EP0615456A1 - Injektionsvorrichtung für einmalverwendung - Google Patents

Injektionsvorrichtung für einmalverwendung

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Publication number
EP0615456A1
EP0615456A1 EP92924478A EP92924478A EP0615456A1 EP 0615456 A1 EP0615456 A1 EP 0615456A1 EP 92924478 A EP92924478 A EP 92924478A EP 92924478 A EP92924478 A EP 92924478A EP 0615456 A1 EP0615456 A1 EP 0615456A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection device
injection
cage
piston
interior
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92924478A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philippe Meyer
Ewald Pickhard
Reiner Vehrenkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pharmaplan GmbH
Original Assignee
MED Plastic AG
Pharmaplan GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MED Plastic AG, Pharmaplan GmbH filed Critical MED Plastic AG
Publication of EP0615456A1 publication Critical patent/EP0615456A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/50—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for preventing re-use, or for indicating if defective, used, tampered with or unsterile
    • A61M5/5013—Means for blocking the piston or the fluid passageway to prevent illegal refilling of a syringe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A61M2005/3128—Incorporating one-way valves, e.g. pressure-relief or non-return valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/50—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for preventing re-use, or for indicating if defective, used, tampered with or unsterile
    • A61M5/5013—Means for blocking the piston or the fluid passageway to prevent illegal refilling of a syringe
    • A61M5/504—Means for blocking the piston or the fluid passageway to prevent illegal refilling of a syringe for blocking the fluid passageway
    • A61M2005/5046—Means for blocking the piston or the fluid passageway to prevent illegal refilling of a syringe for blocking the fluid passageway automatically, e.g. plug actuated by the piston head, one-way valve
    • A61M2005/5053—Valve or plug actuated by fluid flow or fluid pressure allowing initial filling of the syringe

Definitions

  • the invention relates to an injection device as described in the preamble of claim 1.
  • injection devices with a wide variety of built-in parts and constructions are known which ensure destruction of the injection device after the first use. This is intended to avoid multiple use of the injection devices, in particular in countries with little hygiene awareness, and thus to avoid infection with epidemic diseases, in particular AIDS.
  • Such injection devices are known, inter alia, from WO-OS 90/03816 and WO-OS 90/03817.
  • a ball valve is provided to prevent multiple use of the injection device.
  • This ball valve is housed in a separate chamber between the interior of the injection device receiving the piston and the injection needle and has a cage which is inserted into this intermediate chamber.
  • the cage is provided in the direction of the interior of the syringe barrel receiving the plunger with a through-flow opening, the diameter of which is considerably smaller than that of the blocking member designed as a ball.
  • this injection medium is pressed out by a diV _ - tion needle, this acts on the elastically deformable one a. lying locking member the full syringe pressure, whereby due to the large surface of the ball forming the locking member, the latter is pressed out by the widening of the opening of the disk and falls into a part of the intermediate chamber adjoining it after the ball has passed through the elastic
  • the injection medium can now enter the cannula or the longitudinal bore of the injection needle through the opening in the elastic disc and past the ball or the blocking member and thus be injected.
  • Aspiration can be made possible.
  • the disadvantage of this design is that a reliable function of the injection device cannot be guaranteed by using an elastic disk and that different installation parts are required for each size of an injection device.
  • the present invention has for its object to provide an injection device with which multiple use is made impossible and with which the handling when injecting injection media into a body is the same as in the previously known injection devices.
  • the surprising advantage of this solution lies primarily in the fact that the injection device can be easily vented by the sensible design of the receiving space for the locking member or the retaining member is made possible without the blocking device becoming effective or the injection device being destroyed and thus the loss of injection medium for venting the injection device can be kept low.
  • the arrangement of a cage housing allows the guide webs or the choice of material to be designed and / or selected in accordance with the requirements for the effectiveness of the locking device and not depend on the material of the syringe barrel of the injection device.
  • Another surprising advantage lies primarily in the fact that the entire locking device can now be installed in the interior of the syringe cylinder of the injection device, and thus any commercially available injection device can be used for retrofitting as a single-use injection device.
  • an embodiment according to claim 2 is advantageous, since as a result a secure positioning of the cage housing and, in particular, a clear seal between the, independent of the stresses of the injection device during transport and regardless of the negative pressure arising when the injection medium is drawn up Interior of the cylinder and the injection needle is given
  • inventive design can also be retrofitted to any commercially available injection device, so that it can be designed as a single-use injection device at any time regardless of the production of the injection cylinder.
  • the design according to claim 9 is also advantageous, since the design of the end face leads to a compression of the truncated cone, which due to the inward buckling of the truncated cone shell with increasing pressure load on the part of the receiving space, that is, when an attempt is made to fill the injection device with pressure via the injection needle Resistance to deformation of the conical shell is getting larger.
  • the injection medium when the injection medium is administered in the manner of suspensions or vaccines which have a high viscosity and or a high proportion of floating bodies, the injection medium is administered or squeezed out with the at Conventional injection devices in the usual way for squeezing the injection medium required forces are achieved without the function of the check valve arrangement being adversely affected, since adequate guiding of the locking member is still ensured.
  • the force required is especially at the beginning of the squeezing out of the injection medium does not exceed the standard prescribed limit forces, since the adhesive surface between the locking member and the parts of the cage housing surrounding it is reduced and the adhesive force generated by the suspension or the injection medium between the cage housing and the cage or the locking member is also low.
  • a passage of the injection medium into the inlet channel or the injection needle is ensured even after viscous suspensions or vaccines have passed, even after the blocking member has passed into the receiving space.
  • the embodiment according to claim 13 is also advantageous, since favorable flow conditions for the injection medium between the interior and the injection needle are obtained without an additional component or without changing the injection device or its interior.
  • a rapid adaptation of the cross channels to the delivery of different injection media can be achieved by the training according to claim 14.
  • the design according to claim 16 enables the use of the check valve arrangement in any conventional syringe cylinder.
  • the locking device forms its own complete unit together with the cage or cage housing, which overall can be easily assembled.
  • a further development according to claim 23 is advantageous, since in this way a flow of the injection medium both in the direction of the plunger and in the direction of the injection needle is ensured in each case even when the blocking member is in contact with the end wall
  • the development according to claim 24 ensures that, regardless of the position of the blocking member in the receiving chamber, viscous injection media with a higher viscosity or with correspondingly large suspended matter, such as vaccines or dgL, can also be sucked into the interior and pressed out of the interior.
  • a further development according to claim 25 is also advantageous, since the preassembly of the check valve arrangement can take place completely independently of the production of the syringe cylinder or the other components of an injection device.
  • the configuration according to claim 26 is advantageous because it does Leakage losses in the injection device can be avoided.
  • a simple assembly is achieved by the configuration according to claim 27.
  • the embodiment according to claim 28 is advantageous, since it enables cost-effective production processes to be used for the manufacture of such mass parts.
  • the advantage of the design according to claim 29 is that only by changing part of the cage housing, for example, is it possible to adapt quickly to the different inner diameters of an interior with different injection devices.
  • the design of the locking member according to claim 30 makes it possible that this does not immediately react to an actuation of the injection device and, as a result, there is a time delay until the locking member rests on the retaining member. This period of time can be used to adjust the volume in the interior of the syringe barrel to discharge existing air via the injection needle.
  • the blocking valve arrangement is triggered only when the injection medium is pressed out of the interior of the injection device
  • the configuration according to claim 35 further enables the pressure of the injection medium exerted on the truncated cone leads to a further narrowing of the opening through the truncated cone, so that refilling of the injection device after a single use is reliably prevented even at high pressures
  • the configuration according to claim 39 also reliably prevents the injection medium from entering the interior at the permissible test pressures which can be applied in order to fill an injection device with injection medium under pressure.
  • the embodiment according to claim 42 enables a high level of security against the reusability of the injection device, since when attempting to pull the piston out of the interior of the injection cylinder, the piston rod breaks from the piston in the area of the predetermined breaking pin and the injection device is thus totally destroyed.
  • FIG. 1 shows an injection device designed according to the invention in a side view and a simplified, schematic illustration
  • FIG. 2 shows a part of the injection device according to FIG. 1 in a side view and on an enlarged scale, in a position of the blocking member for drawing up an injection medium into the interior of the syringe barrel;
  • FIG. 3 shows the injection device according to FIG. 1 in the position of the blocking member for venting the injection medium which is stored in the interior of the syringe barrel;
  • FIGS. 2 and 3 shows the injection device according to FIGS. 2 and 3 during the injection of the injection medium through the injection needle
  • FIGS. 2 to 4 shows the injection device according to FIGS. 2 to 4 during the attempt to pull a further injection medium into the interior of the syringe barrel after the original injection medium has been pressed out;
  • FIG. 6 shows the injection device in a front view, according to the lines VI-VI in FIG. 2;
  • FIG. 7 shows the injection device in a front view, cut according to the lines V ⁇ -VH in FIG. 2;
  • 9 shows an injection device in end view, cut along the lines DC-D in FIG. 4; 10 shows a variant of the spacer element in plan view;
  • FIG. 11 shows a part of another embodiment variant of an injection device in a side view, with a specially designed cage for the locking member and an embodiment variant for the formation of the locking member;
  • FIG. 12 shows another embodiment variant of a part of an injection device according to the invention, cut in a side view.
  • FIG. 1 shows an injection device 1 which has a syringe cylinder 2 and a piston 4, which can be moved in an interior 3 thereof and can be actuated with a coke rod 5.
  • a schematically drawn check valve arrangement 7 intended in an outlet area of the syringe cylinder 2 facing an injection needle 6 .
  • This blocking valve arrangement 7 is intended to prevent multiple use of the injection device 1. This is to be understood to mean that after an injection medium is first drawn into an injection device 1, for example supplied empty, and squeezed out in the course of an injection process, no further injection medium can be sucked into the interior 3 of the injection device 1.
  • This prevention of multiple use is primarily intended to prevent infection with contagious diseases, especially AIDS, during vaccinations or when dispensing long-term medications such as insulin.
  • This check valve arrangement 7, which is described below with reference to an injection device 1, in which the syringe cylinder 2 is preferably made of plastic can of course also be used in the case of injection devices 1 with syringe cylinders 2 made of glass.
  • the syringe barrel 2 with a coupling device for any needles that can be plugged on, for example with a Luer cone, and the injection needles 6, which can be arranged in a protective sheath, can only be used prior to using the injection device 1 put on.
  • the injection tion needle 6 is directly connected to the syringe barrel 2, for example glued, injected or cast
  • the check valve arrangement 7 comprises a cage housing 8 with an end wall 9 and a cylindrical extension 10.
  • a throughflow opening 11 is provided in the end wall 9 of the cage housing 8 and throughflow ducts 12 are distributed over its circumference are.
  • a cage 14 is inserted and, for example, held in the cage housing 8 by means of a clamp fit.
  • the recess 13 it is possible for the recess 13 to extend from the end wall 9 in the direction of the Injection needle 6 is designed to expand conically, whereas the outer jacket of the cage 14 can be designed as a tapered cone tapering in the direction of the end wall 9. With an appropriate choice of the cone angle, a self-locking cone can be achieved.
  • the connection between the cage 14 and the cage housing 8 it is also possible, as indicated by dashed lines, for the connection between the cage 14 and the cage housing 8 to be made via an adhesive layer 15
  • the cage housing 8 is arranged in the interior 3 of the syringe barrel 2, in which the piston 4 also moves, in the end area facing the injection needle 6.
  • the cage housing 8 can be made with a certain oversize compared to the diameter of the interior 3 of the syringe barrel 2 , sc -ass after the cage housing 8 has been pressed into the interior, this remains in position and at the same time constitutes a perfect seal between the interior 3 of the syringe cylinder 2 and the injection needle 6.
  • support means can be used beats 16 may be provided. These support stops 16 can be formed by corresponding knobs, which are arranged in the interior 3 of the syringe barrel 2.
  • This truncated cone jacket 20 projects over an inner surface 21 of the cylindrical cage 14 integrally formed on this In the receiving chamber 18 of the cage 14 separated by the retaining member 17, between the truncated cone jacket 20 and the end wall 9 of the.
  • Cage housing 8 arranged a locking member 23 formed by a ball 22.
  • a diameter 24 of the ball 22 is smaller than a diameter 25 of an enveloping circle, against which the front sides of guide webs 27 facing the longitudinal axis 26 of the injection device 1 rest in the receiving chamber 18 and between which flow channels 28 are arranged.
  • the diameter 24 of the ball 22 is larger than a diameter 29 of a tip circle arranged in a plane 30 perpendicular to the longitudinal axis 26, of the retaining member 17 designed as a truncated cone jacket 20.
  • a root circle of the truncated cone jacket 20 arranged in a further plane 31 parallel to the plane 30 has at least a diameter 25, like the inner envelope circle of the guide webs 27.
  • a gap width or a cross-sectional area of passage openings between the truncated cone 20 and the blocking member 23 or the ball 22 are dimensioned so small that at the respectively known viscosity of the injection medium 33, the passage speed is zero, ie the gap friction losses are so high that the injection medium 33 cannot pass through, but only the air can flow out of the interior 3 of the syringe barrel 2.
  • the injection medium 33 is pressed into the injection needle 6 without the ball 22 or the locking member 23 being activated or being pushed through the retaining member 17. that can.
  • this also ensures that, with this corresponding design of the retaining member 17, it is not possible to build up such a high air pressure in the interior 3 independently of the presence of an injection medium 33 that the locking member 23 or the ball 22 through the retaining means solely through the air pressure ⁇ member 17 pressed by the receiving chamber 18 into the receiving space 19 and thus the injection device 1 can be made unusable, for example, before the first use.
  • Fig. 3 it is also shown that these projections 32 protrude a height 35 over an inner jacket 36 of the tapered jacket 20.
  • the height 35 can be between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • longitudinal ribs, beads or the like instead of the knob-shaped projections 32 parallel to the longitudinal axis 26. It is essential that in the direction of the longitudinal axis 26 a passage of at least air is possible in order to prevent the check valve arrangement 7 from being activated when the injection medium 33 is vented and the ball 22 from the receiving chamber 18 from being pressed into the receiving space 19.
  • a plurality of projections 38 projecting over an inner surface 37. These projections 38 project in the direction of the longitudinal axis 26 over the surface 39 arranged in a diameter 39 37 before.
  • a height 40 of these extensions 38 is dimensioned such that a distance between the extensions 38 lying opposite in the radial direction is greater than the diameter 24 of the ball 22.
  • the ball 22 is also approximately centered in the receiving space 19, and At the same time, the flow channels 41 formed between the extensions 38 allow the injection medium 33 to pass properly past the ball 22.
  • a passage cross-section for the injection medium 33 is kept free in those areas in which the injection medium 33 has to flow around the blocking member 23, which cross-section enables a sufficient flow rate to be maintained despite the high viscosity of different injection media 33 At the same time, however, this also prevents the user from feeling, when using the injection device 1, regardless of the injection medium 33 used, that there is no difference in the actuation of the injection device 1 according to the invention compared to the actuation of a conventional injection device 1 without a check valve arrangement
  • a spacer element 45 is arranged in the syringe barrel 2 or the injection device 1.
  • This spacer element 45 as can be seen more particularly in the illustration in FIG. 8, is equipped with radial transverse channels 46 even if the ball 22 is now in the region of a central passage opening 47 of the spacer element 45 the injection medium 33 can flow in via the transverse channels 46 into the inlet channel 42 and subsequently into the longitudinal bore 43 of the injection needle 6.
  • the height 40 is preferably selected so that it is greater than the maximum dimension of suspended matter contained in the injection medium 33 and is preferably between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m. If the check valve arrangement 7 is used for injection devices 1 with a large volume, for example 20 ml and more, it is of course also possible to make the height 40 of these extensions 38 larger. increase.
  • the truncated cone 20 has an end face 48 located in the region of the top circle arranged in the plane 30. This is designed as a conical shell of a conical stamping part 49 tapering in the direction of the root circle of the conical stamping shell 20 arranged in the plane 31.
  • a cone angle 50 of the conical tamping part 49 preferably corresponds to the double angle between a tangent 51 which is applied at the point of contact of the blocking member 23 or the ball 22 with the end face 48 and the longitudinal axis 26. This enables the ball 22, in particular in the case of the Attempt to pull an injection medium 33 into the interior 3 of the syringe barrel 2 again after the first use, to seal it against the end face 48 of the tapered part 49 and to achieve reliable airtightness of the check valve arrangement 7, as shown in FIG is best seen.
  • Wall thickness 52 of the truncated cone 20 in the area of the root circle located in the plane 31 is less than a wall thickness 53 in the area of the tip circle arranged in the plane 30.
  • the diameter 39 of the receiving space 19, at least in the area of the tapered jacket 20, is greater by twice the wall thickness 53 in the area of the head circle arranged in the plane 30 than the diameter 24 of the ball 22 or the blocking member 23 also to arrange the extensions 38 at a distance 54 from the root circle of the truncated cone shell 20 arranged in the plane 31, which corresponds to at least a height 55 of the truncated cone shell 20 in the deformed or stretched state.
  • This distance 54 can only be chosen smaller if the height 40 of the extensions 38 is so small that at least a distance of the size of the wall thickness 53 remains between their inner enveloping circle and the outer circumference of the ball 22 Blocking member 23 or the ball 22 reliably prevented when it passes from the receiving chamber 18 into the receiving space 19
  • the check valve arrangement 7 is inserted into the interior 3 of the injection device 1 via the cage housing 8.
  • an outer surface 56 of the cage housing 8 lies against an inner surface 57 of the syringe barrel 2 or has one slight press fit, so that a perfect seal is given.
  • An end face 58 of the check valve arrangement 7 is supported directly over the end wall 44 of the interior 3 of the syringe barrel 2 or, as in the present exemplary embodiments, via a spacer element 45. This provides an exact and sufficient seal between the inlet channel 42 and the interior 3 of the injection device 1.
  • a deformation force of the retaining member (17) in the case of a locking member (23) or the ball (22) on this pressure force directed in the direction of the piston (4) may be greater than 0.2 bar to 6 bar overpressure, preferably 1.5 bar overpressure.
  • Retaining member (17) for the Spe ⁇ organ (23) located in the receiving space (19) is greater than the pressure force exerted on the retaining member (17) with the Spe ⁇ organ (23).
  • the function when using the single-use injection device 1 according to the invention is now as follows:
  • the injection device 1 is normally supplied in a state as shown in FIG. 1, in which the piston 4, in particular its pressure surface 59, bears against an essentially congruently designed end face 60 of the valve assembly 7.
  • the valve member 23 is located 2, in the receiving chamber 18, as shown in the exemplary embodiment shown in FIG. 2. Now the piston 4 from the starting position indicated in dash-dotted lines in FIG.
  • the injection medium 33 then comes on due to the negative pressure generated by the piston 4 the piston 4 facing the rear of the Spe ⁇ organs 23 or the ball 22 through the 12 or the piercing opening 11 is sucked into the interior 3 of the syringe barrel 2
  • the piston 4 is then moved back until the necessary filling volume of injection medium 33 is sucked into the injection device 1.
  • This stroke is usually by stops 68 - see FIGS. 5 and 11, which project over the inner surface 57 and retain at least the piston 4 in the region of the rotating piston ring, in particular an O-ring 69.
  • the stop 68 it is also possible for the stop 68 to interact directly with the piston body 70 and, accordingly, to engage correspondingly far between the ridges 71 and 72 of the piston rod 5, which are usually offset by 90 degrees
  • the injection device 1 is ready to inject the injection medium 33.
  • the injection needle 6 is now inserted into the patient's body and then with it accordingly high force of the pistons 4 is moved via the piston rod 5 against the arrow 61 in the direction of the injection needle 6.
  • the spear organ 23 or the ball 22 is now pressed against the retaining member 17 with high force Presses the fact that not enough injection medium 33 can pass through in the narrow slots between the projections 32 and the locking member 23 or the ball 22, the retaining member 17 is stretched outward in the radial direction via the locking member 23 or the ball 22 deformed so far that a tight seal between the truncated cone 20 and the ball 22 occurs first ch the pressure on the ball 22 increases even more and thus the restraining member or the conical ramming part 49 is stretched so far that the ball 22 passes into the receiving space 19 and assumes the position shown in FIG. 4 Ball 22 on the spacer element 45 and the injection medium 33, as can be seen from the illustration in FIG. 8, can now pass through the transverse channels 46 to the inlet channel 42. The ball 22 lies against the edge of the passage opening 47, but this does not hinder the flow of the injection medium 33 through the transverse channels 46 in the direction of the injection needle 6.
  • the injection medium 33 to be administered must not be delivered intravenously, ie not directly into the bloodstream, the person who administered the injection must check whether a vein or artery was accidentally hit. This is done by the so-called aspiration, in which the piston 4 is now to be withdrawn via the piston rod 5 in the direction of arrow 61 to such an extent that the injection medium 33 contained in the injection needle 6 or the longitudinal bore 43 extends into the visible area of the syringe barrel 2 withdrawn, so that it can be recognized whether blood is drawn during the so-called aspiration becomes. This is now possible because a distance 73 - see FIG.
  • the volume can be defined, which can be drawn back via the injection needle 6 by moving the piston 4 in the direction of the arrow 61, since the resulting negative pressure also the Spe ⁇ organ 23 or the ball 22 moves in the direction of the end wall 9 If the ball 22 then rests on the end face 48 of the retaining member 17, the connection between the receiving space 19 and the receiving chamber 18 is suddenly sealed airtight, so that a further back movement of the piston 4 while simultaneously sucking in an injection medium 33 is no longer possible.
  • the entire injection medium 33 can now be pressed out of the interior 3 of the syringe barrel 2 with the piston 4 in accordance with the regulations.
  • the arrangement of the flow channels 41 makes it possible for the thrust force to be applied to the piston 4 to be in the ranges between 2.5N and ION, which are normally defined for conventional injection devices 1 can lie. It is now also possible, despite the use of a check valve arrangement 7, to maintain the squeezing speed or the flow rate of the injection medium 33 at 100 ⁇ im / min.
  • the action of the feed element 23 also prevents a so-called pressure filling of the interior 3 of the syringe barrel 2, since even if there was an overpressure in the reservoir 63, this would only result in the ball 22 being pressed against the Face 48 of the retaining member 17 is pressed and thus the aforementioned sealing effect between the receiving space 19 and the receiving chamber 18 occurs again
  • a total destruction of the injection device 1 is thus easy, especially when the stops 68 have been effected by appropriate thermal deformation of the walls of the syringe barrel 2
  • FIG. 1 shows an embodiment variant of the spacer element 45 in its arrangement in the syringe cylinder 2, in which the transverse channels 46 are formed by contactors 75 that run in radial direction but are spaced apart from one another.
  • the ball 22 forming the speech element 23 lies in this FaU in the unbroken central part, which is surrounded by the transverse channels 46, while the transverse channels 46 cover the inlet channel 42, so that the injection medium 33 can flow through unhindered in the direction of the injection needle 6.
  • FIG. 1 shows another embodiment variant of an injection device 1 according to the invention, in which the check valve arrangement 7, in particular the cage 14, bears directly against the end wall 44 of the syringe cylinder 2.
  • the extensions 38 are provided with stops 76 extending in the direction of the longitudinal axis 26, which are preferably integrally formed on the extensions 38 or as own component are fixed in the cage 14.
  • the Spe ⁇ organ 23 is further formed in the present FaU by a cylindrical plug 77 which is provided with cones 78 and 79 in its two end regions opposite in the direction of the longitudinal axis 26, while the cone 78 has a rela ? v has a slimmer, higher cone, in order to achieve an upgrade of the restraining member 17 with as little force as possible when the piston 4 is acted upon by the piston rod 5, the cone 79 is provided with a cone angle which is as stamped as possible in order to provide an exact seal to enable along the end face 48 of the restraint member 17.
  • the inclination or the cone angle 50 of the end face 48 can be adjusted exactly to the cone angle of the cone 79 or the truncated cone.
  • the cone 78 is also usually a truncated cone.
  • the relatively blunt cone 79 ensures that an expansion of the retaining element 17 is not possible due to a negative pressure generated with the piston 4 in the interior of the syringe cylinder 2, and thus multiple use of the injection device 1 is reliably prevented
  • the plug 77 can also be provided with an undercut in the present exemplary embodiment, the course of which is approximately the same as the course of the tapered ram jacket. This minimizes the outer circumferential surface with which the plug 77 can rest on the guide webs, so that sticking of the piston 4 to these guide webs is prevented.
  • stops 68 can also be seen from this illustration, which are achieved by thermal deformation of the syringe cylinder 2 and which prevent the plunger 4 from being pulled out of the interior 3 of the syringe cylinder 2 or lead to the destruction of the spring break pin 74.
  • a great advantage over the previously described embodiment variants of the injection devices according to the invention lies in the fact that the cage 14 and the cage housing 8 can be assembled into a separate component, for example via a self-locking cone connection or another snap connection or adhesive connection, before being inserted into the injection device 1. which is fully functional with the already installed blocking member 23 and which can already be checked and tested for its suitability outside the injection device 1. Then, the check valve assembly 7 in operational condition in the respective syringe cylinder 1 can be used.
  • the injection device 1 should be noted that all parts of the shut-off valve arrangement 7 are made in conventional manufacturing processes, e.g. by injection molding, extrusion or the like, especially from materials that are already pharmacologically harmless and which also have the necessary approvals, such as Polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyamide or made of a rubber, preferably pharmaceutical rubber or rubber or made of a silicone. It is also advantageous, for example, to use materials which have a higher specific weight than water for the production of the ball 22 or the feed element 23. It is preferred to use materials whose specific weight is 1.2 to 1.6, preferably 1.4. Polyoxymethylene has been confirmed as such a material. Above all, it is a great advantage that for such disposable injection devices, it is now only possible to find sufficiency with plastics and without metals.
  • the retaining member 17 or the wall parts adjacent to it which separate a separation between the receiving chamber 18 and the receiving space 19 and are made of air-permeable material, can be semi-permeable, so that they do Air can be squeezed out of the interior 3 of the syringe cylinder 2, but no injection medium 33 can pass through, with the exception of the outflow through the opening in the retaining element 17.
  • FIG. 45 Another embodiment variant for the spacer element 45 is shown in FIG.
  • the extensions 38 with the stops 76 are formed directly on the distance element 45, which is snapped onto the cage 14 directly via a snap device 82 and fastened thereon.
  • the entire check valve arrangement 7 can then be inserted and positioned as a whole in the interior 3 of the syringe changer 2 during the final assembly of the injection device 1, so that an entire assembly is created.
  • the check valve arrangement only by modifying a part, _. .. ⁇ iel of the cage housing 8 can be adapted to different inner diameters of syringe cylinders 2, so that the check valve arrangement can be produced inexpensively and used at any time in prefabricated syringe cylinders 2 for the production of injection devices 1 which can be used only once.
  • the cage housing 8 is only to produce with different diameters and tolerances, while the cage 14 can be used unchanged either for outside or for syringes with certain amounts of content.
  • a further advantage which in the case of the above-described formation of the injection device is preferred when the cage 14 and the cage housing 8 form a unit, is that the check valve arrangement 7 is suitable for both two-part and three-part units Injection devices can be used.
  • the two-part injection devices in which the piston and piston rod consist of one piece and in which no separate piston ring, which can be detached therefrom, are usually used for the sizes of injection devices between 1.5 ml and 20 ml.
  • the piston ring is then mounted on the piston, for example as a Gu ⁇ imi O-ring.

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Description

Injektionsvorrichtung für Einmalverwendung
Die Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Pa- tentanspruches 1 beschrieben ist.
Es sind bereits verschiedene Injektionsvorrichtungen mit den unterschiedlichsten Einbauteilen und Konstruktionen bekannt, die eine Zerstörung der Injektionsvor¬ richtung nach der ersten Verwendung sicherstellen. Dadurch soll eine Mehrfach- Verwendung der Injektionsvorrichtungen, insbesondere in Ländern mit geringem Hygienebewußtsein und damit die Ansteckung mit seuchenartigen Krankheiten, insbesondere Aids, vermieden werden. So sind derartige Injektionsvorrichtungen unter anderem aus der WO-OS 90/03816 und WO-OS 90/03817 bekannt.
Bei einer anderen bekannten Injektionsvorrichtung - gemäß FR-OS 2 632 190 - ist zur Verhinderu g der Mehrfachverwendung der Injektionsvorrichtung ein Kugel¬ ventil vorgesehen. Diesss Kugelventil ist zwischen dem den Kolben aufnehmen¬ den Innenraum der Injektionsvorrichtung und der Injektionsnadel in einer eigenen Kammer untergebracht und weist einen Käfig auf, der in diese Zwischenkammer eingesetzt wird. Der Käfig ist in Richtung des den Kolben aufnehmenden Innen¬ raums des Spritzenzylinders mit einer Durchströmöffnung versehen, deren Durch¬ messer erheblich kleiner ist als der des als Kugel ausgebildeten Sperrorgans. Auf der der Injektionsnadel zugewandten Stirnseite des Käfigs ist ein Rückhalteglied, im vorliegenden Fal ine elastisch verformbare Scheibe angeordnet, die eine Boh- rung mit einem Innendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Durch¬ messer der Kugel ist. Wird nun nach dem Aufziehen des Injektionsmediums in den Innenraum des Spritzenzylinders dieses Injektionsmedium durch diV _ - tionsnadel ausgedrückt, so wirkt auf das an der elastisch verformbaren a. liegende Sperrorgan der volle Spritzendruck, wodurch aufgrund der großen Ober- lache der das Sperrorgan bildenden Kugel diese unter elastischer Auf weitung der Öffnung der Scheibe durch diese hinausgepreßt wird und in einen daran anschlie¬ ßenden Teil der Zwischenkammer fällt Nach dem Durchtritt der Kugel durch die elastische Scheibe kann nun das Injektionsmedium durch die Öffnung in der ela¬ stischen Scheibe und an der Kugel bzw. dem Sperrorgan vorbei in die Kanüle bzw. die Längsbohrung der Injektionsnadel eintreten und somit injiziert werden. Soll nun mit der Injektionsvorrichtung ein weiteres Injektionsmedium aufgezogen werden, so wird mit dem Kolben im Innenraum des Spritzenzylinders ein Unter¬ druck erzeugt, der aufgrund der großen Fläche der Kugel bzw. des Sperrorgans bewirkt, daß das Sperrorgan nunmehr von Seiten der Injektionsnadel her an die elastisch verformbare Scheibe herangeführt wird und an dieser anliegt und somit einen dichtenden Abschluß bildet Damit ist das weitere Aufziehen eines Injek¬ tionsmediums in den Innenraum des Spritzenzylinders verhindert Sowohl im Be¬ reich des Käfigs als auch im Bereich der Zwischenkammer, die die Kugel nach dem Durchtritt durch die elastische Scheibe aufnimmt, können in Richtung der Längsachse der Injektionsvoπichtung verlaufende Stege bzw. Fortsätze und Vor- Sprünge vorgesehen sein, um ein einwandfreies Vorbeiströmen des Injektionsme¬ diums in den verschiedenen Lage des Sperrorgans beim Aufziehen des Mediums in den Innenraum vor der Benutzung der Injektionsvorrichtung und beim Auspres¬ sen des Injektionsmediums durch die Injektionsnadel sicherzustellen. Bei entspre¬ chend langer Gestaltung jenes Teils des Zwischenraums, der sich zwischen dem Käfig und der Injektionsnadel befindet, kann in Abhängig vom Bewegungsraum des Sperrorgans bzw. der Kugel in Richtung der Längsachse der Injektionsvor¬ richtung ein Aspirieren ermöglicht werden. Nachteilig ist bei dieser Ausbildung, daß eine sichere Funktion der Injektionsvomchtung durch Verwendung einer ela¬ stischen Scheibe nicht gewährleistet ist und für jede Größe eine Injektionsvorrich- tung unterschiedliche Einbauteile benötigt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Injektionsvorrich¬ tung zu schaffen mit der ein Mehrfachgebrauch unmöglich gemacht wird und bei der die Handhabung beim Injizieren von Injektionsmedien in einen Körper gleich ist wie bei den bisher bekannten Injektionsvorrichtungen.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Patentan¬ spruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Der überraschende Vorteil dieser Lö¬ sung liegt vor allem darin, daß durch die sinnvolle Gestaltung des Aufiiahme- raums für das Sperrorgan bzw. des Rückhaltegliedes ein einfaches Entlüften der Injektionsvorrichtung ermöglicht wird, ohne daß die Sperrvorrichtung wirksam wird bzw. die Injektionsvorrichtung zerstört ist und somit der Verlust an Injek¬ tionsmedium für das Entlüften der Injektionsvorrichtung gering gehalten werden kann. Dazu kommt, daß durch die Anordnung eines Käfiggehäuses die Führungs- stege bzw. die Materialwahl entsprechend den Bedürfnissen für die Wirksamkeit der Sperrvorrichtung ausgebildet bzw. gewählt werden können und diese nicht vom Material des Spritzenzylinders der Injektionsvorrichtung abhängig sind. Ein weiterer überraschender Vorteil liegt aber vor allem darin, daß die gesamte Sperr¬ vorrichtung nunmehr im Innenraum des Spritzenzylinders der Injektionsvorrich¬ tung eingebaut werden kann und somit jede handelsübliche Injektionsvorrichtung für die nachträgliche Ausrüstung als einmal verwendbare Injektionsvorrichtung herangezogen werden kann.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Patentanspruch 2, da dadurch unab¬ hängig von den Beanspruchungen der Injektionsvorrichtung während des Trans- portes und unabhängig von dem beim Aufziehen des Injektionsmediums entste¬ henden Unterdruck eine sichere Positionierung des Käfiggehäuses und insbeson¬ dere eine eindeutige Abdichtung zwischen dem Innenraum des Zylinders und der Injektionsnadel gegeben ist
Eine weitere Ausbildung beschreibt Patentanspruch 3, wodurch die erfindungsge¬ mäße Ausbildung bei jeder handelsüblichen Injektionsvorrichtung auch nachträg- ch einbaubar ist, sodaß die Ausbildung als einmal verwendbare Injektionsvor¬ richtung jederzeit unabhängig von der Produktion der Injektionszylinder erfolgen kann.
Von Vorteil ist aber auch eine Weiterbildung nach Patentanspruch 4, wodurch eine Zentrierung des Sperrorgans auf die Öffnung im Rückhalteglied erfolgt und die zur Spreizung bzw. Dehnung des Rückhaltegliedes erforderliche Preßkraft zentral aufgebracht werden kann. Dadurch werden Verklemmungen zwischen dem Sperrorgan und dem Rückhalteglied zuverlässig vermieden.
Eine andere Ausführungsv tiante beschreibt Patentanspruch 5, wodurch die An¬ zahl der Bauteile verringert und eine exakte Positionierung und damit eine gesi¬ cherte Funktionsweise des Rückhaltegliedes ermöglicht wird.
Eine andere Weiterbildung ist im Patentanspruch 6 beschrieben, wodurch in einfa¬ cher Weise der Verformungswiderstand, der durch das Sperrorgan aufgebracht werden muß, um einen Durchtritt desselben durch den Kegelstumpfmantel zu er¬ möglichen, verändert bzw. angepaßt werden kann aber andererseits der Verfor- mung des Kegelstampfmantels von der Verbindungsstelle zwischen demselben und dem Käfig verhindert wird. Bei der Ausführungsvariante nach Patentanspruch 7 ist von Vorteil, daß über die Wahl des Durchmessers des Kopf kreises des Kegelstumpfmantels zusätzlich zu dessen Wandstärke im Bereich des Kopfkreises die für den Durchtritt des Sperror- gans erforderliche Kraft einfach verändert werden kann.
Eine andere Weiterbildung ist im Patentanspruch 8 beschrieben, wodurch mit ei¬ ner Ausdehnung des Kegelstumpfmantels in eine in etwa parallel zur Innenwan¬ dung des Spritzenzylinders verlaufende Lage das Auslangen gefunden werden kann und dadurch die Funktion eventuell beeinträchtigende Überdehnungen des Kegelstumpfmantels vermieden werden.
Vorteilhaft ist auch die Ausbildung nach Patentanspruch 9, da die Ausbildung der Stirnfläche zu einer Stauchung des Kegelstumpfes führt, die aufgrund des Ein- wärtsknickens des Kegelstumpfmantels mit zunehmender Druckbelastung von Seiten des Aufnahmeraums, also bei einer versuchten Druckbefüllung der Injek¬ tionsvorrichtung über die Injektionsnadel der Verformungswiderstand des Kegel- sπimpfmantels immer größer wird.
Die Weiterbildung nach Patentanspruch 10 gestattet bei einem hohen Widerstand gegen die Verformung durch das Sperrorgan gleichzeitig auch eine exakte und zu¬ verlässige Abdichtung zwischen dem Kegelstumpfmantel und dem Sperrorgan, sodaß eine ungewollte Mehrmalsbefüllung der Injektionsvorrichtung auch mit un¬ ter Druck stehenden Injektionsmedium zuverlässig verhindert ist
Mit einer weiteren vorteilhaften Ausbildung nach Patentanspruch 11 wird auch bei der Verabreichung von Injektionsmedium in Art von Suspensionen oder Impfstof¬ fen, die eine hohe Viskosität und oder einen hohen Anteil an Schwebkörpern auf¬ weisen, eine Verabreichung bzw. ein Auspressen des Injektionsmediums mit den bei herkömmlichen Injektionsvorrichtungen üblicher Weise zum Auspressen von ijektionsmedium benötigten Kräften erreicht, ohne daß die Funktion der Sperr¬ ventilanordnung nachteilig beeinflußt wird, da trotzdem noch eine ausreichende Führung des Sperrorgans sichergestellt ist Dazu kommt, daß vor allem am Beginn des Auspressens des Injektionsmediums die benötigte Kraft die normmäßig vorge- schriebenen Grenzkräfte nicht übersteigt, da die Haftfläche zwischen dem Sperr¬ organ und den dieses umgebenden Teilen des Käfiggehäuses verringert ist und auch die Haftkraft, die durch die Suspension bzw. das Injektionsmedium zwischen dem Käfiggehäuse und dem Käfig bzw. dem Sperrorgan erzeugt wird, gering ist.
Durch die weitere Ausgestaltung nach Patentanspruch 12 wird auch nach dem Durchtritt des Sperrorgans in den Aufnahmeraum eine Durchleitung des Injek¬ tionsmediums in den Eintrittskanal bzw. die Injektionsnadel vor allem auch bei dickflüssigen Suspensionen oder Impfstoffen sichergestellt.
Vorteilhaft ist weiters die Ausbildung nach Patentanspruch 13, da dadurch ohne einen zusätzlichen Bauteil bzw. ohne Veränderung an der Injektionsvorrichtung bzw. deren Innenraum günstige Strömungsverhältnisse für das Injektionsmedium zwischen dem Innenraum und der Injektionsnadel erhalten werden.
Eine rasche Anpassung der Querkanäle an die Abgabe unterschiedlicher Injek- tionsmedien kann durch die Ausbildung nach Patentanspruch 14 erreicht werden.
Dabei ist es möglich, das Distanzelement gemäß Patentanspruch 15 auszubilden.
Die Ausbildung nach Patentanspruch 16 ermöglicht den Einsatz der Sperrventilan- Ordnung in jedem herkömmlichen Spritzenzylinder.
Vorteilhaft ist bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 17, daß dadurch trotz des wahlweisen Einsatzes unterschiedlicher Distanzelemente gemeinsam mit dem Käfig bzw. Käfiggehäuse die Sperrvorrichtung eine eigene, vollständige Bauein- heit bildet, die insgesamt einfach montiert werden kann.
Durch die Ausbildung nach Patentanspruch 18 wird eine exakte Führung des Sperrorgans und damit eine sichere Funktion der Sperrventilanordnung erzielt.
Von Vorteil ist bei der Ausbildung nach Patentanspruch 19, daß durch die Schaf¬ fung eines Zwischenraums zwischen dem Sperrorgan und dem Kegelstumpfman¬ tel ein Entlüftungsweg geschaffen wird, über den die im Innenraum bzw. im In¬ jektionsmedium eventuell enthaltene Luft vor Betätigung der Injektionsvorrich¬ tung ausgeblasen werden kann, ohne daß dabei bereits das Medium bzw. das In- jektionsmedium austritt bzw. die Injektionsvorrichtung durch Hindurchdrücken des Sperrorgans durch das Rückhalteglied aktiviert wird. Bei der Ausbildung nach Patentanspruch 20 wird auch bei der Anlage des Sperror¬ gans an dem Kegelstumpf mantel über längere Lagerdauer vor der Benutzung der Injektionsvorrichtung sichergestellt, daß aufgrund der geringeren Berührungsflä¬ che zwischen diesen beiden Teilen kein plastisches Anhaften stattfinden kann bzw. die mit dem Kolben ausübbare Druckkraft, die über das Injektionsmedium auf das Sperrorgan übertragen werden kann sicherlich ausreicht, um auch nach längerer Lagerdauer der Injektionsvorrichtung eine einwandfreie Funktion zu ge¬ währleisten.
Bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 21 ist sichergestellt, daß bei beliebiger Lage des Sperrorgans ein entsprechender Durchtrittsschlitz für die auszublasende Luft freibleibt
Durch die Wahl der Höhe der Vorsprünge nach Patentanspruch 22 ist es möglich, auf die Viskosität des mit der Injektionsvorrichtang zu verabreichenden Injek¬ tionsmediums abzustimmen, ohne daß dadurch die Betätigungskräfte das für den Benutzer von anderen Injektionsvorrichtungen bekannte Maß übersteigen.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung nach Patentanspruch 23, da dadurch auch bei an der Stirnwand anliegendem Sperrorgan ein Hindurchströmen des Injektionsme¬ diums sowohl in Richtung des Kolbens, als auch in Richtung der Injektionsnadel in jedem Fall sichergestellt ist
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 24 wird erreicht daß unabhängig von der Stellung des Sperrorgans in der Aufhahmekammer auch zähflüssige Injek¬ tionsmedien mit höherer Viskosität bzw. mit entsprechend großen Schwebstoffen, wie beispielsweise Impfstoffen oder dgL in den Innenraum aufgesaugt und aus dem Innenraum ausgepreßt werden können.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Patentanspruch 25, da dadurch die Vormontage der Sperrventilanordnung völlig unabhängig von der Produktion des Spritzenzylinders bzw. der anderen Bauteile einer Injektionsvorrichtang erfolgen kann.
Weiterhin ist die Ausgestaltung nach Patentanspruch 26 vorteilhaft, da dadurch Leckverluste in der Injektionsvorrichtung vermieden werden.
Eine einfache Montage wird durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 27 er¬ zielt.
Vorteilhaft ist die Ausgestaltung nach Patentanspruch 28, da dadurch kostengüns¬ tige Produktionsverfahren für die Herstellung derartiger Massenteile verwendet werden können.
Der Vorteil der Ausbildung nach Patentanspruch 29 liegt darin, daß nur durch Än¬ derung eines Teils beispielsweise des Käfiggehäuses eine rasche Anpassung an die unterschiedlichen Innendurchmesser eines Innenraums bei unterschiedlichen Injektionsvorrichtungen möglich ist.
Durch die Ausgestaltung des Sperrorgans nach Patentanspruch 30 wird ermög¬ licht, daß dieses nicht sofort auf eine Betätigung der Injektionsvorrichtung reagiert und dadurch eine Zeitverzögerung eintritt bis das Sperrorgan an dem Rückhalte¬ glied anliegt Diese Zeitspanne kann dazu benutzt werden, um die im Innenraum des Spritzenzylinders vorhandene Luft über die Injektionsnadel abzuführen.
Eine unerwünschte Fehlbetätigung der Sperrventilanordnung kann durch die Aus¬ gestaltung nach Patentanspruch 31 verhindert werden.
Bei einer Ausführungsform nach Patentanspruch 32 ist vorteilhaft daß erst beim Auspressen des Injektionsmediums aus dem Innenraum der Injektionsvorrichtang die Auslösung der Sperrventilanordnung erfolgt
Vorteilhaft ist bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 33, daß eine Fehlauslö¬ sung der Sperrventilanordnung ohne daß das Injektionsmedium im Innenraum der Injektionsvorrichtung ist vermieden wird.
Vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Patentanspruch 34, da dadurch auch ein DruckbefüUen der Injektionsvorrichtung nach einer bereits erfolgten Verwendung zuverlässig verhindert ist.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 35 wird weiters ermöglicht daß der auf den Kegelstumpfmantel ausgeübte Druck des Injektionsmediums zu einer wei¬ teren Verengung der Durchtrittsöfrhung durch den Kegelstumpfmantel führt so- daß auch bei hohen Drücken zuverlässige eine Wiederbefüllung der Injektionsvor¬ richtung nach einmaliger Verwendung verhindert ist
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 36 ist sichergestellt daß der Medi¬ kamentenverlust gering gehalten wird und überdies wird eine mißbräuchliche Ver¬ wendung der im Todvolumen verbleibenden Medikamentenmenge zuverlässig ausgeschaltet
Bei der Ausbildung nach Patentanspruch 37 wird erreicht, daß trotz der Anord¬ nung von Spalten bzw. einem Durchtrittsquerschnitt zum Entlüften des Innen¬ raums kein Lijektionsmedium durch das Rückhalteglied hindurchtreten kann, be¬ vor nicht das Sperrorgan das Rückhalteglied passiert hat,
Es ist aber auch eine Ausführung nach Patentanspruch 38 vorteilhaft, weil dadurch gewährleistet ist, daß bei jeglicher Art des Gebrauches die Sperrventilanordnung in Funktion tritt und damit ein mehrmaliger Gebrauch wirkungsvoll verhindert wird.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 39 wird auch bei den zulässigen Prüfdrücken, die aufgebracht werden können, um eine Injektionsvorrichtung mit unter Druck stehendem Injektionsmedium zu füllen, sicher der Eintritt von Injek¬ tionsmedium in den Innenraum verhindert wird.
Schließlich ist die Ausgestaltung nach Patentanspruch 40 und 41 noch von Vor¬ teil, da dadurch die jeweiligen normmäßig vorgeschriebenen Grenzwerte für die Beanspruchung der einzelnen Teilen der Injektionsvorrichtung auch bei Verwen¬ dung der Sperrventilanordnung eingehalten werden können.
Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 42 ermöglicht eine hohe Sicherheit gegen die Wiederverwendbarkeit der Injektionsvorrichtung, da bei dem Versuch den Kolben aus dem Innenraum des Injektionszylinders herauszuziehen, die Kolben¬ stange vom Kolben im Bereich des Sollbruchzapfens bricht und damit die Injek- tionsvoπichtung total zerstört ist Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Injektionsvorrichtung in Seitenan¬ sicht und vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 einen Teil der Injektionsvorrichtang nach FigJ in Seitenansicht ge- schnitten und vergrößertem Maßstab, in einer Stellung des Sperror¬ gans zum Aufziehen eines Injektionsmediums in den Innenraum des du--.-- Spritzenzylinders;
Fig. 3 die Injektionsvorrichtang nach Fig.1 in der Stellung des Sperrorgans zum Entlüften des im Innenraum des Spritzenzylinders vorrätigen In¬ jektionsmediums;
Fig. 4 die Injektionsvorrichtang nach Fig.2 und 3 während des Auspressens des Injektionsmediums durch die Injektionsnadel;
Fig. 5 die Injektionsvorrichtung nach den Fig.2 bis 4 beim Versuch ein wei¬ teres Injektionsmedium in den Innenraum des Spritzenzylinders nach dem Auspressen des ursprünglichen Injektionsmediums aufzuziehen;
Fig. 6 die Injektionsvorrichtang in Stirnansicht geschnitten, gemäß den Li¬ nien VI- VI in Fig.2;
Fig. 7 die Injektionsvorrichtang in Stirnansicht geschnitten gemäß den Li¬ nien Vπ-VH in Fig.2;
F ., 8 den Spritzenzylinder in Stirnansicht geschnitten gemäß den Linien Vπi-Vπi in Fig.3 mit dem zwischen dem Sperrorgan und dem Sprit¬ zenzylinder angeordneten Distanzelement in Draufsicht;
Fig. 9 Injektionsvorrichtung in Stirnansicht geschnitten gemäß den Linien DC-D in Fig.4; Fig. 10 eine Ausführungsvariante des Distanzelementes in Draufsicht;
Fig. 11 einen Teil einer anderen Ausführungsvariante einer Injektionsvorrich¬ tung in Seitenansicht geschnitten, mit einem speziell ausgebildeten Käfig für das Sperrorgan und einer Ausführungsvariante für die Aus¬ bildung des Sperrorgans;
Fig. 12 eine andere Ausführungsvariante eines Teiles einer erfindungsgemä- ßen Injektionsvorrichtung in Seitenansicht geschnitten.
In FigJ ist eine Injektionsvorrichtung 1 gezeigt die einen Spritzenzylinder 2 und einen in einem Innenraum 3 desselben verfahrbaren Kolben 4, der mit einer Kok benstange 5 betätigbar ist, aufweist In einem einer Injektionsnadel 6 zugewandten Auslaßbereich des Spritzenzylinders 2 ist eine schematisch eingezeichnete Sperr¬ ventilanordnung 7 vorgesehen. Mit dieser Sperrventilanordnung 7 soll eine Mehr¬ fachverwendung der Injektionsvorrichtung 1 verhindert werden. Darunter ist zu verstehen, daß nach einem ersten Aufziehen eines Injektionsmediums in eine bei¬ spielsweise leer gelieferte Injektionsvorrichtung 1 und deren Auspressen im Zuge eines Injektionsvorgangs kein weiteres ünjektionsmedium mehr in den Innenraum 3 der Injektionsvorrichtang 1 aufgesaugt werden kann.
Durch diese Verhinderung der Mehrfachverwendung soll vor allem eine Infizie- rung mit ansteckenden Krankheiten, vor allem Aids, bei Impfungen oder bei Ab- gäbe von Dauermedikamenten, wie beispielsweise Insulin, verhindert werden.
Diese Sperrventilanordnung 7, die im nachfolgenden anhand einer Injektionsvor¬ richtung 1 beschrieben wird, bei der in bevorzugter Weise der Spritzenzylinder 2 aus Kunststoff besteht kann natürlich auch bei Injektionsvorrichtungen 1 mit Spritzenzylindern 2 aus Glas eingesetzt werden.
Dabei ist es aber auch möglich, den Spritzenzylinder 2 mit einer Kupplungsvor¬ richtung für beliebig aufsteckbare Injektionsnadeln, beispielsweise mit einem Luer-Konus zu versehen und die Injektionsnadeln 6, die in einer Schutzhülle an- geordnet sein können, erst urirnittelbar vor Verwendung der Injektionsvorrichtung 1 aufzustecken. Andererseits ist es selbstverständlich auch möglich, daß die Injek- tionsnadel 6 direkt mit dem Spritzenzylinder 2 verbunden, z.B. eingeklebt, einge¬ spritzt oder eingegossen ist
In den Fig.2 bis 9 ist der Bereich der Injektionsvorrichtung 1, in welchem die Sperrventilanordnung 7 angeordnet ist in größerem Maßstab dargestellt. Aus die¬ ser Darstellung ist zu ersehen, daß die Sperrventilanordnung 7 ein Käfiggehäuse 8 mit einer Stirnwand 9 und einen zylindrischen Fortsatz 10 umfaßt In der Stirn¬ wand 9 des Käfiggehäuses 8 ist eine Durchströmöffnung 11 vorgesehen, über de¬ ren Umfang verteilt Durchströmkanäle 12 angeordnet sind. In einer Ausnehmung 13, die durch den zylindrischen Fortsatz 10 des Käfiggehäuses 8 gebildet wird, ist ein Käfig 14 eingesetzt und beispielsweise über einen Klemmsitz im Käfiggehäu¬ se 8 gehaltert Dazu ist es möglich, daß die Ausnehmung 13 von der Stirnwand 9 sich in Richtung der Injektionsnadel 6 konisch erweiternd ausgebildet ist, woge¬ gen der Außenmantel des Käfigs 14 als sich in Richtung der Stirnwand 9 verjün- gender Kegelstampf ausgebildet sein kann. Bei entsprechender Wahl des Kegel¬ winkels kann damit ein selbsthemmender Kegel erreicht werden. Selbstverständ¬ lich ist es aber auch möglich, daß, wie mit strichlierten Linien angedeutet, die Verbindung zwischen dem Käfig 14 und dem Käfiggehäuse 8 über eine Kleber¬ schicht 15 erfolgt
Das Käfiggehäuse 8 ist im Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2, in welchem sich auch der Kolben 4 bewegt, in dem der Injektionsnadel 6 zugewandten Endbereich angeordnet Das Käfiggehäuse 8 kann dabei mit einer gewissen Übergröße gegen¬ über dem Durchmesser des Innenraums 3 des Spritzenzylinders 2 hergestellt sein, sC -aß nach dem Einpressen des Käfiggehäuses 8 in den Innenraum dieses in der Position verbleibt und gleichzeitig eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 und der Injektionsnadel 6 darstellt Zur Lage¬ fixierung der Sperrventilanordnung 7 bzw. des Käfiggehäuses 8 können Stützan¬ schläge 16 vorgesehen sein. Diese Stützanschläge 16 können durch entsprechende Noppen, die im Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 angeordnet sind, gebildet sein. Es ist aber auch möglich, einen umlaufenden Stüt- ng als St! ~anschlag 16 zu verwenden. Bei aus Kunststoff bestehenden Spritz /lindern . empfiehlt es sich gegebenenfalls auch, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel angedeutet, die Stützanschläge 16 durch Heißeinprägungen im Bereich der Wandung des Spritzenzylinders 2 vorzunehmen. Damit kann das Käfiggehäuse ? nach dem Ein¬ setzen in den Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 lagefixiert werden. Der in die Ausnehmung 13 des Käfiggehäuses 8 eingesetzte Käfig 14 ist mittels eines Rückhaltegliedes 17 in eine Aufnahmekammer 18 und einen Aufnahmeraum 19 unterteilt Dieses Rückhalteglied 17 wird im vorHegenden Ausführungsbeispiel durch einen Kegelstampfmantel 20 gebildet Dieser Kegelstumpfmantel 20 ist über eine Innenfläche 21 des zylinderförmigen Käfigs 14 vorspringend an dieser angeformt In der durch das Rückhalteglied 17 abgetrennten Aufhahmekammer 18 des Käfigs 14 ist zwischen dem Kegelstumpfmantel 20 und der Stirnwand 9 des . Käfiggehäuses 8 ein durch eine Kugel 22 gebildetes Sperrorgan 23 angeordnet.
Ein Durchmesser 24 der Kugel 22 ist kleiner als ein Durchmesser 25 eines Hüll¬ kreises, an dem die einer Längsachse 26 der Injektionsvorrichtang 1 zugewandten Vorderseiten von Führungsstegen 27 in der Aufnahmekammer 18 anliegen und zwischen welchen Durchflußkanäle 28 angeordnet sind. Der Durchmesser 24 der Kugel 22 ist jedoch größer als ein Durchmesser 29 eines in einer zur Längsachse 26 senkrechten Ebene 30 angeordneten Kopfkreises, des als Kegelstumpfmantel 20 ausgebildeten Rückhaltegliedes 17. Ein in einer zur Ebene 30 parallelen weiter¬ en Ebene 31 angeordneter Fußkreis des Kegelstumpfmantels 20 weist zumindest einen Durchmesser 25, wie der innenliegende Hüllkreis der Führungsstege 27 auf.
Um zu verhindern, daß die Kugel 22 dichtend an dem Rückhalteglied 17 bzw. dem Kegelstumpfmantel 20 anliegt ist es als vorteilhafte Weiterbildung möglich auf der Innenfläche desselben zumindest einen Vorsprung 32 anzuordnen. Die An¬ ordnung des in vollen Linien gezeichneten oder den möglichen zusätzlichen strichliert gezeichneten Vorsprünge 32 ist am besten aus der Darstellung in Fig.9 zu entnehmen. Durch diesen Vorsprang 32 bzw. die Vorsprünge 32 wird die Ku¬ gel 22 im Abstand vom Kegelstampf mantel 20 gehalten, sodaß zumindest im In¬ jektionsmedium 33 eingeschlossene Luftblasen 34 zwischen dem Kegelstampf¬ mantel 20 und der Kugel 22 hindurchtreten können, wie dies am besten aus der Darstellung in Fig.3 zu ersehen ist Dabei ist zu berücksichtigen, daß eine Spalt- breite bzw. eine Querschnittsfläche von Durchtrittsöffnungen zwischen dem Ke¬ gelstumpfmantel 20 und dem Sperrorgan 23 bzw. der Kugel 22 so gering bemes¬ sen werden, daß bei der jeweils bekannten Viskosität des Injektionsmediums 33 die Durchtrittsgeschwindigkeit null ist, d.h. daß die Spaltreibungsverluste so hoch sind, daß das Injektionsmedium 33 nicht hindurchtreten kann, sondern lediglich die Luft aus dem Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 abströmen kann. Dadurch kann gleichzeitig auch sichergestellt werden, daß bei geringen Vorschubgeschwin¬ digkeiten in der Größenordnung von wenigen mm/min das Injektionsmedium 33 ohne daß die Kugel 22 bzw. das Sperrorgan 23 aktiviert wird bzw. durch das Rückhalteglied 17 hindurchgedrückt wird in die Injektionsnadel 6 ausgepreßt wer- den kann. Gleichzeitig wird dadurch aber auch sichergestellt, daß bei den üblichen Geschwindigkeiten des Kolbens 4 zum Injizieren eines Injektionsmediums 33 in den Körper eines Patienten von in der Größenordnung 100 mm/min bei den für die Betätigung derartiger Injektionsvorrichtungen 1 vorgesehenen auf den Kolben 4 einwirkenden Vorschubkräften in der Größenordnung zwischen 2,5N und ION eine einwandfreie Betätigung des Speπorgans 23 zum Durchtreten von der Auf¬ nahmekammer 18 in den Aufnahmeraum 19 erreicht wird. Gleichzeitig wird da¬ durch aber auch sichergestellt, daß bei dieser entsprechenden Auslegung des Rückhaltegliedes 17 kein so hoher Luftdruck im Innenraum 3 unabhängig vom Vorhandensein eines Injektionsmediums 33 aufgebaut werden kann, daß alleine durch den Luftdruck das Sperrorgan 23 bzw. die Kugel 22 durch das Rückhalte¬ glied 17 von der Aufnahmekammer 18 in den Aufnahmeraum 19 hindurchge¬ drückt und damit die Injektionsvorrichtang 1 beispielsweise vor der erstmaligen Verwendung bereits unbrauchbar gemacht werden kann.
In Fig. 3 ist weiters auch gezeigt daß diese Vorsprünge 32 um eine Höhe 35 über einen Innenmantel 36 des Kegelstampfmantels 20 vorragen. Die Höhe 35 kann zwischen 5 μm und 500 μm betragen. Selbstverständlich ist es auch möglich, an¬ stelle der noppenförmigen Vorsprünge 32 parallel zur Längsachse 26 verlaufende Längsrippen, Wülste oder dgl. zu verwenden. Wesentlich ist daß in Richtung der Längsachse 26 ein Durchtritt zumindest von Luft möglich ist, um zu verhindern, daß bei dem Entlüften des Injektionsmediums 33 die Sperrventilanordnung 7 akti¬ viert wird und die Kugel 22 aus der Aufnahmekammer 18 in den Auf nahmeraum 19 durchgedrückt wird.
In dem Aufnahmeraum 19 sind, wie in Fig.4 näher gezeigt, über den Umfang ver¬ teilt, mehrere über eine innere Oberfläche 37 vorspringende Fortsätze 38 angeord¬ net Diese Fortsätze 38 ragen in Richtung der Längsachse 26 über die in einem Durchmesser 39 angeordnete Oberfläche 37 vor. Eine Höhe 40 dieser Fortsätze 38 ist derart bemessen, daß eine Distanz zwischen den in radialer Richtung gegen- überliegenden Fortsätzen 38 größer ist als der Durchmesser 24 der Kugel 22. Da¬ mit ist die Kugel 22 auch im Aufnahmeraum 19 annähernd zentriert geführt, und es wird gleichzeitig durch die zwischen den Fortsätzen 38 ausgebildeten Strö¬ mungskanäle 41 ein einwandfreier Durchtritt des Injektionsmediums 33 vorbei an der Kugel 22 ermöglicht Vor allem ist durch die Anordnung der Fortsätze 38 und der zwischen diesen angeordneten Strömungskanäle 41 nunmehr die Möglichkeit eröffnet daß derartige ei-αmalverwendbare Injektionsvorrichtungen 1 auch für das Verabreichen von Suspensionen, wie vor allem Impfstoffen verwendet werden kann, da trotz der teilweise sehr hohen Viskosität und dem Anteil von Schweb¬ stoffen in der Größenordnung zwischen 3 μm und 50 μm an dem Sperrorgan 23 bzw. der Kugel 22 ohne erhebliche Erhöhung der zum Auspressen des Injektions- mediums 33 benötigten Vorschubkraft am Kolben 4 ermöglicht wird. Vor allem wird dadurch auch in jenen Bereichen, in welchen das Injektionsmedium 33 um das Sperrorgan 23 herumströmen muß, ein Durchtrittsquerschnitt für das Injek¬ tionsmedium 33 freigehalten, der trotz der hohen Viskosität von verschiedenen In¬ jektionsmedien 33 ein Beibehalten einer ausreichenden Durchströmungsgeschwin- digkeit ermöglicht Damit wird aber auch gleichzeitig verhindert, daß bei Benut¬ zung der Injektionsvorrichtang 1 unabhängig von dem verwendeten Injektionsme¬ dium 33 für den Benutzer rein gefühlsmäßig kein Unterschied bei der Betätigung der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung 1 zu der Betätigung einer herkömm¬ lichen Injektionsvorrichtang 1 ohne Sperrventilanordnung feststellbar ist
Um zu verhindern, daß die Kugel 22 bei ihrer Anlage an einem Eintrittskanal 42, der zu einer Längsbohrung 43 in der Injektionsnadel 6 führt, den Zutritt des Injek¬ tionsmediums 33 zu dieser Längsbohrung 43 unterbricht ist zwischen einer Stirn¬ wand 44 des Innenraums 3 des Spritzenzylinders 2 bzw. der Injektionsvorrichtang 1 ein Distanzelement 45 angeordnet Dieses Distanzelement 45 ist, wie insbeson¬ dere der Darstellung in Fig.8 besser zu entnehmen ist mit radialen Querkanälen 46 ausgestattet Selbst wenn die Kugel 22 nunmehr im Bereich einer zentralen Durchtrittsöffnung 47 des Distanzelementes 45 anliegt kann das Injektionsme¬ dium 33 über die Querkanäle 46 in den Eintrittskanal 42 und in der Folge in die Längsbohrung 43 der Injektionsnadel 6 einfließen.
Bevorzugt ist die Höhe 40 so gewählt, daß sie größer ist, als die maximale Abmes¬ sung von im Injektionsmedium 33 enthaltenen Schwebstoffen und beträgt vor¬ zugsweise zwischen 5 um und 500 μm. Falls die Sperrventilanordnung 7 für Injek- tionsvorrichtungen 1 mit großem Volumen, z.B.20 ml und mehr verwendet wird, ist es selbstverständlich auch möglich, die Höhe 40 dieser Fortsätze 38 größer aus- zulegen.
Wie weiters besser aus Fig.4 zu ersehen ist, weist der Kegelstumpfmantel 20 eine im Bereich des in der Ebene 30 angeordneten Kopfkreises befindliche Stirnfläche 48 auf. Diese ist als ein sich in Richtung des in der Ebene 31 angeordneten Fu߬ kreises des Kegelstampfmantels 20 verjüngender Kegelmantel eines Kegelstampf¬ teils 49 ausgebildet.
Ein Kegelwinkel 50 des Kegelstampfteils 49 entspricht dabei bevorzugt dem dop- pelten Winkel zwischen einer im Berührungspunkt des Sperrorgans 23 bzw. der Kugel 22 mit der Stirnfläche 48 angelegten Tangente 51 und der Längsachse 26. Dies ermöglicht, daß sich die Kugel 22, insbesondere bei dem Versuch, nach dem erstmaligen Gebrauch erneut ein Injektionsmedium 33 in den Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 aufzuziehen, dichtend an die Stirnfläche 48 des Kegelstampf- teils 49 anlegen kann und eine betriebssichere Luftdichtheit der Sperrventilanord¬ nung 7 erzielt wird, wie dies in Fig.5 am besten zu ersehen ist.
Diese einwandfreie luftdichte Abdichtung wird vor allem auch dadurch erreicht, daß das Rückhalteglied 17 als Kegelstumpf man tel 20 ausgebildet ist und somit höhere Vakuumkräfte von Seiten des Innenraums 3 des Spritzenzylinders 2 her zu einer weiteren Verengung des Kegelstampfes führen würden und damit zuverläs¬ sig ein unerwünschter Durchtritt des Sperrorgans 23 bzw. der Kugel 22 in die Aufnahmekammer 18 verhindert wird.
Um einerseits dieses Zurückhalten des Sperrorgans 23 bzw. der Kugel 22 sicher¬ zustellen und andererseits den Durchtritt der Kugel 22 beim erstmaligen Auspres¬ sen eines Injektionsmediums 33 aus dem Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 in Richtung der Längsbohrung 43 der Injektionsnadel 6 zu ermöglichen, ist eine Wandstärke 52 des Kegelstumpfmantels 20 im Bereich des in der Ebene 31 be- findlichen Fußkreises geringer, als eine Wandstärke 53 im Bereich des in der Ebe¬ ne 30 angeordneten Kopfkreises.
Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß der Durchmesser 39 des Aufnahmeraums 19 zumindest im Bereich des Kegelstampfmantels 20 um die doppelte Wandstärke 53 im Bereich des in der Ebene 30 angeordneten Kopfkreises größer ist als der Durchmesser 24 der Kugel 22 bzw. des Sperrorgans 23. Dementsprechend sind auch die Fortsätze 38 in einem Abstand 54 von dem in der Ebene 31 angeordneten Fußkreis des Kegelstumpfmantels 20 anzuordnen, der zumindest einer Höhe 55 des Kegektumpfrnantels 20 in verformtem bzw. gestrecktem Zustand entspricht. Dieser Abstand 54 kann nur dann kleiner gewählt werden, wenn die Höhe 40 der Fortsätze 38 so gering ist daß zwischen deren innerem Hüllkreis und dem Außen¬ umfang der Kugel 22 zumindest eine Distanz in Größe der Wandstärke 53 ver¬ bleibt Nur dann ist eine Blockierung des Sperrorgans 23 bzw. der Kugel 22 beim Durchtritt von der Aufhahmekammer 18 in den Aufnahmeraum 19 zuverlässig verhindert
Wie bereits zuvor beschrieben, ist die Sperrventilanordnung 7 über das Käfigge¬ häuse 8 in den Innenraum 3 der Injektionsvorrichtung 1 eingesetzt Zur exakten Positionierung und ordnungsgemäßen Abdichtung liegt dabei eine Außenfläche 56 des Käfiggehäuses 8 an einer Innenfläche 57 des Spritzenzylinders 2 spielfrei an bzw. weist einen leichten Preßsitz auf, sodaß eine einwandfreie Abdichtung gege¬ ben ist. Eine Stirnfläche 58 der Sperrventilanordnung 7 stützt sich über die Stirn¬ wand 44 des Innenraums 3 des Spritzenzylinders 2 direkt oder wie in den vorlie¬ genden Ausfuhrungsbeispielen, über ein Distanzelement 45 ab. Dadurch ist eine exakte und ausreichende Abdichtung zwischen dem Eintrittskanal 42 und dem In- nenraum 3 der Injektionsvorrichtung 1 gegeben.
Vorteilhaft für die sichere Funktion der Sperrventilanordnung 7 ist es aber aüδh; wenn z.B. eine Oberflächenrauhigkeit des Sperrorgans (23) bzw. der Kugel (22) und des Rückhaltegliedes (17) gleich oder größer 10 u ist Es kann aber statt dessen oder zusätzlich eine Verformungskraft des Rückhaltegliedes (17) bei einer über das Sperrorgan (23) bzw. die Kugel (22) auf dieses ausgeübten in Richtung des Kolbens (4) gerichteten Druckkraft größer sein, als 0,2 bar bis 6 bar Über¬ druck, bevorzugt 1,5 bar Überdruck. Dadurch kann aber auch eπeicht werden, daß bei einem Druck des Mediums von 0,3 rnPa in der Injektionsnadel (6) bzw. in der Längsbohrung (43) und dem Aufnahmeraum (19) die Rückhaltekraft des
Rückhaltegliedes (17) für das im Aufnahmeraum (19) befindliche Speπorgan (23) größer ist als die mit dem Speπorgan (23) auf das Rückhalteglied (17) ausgeübte Druckkraft.
Die Funktion bei Verwendung der einmal verwendbaren, erfindungsgemäßen In¬ jektionsvorrichtung 1 ist nun folgender Maßen: Die Injektionsvorrichtang 1 wird üblicher Weise in einem Zustand geliefert, wie er in Fig.1 gezeigt ist, bei welchem der Kolben 4, insbesondere dessen Druckflä¬ che 59 an einer im wesentlichen kongruent ausgebildeten Stirnseite 60 der Speπ- ventilanordnung 7 anliegt Das Speπorgan 23 befindet sich, wie in dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt in der Aufnahmekammer 18. Wird nun der Kolben 4 aus der in FigJ in strichpunktierten Linien angedeuteten Ausgangs¬ stellung mit der Kolbenstange 5 in Richtung eines Pfeils 61, also von der Injek¬ tionsnadel 6 wegbewegt so kann ein Injektionsmedium 33 durch den dabei entste- henden Unterdruck aus einem Innenraum 62 eines Voπatsbehälters 63, der mit ei¬ nem Silikonpfropfen 64 bzw. einem Weichgummipfropfen, der mit der Injektions¬ nadel 6 durchstochen ist herausgesaugt werden und fließt wie durch Pfeile 65, 66 und 67 angedeutet, durch die Injektionsnadel 6 über den Eintrittskanal 42 in den Aufnahmeraum 19. Gemäß Pfeil 66 fließt das Injektionsmedium 33 dann vom Aufnahmeraum 19 durch die Öffnung im Rückhalteglied 17 durch die Durchflu߬ kanäle 28 am Speπorgan 23 vorbei in die Aufnahmekammer 18. Gemäß dem Pfeil 67 wird das Injektionsmedium 33 durch den mit dem Kolben 4 erzeugten Unter¬ druck dann an der dem Kolben 4 zugewandten Rückseite des Speπorgans 23 bzw. der Kugel 22 durch die 12 bzw. die Durchstiömöffnung 11 in den Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 eingesaugt
Der Kolben 4 wird dann so lange zurückbewegt, bis das notwendige Füllvolumen an Injektionsmedium 33 in die Injektionsvorrichtang 1 aufgesaugt ist. Dieser Hub ist üblicher Weise durch Anschläge 68 - siehe Fig.5 und 11, die über die Innenflä- ehe 57 voπagen und zumindest dem Kolben 4 im Bereich des umlaufenden Kol¬ benringes, insbesondere eines O-Ringes 69 zurückhalten. Es ist aber ebenso mög¬ lich, daß der Anschlag 68 direkt mit dem Kolbenkörper 70 zusammenwirkt und dazu entsprechend weit zwischen die meist um 90 Grad zueinander versetzten Ste¬ ge 71 und 72 der Kolbenstange 5 eingreift
Um das im Innenraum 3 nun enthaltene Injektionsmedium 33 auszupressen, ist üblicher Weise eine Vorbereitung desselben insofern notwendig, als die beim Auf¬ ziehen gegebenenfalls mitangesaugte Luft, welche schematisch, insbesondere in Fig.3 durch Luftblasen 34 dargestellt ist aus dem Innenraum 3 verdrängt werden muß. Dazu wird nun die Injektionsvorrichtang 1 mit ihrer Injektionsnadel 6 schräg nach oben gehalten und durch leichten Druck auf den Kolben 4 über die Kolben- stange 5 der Innenraum 3 entlüftet Dies ist nunmehr möglich, da das Speπorgan 23, nämlich die Kugel 22 nicht dichtend am Rückhalteglied 17 anliegt sondern über die Vorsprünge 32 in Distanz von dem Rückhalteglied 17 gehalten ist, sodaß die Luftblasen 34 durch den Zwischenraum zwischen diesen einzelnen Vorsprün- gen 32, die, wie insbesondere die Draufsicht in Fig.9 zeigt, über den Umfang des Rückhaltegliedes 17 verteilt angeordnet sind. Ist nun die Luft aus dem Innenraum 3 entfernt und steht luftfreies Injektionsmedium 33 am Auslaß der Injektionsnadel 6 an, ist die Injektionsvorrichtung 1 bereit zum Injizieren des Injektionsmediums 33. Dazu wird die Injektionsnadel 6 nunmehr in den Körper des Patienten einge- stachen und daraufhin mit entsprechend hoher Kraft der Kolben 4 über die Kol¬ benstange 5 entgegen dem Pfeil 61 in Richtung der Injektionsnadel 6 bewegt Aufgrund des mit dem Kolben 4 ausgeübten Flächendruckes wird nun das Speπ¬ organ 23 bzw. die Kugel 22 mit hoher Kraft gegen das Rückhalteglied 17 ge¬ drückt Dadurch, daß in den schmalen Schlitzen zwischen den Vorsprüngen 32 und dem Sperrorgan 23 bzw. der Kugel 22 nicht genug Injektionsmedium 33 hindurchtreten kann, wird über das Speπorgan 23 bzw. die Kugel 22 das Rückhal¬ teglied 17 in radialer Richtung nach außen gedehnt und so weit verformt daß es zuerst zu einem dichten Abschluß zwischen dem Kegelstumpfmantel 20 und der Kugel 22 kommt wodurch sich der Druck auf die Kugel 22 noch mehr erhöht und damit das Rückhalteglied bzw. der Kegelstampf teil 49 so weit gedehnt wird, daß die Kugel 22 in den Aufnahmeraum 19 durchtritt und die in Fig.4 gezeigte Posi¬ tion einnimmt Damit liegt nun die Kugel 22 an dem Distanzelement 45 an und es kann nunmehr das Injektionsmedium 33, wie aus der Darstellung in Fig.8 ersicht¬ lich, über die Querkanäle 46 zum Eintrittskanal 42 durchtreten. Die Kugel 22 liegt dabei an der Kante der Durchtrittsöffnung 47 an, dies behindert jedoch nicht das Durchströmen des Injektionsmediums 33 durch die Querkanäle 46 in Richtung der Injektionsnadel 6.
Darf nun das zu verabreichende Injektionsmedium 33 nicht intravenös, d.h. also nicht direkt in die Blutbahn abgegeben werden, so ist von dem, der die Injektion verabreicht zu prüfen, ob versehentlich eine Vene oder Arterie getroffen wurde. Dies erfolgt durch das sogenannte Aspirieren, bei welchem nunmehr der Kolben 4 über die Kolbenstange 5 in Richtung des Pfeils 61 soweit zurückzuziehen ist, daß das in der Injektionsnadel 6 bzw. der Längsbohrung 43 enthaltene Injektionsme- dium 33 bis in den sichtbaren Bereich des Spritzenzylinders 2 zurückgezogen ist, sodaß erkannt werden kann, ob bei dem sogenannten Aspirieren Blut aufgezogen wird. Dies ist nun insofern möglich, da eine Distanz 73 - siehe Fig.4 - parallel zur Längsachse 26 zwischen der Stirnwand 44 und einer den Kopfkreis des Rückhal¬ tegliedes 17 aufnehmenden Ebene 30 größer ist als der Durchmesser 24 der Kugel 22. Je nach der Differenz zwischen diesen beiden Maßen, nämlich dem Durch- messer 24 und der Distanz 73 kann das Volumen festgelegt werden, welches über die Injektionsnadel 6 durch Bewegung des Kolbens 4 in Richtang des Pfeil 61 zu¬ rück aufgezogen werden kann, da sich durch den dabei entstehenden Unterdruck auch das Speπorgan 23 bzw. die Kugel 22 mit in Richtang der Stirnwand 9 be¬ wegt Liegt dann die Kugel 22 an der Stirnfläche 48 des Rückhaltegliedes 17 an, so wird die Verbindung zwischen dem Aufnahmeraum 19 und der Aufnahmekam¬ mer 18 schlagartig luftdicht verschlossen, sodaß ein weiteres Zurückbewegen des Kolbens 4 unter gleichzeitigem Ansaugen eines Injektionsmediums 33 nicht mehr möglich ist.
Ist der Aspiriervorgang positiv verlaufen, so kann nun das gesamte Injektionsme¬ dium 33 entsprechend den Vorschriften mit dem Kolben 4 aus dem Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 ausgepreßt werden. Bei dem Auspressen des Injektions¬ mediums 33 aus dem Spritzenzylinder 2 wird dabei durch die Anordnung der Strömungskanäle 41 ermöglicht, daß die auf den Kolben 4 aufzubringende Vor- Schubkraft in den für übliche Injektionsvoπichtangen 1 normaler Weise festgeleg¬ ten Bereichen zwischen 2,5N und ION liegen können. Auch ist es damit nun mög¬ lich trotz der Anwendung einer Sperrventilanordnung 7 die Auspreßgeschwindig¬ keit bzw. die Fließgeschwindigkeit des Injektionsmediums 33 mit 100 πim/min einzuhalten.
Ist der Aspiriervorgang negativ verlaufen, d.h. wurde eine Vene oder Arterie ge¬ troffen, so kann das in die Injektionsnadel 6 zurückgesaugte Blut durch Vorwärts¬ bewegen des Kolbens 4 entgegen der Richtang des Pfeils 61 ausgespritzt und ein neuer Injektionsversuch unter wiederholter Aspiration vorgenommen werden.
Es zeigt sich jedoch bereits aus diesem Beispiel, daß immer nur jene Menge an Injektionsmedium 33 durch eine Bewegung des Kolbens 4 in Richtang des Pfeiles 61 aufgesaugt werden kann, die vorher durch eine Gegenbewegung, nämlich die Bewegung des Speπorgans 23 bzw. der Kugel 22 in Richtung der Injektionsnadel 6 ausgepreßt wurde. Damit ist zuverlässig verhindert, daß durch Teilabgabe von Injektionsmedium 33 immer wieder frisches Injektionsmedium 33 nachgesaugt werden kann, um die Injektionsvorrichtang 1 vorschriftswidrig mehrfach zu ver¬ wenden.
Ist nun das gesamte Injektionsmedium 33 aus dem Innenraum 3 ausgepreßt und versucht nun der Benutzer einer derartigen Injektionsvorrichtung 1 neues Injek- tionsmedium 33 aus einem weiteren Voπatsbehälter 63 aufzuziehen, so wird dies durch die Anlage des Speπorgans 23 bzw. der Kugel 22 am Rückhalteglied 17 bzw. dessen Stirnfläche 48 zuverlässig verhindert, da die Kugel 22 mit dem Rück¬ halteglied 17 in Art eines Rückschlagventils wirkt Es kann zwar der Kolben 4 mit der Kolbenstange 5 in Richtung des Pfeils 61 bewegt werden, dies führt jedoch nur zur Erhöhung des im Innenraum 3 der Injektionsvorrichtang 1 entstehenden Vakuums und führt bei einem Loslassen der Kolbenstange 5 zu einem sofortigen Wiedereinziehen des Kolbens 4 in die Ausgangsstellung in der Anlage an der Sperrventilanordnung 7.
Gleichermaßen wird aber durch die Wirkung des Speπorgans 23 auch eine soge¬ nannte Druckbefüllung des Innenraums 3 des Spritzenzylinders 2 verhindert, da selbst dann, wenn im Voπatsbehälter 63 ein Überdruck heπschen würde, dieser nur dazu führt, daß die Kugel 22 mit hohem Druck gegen die Stirnfläche 48 des Rückhaltegliedes 17 gepreßt wird und somit der bereits vorerwähnte Abdichtungs¬ effekt zwischen dem Aufnahmeraum 19 und der Aufnahmekammer 18 wiederum eintritt
Zu dem ist eine weitere Sicherung gegen die mißbräuchliche Verwendung der In- jektionsvomchtung 1 eingebaut, in dem nämlich die Kolbenstange 5 mit dem Kol¬ ben 4 über einen SoUbruchzapfen 74 verbunden ist Dieser SoUbruchzapfen 74 ist auf die Ausübung einer maximalen Zugkraft ausgelegt SoUte nun der Kolben 4 mit extremer Kraft in Richtung des Pfeüs 61 bewegt werden und ein zu hohes Va¬ kuum im Innenraum 3 der Injektionsvorrichtung 1 entstehen, so kann dadurch be- reits die rriaximale Zugkraft des SoUbruchzapfens 74 überschritten werden und es löst sich somit die Kolbenstange 5 vom Kolben 4. In jedem FaU wird aber ein Zer¬ legen der Injektionsvorrichtang 1 und ein Wiederbrauchbarmachen dadurch ver¬ hindert, daß, wie beispielsweise in Fig.5 und in der nachfolgenden Fig.H darge- steUt am Ende des FüUvolumens Anschläge zur Begrenzung der Hubbewegung des Kolbens 4 vorgesehen sind. Versucht nun ein Benutzer wideπechtüch den Kolben 4 aus dem Innenraum 3 des Spritzenzylinders 2 zu entfernen, so kann er nur versuchen, den Kolben 4 mit dessen O-Ring 69 über diese Anschläge 68 hin¬ wegzubewegen. Dazu bedarf es in jedem FaU einer Kraft die größer ist, als die zulässige Brachkraft des SoUbruchzapfens 74, sodaß dieser abbricht worauf der Kolben 4 im Inneren der Injektionsvorrichtung 1 zurückbleibt und die Kolbenstan¬ ge 5 dem Benutzer lose in der Hand verbleibt
Damit ist eine Totalzerstörung der Injektionsvorrichtang 1 eπeicht Dies vor aUem dann, wenn die Anschläge 68 durch entsprechende thermische Verformung der Wände des Spritzenzylinders 2 erfolgt ist
In FigJO ist eine Ausführungsvariante des Distanzelementes 45 in seiner Anord¬ nung im Spritzenzylinder 2 gezeigt bei welchem die Querkanäle 46 durch in ra¬ dialer Richtung verlaufende, jedoch distanziert voneinander angeordnete Schütze 75 gebüdet sind. Die das Speπorgan 23 bildende Kugel 22 liegt in diesem FaU in dem undurchbrochenen Zentralteil, der von den Querkanälen 46 umgeben ist, an, während die Querkanäle 46 den Eintrittskanal 42 überdecken, sodaß das Injek¬ tionsmedium 33 ungehindert in Richtang der Injektionsnadel 6 durchströmen kann.
In FigJ 1 ist weiters eine andere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtang 1 gezeigt, bei der die Sperrventilanordnung 7, insbesondere der Käfig 14 direkt an der Stirnwand 44 des SpritzenzyUnders 2 anliegt. Um einen Durchfluß des Injektionsmediums 33 bei in einer der Injektionsnadel 6 nächstüe- genden EndsteUung befindUchen Speπorgan 23 zu ermöglichen, sind die Fortsätze 38 mit sich in Richtung der Längsachse 26 erstreckenden Anschlägen 76 verse¬ hen, die bevorzugt an die Fortsätze 38 einstückig angeformt oder als eigener Bau- teü im Käfig 14 befestigt sind.
Das Speπorgan 23 wird desweiteren im vorHegenden FaU durch einen zylinder- förmigen Pfropfen 77 gebildet der in seinen beiden in Richtang der Längsachse 26 gegenüberüegenden Endbereichen mit Kegeln 78 und 79 versehen ist Wäh¬ rend der Kegel 78 einen rela?;v schlanken höheren Kegel aufweist, um eine Auf¬ wertung des RückhaltegUedes 17 mit möglichst gerir *m Kraftaufwand bei der Beaufschlagung des Kolbens 4 mittels der Kolbenstange 5 zu bewerksteUigen, ist der Kegel 79 mit einem mögUchst stampfen Kegelwinkel versehen, um eine exak¬ te Abdichtung entlang der Stirnfläche 48 des RückhaltegUedes 17 zu ermögHchen. Dabei kann die Neigung bzw. der Kegelwinkel 50 der Stirnfläche 48 exakt auf den Kegelwinkel des Kegels 79 bzw. des Kegelstumpfes abgesteUt werden. Selbstver- ständUch handelt es sich auch bei dem Kegel 78 übUcher Weise um einen Kegel¬ stumpf. Durch den relativ stumpfen Kegel 79 wird sichergesteUt, daß eine Auf- weitang des RückhaltegUedes 17 durch einen mit dem Kolben 4 im Innenraum des SpritzenzyUnders 2 erzeugten Unterdruck nicht mögUch ist und somit eine Mehr¬ fachverwendung der Injektionsvorrichtung 1 zuverlässig verhindert ist Das Speπ¬ organ 23, insbesondere der Pfropfen 77 kann im vorüegenden Ausführungsbei¬ spiel auch mit einer Hinterschneidung versehen sein, deren Verlauf in etwa lage- gleich dem Verlauf des Kegelstampfmantels ist Dadurch wird die Außenumfang- fläche mit der der Pfropfen 77 an den Führungsstegen anliegen kann, minimiert, sodaß das Anhaften des Kolbens 4 an diesen Führungsstegen verhindert ist Gleichzeitig wird selbst bei einem Durchtritt des Pfropfens 77 mit dem Kegel 79 durch das RückhaltegUed 17 durch den weiteren Einschnitt im Pfropfen 77 eine Verrastung des Pfropfen 77 mit dem RückhaltegUed 17 eπeicht sodaß eine Wie- derbefüUung mit hoher Sicherheit nicht mehr mögUch ist
Desweiteren sind aus dieser DarsteUung ebenfalls die Anschläge 68 zu ersehen, die durch eine thermische Verformung des SpritzenzyUnders 2 erzielt werden und die ein Herausziehen des Kolbens 4 aus dem Innenraum 3 des SpritzenzyUnders 2 verhindern bzw. zu einer Zerstörung des SoUbruchzapfens 74 führen.
Das Durchströmen des Injektionsmediums 33 beim Auspressen aus dem Innen¬ raum 3 des SpritzenzyUnders 2 wird nun dadurch sichergesteUt, daß eine Front- wand 80 des Kegels 78 auf die Anschläge 76 aufläuft und dann über die zwischen den Fortsätzen 38 befindUchen Kanäle 81 an dem Speπorgan 23 vorbei in den Eintrittskanal 42 durchfließen kann.
Ein großer Vorteil aUer bisher beschriebenen Ausführungsvarianten der erfin- dungsgemäßen Injektionsvorrichtungen Hegt darin, daß der Käfig 14 und das Kä¬ figgehäuse 8 beispielsweise über eine selbsthemmende Konusverbindung oder eine andere Schnappverbindung oder Klebeverbindung vor dem Einsetzen in die Injektionsvorrichtung 1 zu einem eigenen Bauteil zusammenfügbar sind, der mit dem bereits eingebauten Sperrorgan 23 voU funktionsfähig ist und bereits außer- halb der Injektionsvorrichtung 1 auf seine TaugUchkeit geprüft und getestet wer¬ den kann. Dann kann die Sperrventilanordnung 7 in funktionsfertigem Zustand in den jeweüigen SpritzenzyUnder 1 eingesetzt werden.
Ist dabei die Ausbildung derart getroffen, daß der Käfig 14 bzw. das Käfiggehäuse 8 oder ein zusätzUches Distanzelement 45 Mitbestandteil dieser Baueinheit ist und somit zwischen der der Injektionsnadel 6 zugewandten Stirnseite des Speπorgans 23 und dem Eintrittskanal 42 Querkanäle 46 bzw. Kanal 81 angeordnet sind, so kann jede handelsübliche Injektionsvorrichtang mit einer planen Frontwand im Übergangsbereich zur Injektionsnadel 6 zur Ausrüstung als einmalverwendbare . Injektionsvorrichtung 1 herangezogen werden.
SelbstverständUch ist es aber auch, wie beispielsweise anhand Fig.2 gezeigt mög¬ Uch anstelle des eingelegten Distanzelementes 45 unmittelbar im Bereich des Ein¬ trittskanals 42 im SpritzenzyUnder 2 radial vom Eintrittskanal 42 in Richtang der Umfangswand des SpritzenzyUnders 2 Querkanäle einzuformen, die über dazwi- schenliegende Ripper bzw. Stege voneinander getrennt sind, sodaß das Speπor¬ gan mit seiner der I .-;tionsnadel 6 zugewandten ~tirnseite an diese Rippen bzw. Anschläge anstößt und durch die Querkanäle ein Durchfluß des Injektionsme¬ diums 33 von den Strömungskanälen 41 in den Eintrittskanal 42 bzw. die Längs¬ bohrung 43 der Injektionsnadel 6 ermöglicht wird.
Dazu ist als weiterer Vorteü der erfindungsgemäßen Ausbildung der Injektions¬ vorrichtang 1 festzuhalten, daß aUe Teile der Sperrventilanordnung 7 in herkömm- Uchen HersteUungsverfahren, z.B. durch Spritzgießen, Extrudieren oder dgl. vor aUem aus bereits pharmakologisch unbedenküchen Materialien, die auch die not- wendigen Zulassungen besitzen, wie z.B. Polypropylen, Polyäthylen, Polyvinyl¬ chlorid, Polyamid oder aus einem Gummi, bevorzugt Pharmagummi bzw. Kau¬ tschuk oder aus einem Silikon hergesteUt sind. Vorteühaft ist es beispielsweise auch, für die HersteUung der Kugel 22 bzw. des Speπorgans 23 Materiahen zu verwenden, die ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser besitzen. Bevorzugt werden hierbei Materialien verwendet, deren spezifisches Gewicht 1,2 bis 1,6, be¬ vorzugt 1,4 beträgt. So hat sich als ein derartiges Material vor aUem Polyoxym- ethylen bestätigt. Vor aUem ist ein großer Vorteil, daß für derartige einmal ver¬ wendbare Injektionsvoπichtangen nunmehr nur mit Kunststoffen und ohne Metal¬ le das Auslangen gefunden werden kann.
Dadurch wird aber vor aUem auch eπeicht, daß die erfindungsgemäße Injektions- vorrichtang 1 in aUen Lagen betriebssicher einsetzbar ist und vor aUem keine un¬ erwünschte Selbstauslösung der Sperrventilanordnung 7 erfolgt Dabei haben Speπorgane 23, deren spezifisches Gewicht größer ist, als das des auszupressen¬ den Ihjektionsmediums 33 den Vorteil, daß beim Auspressen der Luft aus demlh- nenraum 3 des SpritzenzyUnders 2 das Speπorgan 23 mit geringerer Geschwin¬ digkeit gegen das RückhaltegUed 17 bewegt wird, als das Injektionsmedium 33, sodaß eine gewisse kurze Zeitspanne für das Entweichen der Luft zur Verfügung steht Wird dann die Injektionsvorrichtung 1 in der in senkrechter Lage mit der In¬ jektionsnadel 6 nach oben über kürzere Zeit gehalten, so sinkt das Speπorgan 23 bzw. die Kugel 22 wieder in Richtung des Innenraums 3 ab, also distanziert sich vom RückhaltegUed 17, sodaß wiederum Luft aus dem Innenraum 3 ausgepreßt werden kann, ohne daß dadurch die Anlage des Speπorgans 23 am RückhaltegUed 17 eine luftdichten Verschluß bewirkt
Dabei ist auch eine übeπaschend einfache und wirkungsvoüe Weiterbüdung inso¬ fern mögUch, als das RückhaltegUed 17 bzw. die diesen benachbarten eine Tren¬ nung zwischen der Aufnahmekammer 18 und dem Aufnahmeraum 19 büdenden Wandteüe aus luftdurchlässigem Material semipermeabel ausgebüdet sein kön¬ nen, sodaß zwar die Luft aus dem Innenraum 3 des SpritzenzyUnders 2 ausgepreßt werden kann, jedoch kein Injektionsmedium 33, mit Ausnahme der Abströmung durch die Öffnung im RückhaltegUed 17, hindurchtreten kann.
Die MögUchkeit des Luftdurchtrittes durch die Sperrventilanordnung 7, entweder durch die semipermeable Ausbildung des RückhaltegUedes 17 bzw. des Speπor- gans 23 oder die Anordnung von Entiüftungsschützen in diesen Bereichen, die vom Injektionsmedium 33 nicht durchtreten werden können, schafft weiterhin die MögUchkeit, vor aUem bei der Verabreichung von Insulin die AmpuUen vor dem Aufziehen des tajektionsmediums 33 in die Injektionsvorrichtang 1 mit Druckluft vorzuspannen, also mit der Injektionsvorrichtung 1 Luft im Entnahmebehälter zu verdichten, sodaß danach die Substanz einfacher aufgezogen werden kann.
Des weiteren ist bei der Auslegung der Injektionsvorrichtang 1 zu berücksichti¬ gen, daß ein Todvolumen zwischen der der Sperrventilanordnung 7 zugewandten Stirnseite des Kolbens 4 und dem von diesen abgewendeten Ende der Injektions- nadel 6 nicht größer ist als 5 μl. Durch die Ausgestaltung des Käfigs 14 und des Käfiggehäuses 8 als Baueinheit wird weiters das automatische Handüng und vor aUem die automatische Montage der Veπiegelungsanordnung in dem SpritzenzyUnder 2 erhebUch erleichtert bzw. grundsätzlich die MögUchkeit zur voll- und halbautomatischen Montage solcher einmalverwendbaren Injektionsvorrichtungen 1 eröffnet
Alle nicht gezeigten Details bzw. Teile der Injektionsvorrichtang 1 entsprechen in ihrer Ausbüdung denen der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten und es werden deshalb auch für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet
In FigJ2 ist eine andere Ausführungsvariante für das Distanzelement 45 gezeigt. In diesem Fall sind die Fortsätze 38 mit den Anschlägen 76 direkt an dem Dis¬ tanzelement 45 angeformt, welches über eine Schnappvoπichtang 82 direkt auf den Käfig 14 aufgeschnappt und auf diesem befestigt ist. Damit kann bei der Her- steUung des Käfigs 14 auf hinterschnittene Formen mit bewegUchen Formkernen verzichtet werden und wird trotzdem eine einstückige Ausführung der Sperrventil¬ anordnung 7 sichergesteUt.
Dieser Vorteil üegt vor allem darin, daß bereits durch das Ineinanderfügen des Käfigs 14 in das Käfiggehäuse 8 nach vorhergehendem Einlegen des Speπorgans 23 eine exakte Vorfertigung ohne der Gefahr eines Verlustes des Speπorgans 23 unabhängig von der Produktion der Injektionsvorrichtungen stattfinden kann. Gleiches trifft nun auch auf das Distanzelement 45 zu, welches ebenfalls im Zuge dieser Vorproduktion der Sperrventilanordnung 7 montiert werden kann.
Die gesamte Sperrventilanordnung 7 kann dann bei der endgültigen Montage der Injektionsvorrichtung 1 als Ganzes in den Innenraum 3 des SpritzenzyUnders 2 eingeführt und positioniert werden, sodaß eine gesamte Baugruppe geschaffen wird.
Ein weiterer Vorteil dieser Lös? s Uegt darin, daß die Sperrventilanordnung nur durcn Abänderung eines Teüs, _. ..φielsweise des Käfiggehäuses 8 an unter- schiedUche Innendurchmesser von Spritzenzylindern 2 angepaßt werden kann, sodaß die Sperrventilanordnung kostengünstig hergestellt und jederzeit in vorge- fertigte SpritzenzyUnder 2 zur Herstellung von nur einmal verwendbaren Injek¬ tionsvorrichtungen 1 verwendet werden kann. Das Käfiggehäuse 8 ist dabei nur mit unterschiedUchen Durchmessern und Toleranzen herzusteUen, während der Käfig 14 entweder für aUe oder für Spritzen mit gewissen Inhaltsmengen unver¬ ändert verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteü, der sich bei der vorstehend beschriebenen Ausbüdung der In¬ jektionsvorrichtang in bevorzugter Weise dann, wenn der Käfig 14 und das Käfig¬ gehäuse 8 eine Baueinheit bÜden, üegt darin, daß die Sperrventilanordnung 7 so¬ wohl bei zweiteüigen als auch bei dreiteüigen Injektionsvorrichtungen eingesetzt werden kann. Die zweiteiligen Injektionsvorrichtungen, bei denen Kolben und Kolbenstange aus einem Stück bestehen und bei welchen am Kolben kein eigener davon lösbarer Kolbenring angeordnet ist werden übücher Weise für die Größen von ijektionsvorrichtangen zwischen 1,5 ml und 20 ml eingesetzt Die dreiteüi¬ gen Tjijekύonsvoπichtangen für noch kleinere Voluminas. Bei diesen ist dann der Kolbenring beispielsweise als ein Guπimi-O-Ring auf dem Kolben aufgezogen.
Abschließend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, daß zum besseren Ver¬ ständnis der Funktion der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung viele Teüe derselben schematisch und unproportional vergrößert dargesteüt sind. Deswei¬ teren können auch einzelne Ausbüdungen einzelner Ausführungsbeispiele bzw. die Ausführungsbeispiele jeweüs für sich eigenständige erfmdungsgemäße Lösun¬ gen büden.
Be zugszeichenaufstellung
41 Strömungskanal
42 Eintrittskanal
43 Längsbohrung
44 Stirnwand
45 Distanzelement
46 Querkanal
47 Durchtrittsöffnung
48 Stirnfläche
49 KegelstampfteU
50 Kegelwinkel
51 Tangente
52 Wandstärke
53 Wandstärke
54 Abstand
55 Höhe
56 Außenfläche
57 Innenfläche
58 Stirnfläche
59 Druckfläche
60 Stirnseite
61 Pfeü
62 Innenraum
63 Voπatsbehälter
64 Silikonpfropfen 65 Pfeil
26 Längsachse 66 Pfeil 27 Führungssteg 67 Pfeil
28 Durchflußkanal 68 Anschlag
29 Durchmesser 69 O-Ring
30 Ebene 70 Kolbenkörper 31 Ebene 71 Steg
32 Vorsprang 72 Steg
33 Injektionsmedium 73 Distanz
34 Luftblase 74 SoUbruchzapfen
35 Höhe 75 Schütz
36 Innenmantel 76 Anschlag
37 Oberfläche 77 Pfropfen
38 Fortsatz 78 Kegel
39 Durchmesser 79 Kegel 40 Höhe 80 Frontwand
81 Kanal
82 Schnappvorrichtang

Claims

P a t e n ta n s p r ü c h e
1. tajelsrionsvomchtang für Einπialveawem
Under, einer Injektionsnadel, einen im Innenraum des SpritzenzyUnders verschieb¬ bar gelagerten Kolben, der mit einer sich von diesem in der der Injektionsnadel entgegengesetzten Richtung erstreckenden Kolbenstange bewegungsverbunden ist und mit einer Sperrventilanordnung zwischen dem Kolben und der Injektionsnadel mit einem Speπorgan, welches in einem zylindrischen Gehäuseteü über ein bevor¬ zugt elastisch verformbares RückhaltegUed in einer Aufnahmekammer gehalten ist und daß dieses RückhaltegUed in einer Distanz von einer diesem zugewandten Stirnseite eines Eintrittskanals angeordnet ist die größer ist als eine paraUel zur . Längsrichtung der Injektionsvorrichtung verlaufende Länge bzw. ein Durchmesser des Speπorgans, dadurch gekennzeichnet daß das zylindrische Käfiggehäuse (8) durch das RückhaltegUed (17) in eine Aufnah ekammer (18) und einen Aufnah¬ meraum (19) für das Speπorgan (23) unterteüt ist und daß die dem Kolben (4) zu¬ gewandte Aufhahmekammer (18) durch eine Stirnwand (9) des Käfiggehäuses (8) verschlossen ist, dessen zylindrischer Fortsatz (10) sich mit einer Außenfläche (56) an der Innenfläche (57) des SpritzenzyUnders (2) abstützt und in dessen Aus¬ nehmung (13) der Käfig (14) eingesetzt ist und dessen Aufnahmeraum (19) in Richtung der Injektionsnadel (6) bzw. des zur Injektionsnadel (6) führenden Ein¬ trittskanal (42) geöffnet ist und daß das Speπorgan (23) zwischen dem Rückhalte¬ gUed (17) und der Stirnwand (9) des Käfiggehäuses (8) angeordnetist
2. Injektionsvorrichtang nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Käfiggehäuse (8) mit einer von einer Stirnfläche (58) abgewandten Stirnwand (9) auf einen über eine Innenfläche (57) des SpritzenzyUnders (2) vorspringenden Stützanschlag (16) abgestützt ist
3. Injektionsvorrichtang nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Käfiggehäuse (8) in dem den Kolben (4) aufnehmenden Innenraum (3) des SpritzenzyUnders (2) angeordnetist
4. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ gekennzeichnet, daß das RückhaltegUed (17) durch einen Kegelstampf mantel (20) gebüdet ist, dessen sich verjüngender Innenmantel (36) der Aufnahmekammer (18) zugewandt ist und der einen in einer Ebene (31) angeordneten Fußkreis auf¬ weist, dessen Durchmesser größer ist als der maximale Durchmesser (24) des Speπorgans (23) in einer zu einer Längsachse (26) der Injektionsvorrichtung (1) senkrechten Ebene (30).
5. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Kegelstumpf mantel (20) im Bereich seines in der Ebene (31) angeordneten Fußkreises an einer Innenfläche (21) des Käfigs (14) angeformt oder an diesen anvulkanisiert ist.
6. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet daß eine Wandstärke (52) des Kegelstampfmantels (20) in Richtang eines in der Ebene (30) angeordneten Kopfkreises größer wird.
7. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein Durchmesser (29) des Kopfkreises des Kegelstampfmantels (20) kleiner ist, als der Durchmesser (24) des Speπorgans (23) in der senkrecht zur Längsachse (26) verlaufenden Ebene (31).
8. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Durchmesser des Fußkreises des Kegelstumpfmantel (20) zumindest um die doppelte Wandstärke (53) des Kegelstumpfmantels (20) im Be¬ reich des Kopfkreises größer ist als der maximale Durchmesser (24) des Speπ- organs (23).
9. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Stirnfläche (48) des Kegelstampfmantels (20) im Bereich des Kopfkreises einen sich in Richtang des Fußkreises verjüngenden Kegelmantel eines Kegelstampfteüs (49) büdet
10. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein Kegelwinkel (50) des Kegelstampfteüs (49) den doppelten Winkel zwischen einer im Berührungspunkt des Speπorgans (23) mit der Stirnflä- ehe (48) angelegten Tangente (51) und der Längsachse entspricht
11. Injeküonsvomchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet daß im Aufnahmeraum (19) über den Umfang verteüt mehrere über die Innenfläche (21) desselben vorspringende Fortsätze (38) angeordnet sind, de¬ ren Höhe (40) geringer ist als die Hälfte der Differenz zwischen dem Durchmes- ser (24) des Speπorgans (23) und dem minimalen Durchmesser (39) des Aufnah¬ meraums (19) und bevorzugt geringfügig größer ist als eine Partikelgröße des im Innenraum (3) eingebrachten Injektionsmedium (33), insbesondere Insulin.
12. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet daß im Bereich der den Eintrittskanal (42) zugewandten Stirnfläche
(58) über die Fortsätze (38) in Richtung der Längsachse (26) vorspringende An¬ schläge für das Speπorgan (23) vorgesehen sind, wobei zwischen den über den Umfang verteüt und distanziert voneinander angeordneten Anschlägen Durchbrü¬ che bzw. Querkanäle (46) angeordnet sind, die den Aufnahmeraum (19) mit den Eintrittskanal (42) bzw. einer Längsbohrung (43) der Injektionsnadel (6) verbin¬ den.
13. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Anschläge an den Fortsätzen (38) angeformt sind.
14. Injektionsvomchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Anschläge und die zwischen diesen angeordneten Querka¬ näle in einem Distanzelement (45), z.B. einer Distanzscheibe angeordnet sind.
15. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Kanäle durch Schütze bzw. als Nuten zwischen den in Art einer Innenverzahnung angeordneten Fortsätzen des Distanzelementes (45) ange¬ ordnet sind.
16. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Distanzelement (45) zwischen der Stirnfläche (58) des Kä¬ figs (14) und einer Stirnwand (44) des Innenraums (3) des SpritzenzyUnders (2) angeordnetist
17. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Distanzelement (45) mit dem Käfig (14) bzw. dem Käfigge- häuse (8) über eine Schnappverbindung oder einen Preßsitz bzw. über eine Kle¬ berschicht verbunden ist.
18. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge- kennzeichnet, daß ein Durchmesser eines an den einander zugewandten Vorder¬ seiten der Führungsstege (27) anliegenden Hüllkreises in einem dem Rückhalte¬ gUed (17) zugewandten Endbereich geringfügig größer ist als der Durchmesser (24) des insbesondere durch eine Kugel f22) gebildeten Speπorgans (23).
19. Injektionsvoπichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß auf der Innenseite des Kegelstampfmantels (20) über dessen In- nenmantel (36) in Richtang des Speπorgans (23) voπagende Vorsprünge (32) an¬ geordnet sind.
20. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Vorsprünge (32) durch in Richtung der Längsachse (26) verlaufende Rippen gebüdet sind.
21. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge- kennzeichnet daß die Vorsprünge (32) in den Tangentenpunkten, in welchen sich der Innenmantel (36) des Kegelstampf mantels (20) und das Speπorgan (23) tan¬ gieren, angeordnet sind.
22. Injektionsvoπichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine Höhe (55) der Vorsprünge (32) zwischen 5 μm und 100 μm beträgt.
23. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet daß eine Durchströmöffnung (11) in der Stirnwand (9) des Käfigge- häuses (8) mit über den Umfang verteüten paraUel zur Längsachse (26) der Injek- tionsvorrichtung (1) verlaufenden als Nuten ausgebüdeten Durchströmkanälen (12) versehen ist.
24. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch ge- kennzeichnet daß über eine Innenfläche (21) der Aufnahmekammer (18) über den
Umfang verteilt Führangsstege (27) angeordnet sind, o her die Innenfläche (21) vorragen und an einem Innenhüllkreis anliegen, dessen Durchmesser (25) größer ist als der maximale Durchmesser (24) des Sperrorgans (23) in einer zur Längs¬ achse (26) senkrechten Ebene.
25. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet daß der Käfig (14) und das Käfiggehäuse (8) mit dem eingeschlos¬ senen Speπorgan (23) eine geschlossene Baueinheit büdet und die Baueinheit an dem der Injektionsnadel (6) zugewandten Ende des Innenraums (3) des Spritzen¬ zylinders (2) positioniert und gegebenenfaUs lagefixiert ist
26. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Käfig (14) und das Käfiggehäuse (8) dichtend ineinander gehalten sind.
27. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch ge¬ kennzeichnet daß der Käfig (14) und das Käfiggehäuse (8) über einen selbsthem¬ menden Preßsitz zu einer Baueinheit verbunden sind.
28. Iτιjektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Käfig (14) und oder das Käfiggehäuse (8) als Spritzgußteü ausgebüdet sind und aus einem Thermoplast, wie z.B. Polypropylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyamid oder aus einem Gummi bzw. Kautschuk bzw. aus ei¬ nem Silikon hergesteUt sind.
29. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch ge¬ kennzeichnet daß die Baueinheit aus Käfig (14) und Käfiggehäuse (8) einen Au¬ ßendurchmesser aufweist, der den Linendurchmesser eines Innenraums (3) von In¬ jektionsvorrichtungen (1) mit einem Inhalt zwischen 0,5 ml und 50 ml entspricht
30. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch ge¬ kennzeichnet daß ein spezifisches Gewicht des Speπorgans (23), insbesondere der Kugel (22) größer 1 ist und bevorzugt 1,2 bis 1,6 z.B. 1,4 beträgt und vorzugs¬ weise das Sperrorgan (23) aus Polyoxymethylen besteht
31. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch ge¬ kennzeichnet daß eine Oberflächenrauhigkeit des Speπorgans (23) bzw. der Ku- gel (22) und des RückhaltegUedes (17) gleich oder größer 10 μm ist
32. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch ge¬ kennzeichnet daß eine Verformungskraft des RückhaltegUedes (17), insbesondere des Kegelstampfmantels (20) bei einer durch das Speπorgan (23) bzw. die Kugel (22) in Richtung der Fortsätze (38) ausgeübten Druckkraft kleiner ist, als die mit dem Speπorgan (23) bzw. der Kugel (22) auf das RückhaltegUed (17) über den Kolben (4) und das Injektionsmedium (33) ausgeübte Vorschubkraft bei einer zum Auspressen des Injektionsmediums (33) übUchen Kraftbeauschlagung der Kolben- Stange (5).
33. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch ge¬ kennzeichnet daß eine Verformungskraft des RückhaltegUedes (17), insbesondere des Kegelstumpfmantels (20) größer ist, als eine über das Speπorgan (23), z.B. die Kugel (22) ausgeübte gegen die Fortsätze (38) gerichtete Druckkraft bei mit dem Kolben (4) maximal mögücher Verdichtung der Luft im Innenraum (3) durch einen Vorsprang (32) gebüdeten Luftspaltes zwischen dem RückhaltegUed (17) und dem Speπorgan (23) maximal mögüchen Verdichtung der Luft im Innenraum (3) des Spritzenzylinders (2).
34. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Verformungskraft des RückhaltegUedes (17) bei einer über das Speπorgan (23) bzw. die Kugel (22) auf dieses ausgeübten in Richtang des Kolbens (4) gerichteten Druckkraft größer ist als 0,2 bar bis 6 bar Überdruck, be- vorzugt 1,5 bar Überdruck.
35. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die dem Aufnahmeraum (19) zugewandte Oberfläche des Ke¬ gelstumpfmantels (20) dem Aufnahmeraum (19) zugewandt ist und mit dem über die Injektionsnadel (6) eingepreßten Injektionsmedium (33) belastet ist und eine Veπingerung des Durchtrittsquerschnittes bzw. Durchmessers (29) im Bereich des Kopfkreises bewirkt
36. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Todvolumen zwischen der Stirnwand (9) und dem von der
Injektionsvorrichtung abgewendeten Ende der Injektionsnadel (6) gleich oder klei- ner5 μlist
37. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch ge¬ kennzeichnet daß der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Speπorgan (23) bzw. Kugel (22) und dem RückhaltegUed (17) derart bemessen ist daß der dem Durch¬ tritt des Injektionsmediums (33) entgegengesetzte Strömungswiderstand so hoch ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit nuU ist
38. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch ge- kennzeichnet daß das Speπorgan (23) bzw. die Kugel (22) bei einer Druckkraft zwischen 2,5N und ION und einer durchschnittlichen Geschwindigkeit des Kol¬ bens (4) von 100 ___ι__/τ___n durch das RückhaltegUed (17) hindurchtritt
39. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch ge- kennzeichnet, daß bei einem Druck des Mediums von 0,3 mPa in der Injektionsna¬ del (6) bzw. in der Längsbohrung (43) und dem Aufhahrneraum (19) die Rückhal¬ tekraft des RückhaltegUedes (17) für das im Aufnahmeraum (19) befindüche Sperrorgan (23) größer ist als die mit dem Speπorgan (23) auf das RückhaltegUed (17) ausgeübte Druckkraf
40. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die maximale Betätigungskraft für den Kolben (4) ION beträgt
41. Injektionsvorrichtang nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch ge- kennzeichnet, daß die durchschnittliche Betätigungskraft zum Auspressen des In¬ jektionsmediums (33) aus dem Innenraum (3) zwischen 2,5N und 10KN, bevor¬ zugt 7,5 N beträgt
42. Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (4) und der Kolbenstange (5) ein SoU¬ bruchzapfen (74) angeordnetist der das Überfahren der Anschläge (68) verhin¬ dert.
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