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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren des Kammerkörpers eines
Medikamentenabgabesystems und insbesondere ein Verfahren zum Schmieren
eines Dichtelements und des Kammerkörpers mit einem polymeren Silicon.
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Viele
Medikamentenabgabesysteme, wie Spritzen, vorgefüllte Spritzen, Medikamentenpatronen
und nadellose Injektionseinrichtungen weisen eine Innenkammer zur
Aufnahme eines Medikaments und eines Dichtelements auf. Das Dichtelement
ist normalerweise in der Innenkammer gleitbar und bildet zusammen
mit den die Innenkammer bildenden Wänden eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung.
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Das
Dichtelement kann zahlreiche Formen aufweisen; zwei herkömmliche
Formen sind ein Stopfen und eine O-Ringdichtung. Die Dichtelemente bestehen
häufig
aus Gummi oder elastomeren Materialien. Die Innenkammer vieler Medikamentenabgabesysteme
besteht aus Glas oder Kunststoff. Die flüssigkeitsdichte Abdichtung
zwischen dem Dichtelement und den die Innenkammer bildenden Wänden bietet
einen hohen Widerstand gegen die Bewegung des Dichtelements in der
Innenkammer. Dieser Widerstand wird typischerweise durch die Vorbehandlung
der Wände
der Innenkammer und des Dichtelements mit einer Schmiermittellösung, wie
Silicon, reduziert. Bei dem typischen Beschichtungsverfahren wird
das Dichtelement in einer Siliconlösung hin- und herbewegt, dann
aus der Siliconlösung
herausgenommen und in die Innenkammer eines Medikamentenabgabesystems
platziert. Die Wandflächen
der Innenkammer sind typischerweise ebenfalls mit einer Siliconlösung vorbehandelt
worden.
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Das
herkömmliche
Schmierverfahren hat mehrere Nachteile. Der Hauptnachteil ist der,
dass das Schmiermittel nur lose auf dem Dichtelement oder den Innenkammerwänden haftet.
Aufgrund dieses losen Anhaltens kann das Schmiermittel in ein in dem
Medikamentenabgabesystem befindliches Medikament geraten. In einigen
Fällen
wurden Siliconkugeln in suspendierter Form in der Medikamentenlösung gefunden.
Ein weiterer Nachteil dem Stand der Technik entsprechender Systeme
ist der, dass in manchen Fällen
sowohl das Dichtelement als auch die Innenkammer mit einer Schmiermittellösung beschichtet
werden müssen.
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Daher
wird ein Medikamentenabgabesystem benötigt, welches derart geschmiert
wird, dass verhindert wird, dass sich das Schmiermittel in dem Medikament
ablagert. Die vorliegende Erfindung betrifft das Schmieren des Dichtelements
und des Kammermaterials durch Anwendung von Techniken, durch die
verhindert wird, dass sich Schmiermittel im Medikament ansammelt.
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In
US-A-5 061 252, Spalte 7, ist eine Spritze vorgeschlagen, bei der
das Material Schmiermittelkomponenten enthält, die mit einem Kunststoffharz gemischt
werden, bevor die Teile einer Spritze ausgebildet werden. In Spalte
9 heißt
es, dass Silicon ein bekanntes Schmiermittel ist.
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Im
allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung eine Medikamentenabgabevorrichtung.
Eine Kammer weist einen Körper
aus einem Kunststoffmaterial auf, wobei ein Schmiermittel in dem
Kunststoff enthalten ist. Die Kammer weist eine Innenfläche zur Aufnahme
des Medikaments auf. Ein Dichtelement kann gleitbar in der Kammer
aufgenommen sein und weist eine Außenfläche auf, die dichtend an der
Innenfläche
der Kammer angreift. Die Außenfläche des Dichtelements
ist mit Silicon als Schmiermittel versehen, das durch Vernetzung
der Siliconmoleküle
an der Außenfläche des
Dichtelements haftet. Die Vernetzung erfolgt vorzugsweise durch
Bestrahlen des Dichtelements nach dem Aufbringen des Silicons auf die
Außenfläche.
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Bei
der vorteilhaftesten Ausführungsform enthält das Silicon
auf dem Dichtelement ein Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von ungefähr 0,1 m2 pro Sekunde (100.000 Centistokes).
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Die
erfindungsgemäße Abgabevorrichtung wird
vorzugsweise durch ein Verfahren nach Anspruch 9 hergestellt.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
für Fachleute
auf dem Gebiet anhand der detaillierten Beschreibung der derzeit
bevorzugten Ausführungsformen
deutlich. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Zeichnungen
können
wie folgt beschrieben werden.
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FIGURENKURZBESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm
der Schritte zum Schmieren eines Dichtelements gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
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2 zeigt eine schematische
Darstellung der Schritte bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen vorgefüllten Spritzenanordnung;
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3 zeigt eine quergeschnittene
Seitenansicht einer Medikamentenabgabepatrone;
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4 zeigt eine Seitenansicht
in Explosionsdarstellung einer Spritze und einer Hohlnadel;
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5 zeigt eine quergeschnittene
Seitenansicht eines Stopfens und eines Kolbens;
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6 zeigt eine Seitenansicht
in Explosionsdarstellung einer Medikamentenpatrone, die für eine nadellose
Injektionseinrichtung verwendet werden kann.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Schmieren eines Stopfenelements, das vorzugsweise aus Gummi oder
einem elastomeren Material besteht. Im Schritt 20 werden
die Dichtelemente gewaschen. Vorzugsweise werden die Dichtelemente
mit heißem
entionisierten Wasser gewaschen. Am vorteilhaftesten ist es, wenn
die Dichtelemente 1,5 Minuten lang in entionisiertem Wasser mit
einer Temperatur zwischen 67 und 83°C (154°F und 181°F) gewaschen werden.
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Im
Schritt 22 werden die Dichtelemente gespült. Vorzugsweise
werden die Dichtelemente in entionisiertem Wasser gespült. Am vorteilhaftesten
ist es, wenn die Dichtelemente 7,5 Minuten lang
in entionisiertem Wasser mit einer Temperatur zwischen 67 und 83°C (154°F und 181°F) gespült werden.
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Im
Schritt 25 werden die Dichtelemente getrocknet. Am vorteilhaftesten
ist es, wenn die Dichtelemente 30 Minuten lang bei 93,3°C (200°F) getrocknet
werden.
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Im
Schritt 26 werden die Dichtelemente zum Beschichten der
Dichtelemente mit polymerem Silicon trommelbeschichtet. Am vorteilhaftesten
ist es, wenn die Dichtelemente 60 Minuten lang mit polymerem
Silicon trommelbeschichtet werden. Es kann eine herkömmliche
Trommelvorrichtung verwendet werden.
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Im
Schritt 28 werden die beschichteten Dichtelemente in einen
Behälter
gepackt. Am vorteilhaftesten ist es, wenn die beschichteten Dichtelemente in
die Behälter
gepackt und versiegelt werden. Im Schritt 30 werden die
verpackten beschichteten Dichtelemente bestrahlt. Am vorteilhaftesten
ist es, wenn die verpackten beschichteten Dichtelemente einer Cobaltbestrahlung
mit einer Solldosis von 25 bis 40 Joule pro Gramm (2,5 bis 3,0 Mrad)
ausgesetzt werden. Die Bestrahlung bewirkt eine Vernetzung der Siliconmoleküle und ein
Anhaften des Silicons an dem Stopfen. Somit wird durch Durchführen der
Schritte 20 bis 30 ein geschmiertes steriles Dichtelement hergestellt.
Ein bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, dass
sich das Silicon nicht vom Stopfen ablöst und daher die Wahrscheinlichkeit einer
Kontaminierung des Medikaments in hohem Maße reduziert wird.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ferner das Herstellen einer Medikamentenaufnahmekammer
aus einem Kunststoff, der mit einem polymeren Silicon gemischt ist,
so dass ein vorgeschmiertes Kunststoffmaterial entsteht. Bei dem
Verfahren wird vorteilhafterweise ein ausgewähltes polymeres Silicon während des
Mischens des Kunststoffmaterials einem Kunststoffmaterial beigemischt.
Abgesehen von der Beimischung des ausgewählten polymeren Silicons handelt
es sich bei dem Mischen um einen herkömmlichen Vorgang. Das verwendete
polymere Silicon hat eine Viskosität von ungefähr 0,1 m2 pro Sekunde
(100.000 Centistokes). Das ein polymeres Silicon enthaltende Kunststoffmaterial
kann zu einer Vielzahl von Medikamentenabgabevorrichtungen verarbeitet
werden, wie nachstehend genauer erläutert. Das Vorschmieren des
Kunststoffmaterials reduziert ferner den Widerstand zwischen der
Innenwand der Medikamentenkammer und einem gemäß dem oben beschriebenen Verfahren
hergestellten beschichteten Dichtelement. Ferner wird durch das
Vorschmieren des Kunststoffmaterials während des Mischens des Kunststoffs
in hohem Maße
verhindert, dass sich das Schmiermittel in dem Medikament ablagert.
Da die Kunststoffkammer vorgeschmiert ist, entfällt ferner bei dem Zusammenbau/der
Herstellung der Schritt des Auftragens eines Schmiermittels auf
die Innenseite der Kammer.
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Eine
schematische Darstellung der bei der Herstellung einer vorgefüllten Spritze
mit einem erfindungsgemäßen geschmierten
Dichtelement durchzuführenden
Schritte ist in 2 generell
mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet. Wie unter dem Bezugszeichen 42 dargestellt,
nimmt eine mit einer Nadelummantelung 46 versehene Spritze 44 ein
Füllrohr 48 auf.
Die Spritze 44 ist, wie oben beschrieben, aus Kunststoff
gefertigt. Das Füllrohr 48 gibt
zum Füllen
der Spritze 44 ein Medikament 50 in die Spritze 44 ab.
In der unter Bezugszeichen 52 dargestellten Stufe wird
ein beschichtetes, geschmiertes und bestrahltes Dichtelement 54,
das vorzugsweise unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellt worden ist, derart über
dem Medikament 50 in die Spritze 44 eingesetzt,
dass es eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung bildet. Unter Bezugszeichen 56 wird ein Kolben 58 in
das Dichtelement 54 eingesetzt. Anders ausgedrückt: Schritt 42 zeigt
das Füllen
der Spritze 44 mit einem Medikament 50, Schritt 52 das Einsetzen
eines geschmierten Dichtelements 54 in die Spritze 44 und
Schritt 56 das Verbinden des Kolbens 58 mit dem
Dichtelement 54. Natürlich
können das
Dichtelement 54 und der Kolben 58 vor Durchführung des
Schritts 52 vormontiert werden.
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Das
zum Schmieren des Dichtelements 54 verwendete spezielle
polymere Silicon wird vorzugsweise so ausgewählt, das es mit dem speziellen
Medikament in dem Medikamentenabgabesystem und der Materialzusammensetzung
des Dichtelements kompatibel ist. Ferner ist es erforderlich, staatliche Vorschriften
bezüglich
für den
Einsatz in einem Medikamentenabgabesystem geeigneter Materialien
einzuhalten.
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Für die vorliegende
Erfindung einsetzbare polymere Silicone umfassen: phenylsubstituierte
Silicone, vinylsubstituierte Silicone, wasserstoffsubstituierte
Silicone und andere. Ein besonders bevorzugtes Silicon ist als Med-361
bekannt, das ein von Nusil hergestelltes Polydimethylsiloxan ist,
und die vorteilhafteste Viskosität
von Med-361 beträgt
100.000 Centistokes. Alle diese Silicone werden mit einer Viskosität von ungefähr 0,1 m2 pro Sekunde (100.000 Centistokes) verwendet.
Akzeptable phenylsubstituierte Silicone umfassen: Dimethyldiphenylpolysiloxan-Copolymere,
Dimethyl-Methylphenylpolysiloxan-Copolymere,
Polymethylphenylsiloxan und Methylphenyl-Dimethylsiloxan-Copolymere.
Je höher der
Phenylgehalt des substituierten Silicons, desto geringer ist der
Umfang an bestrahlungsbedingter Vernetzung.
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Beim
Mischen des Silicons mit einem Kunststoff zwecks Herstellung der
Kammer, wie oben beschrieben, wird ein Silicon mit einer Viskosität von 100.000
Centistokes verwendet.
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Vinylsubstituierte
Silicone, die sich für
den Einsatz in der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft herausgestellt
haben, umfassen: Polydimethylsiloxane mit Vinyldimethyl-Endgruppe,
Vinylmethyl-Dimethylpolysiloxan-Copolymere, Vinylmethyl-Dimethylpolysiloxan-Copolymere
mit Vinyldimethyl-Endgruppe, Polydimethylsiloxane mit Divinylmethyl-Endgruppe,
Polydimethylsiloxan-Monovinyl mit Mono-n-Butyldimethyl-Endgruppe
und Polydimethylsiloxane mit Vinylphenylmethyl-Endgruppe. Die vinylsubstituierten
Silicone können,
wie oben erwähnt,
eine Vielzahl von Viskositäten
aufweisen. Ein höherer
Vinylgehalt führt
zu einer effizienteren bestrahlungsbedingten Vernetzung.
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Die
wasserstoffsubstituierten Silicone, die sich für den Einsatz in der vorliegenden
Erfindung als geeignet herausgestellt haben, umfassen: Polydimethylsiloxane
mit Dimethylhydro-Endgruppe, Methylhydro-Dimethylpolysiloxan-Copolymere,
Methyloctylsiloxan-Copolymere mit Methylhydro-Endgruppe und Methylhydro-Phenylmethylsiloxan-Copolymere.
Die wasserstoffsubstituierten Siloxane können, wie oben erwähnt, eine
Vielzahl von Viskositäten
aufweisen.
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Weitere
substituierte Silicone, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar sind,
umfassen: Polyfluoralkylmethylsiloxane, Fluoralkyl-Dimethylsiloxan-Copolymere
und Polymethylalkylsiloxane.
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3 bis 6 zeigen beispielhafte Medikamentenabgabeanordnungen
mit einem geschmierten Dichtelement und einer Medikamentenkammer
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Eine Medikamentenpatrone ist in 3 generell unter dem Bezugszeichen 66 dargestellt
und kann aus vorgeschmiertem Kunststoff bestehen. Die Medikamentenpatrone 66 weist
einen im wesentlichen zylindrischen Körper 68 mit einem
ersten Ende 70, einem zweiten Ende 72 und einer
Innenkammer 74 auf. Ein eingehalster Bereich 76 ist
angrenzend an das erste Ende 70 angeordnet. Eine Dichtung 78 umgibt
ein Ende des eingehalsten Bereichs 76 und dichtet den eingehalsten
Bereich 76 ab. Ein unter Anwendung des oben beschriebenen
Verfahrens hergestellter geschmierter Stopfen 80 wird über das
zweite Ende 72 der Medikamentenpatrone 66 derart
in der Innenkammer 74 aufgenommen, dass er eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung bildet. Der Stopfen 80 weist eine erste Seite 82 und
eine zweite Seite 84 auf. Ein Medikament 86 befindet
sich zwischen der ersten Seite 82 des Stopfens 80 und
der Dichtung 78. Es ist für Fachleute auf dem Gebiet
offensichtlich, dass solche Medikamentenpatronen 66 derart
ausgeführt
sind, dass sie in einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Abgabevorrichtungen
aufgenommen werden können.
Die Abgabevorrichtungen besitzen eine Hohlnadel zum Durchdringen
der Dichtung 78 und einen Kolbenmechanismus zum Bewegen
des Stopfens 80 vom zweiten Ende 72 zum ersten
Ende 70 zwecks Ausgabe des Medikaments 86 aus
der Innenkammer 74 während
einer Injektion.
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4 zeigt eine Seitenansicht
in Explosionsdarstellung einer Spritze und einer Hohlnadel, die
generell mit dem Bezugszeichen 90 bezeichnet sind. Die
Spritze 91 weist einen zylindrischen Körper 92 mit einem
ersten Ende 94 und einem zweiten Ende 96 sowie
einer Innenkammer 98 auf. Ein eingehalster Bereich 100 grenzt
an das erste Ende 94 an. Ein Flansch 102 grenzt
an das zweite Ende 96 an. Ein unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellter geschmierter Stopfen 104 wird derart in der
Innenkammer 98 aufgenommen, dass er eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung bildet. Der Stopfen 104 weist eine erste Seite 106 und
eine zweite Seite 108 auf. Ein Kolben 110 wird
in der zweiten Seite 108 des Stopfens 104 aufgenommen.
Eine Hohlnadel 112 weist ein Nadelansatzstück 114 und
eine Nadel 116 auf. Der eingehalste Bereich 100 weist
einen Flüssigkeitskanal 118 auf.
Ein Medikament 120 befindet sich in der Innenkammer 98 zwischen
der ersten Seite 106 des Stopfens 104 und dem
eingehalsten Bereich 100. Die Hohlnadel 112 wird
auf den eingehalsten Bereich 100 aufgesetzt. Der Flüssigkeitskanal 118 steht
mit der Nadel 116 in Flüssigkeitsverbindung.
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5 zeigt eine quergeschnittene
Seitenansicht eines Bereichs des Kolbens 110 und des geschmierten
Stopfens 104. Der Stopfen 104 weist vorzugsweise
mehrere Rippen 130 auf. Ein Innenraum 132 erstreckt
sich von der zweiten Seite 108 des Stopfens 104 in
den Stopfen 104. Ein Satz Innengewinde 134 ist
in dem Innenraum 132 vorgesehen. Ein Satz Außengewinde 136 befindet
sich auf dem Kolben 110 angrenzend an ein Kolbenbasisteil 138.
Die Innengewinde 134 nehmen die Außengewinde 136 auf
und befestigen somit den Kolben 110 am Stopfen 104,
so dass sich die beiden Teile als Einheit bewegen.
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6 zeigt eine Seitenansicht
in Explosionsdarstellung einer Patrone zum Einsatz in einer nadellosen
Injektionseinrichtung, wobei die Patrone generell mit Bezugszeichen 140 bezeichnet
ist. Die Patrone 140 weist einen zylindrischen Körper 142 mit
einem ersten Ende 144, einem zweiten Ende 146 und einer
Innenkammer 148 auf. Eine Luer-Lock-Anordnung 150 ist
zum Befestigen der Patrone 140 in einer nadellosen Injektionseinrichtung
vorzugsweise angrenzend an das zweite Ende 146 vorgesehen.
Eine konisch ausgebildete Spitze 152 ist angrenzend an das
erste Ende 144 vorgesehen und weist eine erste Flüssigkeitsöffnung 154 auf.
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Ein
Kolben 156 wird gleitbar in der Innenkammer 148 aufgenommen.
Der Kolben 156 weist einen Spitzenbereich 158 und
ein unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes geschmiertes
Dichtelement 160 auf, das an den Spitzenbereich 158 angrenzt.
Das Dichtelement 160 bildet mit der Innenkammer 148 eine
flüssigkeitsdichte Abdichtung,
wenn der Kolben 156 in der Kammer 148 aufgenommen
ist. Vorzugsweise ist das Dichtelement 160 als O-Ringdichtung
ausgebildet. Der Kolben 156 weist ferner einen ersten Ausschnitt 162 und einen
zweiten Ausschnitt 164 auf. Ein Kolbenbereich 166 weist
eine Reihe von beabstandet angeordneten Vorsprüngen 168 auf, die
das Zusammenwirken eines (nicht gezeigten) Injektionseinrichtungsbetätigungselements
und des Kolbens 156 vereinfachen. Eine Vorsprungslippe 170 ist
auf jedem der beabstandet angeordneten Vorsprünge 168 vorgesehen. Ein
Ansatz 172 ist relativ zu den beabstandet angeordneten
Vorsprüngen 168 mittig
angeordnet. Der Kolben 156 weist ferner ein Paar Schlitze 174 auf.
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Es
ist für
Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass die Patrone 140 der
nadellosen Injektionseinrichtung in einer Vielzahl (nicht gezeigter) handelsüblicher
Injektionsvorrichtungen einsetzbar ist. Der Injektionsvorrichtungsbetätigungsmechanismus
dient der Betätigung
des Kolbens 156 aus einer an das zweite Ende 146 angrenzenden
Position in Richtung auf das erste Ende 144 und der Ausgabe
eines (nicht gezeigten) Medikaments durch die Flüssigkeitsöffnung 154 aus der
Innenkammer 148 zur Durchführung einer nadellosen Injektion.
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Wie
für Fachleute
auf dem Gebiet offensichtlich, bilden sämtliche Dichtelemente und Stopfen eine
flüssigkeitsdichte
Abdichtung mit den Wänden der
Innenkammern. Die Dichtelemente und Stopfen bestehen vorzugsweise
aus Gummi oder elastomeren Materialien. Die oben dargestellten spezifischen Ausführungsformen
dienen nur der Erläuterung.
Es sind mehrere Anwendungsbereiche für die erfindungsgemäßen Schmierverfahren
dargestellt worden.
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Die
obige Beschreibung ist dient nur der Erläuterung und nicht als Einschränkung. Änderungen und
Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen sind für Fachleute
auf dem Gebiet offensichtlich und fallen in den Rahmen der Patentansprüche. Entsprechend
kann der Umfang des rechtlichen Schutzes für die vorliegende Erfindung
nur durch die folgenden Ansprüche
bestimmt werden.