschlussteils 62 anstoßen. Im Verlaufe dieser Bewegung wird die Stabspitze 35 zunächst weiter in die Patrone 22 hineinbewegt, um jeglichen Zwi schenraum aufzunehmen, der zwischen ihr und dem Kolben 34 vorhanden gewesen sein könnte, und die Antriebsspindel 120 wird dann axial gedrückt und schraubt sich durch die schwimmende Mutter 60, während die Antriebskupplung 100 frei mit der Antriebsspindel 120 und in der schwimmenden Mutter 60 rotiert. Die Antriebsspindel 120 wird auf diese Weise zurückgedrückt oder rückgestellt, anstatt dass der Kolben 34 gezwungen wird, in der Patrone 22 zu gleiten, weil der Reibungswiderstand zum Rückstellen der Antriebsanordnung relativ gering ist.
Zur Fortsetzung ihrer Montage wird die Patronenanordnung 24 dann gegenüber der Penbasis 26 gedreht, um die Komponenten zusammenzuschrauben. In einem frühen Zustand dieser Drehung berührt innerhalb des Gehäuseinnenraums die ringförmige Schulter 45 die Stirnfläche 76 der schwimmenden Muter 60, die sich in einer vorderen axialen Position befindet, wegen der Vorspannung durch die Feder 90. In alternativen Ausführungsformen können andere Abschnitte der Patronenanordnung, wie beispielsweise das hintere Ende des Stutzens 46, der Kontaktpunkt mit der Mutter 60 sein. Außerdem kann anstelle eines direkten Kontaktes oder einer direkten Beaufschlagung der Mutter die Patronenanordnung die Mutter indirekt beaufschlagen, wie beispielsweise durch ein Zwischenelement, das aus einem Material geringer Reibung besteht. Ein fortgesetztes Einschrauben der Patronenanordnung 24 durch den Benutzer schiebt die schwimmende Mutter 60 nach hinten gegen eine Widerstandskraft, die durch das Zusammendrücken der Feder 90 erzeugt wird. Insbesondere gleitet die Schulter 45 längs der Stirnfläche 46 der schwimmenden Mutter, wenn die Patronenanordnung dreht und sich axial bewegt, während die Mutter 60 sich nur axial ohne gleichzeitige Drehung bewegt. Die Widerstandskraft, die von der Feder 90 erzeugt wird, die mit dem Fortschritt der Einführung zunimmt, vermindert das Spiel zwischen der Patronenanordnung 24 und der Penbasis 26, um einen Injektionspen 20 anzugeben, der einem Benutzer ein solideres oder gut gestaltetes Gefühl vermittelt und ein Sabbern des Pens begrenzt, das bei der Relativbewegung der Patrone und der Antriebsspindel auftreten kann.
Die Patronenanordnung 24 ist vollständig montiert, nachdem sie soweit verschraubt worden ist, dass die Stirnfläche 43 des Stutzens 42 an der Vorderseite des Patronenanschlusselements 62 anstößt, welche Anordnung in 4 gezeigt ist. Wenn die Patronenanordnung 24 so montiert ist, befinden sich die Mutter 60 und die gehaltene Kupplung 100 in einer rückwärtigen axialen Position, in der Zähne 114 der Antriebskupplung 100 zwangsweise mit Zähnen 130 des Antriebselements 135 schlupffrei in Eingriff sind, so dass die Kupplung 100 durch Drehung des Antriebselements 135 gedreht werden kann.
Nachdem bei dem Injektionspen von 1 der Knopf 28 herausgedreht worden ist, um eine Dosis einzustellen, dreht anschließend das Eindrücken des Knopfes 30, der mechanisch mit der Hülse 142 des Antriebselements 135 verbunden ist, das Antriebselement 135, um die Antriebskupplung 100 und dadurch die Antriebsspindel 120 zu drehen, die sich durch die Mutter 60 ausschraubt, um den Kolben 34 vorzuschieben, um Arzneimittel aus der mit der Nadel ausgerüsteten Patronenanordnung 24 auszudrücken.
Es wird nun auf 7 Bezug genommen. Dort sind schematisch Teile eines weiteren Injektionspen gezeigt, der mit einer Antriebsanordnung der vorliegenden Erfindung versehen ist. In dieser Ausführungs form ist die wiederverwendbare Penbasis 226 ähnlich der von 3 aufgebaut, und weiterhin ist die Antriebsanordnung die gleiche, wie in 3 gezeigt, mit der Ausnahme, dass das Ende 121 der Antriebsspindel 120 so gestaltet ist, dass es einen zusätzlichen Fuß 123 drehbar trägt. Der Fuß 123 ist so angebracht, dass er um die Achse der Schraube 120 im Gebrauch frei drehbar ist, und er dient zur Verteilung des Drucks auf den Kolben 34. Die Patronenanordnung in 7 hat die Form eines wiederverwendbaren Halters 230 mit einer darin geladenen WegwerfPatrone, die ähnlich der Patrone 22 ist, jedoch keine Stabspitze 35 aufweist. Der Halter 230 ist mit dem Penbasisgehäuse verbindbar, beispielsweise durch Gewinde, die mit 232 gezeigt sind. Die Patrone 22 ist in den Halter durch das offene hintere Ende desselben einsetzbar und für den Austausch entnehmbar, wenn der Halter nicht mit der Penbasis 262 verbunden ist. Wenn ein Halter 232 mit einer geladenen Patrone 22 an der Penbasis 226 montiert ist, berührt die schwimmende Mutter 60 direkt das Patronengehäuse 32, und die Feder, die die Mutter vorspannt, drückt die Patrone 22 innerhalb des Halters nach vorne gegen die Innenfläche eines nicht gezeigten vorderen Endes des Halters. Die Patrone 22 ist dadurch daran gehindert, sich gegenüber der Mutter 60 zu bewegen.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform, braucht die Antriebskupplung nicht von der schwimmenden Mutter gehalten zu werden, sie wird stattdessen einfach in Eingriff mit dem Antriebselement gebracht, beispielsweise durch anstoßenden Kontakt mit der schwimmenden Mutter. In einem solchen Aufbau beaufschlagt die Feder wirkungsmäßig die Antriebskupplung, um sie aus dem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement vorzuspannen, wenn keine Patronenanordnung in geeigneter Weise an der Penbasis montiert ist. Beispielsweise kann das vordere Ende einer Feder an einem Scheibenelement anstoßen, das die Antriebskupplung vorne hält, wie beispielsweise in Kontakt mit der schwimmenden Mutter.
Die 8 bis 11 zeigen Injektionsklickmechanismen, die vorteilhaft Anwendung bei Injektionspens finden können, wie beispielsweise dem Injektionspen 20 von 1. Während diese Mechanismen nachfolgend auf einen solchen Pen 20 im Allgemeinen Bezug nehmen, sind diese Mechanismen jedoch darauf nicht beschränkt, in Pens ähnlich dem Pen 20 eingebaut zu werden. Der Injektionsklickmechanismus kann leicht an viele anders aufgebaute Injektoren im Hinblick auf die nachfolgende Erläuterung angepasst werden, da der weiter unten beschriebene Injektionsklickmechanismus theoretisch an drehbaren Antriebshülsen von Injektionsmechanismen montiert werden kann, die durch Betätigung anders aufgebauter Komponenten jener Injektionsmechanismen gedreht werden. Außerdem erfordert der Injektionsklickmechanismus nicht die Anwesenheit eines Dosiseinstellmechanismus, der eine Veränderungsmöglichkeit in der abzugebenden Menge vorsieht.
Wie in 8 gezeigt, enthält eine Form des Injektionsklickmechanismus eine ringförmige Manschette oder Klickelement, allgemein mit 240 bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung des Betriebs des in 8 gezeigten Penabschnitts wird dieser Penabschnitt als Teil des in 1 gezeigten Pen 20 beschrieben, um die Erläuterung zu erleichtern, man erkennt jedoch, dass der in 8 gezeigte Pen beispielsweise eine Antriebsanordnung enthält, die leicht unterschiedlich zu der ist, die oben unter Bezugnahme auf den Pen 20 beschrieben wurde, und dass eine Patronenanordnung verwendet wird, die einen wieder verwendbaren Halter 238 umfasst, der durch Verschraubung mit dem Penbasisgehäuse verbunden ist und eine darin geladene WegwerfPatrone 22 enthält.
Die ringförmige Manschette 240 hat eine zentrale Bohrung, durch die sich die Antriebshülse 242 erstreckt, so dass die Manschette 240 auf der Antriebshülse 242 koaxial montiert ist. Wenigstens eine Rippe oder Vorsprung, wie beispielsweise zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge 244, stehen nach innen in die zentrale Bohrung der Manschette 240 vor und greifen gleitfähig in sich in Längsrichtung erstreckende Schlitze oder Keilnuten 246 an gegenüberliegenden Seiten der Antriebshülse 242 ein. Die Nutkeilverbindung der Manschette 240 mit der Antriebshülse 242 führt dazu, dass die Manschette 240 gegenüber der Antriebshülse 242 drehfest gehalten, aber axial beweglich ist. In einer alternativen Ausführungsform können die Manschette 240 und die Antriebshülse 242 mit zueinander passenden Vorsprüngen und Keilnuten versehen sein, die an der Antriebshülse bzw. der Manschette ausgebildet sind.
Die Hinterseite der Manschette 240 ist mit einem Ring aus sich axial erstreckenden Zähnen 248 versehen. Die Zähne 248 kämmen mit komplementären Zähnen 250, die in eine Trennwand 252 eingeformt sind. Die Anzahl der Manschettenzähne 248 und der Zähne 250, mit denen sie in Eingriff sind, muss nicht 1:1 sein, da bei dem Klickelement beispielsweise jeder zweite Zahn fehlen kann. Die Trennwand 252 ist eine zusätzliche Komponente, die mit dem äußeren Gehäuseteil 254 des Pen verkeilt ist, der als eine Baugruppe aus mehreren Einzelteilen dargestellt ist, so dass die Trennwand 252 drehbar gegenüber dem Pengehäuse beim Injektionsgebrauch des Pens gehalten ist. Die Trennwand 252 ist axial in der Ausführungsform von 8 festgelegt, indem sie von einer Feder 256 gegen einen Lippenabschnitt des Penaußengehäuses gedrückt wird. In alternativen Ausführungsformen können die zusammenwirkenden Zähne 250 Teil einer Trennwand sein, die integral mit dem Penaußengehäuse ausgebildet ist.
Die Zähne 248 und 250 sind so konfiguriert, dass wenn sie in Eingriff sind, nur eine unidirektionale Drehung der Manschette 240 gegenüber der Trennwand 242 und somit gegenüber dem Pengehäuse möglich ist. Während einer solchen Relativdrehung erzeugen die Manschettenzähen 248 beim Gleiten über die Zähne 250 hörbare Klickgeräusche. Die unidirektionale Drehbarkeit der Manschette 240 erlaubt ihr ferner, als ein Antirückstellmechanismus für die Antriebshülse und die Injektionsschraube zu funktionieren, wie weiter unten beschrieben wird. In alternativen Ausführungsformen, in denen kein Antirückstellmerkmal von der Manschette 240 übernommen werden muss, können die Zähne 248 und 250 anders gestaltet sein, um eine Rückwärtsdrehung nicht zu verhindern und dadurch eine bidirektionale Manschettendrehung zu ermöglichen.
Das Injektionsklickelement 240 wird nach hinten längs der Antriebsspindel 242 durch ein Vorspannelement vorgespannt, das allgemein mit 258 bezeichnet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das Vorspannelement eine Schraubendruckfeder aus Metall, die koaxial auf der Antriebshülse 242 montiert ist, jedoch können andere Arten von Federn oder Herstellungsmaterialien alternativ verwendet werden. Während des Injektionsgebrauchs des Pens drückt die Feder 258 gegen die Manschette 240, um Injektionsklicks hervorzurufen und Drehstellungen zu definieren. Während der Herstellung können Federn unter schiedlicher Stärken getestet werden, um eine Feder auszuwählen die ein geeignetes Klickgeräusch erzeugt, ohne dass die Gestaltung von Trennwand oder Manschette modifiziert werden muss.
Das vordere Ende der Feder 258 drückt gegen eine nach hinten weisende Fläche eines radial vorstehenden Scheibenteils 260 der Antriebshülse 242. Die nach vorne weisende Fläche des Scheibenabschnitts 260 hat einen Kranz sich axial erstreckender Zähne 262, die dazu dienen, eine Drehbewegung der Antriebshülse auf eine Antriebsanordnung zu übertragen, die die Injektionsschraube vorschiebt. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Antriebsanordnung eine Kupplung 266 mit hinteren Zähnen 264, die in die Zähne 262 des Scheibenteils eingreifen, wenn der Pen voll zusammengebaut ist, wie in 8 gezeigt. Die Kupplung 266 ist mit der Injektionsschraube 270 über Nutkeile 268 drehfest verbunden, die in diametral angeordnete Keilnuten 272 eingreifen, die in Längsrichtung längs der Schraube angeordnet sind, die sich durch die Antriebshülse 242 erstreckt. Die Kupplung 266 ist gegenüber einer schwimmenden Mutter 275 axial fest, jedoch drehbar gehalten mittels Laschen 277, die über der Kupplung beim Zusammenbau einrasten. Die schwimmende Mutter 275 ist mit dem Pengehäuse nutverkeilt, um axial beweglich, aber drehfest verbunden zu sein. Die schwimmende Mutter 275 ist nach vorn durch die Feder 256 vorgespannt, wenn der Patronenbehälter 238 und die Patrone 22 von der Penbasis abgebaut sind, um die Antriebshülsenzähne 262 aus den Kupplungszähnen 264 zu lösen, damit das Rückstellen der Injektionsschraube möglich wird. Wenn sich die schwimmende Mutter 275 beim Demontieren des Pen nach vorne bewegt, wird bei einem gezeigten Injektionsmechanismus, in dem die Antriebshülse 242 nicht axial festgelegt ist, diese durch die Wirkung einer Feder 258 nach vorne gegen den Scheibenabschnitt 260 bewegt, ist jedoch durch Auflaufen des Scheibenabschnitts 260 auf die nicht gezeigten Nutkeile des Pengehäuseteils 255, mit denen die schwimmende Mutter 275 nutverkeilt ist, daran gehindert, die Kupplung 266 zu beaufschlagen.
Der Injektionsklickmechanismus von 8 wird aus der Betrachtung der nachfolgenden Erläuterung ihres Betriebs in einem Pen, wie beispielsweise dem Pen 20, weiter verständlich. Wenn der Pen 20 die in 1 gezeigte Konfiguration hat, die einen Bereitschaftszustand vor dem Einstellen einer Dosis zur Injektion darstellt, sind die Zähne des Antriebshülsenscheibenteils 260 und der Kupplung 266 in Eingriff, und die Zähne der Manschette 240 und der Trennwand 252 sind in Eingriff, wie in 8 gezeigt. Während der Dosiseinstellung oder -wahl hält die Feder 258 die Manschettenzähne 248 in Eingriff mit dem Zähnen 252 der Trennwand. Aufgrund der unidirektionalen Drehbarkeit der Manschette 240 und ihrer Nutverkeilung mit der Antriebshülse 242 verriegelt dieser Zahneingriff die Antriebshülse 242 gegen Drehung. Mit der gegen Drehung gesicherten Antriebshülsenanordnung kann die Kupplung 266 und daher die damit verkeilte Antriebsspindel 270 nicht drehen, wodurch ein Antirückstellmerkmal der Injektionsschraube geschaffen ist. Während des Eindrückens des Knopfes 34 beim oben beschriebenen Dosisinjektionsvorgang, wird die Antriebshülse 242 und dadurch die damit verkeilte Manschette 240 veranlasst, in der Richtung zu drehen, die von der Zahnkonfiguration der Manschette 240 erlaubt wird. Die Drehung des Scheibenabschnitts 260 der Antriebshülse 242 dreht die Kupplung 266 und dadurch die Antriebsspindel 270, die sich durch ein Innengewinde 270 der Mutter 275 schraubt, um sich nach vorne zu bewegen, um den beweglichen Kolben der Patrone 22 zu verschieben, um Arzneimittel aus einem Auslass der Patrone auszutreiben. Wenn sich die Manschette 240 dreht, schwingt sie axial gegen eine nach hinten gerichtete Kraft, die von der Feder 258 aufgebracht wird, da ihre Zähne über die Zähne 250 der Trennwand gleiten und hörbare Klicks erzeugen, die den Injektionsvorgang anzeigen.
Unter Bezugnahme nun auf die 9 bis 11 wird eine weitere Ausführungsform eines Injektionsklickmechanismus in einem anderen, teilweise gezeigten Injektionspen, beschrieben. Dieser Injektionsklickmechanismus ist insbesondere an einen Injektionsmechanismus angepasst, der ein Antriebshülsenteil hat, das sich während des Injektionsvorgangs axial verschiebt. Der Injektionsklickmechanismus enthält eine ringförmige Manschette oder Klickelement, allgemein mit 290 bezeichnet. Die ringförmige Manschette 290 bildet eine zentrale Bohrung 292, durch die sich eine tubusförmige Basis 335 der Antriebshülse erstreckt. Wenigstens eine Rippe oder Nutkeil, beispielsweise ein Paar diametral gegenüberliegender Nutkeile 294, stehen nach innen in die Bohrung 292 vor. Die Nutkeile 294 greifen in in Längsrichtung verlaufende Keilnuten 340 auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebshülsenbasis 335 ein, so dass die Manschette 290 gegenüber der Antriebshülse drehfest gehalten, aber axial beweglich ist.
Die Hinterseite der Manschette 290 ist mit einem Kranz aus sich axial erstreckenden Zähnen 296 versehen. Die Zähne 296 kämmen mit komplementären Zähnen 347, die in einer Trennwand 348 ausgebildet sind, die integral mit dem schematisch gezeigten Penaußengehäuse ausgebildet ist.
Jeder Zahn der Zähne 296 hat eine axial verlaufende Fläche 297 und eine Rampenfläche 298, die sich zur axial verlaufenden Fläche des nachfolgenden Zahns erstreckt, so dass diese Zahnkonfiguration eine unidirektionale Drehung der Manschette 290 gegenüber dem Pengehäuse ermöglicht, die es erlaubt, dass die Manschette als ein Antirückstellmechanismus wirkt. Während einer solchen Relativdrehung erzeugen die Manschettenzähne 296 beim Gleiten über die Zähne 347 des Pengehäuses hörbare Klickgeräusche.
Das Injektionsklickelement 290 hat eine Vorderfläche 300, auf die beim Pengebrauch ein radial gerichteter Außenbereich 307 eines Halterings anstößt, der allgemein mit 305 bezeichnet ist. Der Ring 305 hat einen nach vorne abgewinkelten, zentralen Abschnitt 309, der sich beim Zusammenbau in eine Umfangsnut 343 einfügt, die in der Antriebshülsenbasis 335 ausgebildet ist. Diese Verbindung bewirkt, dass der Haltering 305 der axialen Bewegung der Antriebshülsenbasis 335 im Betrieb folgt, welche Axialbewegung eine Funktion des speziellen Injektionsmechanismus des Pen ist. Der Haltering 305 dient dazu, eine Axialbewegung der Manschette 290 zu beschränken, wenn die Antriebshülse die in 9 gezeigte axiale Position hat, beispielsweise beim Dosiseinstellen, indem ihr äußerer Bereich 307 auf die Fläche 300 aufläuft, wodurch das Lösen der Manschettenzähne 296 aus den Gehäusezähnen 347 verhindert wird.
Die Manschette 290 ist durch eine Metallschraubendruckfeder 320, die koaxial um den Antriebskörper 335 angeordnet ist, nach hinten vorgespannt. Das hintere Ende 321 der Feder 320 erstreckt sich um einen abgestuften Halsabschnitt 302 der Manschette 290. Das Federende 321 ist über sechs Rippen 303 gedrückt und davon gehalten, die in gleichmäßigen Intervallen um den Umfang des Halsabschnitts ausgebildet sind.
Das vordere Ende 322 der Feder 320 umgibt einen abgestuften Halsabschnitt 332 eines radial vorstehenden Drehmomentübertragungselements 330 der Antriebshülse, die allgemein mit 325 bezeichnet ist. Das Antriebselement 330 ist der Teil der Antriebshülse, der die drehende Antriebshülsenbewegung auf eine Kupplung 350 überträgt, die mit der Antriebsspindel 354 nutverkeilt ist. Sechs Rippen 331, die in gleichmäßigem Abstand um dem Halsabschnitt 332 angeordnet sind, werden beim Zusammenbau des Pen in das vordere Ende 322 der Feder 320 eingedrückt, um die Feder 320 am Antriebselement 330 festzuhalten. Die nach vorne weisende Fläche des Antriebselements 330 hat sich axial nach vorne erstreckende Zähne 333, die in die Zähne an der Kupplung 350 eingreifen, wenn der Pen für den Gebrauch zusammengesetzt ist.
In der in den 9 bis 11 gezeigten Ausführungsform ist die Antriebshülse eine zweiteilige Anordnung, da das radial vorstehende Antriebselement 330 so gestaltet ist, dass eine begrenzte axiale Bewegung gegenüber der tubusförmigen Basis 335 der Antriebshülse möglich ist, welche Basis in Drehung versetzt wird, wenn der Injektionsmechanismus des Pens betätigt wird. Diese Fähigkeit einer Relativbewegung hilft bei der Verhinderung, dass die Kupplung klemmt, wenn eine Patronenanordnung an der Penbasis montiert wird. Insbesondere beim Montieren der Patronenanordnung kann im Falle, dass im Kupplungsmechanismus Zahn auf Zahn trifft, das Antriebselement 330 sich rückstellen, was es ermöglicht, die Patronenanordnung vollständig zu installieren, ohne die Kupplungszähne zu verriegeln oder zu beschädigen, und jeglicher Zustand Zahn gegen Zahn, der nach Installation verbleibt, wird beim Primen automatisch berücksichtigt. Diese Fähigkeit der Relativbewegung ermöglicht auch die Axialbewegung der tubusförmigen Antriebshülsenbasis beim Injektionsvorgang, welche Bewegung eine Funktion des Injektionsgesamtmechanismus des Pen ist.
Innerhalb einer zentralen Bohrung 334 des Antriebselements 330, durch das sich die tubusförmige Basis 335 erstreckt, stehen zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge 337 radial nach innen vor. Die Vorsprünge 337 greifen in sich in Längsrichtung erstreckende Keilnuten 340 ein, so dass das Element 330 gegenüber der Antriebshülsenbasis 335 gegen Drehung gesichert, aber axial beweglich ist. Ein Paar diametral gegenüberliegender Klammern oder Rippen 338 steht ebenfalls in die Bohrung an Stellen vor, die gegenüber den Vorsprüngen 337 um 90° versetzt sind. Während der Herstellung beim Zusammenbau von Antriebselement 330 und Basis 335 schnappen die Rippen 338 in Vertiefungen 341 ein, die am Umfang der Antriebshülsenbasis 335 im Abstand vom vorderen Ende 342 ausgebildet sind. Die Vertiefungen 342 erstrecken sich in axialer Richtung weiter, als die Dicke der Rippen 338, um eine begrenzte axiale Bewegung des Antriebselements 330 gegenüber der Basis 335 zu ermöglichen. Die Schnappverbindung verhindert, dass sich die Antriebshülsenanordnung axial löst, wenn eine ArzneimittelPatrone von der Penbasis gelöst wird, und sie stellt ferner sicher, dass der Weg des Antriebselements 330 nach vorn durch die Antriebshülsenbasis 335 begrenzt wird, um das Lösen des Antriebselements 330 von der Kupplung 350 zu erleichtern, wenn eine Patronenanordnung entnommen wird.
Die Zähne 333 des Antriebselements 330 greifen in eine Kupplung einer Antriebsanordnung ein, die dazu verwendet wird, die Injektionsschraube nach vorne zu verschieben. Die in 9 gezeigte Antriebsanordnung hat eine Kupplung 350, die im Inneren mit einer Antriebsspindel 354 nutverkeilt ist, die sich durch die Antriebshülsenbasis 335 hindurch erstreckt. Die Kupplung 350 ist mit einer drehfest gehaltenen, schwimmenden Mutter 360 verbunden, in die die Antriebsspindel 354 eingeschraubt ist. Die Drehung der Kupplung 350 über die Antriebshülse 325 dreht die Antriebsspindel 354, die sich durch die Mutter 360 schraubt, um sich nach vorne über das Ende der wiederverwendbaren Penbasis hinaus verschiebt, um den beweglichen Kolben 365 der Patrone 367 zu verschieben, um Arzneimittel aus dem Auslass der Patrone auszutreiben. Die schwimmende Mutter 360 wird durch eine Feder 369 nach vorne vorgespannt, wenn die Patronenanordnung entnommen ist, um die Antriebsanordnung von Antriebshülsenzähnen 333 zu lösen, damit die Injektionsschraube rückgestellt werden kann. Diese Antriebsanordnung ist vollständiger oben beschrieben. Andere Antriebsanordnungen mit Kupplung, die das Antriebshülsenelement 330 wirksam beaufschlagen, wenn der Pen für den Gebrauch zusammengebaut ist, können in Vorrichtungen mit dem Injektionsklickmechanismus verwendet werden.
Der Injektionsklickmechanismus der 9 bis 11 geht weiter aus der folgenden Erläuterung seines Betriebs innerhalb des Pen hervor. Wenn der Pen zusammengebaut ist, wie in 9 gezeigt, sind die Zähne 333 des Antriebshülsenelement 330 und der Kupplung 350 in Eingriff, und die Zähne des Injektionsklickelements 290 und des Pengehäuses sind im Eingriff. Beim Einstellen der Dosis wird die Antriebshülsenbasis 335 nach hinten festgehalten, beispielsweise durch eine nicht gezeigte Feder, die bewirkt, dass der Haltering 305 an die Manschettenfläche 300 anstößt, um die Zähne 296 des Klickelements in kämmendem Eingriff mit den Gehäusezähnen 347 zu halten. Aufgrund der Nutverkeilung der Manschette 290 mit der Antriebshülsenbasis 335 blockiert dieser Zahneingriff die Antriebshülsenbasis 335 und daher das Antriebselement 330 aufgrund dessen Verkeilung mit der Basis 335 gegen Verdrehung. Bei so drehfest gehaltener Antriebshülsenanordnung kann die Kupplung 350 und daher die mit ihr nutverkeilte Injektionsschraube 354 nicht drehen, wodurch eine Injektionsschrauben-Antirückstellung geschaffen ist.
Wenn der Injektionsmechanismus beim Injizieren des eingestellten Pen manuell betätigt wird, bewegt sich die Antriebshülsenbasis 335 nach vorne, um den Haltering 305 nach vorne zu verschieben, so dass die Manschette 290 unter Überwindung der Vorspannkraft von der Feder 320 nach vorne bewegbar ist. Der Antriebshülsenkörper 335 beginnt dann zu rotieren, und die Zähne 296 der Manschette 290 schieben sich in und aus dem Eingriff mit den Gehäusezähnen, was die Injektionsklicks erzeugt. Die Antriebshülsendrehung hat auch zur Folge, dass die Antriebskupplung 350 dreht, die die Injektionsschraube 354 durch die schwimmende Mutter 360 hindurchschraubt. Wenn während dieses Injektionsvorgangs die schwimmende Mutter leicht nach hinten schwimmt, drückt die Druckfeder 369 sie zurück zum vorderen Penende, um die Injektion zu beenden.
In einer im Blockdiagramm von 12 gezeigten Ausführungsform ist ein die therapeutische Dosis anzeigendes Gerät in einer Abgabevorrichtung 420 untergebracht und verwendet einen automatischen Be hältererkenner 422, einen Identifizierer 424 für eine dosierbare Menge, einen Steuerer 426 und eine Anzeige 428. Ein Typ Abgabevorrichtung, für den das System speziell geeignet ist, ist ein Injektionspen, jedoch können andere Typen tragbarer Vorrichtungen, beispielsweise eine Lungenvorrichtung oder Inhaliervorrichtung in ähnlicher Weise ausgerüstet sein.
Der automatische Behältererkenner 422 dient zunächst dazu, die Eigenschaft eines Behältereinsatzes in der Abgabevorrichtung 420 zu erkennen, welche Eigenschaft in einer Ausführungsform sich auf eine Konzentration des Arzneimittels in dem Behälter bezieht, um dann diese Information dem Steuerer 426 einzugeben, wie bei 430 gezeigt. Der Identifizierer 424 für die dosierbare Menge dient zunächst dazu, die Anordnung zu ermitteln, auf die der Dosiseinstellmechanismus der Abgabevorrichtung 420 von einem Benutzer eingestellt worden ist, um die Vorrichtung zur Abgabe eines endlichen Volumens an Arzneimittel vorzubereiten, und dann diese Information dem Steuerer 426 einzugeben, wie mit 432 gezeigt. Im Ansprechen auf die eingegebene Information berechnet der Steuerer 426 die abzugebende therapeutische Dosis und weist die Anzeige 428 über die Leitung 434 an, diese Dosis an einen Benutzer auf der Abgabevorrichtung 420 sichtbar anzuzeigen.
Die Abgabevorrichtung mit Anzeigefähigkeiten der therapeutischen Dosis von 12 ist in 13 als ein wiederverwendbarer Injektionspen gezeigt, allgemein mit 440 bezeichnet. Wie es bei wiederverwendbaren Vorrichtungen dieser Art üblich ist, enthält der Injektionspen 440 eine Patronenanordnung, die allgemein mit 442 bezeichnet ist, die mit einer Penbasis, allgemein mit 444 bezeichnet, verbunden ist, die Dosiseinstell- und Injektionsmechanismen aufnimmt, die bei Betätigung bewirken, dass eine Arzneimittelmenge gewählt und dann von der Patronenanordnung 442 durch die Injektionsnadelanordnung 467 abgegeben wird.
Eine Form einer Patronenanordnung 442 ist weiter in Querschnittsansicht in 14 gezeigt und ist mit Ausnahme des unten beschriebenen Identifizierers die gleiche, wie die Patronenanordnung 24 von 2. Die Patronenanordnung 442 enthält somit eine Patrone 446 mit einem Glasgehäuse 448, das ein mit Arzneimittel gefülltes Innenvolumen bestimmt. Die Patrone enthält einen verschiebbaren Kolben 449, eine Stabspitze 452, eine Kappe 464 und ein Septum 466. Die Patrone 446 ist weiterhin durch ein Außengehäuse oder Hülse oder Patrone 458 geschützt, die einen mit Außengewinde versehenen, abgestuften Halsabschnitt 460 und einen weiter abgestuften hinteren Stutzen 462 hat. Ein Außengewinde 468 an der Kappe 464 ermöglicht die Montage der Injektionsnadelanordnung 467, die das Septum 466 durchsticht.
Der automatische Behälter- oder Patronenerkenner 422 des Injektionspen 440 hat einen Identifizierer, der der Patroneanordnung 442 zugeordnet ist, die so gestaltet ist, dass sie mit einem Sensor zusammenwirkt, der dem Steuerer 426 in der Penbasis 444 den erfassten Identifizierer mitteilt. Wie in US 5 954 700 A und US 6 110 152 A beschrieben, kann der Identifizierer viele Formen haben und dazu verwendet werden, dem Benutzer eine Vielfalt von Fakten mitzuteilen.
In einer Form dient der Identifizierer dazu, die Konzentration des therapeutischen Inhalts der Patronenanordnung darzustellen, und er ist an dem äußeren Gehäusestutzen 462 der Patronenanordnung 442 angeordnet. Der Konzentrationsidentifizierer besitzt spezielle Eigenschaften, wie beispielsweise Dimensions- und räumliche Eigenschaften, die durch den Sensor dss automatischen Patronenerkenners 422 erkennbar sind. In alternativen Ausführungsformen und mit entsprechenden Modifikationen des Sensors des automatischen Patronenerkenners 422 kann der Identifizierer an anderen Abschnitten der Patronenanordnung angeordnet sein, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, am Patronengehäuse 448 und der Stabspitze 452, und kann ferner dazu verwendet werden, beispielsweise darzustellen, welcher von unterschiedlichen möglichen Insulintypen in der Patronenanordnung enthalten ist.
Der Konzentrationsidentifizierer ist ständig an der zylindrischen Außenfläche des Stutzten 462 angebracht. Für Patronenerkennungssysteme, die den Identifizierer mit Elementen erfassen oder in anderer Weise lesen, die keine radial außen liegende elektrische Kontakte sind, wie unten beschrieben, beispielsweise wenn der Konzentrationsidentifizierer für den Gebrauch mit optischen oder magnetischen Sensoren eingerichtet ist, muss der Identifizierer an der Außenseite des Stutzens 462 freiliegen, er kann anders positioniert sein, beispielsweise an der inneren Oberfläche des Stutzens 462 angebracht sein.
Wie weiter in den zahlreichen unter Bezugnahme auf die 15 bis 17 gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen dargestellt, ist der Patronenkonzentrationsidentifizierer als durch einen einzigen Streifen aus elektrisch leitfähigem Material bestehend gezeigt, der fest dem Stutzen 462 zugeordnet ist. Der gezeigte Streifen erstreckt sich um den gesamten Stutzenumfang, kann aber auch nur einen Teil des Umfangs umspannen, wenn die zugehörigen Sensorkontakte des Behältererkenners 422, der unten beschrieben wird, so gestaltet sind, dass sie eine zufrieden stellende Verbindung trotz eines oder mehrerer Umfangslücken in dem Streifen herstellen. Der leitfähige Streifen kann in Form eines Flecks ausgebildet sein, der aus leitfähiger Farbe auf den Stutzen aufgedruckt ist, jedoch können auch andere Einrichtungen zum Realisieren des Identifiziererstreifens verwendet werden. Beispielsweise kann der Streifen ein gekrimptes Metallband sein oder aus einer leitfähigen Elektroplattierung eines Materialeinsatzes bestehen, der in den Stutzen eingespritzt ist, oder eine leitfähige Farbe oder ein Fleck aus aufgedruckter Farbe oder ein metallisches selbstklebendes Etikett oder ein nicht leitfähiges, klebendes Etikett sein, auf das ein geeignetes elektrisch leitfähiges Muster aufgebracht worden ist.
In den 15 bis 17 sind Stutzen 462, 462b und 462c dreier unterschiedlicher Patronenanordnung 442a, 442b und 442c gezeigt, die jeweils mit der Penbasis 444 kompatibel sind. Der Typ des gezeigten Inhaltsindentifizierers, der an den Stutzen 462a, 462b und 462c verwendet ist, benutzt die Breitenabmessung des leitfähigen Streifens zusammen mit der örtlichen Lage dieses Streifens auf dem Stutzen, um den Patroneninhalt darzustellen. Diese Art von Inhaltsidentifizierer findet speziell zur Identifizierung der Konzentration von hGH Anwendung, das eine begrenzte Zahl üblicher Konzentrationen hat, und daher enthalten die drei Patronenanordnungen, die in 15 bis 17 gezeigt sind, jeweils ein hGH in einer anderen Konzentration. Bei anderen Inhaltsindentifizieren kann der Dimensionsaspekt des Identifiziererstreifens anders sein, als die Breite, wie beispielsweise die Dicke oder Textur des Streifens.
In 15, die eine Konzentration darstellt, umgibt ein leitfähiger Streifen 472, der eine relativ kleine Breite hat, wie beispielsweise 4,8 mm, den Stutzen 462a einer Patronenanordnung 442a nahe dem vorderen Ende des Stutzens, das benachbart dem mit Gewinde versehenen Hals 460a der Patrone ist. In 16, die eine zweite Konzentration repräsentiert, umgibt ein leitfähiger Streifen 474, der eine relativ geringe Breite hat, beispielsweise 4,8 mm, den Stutzen 462b einer zweiten Patronenanordnung 442b nahe dem hinteren Ende des Stutzens. Obgleich die Breiten der Streifen 472 und 474 identisch sind, um die Anzahl unterschiedlich aufgebauter Teile zu reduzieren, die zur Herstellung zahlreicher Patronenanordnungen benötigt werden, können, wie aus der folgenden Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung erkannt werden kann, unterschiedliche Breiten für die Streifen 472 und 474 verwendet werden, so lange geeignete elektrische Kreise zwischen den Sensoren daraus entstehen. Schließlich umgibt in 17, die eine dritte Konzentration darstellt, ein leitfähiger Streifen 476 relativ großer Breite, beispielsweise von 7,1 mm, den Stutzen 462c einer dritten Patronenanordnung 442c und bedeckt nahezu die gesamte axiale Länge des Stutzens. Der axiale Bereich des Stutzens 462c, der von dem Streifen 476 bedeckt ist, ist der gleiche, der von den Streifen 472 und 474 bedeckt sein würde, wenn auf dem Stutzen 462c an denselben Stellen angebracht, wie die Streifen, die sich auf den Stutzen 462a bzw. 462b befinden.
Sobald eine der Patronenanordnungen von 15 bis 17 an dem Injektionspen 440 richtig montiert ist, beispielsweise durch Einschrauben der Patronenanordnung in den Penköper 444 von 13, stellt der Inhaltsindentifizierer dieser montierten Patronenanordnung einen leitfähigen Weg zwischen einer Serie von Sensorkontakten innerhalb der Vorrichtung her, die längs der axialen Länge des eingeführten Stutzens verteilt angeordnet sind. Die unterschiedlichen Breiten und Positionen der Inhaltsidentifizierer der verschiedenen Patronenanordnungen stellen unterschiedliche leitfähige Wege zwischen den Sensorkontakten her.
Wie schematisch durch den Betrieb in 18 gezeigt, enthält beispielsweise der Sensor elektrische Kontakte 480, 481 und 482. Obgleich diese Sensorkontakte in 18 als in exakter axialer Ausrichtung liegend dargestellt sind, kann jeder der Sensorkontakte 480 bis 482 im Winkel gegenüber den anderen Sensorkontakten versetzt angeordnet sein, beispielsweise innerhalb eines Umfangswinkels von 60° oder 120° oder um einen anderen Winkelabstand versetzt, wie innerhalb des Innenraums der Penbasis ermöglicht ist. Weiterhin könnte jeder Sensorkontakt natürlich mehrere Kontakte enthalten, die parallel geschaltet sind und an der gleichen axialen Stutzenstelle liegen. Die Sensorkontakte können elastische Metallfinger sein, die sich von einer Unterbaugruppenbasis erstrecken, die schwenkbar montiert ist, beispielsweise am Gehäuse, und die Schaltung auf der Basis ist elektrisch mit einer Schaltungskarte des Steuerer 426 verbunden. Die Basis der Unterbaugruppe ist dreh-vorgespannt, so dass die Stutzenkontaktteile der Metallfinger in einer radial zurückgezogenen Position sind, wenn keine Patronenanordnung an der Penbasis 444 montiert ist. Wenn der Stutzen beim Anschließen einer Patronenanordnung 442 an der Penbasis 444 durch Bewegung des Stutzens oder eines beweglichen Teils der mit dem Stutzen in Eingriff bringbare Penbasis, wie beispielsweise einer oben beschriebenen schwimmenden Mutter, eingeführt wird, dann wird ein Schwenkarm der Basis der Unterbaugruppe kontaktiert, was zur Folge hat, dass die Basis der Unterbaugruppe so dreht, dass die Kontaktteile der Finger in Verbindung mit dem Inhaltsidentifizierer bewegt werden. In einer alternativen Ausführungsform können statt schwenkbarer Sensorkontakte die Finger nachgiebig sein oder sie können Blattfeder-Metallfinger sein, die radial nach innen in Kontakt mit dem Stutzen vorgespannt sind und die beispielsweise an dem Penbasisgehäuse oder einem Teil montiert sein, das mit dem Gehäuse der Penbasis 444 selbst beweglich ist, welche Finger längs des Stutzens gleiten, wenn der Stutzen beim Anschließen der Patronenanordnung 442 an der Penbasis 444 eingeschoben wird.
Der Steuerer 426 verarbeitet die Daten, die sich darauf beziehen, welche Sensorkontakte innerhalb des Injektionspens 440 mit dem leitfähigen Streifen des Inhaltsidentifizierers in Verbindung sind, und leitet Information aus einer Nachschlagetabelle ab, um im Wesentlichen auszulesen, was sich in der Patronenanordnung befindet. Beispielsweise sind die Sensorkontakte 480 und 482 durch Leitungen 484 und 486 direkt mit dem Steuerer 426 verbunden, wobei diese Leitungen Muster sind, die auf eine Schaltkarte des Steuerers 426 gedruckt sind. Der Sensorkontakt 481 ist in gleicher Weise mit dem Steuerer 426 durch die Leitung 488 verbunden, die bei 490 geerdet ist. Wenn die Patronenanordnung 442b mit dem Inhaltsidentifizierer 474 geladen ist, wie in 18 gezeigt, ist der geerdete Sensorkontakt 481 in Verbindung mit dem Identifizierer 474, und die Leitfähigkeit des Identifizierers 474 wird dazu verwendet, den Sensorkontakt 482 und dadurch die Leitung 486 zum Steuerer 426 zu erden. Weil der Sensorkontakt 480 nicht in Verbindung mit dem Identifizierer 474 ist, ist die Leitung 484 nicht geerdet. Als Folge wird dem Steuerer 426 wirksam signalisiert, dass die Leitung 484 offen bleibt, während die Leitung 486 geschlossen worden ist, und der Steuerer 426 vergleicht diese Eingabe mit einer bestimmten hGH-Konzentration, wie beispielsweise 12 mg, die in der geladenen Patronenanordnung 442b enthalten ist. (Diese Konzentration, wie auch andere hGH-Konzentrationen, auf die hier Bezug genommen wird, ist in mg-Ein-heiten angegeben, im Gegensatz zu Masse-Pro-Volumen-Einheiten, wie ansonsten erwartet werden könnte, weil dieses die Art ist, in der diese Konzentrationen für hGH normalerweise beispielsweise von Ärzten oder ihren Patienten bezeichnet werden. Eine solche Angabe ist ein Ergebnis des numerischen Wertes, auf die sich die Masse in mg des lyophilisierten Arzneimittels vor seiner Rekonstitution bezieht, was dazu führt, dass der Patroneninhalt in flüssiger Form ist. Die Konzentration in mg/ml kann man direkt durch Dividieren der betreffenden mg-Masse durch 2,88 ml-Volumen des Patroneninhalts, wenn rekonstituiert, erhalten). In ähnlicher Weise ist, wenn die Patronenanordnung 442a mit dem Inhaltsidentifizierer 472 geladen ist, der geerdete Sensorkontakt 481 in Verbindung mit dem Identifizierer 472, und letzterer wird dazu verwendet, den Sensorkontakt 480 und die Leitung 484 zum Steuerer 486 zu erden, jedoch werden der Sensorkontakt 482 und die Leitung 486 nicht geerdet, was dazu führt, dass dem Steuerer 426 signalisiert wird, dass die Leitung 486 offen bleibt, während die Leitung 484 geschlossen wurden ist, so dass der Steuerer 426 diese Eingabe einer andere hGH-Konzentration, wie beispielsweise 6 mg, zuordnet, die in der geladenen Patronenanordnung 442a enthalten ist. In gleicher Weise ist, wenn die Patronenanordnung 442c mit dem Inhaltsidentifizierer 476 geladen ist, der geerdete Sensorkontakt 481 mit den Identifizierer 476 in Verbindung, und der Identifizierer 476 dient dazu, die Sensorkontakte 480 und 482 und die Leitungen 484 und 486 zum Steuerer 426 zu erden, was zur Folge hat, dass dem Steuerer 426 signalisiert wird, dass die Leitungen 484 und 486 jeweils geschlossen worden sind, so dass der Steuerer 426 diese Eingabe einer anderen hGH-Konzentration, beispielsweise 24 mg, zuordnet, die in der geladenen Patronenanordnung 442c enthalten ist. Schließlich wird, wenn keine Patronenanordnung geladen ist, oder wenn eine Patronenanordnung ohne Identifizierer oder mit einem defekten Identifizierer geladen ist, dem Steuerer 426 signalisiert, dass die Leitungen 484 und 486 jeweils offen bleiben, so dass keine Konzentrationsinformation als Eingabe verfügbar ist.
Man erkennt, dass das Patronenerkennungssystem auch mehr oder weniger als die drei Kontaktpunkte haben könnte, die in 18 gezeigt sind, und könnte andere erkennbare elektrische Signale, als die Erdung, verwenden, beispielsweise eine kleine Spannung, um die Inhaltsidentifizierer zu aktivieren. Außerdem kann die Patronenanordnung anders gestaltet sein, wie beispielsweise im Stand der Technik bekannt, beispielsweise wie oben beschrieben. In einer Ausführungsform, bei der eine WegwerfPatrone und ein wiederverwendbarer Halter verwendet werden, ist der Inhaltsidentifizierer an der WegwerfPatrone angeordnet, und die Penbasis 444 ist entsprechend modifiziert, um eine Erkennung dieser Patrone zu ermöglichen, beispielsweise durch Einbau eines Teil des Erkennungssystems, beispielsweise elektrischer Kontakte und Verdrahtung, in den Halter oder durch eine derartige Konfiguration der Penbasisbestandteile, dass sich die Kontakte innerhalb der Kammer des Halters erstrecken.
Es wird nun auf 19 Bezug genommen. In ihr ist eine Form eines Identifizierers eines Injektionspen 440 für eine dosierbare Menge schematisch gezeigt. Der Identifizierer 424 für die dosierbare Menge enthält eine Drehmatrix, allgemein mit 500 bezeichnet, und eine Sensorgruppe, allgemein mit 502 bezeichnet, die zusammen dazu eingerichtet sind, Einstellungen des Penmechanismus wenigstens beim Dosiseinstellen sowie vorzugsweise auch beim Dosisinjizieren nach dem Dosiseinstellen zu identifizieren. Eine Vielfalt von Mechanismen zum Einstellen und Injizieren einer Dosis sind in der Technik der Injektionspens bekannt und werden daher hier nicht im Detail erschöpfend erläutert. Darüber hinaus, da der Identifizierer für die dosierbare Menge leicht für diese und neu entwickelte Mechanismen angesichts der hier gegebenen Erläuterung angepasst werden kann, sollen die hier weiter erläuterten Einzelheiten solcher Mechanismen nur illustrativ sein. Weiterhin können in alternativen Ausführungsformen Identifizierer für eine dosierbare Menge von bekanntem Aufbau, die mit einem Steuerer zusammenwirken, anstelle der Drehmatrix/Sensorgruppe innerhalb der Anzeigevorrichtung für die therapeutische Dosis verwendet werden.
Die Drehmatrix 500 und die Sensorgruppe 502 sind mit ersten und zweiten Komponenten des Injektionspen 440 wirkungsmäßig verbunden, die eine relative Drehbewegung des Dosiseinstellmechanismus ausführen, wenn ein Benutzer ein Volumen, das injiziert werden soll, auswählt.
In der Ausführungsform von 19 enthält der Dosiseinstellmechanismus einen Drehwähler 506, in dem die Drehmatrix 500 eingebaut ist. Der Wähler 506 ist an einem freiliegenden Knopf 508 drehfest angebracht, der vom Benutzer gedreht werden kann, um die durch die Verwendung des Injektionspen abzugebende Dosis auszuwählen In der beschriebenen Ausführungsform wandert der Wähler 506 beim Drehen mittels des Knopfs 508 aus der Penbasis 444 oder nach rechts in der Ansicht von 13 beim Einstellen einer Dosis in Vorbereitung zur Dosisinjektion heraus. Die Matrix muss jedoch nicht am Wähler sein, der sich so verschiebt, sondern kann an einer anderen drehbaren Komponente, wie beispielsweise an einer Antriebshülse, angebracht sein. Obgleich außerdem nur eine der ersten und zweiten gegeneinander drehbaren Penkomponenten Teil des Dosiseinstellmechanismus in der Ausführungsform von 19 ist, da die andere dieser Komponenten, mit der die Sensorgruppe 502 verbunden ist, das Außengehäuse der Penbasis 444 sein kann, können die ersten und zweiten Komponenten jeweils Teile des Dosiseinstellmechanismus in anderen Ausführungsformen sein.
Vom Wähler 506 gelöst und zweidimensional ist in 20 die Matrix 500 in Form von Daten in einer rechteckigen Anordnung dargestellt, die aus mehreren sich orthogonal schneidenden Reihen und Spalten bestehen. Die Anzahl der Spalten ist eine Funktion der inneren Funktionen des Injektionspen und entspricht der Anzahl der Drehpositionen innerhalb einer seiner Umdrehungen, auf die der Wähler 506 eingestellt werden kann, damit der Injektionspen unterschiedliche Arzneimittelvolumina abgibt. Die Bewegung des Wählers 506 zwischen benachbarten Drehpositionen entspricht einer Änderung um eine Dosisvolumeneinheit der durch die Penverwendung zu injizierenden Menge, und eine solche Änderung ist als ein "Klick" aufgrund des Einstellmechanismus als Folge von dessen Aufbau bekannt, der ein hörbares klickendes Geräusch bei einer solchen Bewegung erzeugt. Die wirkliche Menge einer solchen Dosisvolumeneinheit, beispielsweise 0,024 ml, ist eine Funktion des Designs des Dosiseinstellmechanismus, wie in der Technik bekannt ist.
Die Daten besetzende Matrix 500 liegt in Form der Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektrisch leitfähigen Materials an den Überschneidungen der Reihen und Spalten vor, welche elektrisch leitfähigen Datenpunkte durchgehend gezeigt sind oder sämtlich verbunden sind, um ein Muster 501 zu bilden, das im Zusammenwirken mit den Sensorkontakten der Gruppe 502 so strukturiert und angeordnet ist, dass dem Steuerer 426 des Pen 440 Information vermittelt wird. Die Verbindung ermöglicht es, dass ein elektrisches Signal, das an einen einzelnen Datenpunkt auf dem Muster 501 geliefert wird, wie beispielsweise eine Erdung dieses Punktes, längs des gesamten Musters läuft, wie weiter unten beschrieben.
Jede der sechs Reihen 509, 510, 511, 512, 513 und 514 der Matrix 500 erstreckt sich um den gesamten Umfang des Wählers 506. Die 24 Matrixspalten 516, 517, 518, 519, 520, 521, 522, 523, 524, 525, 526, 527, 528, 529, 530, 531, 532, 533, 534, 535, 536, 537, 538 und 539 haben gleiche Breite, so dass sie jeweils 15° des Wählerumfang umspannen, und sie sind parallel zur Achse des Wählers 506 ausgerichtet. In der gezeigten Ausführungsform ist die Spalte 516 nicht durch irgendeinen elektrischen leitfähigen Datenpunkt besetzt und ist von einem Umfangsspalt zwischen den Enden des leitfähigen Musters gebildet, das ansonsten die Reihe 509 (d.h. die Spalten 517 bis 539) vollständig füllt, wenn die Matrix 500 den Wähler 506 umgibt. Das Matrixdesign mit 24 Spalten ermöglicht, 24 unterschiedliche Drehstellungen des Wählers 506 zu erkennen. Es können jedoch auch weniger oder mehr Spalten als die 24 gezeigten vorgesehen sein. Außerdem können auch Matrixreihen, deren Zahl anders als sechs ist, verwendet werden, so lange sich dadurch ein geeignetes Muster ergibt, das durch den Steuerer 526 erkennbar ist.
Das elektrisch leitfähige Muster 501 der Matrix 500 kann durch zweistufiges Spritzen eines plattierbaren Materials, wie beispielsweise eines armierten Styrolkunststoffs, zu einer elektrisch nicht leitenden oder isolierenden Hülse hergestellt werden, welches gespritzte Material dann mit einem leitfähigen Material plattiert wird, wie beispielsweise aufeinanderfolgenden Schichten aus Kupfer, Nickel und dann Gold, um elektrisch leitfähig zu werden. Nach dem Plattieren wird die Hülse fest an dem Wähler 506 angebracht. Um die Herstellung zu erleichtern, beispielsweise um einen Fixpunkt zu bilden, der für die Positionierung des benötigten Musters erforderlich ist, kann das leitfähige Muster 501 der Matrix 500 eine nicht dargestellte Verlängerung über die Matrixreihen oder -spalten hinaus enthalten, die aber nicht von der Sensorgruppe 502 ausgenutzt wird. In alternativen Ausführungsformen kann das Matrixmuster auf andere Weise hergestellt werden, wie beispielsweise aus einem Folienmetallmatrixeinsatz, der auf eine Hülse gespritzt ist, oder auf solche Weise, wie oben unter Bezugnahme auf die Patroneninhaltsindentifizierer beschrieben wurde, beispielsweise über ein metallisches Muster auf einem nicht leitfähigen, selbstklebenden Etikett oder eine flexible Schaltungskarte, die an dem Wähler befestigt ist, oder durch leitfähige Farbe oder Flecken, die aus leitfähiger Farbe gedruckt sind und die direkt auf dem Wähler angebracht werden.
Die Sensorgruppe 502 tritt mit der Matrix 500 in Wirkungsverbindung, um die Matrixdaten zu erfassen. Für das elektrisch leitfähige Matrixmuster 501, das in den 19 und 21 gezeigt ist, hat die Sensorgruppe 502 elastische oder metallische Blattfederkontakte 546, 547, 548, 549, 550 und 551, die sich von einer zylindrischen Basishülse 544 radial nach innen erstrecken, die koaxial auf dem Wähler 506 angeordnet ist. Jeder der Sensorkontakte 546 bis 551 berührt die Matrix 500 in einer anderen Reihen, und in der dargestellten Ausführungsform sind die Sensorkontakte 546, 547, 548, 549, 550 und 551 auf die Matrixreihen 509, 510, 511, 512, 513 bzw. 514 ausgerichtet. Die Sensorkontakte 546 und 549 sind an einer ersten Umfangsposition der Basishülse 544 angebracht, die Sensorkontakte 547 und 550 sind an einer zweiten Umfangsposition der Basishülse 544 angebracht, die um 120° gegen die Position der Kontakte 546 und 549 versetzt ist, und die Sensorkontakte 548 und 551 sind an einer dritten Umfangsposition der Basishülse 544 angebracht, die um 120° gegenüber den Positionen beider Kontakte 546 und 549 bzw. der Kontakte 547 und 550 versetzt ist. Dieser gleichmäßige Winkelabstand der Sensorkontakte um die Matrix dient dazu, die Matrix zu zentrieren und Reibungswiderstand zu begrenzen. Wenn bei diesem Abstand von 120° der Wähler 506 drehungsmäßig gegenüber der Sensorgruppe 502 so ausgerichtet ist, dass die Kontakte 546 und 549 von der Matrix 500 jeweils beispielsweise die Spalte 516 berühren, dann berühren die Kontakte 547 und 550 die Matrix 500 in der Spalte 524, und die Kontakte 548 und 551 berühren die Matrix 500 in der Spalte 532.
Wenn der Sensorkontakt 546, der als Erdungskontakt dient, wie unten beschrieben, auf die Spalte 516 ausgerichtet ist, dann ist dieses in der gezeigten Ausführungsform die "Ruhe"- oder "Null"-Position des Wählers. Wenn der Pen so manipuliert wird, dass kein Arzneimittelvolumen abgegeben wird, wenn der Injektionsmechanismus des Pen betätigt wird, befindet sich der Wähler in dieser Ruheposition. In der Ruheposition ist der Massekontakt elektrisch nicht mit irgendeinem der anderen Kontakte 547 bis 551 verbunden. Das Matrixmuster kann so eingerichtet sein, dass diese Ruheposition selbst dann angezeigt wird, wenn beispielsweise das leitfähige Muster die gesamte Reihe 519 einschließlich der Spalte 516 ausfüllt. Für ein solches Matrixmuster würde das Muster auch so konfiguriert sein, dass es mit keinem der anderen Sensorkontakte 547 bis 551 in Berührung ist, wenn der Sensorkontakt 546 auf die Spalte 516 ausgerichtet ist.
Das in 20 gezeigte Matrixmuster 501 ist komplementär zu dieser Kontaktanordnung gestaltet. Das Matrixmuster 501 verwendet ein Gray-Code-Kodierschema, um das Risiko zu vermindern, dass ein Fehler in der Wählerpositionserfassung unentdeckt bleibt. Im Gray-Code-Kodierschema ist das Muster im Hinblick auf die Sensorpositionierung so gestaltet, dass eine Wählerdrehbewegung in einer Richtung und in einem Umfang, der gleich einer Spalte ist, zur Folge hat, dass nur ein einziger Sensorkontakte 547 bis 551 seine elektrische Schaltverbindung mit dem Muster umschaltet, wobei diese einzige Umschaltung durch den Steuerer überwacht werden kann (d.h. nur ein Sensorkontakt ändert sich aus einem Zustand ohne Kontakt mit dem Muster zu einem solchen in Kontakt mit dem Muster oder umgekehrt, wenn die Wählerdrehung zur Folge hat, dass jeder Sensorkontakt in seiner jeweils gegebenen Spalte in eine Spalte neben dieser gegebenen Spalte bewegt wird). In der gezeigten Ausführungsform führt jede der vierundzwangzig Dreheinstellungspositionen des Wählers 506 gegenüber der Sensorhülse 544 dazu, dass ein jeweils einziger Informationssatz durch den Betrieb der Sensorkontakte 546 bis 5551 erkannt wird.
Man erkennt, dass Spaltenpositionen der Sensorkontakte, die anders als die drei oben beschriebenen 120°-Abstände einhalten, verwendet werden können, beispielsweise können alle Sensorkontakte 546 bis 551 auf eine der Matrixspalten ausgerichtet sein, so lange geeignete Modifikationen an dem leitfähigen Matrixmuster vorgenommen sind.
Um die richtige Ausrichtung der Sensorkontakte auf das Matrixmuster 501 aufrecht zu erhalten, sind die Sensorgruppe 502 und die Drehmatrix 500 gegeneinander frei drehbar, aber axial festgelegt. Für die in 19 gezeigte Sensorgruppe/Drehmatrix kann die Sensorgruppe 502 beispielsweise mit dem Gehäuse der Penbasis 444 nutverkeilt sein, um sich innerhalb des Wählers 506 frei zu verschieben, aber nicht zu verdrehen, wenn der Wähler gedreht wird, und dadurch wird bewirkt, dass sie sich während der Dosiseinstellung radial verschiebt. Nicht gezeigte Verbindung zwischen dem Wähler 506 und der Sensorgruppe 502 können dazu verwendet werden, dass sich die Sensorgruppe innerhalb des Wählers axial verschiebt.
Die Sensorkontakte 546 bis 551 der Gruppe 502 sind jeweils mit dem Steuerer 426 elektrisch verbunden, wie abstrakt mit der Leitung 432 dargestellt ist, so dass die Sensoreingabe vom Steuerer 426 dazu verwendet werden kann, die Matrixpositionierung unter Verwendung einer Nachschlagetabelle in ähnlicher Weise zu ermitteln, wie oben unter Bezugnahme auf den automatischen Behältererkenner beschrieben wurde. Beispielsweise wird im Gebrauch ein Erdungssignal an den Sensorkontakt 546 gesandt, der mit dem Matrixmuster 501 in allen Wählerdrehstellungen in Verbindung ist und dieses erdet, mit der Ausnahme, dass der Sensorkontakt 546 auf die Matrixspalte 516 ausgerichtet ist. Wenn das elektrisch leitfähige Matrixmuster 501 so geerdet ist, dann ist auch jeder der Sensorkontakte 547 bis 551, der mit dem Matrixmuster 501 in Kontakt ist, ebenfalls geerdet. Der Satz geerdeter/nicht geerdeter Signale, die vom Steuerer 426 über die Leitung 432 für alle Sensorkontakte empfangen wird, dient dazu, die Drehposition der Matrix 500 und dadurch des Wählers 506, gegenüber der Sensorgruppe 502 zu ermitteln. Wenn der Sensorkontakt 546 auf die Matrixspalte 516 ausgerichtet ist, dann ist keiner der Kontakte geerdet, welche Information vom Steuerer 426 als Anzeige einer speziellen der vierundzwanzig der Drehpositionen des Wählers 506 erkannt wird.
Die Daten der Matrix 500 mit Bereichen elektrisch leitfähigen Materials ergeben sich daraus, dass diese Daten dazu dienen, elektrische Schaltungen mit elektrischen Kontakten des Sensors aufzubauen. In alternativen Ausführungsformen können andere Matrixdatenformen mit entsprechenden Modifikationen der Sensorgruppe verwendet werden. Wenn beispielsweise optische oder magnetische Sensorelemente in einer Sensorgruppe 502 verwendet werden, können die Matrixdaten von Markierungen oder Magneten gebildet sein, je nach Fall.
Die Matrix/Sensorgruppe von 19 ist lediglich eine geeignete Form und kann auch anders angeordnet sein. Beispielsweise können die Lagen von Sensorgruppe und Matrix vertauscht sein, so dass eine Sensorgruppe 502, die mit dem Steuerer 426 verbunden ist, am Wähler 506 angebracht ist und dazu eingerichtet ist, eine Drehmatrix zu erfassen, die am inneren Umfang der koaxialen Hülse 544 angebracht ist.
Außerdem können, wie weiter unter Bezugnahme auf die Ausführungsform 23 bis 30 beschrieben wird, die Matrix und die Sensorgruppe an Komponenten der wiederverwendbaren Penbasis angeordnet sein, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten bei der Dosiseinstellung und beim Injektionsgebrauch des Injektionspens 440 rotieren. Um die Signalübertragung zwischen dem Steuerer 426 und einer solchen drehenden Sensorgruppe zu erleichtern, ist dazwischen eine Gleiteranordnung gelegen. Wie schematisch in 22 gezeigt, ist eine Gruppe Sensorkontakte 546' bis 551' an einer teilweise gezeigten ersten Penkomponente 558 installiert, die koaxial an einer teilweise gezeigten zweiten Penkomponente 559 montiert ist. Die Penkomponente 558 ist vollständig von sechs elektrisch leitfähigen Metallbändern 560 bis 565 umgeben, die in Kanälen in ihrem äußeren radialen Umfang angeordnet sind. Die Bänder 560 bis 565 sind mit äußeren Enden der Sensorkontakte 546' bis 551' jeweils in Berührung, die sich durch die radiale Dicke der Komponente 558 erstrecken. Die Sensorkontakte 546' bis 551' sind ähnlich aufgebaut und angeordnet, wie die Sensorkontakte der Ausführungsform der 19 bis 21, und sie berühren eine nicht gezeigte Drehmatrix, ähnlich der Drehmatrix 500, die die Penkomponente 559 umgibt. Die Gleiteranordnung 570 enthält sechs elektrische elastische Kontakte 571 bis 576, die freie Enden haben, die längs der Bänder 560 bis 565 gleiten, wenn die Penkomponente 558 rotiert, und dieser Gleitkontakt führt zu einer elektrischen Verbindung zwischen den Sensoren 546' bis 551' und den Gleiterkontakten 571 bis 576 an jeder Drehposition der Penkomponente 558 gegenüber der Gleiteranordnung 570.
Wenn der innere Aufbau des Injektorpen so gestaltet ist, dass die Penkomponenten 558 und 559 sich nicht in Axialrichtung im Betrieb verschieben, kann die Gleiteranordnung 570 an einer stationären Penbasiskomponente montiert sein, wie beispielsweise einer flexiblen, einen Mikroprozessor enthaltenden Schaltungskarte, die am Injektionspengehäuse befestigt ist und als Steuerer 426 dient. Die Gleiterkontak te 571 bis 576 sind mit Schaltungen auf dieser Schaltungskarte verbunden, die mit dem Mikroprozessor des Steuerers verbunden ist. Für diesen Montagetyp der Gleiteranordnung ist statt eines begrenzten axialen Spiels, das für die Funktionsteile des Injektorpen erforderlich sein kann, die Gleiteranordnung 570 innerhalb der Penbasis 444 in axialer und in Drehrichtung festgelegt. Wenn sich die Penkomponenten 558 und 559 während des Penbetriebs zusammen axial verschieben, sind die Gleiterkontakte 571 bis 576 mit dem Steuerer 426 verdrahtet, und die Gleiteranordnung 570 ist beispielsweise mit dem Penaußengehäuse nutverkeilt und mit der Penkomponente 558 verbunden, um sich mit der Gruppe der Sensorkontakte 546' bis 551' axial zu verschieben, aber nicht zu verdrehen.
Der Injektionspensteuerer 426, der Signale von den Sensorkontakten des automatischen Behältererkenners 422 und des Identifizierer 424 für die dosierbare Menge verarbeitet, um die Anzeigeinformation zu bestimmen, kann in der Penbasis 444 in jeder geeigneten, im Stand der Technik bekannten Art aufgebaut und installiert sein. In einer Ausführungsform enthält der Steuerer 426 einen batteriebetriebenen, programmierbaren Microcontroller, der auf einer flexiblen gedruckten Hauptschaltkarte montiert ist, die im Allgemeinen U-förmig und flexibel ist, um sich dem Innenraum des Penbasisgehäuses anzupassen und einen Hohlraum zu schaffen, in dem sich die inneren Funktionsteile der Penbasis 444 erstrecken. Die flexible Schaltungskarte ist mit dem Gehäuse mit Positionierstiften und Klebstoff verbunden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Mikroprozessor durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ASIC ersetzt sein.
Die Injektionspenanzeige 428 ist wirkungsmäßig mit dem Microcontroller 426 gekoppelt und ist durch ein transparentes Gehäusefenster der Penbasis 444 sichtbar. Die Anzeige 428, beispielsweise eine LCD, zeigt einem Benutzer Information an, die für den Betrieb des Injektionspen nützlich ist. Beispielsweise wird, wie am besten in 13 gezeigt, die Anzeige 428 durch den Microcontroller 426 veranlasst, bei 580 Information über das Arzneimittel in der gehaltenen Patrone anzuzeigen, wie sie durch den automatischen Patronenerkenner 422 erkannt wird, bei 582 die Menge an Arzneimittel, das im Injektionspen für die Verabreichung bereitsteht, wenn der Injektionsmechanismus des Pen 440 betätigt wird, wie weiter unten beschreiben, und bei 584 den verbleibenden Ladezustand der Batterie, die die elektronischen Komponenten des Injektionspen 440 betreibt. Die bei 580 gezeigte Information bezieht sich auf die Konzentration des Arzneimittels, wie weiter oben erläutert, jedoch können andere Arten von Information vorgesehen sein. Die Einheiten der zu verabreichenden Dosis sind in 13 als auf die Unterseite des Gehäusefensters bei 586 aufgedruckt dargestellt, sie können aber auch Teil der Anzeige sein, die vom Microcontroller 426 gesteuert wird.
Das Design des die therapeutische Dosis anzeigenden Geräts im Injektionspen 444 wird aus der nachfolgenden Erläuterung seines Betriebs weiter verständlich. Während die Patronenanordnung 442 an der Penbasis 444 montiert wird, bleibt der Steuerer 426 in einem Bereitschaftszustand, wobei alle Anzeigeelemente ausgeschaltet sind, um keinerlei Information an den Benutzer anzuzeigen. In diesem Bereitschaftszustand verarbeitet der Steuerer 426 Signale, die von den Sensorkontakten des automatischen Patronenerkenners 422 empfangen werden, um beispielsweise die Konzentration des in der Patronenan ordnung enthaltenen Arzneimittels zu identifizieren, wie durch das Identifiziererband dargestellt. In diesem Bereitschaftszustand verarbeitet der Steuerer 426 auch Signale, die von den Sensorkontakten des Identifizierer 424 für die dosierbare Menge empfangen werden, um die Position der Matrix 500 gegenüber der Sensorgruppe 502 zu identifizieren.
Der Steuerer 426 geht vom Bereitschaftszustand in den Betriebszustand über, und die Anzeige 428 wird dadurch aktiviert, wenn der Steuerer 426 eine weitere Benutzerbetätigung des Pen 440 erfasst. Eine solche Betätigungserfassung ist z.B. typischerweise eine Erkennung, dass die Matrix 500 während der Manipulation des Dosiseinstellmechanismus durch den Benutzer gegenüber der Sensorgruppe 502 bewegt wird. Eine andere Aktion, die erfasst werden kann, ist die Betätigung eines nicht gezeigten Ein/Aus-Knopfes, der an der Penbasis 444 gelegen sein kann oder Teil des Knopfes 508 des Injektionsmechanismus ist.
Wenn in den Betriebszustand gebracht, bewirkt der Steuerer 426, dass die vom automatischen Patronenerkenner 422 identifizierte Konzentration bei 580 angezeigt wird. Wenn der Steuerer 426 keinerlei Konzentrationsinformation erkennt, wird bei 580 anstelle eines numerischen Konzentrationswertes eine Fehlermeldung, wie beispielsweise "–", oder überhaupt keine Meldung angezeigt. Das Fehlen einer Erkennung kann davon herrühren, dass keinerlei Patronenanordnung vorhanden ist oder sie nicht richtig an der Penbasis 444 montiert ist, oder dass ein Patronenidentifizierer beschädigt ist oder fehlt, oder dass ein innerer Fehler in der automatischen Patronenerkennerschaltung vorliegt. Wenn keine Konzentrationsinformation automatisch erkannt wird, kann die vom Steuerer 426 verwendete Konzentration durch den Benutzer konfigurierbar sein. Beispielsweise kann der Einstellknopf 588, der in 13 als mit dem Steuerer 426 verbunden dargestellt ist, eindrückbar sein, um eine Wahl unter den Standardkonzentrationswerten, wie beispielsweise 6, 12 und 24 mg im Falle von hGH, die in den Steuerer 426 vorprogrammiert sind, auszuwählen und bei 580 anzuzeigen.
Während sich der Steuerer 426 im Betriebszustand befindet, empfängt beim Drehen des Knopfes 508 durch den Benutzer zur Einstellung der abzugebenden Dosis der Steuerer 426 kontinuierlich eine Eingabe in Echtzeit von den Sensorkontakten des Identifizierer 424 für die dosierbare Menge, um die Position der Matrix 500 gegenüber der Sensorgruppe 502 zu identifizieren. Der Steuerer 426 die Eingabe zur Ermittlung, auf welche Position der Wähler 506 und daher die Matrix 500 in der gezeigten Ausführungsform aus der "Null"-Wählstellung gedreht worden ist, in der kein Arzneimittelvolumen abgegeben wird, wenn der Injektionsmechanismus des Pen betätigt wird. Wenn beispielsweise die "Null"-Wähldrehposition jene ist, wenn der Sensor 546 in der Spalte 516 steht, erkennt der Steuerer 426, wenn der Sensor 546 mit jeder der Spalten 517 bis 539 in Berührung ist, um zu ermitteln, welcher Prozentsatz einer Wählerumdrehung ausgeführt worden ist. Typischerweise wird automatisch während oder manuell nach der Injektion der eingestellten Dosis der Wähler in seine ursprüngliche "Null"-Position für nachfolgenden Gebrauch rückgedreht. Der Steuerer 426 kann jedoch auch so gestaltet sein, dass er die Dosiseinstellung auf der Grundlage jedes Startpunktes des Wählers ermittelt.
Der Steuerer 426 ermittelt die Drehstellung des Dosiswählers über die Matrix/Sensorgruppe-Schnittstelle, ob der gedrehte Wähler nach oben gedreht wird, um die Einstelldosis zu steigern, oder nach unten gedreht wird, um die Dosis zu vermindern. Außerdem ist der Steuerer 426 so programmiert, dass er eine oder mehrere vollständige Wählerumdrehungen beim Dosiseinstellen berücksichtigt. Beim Dosiseinstellen erkennt der Steuerer 426 durch Erkennung der Matrixposition gegenüber der Sensorgruppe in der Ausrichtung, aus der der Wähler gedreht wird, in welcher Richtung der Wähler bei der Bewegung in die "Null"-Wählerdrehstellung gedreht wird. Speziell wenn die "Null"-Wählerdrehstellung ist, wenn der Sensor 546 die Spalte 516 berührt, erkennt der Steuerer 426, dass die eingestellte Dosis erhöht wird, wenn der Sensor 546 die Spalte 516 erreicht, unmittelbar nachdem er in Spalte 539 war, und dass die eingestellte Dosis vermindert wird, wenn der Sensor 546 die Spalte 516 erreicht, unmittelbar nachdem er in der Spalte 517 war.
Wenn beispielsweise der Wähler zu Anfang in der "Null"-Wählerdrehstellung war, dann wird beim Hochdrehen dann, wenn die "Null"-Wählerdrehstellung zum ersten Mal wieder erreicht wird und das Hochdrehen fortgesetzt wird und dann die "Null"-Wählerdrehstellung zum zweiten Mal erreicht wird und das Hochdrehen fortgesetzt wird und der Steuerer 426 über die Matrix/Sensorgruppe ermittelt, dass beispielsweise die Wählerdrehung durch einen Benutzer abgebrochen wird, wenn der Wähler die sechste Drehstellung nach der "Null"-Position erreicht, vom Steuerer 426 erkannt, dass eine Volumendosis von 54 Einheiten zur Injektion eingestellt worden ist (d.h. zwei vollständige Umdrehungen von jeweils vierundzwanzig Positionen oder Einheitsvolumen in der gezeigten Ausführungsform plus sechs zusätzliche Positionen). Wenn eine Dosis ursprünglich von einem Benutzer eingestellt worden ist, der dann diese Dosis vor der Injektion vermindert, dann wird das Abwärtsdrehen durch die "Null"-Drehstellung, die bei einer oder mehreren vollständigen Wählerumdrehungen erreicht wurde, vom Steuerer 426 berücksichtigt.
Das Dosisvolumen, das der Steuerer 426 mit dem Identifizierer 424 für die dosierbare Menge identifiziert, wird dazu verwendet, die aktuelle Arzneimittelmenge, die zu injizieren ist, anzuzeigen. Speziell multipliziert der Steuerer 426 im Wesentlichen die bei 580 angezeigte Konzentration mit dem Volumen, das durch Drehung des Wählers 506 eingestellt ist, und bewirkt, dass die injizierbare Menge an Arzneimittel bei 582 angezeigt wird. Der oben beschriebene Multiplikationsschritt wird normalerweise vom Steuerer 426 ausgeführt, indem er auf eine Nachschlagetabelle zugreift, die mit Daten auf der Grundlage der Arzneimittelkonzentration und der Anzahl der gewählten Wähler-"Klicks" ausgeführt wird. Die Anzeige bei 582 zeigt die injizierbare Menge während des gesamten Dosiseinstellvorgangs an. Beispielsweise wenn jeder "Klick" einem Einheitsdosisvolumen von 0,24 ml entspricht, und wenn die Patronenkonzentration 6 mg ist, wie oben erklärt, dann hat jedes Drehen des Wählers 506 in einem Umfang von 15°, oder jeder Klick, zur Folge, dass die Anzeige 582 um 0,05 für die gezeigte Milligramm-Konzentration erhöht wird, und wenn entsprechend die Patronenkonzentration 24 mg ist, dann bewirkt jedes Aufwärtsdrehen des Wählers 506 um einen Klick, dass die Anzeige 582 um 0,20 für die gezeigte Milligrammkonzentration erhöht wird. Somit ist ständig die Menge des bei 582 angezeigten Arzneimittels die medizinisch signifikante Menge, die durch Betätigung des Injektionspens 440 tatsächlich injizierbar ist. Vom Benutzer brau chen keinerlei Berechnungen auf der Grundlage der Konzentration des hGH, das in die Patronenanordnung 442 enthalten ist, ausgeführt zu werden, um herauszubekommen, wie viel hGH injiziert wird.
Außerdem hält die Mengenanzeige bei 582 über die gesamte Injektion an (d.h. es wird die noch zu injizierende Menge angezeigt), wenn die Penkomponenten, an denen die Matrix und die Sensorgruppe angeordnet sind, so gestaltet sind, dass sie in geeigneter Weise gegeneinander bei der Injektion drehen.
Nachdem der Injektionspen 440 verwendet worden ist, um die eingestellte Dosis zu injizieren, beispielsweise durch axiales Drücken auf Knopf 508 und durch Bewegen des Wählers 506 zurück in die Penbasis 444, kehrt der Steuerer 426 automatisch in einen Ausschaltzustand zurück, und die Anzeigeelemente 428 schalten nach einer gewissen Zeitdauer von Inaktivität aus. Im Falle, dass nach einer Dosiseinstellung keine Injektion unmittelbar ausgeführt wird, bleibt die Anzeige eingeschaltet, bis die Injektion ausgeführt ist, woraufhin der Pen nach der oben beschriebenen Inaktivität ausschaltet.
Wie weiter unten beschrieben, kann der Indikator für die dosierbare Menge in Abgabevorrichtungen verwendet werden, die kein automatisches Patronenerkennungssystem der hier beschriebenen Art enthalten, wie beispielsweise in Vorrichtungen, in denen unterschiedliche Arzneimittel, die jeweils nur eine einzige Konzentration haben, abgegeben werden. In solchen Vorrichtungen kann die Anzeige bei 582 ein numerischer Wert oder eine andere Information sein, die für das wirklich dosierbare Volumen repräsentativ ist.
Es wird nun auf 23 Bezug genommen. Dort ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Medikationsinjektorgeräts mit einer Anordnung zum selektiven Drehen einer Antriebshülse gezeigt. Das Gerät, allgemein mit 620 bezeichnet, ist in Form eines wiederverwendbaren Injektionspen gezeigt.
Der Injektionspen 620 enthält eine wiederverwendbare Penbasis, allgemein mit 622 bezeichnet, an der eine Patronenanordnung angebracht ist, die allgemein mit 624 bezeichnet ist und weiter in 25 dargestellt ist. In 23 ist die Patronenanordnung im Wesentlichen in einer abnehmbaren Kappenanordnung 626 enthalten dargestellt. Wie weiter in 27 gezeigt, hat die Kappenanordnung 626 eine Metallklemme 627, die an der Metallkappenhülse 629 angeklemmt ist, und einen tubusförmigen Kappeneinsatz 633 aus Kunststoff, der in der Hülse 629 befestigt ist und Module zum Festhalten am Patronenhalter enthält. Der Einsatz 633 ist in 24 nicht gezeigt, um die Darstellung zu vereinfachen. Die Penbasis 622 nimmt eine Dosiseinstellungs- und Injektionsanordnung auf, die bei Betätigung bewirkt, dass eine Arzneimittelmenge ausgewählt und dann von der Patronenanordnung 624 durch die Pennadelanordnung 628, die in 24 beschrieben wird, abgegeben wird.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 24 bis 27 ist die Patronenanordnung 624 von einer allgemein bekannten Art und umfasst einen wiederverwendbaren Patronenhalter oder -behälter 630. Das hintere Ende 631 des Halters 630 ist in geeigneter Weise, beispielsweise über ein Innengewinde, mit dem vorde ren Ende der Penbasis 622 verbindbar. Der Halter 630 bestimmt eine Kammer, in die eine WegwerfPatrone 632 für den Gebrauch geladen wird.
Die Patrone 632 hat ein Standarddesign, wie oben allgemein beschrieben, und umfasst ein mit Arzneimittel gefülltes Glasgehäuse 634, einen Kolben 638, ein Septum 644 und eine Kappe 646. Ein Fuß 640, der drehbar über eine Einmal-Schnappverbindung am vorderen Ende einer Antriebsspindel 780, die aus der Penbasis 622 ausfahrbar ist, angebracht ist, verteilt die Bewegungskraft auf den Kolben 638. Öffnungen oder Fenster 642 auf gegenüberliegenden Seiten des Patronenhalters 630 ermöglichen eine optische Beobachtung der Menge an Arzneimittel, das innerhalb der gehaltenen Patrone verbleibt. Außengewinde 650 am vorderen Ende des Patronenhalters 630 erlauben die Montage eines Hülsenabschnitts 652 der Pennadelanordnung 628. Wenn die Anordnung 628 montiert ist, wie in 24 gezeigt, dann durchstößt das hintere Ende 654 der Nadelkanüle 656, die im Hülsenabschnitt 652 gehalten ist, das Septum 644, und Arzneimittel wird aus der Patrone 632 durch die Nadelkanüle 656 im Injektionsge-brauch des Pens 620 ausgestoßen. Obgleich die Nadelanordnung als eine einzige Injektionsnadel aufweisend dargestellt ist, können Nadelanordnungen, die mit dem Pen 620 verwendbar sind, von zahlreichen Pentypen sein, die in der Technik bekannt sind, einschließlich, jedoch nicht einschränkend, Anordnungen mit einer oder mehreren verkürzten Injektionsnadeln, einschließlich Mikronadelgruppen.
In der gezeigten Ausführungsform enthält die Pennadelanordnung 628 weiterhin eine Nadelabdeckung 658, die einen Passsitz am Hülsenabschnitt 652 hat. Die Kappenanordnung 626 sitzt über dem vorderen Ende der Patronenanordnung 624, wenn der Pen 620 nicht gebraucht wird, und ist mit einer Schnappverbindung lösbar am Patronenhalter 630 unter Verwendung passender Vorsprünge und Rücksprünge angebracht. Ein Nockenmerkmal am Patronenhalter 630 dient dazu, die Kappenanordnung 626 in geeigneter Weise am Patronenhalter 630 dreh-auszurichten, wenn sie miteinander verbunden werden, und drückt weiterhin die Kappenanordnung 626 axial vom Patronenhalter 630 weg, um die Schnappverbindung zwischen ihnen zu lösen, wenn die Kappenanordnung gegenüber dem Patronenhalter beim Abnehmen davon gedreht wird. Ein dekorativer Trimmring 662 ist um das hintere Ende 631 des Patronenhalters 630 aus ästhetischen Gründen fest angebracht, beispielsweise mittels Klebstoffen.
Nach Aufbrauch des Inhalts einer gegebenen Patrone 632 durch Verwendung des Injektionsgeräts löst ein Benutzer beim Pen 620 den Halter 630 von der Penbasis 622, entnimmt und entsorgt die verbrauchte Patrone 632 und führt dann eine Wegwerf-Ersatzpatrone in den wiederverwendbaren Halter ein, der dann für den Gebrauch wieder mit der Penbasis 622 verbunden wird. Fenster 642 helfen beim Ergreifen der Patrone während der Entnahme der Patrone aus dem Halter 630.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform kann anstelle der Konstruktion mit separater Patrone und Halter, wie dargestellt, die Patronenanordnung anders aufgebaut sein, wie im Stand der Technik beschrieben, beispielsweise wie oben. Beispielsweise kann die Patroneanordnung 624 aus Einzelteilen bei der Herstellung in eine Wegwerfeinheit zusammengebaut sein, die von einem Benutzer als einziges Teil behandelt wird.
Der Patronenhalter 630 ist an der Penbasis 622 durch Aufschrauben ihres mit Innengewinde versehenen hinteren Endes auf das Außengewinde 664 eines tubusförmigen Vordergehäuses 666 lösbar montiert. Das Vordergehäuse 666 ist über im Winkel beabstandete Vorsprünge 667 an einem vorderen Ende des Gehäusehauptkörpers, allgemein mit 670 bezeichnet, aufgerastet. Im Winkel verteilte Vorsprünge 668 am Vordergehäuse 666 passen in Keilnuten 671 des Gehäusehauptkörpers 670, um eine Relativdrehung zwischen ihnen zu verhindern.
Der Gehäusehauptkörper 670 ist einteilig gespritzt, jedoch kann eine mehrteilige Anordnung verwendet werden. Die Gehäusendkappe 676 ist über ihren vorstehenden Kragen 677 am hinteren Ende des Hauptkörpers 670 aufgerastet, um axial daran befestigt zu sein.
Durch die zentrale Öffnung der Endkappe 676 erstreckt sich ein zylindrischer hülsenförmiger Wähler 680 nach hinten, die axial durch die Mittenöffnung verschiebbar ist. Ein Satz aus drei im Winkel verteilte Kerben oder Keilnuten 681 längs des hinteren Randes des Wählers 680 gelegen, und ein Satz aus drei Schnappschlitzvertiefungen 682 im Wähler nehmen jeweils Vorsprünge 692 und Rastrippen 693 einer Basis 690 des Wählers auf, um eine feste, dauerhafte Anordnung aus Wählknopfbasis 690 und Wähler 680 über eine Einmalrastverbindung zu schaffen. Die Dosisknopfanordnung enthält eine Abdeckung 695, die mit Klebstoff an der Basis 690 befestigt ist, wobei Vorsprünge 696 an der Abdeckung 695 in Kerben 694 an der Basis 690 eingreifen. In einer Ausführungsform besteht die Dosisknopfbasis 690 aus Kunststoff, und der Deckel 695 ist ein spritzgeformtes Bauteil. Eine Oberflächenstrukturierung 697 am äußeren Umfang der Abdeckung 695 erleichtert das Ergreifen der Wählknopfanordnung während ihrer Drehung oder des Wählvorgangs zur Einstellung der Dosis. Im Innern hat der Wählknopf 695 einen zentrieren Vorsprung oder alternativ einen ringförmigen Sitz, der das vordere Ende der Vorbereitungsfeder 699 zentriert.
Benachbart ihrem vorderen Ende enthält der Wähler 680 ein Paar radial vorspringender Nutkeile 683, die in sich in Längsrichtung erstreckende Keilnuten (nicht gezeigt) einfügen, die in der Innenoberfläche einer Hülse 700 ausgebildet sind. Diese Nutkeilverbindung schafft eine übereinstimmende Drehbewegung zwischen Wähler 680 und Hülse 700, erlaubt dabei aber, dass sich der Wähler 680 gegenüber der Hülse 700 axial bewegt. Ein zweigängiges Startwendelgewinde 685, das radial nach innen von der zylindrischen Innenfläche des Wählers 680 vorsteht, ist in wendelförmige Nuten 712 eingeschraubt, das in der Außenfläche einer Antriebshülse 710 einer Antriebshülsenanordnung eingeschraubt ist, die allgemein mit 708 bezeichnet ist. Indem einer der doppelten Startgewindegänge 685 und seiner entsprechenden Nut 712 dünner als der andere Gewindegang und zugehörige Nut gemacht sind, wird eine Einweganordnung von Wähler und Antriebshülse erreicht. Andere Gewindekonfigurationen, einschließlich einer eingängigen Gewinde- und Nutverbindung, können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden. Ein Pfeilkopf 686, der am Wähler 680 ausgebildet ist, zeigt die Richtung, in der der Wähler 680 auf die Antriebshülse 710 gesetzt wird, um den Zusammenbau zu vereinfachen. Ein Nullanschlag 713 ist das vordere Ende der Nuten 712, auf den das Gewinde 685 des Wählers aufläuft, um zu verhindern, dass der Wähler 680 unter eine Nulleinstellung des Pen eingestellt wird. Ein Maximaldosisanschlag, der von einem Kragen 720 mit einen Paar sich axial erstreckender Rastnasen 721 gebildet ist, die in Vertiefungen 714 der Antriebshülse 710 einpassen, sitzt auf dem hinteren Ende der Antriebshülse 710, um die Gewindegänge 785 des Wählers am hinteren Ende der Nuten 712 zu besetzen, um zu verhindern, dass der Wähler 680 über eine Maximaleinstellung hinaus eingestellt wird.
Die Hülse 700 ist mit einer ringförmigen Rippe 702 an ihrem hinteren Ende versehen, die sich durchgehend um den äußeren Umfang der Patrone erstreckt. Die Vorderseite der Hülsenrippe 702 hat eine Serie sich axial erstreckender, unidirektionaler Zähne 703 zum Beaufschlagen eines ringförmigen Wählerklickelements 725. Die Hinterseite des Wählerklickelements 725 hat einen Kranz aus sich radial erstreckenden, unidirektionalen Zähnen 726, die in die Hülsenzähne 703 eingreifen. Die Vorderseite des Wählerklickelements 725 hat einen Kranz sich axial erstreckender, unidirektionaler Zähne 728, die in sich axial erstreckende, unidirektionale Zähne 732 an der Hinterseite einer ringförmigen Wählerkupplung 730 eingreifen.
Ein Satz von vier Vorsprüngen 733 steht radial vom äußeren Umfang der Kupplung 730 nach außen vor und greift gleitend in sich axial erstreckende Keilnuten 673 im Gehäusehauptkörper 670 ein, um eine Drehung der Kupplung 730 gegenüber dem Gehäuse zu verhindern. Eine Schraubendruckfeder 735, die sich an einem Ende an einer Trennwand 672 anstützt, die im Gehäusehauptkörper 670 ausgebildet ist, und am anderen Ende an der Vorderseite der Wählerkupplung 730 sitzt, spannt die Kupplung 730 in das Klickelement 725 in der Hülsenrippe 702 vor, um hörbare Klicks beim Dosiseinstellen zu erzeugen und eine Drehpositionierung beim Drehen zu schaffen. Insbesondere wenn der Wähler 680 aufwärts gedreht wird, um sie nach hinten zu bewegen, gleiten die Klickelementzähne 728 über die Kupplungszähne 732, da das Eingreifen der Klickelementzähne 726 in die Zähne 703 der rotierenden Hülse 700 eine Drehung des Klickelements 725 hervorruft. Wenn der Wähler 680 abwärts gedreht wird, gleiten die Hülsenzähne 703 über die Klickelementzähne 726, da das Klickelement 725 durch den Eingriff der Klickelementzähne 728 in die Zähne 732 der drehfest gehaltenen Kupplung 730 drehfest gehalten ist. Wie im Stand der Technik bekannt, erzeugt diese Gleitbewegung der Zähne die Wählklicks.
Die Hülsenfeder 735 spannt die Hülse nach hinten vor, so dass mit Ausnahme beim Injektionsvorgang des Pen 620, wie unten beschrieben, die sich axial erstreckenden äußeren Nutkeile 704 am vorderen Ende der Hülse nicht in die komplementären Innennuten der im Gehäusehauptkörper 670 ausgebildeten Trennwand 718 eingreifen. Die Anzahl der Nuten der Trennwand 718 beträgt vierundzwanzig, und sie sind in gleichmäßigen Winkelabständen um die Antriebshülse angeordnet. Das Zurückziehen der Hülse 700 nach hinten ist aufgehalten, wenn die Hinterseite der Hülsenlippe 705 am Antriebshülsenflansch 716 anstößt und die Antriebshülse nach hinten zurückgezogen worden ist, bis der Ring 760 das Klickelement 754 in vollen Eingriff mit den Nuten der Gehäusetrennwand 718 gedrückt hat. Die Nutkeile 704 sind integral an der Innenlippe 705 der Hülse in vier Bogensegmenten ausgebildet, wobei der Abstand zwischen den Segmenten einen Zwischenraum für Nasen 655 bildet. Die Hinterseite der Lippe 705 dient auch als eine Kontaktfläche für die Injektionskraft, die auf der Antriebshülse 710 sitzt, sowie als eine Lagerfläche für die relative Drehbewegung der Antriebshülse 710 und der Hülse 700.
Wenn die Hülse 700 beim Injizieren nach vorne geschoben wird, um die Hülsenfeder 735 zusammenzudrücken, greifen die Hülsennutkeile 704 in die Innennuten der Trennwand 718 ein, um eine Drehung der Hülse 700 gegenüber dem Gehäuse 670 zu verhindern. In einer alternativen Ausführungsform kann die Drehung der Hülse 700 gegenüber dem Gehäuse 670 durch zusammenwirkende unidirektionale Zähne verhindert werden.
Der vordere Bereich der Antriebshülse 710 ist im Allgemeinen zylindrisch, obgleich mit leichten Facetten gezeigt, um die Herstellbarkeit zu verbessern, und er enthält eine Umfangsnut 748, diametral gegenüberliegende Vertiefungen 750 und diametral gegenüberliegende Längsschlitze 746. Das Injektionsklickelement 754 ist mit der Antriebshülse 710 durch vier um 90° gegeneinander versetzte Nasen 655 drehfest verbunden, die integral mit der Antriebshülse ausgebildet sind und in vier entsprechende Vertiefungen 647 in der Hinterseite des Klickelements 754 eingreifen. Das Klickelement 754 wird durch die Kupplungsfeder 758 nach hinten vorgespannt. Ein Haltering 760 sitzt in der Nut 748 und verhindert, dass sich das Klickelement von der Antriebshülse löst. Wenn die Antriebshülse 710 durch die Wirkung der Hülsenfeder 735 nach hinten vorgespannt ist, greifen die Nasen 655 in Nuten der Trennwand 718 ein und verhindern eine Drehung der Antriebshülse 710. Wenn beim Injizieren die Vorspannung der Hülsenfeder 735 überwunden wird und die Antriebshülse nach vorne verschoben wird, werden die Nasen 655 von der Trennwand 718 weg verschoben, um es den Nasen 655 zu ermöglichen, sich aus den Nuten in der Trennwand 718 zu lösen, um dadurch der Antriebshülse 710 zu gestatten, sich zu drehen. Das Klickelement 754 kann sich axial gegenüber der Antriebshülse bewegen, was es den Klickelementzähnen 656 ermöglicht, über die schräg verlaufenden Stirnflächen der Nuten der Trennwand 718 zu gleiten, wenn die Antriebshülse 710 gedreht wird, um eine hörbare Klickanzeige des Betriebs zu erzeugen und eine Drehpositionierung bei der Injektion zu schaffen. Das vordere Ende der Kupplungsfeder 758 stützt sich an der Hinterseite einer Injektionskupplung 762 ab, die in der Antriebshülse 710 durch Vorsprünge 764 drehfest gesichert ist, die in Schlitzen 746 gleiten. Die Kupplung 762 ist in Vertiefungen 750 so eingeschnappt, dass ein begrenztes axiales Spiel auf der Antriebshülse 710 besteht, um die Axialbewegung der Antriebshülse beim Injizieren und eine axiale Bewegung der schwimmenden Mutter 776 bei der Installation der Patronenanordnung 624 zu ermöglichen. Die Vorderseite der Kupplung 762 hat einen Kranz aus Drehmoment übertragenden Zähnen 766.
Die Kupplungszähne 766 greifen wahlweise in Zähne 772 einer Antriebskupplung 770 ein, die axial in der Injektionsmutter 776 gehalten ist. Innere Vorsprünge 774 der Kupplung 770 gleiten in zwei in Längsrichtung verlaufende Keilnuten oder Schlitze in der Antriebsgewindeschraube 780 und bewirken, dass die Antriebsspindel mit der Kupplung gedreht wird. Die Keilnuten oder Schlitze der Antriebsspindel sind durch eckige oder in Form rechtwinkeliger Dreiecke gestaltete Einschnitte in der Schraube über deren Länge ausgebildet, die im Allgemeinen auf gegenüberliegenden Seiten der Schraube angeordnet sind. Der vordere Rand des ersten eckigen Ausschnitts ist radial in der Schraube sowie diametral mit dem vorderen Rand des zweiten eckigen Ausschnitts ausgerichtet, was dazu führt, dass die nicht ausgerichteten oder hinteren Ränder der ersten und zweiten eckigen Ausschnitte parallel sind. Die Antriebsspindel 780, die sich in einer axialen Bohrung durch die Antriebshülse 710 erstreckt, ist in eine Gewindebohrung in der Injektionsmutter 776 eingeschraubt. Die Mutter 776 ist im Gehäuse 670 über dem Winkel beabstandete Nutkeile 777, die in axial verlaufenden Nuten 674 im Gehäusehauptkörper 770 axial gleiten, drehfest jedoch axial beweglich gehalten. Wenn die Antriebsspindel 780 veranlasst wird, durch die erzwungene Drehung der Antriebskupplung 770 zu drehen, verschiebt sich die Antriebsspindel nach vorne, da sie sich durch die Mutter 776 schraubt. Eine Antriebsfeder 699 sitzt mit Presspassung auf dem hinteren Ende der Antriebsspindel 780. Wenn beim Ersetzen der Patrone die Schraube 780 nach hinten bewegt wird, wenn sie bei der Montage der mit einer Ersatzpatrone gefüllten Patronenanordnung 624 an der Penbasis 622 rückgestellt wird, dann wird die Feder 699 zusammengedrückt, wenn die Wählknopfabdeckung 695 berührt wird, um die Antriebsspindel in Richtung auf den Patronenkolben 638 vorzuspannen. Die Injektionsmutter 776 wird durch eine Injektionsfeder 784, die zwischen einer Gehäusetrennwand und der Hinterseite der Mutter 776 wirkt, nach vorn vorgespannt, wobei diese Vorspannung durch Beaufschlagung mit dem vorderen Ende der Patrone 632 bei der Montage der Patronenanordnung 624 überwunden wird.
In der gezeigten Ausführungsform wird Elektronik dazu verwendet, die Dosis zu bestimmen und anzuzeigen, die eingestellt ist und die zur Injektion durch nachfolgenden Gebrauch des Pen 620 verbleibt. In der gezeigten Ausführungsform braucht daher der Wähler 680 nicht mit irgendwelchen Zahlen oder anderen Markierungen geliefert werden, die einem Benutzer eine optische Anzeige liefern, auf welche Arzneimittelmenge der Pen zur Injektion bei Gebrauch eingestellt worden ist, und der Wähler dient somit nur als eine Verlängerung des ergreifbaren Knopfes. Die Elektronik enthält ein elektrisch leiffähiges Matrixmuster 800 um eine Kunststoffhülse 802, die durch ein Verfahren, wie beispielsweise Verklebung, eine Schnapp- oder Presspassung an der Antriebshülse 710 befestigt ist. Ein nicht gezeigter axial verlaufender Vorsprung der Hülse 802 greift in eine Öffnung im ringförmigen Flansch 716 der Antriebshülse 710, um eine Relativbewegung zu verhindern, und ermöglicht eine geeignete Ausrichtung der Matrix 800 gegenüber der Antriebshülse 710. Der Flansch 716 bietet auch eine Lagerfläche für die Relativbewegung zwischen der Antriebshülse 710 und der Hülse 700, nimmt die axiale Last der Injektion nach vorn auf und nimmt die axiale Rückziehlast durch die Feder 735 auf. Die die Matrix enthaltende Hülse 802 bildet zusammen mit der Antriebshülse 710 die Antriebshülsenanordnung 708, die als eine einzige Einheit im Betrieb dreht und sich axial verschiebt.
Die Matrixhülse 802 wird elektrisch durch die Kontaktenden eines Paares einsatzgespritzter Blatffederkontaktanordnungen berührt, die allgemein mit 805 und 806 bezeichnet und in 29 weiter gezeigt sind. Die Kontaktanordnung 805 hat eine Kunststoffbasis 807, die sich in den Querabschnitt einer T-förmigen Öffnung 808 in der Hülse 700 einfügt. Ein keilförmiger Umfang der Basis 807 verhindert ein zu weites Eindringen. Vier Metallblattfedern 810, 811, 812 und 813 sind in der Basis 807 befestigt. Die Matrixkontaktenden 810a, 811a, 812a und 813a der Blatffedern 810 bis 813 erstrecken sich durch die Basis der Öffnung 808 und gleiten auf der Matrixhülse, um einen elektrischen Kontakt mit dem leitfähigen Muster 800 herzustellen. Drahtkontaktenden 810b, 811b, 812b und 813b der Blatffedern 810 bis 813 erstrecken sich zur Hülse 700 und passen in die vier hintersten Umfangsnuten 706 eines Satzes von sechs solcher Nuten außen an der Hülse 700, die Kontaktringe aufnehmen.
Die Kontaktanordnung 806 ist ähnlich aufgebaut, wie die Kontaktanordnung 805, mit einer Kunststoffbasis 814, die drei Metallblattfedern 816, 817 und 818 mit Matrixkontaktenden 816a, 817a und 818a und Drahtkontaktenden 816b, 817b und 818b festhält. Die Kunststoffbasis 814 fügt sich in eine nicht gezeigte Patronenöffnung ein, die in Längsrichtung und in Winkelrichtung gegenüber der Patronenöffnung 808 versetzt ist. Die Drahtkontaktenden 816b, 817b und 818b erstrecken sich außerhalb der Hülse 700 und greifen in die drei vordersten Umfangsnuten 706 des Satzes aus sechs solcher Nuten ein. Durch Anordnen der Kontakte 813 und 816 an der gleichen Längsposition und in der gleichen Nut 706 wird ein redundanter Kontakt für das Erden des Matrixmusters geschaffen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Matrixkontaktenden 816a, 817a und 818a im Winkel um 180° gegenüber den Matrixkontaktenden 810a, 811a, 812a und 813a versetzt, jedoch können auch andere Abstände verwendet werden.
Es wird nochmals auf 27 Bezug genommen. Die Hülse 700 wird von sechs Kontaktringen umgeben, die aus Metallwindungen oder Federringen 820 bis 825 bestehen. Die Federringe 820 bis 825 sitzen in den sechs axial beabstandeten Umfangsnuten 706 in der Außenseite der Hülse 700 sowie in Nuten 809, die in der Basis 807 ausgebildet sind, und in Nuten 815 der Basis 814, und sie sind in elektrischem Kontakt mit den Drahtkontaktenden 810b, 811b, 812b, 813b bzw. 816b, 817b und 818b. Die Federringe 820 bis 825 erlauben es den Kontakten einer drehfest gehaltenen Schieberanordnung 838, mit den Federringen ohne Rücksicht auf die relativen Drehstellungen der Federringe in Kontakt zu bleiben.
Die Matrix 800 ist vom Konzept her ähnlich der Matrix 500 gestaltet und aufgebaut, ist jedoch dazu eingerichtet, mit Winkelpositionierungen der Matrixkontaktenden 810, 811a, 812a, 813a, 816a, 817a und 818a so zusammenzuwirken, dass 24 unterschiedliche Winkelausrichtungen der Hülse 700 gegenüber der Antriebanordnung 710 erkannt werden können. Eine geeignete Matrix 800 ist zweidimensional in 30 gezeigt. Die abgerundeten Vorsprünge, die an der Matrix in 30 gezeigt sind, bilden keinen Teil des wirksamen Musters, sondern werden vielmehr dazu verwendet, dass Muster in dem Teil festzuhalten, in den eingespritzt ist. Noch weiter ist das Muster der Matrix 800 so gestaltet, dass Einzelpunktfehler in Kontakten, die sich auf Matrixdaten beziehen, die den Kontaktenden 810a, 811a, 812a, 817a und 818a zugeordnet sind und die nicht die Erdkontaktenden 813a und 816a sind, die anders als die Änderung sind, die durch Bewegung von einer Matrixposition zu einer benachbarten Matrixposition in jeder Richtung erwartet werden, sogleich vom Steuerer 867 für Zwecke der Fehlerermittlung im Penbetrieb immer dann, wenn der Pen eingeschaltet ist, erkannt werden. Speziell ist die Matrix 800 so gestaltet, dass bei einer relativen Drehbewegung der Penkomponenten, die die Matrix um eine Position aus ihrer laufenden bewegt (z.B. eine Bewegung von 15° für die gezeigte Matrix mit 24 Spalten), die Änderung eines der Signale, die den Matrixkontaktenden zugeordnet sind, außer den Kontakten 813a und 816a, nur zu einem der nachfolgenden Ergebnisse führt: a) eine Verschiebung auf den Kode entsprechend einer benachbarten Position, b) eine Verschiebung auf einen Kode entsprechend keiner der 24 Positionen oder c) eine Verschiebung auf einen Kode, der einer Position außerhalb eines gegebenen Bereiches entspricht, wie beispielsweise einem Bereich von zwei bis sechs Positionen, einschließlich von der laufenden Position weg. Andere Bereiche, von zwei bis drei oder vier oder fünf Positionen, oder zwei bis acht oder mehr Positionen können alternativ verwendet werden. Mit anderen Worten, für jede der 24 Drehpositionen unterscheidet sich der Kode der Matrixdaten innerhalb des Bereiches von zwei bis sechs Positionen von einer gegebenen Position in jeder Richtung weg um wenigstens zwei Datenpunkte von der gegebenen Position. Wenn somit im Pengebrauch, gleichgültig ob mit manuellem Hochdrehen einer Dosis, manuellem Herunterdrehen einer Dosis oder beim Injizieren des Arzneimittels, der Steuerer Information empfängt, die eine Bewegung von mehr als sechs Drehpositionen aus der zuvor erkannten Position vermittelt, welche Bewegung von dem Pen als eine zu große Bewegung und daher als ein Fehler betrachtet wird, innerhalb einer kurzen Zeitdauer, die durch den Hersteller eingestellt ist, wie beispielsweise die Zeit zwischen Anzeigeaktualisierungen, während der der Steuerer fortfährt, die Daten zu prüfen, die empfangene Information nicht in den zulässigen Bereich von Positionen aus der zuvor erkannten Position zurückgekehrt ist, dann bewirkt der Steuerer die Anzeige einer Fehlermeldung. Wenn die empfangene Information innerhalb der eingestellten Zeitdauer in den zulässigen Bereich zurückkehrt, erkennt der Pensteuerer die fehlerhafte Anzeige als einen Irrtum und ignoriert sie als solche und zeigte keine Fehlermeldung an oder verlangt keine Rückstellung des Pen.
Man erkennt, dass der Fachmann an Hand der hier gegebenen Lehre andere Wege angeben kann, in denen der Steuerer 867 die Gültigkeit eines ermittelten Positionskode auf der Grundlage eines zuvor erkannten Positionskode bestimmen kann. Beispielsweise ist es nicht notwendig, dass die Matrix 800 einzigartige Muster für alle 24 Drehpositionen aufweist, sondern nur für solche Positionen innerhalb eines Gültigkeitsbereichs, beispielsweise für eine bis sechs Positionen zu beiden Seiten einer gegebenen Position. Der Steuerer würde dann einen ermittelten Positionskode mit den Positionskodes innerhalb des dem vorangehenden Kode benachbarten Bereich vergleichen, um zu ermitteln, um welchen der nicht einzigartigen Positionskodes herum ermittelt worden ist. Die vorangehende Lösung würde es ermöglichen, die vierundzwanzig Positionen durch eine fünfreihige Matrix zu erfassen, was ein 4-Bit-Signal ist, anstelle der gezeigten sechsreihige Matrix 800, was ein 5-Bit-Signal ist. Die Verminderung auf eine fünfreihige Matrix ist nicht erforderlich, könnte aber dazu verwendet werden, die Anzahl der Teile zu vermindern oder die Länge der Vorrichtung zu verkleinern. Wenn ein 5-Bit-Signal noch immer zu verwenden wäre, kann dieses die Gesamtzuverlässigkeit der Vorrichtung verbessern, ohne die Länge der Vorrichtung zu vergrößern, weil Redundanz hinzugefügt werden kann.
Noch weiter könnte eine Matrix 800 geschaffen werden, bei der Matrixdaten, denen zwei Matrixkontaktenden außer die Kontaktenden 813a und 816a zugeordnet sind, sich ändern, wenn um eine Spalte der Matrix 800 verschoben wird, anstelle nur eines Datenpunktes, wie direkt zuvor beschrieben. Eine solche Lösung würde es dem Steuerer 867 ermöglichen, alle Einzelpunktfehler solcher Sensorkontakte zurückzuweisen, anstelle nur jener, die zu einer Änderung von mehr als einem Datenpunkt führen, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert wird. Für eine solche 2-Bit-Verschiebung wird, wenn vierundzwanzig einzigartige Drehpositionen gewünscht werden, ein siebenreihiges Matrixmuster erforderlich, im Gegensatz zum gezeigten sechsreihigen Muster.
Jeder der Kontaktringe 820 bis 825 wird direkt von einem der sechs Gleitkontakte 840 bis 845 der Gleiteranordnung beaufschlagt, die allgemein mit 838 bezeichnet und weiter in 28 gezeigt ist. Die Gleitkontakte 840 bis 845 bestehen aus Metall in Blattfedertorm und sind an einem Kunststoffrahmen 847 zwischen einem Paar Flanschen 849 befestigt, die radial von dem Rahmen vorstehen. Die Flansche 849 führen sich in Paar Umfangsnuten oder Keilnuten 707 in der Hülse 700 ein, die zu beiden axialen Seiten den Satz der sechs Nuten 706 flankieren. Das Eingreifen der Flansche 849 in die Nuten 707 bewirkt, dass die Gleiteranordnung 838 sich axial mit der Hülse 700 bewegt, erlaubt aber der Hülse 700 sich gegenüber der Gleiteranordnung 838 zu drehen, wobei die Gleitkontakte 840 bis 845 in elektrischer Verbindung mit den Kontaktringen 820 bis 825 bleiben.
Die Gleiteranordnung 838 ist fest mit einer flexiblen Schaltungskarte 865 so verbunden, dass die Kontakte das erfasste Matrixmuster über die Schaltungskarte 865 zum Microcontroller übertragen können. Die Gleiteranordnung 838 wird bei der Herstellung auf der Karte mittels eines Paares Noppen positioniert, die von der Rückseite des Rahmen 847 vorstehen und in Kerben 851 in der Karte eingreifen. Der Rahmen 847 der Gleiteranordnung passt in die Öffnung 678 des Gehäusehauptkörpers, die als eine Führung dient, in der die Gleiteranordnung 838 axial beweglich, jedoch gegenüber dem Gehäuse drehfest gehalten ist.
Um die Relativdrehung der Hülse 700 und der Antriebshülsenanordnung 708 zu erfassen, bildet die Matrix 800 auf der Hülse 802 einen selektiv leitfähigen Weg zwischen den sechs Kontaktringen 820 bis 825. Der Kontaktring 823 ist stets geerdet, und dieser geerdete Ring ist über seine zugehörigen Matrixkontaktenden 813a und 816a stets mit der leitfähigen Matrix 800 und erdet sie dadurch, mit Ausnahme in der Drehruhestellung, in der keiner der anderen Ringe 820, 821, 822, 824 und 825 über seine zugehörigen Matrixkontaktenden mit dem Matrixmuster 800 in Kontakt ist. Das Matrixkontaktmuster 800 schließt selektiv den Strom über die geeigneten Ringe kurz, um einen Kode zu bilden, der dann von den Gleitkontakten 840 bis 845 aufgenommen und dem Microcontroller zur Erkennung zugeführt wird.
Obgleich oben die Matrix als geerdet beschrieben wurde, könnte die Matrix in anderen Ausführungsformen nicht durch ein Erdungssignal, sondern vielmehr durch eine Spannung aktiviert werden, die vom Steuerer in bestimmter Weise erkennbar ist. Für einen Steuerer, bei dem nur die Optionen logisch hoch und logisch geerdet gelten, anstelle, dass das oben beschriebene Erdsignal das aktivierende Signal ist, könnte beispielsweise ein logisch hohes Signal von etwa 3 Volt dazu verwendet werden, die Matrix zu aktivieren.
Die Gleiteranordnung 838 enthält auch einen Injektionsschalter, allgemein mit 853 bezeichnet. Der Schalter 853 hat einen elastischen Kontakt 855, der aus Metall in Blattfederform besteht und einen rampenförmigen Abschnitt 857 hat. Wenn die Hülse 700 und dadurch die Gleiteranordnung 838 während einer ersten Phase des Injektionsvorgangs axial um eine kurze Distanz bewegt werden, wird der Rampenabschnitt 857 radial durch den Kontakt mit der Gehäusefläche 679 nach außen gedrückt, so dass der elastische Kontakt 855 einen Kreis mit einem festen Kontakt 861 des Injektionsschalters schließt. Der elastische Kontakt 855 hat ein Kontaktende 859, und der feste Kontakt 861 hat ein Kontaktende 863, die jeweils elektrisch mit der Schaltungskarte 865 verbunden sind, um dem Microcontroller elektrische Signale zuzuführen. Während der Axialbewegung dieser Gleiteranordnung bewegt sich auch der Abschnitt der flexiblen Schaltungskarte 865, an der die Gleiteranordnung montiert ist, axial gegenüber dem Rest der Schaltungskarte. Das Schließen des Injektionsschalters 853 wird durch den Microcontroller 867 als Start des Injektionsvorgangs des Pen erkannt, und nicht als ein Herab- oder Heraufdrehen der Peneinstellung bei der Vorbereitung zur Injektion.
Die flexible Schaltungskarte 865 ist eine auf beiden Seiten bedruckte flexible Schaltungskarte, die um den Gehäusehauptkörper 670 geschlungen ist und mit dem Hauptkörper 670 über Positionierstifte und Klebstoff verbunden ist. Die flexible Schaltungskarte 865 dient als die Basis, an der der Microcontroller 867, der zur Steuerung der elektronischen Vorgänge des Pen 620 programmiert ist, Batterien 869 für die Stromversorgung der Elektronik, und eine LCD-Anzeige 871 angebracht sind.
Die Elektronik des Pen 620 ist in der Lage, die relative Drehbewegung der Antriebshülsenanordnung 708 innerhalb der Hülse 700 zu erfassen, wobei die Patrone und die Antriebshülsenanordnung in einer passenden axialen Position in Bezug zueinander gehalten werden. Während der Dosiseinstellung dreht die Hülse 700, während die Antriebshülsenanordnung 708 innerhalb des Gehäuses drehfest gehalten wird, und bei der Dosisinjektion ist die Patrone drehfest gehalten und dreht die Antriebshülsenanordnung innerhalb des Gehäuses.
An dem Gehäusehauptkörper 670 ist eine klare Kunststofflinse 873 befestigt, die die Anzeige 871 schützend bedeckt und eine Vergrößerung der Anzeigeauslesung schafft. Ein Druckknopf 875, der dazu dient, die Penelektronik zu steuern, ist an der Linse 873 schwenkbar angebracht und arbeitet mit einem Schalterbetätigungsglied 874 zusammen, der einen Schnappkuppelschalter aktiviert, der elektrisch mit der Schaltungskarte 765 verbunden ist. Der Microcontroller 867 ist dazu programmiert, die Anzeige für den Betrieb einzuschalten, wenn der Knopf 875 manuell gedrückt wird. In einer Ausführungsform kann der Knopf 875 dazu verwendet werden, die im Speicher gespeicherten Daten zu ändern, oder einen Taktgeber einzustellen, der den Mikroprozessor zugeordnet ist. Beispielsweise sind die in dem dem Mikroprozessor zugeordneten Speicher gespeicherten Daten, wie beispielsweise das Kalenderdatum, durch erstes Drücken und Festhalten des Knopfes 875 für eine gegebene Zeitdauer, wie beispielsweise drei Sekunden, einstellbar, um den Pen in eine Einstellbetriebsart zu überführen, und dann durch axiales Drücken auf die Einstellknopfanordnung die Gleiteranordnung 878 zu bewegen und den Injektionsschalter 853 zu aktivieren, um die zu ändernden Daten zu erhöhen. Eine am Gehäuse des Hauptkörpers 670 befestigte Schneide 877 dient als dekoratives Trimmteil und ist zusammen mit der Linse 873 und dem Druckknopf 875 durch ein Fenster 879 einer Außenhülle 880 zugänglich, die aus Metall besteht und die an dem Gehäusehauptkörper 870 angebracht ist.
Eine Dichtung 882 aus Schaum ist zwischen der Unterseite der Linse 873 und einer Oberseite der flexiblen Schaltungskarte 865 eingeschlossen. Die Dichtung 882 verhindert, dass jegliche Flüssigkeit, die an der Außenseite des Pen längs der Verbindung mit dem Druckknopf 875 und der Linse 873 vorhanden sein könnte, die innere Elektronik des Pen 620 erreicht. Ein Rahmenfüller 885, der zur Erleichterung des Zusammenbaus des Pen vorgesehen ist und in Kerben im Gehäusehauptkörper 670 sitzt, dient als eine zusätzliche Basis, an der die Anzeige 871 befestigt ist, und ist eine zusätzliche Haftfläche für die Umhüllung 880.
Ein Abdeckteil 887 ist an der Unterseite des Gehäusehauptkörpers 670 angebracht und hat einen inneren Hohlraum, der Platz für die Elektronik schafft. Eine Metallaußenhülle 880 ist am Gehäusehauptkörper 670 und am Abdeckteil 887 angeklebt, um dem Pen 620 ein attraktives Erscheinungsbild zu geben.
Der Aufbau des Injektionspen 620 wird angesichts der folgenden Erläuterung seines Betriebs weiter verständlich. Wenn der Benutzer sich selbst eine Dosis der Medikation verabreichen muss, wird der Pen 620 zunächst eingeschaltet, indem der Knopf 875 gedrückt wird, was die Anzeige 871 veranlasst, das laufende Datum und die Zeit entsprechend der inneren Uhr des Pen anzuzeigen, sowie eine "0" als Menge an Medikament, die abzugeben der Pen vorbereitet ist. Der Pen 620 kann auch eingeschaltet werden, indem man beginnt, die Einstellknopfanordnung zu drehen, oder alternativ durch Drücken der Einstellknopfanordnung, um den Injektionsschalter auszulösen. Wenn nach dem Einschalten des Pen über den Druckknopf 875 oder durch Drücken der Einstellknopfanordnung letztere axial nach vorn gedrückt wird, so dass der Injektionsschalter 853 aktiviert wird, dann hat dieses zur Folge, dass das Datum, die Zeit und die Menge der zuletzt verabreichten Injektion angezeigt werden. Wenn der Speicher des Pen 620 für einen Mehrdosisspeicher eingerichtet ist, dann hat jedes zusätzliches Drücken der Einstellknopfanordnung nach vorn zur Folge, dass die dann vorangehende Injektionsdatumszeit und Injektionsmenge angezeigt werden, so dass der Benutzer durch die gespeicherten früheren Dosen hindurchschreiten kann, zehn oder mehr Dosen sein können. Um den Dosisspeichermodus zu verlassen, kann der Benutzer eine vorgegebene Zeitdauer warten, beispielsweise acht Sekunden, ohne am Dosisknopf zu drehen oder irgendeinen Knopf zu drücken, oder indem der Dosisknopf von der "0"-Stellung verdreht wird oder durch Drücken und Loslassen des Dosisknopfes über eine ausreichende Anzahl, um durch den gesamten Mehrdosisspeicher hindurchzuschreiten.
Der Pen 620 wird dann so manipuliert, dass der Benutzer die zu verabreichende Dosis auswählt. Die folgende Erläuterung geht davon aus, dass der Pen 620, wie bereits vorgeschlagen, vorbereitet worden ist, welcher Vorbereitungsschritt lediglich die Betätigung des Pen in der unten beschriebenen Weise umfasst, um eine kleine Dosis abzugeben, um jegliche Luft aus der Patrone auszutreiben. Bei einem Pen mit einem Mehrdosisspeicher kann eine Anzeige, dass eine solche Dosis eine Vorbereitungsdosis war, im Speicher gekennzeichnet werden, beispielsweise durch Drücken und Loslassen des Modusknopfes 875 unmittelbar im Anschluss an die vorbereitende Abgabe, so lange wie der Mikroprozessor 867 erfasst, dass der Injektionsschalter 853 nicht mehr aktiviert ist, wie beispielsweise vor dem Ablauf eines 5-Sekunden-nach-Injektion-Zeitgebers. Wenn ein Benutzer die Dosen im Speicher nachschaut, kann eine Vorbereitungsdosis angezeigt werden, indem diese Dosis zeitlich mit einem "P" in der Anzeige abwechselt. Das Vorbereitungskennzeichen kann alternativ ein Drücken und Loslassen des Modusknopfes 875 durch den Benutzer beim Erreichen einer Vorbereitungsdosis umfassen, wenn die im Dosisspeicher gespeicherten Dosen betrachtet werden.
Um die Dosis zu wählen, ergreift der Benutzer die Abdeckung 695 der Wählknopfanordnung zwischen typischerweise dem Daumen und dem Zeigefinger, und beginnt, sie gegenüber dem Rest der Penbasis 622 zu drehen. Diese Drehung ruft eine entsprechende Drehung des Wählers 680 hervor, und weiterhin dreht die Hülse 700 simultan aufgrund ihrer Nutkeilverbindung mit dem Wähler. Wenn der Wähler 680 und die Einstellknopfanordnung drehen, versetzen sie sich auch axial nach hinten, da der Wähler 680 die Antriebshülse 670 aufgrund seiner Verschraubung damit aufschraubt. Wenn sich der Wähler herausschraubt, erstreckt er sich weiter nach hinten über das Penbasisgehäuse, und die Einstellknopfanordnung wird nach hinten verschoben und weiter vom Gehäuse weg. Die Antriebshülse 710 wird in ihrer Drehstellung durch den Eingriff der Zungen 655 in die Gehäusenuten festgehalten. Wenn der Benutzer über eine gewünschte Dosis hinaus dreht, können die Dosisknopfanordnung und der Wähler 680 und daher die Hülse 700 in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, welcher Vorgang den Wähler 680 die Antriebsspindel 710 abwärts zurücktreibt. Während dieses Abwärtsdrehens wird die Antriebshülse in ihrer Drehstellung festgehalten aufgrund der die Drehung verhindernden Funktion der Zungen 655. Während der Drehung der Hülse 700, die axial stationär gegenüber der Antriebshülse ist, zeigt die Anzeige 871 kontinuierlich den sich ändernden Wert der Arzneimittelmenge an, die der Pen injizieren würde, wenn er durch Eindrücken bei jedem gegebenen Punkt während dieser Drehung betätigt würde. Insbesondere wird die Anzeige 871 durch den Mikroprozessor 867 gesteuert, der die Drehstellung der Hülse 700 gegenüber der Antriebshülse 710 aus einer Eingabe vom Zusammenwirken des Matrixmusters 802, der Ringe 820 bis 825, der Gleiteranordnung 838 und der Schaltungskarte 865 erkennt. Der Benutzer hält die Drehung des Wählers an, wenn er wahrnimmt, dass die Anzeige 871 die für die Injektion gewünschte Medikationsmenge anzeigt. An diesem Punkt ist der Injektionspen 620 sowie in der Querschnittsdarstellung von 25 gezeigt konfiguriert, da die Kappenanordnung und die Abdeckung 658 zuvor beim Vorbereitungsschritt abgenommen worden sind, wie üblich ist.
Der Benutzer ist nun vorbereitet, die eingestellte Dosis zu injizieren, welcher Injektionsvorgang in zwei Phasen ausgeführt wird. Zu Anfang und in der ersten Phase, wird der Pen mechanisch aus einem Dosiermodus in einen Injektionsmodus überführt, indem der Dosierknopf und ein Wähler um eine kleine Distanz nach hinten verschoben werden, wie beispielsweise 0,080 Zoll Rückwärtsweg in das Pengehäuse. Insbesondere übt der Benutzer typischerweise mit dem Daumen eine Eindrückkraft auf die Hinterseite der Abdeckung 695 des Wählknopfes hervor. Dieses Eindrücken bringt eine axiale Last auf die Gewindegänge 685 des Wählers, die über die Gewindegänge 712 der Antriebshülse die Antriebshülsenanordnung 708 innerhalb des Pen nach vorn schiebt und ohne Drehung des Wählers 680 gegenüber der Antriebshülsenanordnung wegen der Reibungskräfte. Die Antriebshülsenbewegung bewegt die Hülse 700 nach vorn aufgrund des direkten Kontaktes der Vorderseite des Flansches 716 mit der Patronenlippe 705. Die Bewegung des Wählers 680, der Antriebshülse 710 und der Hülse 700 nach vorn bricht ab, wenn die Hülse 700 eine Stelle erreicht, an der die Nutkeile 704 in die Nuten in der Gehäusetrennwand eingreifen, zu welchem Zeitpunkt die Patrone drehfest gehalten wird, und der Wähler, der mit der Patrone drehfest verbunden ist, ist ebenfalls gegen Drehung gesichert.
Wenn der Pen 620 diesen Zustand erreicht hat, der in 26 gezeigt ist, beginnt die zweite Phase des Injektionsvorgangs, da jede weitere Druckkraft, die auf den Wählknopf ausgeübt wird, die Wählknopfanordnung und den Wähler 680 ohne Drehung nach vorn verschiebt, welche Verschiebung dann eine Rotation der Antriebshülse 710 hervorruft. Wenn die Antriebshülse 710 rotiert, wird auch die Injektionskupplung 762 veranlasst zu rotieren, was die Drehung der Injektionsschraube 780 erzwingt, die aus ihrem Eingriff mit der Injektionsmutter resultiert, wodurch die Schraube innerhalb der Patrone vorgeschoben wird, um Arzneimittel aus der Nadel auszudrücken. Wenn die Antriebshülse 710 dreht, springt das Injektionsklickelement 754 in und aus den Gehäuserillen, um Injektionsklicks zu erzeugen. Der Wähler 680 wird eingedrückt, bis er eine eingedrückte Axialstellung erreicht, die der in 24 gezeigten Stellung entspricht, in der das Wählergewinde 685 auf den Nullanschlag 713 aufläuft und die Drehung der Antriebshülse 708 angehalten wird. Wenn während dieser zweiten Phase die Injektionsmutter 767 rückwärts geschwommen sein sollte, beendet die Injektionsmutternfeder 784 die Injektion durch Bewegung der Mutter 776 nach vorn, wenn das Eindrücken des Wählers abgeschlossen ist.
Während beider Phasen des Injektionsvorgangs empfängt der Microcontroller 876 kontinuierlich die Eingabe von den elektronischen Sensoren, die die relative Drehbewegung der Hülse 700 und der Antriebshülsenanordnung 708 aufnehmen. Die Anzeige 871 zeigt über den gesamten Injektionsvorgang die Menge in Echtzeit an, die noch zu injizieren ist, innerhalb der Grenzen der Elektronik, die zulassen kann, dass die Anzeige beispielsweise nur achtmal pro Sekunde aktualisiert wird. Weil der Injektionsschalter 853 aktiviert wird, wenn die Patrone nach vorn bewegt wird, verwendet der Mikroprozessor Eingaben vom Schalter 853, um zwischen dem Einstellen einer Dosis und der Injektion zu unterscheiden. Das Schaltersignal kann vom Mikroprozessor auch dazu verwendet werden, dass die Zeit, das Datum und die injizierte Menge für einen späteren Zugriff im Speicher abgespeichert werden.
Nachdem der Injektionspen 620 dazu verwendet worden ist, die eingestellte Dosis zu Injizieren, kehrt der Steuerer 867 automatisch in einen Ausschaltzustand zurück, und die Anzeigeelemente der Anzeige 871 schalten sämtlich ab nach Ablauf einer gewissen Aktivitätszeitperiode. Im Falle, dass nach dem Dosiseinstellen keine Injektion unmittelbar nachfolgend gemacht wird, bleibt die Anzeige eingeschaltet, bis die Injektion vorgenommen ist, woraufhin der Pen nach der oben beschriebenen Inaktivität ausschaltet. Da der Vorgang des vollständigen Eindrückens der Dosiseinstellknopfanordnung und des Wählers 680 während des Pengebrauchs diese automatisch rückstellt, erfordert das Einstellen der nächsten Dosis am Pen 620 lediglich das Drehen der Einstellknopfanordnung und des Wählers 680 aus ihrer gedrückten Position und ohne weitere Manipulation.
Der Microcontroller 867 kann Eingaben aufnehmen, die vom Injektionsschalter 873 und den elektronischen Sensoren empfangen werden, die die relative Drehbewegung von Patrone und Antriebshülsenan ordnung aufnehmen, um zu diagnostizieren, ob der Injektionspen richtig arbeitet. Beispielsweise kann der Pen so programmiert sein, dass er einen Fehler anzeigt, wenn der Microcontroller ermittelt, dass der Injektionsschalter 853 aktiviert wird, während die elektronischen Sensoren anzeigen, dass die Dosis gerade eingestellt wird. Außerdem kann dem Benutzer auch eine Fehlermeldung über die Anzeige vermittelt werden, wenn der Microcontroller erfasst, dass der Injektionsschalter 853 nicht betätigt worden ist, gleichwohl die Angabe von den elektronischen Sensoren vermittelt, dass die Wählererfassung von zweifelhafter Genauigkeit ist, wie es beispielsweise verursacht wird, wenn der Wähler vom Benutzer zu schnell manuell gedreht wird.
Während ein spezieller Mechanismus zum Umwandeln der Drehung der Antriebshülse in eine axiale Bewegung des Patronenkolbens in den 23 bis 27 offenbart ist, können weniger komplizierte, in der Technik bekannte Mechanismen, wie beispielsweise ein solcher, bei dem die Antriebshülse direkt mit einer Antriebsspindel verschraubt ist, stattdessen eingesetzt werden.
Während die Erfindung an Hand mehrerer Ausgestaltungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, kann sie doch innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, modifiziert werden.

Claims

Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung für einen Dosisinjektionsmechanismus einer Medikationsinjektorapparatur (20), die ein wiederverwenbares Grundgerät (26) und eine an dem Grundgerät (20) montierbare Patronenanordnung (24) enthält, wobei das Grundgerät (26) ein drehbares Antriebselement (135) des Dosisinjektionsmechanismus innerhalb eines Grundgehäuses enthält, die Patronenanordnung (24) eine mit einem Arzneimittel gefüllte Patrone (22) mit einem beweglichen Kolben (24) am einen Ende und einen Auslass am anderen Ende aufweist und die Antriebsanordnung enthält: eine Mutter (60), die mit dem Grundgehäuse so verkeilt ist, dass diese gegeneinander zwischen ersten und zweiten axialen Positionen beweglich sind und die drehfest in den genannten ersten und zweiten axialen Positionen aneinander festgelegt sind, wobei die Mutter (60) eine mit Innengewinde versehene Öffnung (81,82) aufweist; eine Spindel (120) mit einem den Kolben beaufschlagenden vorderen Ende (121) und einem Außengewinde (124), das in die mit dem Innengewinde versehene Öffnung der Mutter eingeschraubt ist; eine Antriebskupplung (100), die mit der Mutter (60) verbunden ist, dass sie an dieser axial festgelegt und gegenüber ihr drehbar ist, wobei die Antriebskupplung (100) mit der Spindel (120) verkeilt ist, um mit ihr drehfest und gegenüber ihr axial beweglich verbunden zu sein; wobei die Mutter in dem Grundgehäuse so angeordnet ist, dass sie axial von der ersten axialen Position in die zweite axiale Position durch Eingriff mit der Patronenanordnung (24) während der Montage der Patronenanordnung (24) an dem wiederverwendbaren Grundgerät (26) beweglich ist, wobei die Antriebskupplung (100) in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) ist, wenn sich die Mutter (60) in der zweiten axialen Position befindet, wodurch die Drehung des Antriebselements (135) während des Betriebs des Dosisinjektionsmechanismus die Antriebskupplung (100) und dadurch die Spindel (120) dreht, um eine axiale Bewegung der Spindel (120) in Richtung nach vorn durch die Mutter (60) zu erzeugen, um dadurch das den Kolben beaufschlagende vordere Ende (121) der Schraube (120) nach vorn zu bewegen, um eine Medikation (ein Arzneimittel) aus dem Patronenauslass auszudrücken; und ein Vorspannelement (90), das die Mutter (60) aus der zweiten axialen Position in Richtung auf die erste axiale Position vorspannt, wenn die Patronenanordnung (24) nicht an dem wiederverwendbaren Grundgerät (26) montiert ist, wobei die Antriebskupplung (100) aus dem Drehmoment übertragenden Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) gelöst ist, wenn sich die Mutter (60) in der ersten axialen Position befindet, wodurch die Aufbringung einer Kraft nach hinten auf das den Kolben beaufschlagende vordere Ende (121) der Schraube (120) die Spindel (120) axial nach hinten bewegt, wenn sie sich durch die Mutter (60) schraubt, um dadurch die Spindel rückzustellen.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Antriebskupplung (100) mit der Mutter (60) durch wenigstens einen radial nach innen vorstehenden Rand (87) der Mutter (60) verbunden ist, der in einen vorstehenden Ringabschnitt (104) der Antriebskupplung (100) einrastet.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung eines Dosisinjektionsmechanismus einer Medikationsinjektorapparatur (20), die ein wiederverwendbares Grundgerät (26) und eine an dem Grundgerät (26) montierbare Patronenanordnung (24) aufweist, wobei das Grundgerät (26) ein drehbares Antriebselement (135) des Dosisinjektionsmechanismus innerhalb eines Grundgehäuses aufweist, die Patronenanordnung (24) eine mit einem Medikament gefüllte Patrone (22) mit einem beweglichen Kolben (34) an einem Ende und einem Auslass am anderen Ende hat und die Antriebsanordnung aufweist: eine Mutter (60), die mit dem Grundgehäuse verkeilt ist, damit Beide gegeneinander zwischen ersten und zweiten axialen Positionen beweglich sind und die gegeneinander drehfest an den ersten und zweiten axialen Positionen verbunden sind, wobei die Mutter (60) eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung (81,82) aufweist; eine Spindel (120) mit einem einen Kolben beaufschlagenden vorderen Ende (121) und einem Außengewinde (124), das in die mit Innengewinde versehene Öffnung der Mutter (60) eingeschraubt ist; eine Antriebskupplung (100), die mit der Spindel (120) verkeilt ist, um an ihr drehfest und gegenüber ihr axial beweglich zu sein; wobei die Mutter (60) in dem Grundgehäuse so angeordnet ist, dass sie axial von der ersten axialen Position in die zweite axiale Position durch Eingriff mit der Patronenanordnung (24) während der Montage der Patronenanordnung (24) an dem wiederverwendbaren Grundgerät (26) axial beweglich ist; wobei die Antriebskupplung (100) so gestaltet und angeordnet ist, dass sie von einer Stelle, in der sie aus dem Drehmoment übertragenden Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) gelöst ist, an eine Stelle verschoben wird, in der sie sich in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) befindet, wenn die Mutter (60) aus der ersten axialen Position in die zweite axiale Position bewegt wird, wobei wenn die Antriebskupplung (100) sich in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) befindet, eine Drehung des Antriebselements (135) während der Betätigung des Dosisinjektionsmechanismus die Antriebskupplung (100) und dadurch die Spindel (120) dreht, um eine axiale Bewegung der Spindel (120) nach vorn durch die Mutter (60) hervorzurufen, um dadurch das den Kolben beaufschlagende vordere Ende (121) der Spindel 120 nach vorn zu schieben, um Medikation aus dem Patronenauslass auszudrücken; und ein Vorspannelement (90) das so gestaltet und angeordnet ist, dass es die Antriebskupplung (150) von der Stelle, in der sie sich in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) befindet, in die Stelle drückt, in der sie aus dem Drehmoment übertragenden Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) gelöst ist, um dadurch die Mutter (60) aus der zweiten axialen Position in Richtung auf die erste axiale Position zu bewegen, wenn die Patrone (24) nicht im wiedervenwendbaren Grundgerät (26) montiert ist, wodurch wenn die Antriebskupplung (100) sich nicht in Drehmoment übertragendem Eingriff mit dem drehbaren Antriebselement (135) befindet, die Aufbringung einer Kraft nach hinten auf das den Kolben beaufschlagende vordere Ende (121) der Spindel (120) die Spindel axial (120) nach hinten bewegt, wenn sie sich durch die Mutter (60) schraubt, um dadurch die Spindel (120) rückzustellen.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mutter (60) mit dem Grundgehäuse durch mehrere radial nach außen vorstehende Nutfedern (74) verkeilt ist, die im Winkel um den Umfang der Mutter (60) verteilt sind und in sich axial erstreckende Nuten (65) eingreifen, die in dem Grundgehäuse (64) ausgebildet sind.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spindel (120) sich durch eine zentrale Öffnung (110) der Antriebskupplung (100) erstreckt, die wenigstens eine sich nach innen erstreckende Nutfeder (112) aufweist, und wobei die Antriebskupplung (100) mit der Spindel (120) durch diese wenigstens eine Nutfeder (112) der Antriebskupplung (100) verkeilt ist, die in wenigstens einen sich axial erstreckenden Nutfederwegkanal (122) eingreift, der in einem äußeren radialen Umfang der Spindel (120) ausgebildet ist.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach Anspruch 5, bei der diese wenigstens eine sich nach innen erstreckende Nutfeder (112) erste und zweite Nutfedern (112) enthält, die diametral innerhalb der Antriebskupplungsmittenöffnung (110) angeordnet sind, und wobei der wenigstens eine Nutfederwegkanal (122) erste und zweite Kanäle (122) umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel (122) angeordnet sind.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Vorspannelement (90) eine Druckfeder (90) ist, die ein erstes, an die Mutter (60) anstoßendes Ende (91) und ein zweites, an einer Schulter (93) des Gehäuses anstoßendes Ende (92) hat.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mutter (60) eine Vorderfläche (76) hat, die direkt an die Patronenanordnung (60) bei der Montage der Patronenanordnung (24) an dem wiederverwendbaren Grundgerät (26) anstößt, welche Vorderfläche (76) innerhalb des Grundgehäuses axial zurückgesetzt ist, wenn die Mutter (60) sich an den ersten und zweiten axialen Positionen befindet.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Antriebskupplung 100 axial vorstehende Zähne (114) aufweist, die in komplementäre Zähne (130) an dem drehbaren Antriebselement (135) eingreifen.
Rückstellbare Patronenkolbenantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Teil der Patronenanordnung (24), der die Mutter (60) beaufschlagt, um die Mutter (60) bei der Montage der Patronenanordnung (24) an dem wiederverwendbaren Grundgerät (96) axial zu bewegen, ein rückwärtiges Endes eines Patronengehäuseelements (32) aufweist, das mit dem beweglichen Kolben (34) in abgedichtetem Eingriff ist.