DE69208287T2 - Automatische Injektionsvorrichtung - Google Patents

Automatische Injektionsvorrichtung

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Description

  • Die Erfindung betrifft Injektionsgeräte und insbesondere medizinische Spritzen, bei denen die Nadel nach Gebrauch zurückgezogen und dadurch sicherer gemacht wird.
  • Derartige Spritzen werden aus offensichtlichen Gründen in zunehmendem Maße verwendet, denn eine weggeworfene Spritze mit einer möglicherweise infizierten Nadel bildet eine große Gefahr. Es ist höchst erwünscht, daß das Zurückziehen der Nadel nach Gebrauch nicht nur möglich ist, sondern auch automatisch erfolgt, denn es sollte nicht dem Benutzer überlassen werden, die Spritze durch eine Manipulation, die zu leicht vergessen wird, sicher zu machen. Auch mit dem zunehmenden Einsatz von selbst angewandter Medikamenten-Therapie besteht Bedarf für ein Gerät, bei dem die Spritzennadel für den Benutzer vor oder nach der Injektion nicht sichtbar ist.
  • In der GB-A-728248 ist ein Gerät zur subkutanen Injektion beschrieben, das diese Erfordernisse erfüllt. Die verschiedenen Ausführungen sind jedoch sehr komplex und daher teuer, und es kann angenommen werden, daß sie niemals in Verwendung kamen. Auch wenn das Gerät vor und nach der Injektion sicher war, ist dies heute nicht genug. Es sollte vorzugsweise so billig sein, daß es nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann.
  • Das Gerät entsprechend GB-A-728248 enthält eine starke Feder, die nach der Freigabe nach vorne gegen eine Ampulle und einen Nadelträger schießt. Dadurch wird die Nadel in das Fleisch des Patienten geschoben. Am Ende dieser Phase wird die Feder automatisch von dem Träger gelöst, wirkt jedoch weiterhin auf einen Stößel, der mit einem Kolben innerhalb der Ampulle zusammenwirkt. Dadurch wird der Inhalt der Ampulle von der Feder durch die Nadel hindurch herausgedrückt. Am Ende dieser Phase wird die Feder automatisch von dem Stößel gelöst, wodurch die Ampulle und der Nadelträger frei sind, um unter die Wirkung einer relativ schwachen Rückzugsfeder zu kommen, welche den Träger in eine zurückgezogene Stellung zurüchbewegt.
  • Es finden also zwei Entkopplungsvorgänge statt, und die erwähnte Komplexität ist vornehmlich hierauf zurückzuführen. Es ist das Ziel der Erfindung, eine dieser Entkupplungsvorgänge zu vermeiden und dadurch die Konstruktion wesentlich zu vereinfachen
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Injektionsgerät vorgeschlagen mit einem Zylinder, in dem ein federbelastetes Antriebselement angeordnet ist, einem Auslösemechanismus, um dem Element zu ermöglichen, innerhalb des Zylinders nach vorn zu schnellen, einer federbelasteten gefüllten Kapsel innerhalb des Zylinders, einer mit der Kapsel verbundenen Nadel, die anfänglich in einer zurückgezogenen Stellung am vorderen Ende des Zylinders ist, wobei die Federbelastung der Kapsel entgegengesetzt zu der Federbelastung des Antriebselement, jedoch schwächer als diese ist, einem Stößel, mit dem das vordere Ende des Antriebselements zusammenwirkt, und Mittel zum Entkoppeln des Stößels von dem Antriebselement am Ende des Vorwärtshubes, wobei die Anordnung derart ist, daß der vorwärtshub zuerst die Kapsel und die Nadel in eine vorgeschobene Stellung der Nadel bewegt und zweitens den Stößel zwingt, die Füllung der Kapsel durch die Nadel hindurch auszuschieben, worauf die Federbelastung der Kapsel durch die Entkopplungsmittel aufgehoben wird, um die Kapsel und die Nadel in die zurückgezogene Stellung der Nadel zurückzubringen, mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß für den ersten Teil des Vorwärtshubes das Antriebselement durch den Stößel und die Füllung der Kapsel wirksam ist.
  • Daher ist keine Entkoppelung am Ende der ersten Phase erforderlich; nachdem das federbelastete Antriebselement die Nadel verhätnismäßig leicht vorgeschoben hat, bewegt es sich langsamer weiter gegen den Widerstand der Kapselfüllung, die nur durch die Nadel hindurch etweichen kann.
  • Die Kapsel ist vorzugsweise eine handelsübliche Injektionsspritze, deren Kolben durch den Stößel ersetzt wird, der mit dem Antriebselement zusammenwirkt.
  • Vorzugsweise wird die Federbelastung von Schraubenfedern erzeugt, die koaxial in dem Zylinder angeordnet sind.
  • In einer Form wird die Entkopplungseinrichtung von dem rückwärtigen Ende des Stößels gebildet, an dem das Antriebselement anliegt und das verformt werden kann, wenn es mit der Kapsel zusammenwirkt. Beispielsweise kann das rückwärtige Ende des Stößels gegabelt sein und es können an den dadurch gebildeten Fingern äußere Vorsprüngen vorgesehen werden, die dann, wenn sie beim Eintritt in die Kapsel von dieser berührt werden, die Finger zusammenklemmen&sub1; die in diesem zusammengedrückten Zustand in einen Kanal im Antriebselement eintreten können.
  • In einer alternativen Ausführung wird die Entkoppelungseinrichtung von einer Druckübertragungsvorrichtung zwischen dem rückwärtigen Ende des Stößels und dem vorderen Ende des Antriebselements sowie einem konturierten Kanal in dem Zylinder gebildet, wobei die Druckübertragungsvorrichtung während aller Stufen des Vorwärtshubes mit Ausnahme der letzten Stufe effektiv steif dadurch gehalten wird, daß sie in einem engen Abschnitt des Kanals in ihrer Beweglichkeit beschränkt ist, jedoch unsteif wird, wenn die Beschränkung durch einen weiten Abschnitt des Kanals für die Endstufe verringert wird. Ein Beispiel für eine derartige Druckübertragungsvorrichtung ist eine Element z,B. eine Kugel, die frei rollt, jedoch aus dem Zwischenraum zwischen dem Stößel und dem Antriebselement austritt, wenn sie in den weiten Abschnitt gelangt. Eine weitere mögliche Druckübertragungseinrichtung ist ein Knickhebelgestänge, das durch den engen Abschnitt im wesentlichen gerade und gestreckt gehalten wird, das jedoch seitwärts zusammenklappt, wenn es in den weiten Abschnitt gelangt.
  • Das Antriebselement hat im allgemeinen eine Sperre, die anfänglich mit dem Zylinder zusammenwirkt und die Vorschubf eder gespannt hält. Der Auslösemechanismus, der eine knopfförmige Kappe am rückwärtigen Ende sein kann, gibt diese Sperre frei.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnngen beschrieben.
  • Fig. 1 bis 4 sind Längsschnitte eines Einspritzgerätes in fortschreitenden Stufen der Benutzung,
  • Fig. 5 ist eine Einzelheit eines alternativen Einspritzgerätes im Schnitt, und
  • Fig. 6 ist eine Einzelheit eines dritten Einspritzgerätes im Schnitt.
  • Das Einspritzgerät von Fig. 1 bis 4 hat einen Zylinder 1, der sich stufenweise zum vorderen Ende verjüngt, wo sich eine Kappe 2 befindet, die zum Gebrauch abgenommen wird. Am rückwärtigen Ende ist eine Kappe 3, die mit ihrem Umfangsflansch aufgeclipst wird und einen inneren Ring 5 sowie einen zentralen Dorn 5 aufweist. Die Kappe 3 kann auf dem Zylinder 1 gedreht werden und ihr Mittelteil kann aufgrund einer ringförmigen Schwachstelle 6 in Bezug auf den Zylinder axial nach innen gebogen werden
  • Der Abschnitt 7 des Zylinders mit dem größten Durchmesser nimmt ein flaschenförmigesn Antriebselement 8 auf, dessen Hals 9 nach rückwärts gerichtet ist und das in seinem Boden eine zentrale Öffnung aufweist. Der Hals 9 ist gegabelt und erstreckt sich durch eine Öffnung 10 in einem inneren Flansch 11. Außerhalb des Flansches endet das Antriebselement 8 in nach außen gerichteten Haken 12 mit keilförmigen Flächen, mit denen der Ring 4 zusammenwirkt. Am vorderen Ende des Antriebselements 8 befindet sich ein äußerer Flansch 13, und eine Schraubenfeder 14, die das Antriebselement umgibt, erstreckt sich zwischen diesem Flansch und dem Flansch 11. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist diese Feder größtmöglich zusammengedrückt, wenn das Antriebselement 8 am rückwärtigen Ende des Zylinders gehalten ist.
  • Der Übergang von dem rückwärtigen Abschnitt 7 und dem Mittelabschnitt 15 des Zylinders 1 ist innen durch eine ringförmige Rippe 16 definiert. Am vorderen Ende dieses Abschnittes 15 befindet sich eine weitere ringförmige Rippe 17. Eine gefüllte Kapsel 18 ist anfänglich durch diese Rippen festgelegt, wobei eine Schraubenfeder 19 sich an der Rippe 17 abstützt und einen Flansch 20 am rückwärtigen Ende der Kapsel gegen die Rippe 16 drückt. Die Feder 19 ist etwas schwächer als die Feder 14, und der Vorschub der Kapsel beim Zusammendrücken der Feder 19 wird durch Abstandshalter 21 begrenzt, die sich von der Rippe 17 nach rückwärts erstrecken und einen Anschlag für den Flansch 20 bilden.
  • Der vordere Abschnitt der Kapsel 18 mit einer Nadel 22 liegt in dem vorderen Endabschnitt 23 des Zylinders, wobei die Nadelspitze von dem vorderen Ende zurückgesetzt ist. Anfänglich ist die Nadel 22 von einer selbstabdichtenden Silikongummi- Umhüllung 24 umgeben und dadurch gegen Verschmutzung und Leckage geschützt. Die Umhüllung ist in einer inneren rohrförmigen Verlängerung 25 der Kappe 2 gehalten und sie wird dadurch abgezogen, wenn die Kappe unmittelbar vor Gebrauch entfernt wird.
  • Ein Stößel 26 ist von einer Kolbenstange 27 und einem in der Kapsel angeordneten Kolben 28 gebildet. Diese Teile sind nicht miteinauder verbunden. Der Kolben ist in der Kapsel angeordnet, die ganz unabhängig vor dem Zusammenbau der Spritze gefüllt und von dem Kolben verschlossen werden kann. Das rückwärtige Ende der Stange 27 ist gegabelt und die daraus sich ergebenden Finger sind nahe des äußersten Endes verbreitert, um äußere Anschläge 29 zu bilden, gegen welche der ringförmige Boden des Antriebskörpers 8 wirkt. Nahe dem Grund der Gabelung sind auf gegenüberliegenden Seiten weitere Verbreiterungen 30 mit schräg verlaufenden Flächen vorgesehen, die, wie später beschrieben, keilförmig in das rückwärtige Ende der Kapsel 18 eingreifen, um die Spitzen der Finger zusammenzudrücken.
  • Zum Gebrauch wird die Kappe 2 entfernt, wobei sie die Umhüllung 24 mitnimmt, und die Kappe 3 um 90º aus der gesicherten Stellung von Fig. 1 gedreht, in der der Dorn 5 die Haken 12 gespreizt und in festem Eingriff mit dem Flansch 11 hält. Die Kappe 3 ist in den Fig. 2, 3 und 4 in der Gebrauchstellung gezeigt. Nun wird das Gerät an die Stelle gebracht, an der die Injektion erfolgen soll, und die Mitte der Kappe 3 eingedrückt. Der Ring 4 klemmt die Haken 12 zusammen und befreit sie von dem Flansch 11. Die Feder 14 kann nun wirksam werden und das Antriebselement 8 nach vorn schießen. Die Flüssigkeit in der Kapsel ist praktisch inkompressibel und kann nur durch einen sehr engen weg, nämlich durch die Nadel 22, entweichen. Der Stößel 26 wirkt daher auf einen weitgehend festen Körper und schiebt die Kapsel 18 unter Zusammendrückung der Feder 19 nach vorn. Diese Bewegung endet in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, in der die Nadel 22 vorsteht und der Flansch 20 an den Abstandshaltern 21 anliegt.
  • Die Kapsel 18 ist nun festgegelegt und der Stößel wird durch. die dominierende Feder 14 weitergeschoben, wobei er Flüssigkeit durch die Nadel 22 hindurch ausschiebt. Wenn der Stößel das Ende des Vowärtshubes (Fig. 3) erreicht, drücken die keilförmigen Verbreiterungen 30 das gegabelte Ende der Stange 27 zusammen, so daß die Verbreiterungen 29 in die Öffnung am Boden des Antriebskörpers 8 gelangen In dieser Stellung liegt das Antriebselement 8 an der Rippe 16 an und es kann nun die Feder 19 wirksam werden und die Kapsel 18 zurückführen, wobei die Stange 27 in das Antriebselement 8 eingeschoben wird, bis der Flansch 20 an der Vorderseite der Rippe 16 anliegt (Fig. 4). Dies entspricht der Anfangsstellung der Kapsel, in der die Nadel sicher innerhalb des Zylinders liegt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 wirkt ein federbelastetes Antriebselement 31 über ein Knickhebelgestänge 33 auf eine Kolbenstange 32. Die Knickhebel 34 und die Endscheiben 35 und 36 können einstückig aus Kunststoff geformt sein mit Schwachstellen an den Scharnierstellen. Anfänglich liegen die Knickhebel 34 in einem Kanal 37, so daß sie weitgehend gerade sind, wie dies in voll ausgezogenen Linien dargestellt ist. Gegen Ende des Vorwärtshubes jedoch erreicht das rückwärtige Ende der Stange 32 einen weiten Kanal 38, und das Gestänge 33 kann sich seitwärts ausdehnen, wie strichpunktiert angedeutet. Damit ist der Schub auf die Stange 32 beendet und die Rückführf eder wirkt auf die Einheit aus Stößel und Kapsel. Die Stange 32 wird nach rückwärts geschoben, wobei die beiden Scheiben 35 und 36 gegeneinander gedrückt werden. Dieser Weg ist ausreichend, um die Nadel zurückzuziehen.
  • In Fig. 6 wird eine ähnliche Anordnung von Kanälen verwendet, nämlich ein enger Kanal 40, an den sich ein weiter Kanal 41 anschließt. Ein Antriebselement 42 hat einen Konus 43, dessen Spitze nach vorn gerichtet ist und mit einer Kugel 44 zusammenwirkt, deren Durchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Kanals 40. Ein gleicher Konus 45 befindet sich am rückwärtigen Ende einer Kolbenstange 46, und seine Spitze ist nach rückwärts gerichtet und wirkt mit der Kugel 44 zusammen.
  • Beim Vorwärtshub ist die Kugel im Kanal 40 geführt und sie überträgt somit den Schub von dem Antriebselement 42 auf die Kolbenstange 46. Am Ende des Vorwärtshubes jedoch tritt der Konus 45 in den weiten Kanal 41 ein, und wenn er die strichpunktiert eingezeichnete Stellung erreicht hat, fällt die Kugel 44 nach einer Seite, wie ebenfalls strichpunktiert abgedeutet. Nun ist der Stößel mit der Kapsel frei, um zurückzukehren.
  • Um die Konstruktion und den Zusammenbau zu erleichtern, kann der Zylinder 1 in zwei Teilen hergestellt werden, die nach dem Einlegen der Kapsel zusammengefügt werden. Die Trennstelle liegt zweckmäßigerweise im Bereich der Rippe 16.
  • In den Fig. 5 und 6 müssen die Geräte möglicherweise größer sein als das Gerät von Fig. 1 bis 4, um einen ausreichenden Nadelweg zu ermöglichen. Dies kann jedoch zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden, indem diese Geräte einen abgeflachten ovalen Querschnitt erhalten. Die Querschnitte der Figuren liegen in den Ebenen der Hauptachsen.
  • Medikamente sind zur Zeit vorgepackt in Kartuschen verfügbar, ähnlich üblicher Spritzen, jedoch ohne Endflansche. Eine derartige Kartusche hat eine Kappe mit einer durchstechbaren Gummimembran an dem verjüngten Ausgabeende, das eine zweispitzige Nadel aufnimmt. Diese ist in einer Schutzhülle verpackt, durch welche sie sicher und leicht angebracht werden kann und welche ihr zeitweise Schutz gibt. Um einen Flansch vorzusehen, mit dem sie mit dem vorstehend beschriebenen Gerät verwendet werden könnte, kann die Kartusche in einen hülsenartigen Träger eingesetzt werden. Dieser wäre ähnlich konturiert mit einem Hals, der das Ausgabeende der Kartusche umgibt, und mit einem nach außen vorstehenden Flansch, der die Funktion des Flansches 20 am gegenüberliegenden Ende übernimmt. Der Hals könnte mit einem Gewinde zur Halterung der Nadel versehen sein.

Claims (8)

1. Injektionsgerät mit einem Zylinder (1), einem darin angeordneten federbelasteten Antriebselement (8;31;42), einem Auslösemechanismus (3,4,12), um dem Antriebselement ein Vorschnellen im Zylinder (1) zu gestatten, einer federbelasteten, gefüllten Kapsel (18) innerhalb des Zylinders (1), wobei die auf die Kapsel wirkende Feder (19) entgegengesetzt zu der auf das Antriebselement (8;31;42) wirkenden Feder (14) wirkt und schwächer als diese ist, einer an die Kapsel (18) angeschlossenen Nadel (22), die sich anfänglich in einer zurückgezogenen Stellung am vorderen Ende des Zylinders (1) befindet, einem Stößel (26;32;46), mit dem das vordere Ende des Antriebselements (8;31;42) zusammenwirkt, und einer Vorrichtung (30;33;40) zum Entkoppeln des Stößels (26;32;46) von dem Antriebselement (8;31;42) am Ende des Vorwärtshubes, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Vorwärtshub zuerst die Kapsel (18) mit der Nadel (22) in eine vorstehende Position gebracht wird und dann der Stößel (26;32;46) den Inhalt der Kapsel durch die Nadel (22) ausschiebt, worauf die auf die Kapsel (18) wirkende Feder (19) von der Entkopplungsvorrichtung (30;33;40) freigegeben wird, um die Kapsel (18) und die Nadel (22) in die zurückgezogene Stellung zurückzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten Teil des Vorwärtshubes das Antriebselement (8;31;42) über den Stößel (26;32;46) und den Inhalt der Kapsel (18) wirksam ist.
2. Injektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (18) eine handelsübliche Spritze ist, deren Kolben durch den mit dem Antriebselement (8;31;42) zusammenwirkenden Stößel (26;32;46) ersetzt ist.
3. Injektionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (14,19) koaxial im Zylinder (1) angeordnete Schraubenfedern sind.
4. Injektionsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkoppelungsvorrichtung (30) von dem rückwärtigen Ende des Stößels (26) gebildet ist, an dem das Antriebselement anliegt und das verformt wird, wenn es mit der Kapsel (18) zsammenwirkt.
5. Injektionsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende des Stößels (26) gegabelt ist und daß an den dadurch gebildeten Fingern äußere Vorsprünge (30) vorgesehen sind, die, wenn sie beim Eintritt in die Kapsel (18) mit dieser zusammenwirken, die Finger zusammenklemmen, so daß diese in eine Öffnung im Antriebselement (8) eintreten können.
6. Injektionsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsvorrichtung von einer Druckübertraqungsvorrichtung (33;44) zwischen dem rückwärtigen Ende des Stößels (32;46) und dem vorderen Ende des Antriebselements (31;44) und von einem konturierten Kanal (37,38; 40,41) gebildet ist, wobei die Druckübertragungsvorrichtung (33;44) durch Begrenzung in einem engen Abschnitt (37;40) des Kanals für alle außer der letzten Stufe des Vorwärtshubes effektiv starr gehalten ist, jedoch für die letzte Stufe unstarr wird, wenn die Begrenzung durch einen weiten Abschnitt (38;41) des Kanals gelockert wird.
7. Injektionsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsvorrichtung ein Element (44) ist, das zwischen dem Stößel (46) und dem Antriebselement (42) frei rollt, jedoch zwischen diesen Teilen austritt, wenn es in den Bereich des weiten Abschnittes (41) kommt.
8. Injektionsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsvorrichtung ein Knickhebelgestänge (33) ist, daß durch den engen Abschnitt (37) im wesentlichen gerade und gestreckt gehalten wird, jedoch seitwärts zusammenklappt, wenn es in den Bereich des weiten Abschnittes (38) kommt.
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