EP0935476A1 - Spritze mit spritzenstopfen aus polyethylen - Google Patents

Spritze mit spritzenstopfen aus polyethylen

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Publication number
EP0935476A1
EP0935476A1 EP97948684A EP97948684A EP0935476A1 EP 0935476 A1 EP0935476 A1 EP 0935476A1 EP 97948684 A EP97948684 A EP 97948684A EP 97948684 A EP97948684 A EP 97948684A EP 0935476 A1 EP0935476 A1 EP 0935476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
syringe
stopper
wall
cylinder
sealing lip
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Withdrawn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
EP97948684A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Kolberg
Ralf-Siegbert Hauck
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.)
Bayer Pharma AG
Original Assignee
Schering AG
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
Priority claimed from DE19644622A external-priority patent/DE19644622C2/de
Priority claimed from DE1997135566 external-priority patent/DE19735566A1/de
Application filed by Schering AG filed Critical Schering AG
Publication of EP0935476A1 publication Critical patent/EP0935476A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • A61M5/315—Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04—Heat
    • A61L2/06—Hot gas
    • A61L2/07—Steam
    • 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
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    • A61M5/315—Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31511—Piston or piston-rod constructions, e.g. connection of piston with piston-rod
    • A61M5/31513—Piston constructions to improve sealing or sliding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M5/31511—Piston or piston-rod constructions, e.g. connection of piston with piston-rod
    • A61M2005/31521—Pistons with a forward extending skirt at their front end

Definitions

  • the invention relates to a medical syringe for receiving a medium or for use and a method for the terminal sterilization of these filled syringes.
  • These syringes are preferably provided for the use of injectable diagnostics, in particular contrast media, which are injected, for example, into blood vessels, organs, organ parts, cavities and other vessels or which have an imaging effect there.
  • Teflon stopper German patent DE 3346 351, published on April 9, 1992, describes a stopper which is at least partially provided with a Teflon coating. Such a stopper touches the
  • Inner wall of the cylinder with beads which exert a specific pressure on the inner wall of the cylinder, which is to ensure the sealing effect.
  • the beads are designed so that the perpendicular of the bead surface pointing away from the stopper points towards the wall of the syringe cylinder.
  • Teflon to create a protective surface between the medium and the rubber part of the plug. In this case it is only an insulating function, the excellent sliding properties of Teflon have not been taken into account.
  • siliconizing was not mentioned in this publication. It can therefore be assumed that in this case the specialist will read this text in such a way that it is a syringe that otherwise corresponds to general technical knowledge (e.g. DIN standard 13 098, part 1, point 4.4), which is also on the inside of the Cylinder is siliconized.
  • a filled, terminal-sterilized syringe is described in the patent specification AT-E 68 979.
  • the syringe is made of plastic.
  • the syringe has a cylinder with a distal end with a syringe outlet.
  • the syringe outlet piece is sealed by a closure.
  • the inner wall of the syringe is coated with silicone oil.
  • the syringe is closed with a flexible rubber stopper, which is also slidable in the cylinder because of the silicone oil.
  • the cylinder is washed with a variety of water jets to remove pyrogens and waste particles. Then silicone oil is applied to the inner wall of the syringe. The closure is then placed on the syringe outlet piece. The contrast medium is filled into the syringe through the proximal end of the syringe. The syringe is then closed with the stopper. This assembled and filled syringe is sterilized in an autoclave. In addition to the usual autoclave pressure, an additional support pressure is generated in the autoclave.
  • prefilled, terminally sterilized spray ampoules which have a silicone oil layer on the inner wall are provided.
  • the spray ampoules which have a stopper at the proximal end, are filled distally through the rolled rim.
  • the rolled edge is then sealed by a sealing washer, with a crimp cap fixing the sealing washer on the rolled edge.
  • the pre-filled Spray ampoules are then transferred to an autoclave. This autoclave can be regulated in terms of temperature and pressure.
  • European patent application EP 0 553 926 (January 26, 1993) describes a method for terminally sterilizing a prefilled plastic syringe or glass syringe, the syringe containing a contrast agent.
  • the inside wall of the disposable syringes is coated with silicone oil.
  • the syringe consists of a syringe barrel that has a syringe outlet at the distal end.
  • Disposable injection ampoules in the form previously described by Venten and Hoppert are also listed.
  • the disposable syringes have an open proximal end which can be closed by a stopper which can slide in the disposable syringe. The stopper is connected with a stamp.
  • WO 95/12482 describes a method for producing prefilled plastic syringes that are filled with a contrast agent.
  • the inside wall of the syringe is coated with silicone oil.
  • the syringes consist of a cylinder, a syringe outlet piece at the distal end, which is prepared for a cannula hub.
  • the syringe further includes a stopper that can slide in the barrel. It seals the proximal end of the syringe.
  • the syringe is made using a process that results in pyrogen-free objects. There are also no more particles.
  • the syringe is filled through the proximal end, the syringe outlet piece being sealed with a closure. The filled syringe is closed with the stopper.
  • the syringe parts come out of the mold, they are blown off with gas to remove particles.
  • the syringe is then washed and lubricated.
  • the syringe is then sterilized so that the syringe can optionally be processed, stored or transported.
  • a disadvantage of the known syringes is that silicone oil must be used to reduce the friction between the stopper and the inner wall of the syringe.
  • silicone oil As useful as rubber stoppers are with regard to elastic forces, behavior with regard to sliding friction is problematic. Especially the static friction is even worse.
  • static friction plays a very important role.
  • the cold flow behavior of rubber stoppers must always be taken into account. Since this is a not negligible size, rubber plugs with a considerable preload must be used. The friction is so great in all cases that the syringes cannot be handled without silicone oil.
  • Teflon stopper should not be used with plastic syringes because the cold flow behavior of the plastic syringe wall increases the inside diameter of the syringe at the level of the stopper. This creates gaps through which liquid can escape from the syringe in an uncontrolled manner. Air can also be sucked in in an uncontrolled manner. Glass syringes that do not show such a cold flow behavior must nevertheless be coated with silicone oil on the inner wall in order to reduce friction, which is caused by the very high preload.
  • a medical syringe with an inserted stopper comprising the following features: a) the syringe
  • the syringe is prepared for receiving a medium, c) at least the surfaces of the stopper, which contact the inner wall of the syringe are made of polytetrafluoroethylene or of substituted polyethylene or polypropylene, the hydrogen atoms of the polyethylene or
  • Polypropylene are at least partially substituted by fluorine atoms, d) the surface of the stopper, which contacts the inner wall of the syringe, is in direct contact with the material of the inner wall of the cylinder, e) the stopper has at least one sealing lip, which lies tightly against the inner wall of the syringe, f) at least the distal or proximal surface or mass resultant of the sealing lip forms an angle with the axis of the syringe that is smaller than a right angle, or f) the elastic forces that press the sealing lip against the inner wall of the cylinder are caused by a region of the sealing lip which area lies outside the perpendicular to the inner wall of the cylinder, the vertical running through the contact area between the sealing lip and the inner wall of the cylinder, or f ") the elastic forces which the sealing lip bears against
  • a medical syringe made of glass and / or plastic with an inserted stopper, with the following features: a) the syringe comprises
  • a cylinder with a cylinder inner wall (i) a proximal end which can be closed by the stopper, (iii) a distal end which is closed by a cylinder cover, and (iv) an outlet which connects the cylinder cover or the cylinder inner wall penetrates, b) the syringe is prepared for receiving a medium or for use, c) at least the surfaces of the stopper which contact the inner wall of the syringe are made of polytetrafluoroethylene or of substituted polyethylene or
  • Polypropylene the hydrogen atoms of the polyethylene or polypropylene being at least partially substituted by fluorine atoms, d) the area of the stopper which covers the inner wall of the cylinder
  • the stopper has at least one annular sealing lip, which lies tightly against the inner wall of the syringe, so that when the stopper moves in the distal direction, none
  • Pressing the inner wall of the cylinder, in the static state of the plug, is caused by an elastic region which has a tensile zone next to a compression zone. .
  • a medical syringe with an inserted stopper comprising the following features: a) the syringe comprises (i) a cylinder with a cylinder inner wall,
  • the syringe is prepared to receive a medium, c) at least the surfaces of the stopper that the
  • a lubricant of at most a thickness which, when the stopper in the syringe is moved in practice, no longer permits satisfactory sliding friction and static friction which would occur if rubber stoppers were used, or
  • the stopper has at least one sealing lip which lies tightly against the inner wall of the syringe, f) at least that towards the distal or proximal surface or mass resultant of the sealing lip forms an angle with the axis of the syringe that is smaller than a right angle, or f) the elastic forces that press the sealing lip against the inner wall of the cylinder are caused by a region of the sealing lip, which area lies outside the perpendicular to the inner wall of the cylinder, the perpendicular running through the contact area between the sealing lip and the inner wall of the cylinder, or f ") the elastic forces which press the sealing lip against the inner wall of the cylinder are caused in the static state of the stopper by an elastic region which is a Has tension zone next to a compression zone.
  • Lubricants can be greases, silicone oil or fine granules.
  • a disadvantage of all these lubricants is that they can interact with the medium in the syringe. This is particularly important if the medium is in direct contact with the lubricant for a long period of time. It is customary here, based on the prior art, to apply the lubricant to the inner wall of the syringe, which results in a large area which is in contact with the medium.
  • the stoppers in DE 33 46 351 are not to be used if the syringe is autoclaved in a pre-filled form or is subjected to a thermal load. In such a situation, the material always expands because the plastics of the syringe barrel or stopper have flow properties at elevated temperatures. As a result, the plastic material is permanently and permanently deformed, at least on the stopper, sometimes also on the syringe. Teflon in the form of the coating is also one of the substances that are changed as a result of the thermal effect during autoclaving.
  • Material polytetrafluoroethylene and fluorine-substituted polyethylene or polypropylene The choice of the material of the stopper is restricted. Polytetrafluoroethylene and its modifications are particularly suitable because the temperature resistance is very high. Autoclaving the stoppers according to the invention is possible without any problems.
  • the plugs are stable, they have a cold flow behavior, which is practically negligible in the requirements. This means that the plugs have a long shelf life even when they come into direct contact with the syringe body. The sealing function of the plug is not affected.
  • the plugs are compatible with humans, polytetrafluoroethylene has an approval with the US health authority (FDA).
  • polytetrafluoroethylene shows good sliding properties, which means that the forces acting on the syringe inner wall can be relatively large without negatively influencing the movement of the stopper in the distal or proximal direction.
  • the cold flow behavior of the material is desirably small, so that this aspect also has a beneficial effect on the shelf life.
  • the forces which are exerted on the inner wall of the cylinder by the stopper according to the invention are significantly lower than the forces which occur with other conventional elastomers. This is possible due to the material used and the design of the sealing lips. However, shaping the sealing lips according to the prior art alone is not sufficient to achieve such an effect. Only when lubricants are added to the inside wall of the syringe or on the outside of the stopper can such good proportions arise between the forces in the longitudinal direction of the cylinder and the forces in the direction of the inner wall of the cylinder.
  • a syringe according to the invention is advantageous in which the sealing lip points in the direction of the distal end and has a surface facing the axis of the syringe, which transmits the force which is generated by the internal pressure of the syringe (when using or during autoclaving) in the direction of the inner wall.
  • a syringe according to DE-GM 19 73 042 dated November 23, 1967 is not autoclaved in pre-filled form. It is possible during the heating and sterilization phase that the cup-shaped stopper is displaced in the proximal direction due to the internal pressure. The sealing function is guaranteed at this moment. In the course of cooling, the liquid and above all the residual gas in the syringe contract again, which creates a negative pressure in relation to the surrounding atmosphere. This causes suction to be applied to the stopper. Even with a siliconized inner wall, it leads to such a syringe drawing air laterally at the sealing lips. Such an effect is even more unavoidable if silicone oil is not used. If no lubricant is used, the protuberances of the cup-shaped stopper fold over during distal movement, since the friction between the stopper and the inner wall of the cylinder is so great that the protuberances evade due to the elasticity.
  • a simple circumvention of the invention if the wording of the claims is limited to the omission of a lubricant, would be to reduce the amount of the lubricant so that it would no longer be sufficient for a rubber stopper. Since no lubricant is required for the teflon stopper or stopper made from derivatives of teflon, a small amount of lubricant would be one way of offering a deteriorating embodiment. Since the harmfulness of all substances depends on the concentration, an amount of lubricant can be conveniently selected which is no longer physiologically noteworthy and which is at the same time not sufficient for a rubber stopper, but which would of course be usable in connection with a Teflon stopper. Synergism of Teflon and sealing lips:
  • the combination of the material and the specifically shaped sealing lips ensures that otherwise problematic syringes, which are autoclaved, for example, in the pre-filled state, can be manufactured and stored without failures.
  • Teflon or its derivatives is particularly advantageous due to its inert behavior towards medication. Teflon also has a low coefficient of friction.
  • Teflon also has a low coefficient of friction.
  • the shape of the sealing lip must be designed so that due to the cold flow behavior and the resulting elasticity, the sealing lips are pressed sufficiently against the inner wall of the syringe.
  • the static tightness is of particular importance. Long storage and thermal treatment must not lead to leaks. Due to the special shape of the sealing lips in the special selection of the material, it is ensured that the stopper is sufficiently sealed. This is not just a one-way seal that occurs when the syringe is squeezed out, for example, but it also ensures tightness when it is sucked up. This is particularly important if the stopper moves during autoclaving or when absorbing liquid.
  • the stopper When autoclaving, the stopper follows a force parallelogram, which is composed of the internal pressure of the syringe and the external pressure in the autoclave. In order to avoid excessive pressures in the syringe, the stopper migrates to the outside during the heating and sterilization phase. However, the opposite direction of migration can be observed during the cooling phase. A comparable behavior occurs when suctioning liquids.
  • the third further essential aspect is the lack of coating with silicone oil.
  • the use of lubricants is generally customary in previously known plastic syringes. This is evident from the DIN standards (for example DIN standard 13 098). Only the old glass syringes with a metal stopper were not siliconized. Definitions
  • the sealing lips usually have an essentially triangular cross section.
  • the base points to the center of the stopper, the two legs meet in the tip of the sealing lip.
  • the surfaces of the sealing lips can be curved in a straight line or angled. It is preferred if the sealing lips are designed to be significantly wider in the base than in their tips. This leads to the fact that the seal is particularly successful without having to make a large expenditure of material. This basis is called the sealing lip attachment point.
  • the surfaces of the sealing lip can be curved or indented, they can have protuberances or notches, and they can be hammer-shaped or ax-shaped at the tip. It is essential to compare the resultants of the forces that occur on the sealing lip when pressure is applied in the distal direction. These resulting forces are easy to determine, regardless of the shape of the sealing lip.
  • the distal direction is the preferred direction of the sealing lips, but proximal alignment is also possible. Such a proximally oriented sealing lip will certainly fulfill the sealing function to a certain extent.
  • the sealing lip presses onto the inner wall of the cylinder with a force that is perpendicular to it. Unlike the beads of the prior art, this force is obtained from elastic forces which are caused by a deformable area which is not perpendicular to the inner wall of the cylinder, which lies through the contact area between the sealing lip and the inner wall of the cylinder.
  • the sealing lips are pressed against the inner wall of the syringe under a prestress. This requires a force that is caused by an elastic zone of the sealing lip. This zone of elasticity absorbs both tensile and shear forces. Relative to the length of the sealing lip, a laterally acting force is applied to the inner wall of the cylinder. It is essential that the
  • Plug behaves statically. In such a case, only a compression of beads or thickenings that press against the inner wall of the cylinder is known from the prior art. Only when the stopper is moved in the prior art will a shear force continue to be exerted on the beads, which also creates a pull zone with these stoppers. It is therefore important that the tensile and shear forces run approximately parallel to the axis of the syringe. When the stopper moves, whether new or old, the shear force continues to exert tensile and shear forces that are approximately perpendicular to the axis of the syringe. Plug materials:
  • Teflon The substance polytetrafluoroethylene is the substance known as Teflon. Teflon has remarkable properties, so there is only a slight weight loss above 300 ° C, only above 400 ° C does Teflon decompose.
  • the Teflon has a low coefficient of friction of 0.3 on average, the coefficient of static friction is 0.05 to 0.1 higher.
  • the pressure and the sliding speed are irrelevant. It is particularly advantageous that even after a long period of storage there are no high "breakaway and starting torques" compared to other elastomers. Parts made from Teflon are physiologically harmless. In animal feeding trials, no harmful effects have been observed when taking Teflon. Teflon complies with the FDA regulations on food contact.
  • Teflon is, the term syringe comprises the terms cartridge (large-volume syringe with at least 100 ml volume), ampoule syringes, disposable syringes, disposable injection ampoules, disposable injection ampoules, disposable syringes, injection ampoules, disposable injection ampoules, RTS ampoule, cartridge, dual-chamber injection cartridge, two-chamber syringe, dual-chamber injection cartridge, Two-chamber syringe and immediate syringe.
  • Lubricants are used so that the plug can be moved within the cylinder without great effort.
  • Preferred is silicone oil, which has the following properties: viscosity at least 1000 cSt for plastic syringes and 300 - 400 cSt for glass (baked-on siliconization); Quality: medical grade.
  • siliconizing is not explicitly mentioned in property rights and technical, scientific publications. However, it is wrong to conclude that this step has been dispensed with. Rather, siliconizing is an obligatory step without which the syringe application and therefore the syringe production cannot exist.
  • plastics are described in detail in Römpps - Chemie - Lexikon, editors Jürgen FALBE and Manfred REGITZ, 9th edition, Stuttgart, 1990 on pages 2398 ff. COC, PP and polymethylpentene are preferred.
  • COC cycloolefin copolymer with the brand names CZ (manufacturer: Nihon Zeon) and TOPAS (manufacturer: Mitsui Chemicals and Hoechst)].
  • CZ cycloolefin copolymer with the brand names CZ (manufacturer: Nihon Zeon) and TOPAS (manufacturer: Mitsui Chemicals and Hoechst)].
  • These plastics are particularly suitable for use with pre-filled, terminally sterilized syringes because their high melting point (at least 130 ° C) allows steam sterilization (standard procedure 121 ° C).
  • the optical properties are sufficient for a 100% visual inspection in accordance with the medicinal product.
  • a syringe is advantageous in which the stopper is guided so that the axis of the stopper substantially coincides with the axis of the syringe.
  • a guide can be achieved by guide ribs or guide sliding surfaces on the stopper. The purpose of these parts is to prevent the stopper from tilting and to ensure that the stopper is oriented in such a way that the axis of the stopper and the axis of the syringe can differ only slightly. It is also possible for the stopper to be fastened with a stamp which is itself guided or which has a guide in which the stamp is movable. However, both axis (piston and
  • Syringe barrel up to 10 °, preferably 5 °, more preferably 3 °, without problems
  • the polyethylene is at least partially substituted.
  • the hydrogen atoms are at least partially replaced by fluorine atoms. It can be polytetrafluoroethylene or a derivative thereof, in which not all hydrogen atoms are substituted.
  • the syringes are usually rotationally symmetrical, only the finger holders and device holders and sometimes also the syringe outlet piece deviate from the symmetry. So the syringe outlet piece can be arranged eccentrically.
  • the Luer lock is particularly preferred since it is only used when contrast agents are applied when mechanical pumping devices are used. Even with manual application, the Luer Lock and the tubing connected to it prevent unintentional movements of the doctor from being transmitted directly to the cannula.
  • the simple Luer approach and the record approach are also known.
  • a syringe outlet piece has a predetermined breaking point, which allows the syringe outlet piece to be opened easily before use.
  • Syringe outlet The proximal and distal ends of the syringe must be closable. The distal end is sealed by a closure which can be placed on the syringe outlet piece. In this protective right, the syringe outlet piece covers the ceiling of the syringe barrel.
  • the syringe outlet piece further comprises a tube leading to the needle or the hose, an end piece which is in contact with the needle or the hose and a threaded cylinder on the inside, the cylinder surrounding the end piece and a thread for for example wearing a Luer lock.
  • the syringe outlet piece can be in one piece or in several pieces.
  • the ceiling can be arched, flat or pyramid-shaped. Mixed forms are also conceivable.
  • the stopper closes the proximal end of the syringe. It must be slidable in the cylinder and must safely keep the medium out of the environment. It should be as little permeable to gases and liquids as possible. Temperature fluctuations must also be absorbed without malfunction his.
  • the stopper is usually not provided with its own stamp when the syringes are mechanically emptied. Rather, a stamp, which is part of the pumping device, engages in a closure inside the stopper, so that movement of the stopper is possible without any problems. (see EP 0 584 531)
  • proximal and distal are defined from the point of view of the patient
  • the syringe outlet piece At the distal end is the syringe outlet piece, to which, for example, the cannula or a hose leading to a cannula is connected.
  • the stopper At the proximal end is the stopper that pushes the medium through the distal end during application.
  • the plug can be moved manually or mechanically.
  • the term stopper also includes pistons.
  • the finger holders usually have at least one surface as an abutment for the index finger and middle finger, the surface of the finger holder being essentially perpendicular to the axis of the syringe barrel.
  • Various models are known for mechanical pumping devices.
  • a syringe then preferably carries one or more device holders at the preferably proximal end.
  • a mechanical pump is described particularly well in EP 0 584 531 (Reilly et al. Filing date July 21, 1993). Mixed forms of finger holder and device holder are also possible.
  • the medium in the filled syringe is a mixture of a fluid medium and at least one gas.
  • the gas volume should be as small as possible, a gas volume that has the value zero is desirable.
  • the medium can be a liquid, a solution, a suspension or an emulsion.
  • a fluid medium which is a contrast medium is preferred.
  • contrast agents with the generic names: amidotrizoic acid, gadopentetic acid, gadobutrol, gadolinium EOB-DTPA, lopamidide, lopromide, lotrolan and lotroxinic acid.
  • the syringe according to the invention is very preferred, in which at least one surface or the mass resultant of the sealing lip points distally. In this way, corresponding pressures can be built up, since when the sealing lips behave dynamically, the contact pressure is increased by the pressure increase in the lumen of the syringe.
  • the sealing lip is preferably ring-shaped.
  • a medical syringe according to the invention is preferred in which the sealing lip is pressed against the inner wall of the syringe in a sealing manner under pressure in the distal direction.
  • a medical syringe is more preferred, in which the sealing lip is pressed sealingly against the inner wall of the syringe during movement and pressure in the distal direction, the pressure inside the syringe being greater in the volume prepared for receiving the flowable medium than in the compartment, which ⁇ ) is formed either by the inner wall of the cylinder and the stopper wall or ß) by the inner wall of the cylinder and the open proximal end.
  • the contact pressure of the sealing lips against the inner wall of the syringe increases when the stopper is pressed in the distal direction. This increase in the contact pressure is preferably linear, possibly large at low pressures and later lower.
  • the sealing lip has a function like a lip valve or sail valve.
  • a syringe according to the invention is preferred in which the sealing lip points in the direction of the distal end and has a surface facing the axis of the syringe, which has the force which is caused by the internal pressure of the syringe (at Use or during autoclaving) arises, forwards towards the inner wall.
  • the stopper being designed complementary to the shape of the distal end of the syringe in order to minimize a residual volume which cannot be removed from the syringe despite the stopper being fully pressed in.
  • a medical syringe according to the invention is preferred, the stopper having convex, plane or concave design or also having pyramid-shaped, conical, truncated pyramid-shaped, truncated-cone-shaped or hemispherical configurations, the protuberance pointing distally or proximally, depending on the design of the end of the syringe.
  • Disposable syringes are preferred.
  • a syringe according to the invention is preferred in which the sealing lip, which runs at least partially axially parallel to the inner wall of the cylinder, has a reinforcement or material thickening which is connected to the sealing lip attachment point on the stopper via a plastic area and / or elastic area.
  • polytetrafluoroethylene is a TFM which has the following properties:
  • the values are measured according to the following standards: elongation at break according to ISO 12086, deformation bacg ASTM D 621; SVI value ISO 12086, permeability according to DIN 53380 with a film thickness of 1mm.
  • a syringe according to the invention in which the stopper is made of one substance is more preferred.
  • a syringe according to the invention in which the stopper has a modulus of elasticity of 550 ⁇ 100 N / mm 2 at 25 ° C. is even more preferred.
  • a syringe according to the invention is preferred in which the syringe is filled with a medium and is autoclavable.
  • a syringe according to the invention is more preferred in which the syringe can be autoclaved at a support pressure.
  • At least the syringe body is poured or sprayed in a sterile room at at least 250 ° C.
  • a syringe according to the invention is advantageous in which the sterile syringe can be packaged in a sterile container which has at least one gas-permeable but not germ-permeable wall.
  • a syringe must be cleaned of foreign objects.
  • Foreign bodies are all the particles that are not made of the material of the syringe and the medium and the detached fragments of the syringe.
  • Pyrogens are substances that, as fragments of bacteria, provoke an immune response in humans. In particular, they are lipopolysaccharides, ie cell wall components of gram-negative bacteria.
  • the syringe or cartridge is thermally sterilized in an autoclave or sterilizer with hot air or using a microwave.
  • stopper does not move within the cylinder, it is advantageous if the stopper is fixed during sterilization.
  • the support pressure is to be defined as the pressure which corresponds to the sum of the partial pressures in the sterilization room minus the partial pressure of the steam.
  • the filled and terminally filled syringe is packaged in sterile plastic film and / or aluminum film under possibly aseptic conditions. It is advantageous here that the syringe is packed in possibly sterile blisters, where aseptic conditions may prevail.
  • Method of making a prefilled sterile syringe also includes a method of making a prefilled sterile syringe which comprises the following features: a) sterile making the syringe parts or cleaning and sterilizing the made syringe parts, b) assembling the parts, (i) thereby the distal end is closed during proximal filling or
  • proximal end is closed by the stopper during distal filling, c) optionally sterilizing the assembled syringe, d) proximal or distal filling, depending on the remaining opening, e) proximal closure by the stopper or distal closure by an outlet closure or a welding of the
  • Outlets f) sterilizing the filled and closed syringe, g) optionally sterile packaging of the syringe in a container with at least one surface that is gas-permeable but not germ-resistant.
  • the invention further comprises a combination of a prefilled, terminally sterilized syringe according to the invention, and an application device made of injector and connections, the injector being a pump system and the connections connecting the outlet of the syringe to the patient.
  • a pump system is described in the publication EP 0 584 531.
  • Figure 1 shows a cross section through a Teflon stopper.
  • Figure 2 shows in cross section the balance of forces on the sealing lip.
  • Figure 3 shows a cross section through a stopper part with two sealing lips.
  • Figure 4 shows a cross section through a biconcave sealing lip.
  • FIG. 5 shows a cross section through two sealing lips pointing in different directions.
  • Figure 6 shows a cross section through two sealing thickenings and the associated pressure / area diagram.
  • Figure 7 shows a cross section through a sealing lip and the associated pressure / area diagram.
  • Figure 8 shows a cross section through a sealing lip with reinforcement.
  • FIG. 1 which is the preferred embodiment, shows a cross section through a stopper 101 which is arranged in a syringe barrel 102.
  • the stopper 101 consists of a core 103, which has three notches 105 on the stopper cylinder edge 104, which are part-circular.
  • the notches 105 do not abut one another directly, but are connected by webs 106 which bear directly against the inner wall 107 of the cylinder.
  • the proximal sealing lip 108 forms a right-angled triangle, the angled part 111 at the more acute angle, which lies proximally, being formed by the cylinder wall 110 of the stopper 101, the opposite part 112 by a radially projecting side and the hypotenuse 113 by an oblique part to the stopper axis 114 pointing side.
  • the hypotenuse 113 only bears against the inner wall 107 of the cylinder in a small area that abuts the counter-catheter 112.
  • the distal sealing lip 109 has a triangular shape, the base 115 being arranged obliquely to the plug axis 114.
  • Two legs 116 and 117 extend approximately from the base 115, only that of the Plug axis 114 pointing leg touches the cylinder inner wall 107. Due to the material, the two sealing lips 108 and 109 are elastic, they also press lightly against the inner wall 107 of the cylinder even in the idle state.
  • FIG. 2 shows the basic balance of forces in a stopper 201 according to the invention. It represents a cross section through the stopper 201, which is arranged in a syringe cylinder 202.
  • the plug 201 consists of a core 203, which has two notches 205 on the plug cylinder edge 204, which are rectangular.
  • the notches 205 do not abut one another directly, but are connected by a web 206 which lies directly against the inner wall 207 of the cylinder.
  • the sealing lip 209 has an almost triangular shape, the base 215 being arranged obliquely to the plug axis 214. Two legs 216 and 217 extend approximately the same from the base 215, only the leg pointing away from the plug axis 214 touching the cylinder inner wall 207. Due to the material, the sealing lip 209 is elastic; it presses lightly against the inner wall 207 of the cylinder even in the idle state.
  • the forces on the sealing lip 209 are designed differently in the dynamic and static state.
  • the dynamic state is when pressure is exerted on the plunger so that the plug 201 is pressed in the distal direction.
  • the internal syringe pressure of the medium is increased.
  • In the static state neither the medium nor the stamp exert pressure on the stopper, which is in equilibrium. If the coefficient of friction were infinitely small, the stamp would be in this position voluntarily if no forces acted on it.
  • the sealing lip 209 is slightly pretensioned and is therefore slightly in contact with the inner wall 207 of the cylinder. Since the pressure area is very small, the surface pressure is still relatively high. In the static state, the stopper 201 thus sufficiently seals the interior of the syringe barrel 202. Low forces are applied. Low forces also mean that the cold flow behavior of the polytetrafluoroethylene is not stressed. Such a syringe can be stored for a long time without the material of the stopper 201 being significantly deformed by the cold flow. In the dynamic state, the plug 201 is pressed in the distal direction, a pressure is built up in the medium.
  • FIG. 3 shows a cross section through a stopper 301 which is arranged in a syringe cylinder 302.
  • the plug 301 consists of a core 303, which has three notches 305 on the plug cylinder edge 304, which are rectangular.
  • the notches 305 do not abut one another directly, but are connected by webs 306 which bear directly against the inner wall 307 of the cylinder.
  • sealing lips 308 and 309 which are arranged one behind the other. These two sealing lips 308 and 309 form a right-angled triangle, the ankathetes 311 at the more acute angle, which points proximally, being formed by the cylinder wall 310 of the plug 301, the opposing cathets 312 by a radially projecting side and the hypotenuses 313 by an oblique side facing plug axis 314.
  • the hypotenuses 313 lie against the inner wall 307 of the cylinder only in a small area which abuts the counter-catheter 312.
  • sealing lip 409 which has a convex shape both in the outer leg 417 and in the inner leg 416.
  • FIG. 5 shows three sealing lips, one that points distally with both legs 516 and 517 and one that points proximally with the two legs 516 ' and 517 ' .
  • Figure 6 shows a seal according to the prior art.
  • the spatial division of the webs in relation to the punctiform surface pressure of the webs on the inner wall of the cylinder was shown. It is obvious that the surface pressure is distributed over a larger area and has a point pressure that is relatively low.
  • FIG. 7 shows a sealing lip 709 according to the invention, which due to its shape has only a small contact area with the inner wall 707 of the cylinder.
  • relatively large pressures are exerted at certain points, but the total area that lies against the inner wall 707 of the cylinder is smaller.
  • FIGS. 6 and 7 should be of the same size with respect to the integral.
  • the main difference is that the surface pressure in FIG. 7 is greater than in FIG. 6.
  • this pressure-area diagram only shows the static state. In the dynamic state, with the medium being compressed in the syringe, significantly higher values occur in FIG. 7, whereas the values in FIG. 6 remain the same in terms of quantity, the highest being shifted proximally in their position.
  • FIG. 8 shows a cross section through a stopper 801 with a sealing lip 809 which bears against the inner wall 807 of the cylinder.
  • the sealing lip 809 does not end in a point, but has a thickening 820.
  • FIG. 8 clearly shows the elastic zone and plastic zone 821, which lies between the sealing lip attachment point 822 and the contact surface 823 between the sealing lip 809 and the inner wall 807 of the cylinder.
  • the elasticity zone and plasticity zone 821 are arranged between the sealing lip attachment point 822 and the thickening 820.
  • In the area of the elasticity zone there is a compression zone 824 and a tension zone 825, both of which run approximately parallel to the plug axis 814.
  • the elastic zone 821 does not lie on the perpendicular to the inner wall 807 of the cylinder, which perpendiculars simultaneously pass through the contact surface 823.
  • the plasticity zone 821 comes into play when there is permanent pressure or thermal stress on the Sealing lip 809 acts, as occurs especially during autoclaving. This area has a flow behavior without at the same time losing all of the elasticity of the sealing lip.
  • the balanced ratio between plasticity and elasticity in this area 821 is essential for successful sealing of the stopper. The forces and changes that occur can easily be checked by a specialist by means of tests.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine medizinische Spritze mit eingeführtem Stopfen (101). Die Spritze hat die folgenden Merkmale a) die Spritze umfaßt einen Zylinder, ein proximales und distales Ende, und einen Auslaß, b) die Spritze enthält ein Medikament oder ein Diagnostikum, c) die Flächen des Stopfens (101), die die Zylinderinnenwandung (107) der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen, d) die Flächen des Stopfens (101), die die Zylinderinnenwandung (107) der Spritze kontaktieren, liegen dem Material der Zylinderinnenwandung direkt an, e) der Stopfen weist mindestens eine Dichtlippe (108 und 109) auf, f) die Massenresultierende der Dichtlippe bildet mit der Achse der Spritze in distaler Richtung einen spitzen Winkel. Die Spritze ist zur Aufnahme von Medikamenten und Diagnostika vorgesehen.

Description

Spritze mit Spritzenstopfen aus Polyethylen
Einführung Die Erfindung betrifft ein medizinische Spritze zur Aufnahme von einem Medium oder zur Benutzung und ein Verfahren zur terminalen Sterilisierung von diesen befüllten Spritzen. Diese Spritzen sind bevorzugt für den Einsatz von injizierbaren Diagnostika, insbesondere Kontrastmitteln vorgesehen, die zum Beispiel in Blutgefäße, Organe, Organteile, Höhlungen und andere Gefäße injiziert werden oder dort bildgebende Wirkung entfalten.
Stand der Technik
Teflonstopfen: In der deutschen Patentschrift DE 3346 351 mit Veröffentlichungstag am 9. April 1992 wird ein Stopfen beschrieben, der wenigstens teilweise mit einem Teflonüberzug versehen ist. Ein solcher Stopfen berührt die
Zylinderinnenwandung mit Wülsten, die auf die Zylinderinnenwandung einen spezifischen Druck ausüben, wodurch der Dichteffekt gewährleistet sein soll. Die Wülste sind so ausgebildet, daß die von dem Stopfen wegweisende Senkrechte der Wulstoberfläche hin zur Wandung des Spriztenzylinders weist. Die Patentschrift verwendet Teflon, um eine schützende Fläche zwischen dem Medium und dem Gummiteil des Stopfens zu schaffen. Es handelt sich also in diesem Fall ausschließlich um eine isolierende Funktion, die hervorragenden Gleiteigenschaften von Teflon sind dabei weiter nicht berücksichtigt worden. In dieser Publikation ist der Begriff Silikonisieren nicht erwähnt worden. Somit ist davon auszugehen, daß auch in diesem Fall der Fachmann diesen Text dahingehend liest, daß es sich um eine sonst dem allgemeinen Fachwissen (z.B. DIN-Norm 13 098, Teil 1 , Punkt 4.4) entsprechende Spritze handelt, welche ebenfalls an der Innenseite des Zylinders silikonisiert ist.
Dichtlippen:
In der DE-GM 19 73 042 vom 23.11.1967 wird eine Kunststoff-Spritze aus Kunstharz beschrieben, die aus einem Kunststoffzylinder mit Nadelöffung und Stopfenöffnung, einem Stopfen und einem Stempel besteht. Die Spritze besitzt als wesentliches Merkmal einen schalen- oder napfförmig gestalteten Stopfen, der aus handelsüblichen Material besteht. Eine derartige Dichtlippe ist jedoch nur in Kombination mit einem Gleitmittel, insbesondere mit Silikonöl, ausführbar. Liegt Silikon nicht vor, würden sich die Dichtlippen aufgrund der hohen Reibung verändern und sie würden der Kraft ausweichend umschlagen. In dieser Publikation ist der Begriff Silikonisieren ebenfalls nicht erwähnt worden. Somit ist auch hier davon auszugehen, daß der Fachmann diesen Text dahingehend liest, daß es sich um eine sonst dem allgemeinen Fachwissen ( z.B. DIN-Norm 13 098, Teil 1 , Punkt 4.4) entsprechende Spritze handelt, welche ebenfalls an der Innenseite des Zylinders silikonisiert ist.
Silikonisieren:
In der Patentschrift AT-E 68 979 wird eine gefüllte, terminal sterilisierte Spritze beschrieben. Die Spritze besteht aus Kunststoff. Die Spritze weist einen Zylinder mit einem distalen Ende mit einem Spritzenauslaßstück auf. Das Spritzenauslaßstück wird durch einen Verschluß abgedichtet. Vor dem Befüllen wird die Innenwandung der Spritze mit Silikonöl beschichtet. Die Spritze wird nach dem Befüllen mit einem flexiblen Gummistopfen verschlossen, der in dem Zylinder auch wegen des Silikonöls gleitfähig ist. Das Verfahren zur Herstellung einer befüllten, terminal sterilisierten Spritze beginnt damit, daß Abfallteilchen oder andere Verunreinigungen von dem Verschluß und dem Kolben entfernt werden. Mikrobielle Verunreinigungen auf dem Verschluß und dem Kolben werden zerstört. Der Zylinder wird mit einer Vielzahl von Wasserstrahlen gewaschen, um Pyrogene und Abfallteilchen zu entfernen. Anschließend wird Silikonöl auf die Innenwandung der Spritze aufgetragen. Der Verschluß wird daraufhin auf das Spritzenauslaßstück aufgesteckt. Durch das proximale Ende der Spritze wird das Kontrastmittel in die Spritze gefüllt. Die Spritze wird anschließend mit dem Stopfen verschlossen. Diese zusammengesetzte und befüllte Spritze wird in einem Autoklaven sterilisiert. Dabei wird neben dem üblichen Autoklavendruck noch ein zusätzlicher Stützdruck in dem Autoklaven erzeugt.
Aus der Publikation von Venten und Hoppert (E. VENTEN und J. HOPPERT (1978) Pharm. Ind. Vol. 40, Nr. 6, Seiten 665 bis 671) sind vorgefüllte, terminal sterilisierte Spritzampullen bekannt, welche an der Innenwandung mit einer Silikonölschicht versehen sind. Die Spritzampullen, die einen Stopfen am proximalen Ende aufweisen, werden distal durch den Rollrand befüllt. Der Rollrand wird anschließend durch eine Dichtscheibe abgedichtet, wobei eine Bördelkappe die Dichtscheibe auf dem Rollrand fixiert. (M. JUNGA (1973) Pharm. Ind. Vol. 35, Nr. 11a, Seiten 824 bis 829) Die vorgefüllten Spritzampullen werden dann in einen Autoklaven überführt. Dieser Autoklav ist bezüglich der Temperatur und des Druckes regelbar.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0 553 926 (26.1.1993 Anmeldetag) wird ein Verfahren zum terminalen Sterilisieren einer vorgefüllten Plastikspritze oder Glasspritze beschrieben, wobei die Spritze ein Kontrastmittel enthält. Die Innenwandung der Einmalspritzen ist mit Silikonöl beschichtet. Die Spritze besteht aus einem Spritzenzylinder, der ein Spritzenauslaßstück am distalen Ende aufweist. Daneben werden Einmalspritzampullen in der zuvor schon bei Venten und Hoppert beschriebenen Form angeführt. Die Einmalspritzen weisen ein offenes proximales Ende auf, welches durch einen in der Einmalspritze gleitfähigen Stopfen verschließbar ist. Der Stopfen wird mit einem Stempel verbunden.
Die WO 95/12482 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von vorgefüllten Kunststoffspritzen, die mit einem Kontrastmittel gefüllt sind. Die Innenwandung der Spritze wird mit Silikonöl beschichtet. Die Spritzen bestehen aus einem Zylinder, einem Spritzenauslaßstück am distalen Ende, welches für einen Kanülenansatz vorbereitet ist. Weiterhin umfaßt die Spritze einen Stopfen, der in dem Zylinder gleiten kann. Er dichtet das proximale Ende der Spritze ab. Die Spritze ist nach einem Verfahren hergestellt worden, das zu pyrogenfreien Objekten führt. Ebenso liegen keine Partikel mehr vor. Die Spritze wird durch das proximale Ende befüllt, dabei ist das Spritzenauslaßstück mit einem Verschluß abgedichtet. Die befüllte Spritze wird mit dem Stopfen verschlossen.
Nachdem die Spritzenteile aus der Gußform kommen, werden sie mit Gas abgeblasen, um Partikel zu entfernen. Die Spritze wird anschließend gewaschen und mit Gleitmittel versehen. Die Spritze wird danach sterilisiert, so daß die Spritze wahlweise weiterverarbeitet, gelagert oder transportiert werden kann.
Nachteile
Nachteilig bei den bekannten Spritzen ist, daß Silikonöl verwendet werden muß, um die Reibung zwischen Stopfen und Spritzeninnenwandung zu erniedrigen. So sinnvoll Gummistopfen bezüglich der elastischen Kräfte ist, so problematisch ist das Verhalten bezüglich der Gleitreibung. Erst recht die Haftreibung ist noch ungünstiger. Gerade bei einer lang andauernden Lagerung der Spritze mit eingeführtem Stopfen spielt die Haftreibung eine sehr wesentliche Rolle. Weiterhin ist bei Gummistopfen auch immer das Kaltfließverhalten zu beachten. Da dieses eine nicht zu vernachlässigende Größe ist, müssen Gummistopfen mit einer erheblichen Vorspannung eingesetzt werden. Dabei ist die Reibung in allen Fällen so groß, daß ohne Silikonöl eine Handhabung der Spritzen nicht möglich ist.
Auch wenn Dichtlippen aus Gummi verwendet werden, sind diese im statischen Zustand nicht ausreichend dichtend oder leiden unter dem Kaltfließverhalten. Auch in diesem Fall ist mit einer beträchtlichen Vorspannung zu arbeiten, so daß Silikonöl auch in diesem Fall unentbehrlich ist. Ein massiver Stopfen aus Teflon hat einen beträchtlichen Nachteil bei Spritzen, die einer thermischen Belastung ausgesetzt werden. Hier reichen schon Temperaturschwankungen von -10 °C bis + 40°C aus, um die Kunststoffe der Spritzenwandung gegenüber dem sehr festen Teflonmaterial sich ausdehnen zu lassen. Es handelt sich dabei um übliche Temperaturschwankungen. Auch in diesem Fall macht sich das Kaltfließverhalten negativ bemerkbar. Um den Stopfen gut dichten zu lassen, ist wegen des geringen elastischen Verhaltens des massiven Teflonstopfens eine hohe Vorspannung notwendig, die dadurch eine große Reibung zu folge hat. Bei Kunststoffspritzen ist ein solcher Teflonstopfen nicht zu verwenden, da das Kaltflieverhalten der Spritzenwandung aus Kunststoff den Innendurchmesser der Spritze auf Höhe des Stopfens vergrößert. Hierdurch bilden sich Lücken, durch die Flüssigkeit unkontrolliert aus der Spritze gelangen kann. Auch kann dadurch unkontrolliert Luft angesaugt werden. Glasspritzen, die ein solches Kaltfließverhalten nicht zeigen, müssen dennoch mit Silikonöl auf der Innenwandung beschichtet sein, um Reibung zu erniedrigen, die durch die sehr hohe Vorspannung hervorgerufen wird.
Aufgabe
Es stellt sich somit die Aufgabe, eine medizinische Spritze anzubieten, bei der auf den Zusatz eines Gleitmittels in Form von zum Beispiel Silikonöl verzichtet wird, ohne daß dadurch die Gleitfähigkeit des Stopfens, der aus Kunststoff bestehen soll, in der Spritze beeinträchtigt wird und zugleich eine ausreichende Abdichtung der Inhalte der Spritze durch den Stopfen gegenüber dem Spritzenaußenbereich gewährleistet wird. Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch eine medizinische Spritze mit eingeführtem Stopfen gelöst, wobei die Spritze die folgenden Merkmale umfaßt: a) die Spritze umfaßt
(i) einen Zylinder mit einer Zylinderinnenwandung, (ii) ein proximales Ende, (iii) ein distales Ende, und (iv) einen Auslaß, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die Zylinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder
Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) die Fläche des Stopfens, die die Zylinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, liegt dem Material der Zyiinderinnenwandung direkt an, e) der Stopfen weist mindestens eine Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, f) mindestens die nach distal oder proximal weisende Fläche oder Massenresultierende der Dichtlippe bildet mit der Achse der Spritze einen Winkel, der kleiner als ein rechter Winkel ist, oder f) die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden durch einen Bereich der Dichtlippe hervorgerufen, welcher Bereich außerhalb der Senkrechten zur Zyiinderinnenwandung liegt, wobei die Senkrechten durch den Kontaktbereich zwischen Dichtlippe und Zyiinderinnenwandung verlaufen, oder f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die
Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist.
Die Punkte> f); f); und f") sind alternative Beschreibungen von ein und demselben technischen Lösungsprinzip. Mehr bevorzugt ist die Beschreibung von f), am meisten bevorzugt wird die Beschreibung durch den Punkt f").
Speziellere Ausführungsform:
Bevorzugt ist eine speziellere Ausführungsform einer medizinischen Spritze aus Glas und / oder Kunststoff mit eingeführtem Stopfen, mit den folgenden Merkmalen: a) die Spritze umfaßt
(i) einen Zylinder mit einer Zylinderinnerwandung, (ii) ein proximales Ende, das durch den Stopfen verschließbar ist, (iii) ein distales Ende, welche durch eine Zylinderdecke verschlossen ist, und (iv) einen Auslaß, der die Zylinderdecke oder die Zyiinderinnenwandung durchdringt, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium oder zur Benutzung vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder
Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) die Fläche des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der
Spritze kontaktieren, liegt dem Material der Zyiinderinnenwandung im Bereich des Zylindermantels direkt an, e) der Stopfen weist mindestens eine ringförmige Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, so daß bei Bewegung des Stopfens in distale Richtung kein
Medium an der Dichtlippe vorbeigleiten kann, es sei denn, daß die Innenwandung eine Ausbuchtung nach außen aufweist, f) mindestens die nach distal oder proximal weisende Fläche oder Massenresultierende der Dichtlippe bildet mit der Achse der Spritze einen Winkel, der kleiner als ein rechter Winkel ist, oder f) die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden durch einen Bereich der Dichtlippe hervorgerufen, welcher Bereich außerhalb der Senkrechten zur Zyiinderinnenwandung liegt, wobei die Senkrechten durch den Kontaktbereich zwischen Dichtlippe und Zyiinderinnenwandung verlaufen, oder f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die
Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist. .
Minimierung des Gleitmittels
fgabe wird ebenfalls durch eine medizinische Spritze mit eingeführtem Stopfen gelöst, wobei die Spritze die folgenden Merkmale umfaßt: a) die Spritze umfaßt (i) einen Zylinder mit einer Zyiinderinnenwandung,
(ii) ein proximales Ende, (iii) ein distales Ende, und (iv) einen Auslaß, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die
Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus
Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) zwischen den Fläche des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, und der Zyiinderinnenwandung befindet sich kein Gleitmittel, oder
- ein Gleitmittel in höchstens solcher Dicke, welche bei praxisüblicher Bewegung des Stopfen in der Spritze eine zufriedenstellende Gleitreibung und Haftreibung, die bei einer Verwendung von Stopfen aus Gummi aufträten, dann nicht mehr zuläßt, , oder
- ein Gleitmittel in solcher Dicke, die eine Bewegung des Stopfens in der Spritze unter benutzungsüblichen Bedingungen nicht ermöglicht, wenn der Stopfen aus Gummi wäre, e) der Stopfen weist mindestens eine Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, f) mindestens die nach distal oder proximal weisende Fläche oder Massenresultierende der Dichtlippe bildet mit der Achse der Spritze einen Winkel, der kleiner als ein rechter Winkel ist, oder f) die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden durch einen Bereich der Dichtlippe hervorgerufen, welcher Bereich außerhalb der Senkrechten zur Zyiinderinnenwandung liegt, wobei die Senkrechten durch den Kontaktbereich zwischen Dichtlippe und Zyiinderinnenwandung verlaufen, oder f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist. . Vorteile
Verzicht auf Gleitmittel:
Das direkte Anliegen des Stopfens an der Innenwandung der Spritze hat zur Folge, daß auf Gleitmittel verzichtet werden kann. Hierbei können Gleitmittel Fette, Silikonöl oder auch feine Granulate sein. Nachteilig bei all diesen Gleitmitteln ist, daß sie mit dem Medium in der Spritze interagieren können. Dieses ist gerade dann von Bedeutung, wenn das Medium über einen langen Zeitraum in direktem Kontakt mit dem Gleitmittel ist. Hierbei ist aufgrund des Standes der Technik üblich, das Gleitmittel auf der Innenwandung der Spritze aufzutragen, wodurch sich eine große Fläche ergibt, welche im Kontakt mit dem Medium ist.
Verbesserung des Massivstopfens ohne Dichtlippe: Die Stopfen in der DE 33 46 351 sind dann nicht zu verwenden, wenn die Spritze in vorgefüllter Form autoklaviert wird oder einer termischen Belastung ausgesetzt wird. In einer solchen Situation tritt stets ein Erweitern des Materials auf, da die Kunststoffe des Spritzenzylinders oder des Stopfen bei erhöhten Temperaturen Fließeigenschaften besitzen. Hierdurch wird das Kunststoffmaterial mindestens am Stopfen bisweilen auch an der Spritze dauerhaft und bleibend verformt. Auch das Teflon in Form der Beschichtung zählt zu den Substanzen, welche infolge der thermischen Einwirkung während des Autoklavierens verändert werden. Wegen des Übermaßes, welche der Stopfen besitzen muß, ergeben sich während des Autoklavierenszykluses oder der thermischen Belastung Ausdehnungen, die aufgrund des Fließverhaltens des Stopfens zu dauerhaften Schädigungen des Stopfens führt. Dadurch kommt es in vielen Fällen zu Undichtigkeiten, sei es, daß Material aus der vorgefüllten Spritze austritt oder daß eventuell Luft von dem Außenbereich in die Spritze eindringt. In beiden Fällen handelt es sich um Kontaminationen, welche nicht erwünscht sind. Gerade bei dem letzteren Fall ist das Auftreten von eindringender Luft möglich. Hierdurch kann eine Verunreinigung des Spritzeninhaltes auftreten, der für die Patienten hochgefährlich ist. Aufgrund von Versuchen, die bei uns im Haus gemacht worden sind, hat sich herausgestellt, daß massive Stopfen, welche entweder aus Teflon bestehen oder teflonbeschichtet sind, nicht für solche Spritzen einsetzbar sind, die im vorgefüllten Zustand autoklaviert oder thermischen Belastungen ausgesetzt werden. Auch haben Versuche ergeben, daß sich bei Spritzen, welche als Einmalspritzen nicht vorgefüllt sind, ebenfalls Probleme ergeben.
Werkstoff Polytetrafluorethylen und Fluor-substituierte Polyethylene oder Polypropylene: Die Auswahl des Werkstoffs des Stopfens ist eingeschränkt. Polytetrafluorethylen und dessen Modifizierungen sind besonders geeignet, da die Temperaturbeständigkeit sehr hoch ist. Ein Autoklavieren der erfindungsgemäßen Stopfen ist problemlos möglich. Die Stopfen sind beständig, sie haben zwar ein Kaltfließverhalten, welches jedoch bei den gestellten Anforderungen praktisch zu vernachlässigen ist. Somit sind die Stopfen auch bei direktem Kontakt mit dem Spritzenkörper lange lagerbeständig. Die Dichtfunktion des Stopfens wird nicht beeinträchtigt. Die Stopfen sind für den Menschen verträglich, Polytetrafluorethylen besitzt eine Zulassung bei der US-Gesundheitsbehörde (FDA). Das Zurückstellvermögen des Polytetrafluorethylens ist respektabel, hierdurch wird die Lagerfähigkeit ebenfalls positiv beeinflußt. Polytetrafluorethylen zeigt gute Gleiteigenschaften, wodurch die auf die Spritzeninnenwandung auftretenden Kräfte relativ groß sein können, ohne dabei die Bewegung des Stopfens in distale oder proximale Richtung negativ zu beeinflussen. Das Kaltfließverhalten des Materials ist wünschenswert klein, so daß auch dieser Aspekt förderlich auf die Lagerbeständigkeit einwirkt.
Die Kräfte, welche durch den erfindungsgemäßen Stopfen auf die Zyiinderinnenwandung ausgeübt werden, sind deutlich geringer als die Kräfte, die bei anderen herkömmlichen Elastomeren auftreten. Dieses ist aufgrund des verwendeten Materials und der Gestaltung der Dichtlippen möglich. Jedoch reicht eine Formung der Dichtlippen entsprechend dem Stand der Technik nicht alleine aus, um einen derartigen Effekt zu erzielen. Lediglich bei Hinzugeben von Gleitmitteln auf der Innenwandung der Spritze oder auf der Außenseite des Stopfens lassen derartig gute Proportionen zwischen den Kräften in Richtung Zylinderlängsrichtung und den Kräften in Richtung der Zyiinderinnenwandung entstehen. Vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die Dichtlippe in Richtung zum distalen Ende weist und eine zur Achse der Spritze weisende Fläche aufweist, welche die Kraft, welche durch den Spritzeninnendruck (beim Benutzen oder beim Autoklavieren) entsteht, in Richtung zur Innenwandung weiterleitet.
Unbefriedigende Dichtlippen aus Gummi:
Eine Spritze gemäß DE-GM 19 73 042 vom 23.11.1967 ist in vorgefüllter Form nicht zu autoklavieren. Zwar ist es während der Aufheiz- und Sterilisationsphase möglich, daß aufgrund des Innendrucks der napfförmigen Stopfen in proximale Richtung verschoben wird. Dabei ist in diesem Augenblick die Dichtfunktion gewährleistet. Im Zuge der Abkühlung zieht sich die Flüssigkeit und vor allem auch das Restgas in der Spritze wieder zusammen, wodurch ein Unterdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre entsteht. Dieses führt dazu, daß ein Sog auf den Stopfen ausgeübt wird. Auch bei einer silikonisierten Innenwandung führt es dazu, daß eine solche Spritze seitlich an den Dichtlippen Luft zieht. Ein solcher Effekt ist erst recht dann nicht zu vermeiden, wenn auf Silikonöl verzichtet wird. Wird kein Gleitmittel eingesetzt, so klappen die Ausstülpungen des napfförmigen Stopfens bei distaler Bewegung um, da die Reibung zwischen Stopfen und Zyiinderinnenwandung so groß ist, die Ausstülpungen aufgrund der Elastizität ausweichen.
Auch geringe Mengen Gleitmittel haben die erfindungsgemäße Wirkung:
Eine einfache Umgehungsform der Erfindung, wenn sie sich im Wortlaut der Ansprüche lediglich auf das Weglassen eines Gleitmittels beschränkt, bestünde darin, das Gleitmittel in der Menge so zu reduzieren, daß es für einen Gummistopfen nicht mehr ausreichend wäre. Da für den Teflonstopfen oder Stopfen aus Derivaten des Teflon kein Gleitmittel erforderlich ist, wäre eine geringe Menge an Gleitmittel eine Möglichkeit, eine verschlechternde Ausführungsform anzubieten. Da die Schädlichkeit aller Stoffe konzentrationsabhängig ist, kann somit bequem eine Menge an Gleitmittel gewählt werden, welche nicht mehr physiologisch beachtenswert ist und die dabei zugleich für einen Gummistopfen nicht ausreichend ist, jedoch im Zusammenhang mit einem Teflonstopfen selbstverständlich verwendbar wäre. Synergismus von Teflon und Dichtlippen:
Die Kombination aus dem Material und den spezifisch geformten Dichtlippen gewährleistet, daß auch sonst problemhafte Spritzen, die zum Beispiel in vorgefüllten Zustand autoklaviert werden, ohne Ausfälle hergestellt und gelagert werden können.
Wir haben das Zusammenspiel von drei verschiedenen Parametern. Zum einen handelt es sich um das Material. Hier ist Teflon oder seine Derivate aufgrund seines inerten Verhaltens gegenüber Medikamenten besonders vorteilhaft. Weiterhin weist Teflon einen geringen Reibkoeffizienten auf. Folgt man jedoch den technischen Lehren aus dem Stand der Technik und stellt man Stopfen mit herkömmlicher Form aus Teflon her, läßt sich ein zufriedenstellendes Resultat nicht erzielen. Undichtigkeiten und unerwünschtes Einziehen von Flüssigkeit oder Luft ist als Nachteil zu beobachten.
Daher ist das zweiter Aspekt auch wichtig. Die Form der Dichtlippe muß so gestaltet sein, daß aufgrund des Kaltfließverhaltens und der daraus resultierenden Elastizität die Dichtlippen ausreichend an die Innenwandung der Spritze gedrückt werden. Hierbei ist, insbesondere bei vorgefüllten, sterilisierten Spritzen, die statische Dichtigkeit von besonderer Bedeutung. Lange Lagerung und thermische Behandlung darf nicht zu Undichtigkeiten führen. Aufgrund der speziellen Ausformungen der Dichtlippen bei der besonderen Auswahl des Material ist gewährleistet, daß eine Dichtigkeit der Stopfen in ausreichender Form vorliegt. Hierbei handelt es sich nicht nur um die Abdichtung in einer Richtung, die z.B. beim Auspressen der Spritze entsteht, sondern auch die Dichtigkeit beim Aufsaugen ist gewährleistet. Dieses ist auch dann besonders von Bedeutung, wenn sich nämlich der Stopfen während des Autoklavierens oder bei Aufsaugen von Flüssigkeit bewegt. Der Stopfen folgt beim Autoklavieren einem Kräfteparallelogramm, welches sich aus Innendruck der Spritze und Außendruck im Autoklavens zusammensetzt. Um nicht zu hohe Drücke in der Spritze aufkommen zu lassen, wandert der Stopfen während der Aufheiz- und Sterilisationsphase nach außen ab. Während der Abkühlphase ist jedoch die umgekehrte Wanderrichtung zu beobachten. Ein vergleichbares Verhalten tritt beim Ansaugen von Flüssigkeiten auf. Als dritter weiterer wesentlicher Aspekt ist die fehlende Beschichtung mit Silikonöl zu sehen. Gleitmittel zu verwenden, ist bei bisher bekannten Spritzen mit Kunststoff stopfen generell üblich. Dieses wird aufgrund der DIN-Normen (zum Beispiel DIN-Norm 13 098) ersichtlich. Ledilgich die alten Glasspritzen mit einem Metallstopfen waren nicht silikonisiert. Definitionen
Richtung der Dichtlippen: Die Dichtlippen weisen üblicherweise einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf. Die Basis weist zum Zentrum des Stopfens, die beiden Schenkel treffen sich in der Spitze der Dichtlippe. Die Flächen der Dichtlippen können geradlinig geschwungen oder auch gewinkelt sein. Bevorzugt ist es, wenn die Dichtlippen in der Basis deutlich breiter angelegt sind, als in ihrer Spitze. Dieses führt dazu, daß die Dichtung besonders erfolgreich ist, ohne dabei einen hohen Materialaufwand zu leisten. Diese Basis wird Dichtlippenansatzstelle genannt.
Auch ist es möglich anstelle der spitz zulaufenden Dichtlippe an deren Ende eine Verstärkung anzuordnen, die die Wirkung hat, daß auch die Spitze der Dichtlippe an die Zyiinderinnenwandung gedrückt wird. Diese Verstärkung hat somit die Funktion, einen weiteren Elastizitätsbereich zu schaffen. Auch ist es möglich, die Verstärkung aus einem anderen elastischen Material herzustellen, so aus einem hoch elastischen Gummi, welches sich an dem Zentrum des Stopfens abstützt kann und an der Innenseite der Dichtlippe die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drückt.
Wünschenswert ist eine Dichtlippe, welche relativ lang ausgebildet ist und welche einen relativ flachen Winkel gegenüber der Achse des Stopfens aufweist. Hierdurch sind zwei Funktionen erfüllt. Zum einen ist im dynamischen Verhalten es so, daß die Dichtlippe wegen des Druck in der Spritze gegen die Zyiinderinnenwandung gepreßt wird. Weiterhin ist im statischen System ein sinnvoller Kompromiß zwischen Elastizität und Plastizität geschlossen worden. Dieses ist besonders dann wichtig, wenn zusätzliche Belastungen wie Autoklavieren, thermische Belastung (Temeperatur beim normalen Lagern), Druck und Sonneneinstrahlung das Materieal bezüglich Plastizität beanspruchen.
Eine andere Charakterisierung der Richtung der Dichtlippen kann mit Hilfe der Massenresultierenden angegeben werden. Wird die Dichtlippe in ihrem Querschnitt betrachtet, so läßt sich von der Basis der Dichtlippe, welche am Stopfen inseriert ist (Dichtlippenansatzstelle) und der Spitze der Dichtlippe eine Linie ziehen, welche im Zentrum der beiden Seiten liegt. Bezüglich eines Dreiecks würde man in einem solchen Fall von der Winkelhalbierenden sprechen. Dabei wird der Winkel halbiert, der in der Spitze der Dichtlippe liegt. Weist die zuvor beschriebene Linie einen spitzen Winkel mit der Achse der Spritze auf, so ist die Funktion der Dichtlippe gewährleistet. Auch ein integrales Verhalten der "Winkelhalbierenden" oder "Massenhalbierenden" ist denkbar. So können die Flächen der Dichtlippe gewölbt oder eingebuchtet sein, sie können Ausstülpungen oder Einkerbungen besitzen, sie können an der Spitze hammerfömig oder axtförmig verdickt sein. Wesentlich ist die Resultierenden der Kräfte zu vergleichen, die bei Druckbeaufschlagung in distaler Richtung an der Dichtlippe auftreten. Diese resultierenden Kräfte sind leicht zu ermitteln, gleichgültig, welche Form die Dichtlippe aufweist. Die distale Richtung ist die bevorzugte Richtung der Dichtlippen, jedoch ist auch die proximale Ausrichtung möglich. Ein solch proximal ausgerichtete Dichtlippe wird in einem gewissen Rahmen die Dichtfunktion durchaus erfüllen.
Elastizitätsbereich:
Wesenlich ist, daß die Dichtlippe mit einer Kraft, die senkrekt auf der Zyiinderinnenwandung steht auf dieselbe drückt. Diese Kraft wird bei den Dichtlippen anders als bei den Wülsten des Standes der Technik aus elastischen Kräften gewonnen, welche durch einen verformbaren Bereich hervorgerufen werden, der nicht auf der Senkrechten zur Zyiinderinnenwandung liegt, welcher durch den Kontaktbereich zwischen Dichtlippe und Zyiinderinnenwandung liegt.
Zugzone und Stauchungszone:
Die Dichtlippen werden unter einer Vorspannung an die Zyiinderinnenwandung der Spritze gedrückt. Hierzu ist eine Kraft notwendig, die durch eine Elastizitätszone der Dichtlippe hervorgerufen wird. Diese Elastizitätszone nimmt dabei sowohl Zugkraft als auch Schubkräfte auf. Bezogen auf die Länge der Dichtlippe wird dabei eine seitlich einwirkende Kraft gegenüber der Zyiinderinnenwandung aufgewendet. Dabei ist wesentlich, daß sich der
Stopfen statisch verhält. In einem solchen Fall ist aus dem Stand der Technik lediglich ein Zusammendrücken von Wülsten oder Verdickungen bekannt, die gegen die Zyiinderinnenwandung drücken. Nur wenn der Stopfen im Stand der Technik bewegt wird, wird weiterhin ein Scherkraft auf die Wülste ausgeübt, die eine Zugzone auch bei diesen Stopfen entstehen läßt. Wichtig ist somit, daß die Zugkraft und Schubkräfte in etwa parallel zu der Achse der Spritze verlaufen. Bei der Bewegung des Stopfens, gleich ob neu oder alt, werden durch die Scherkraft weiterhin Zugkräfte und Schubkräfte ausgeübt, die in etwa senkrecht zur Achse der Spritze verlaufen. Materialien des Stopfens:
Bei der Substanz Polytetrafluorethylen handelt es sich um die Substanz, die als Teflon bekannt ist. Teflon hat bemerkenswerte Eigenschaften, so setzt oberhalb von 300°C erst allmählich ein kleiner Gewichtsverlust ein, erst oberhalb von 400°C zersetzt sich Teflon. Das Teflon weist einen niedrigen Reibungskoeffizienten von durchschnittlich 0,3 auf, der Haftreibungskoeffizient ist um den Wert 0,05 bis 0,1 höher. Dabei spielt der Druck und die Gleitgeschwindigkeit keine Rolle. Besonders vorteilhaft ist, daß auch nach längerer Lagerungsdauer keine hohen "Losbrech- und Anfahrmomente" im Vergleich zu anderen Elastomeren entstehen. Aus Teflon hergestellte Teile sind physiologisch unbedenklich. Bei Fütterungsversuchen mit Tieren sind bei der Aufnahme von Teflon keine schädlichen Wirkungen beobachtet worden. Teflon erfüllt die FDA-Vorschriften über Lebensmittelkontakte. Teflon ist Der Begriff Spritze umfaßt die Begriffe Kartusche (großvolumige Spritze mit mindestens 100 ml Volumen), Ampullenspritzen, Einmalspritzen, Einmalspritzampullen, Einwegspritzampullen, Einwegspritzen, Injektionsampullen, Einmalspritzampullen, spritzfertige Ampulle, Zylinderampulle, Doppelkammer-Spritzampulle, Zweikammer-Spritze, Zweikammer-Spritzampulle, Zweikammer-Spritze und Sofortspritze.
Gleitmittel:
Gleitmittel dienen dazu, daß der Stopfen ohne größeren Kraftaufwand innerhalb des Zylinders bewegt werden kann. Bevorzugt ist Silikonöl, welches folgende Eigenschaften aufweist: Viskosität mindestens 1000 cSt für Kunststoffspritzen und 300 - 400 cSt bei Glas (Einbrennsilikonisierung); Qualität: medical grade.
In den Schutzrechten und technisch, wissenschaftlichen Publikationen wird der Schritt des Silikonisierens nicht ausdrücklich erwähnt. Jedoch ist der Schluß falsch, daß auf diesen Schritt verzichtet wurde. Vielmehr ist das Silikonisieren ein obligatorischer Schritt, ohne den die Spritzenanwendung und daher auch die Spritzenproduktion nicht existieren kann.
Alle Publikationen sind somit unter dem Aspekt des allgemeinen Fachwissens zu lesen. Dabei ist zu beachten, daß der Silikonisierungsschritt als obligatorische Prozedur immer mitgelesen wird. Daß er selbstverständlich ist, wird durch die DIN-Norm 13 098, Teil 1 unter Punkt 4.4. deutlich. Hier wird auf das zwangsläufige Silikonisieren von Einmalspritzen hingewiesen. Für vorgefüllte Einmalspritzen ist die Norm nicht obligatorisch, kann jedoch auch verwendet werden, da keine andersartige Norm diese DIN-Norm 13 098 entgegensteht.
Material des Stopfens und der Spritze: Kunststoffe werden ausführlich in Römpps - Chemie - Lexikon, Herausgeber Jürgen FALBE und Manfred REGITZ, 9. Auflage, Stuttgart, 1990 auf den Seiten 2398 ff dargestellt. Bevorzugt sind COC, PP und Polymethylpenten. [COC = Cycloolefincopolymer mit den Markennamen CZ (Hersteller: Nihon Zeon) und TOPAS (Hersteller: Mitsui Chemicals und Hoechst)]. Diese Kunststoffe sind besonders für den Einsatz bei vorgefüllten, terminal sterilisierten Spritzen geeignet, weil deren hoher Schmelzpunkt (mindestens 130 °C) eine Dampfsterilisation (Standardverfahren 121 °C) zulassen. Darüber hinaus sind die optischen Eigenschaften für eine arzneibuchgemäße visuelle einhundertprozentige Inspektion ausreichend.
Gestalt des Stopfens:
Vorteilhaft ist eine Spritze, bei der der Stopfen geführt wird, so daß die Achse des Stopfens im wesentlichen mit der Achse der Spritze zusammenfällt. Eine Führung kann durch Führungsrippen oder Führungsgleitflächen am Stopfen erreicht werden. Diese Teile haben die Aufgabe, den Stopfen am Verkanten zu hinderen, die Ausrichtung des Stopfens so zu gewähren, daß die Achse des Stopfens und die Achse der Spritze nur unwesentlich voneinander abweichen können. Ebenfalls ist es möglich, daß der Stopfen mit einem Stempel befestigt ist, der selbst geführt wird oder der eine Führung aufweist, in der der Stempel beweglich ist. Jedoch sind Abweichung beider Achse (Kolben und
Spritzenzylinder) bis zu 10° bevorzugt 5°, mehr bevorzugt 3° problemlos zu verkraften
Spritzen:
Glasspritzen und Kunststoffspritzen sind in der Publikation von Junga (M. JUNGA (1973) Pharm. Ind. Vol. 35, Nr. 11a, Seiten 824 bis 829) ausführlich beschrieben. Eine Mischung aus Glas und Kunststoff wird in WO 96/00098 (Anmeldetag 23.6.1995) dargestellt. extrem hydrophob und weist Wasser nahezu vollständig ab. Hierdurch ist gewährleistet, daß eine Interaktion zwischen Medium und Stopfen ausgeschlossen ist. Aufgrund der Dicke des Stopfens ist die Diffusion von Gasen von außen nach innen und vom Medium von innen nach außen vernachlässigbar.
Das Polyethylen ist als Variante mindestens teilweise substituiert. Dabei sind die Wasserstoffatome mindestens teilweise durch Fluoratome ersetzt. Es kann sich dabei um Polytetrafluorethylen oder ein Derivat davon handeln, bei dem nicht alle Wasserstoffatome substituiert sind.
Gestalt der Spritzen:
Die Spritzen sind üblicherweise drehsymmetrisch, lediglich die Fingerhalterun- gen und Gerätehalterungen und bisweilen auch das Spritzenauslaßstück weichen von der Symmetrie ab. So kann das Spritzenauslaßstück exzentrisch angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist der Luer - Lock, da er ausschließlich bei der Applikation von Kontrastmitteln dann zum Tragen kommt, wenn mechanische Pumpvorrichtungen eingesetzt werden. Auch bei der manuellen Appli- kation vermeidet der Luer - Lock und der damit verbundene Schlauch, daß nicht beabsichtigte Bewegungen des Arztes auf die Kanüle direkt übertragen werden. Weiterhin sind der einfache Luer-Ansatz und auch der Record-Ansatz bekannt.
Es ist auch möglich, das Spritzenauslaßstück zu verschweißen und dadurch abzudichten. Vorteilhaft ist dann, daß ein Spritzenauslaßstück eine Soll- bruchstellte aufweist, die problemlos ein Öffnen des Sphtzenauslaßstückes vor dem Benutzen erlaubt.
Spritzenauslaßstück: Die proximale und das distale Ende der Spritze muß verschließbar sein. Das distale Ende wird durch einen Verschluß abgedichtet, der auf das Spritzenauslaßstück aufsetzbar ist. Das Spritzenauslaßstück umfaßt in diesem Schutzrecht die Decke des Spritzenzylinders. Weiterhin umfaßt das Spritzenauslaßstück eine Röhre, die zu der Nadel oder dem Schlauch führt, ein Endstück, wel- ches mit der Nadel oder dem Schlauch in Kontakt steht und einem Zylinder mit Gewinde auf der Innenseite, wobei der Zylinder das Endstück umgibt und ein Gewinde für einen zum Beispiel Luer - Lock trägt. Dabei kann das Spritzenauslaßstück einstückig oder mehrstückig sein. Die Decke kann gewölbt, eben oder pyramidenförmig sein. Auch Mischformen sind denkbar. Der Stopfen verschließt das proximale Ende der Spritze. Er muß in dem Zylinder gleitfähig sein und muß das Medium sicher von der Umgebung zurückhalten. Er soll möglichst wenig für Gase und Flüssigkeiten permeabel sein. Auch Temperaturschwankungen müssen ohne Funktionsstörung aufzufangen sein. Üblicherweise ist der Stopfen bei dem mechanischen Entleeren der Spritzen nicht mit einem eigenen Stempel versehen. Vielmehr greift ein Stempel, der Teil der Pumpvorrichtung ist, in einen Verschluß im Inneren des Stopfens ein, so daß eine Bewegung des Stopfens problemlos möglich ist. (vgl. EP 0 584 531)
Proximal und distal:
Die Begriffe proximal und distal definieren sich aus Sicht des behandelnden
Arztes. Am distalen Ende befindet sich das Spritzenauslaßstück, an dem zum Beispiel die Kanüle oder ein Schlauch, der zu einer Kanüle führt, angeschlossen ist. Am proximalen Ende befindet sich der Stopfen, der das Medium durch das distale Ende bei der Applikation drückt. Die Bewegung des Stopfens kann manuell oder auch mechanisch erfolgen. Der Ausdruck Stopfen umfaßt auch Kolben. Für die manuelle Betätigung der Spritze ist es für das Bedienungsperso- nal hilfreich, wenn die Spritze am proximalen Ende Fingerhalterungen trägt. Dabei weisen die Fingerhalterungen üblicherweise mindestens eine Fläche als Widerlager für den Zeigefinger und Mittelfinger auf, wobei die Fläche der Fin- gerhalterung im wesentlich senkrecht zu der Achse des Spritzenzylinders steht. Bei mechanischen Pumpvorrichtungen sind verschiedene Modell bekannt. Eine Spritze trägt dann bevorzugt eine oder mehrere Gerätehalterungen am vorzugsweise proximalen Ende. Besonders gut ist eine solche mechanische Pumpe in der EP 0 584 531 (Reilly et al. Anmeldetag 21. 07. 1993) beschrieben. Auch Mischformen aus Fingerhalterung und Gerätehalterung sind möglich.
Medium:
Das Medium in der befüllten Spritze ist eine Mischung aus einem fluiden Medium und mindestens einem Gas. Dabei soll das Gasvolumen möglichst klein ausfallen, wünschenswert ist ein Gasvolumen, welches den Wert null einnimmt. Das Medium kann eine Flüssigkeit, eine Lösung, eine Suspension oder eine Emulsion sein. Diese Erscheinungsformen sind in W. SCHRÖTER et al., (1987) Chemie; Fakten und Gesetze, 14. Auflage, Leipzig auf den Seiten 23 und folgende beschrieben.
Bevorzugt ist ein fluides Medium, welches ein Kontrastmittel ist. Hierbei handelt es sich um die folgenden Kontrastmittel mit den generischen Namen: Ami- dotrizoesäure, Gadopentetsäure, Gadobutrol, Gadolinium EOB-DTPA, lopami- dol, lopromid, lotrolan und lotroxinsäure. Dynamische Druckverstärkung
Sehr bevorzugt ist die erfindungsgemäße Spritze, bei der mindestens eine Fläche oder die Massenresultierende der Dichtlippe nach distal weist. Hierdurch können entsprechende Drücke aufgebaut werden, da beim dynamischen Verhalten der Dichtlippen der Anpreßdruck durch die Druckerhöhung im Lumen der spritze vergrößert wird.
Die Dichtlippe ist bevorzugt ringförmig.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße medizinische Spritze, bei der die Dichtlippe bei Druck in distale Richtung dichtend an die Innenwandung der Spritze gedrückt wird.
Mehr bevorzugt ist eine medizinische Spritze, bei der die Dichtlippe bei der Bewegung und Druck in distale Richtung dichtend an die Innenwandung der Spritze gedrückt wird, wobei der Druck innerhalb der Spritze in dem zur Aufnahme des fließfähigen Mediums vorbereiteten Volumen größer ist als in dem Kompartiment, welches α) entweder durch die Zyiinderinnenwandung und Stopfenwandung oder ß) durch die Zyiinderinnenwandung und dem offenen proximalen Ende gebildet wird.
Der Anpreßdruck der Dichtlippen an die Innenwandung der Spritze nimmt bei Druck auf den Stopfen in distale Richtung zu. Bevorzugt ist diese Zunahme des Anpreßdrucks linear, gegebenenfalls bei niedrigen Drücken groß und später geringer ausfallend. Die Dichtlippe entfaltet dabei eine Funktion wie ein Lippenventil oder Segelventil.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die Dichtlippe in Richtung zum distalen Ende weist und eine zur Achse der Spritze weisende Fläche aufweist, welche die Kraft, welche durch den Spritzeninnendruck (beim Benutzen oder beim Autoklavieren) entsteht, in Richtung zur Innenwandung weiterleitet.
Minimierung des Restvolumens Vorteilhaft sind erfindungsgemäße medizinische Spritzen, wobei der Stopfen komplementär zu der Form des distalen Endes der Spritze ausgestaltet ist, um ein Restvolumen, welches aus der Spritze trotz vollständigem Eindrücken des Stopfens nicht entfernt werden kann, zu minimieren.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße medizinische Spritze, wobei der Stopfen konvexe, plane oder konkave Ausbildung aufweist oder auch pyramidenförmige, kegelförmige, pyramidenstumpfförmige, kegelstumpfförmige oder halbkugelförmige Ausgestaltungen besitzt, wobei je nach Ausbildung des Endes der Spritze die Ausstülpung nach distal oder proximal weist.
Bevorzugt sind Einmalspritzen.
Andruckverstärkung
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die Dichtlippe, die wenigstens teilweise axial parallel zu der Zyiinderinnenwandung verläuft, eine Verstärkung oder Materialverdickung aufweist, welche mit der Dichtlippenansatzstelle an dem Stopfen über einen Plastizitätsbereich und / oder Elastizitätsbereich verbunden ist.
Bevorzugtes Material
Bevorzugt sind erfindungsgemäße Spritzen, bei denen das Polytetrafluorethylen ein TFM ist, welches die folgenden Eigenschaften besitzt:
Reißdehnung größer als 500 %,
Deformation unter Last kleiner 10 %; SVI-Wert kleiner als 250,
Permeabilität von Schwefeldioxid kleiner als 310 bei einer Foliendicke von 1 mm,
Permeabilität von Salzsäure kleiner als 600 bei einer Foliendicke von 1 mm, Permeabilität von Chlor kleiner als 300 bei einer Foliendicke von 1mm. Die Werte werden nach den folgenden Normen gemessen: Reißdehnung nach ISO 12086, Deformation bacg ASTM D 621 ; SVI-Wert lSO 12086, Permeabilität nach DIN 53380 bei einer Foliendicke von 1mm.
Mehr bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der der Stopfen einstoffig ist.
Noch mehr bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der der Stopfen ein Elastizitätsmodul von 550 ± 100 N/mm2 bei 25 °C besitzt.
Am meisten bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der der Stopfen einen Haftreibwert von μτ = 0,35 ± 0,05 und einen Gleitreibwert von μ 0,3 ± 0,05 aufweist.
Befüllte, sterilisierte Spritze
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die Spritze mit einem Medium befüllt ist und autoklavierbar ist.
Mehr bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die Spritze bei einem Stützdruck autoklavierbar ist.
Sinnvoll ist es, daß mindestens der Spritzenkörper in einem Sterilraum bei mindestens 250 °C gegossen oder gespritzte wird.
Vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Spritze, bei der die sterile Spritze in einem sterilen Behälter verpackbar ist, welcher mindestens eine gas- durchlässige, jedoch nicht keimdurchlässige Wand aufweist.
Erläuterungen zur Steriiisierung
Eine Spritze muß von Fremdkörpern gereinigt werden. Fremdkörper sind all die Partikel, die nicht aus dem Material der Spritze und dem Medium und die losgelöste Bruchstücke der Spritze sind. Pyrogene sind Substanzen, die als Fragmente der Bakterien eine Immunantwort des Menschen provozieren. Insbesondere handelt es sich um Lipopoly- saccharide, d.h. Zellwandbestandteile gram-negativer Bakterien.
Als chemische Sterilisierungsverfahren sind die Behandlung mit Ethylenoxid, Propan-3-olid und Diethyldikarbonat, weiterhin Wasserstoffperoxid und ein Ozon/Dampfgemisch bekannt.
Ebenso ist ein Sterilisieren mit energiereicher Strahlung möglich. Hier sind Gamma-Strahlen und Röntgenstrahlen bekannt.
Die Spritze oder Kartusche wird im Autoklaven oder Sterilisator mit Heißluft oder mittels Mikrowelle thermisch sterilisiert.
Damit der Stopfen nicht innerhalb des Zylinders wandert, ist es vorteilhaft, wenn der Stopfen während des Sterilisierens fixiert ist.
Gegebenenfalls ist es möglich, einen Stützdruck in dem Sterilisationsraum des Autoklaven oder der Sterilkammer durch ein Gas in dem Sterilisationsraum aufzubauen, wobei der Druck auf die Außenoberfläche der Spritze größer, gleich oder geringer als der Druck auf der Innenoberfläche der Spritze ist. Der Stütz- druck ist zu definieren als der Druck, welcher der Summe der Partialdrücke im Sterilisationsraum minus dem Partialdruck des Dampfes entspricht.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die gefüllte und terminal gefüllte Spritze in sterile Kunststoffolie und / oder Aluminiumfolie unter gegebenenfalls aseptischen Be- dingungen verpackt wird. Vorteilhaft ist dabei, daß die Spritze in möglicherweise sterile Blister eingepackt wird, wobei gegebenenfalls aseptische Bedingungen vorherrschen.
Verfahren zur Herstellung einer vorgefüllten sterilen Spritze Die Erfindung umfaßt ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer vorgefüllten sterilen Spritze, welches die folgenden Merkmale umfaßt: a) sterile Herstellung der Spritzenteile oder Reinigen und Sterilisieren der hergestellten Spritzenteile, b) Zusammensetzen der Teile, (i) dabei wird das distale Ende bei proximalem Befüllen verschlossen oder
(ii) das proximale Ende durch den Stopfen beim distalen Befüllen verschlossen, c) gegebenenfalls Sterilisieren der zusammengesetzten Spritze, d) proximale oder distale Befüllen, je nach noch verbliebener Öffnung, e) proximale Verschließen durch den Stopfen oder distales Verschließen durch einen Auslaßverschluß oder ein Verschweißen des
Auslasses, f) Sterilisieren der befüllten und verschlossenen Spritze, g) gegebenenfalls Sterilverpacken der Spritze in einem Behälter mit mindestens einer Oberfläche, die gaspermeabel, jedoch nicht keimpermeabel ist.
Derartige Verfahren sind ausführlich in der EP 0 227 401 , EP 0 553 926 und dem US-Patent US 5,207,983 beschrieben. Ebenso wird auf die Literaturstelle E. Venten und J. Hoppert, Pharm. Ind. Vol. 40, Nr. 6 (1978) verwiesen. In dieser Publikation, einschließlich der darin zitierten Literatur, wird ausführlich auf Sterilisationsmethoden eingegangen. Die Publikation von Venten und Hoppert wird durch Zitat Teil der Anmeldung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Kombination aus den erfindungsgemäßen Spritzen und einer Applikationsvorrichtung aus Injektomat und aus Anschlüssen besteht, wobei der Injektomat ein Pumpsystem ist und die Anschlüsse den Auslaß der Spritze mit dem Patienten verbinden. Ein solcher Injektomat wird z. B. in der EP 0 192 786 beschrieben.
Kombination aus Spritze und Injektomat Die Erfindung umfaßt weiterhin eine Kombination einer vorgefüllten, terminal sterilisierten Spritze gemäß der Erfindung, und einer Applikationsvorrichtung aus Injektomaten und aus Anschlüssen, wobei der Injektomat ein Pumpsystem ist, und die Anschlüsse den Auslaß der Spritze mit dem Patienten verbindet. Ein solches Pumpsystem ist in der Publikation EP 0 584 531 beschrieben.
51464AWOM2XX00+P 15.10.1997 weit Konkrete Ausführungsformen
Die bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spritze sind in den Figuren zu sehen. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungen beschränkt.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Teflon-Stopfen. Figur 2 zeigt im Querschnitt die Kräfteverhältnisse an der Dichtlippe. Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Stopfenteil mit zwei Dichtlippen. Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine bikonkave Dichtlippe.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch zwei in verschiedene Richtungen weisenden Dichtlippen. Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch zwei dichtenden Verdickungen und das dazu gehörende Druck/Flächendiagramm. Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Dichtlippe und das dazu gehörende Druck/Flächendiagramm. Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch eine Dichtlippe mit Verstärkung.
Die Figur 1 , welche die bevorzugte Ausführungsform ist, zeigt einen Querschnitt durch einen Stopfen 101 , der in einem Spritzenzylinder 102 angeordnet ist. Der Stopfen 101 besteht aus einem Kern 103, welcher an dem Stopfenzylinderrand 104 drei Einkerbungen 105 besitzt, welche teilkreisförmig sind. Die Einkerbungen 105 stoßen nicht direkt aneinander, sondern sind durch Stege 106 verbunden, die der Zylinderinnnenwandung 107 direkt anliegen.
Nach unten anschließend, das heißt zum Medium weisend und von dem Stempel wegweisend, befinden sich zwei Dichtlippen 108 und 109, welche hintereinander angeordnet sind. Die proximale Dichtlippe 108 bildet ein rechtwinkliges Dreieck, wobei die Ankathete 111 zu dem spitzeren Winkel, der proximal liegt, durch die Zylinderwandung 110 des Stopfen 101 gebildet wird, die Gegenkathete 112 durch eine radial abstehende Seite und die Hypotenuse 113 durch eine schräg zur Stopfenachse 114 weisende Seite. Die Hypotenuse 113 liegt der Zylinderinnenwand 107 lediglich in einem kleinen Bereich an, der an die Gegenkathete 112 anstößt.
Die distale Dichtlippe 109 weist einen dreieckige Form auf, wobei die Basis 115 schräg zu der Stopfenachse 114 angeordnet ist. Von der Basis 115 gehen zwei etwa gleich Schenkel 116 und 117 ab, wobei lediglich der von der Stopfenachse 114 wegweisende Schenkel die Zylinderinnwandung 107 berührt. Aufgrund des Materials sind die beiden Dichtlippen 108 und 109 elastisch, sie pressen sich auch im Ruhezustand leicht der Zyiinderinnenwandung 107 an.
Die Figur 2 zeigt das prinzipielle Kräfteverhältnis bei einem erfindungsgemäßen Stopfen 201. Sie stellt einen Querschnitt durch den Stopfen 201 , der in einem Spritzenzylinder 202 angeordnet ist. Der Stopfen 201 besteht aus einem Kern 203, welcher an dem Stopfenzylinderrand 204 zwei Einkerbungen 205 besitzt, welche rechteckig sind. Die Einkerbungen 205 stoßen nicht direkt aneinander, sondern sind durch einen Steg 206 verbunden, der der Zylinderinnnenwandung 207 direkt anliegt.
Die Dichtlippe 209 weist einen fast dreieckige Form auf, wobei die Basis 215 schräg zu der Stopfenachse 214 angeordnet ist. Von der Basis 215 gehen zwei etwa gleich Schenkel 216 und 217 ab, wobei lediglich der von der Stopfenachse 214 wegweisende Schenkel die Zylinderinnwandung 207 berührt. Aufgrund des Materials ist die Dichtlippe 209 elastisch, sie preßt sich auch im Ruhezustand leicht der Zyiinderinnenwandung 207 an.
Die Kräfte auf die Dichtlippe 209 sind im dynamischen und statischen Zustand anders ausgebildet. Der dynamische Zustand liegt vor, wenn auf den Stempel ein Druck ausgeübt wird, so daß der Stopfen 201 in distale Richtung gepreßt wird. Dabei wird der Spritzeninnendruck des Mediums erhöht. Beim statischen Zustand übt weder das Medium noch der Stempel einen Druck auf den Stopfen aus, der sich im Gleichgewicht befindet. Wäre der Reibungskoeffizient unendlich klein, befände sich der Stempel, wenn keine Kräfte auf ihn einwirken, freiwillig in dieser Position.
Die Dichtlippe 209 besitzt eine leichte Vorspannung, sie liegt dadurch der Zyiinderinnenwandung 207 leicht an. Da die Andruckfläche sehr klein ist, ist der Flächenpreßdruck dennoch relativ hoch. Im statischen Zustand dichtet somit der Stopfen 201 den Innenraum des Spritzenzylinders 202 ausreichend ab. Dabei werden geringe Kräfte aufgewendet. Geringe Kräfte bedeuten aber auch, daß das Kaltfließverhalten des Polytetrafluorethylens nicht strapaziert wird. Eine lange Lagerungszeit einer solchen Spritze ist möglich, ohne daß sich das Material des Stopfens 201 beachtenswert durch das Kaltfließen verformt. Im dynamischen Zustand wird der Stopfen 201 in distale Richtung gepreßt, in dem Medium wird ein Druck aufgebaut. Dieser drückt auf den nach innen weisenden Schenkel 216, wodurch die Masse der Dichtlippe 209 nach außen gedrückt wird. Die Kraft wird einerseits durch die Basis 215 und andererseits durch den vorderen Teil des äußeren Schenkels 217 aufgefangen. Gerade der zuletzt genannte Teil bewirkt, daß der Druck der Lippe 209 auf die Zyiinderinnenwandung 207 pro Flächeneinheit sehr hoch ist. Dabei ist die Fläche ausreichend groß, um einen Übertritt des Mediums aus dem Lumen der Spritze in den Umraum erfolgreich zu verhindern. Das die Stege 206 nicht wesentlich dichtend sind, wird auf den nach außen weisenden Schenkel 217 atmosphärischer Druck ausgeübt, der dem Spritzeninnendruck gegenübersteht.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Stopfen 301 , der in einem Spritzenzylinder 302 angeordnet ist. Der Stopfen 301 besteht aus einem Kern 303, welcher an dem Stopfenzylinderrand 304 drei Einkerbungen 305 besitzt, welche rechteckig sind. Die Einkerbungen 305 stoßen nicht direkt aneinander, sondern sind durch Stege 306 verbunden, die der Zylinderinnnenwandung 307 direkt anliegen.
Nach distal anschließend, das heißt zum Medium weisend und von dem Stempel wegweisend, befinden sich zwei Dichtlippen 308 und 309, welche hintereinander angeordnet sind. Diese beiden Dichtlippe 308 und 309 bilden ein rechtwinkliges Dreieck, wobei die Ankatheten 311 zu dem spitzeren Winkel, der nach proximal weist, durch die Zylinderwandung 310 des Stopfen 301 gebildet werden, die Gegenkatheten 312 durch eine radial abstehende Seite und die Hypotenusen 313 durch eine schräg zur Stopfenachse 314 weisende Seite. Die Hypotenusen 313 liegen der Zylinderinnenwand 307 lediglich in einem kleinen Bereich an, der an die Gegenkathete 312 anstößt.
Die Figur 4 zeigt abweichend eine Dichtlippe 409, welche eine sowohl bei dem äußeren Schenkel 417 als auch bei dem inneren Schenkel 416 eine konvexe Form besitzt.
Die Figur 5 zeigt drei Dichtlippen, eine die mit beiden Schenkeln 516 und 517 nach distal weist und eine, die mit den beiden Schenkeln 516' und 517' nach proximal weist. Zwischen beiden befindet sich ein schwalbenschwanzförmiger Steg, der bei dynamischer Bewegung des Stopfens 501 ebenfalls dichtend ist, da er aufgrund der elastischen Basis 515" leicht gegen die Bewegungsrichtung abknickt und durch sein in Bewegungsrichtung weisenden Kontaktbereich auf die Zyiinderinnenwandung 507 gedrückt wird.
Die Figur 6 zeigt eine Dichtung nach dem Stand der Technik. Hierbei wurde die räumliche Aufteilung der Stege in Bezug auf die punktuellen Flächendrück der Stege auf die Zyiinderinnenwandung dargestellt. Offensichtlich ist, daß der Flächendruck sich über eine größere Fläche verteilt und dabei einen punktuellen Druck aufweist, der relativ niedrig ist.
Die Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtlippe 709, welche aufgrund ihrer Form lediglich eine kleine Kontaktfläche mit der Zyiinderinnenwandung 707 besitzt. Hier werden punktuell relativ große Drücke ausgeübt, jedoch ist dabei die Gesamtfläche kleiner, die der Zyiinderinnenwandung 707 anliegt.
Die gestrichelten Flächen in den Figuren 6 und 7 sollten bezüglich des Integrals gleich groß sein. Wesentlicher Unterschied ist, daß bei der Figur 7 der Fächenanpreßdruck größer als in der Figur 6 ist. Weiterhin, und das ist der wichtigste Punkt, zeigt dieses Druck-Flächen-Diagramm nur den statischen Zustand. Im dynamischen Zustand, wobei das Medium in der Spritze zusammengedrückt wird, treten bei der Figur 7 deutlich höhere Werte auf, wogegen die Werte in der Figur 6 mengenmäßig gleich bleiben, höchsten in ihrer Lage nach proximal verschoben sind.
Die Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch einen Stopfen 801 mit einer Dichtlippe 809, die der Zyiinderinnenwandung 807 anliegt. Die Dichtlippe 809 endet nicht spitz zulaufend, sondern weist eine Verdickung 820 auf. Weiterhin ist aus der Figur 8 klar die Elastizitätszone und Plastizitätszone 821 zu ersehen, die zwischen der Dichtlippenansatzstelle 822 und der Berührungsfläche 823 zwischen Dichtlippe 809 und Zyiinderinnenwandung 807 liegt. Weiterhin sind die Elastizitätszone und Plastizitätszone 821 zwischen der Dichtlippenansatzstelle 822 und der Verdickung 820 angeordnet. Im Bereich der Elastizitätszone befinden sich eine Stauchungszone 824 und eine Zugzone 825, die beide etwa parallel zur Stopfenachse 814 verlaufen. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Elastizitätszone 821 nicht auf den Senkrechten zur Zyiinderinnenwandung 807 liegt, welche Senkrechten gleichzeitig durch die Berührungsfläche 823 gehen. Die Piastizitätszone 821 kommt dann zum Tragen, wenn ein dauernder Druck oder eine thermische Belastung auf die Dichtlippe 809 einwirkt, wie dieses besonders bei dem Autoklavieren auftritt. Dieser Bereich weist ein Fließverhalten auf, ohne daß dabei gleichzeitig die gesamte Elastizität der Dichtlippe aufgegeben wird. Das ausgewogene Verhältnis zwischen Plastizität und Elastizität in diesem Bereich 821 ist wesentlich für ein erfolgreiches Dichten des Stopfens. Die dabei auftretenden Kräfte und Veränderungen können leicht von einem Fachmann durch Versuche überprüft werden.

Claims

Patentansprüche
1. Medizinische Spritze mit eingeführtem Stopfen, wobei die Spritze die folgenden Merkmale umfaßt: a) die Spritze umfaßt
(i) einen Zylinder mit einer Zyiinderinnenwandung, (ii) ein proximales Ende, (iii) ein distales Ende, und (iv) einen Auslaß, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder
Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) die Fläche des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, liegt dem Material der Zyiinderinnenwandung direkt an, e) der Stopfen weist mindestens eine Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein
Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist.
2. Medizinische Spritze aus Glas und / oder Kunststoff mit eingeführtem Stopfen, mit den folgenden Merkmalen: a) die Spritze umfaßt
(i) einen Zylinder mit einer Zylinderinnerwandung,
(ii) ein proximales Ende, das durch den Stopfen verschließbar ist, (iii) ein distales Ende, welche durch eine Zylinderdecke ver- schlössen ist, und
(iv) einen Auslaß, der die Zylinderdecke oder die Zyiinderinnenwandung durchdringt, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium oder zur Benutzung vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder
Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) die Fläche des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der
Spritze kontaktieren, liegt dem Material der Zyiinderinnenwandung im Bereich des Zylindermantels direkt an, e) der Stopfen weist mindestens eine ringförmige Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, so daß bei Bewegung des Stopfens in distale Richtung kein
Medium an der Dichtlippe vorbeigleiten kann, es sei denn, daß die Innenwandung eine Ausbuchtung nach außen aufweist, f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des
Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein
Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist.
3. Medizinische Spritze mit eingeführtem Stopfen, wobei die Spritze die folgenden Merkmale umfaßt: a) die Spritze umfaßt
(i) einen Zylinder mit einer Zyiinderinnenwandung, (ii) ein proximales Ende, (iii) ein distales Ende, und (iv) einen Auslaß, b) die Spritze ist zur Aufnahme von einem Medium vorbereitet, c) mindestens die Flächen des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, sind aus Polytetrafluorethylen oder aus substituiertem Polyethylen oder Polypropylen, wobei die Wasserstoffatome des Polyethylens oder Polypropylens mindestens teilweise durch Fluoratome substituiert sind, d) zwischen den Fläche des Stopfens, die die Zyiinderinnenwandung der Spritze kontaktieren, und der Zyiinderinnenwandung befindet sich kein Gleitmittel, oder
- ein Gleitmittel in höchstens solcher Dicke, welche bei praxisüblicher Bewegung des Stopfen in der Spritze eine zufriedenstellende Gleitreibung und Haftreibung, die bei einer Verwendung von Stopfen aus Gummi aufträten, dann nicht mehr zuläßt, , oder
- ein Gleitmittel in solcher Dicke, die eine Bewegung des Stopfens in der Spritze unter benutzungsüblichen Bedingungen nicht ermöglicht, wenn der Stopfen aus Gummi wäre, e) der Stopfen weist mindestens eine Dichtlippen auf, die der Zyiinderinnenwandung der Spritze dichtend anliegt, f") die elastischen Kräfte, welche die Dichtlippe gegen die Zyiinderinnenwandung drücken, werden im statischen Zustand des Stopfens durch einen Elastizitätsbereich hervorgerufen, der ein
Zugzone neben einer Stauchungszone aufweist.
4. Medizinische Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtlippe bei Druck in distale Richtung dichtend an die Innenwandung der Spritze gedrückt wird.
5. Medizinische Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtlippe bei der Bewegung und Druck in distale Richtung dichtend an die Innenwandung der Spritze gedrückt wird, wobei der Druck innerhalb der Spritze in dem zur Aufnahme des fließfähigen Mediums vorbereiteten Volumen größer ist als in dem Kompartiment, welches α) entweder durch die Zyiinderinnenwandung und Stopfenwandung oder ß) durch die Zyiinderinnenwandung und dem offenen proximalen Ende gebildet wird.
6. Medizinische Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dichtlippe, die wenigstens teilweise axial parallel zu der Zyiinderinnenwandung verläuft, eine Verstärkung oder Materialverdickung aufweist, welche mit der Dichtlippenansatzstelle an dem Stopfen über einen Plastizitätsbereich und / oder Elastizitätsbereich verbunden ist.
7. Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polytetrafluorethylen die folgenden Eigenschaften besitzt:
Reißdehnung größer als 500 %, Deformation unter Last kleiner 10 %;
SVI-Wert kleiner als 250,
Permeabilität von Schwefeldioxid kleiner als 310 bei einer Foliendicke von 1 mm,
Permeabilität von Salzsäure kleiner als 600 bei einer Foliendicke von 1 mm, Permeabilität von Chlor kleiner als 300 bei einer Foliendicke von
1 mm.
8. Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stopfen einstoffig ist.
9. Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stopfen ein Elastizitätsmodul von 550 ± 100 N/mm2 bei 25 °C besitzt.
10. Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stopfen einen Haftreibwert von μτ = 0,35 ± 0,05 und einen Gleitreibwert von μ 0,3 ± 0,05 aufweist.
11. Verfahren zur Herstellung einer vorgefüllten sterilen Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, welches die folgenden Merkmale umfaßt: a) sterile Herstellung der Spritzenteile oder Reinigen und Sterilisieren der hergestellten Spritzenteile, b) Zusammensetzen der Teile,
(i) dabei wird das distale Ende bei proximalem Befüllen verschlossen oder (ii) das proximale Ende durch den Stopfen beim distalen
Befüllen verschlossen, c) gegebenenfalls Sterilisieren der zusammengesetzten Spritze, d) proximale oder distale Befüllen, je nach noch verbliebener Öffnung, e) proximale Verschließen durch den Stopfen oder distales Verschließen durch einen Auslaßverschluß oder ein Verschweißen des Auslasses, f) Sterilisieren der befüllten und verschlossenen Spritze, g) gegebenenfalls Sterilverpacken der Spritze in einem Behälter mit mindestens einer Oberfläche, die gaspermeabel, jedoch nicht keimpermeabel ist.
12. Kombination einer vorgefüllten, terminal sterilisierten Spritze nach einem der vorherigen Ansprüche, und einer Applikationsvorrichtung aus Injektomaten und aus Anschlüssen, wobei der Injektomat ein Pumpsystem ist, und die Anschlüsse den Auslaß der Spritze mit dem Patienten verbindet.
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