EP2214756A1 - Injektionsvorrichtung zur nadelfreien injektion eines mediums - Google Patents

Injektionsvorrichtung zur nadelfreien injektion eines mediums

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EP2214756A1
EP2214756A1 EP08852368A EP08852368A EP2214756A1 EP 2214756 A1 EP2214756 A1 EP 2214756A1 EP 08852368 A EP08852368 A EP 08852368A EP 08852368 A EP08852368 A EP 08852368A EP 2214756 A1 EP2214756 A1 EP 2214756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection device
chamber
medium
nozzle
needleless
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08852368A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd STÖRMER-TALLEUR
Stephan Theuer
Dirk Schulz
Benedikt Lenzner
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.)
Painless Tech GmbH
Original Assignee
Painless Tech GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE200810011310 external-priority patent/DE102008011310A1/de
Application filed by Painless Tech GmbH filed Critical Painless Tech GmbH
Publication of EP2214756A1 publication Critical patent/EP2214756A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61M5/315Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31511Piston or piston-rod constructions, e.g. connection of piston with piston-rod
    • A61M5/31515Connection of piston with piston rod

Definitions

  • Injection device for needle-free injection of a medium
  • the invention describes an injection device consisting of an injector and an ampoule unit for needle-free injection of a medium.
  • DE 699 28 012 T2 discloses an injection device
  • DE 101 37 961 A1 relates to an ampoule for an injection device
  • DE 201 05 183 U1 relates to an ampoule for a needleless injection device
  • EP 1 762 261 B1 discloses a device for administering an injectable product
  • EP 0 114 145 A2 discloses a syringe for medical use.
  • FIG. 1 shows in cross-section an ampoule unit according to WO 2007/065544.
  • the embodiment shows the structural structure of the ampoule unit 1.
  • This consists of a filled with the medium 3 main body 4, which is completely covered by a jacket in the longitudinal axial direction.
  • a nozzle 13 preferably a steel nozzle
  • a sealing element 15 preferably made of silicone
  • a cap 14 At the outlet of the steel nozzle 13 is screwed a cap 14, wherein between the inner wall of the cap 14th and the outlet of the steel nozzle 13 in turn a cap seal 20 (made of sterile material) is located.
  • such an ampoule unit as shown in FIG. 1 is screwed on in order to apply the medium 3 (or to inject it under the skin) after removal of the cap 14 and the cap seal 20 after placement on a specific skin area.
  • Object of the invention of the present application is now to improve the filling of the injection device, in particular to allow a nearly gas-free filling. Further, it is an object of the invention to further develop the injection device to make it usable for other medical or non-medical purposes (eg cosmetic purposes) and also to allow different types of media to be delivered shortly before injection or are mixed together only during the injection, can be administered with the injection device according to the invention
  • Figure 2a shows an exploded view of the device according to the invention
  • Figure 2b and Figure 2c show the ampoule unit according to the invention in various embodiments.
  • a seal 16 which, as shown in Figures 2, has a conical cross-section and the space between the base body 4 (preferably made of glass or a similar material, eg Topaz) and a filling nozzle 18 is located.
  • This filling connection 18 has a cylindrical part 25 which is sealingly disposed in the ampoule unit 1 according to the invention and also has another funnel-shaped widened end 26.
  • a filling device eg. As a filling needle, the injected medium introduced into the interior of the base body 4 and the injection device according to the invention is erected vertically, so all bubbles or similar air bubbles are due to the conical surface up and through the filler neck 18.
  • the filling nozzle 18 may be made of plastic or of a metal, for. As stainless steel, be manufactured and if this filling tube mechanically after filling a constriction 27 (Einkränkung, squeezing or the like.) Exists, the interior of the ampoule unit according to the invention is completely closed off from the outside, with a narrowing of the diameter of the filling at several points is quite advantageous to obtain a reliable absolute conclusion of the interior of the device according to the invention from the outside.
  • the filling nozzle 18 shown in Figure 2 remains after filling in place and is used during the injection process to form the known from the prior art piston rod, driven by spring force together with the adjacent seal 16 located in the main body medium to squeeze the inside of the ampoule unit.
  • the filling nozzle has several constrictions, it can also be used as a predetermined breaking point to detach the filling funnel from the filler neck after filling.
  • FIGS 3 and 4 now show a further embodiment of the ampoule unit according to the invention over the prior art. It can be seen particularly well how in the rear part of the ampoule unit, a piston 28 (in the figures, a displacement piston) is shown, which is surrounded by its front end within the body and in its central region by a seal 30, wherein the by the ampoule unit according to the invention
  • a piston 28 in the figures, a displacement piston
  • Frizu-de medium such as a lubricating film 29 between the piston 28 and the base body 4 and the seal 30 is located.
  • the base body 4 is made of glass (eg borosilicate glass), then this base body 4 can also be coated from the inside with a lubricant in order to give it a streak-free, transparent impression.
  • glass eg borosilicate glass
  • the seal 30 shown in FIG. 3 can have on its top side a ring 31 projecting upwards, which serves as a stop for the abutment located on the piston and if the seal is designed to be particularly soft in this area, a rather soft impact is also produced ,
  • FIGS. 3 and 4 it is also shown that the seal 30 is pressed by means of a screw-on cover 32 against which the shrink sleeve or the base body is pressed.
  • FIG. 5 shows the device according to the invention with a further embodiment.
  • the base body 4 is not, as in the prior art, formed by a glass material, but by a material called Topaz.
  • the properties and production of this material are known from documents of TOPAS Advanced Polymers GmbH, Frankfurt and Ticon GmbH, Frankfurt (a company of Celanese AG), and in particular available at http://www.topas.com. At this point it is omitted to list all the details of this topaz material here.
  • these mechanical, chemical and other mechanical properties of the topaz material must be assumed to be known, especially since it is a standard material which can be obtained from various sources, in particular via the above-mentioned source.
  • the Topas material is a Cyclo Olefin Copolymer (COC) and the essential chemical, physical and other material properties of this material have been known since 2000.
  • COC Cyclo Olefin Copolymer
  • the wall thickness a of the main body 4 ie topaz
  • the wall thickness b of the casing 5 is less than the wall thickness b of the casing 5.
  • the main body continues to be made of a plastic or glass, but on the inside coated with the Topas material, which z. B. by damping or by a low-plasma application method is possible.
  • a particular advantage may be that the topaz material does not have to be depyrolesed first.
  • Figures 6 and 7 show a development of the known single-chamber injection device to a two-chamber injection device.
  • parts shown in Figs. 6 and 7 are shown separately, but they are interchangeable or bolted together, e.g. B. in particular via the outer or inner thread shown in both figures A-A and B-B.
  • FIG. 6 now shows the basic structure of the ampoule unit already mentioned, wherein a volume is formed in the interior of the main body 4, which is referred to below as the first chamber 50.
  • This first chamber is filled with a desired medium, for. B. a powdery, liquid-soluble active ingredient.
  • FIG. 7 likewise shows a hollow-cylindrical body 35, the interior of which forms a second chamber 51.
  • connection consists of a hollow needle 36.
  • This hollow needle is closed at one end by a check valve 32, which opens into the first chamber.
  • the other end of the hollow needle runs (as in a needle usual) pointed (see Figure 6) and when both parts of the two-chamber injection device according to the invention are connected to each other, which is pointed tapered part to a seal 38, which is destructible (or open) of the tip of the hollow needle.
  • the second chamber is closed by a further seal 39 and this seal can be pressed by a piston 40 through the cylindrical part, thus passing the medium, which lies inside the second chamber 51, through the hollow needle to press into the interior of the first chamber.
  • the two media in both chambers can be coordinated so that they can mix for a specific medical purpose or can also react and thus have the desired properties after mixing or after reaction has occurred. It is also quite possible and desirable if both media of a different consistency, for.
  • the medium in the first chamber is powdery and the medium in the second chamber is liquid, so that when the liquid is brought into the powder, the powder dissolves there and the substance to be applied is formed.
  • the injection device according to the invention according to FIGS. 6 and 7 has two locking pins 41, 42. If the first locking pin 42 is released, it is possible to actuate the piston 40 manually, so that with the propulsion of the piston, the medium in the second chamber is driven, so that the tip of the hollow needle opposite seal 38 is opened or is pierced and thus the medium from the second chamber can pass through the hollow needle into the interior of the first chamber.
  • the manual propulsion of the seal can also be limited so far, until the interior of the first chamber is filled by the medium from the second chamber.
  • the check valve 32 shown in Figure 6 is formed in the manner of a rubber-like closure and provided with an incision, so that when pressure from the outside (ie from the interior of the first chamber), the valve closes, but at pressure from the inside (ie from the hollow needle off) the valve opens.
  • Both chambers 50, 51 can - as already mentioned - with different media, in particular different consistency, filled. So it is particularly advantageous, the first chamber with a medium (preparation) in powdered form, z. B. lyophilate to fill and the second chamber with a liquid medium, for. B. to fill a solution with isotonic NaCl (0.9%) or with a pH buffered solution so that powder and liquid mix together before application or extremely fast (less than 5 seconds, preferably faster than 1 second) can be used to subcutaneously administer certain medical agents to a patient.
  • a medium preparation
  • a liquid medium for. B. to fill a solution with isotonic NaCl (0.9%) or with a pH buffered solution so that powder and liquid mix together before application or extremely fast (less than 5 seconds, preferably faster than 1 second) can be used to subcutaneously administer certain medical agents to a patient.
  • the nozzle not only has a single central outlet opening (as in the cited prior art), but has a plurality of outlet openings 53 and - as Figure 8 shows in a particular example, these openings on an imaginary Ring 44 are (see Figure 8b) and thus make it possible that the medium to be applied penetrates through the illustrated outlet openings at different points through the skin of the patient.
  • the advantage of multiple outlet openings is that the total exit area becomes relatively large, while the individual nozzles are still very small.
  • the cross section also shows that the front nozzle tip is formed in the manner of a hemisphere, which is a very preferred embodiment.
  • the size and shape of the passage surfaces of the nozzles is adapted to both the particular application and on the medium, thus achieving the desired distribution of media under the skin of the patient.
  • FIGS. 9 shows a further embodiment of a needleless injection device according to the invention.
  • both springs 55, 56 have different error constants, so that the spring-way characteristic not, as usual in a spring, linear, but also over two different linear gradients - Fig. 10a - can and even progressively - Fig. 10b - run.
  • the strong spring predominates in its action, this can serve to penetrate the skin layer of a patient, and when the second spring, which is weaker than the first spring, comes into effect thereafter, the medium becomes active from the injection device according to the invention is not brought deep under the skin, but the injection volume is relatively flat under the skin and the penetration depth of the injection volume can be determined by the strength of the second spring, while the First spring is designed primarily to first overcome the resistance that forms the natural skin through their closure.
  • FIG. 10a A typical spring characteristic of such a two-spring system is shown in FIG. 10a, FIG. 13 shows a possibility of the profile of the injected medium beneath the skin, it being understood that this medium forms relatively broadly below the skin, but not as shown in FIG. 1 1 - penetrates into the lower skin layers.
  • Figure 12 shows another - independent - training of the invention.
  • the aim in an optimal intradermal administration of the injection is in the foreground.
  • intradermally means that a visible wheal remains after the injection, ie the injection charge lies relatively flat in and / or under the dermis and has a significantly larger surface diameter than height in cross section (see FIGS. 13a, 13b).
  • the ampoule unit according to the invention already described is provided at its front end with a header which is either firmly applied there or there can be placed or released again, for. B. by screwing etc.
  • This attachment has an edge that projects beyond the front surface of the nozzle, z. B. by about 0.2 to 0.8 mm.
  • the attachment consists of a (circular) ring whose diameter essentially determines the later wheal diameter and whose height h is approximately 0.2 to 0.6 mm above the front nozzle surface as illustrated.
  • the Austriebsfeder is relatively weak in such an embodiment, so that when the injection device, the skin of the one who is to receive the injection, bulges in the centering and the upper side very close to the outlet opening of the nozzle moves, if not even touched. Due to the curvature, the skin is slightly biased in this area and can be easily penetrated by the injection, by the curvature itself but also supports the wheal formation and the spring constant of the exit spring must therefore not as strong as in an injection device in which the injection is to be transported into deeper skin layers.
  • an injection device for the needle-free injection of a medium is already generally known from WO 2007/065542.
  • the embodiment shown there is very well suited for the use of a needle-free injection of a medium.
  • a triggering device is arranged, which only - comparable to a conventional ballpoint pen with conventional rear arranged Pressure mechanism - must be depressed so as to allow the release (activation) of the triggering device and thus the activation of the spring drive.
  • the needle-free injection device already known from WO 2007/065542 is provided with an enclosure in its part facing away from the outlet end. Since the injection device has an approximately circular diameter in this region, the housing also has a corresponding diameter, which, however, is somewhat larger. ßer than the outer diameter of the injection device, so that with its inner surface, the outer surface of the injection device in the surrounding area (slidably) encloses, but is still displaceable in the longitudinal direction of the injection device. As can be seen in Figure 14, the housing also encloses the trigger element. Thus, if the housing is moved in the direction of the outlet end, the triggering element is also pressed inwards at the same time and the entire triggering of the needle-free injection is activated.
  • an opening is provided in the upper part of the housing in which a ring-like securing element, which as such is already known from WO 2007/065542, is inserted. Only when this fuse element is pulled out of the housing, the functionality of the needle-free injection device is given.
  • the user can now detect the entire needle-free injection device by attacking only the housing or its surface and puts the injection device with its outlet end on the respective skin area (pad), where the injection is to take place. Now the user needs the needle-free injection device only the enclosure - of course, after removal of the fuse element - to push towards the skin and thus the needle-free injection is always under the same conditions, which means always with the same contact pressure of the injection device on the respective skin area.
  • the desired injection result is reliably achieved and since only a time of about 10 to 500 milliseconds, preferably about 50 to 100 milliseconds is needed for the entire injection is itself when, due to a possible pain reflex, the user jerkily removes the injection device from the skin, the entire injection already takes place, because the anxiety / pain reflection time is much greater than the actual injection time.
  • the respective contact pressure (force) of the injection device on the skin can be substantially determined by also adjusting the pressure (force) required for the triggering. The higher the pressure required to trigger the trigger element, the higher the pressure of the entire injection device on the respective skin area.
  • the release of the drive element is accomplished by pivoting or twisting a blocking element (8).
  • This blocking element cooperates with the triggering element, which in turn is wedge-shaped. Due to the position of the blocking element to the wedge-like surface of the triggering element on the one hand or by the surface friction conditions of blocking element on the one hand and surface of the wedge-like triggering element on the other hand, the respective force (pressure), with the triggering itself, are very precise and above all be set repeatable, so that all identical injection devices with the corresponding design at the same pressure force, so trigger at the same force with displacement of the housing.
  • FIG. 15a but more precisely 15b, now show a very advantageous embodiment of the outlet end, ie the end of the injection device on which the nozzle unit is formed.
  • the nozzle is surrounded by a casing, preferably a shrink sleeve, which has a first section in a front region, in which the outer diameter of the casing tapers and, as shown, tapered so that sets a circular arc cross section R2 (or deviations thereof).
  • This section is followed by another section, in which the external thread is formed (preferably a M8x1 thread), on which the attachment can be screwed.
  • joins another third section in which the front end of the shell again linearly, ie tapered conically.
  • the first section is preferably about 1 mm long and starts at a distance of 4 mm from the nozzle end.
  • the second section is preferably 2 mm long and the third section adjoining the second section is about 1 mm long.
  • the diameter of the third section in the outlet area is about 6 mm.
  • the material of the shrink sleeve is preferably a plastic, very particularly preferred here is polycarbonate.
  • FIG. 15 has the particular advantage that a bursting of the ampoule during the injection, that is to say when a particularly high pressure acts inside the ampoule, can thus be avoided very reliably and, in particular, can be achieved by the design as shown in FIG 15, the notch stresses are reduced so that the overall material reliability is improved.
  • a further variant of the invention which may be independent of the previously described embodiments and variants of the invention, but may also form an advantageous embodiment of the invention together with the previous embodiments and variants, is disclosed in FIGS. 16, 17 and 18.
  • a displacement piston can be introduced, for example via a ring seal in the ampoule. Then, if a sufficiently large pressure in the ampoule is reached, the medium, which is located in the ampoule, can escape at the contact surface between the ring seal and the piston. This then has the consequence that the pressure in the ampoule drops, which in turn can lead to a certain pressure, which is required to inject a medium easily and reliably at a desired depth, needlelessly under the skin is not achieved.
  • a pressure drop should be avoided by occurring overflows or leaks when inserting a displacement piston.
  • FIG. 16 shows a solution according to the invention to this problem.
  • a piston rod 18 is in a clamped tube seal 16 having a sealing flange 61, a stretchable tube 62 and a tip 63.
  • the tip 63 is preferably formed so that it fits positively into the inner part of a nozzle 13 and thus a complete displacement of a medium, which is located in the interior of a base body 4, achieved.
  • other embodiments of the tip 63 can be used, for example, a rounded tip or a tip, which results from a conclusion of the expandable tube 62, wherein the conclusion of a Is formed manner that the piston rod can not come into contact with a medium which may be located in the interior of the base body 4.
  • the nozzle 13 is closed with a cap 14, which has a cap seal 20 on the inside.
  • a shrink sleeve 5 surrounds the main body 4, a sealing element 15 and the nozzle 13.
  • the shrink sleeve 5 is connectable for example via a screw connection with a lid or an injector 32.
  • the hose seal 16 is inserted into the body of the ampoule and the piston rod 18 is received by the expandable hose 62.
  • the piston rod 18 moves toward the nozzle 13, for example, caused by a spring force, the expandable tube 16 is stretched and a medium located within the body is squeezed out of the nozzle.
  • At least the part of the piston 18 which is located within the base body 4 is completely enclosed by the hose seal 16. In this way, it is excluded that a medium which is located within the base body 4, can come into contact with the piston.
  • FIG. 17 shows the arrangement according to FIG. 16, wherein the piston rod 18 is now completely, that is, inserted up to a stop, into the main body 4.
  • the stretchable tube 16 is stretched, reducing the wall thickness of the stretchable tube 16.
  • a lubricating film 64 may form between the clamped tube seal 16 and the base body 4.
  • FIG. 18 a shows the hose seal 16, which has the sealing flange 61, the tip 63 and the expandable hose 62.
  • the hose seal is here in the unstretched state.
  • FIG. 18b shows the hose seal 16 according to FIG. 18a in an expanded state.
  • the hose seal 16 is used to receive the piston 18 and the sealing of the piston input on the base body 4, in particular during the introduction of the piston 18.
  • the tip 63 is preferably formed so that it can adapt to form a fit to the interior of the nozzle 13 and so complete displacement can be achieved.
  • the expandable tube 62 is used to receive the movable piston 18 and the formation of a lubricating film 64.
  • the sealing flange 61 can be pressed against the base body 4 and thus serves to seal the piston input of the base body 4.
  • the lubricating film allows sliding of the piston 18 and of the expandable tube 62 which surrounds the piston 18, along an inner side of the main body 4.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung, bestehend aus einem Injektor und einer Ampulleneinheit zur nadelfreien Injektion eines Mediums. Es ist eine nadellose Injektionseinrichtung vorgesehen mit einer ersten Kammer, deren Inneres in eine Düse mündet und mit einer zweiten Kammer, deren Inneres vom Inneren der ersten Kammer getrennt ist, wobei das Innere beider Kammern miteinander verbindbar ist, um somit ein Vermischen und/oder ein Reagieren der in den Kammern befindlichen Medien zu ermöglichen, wobei in der ersten Kammer bevorzugt ein pulverförmiges Medium, in der zweiten Kammer bevorzugt ein flüssiges Medium untergebracht ist und zur Vermischung/Reaktion beider Medien das flüssige Medium bevorzugt in die erste Kammer transportiert wird.

Description

Injektionsvorrichtung zur nadelfreien Injektion eines Mediums
Die Erfindung beschreibt eine Injektionsvorrichtung, bestehend aus einem Injektor und einer Ampulleneinheit zur nadelfreien Injektion eines Mediums.
Das Dokument DE 699 28 012 T2 offenbart eine Injektionsvorrichtung, DE 101 37 961 A1 betrifft eine Ampulle für eine Injektionseinrichtung, DE 201 05 183 U1 betrifft eine Ampulle für ein nadelloses Injektionsgerät, EP 1 762 261 B1 offenbart eine Vorrichtung zur Verabreichung eines injizierbaren Produkts und EP 0 114 145 A2 offenbart eine Spritze zum medizinischen Gebrauch.
Nächstliegender Stand der Technik sind die Dokumente WO 2007/065544 wie auch WO 2007/065542.
Diese Dokumente offenbaren eine Injektionsvorrichtung zur nadelfreien Injektion eines Mediums, mit einem Injektor und einer Ampulleneinheit, wobei die Ampulleneinheit einen das zu injizierende Medium aufbewahrenden Grundkörper aufweist. Figur 1 zeigt ausführlich im Wesentlichen die Ausführung gemäß dem Stand der Technik.
In Figur 1 ist im Querschnitt eine Ampulleneinheit gemäß WO 2007/065544 gezeigt. Die Ausführung zeigt den strukturellen Aufbau der Ampulleneinheit 1. Diese besteht aus einem mit dem Medium 3 gefüllten Grundkörper 4, der von einem Mantel in längsaxialer Richtung vollständig ummantelt ist. Am vorderen Ende befindet sich eine Düse 13 (bevorzugt eine Stahldüse), die mit dem Grund- körper 4 bzw. Mantel 5 über ein Dichtungselement 15 (bevorzugt aus Silikon) kraft- und formschlüssig mittels einer Düsenverschraubung 19 mechanisch und mediumabdichtend fixiert ist. Am Austritt der Stahldüse 13 befindet sich aufgeschraubt eine Kappe 14, wobei sich zwischen der Innenwandung der Kappe 14 und dem Austritt der Stahldüse 13 wiederum eine Kappendichtung 20 (aus sterilem Material) befindet.
Vor dem Injizieren wird eine solche wie in Figur 1 dargestellte Ampulleneinheit aufgeschraubt, um nach Entfernen der Kappe 14 und der Kappendichtung 20 nach Aufsetzen auf eine bestimmtes Hautareal das Medium 3 zu applizieren (bzw. unter die Haut zu injizieren).
Aufgabe der Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist es nun, die Befüllung der Injektionseinrichtung zu verbessern, insbesondere eine nahezu gasfreie Befüllung zu ermöglichen. Weiter ist es ein Ziel der Erfindung, die Injektionseinrichtung weiter zu entwickeln, um sie für weitere medizinische bzw. nicht medizinische Zwecke (z. B. kosmetische Zwecke) einsetzbar zu machen und auch zu ermöglichen, dass verschiedenartige Medien, die erst kurz vor der Injektion oder erst bei der Injektion miteinander vermischt werden, mit der erfindungsgemäßen Injektionseinrichtung verabreichbar sind
Eine Ausführungsverbesserung zur Befüllung der Ampulleneinheit ist in den Figuren 2a bis 2c gezeigt.
Figur 2a zeigt eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Figur 2b und Figur 2c zeigen die erfindungsgemäße Ampulleneinheit in verschiedenen Ausführungen.
Von Bedeutung für eine nahezu gasfreie Befüllung ist eine Dichtung 16, welche, wie in den Figuren 2 gezeigt, einen kegelförmigen Querschnitt aufweist und den Raum zwischen dem Grundkörper 4 (bevorzugt aus Glas oder einem ähnlichem Material, z. B. Topas) und einem Befüllstutzen 18 liegt. Dieser Befüllstutzen 18 weist einen zylindrischen Teil 25 auf, der in der erfindungsgemäßen Ampullen- einheit 1 abdichtend liegt und weist ferner ein anderes, trichterförmig aufgeweitetes Ende 26 auf. Wird nun mit einer Fülleinrichtung, z. B. einer Befüllnadel, das zu injizierende Medium in das Innere des Grundkörpers 4 eingebracht und ist dabei die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung vertikal aufgerichtet, so werden aufgrund der Kegelfläche alle Blasen oder ähnlichen Lufteinschlüsse nach oben und durch den Befüllstutzen 18 steigen.
Der Befüllstutzen 18 kann aus Kunststoff oder auch aus einem Metall, z. B. Edelstahl, gefertigt sein und wenn dieser Befüllstutzen nach der Befüllung mechanisch eine Einengung 27 (Einkränkung, Abquetschung oder dergl.) erfährt, ist das Innere der erfindungsgemäßen Ampulleneinheit vollständig vom Äußeren abge- schlössen, wobei eine Einengung des Durchmessers des Befüllstutzens an mehreren Stellen durchaus vorteilhaft ist, einen zuverlässigen absoluten Abschluss des Inneren der erfindungsgemäßen Einrichtung vom Äußeren zu erhalten.
Der in Figur 2 gezeigte Befüllstutzen 18 verbleibt nach der Befüllung an Ort und Stelle und dient während des Injektionsvorgangs dazu, die aus dem Stand der Technik bekannte Kolbenstange zu bilden, die durch Federkraft angetrieben zusammen mit der anliegenden Dichtung 16 das in den Grundkörper befindliche Medium aus dem Inneren der Ampulleneinheit auszupressen.
Weist der Befüllstutzen mehrere Einengungen auf, so kann auch eine Einengung als Sollbruchstelle dienen, um den Einfülltrichter nach Befüllung vom Einfüllstut- zen abzulösen.
Figuren 3 und 4 zeigen nun eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Ampulleneinheit gegenüber dem Stand der Technik. Dabei ist besonders gut zu erkennen, wie im hinteren Teil der Ampulleneinheit ein Kolben 28 (in den Figuren ein Verdrängungskolben) gezeigt ist, welcher mit seinem vordersten Ende inner- halb des Grundkörpers und in seinem mittleren Bereich von einer Dichtung 30 umgeben ist, wobei das durch die erfindungsgemäße Ampulleneinheit herauszudrückende Medium wie ein Schmierfilm 29 zwischen dem Kolben 28 und dem Grundkörper 4 bzw. der Dichtung 30 liegt. - A -
Wenn der Grundkörper 4 hierbei aus Glas (z. B. Borosilikatglas) gefertigt ist, so kann dieser Grundkörper 4 auch von innen mit einem Gleitmittel beschichtet sein, um somit einen schlierenfreien, transparenten Eindruck zu erwecken.
Die in der Figur 3 gezeigte Dichtung 30 kann oberseitig einen oben herausragen- den Ring 31 aufweisen, welcher als Anschlag für das an dem Kolben liegende Gegenlager dient und wenn die Dichtung in diesem Bereich besonders weich ausgestaltet ist, so wird auch ein recht weicher Aufschlag erzeugt.
In den Figuren 3 und 4 ist auch dargestellt, dass die Dichtung 30 mittels eines verschraubbaren Deckels 32 an die den Schrumpfmantel bzw. den Grundkörper gedrückt wird.
In Figur 4 bildet der Deckel 32 den oberen Abschluss, während - wie bereits erwähnt - in Figur 3 die Dichtung mit einem über die Verschraubung hinausragenden Ring 31 abschließt.
Figur 5 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer weiteren Ausbildung. Dabei ist der Grundkörper 4 nicht, wie im Stand der Technik, durch einen Glaswerkstoff gebildet, sondern durch einen Werkstoff namens Topas. Die Eigenschaften und die Herstellung dieses Werkstoffs ist bekannt aus Dokumenten der Firma TOPAS Advanced Polymers GmbH, Frankfurt bzw. Ticon GmbH, Frankfurt (ein Unternehmen der Celanese AG), und insbesondere erhältlich über http://www.topas.com. An dieser Stelle wird darauf verzichtet, alle Einzelheiten dieses Topas-Werkstoffes hier aufzuführen. Zum Zwecke der vorliegenden Anmeldung müssen diese mechanischen, chemischen und weiteren werkstofflichen Eigenschaften des Topas-Werkstoffes als bekannt unterstellt werden, zumal es sich um ein Standard-Material handelt, welches von verschiedenen Quel- len zu beziehen ist, insbesondere über die vorstehend angegebene Bezugsquelle. Bei dem Topas-Werkstoff handelt es sich um ein Cyclo Olefin Copolymer (COC) und die wesentlichen chemischen, physikalischen und sonstigen werkstofflichen Eigenschaften dieses Werkstoffs sind bereits seit dem Jahre 2000 bekannt. Für die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung kann es dabei besonders vorteilhaft sein, wenn die Wandstärke a des Grundkörpers 4 (also aus Topas) geringer ist als die Wandstärke b der Ummantelung 5.
Eine weitere Alternative kann dabei sein, dass der Grundkörper weiterhin aus einem Kunststoff oder auch Glas besteht, jedoch innenseitig mit dem Topas- Werkstoff beschichtet ist, was z. B. durch Bedämpfung oder durch ein Niederplasma-Auftragsverfahren möglich ist.
Ein besonderer Vorteil kann dabei sein, dass der Topas-Werkstoff nicht vorher depyrolesiert werden muss.
Figuren 6 und 7 zeigen eine Weiterbildung der bekannten Einkammer- Injektionsvorrichtung zu einer Zweikammer-Injektionsvorrichtung. Zu Darstellungszwecken sind in den Figuren 6 und 7 gezeigten Teile getrennt gezeigt, sie sind jedoch ineinander legbar bzw. verschraubbar, z. B. insbesondere über das in beiden Figuren gezeigte Außen- bzw. Innengewinde A-A bzw. B-B.
Figur 6 zeigt nun im bereits genannten Grundaufbau der Ampulleneinheit, wobei im Inneren des Grundkörpers 4 ein Volumen ausgebildet ist, welches nachstehend als erste Kammer 50 bezeichnet wird. Diese erste Kammer ist mit einem gewünschten Medium befüllt, z. B. einem pulverförmigen, in Flüssigkeit lösbaren Wirkstoff.
Figur 7 zeigt ebenfalls einen hohlzylindrischen Körper 35, dessen Inneres eine zweite Kammer 51 bildet.
Zwischen beiden Kammern 50, 51 ist eine Verbindung vorgesehen, im dargestellten Beispiel besteht die Verbindung aus einer Hohlnadel 36. Diese Hohlnadel ist an einem Ende durch ein Rückschlag-Ventil 32, welches in die erste Kammer mündet, verschlossen. Das andere Ende der Hohlnadel läuft (wie bei einer Nadel üblich) spitz zu (siehe Figur 6) und wenn beide Teile der erfindungsgemäßen Zweikammer-Injektionseinrichtung miteinander verbunden sind, liegt der spitz zulaufende Teil an einer Dichtung 38 an, die von der Spitze der Hohlnadel zerstörbar (bzw. zu öffnen) ist.
In Figur 7 weiter dargestellt ist die zweite Kammer mit einer weiteren Dichtung 39 abgeschlossen und diese Dichtung kann durch einen Kolben 40 durch den zy- lindrischen Teil gepresst werden, um somit das Medium, welches im Innern der zweiten Kammer 51 liegt, durch die Hohlnadel hindurch in das Innere der ersten Kammer zu pressen. Die beiden Medien in beiden Kammern können so aufeinander abgestimmt sein, dass sie sich zu einem bestimmten medizinischen Zweck vermischen können oder auch in Reaktion treten können und somit die gewünschten Eigenschaften nach Vermischen bzw. nach eingetretener Reaktion aufweisen. Es ist dabei auch durchaus möglich und wünschenswert, wenn beide Medien einer andersartigen Konsistenz vorliegen, z. B. das Medium in der ersten Kammer ist pulverförmig und das Medium in der zweiten Kammer ist flüssig, so dass dann, wenn die Flüssigkeit in das Pulver gebracht wird, sich das Pulver dort auflöst und der zu applizierende Wirkstoff entsteht.
An seinem obersten Ende weist die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung gemäß der Figuren 6 und 7 zwei Sicherungsstifte 41 , 42 auf. Wird der erste Sicherungsstift 42 gelöst, so ist es möglich, den Kolben 40 manuell zu betätigen, so dass mit dem Vortrieb des Kolbens das Medium in der zweiten Kammer vor- getrieben wird, so dass die der Spitze der Hohlnadel gegenüberliegende Dichtung 38 geöffnet bzw. durchstochen wird und damit das Medium aus der zweiten Kammer durch die Hohlnadel in das Innere der ersten Kammer gelangen kann.
Der manuelle Vortrieb der Dichtung kann dabei auch soweit begrenzt werden, bis das Innere der ersten Kammer durch das Medium aus der zweiten Kammer gefüllt ist.
Wird danach die zweite Sicherung 41 gelöst, so kann die gesamte nadelfreie Injektionseinrichtung wie in WO 2007/065544, WO 2007/065542 beschrieben ausgelöst werden, so dass durch Federkraft nahezu die gesamten Inhalte der ersten Kammer durch die Düse gepresst wird. Das in Figur 6 dargestellte Rückschlagventil 32 ist nach Art eines gummiartigen Verschlusses ausgebildet und mit einem Einschnitt versehen, so dass bei Druck von außen (d.h. aus dem Inneren der 1. Kammer) das Ventil verschließt, jedoch bei Druck von innen (also von der Hohlnadel aus) sich das Ventil öffnet.
In Figur 6 ist zu erkennen, dass der Grundkörper 4 wiederum vollständig ummantelt ist, an der Seite jedoch, die an dem in Figur 7 dargestellten Gegenstück anliegt, ist eine Lasche 43 ausgebildet, die als eine Art Häutchen oder Film wie eine Sollbruchstelle fungiert, die sich erst dann löst, wenn nach Lösung des Sicherungsstiftes 41 die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung durch Feder- kraft mechanisch ausgelöst wird.
Beide Kammern 50, 51 können - wie bereits erwähnt - mit unterschiedlichen Medien, insbesondere unterschiedlicher Konsistenz, befüllt werden. So ist es besonders vorteilhaft, die erste Kammer mit einem Medium (Präparat) in pulver- förmiger Form, z. B. Lyophysilat zu befüllen und die zweite Kammer mit einem flüssigen Medium, z. B. eine Lösung mit isotoischen NaCI (0,9 %) oder mit einer PH-gepufferten Lösung zu befüllen, so dass sich Pulver und Flüssigkeit vor der Applikation miteinander vermischen bzw. extrem schnell (weniger als 5 Sekunden, bevorzugt schneller als 1 Sekunde) in Reaktion treten können, um einem Patienten bestimmte medizinische Wirkstoffe subkutan zu verabreichen.
Wenn eine technische Aufgabe darin besteht, mit dem injizierten Stoff ein bestimmtes Applikationsprofil unter der Haut eines Patienten zu erreichen, so ist dies durch verschiedene Maßnahmen möglich.
Eine dieser Maßnahmen besteht darin, dass die Düse nicht nur über eine einzige zentrale Austrittsöffnung (wie im aufgeführten Stand der Technik) verfügt, son- dem über mehrere Austrittsöffnungen 53 verfügt und - wie Figur 8 in einem besonderen Beispiel zeigt, diese Öffnungen auf einem gedachten Ring 44 liegen (siehe Figur 8b) und es somit ermöglichen, dass das zu applizierende Medium über die dargestellten Austrittsöffnungen an verschiedenen Stellen durch die Haut des Patienten dringt. Der Vorteil von mehreren Austrittsöffnungen besteht darin, dass die Austrittsfläche insgesamt relativ groß wird, während die einzelnen Düsen nach wie vor sehr klein sind.
Es versteht sich von selbst, dass die Zahl der Austrittsöffnungen wie auch deren Lage sehr variabel im vorderen Düsenbereich auszubilden ist.
In der dargestellten Figur 8a zeigt der Querschnitt auch, dass die vordere Düsenspitze nach Art einer Halbkugel ausgebildet ist, was eine sehr bevorzugte Ausführungsform darstellt.
Es versteht sich von selbst, dass die Größe und Form der Durchtrittsflächen der Düsen sowohl auf dem jeweiligen Anwendungszweck als auch auf das Medium angepasst wird, um somit die gewünschte Medienverteilung unter der Haut des Patienten zu erzielen.
Die Figuren 9 zeigt eine weitere Ausbildung einer erfindungsgemäßen nadellosen Injektionseinrichtung.
Dabei ist zu erkennen, dass nicht nur eine einzige Feder als Antriebskraft ausgebildet ist, sondern gleich derer zwei, wobei beide Federn 55, 56 über unterschiedliche Fehlerkonstanten verfügen, so dass die Feder-Weg-Kennlinie nicht, wie bei einer Feder üblich, linear, sondern auch über zwei unterschiedliche lineare Steigungen - Fig. 10a - verfügen kann und sogar auch progressiv - Fig. 10b - verlau- fen kann.
Wenn beispielsweise beim Vortrieb zunächst einmal die starke Feder in ihrer Wirkung überwiegt, so kann dies dazu dienen, die Hautschicht eines Patienten zu durchdringen, und wenn hiernach die zweite Feder, die schwächer ist als die erste Feder, in Wirkung tritt, so wird das Medium aus der erfindungsgemäßen Injektionseinrichtung nicht tief unter die Haut gebracht, sondern das Injektionsvolumina liegt relativ flach unter der Haut und die Eindringtiefe des Injektionsvolumens kann durch die Stärke der zweiten Feder bestimmt werden, während die erste Feder maßgeblich darauf ausgelegt ist, zunächst einmal den Widerstand, den die natürliche Haut durch ihren Verschluss bildet, zu überwinden.
Eine typische Federkennlinie eines solchen Zweifedersystems ist in der Figur 10a gezeigt, Figur 13 zeigt eine Möglichkeit des Profils des injizierten Mediums unterhalb der Haut, wobei zu erkennen ist, dass dieses Medium sich relativ breit unterhalb der Haut ausbildet, aber nicht - wie in Fig. 1 1 gezeigt - in die unteren Hautschichten eindringt.
Figur 12 zeigt eine weitere - eigenständige - Ausbildung der Erfindung. Bei der in Figur 12 dargestellten Lösung besteht das Ziel in einer optimalen intraderma- len Verabreichung der Injektion im Vordergrund. Intradermal bedeutet hierbei auch, dass nach der Injektion eine sichtbare Quaddel zurückbleibt, die Injektionsladung also relativ flach in und/oder unter der Lederhaut liegt und im Querschnitt eine deutlich größeren Flächendurchmesser als Höhe aufweist (siehe Fig. 13a, 13b).
Zum Erreichen dieses Ziels wird die bereits beschriebene erfindungsgemäße Ampulleneinheit an Ihrem vorderen Ende mit einem Vorsatz versehen, welcher entweder fest dort aufgebracht ist oder dort aufsetzbar bzw. wieder lösbar ist, z. B. durch Verschraubung etc. Dieser Vorsatz weist einen Rand auf, der die vordere Fläche der Düse überragt, z. B. um etwa 0,2 bis 0,8 mm. Im dargestellten Beispiel besteht der Vorsatz aus einem (kreisrunden) Ring, dessen Durchmesser im Wesentlichen die späteren Quaddeldurchmesser bestimmt und dessen Höhe h wie dargestellt etwa 0,2 bis 0,6 mm über der vorderen Düsenfläche liegt.
Auch ist die Austriebsfeder bei einer solchen Ausführung relativ schwach, so dass bei Auflage der Injektionseinrichtung die Haut desjenigen, der die Injektion erhalten soll, im Bereich der Zentrierung wölbt und oberseitig sehr nahe an die Austrittsöffnung der Düse rückt, wenn nicht sogar diese berührt. Durch die Wölbung wird die Haut auch in diesem Bereich leicht vorgespannt und kann leichter von der Injektion durchdrungen werden, durch die Wölbung selbst wird aber auch die Quaddelbildung unterstützt und die Federkonstante der Austrittsfeder muss daher nicht mehr so stark sein wie bei einer Injektionseinrichtung, bei welcher die Injektion in tiefere Hautschichten transportiert werden soll.
Eine weitere Variante der Erfindung, welche unabhängig ist von der bisher beschriebenen Ausführung der Erfindung, gleichwohl zusammen mit den bisherigen Ausführungen der Erfindung in einer einzigen Injektionseinrichtung vorteilhaft zur Ausführung kommen kann bzw. die bisherigen Ausführungen der Erfindung ergänzt, ist in den Ansprüchen 15 bis 25 beansprucht sowie in den Figuren 14a, 14b sowie 15a und 15b offenbart.
Wie bereits ausgeführt, ist eine Injektionseinrichtung zur nadelfreien Injektion eines Mediums bereits allgemein bekannt aus WO 2007/065542. Die dort gezeigte Ausführungsform ist sehr gut für den Einsatz einer nadelfreien Injektion eines Mediums geeignet.
Wie die in WO 2007/065542 dargestellte Ausführungsform zeigt, dort insbesondere in den Figuren 5, 6 ff., ist an dem Ende, welches einer Austrittsdüse für das Medium entgegenliegt, eine Auslöseeinrichtung angeordnet, welche lediglich - vergleichbar einem üblichen Kugelschreiber mit üblichem hinten angeordnetem Druckmechanismus - heruntergedrückt werden muss, um somit die Freisetzung (Aktivierung) der Auslöseeinrichtung und damit die Aktivierung des Federantriebs zu ermöglichen.
Wie erwähnt, ist der gesamte Mechanismus als auch das Injektionsergebnis sehr zufriedenstellend.
Wenn aber ein Arzt oder möglicherweise der Patient selbst die nadelfreie Injektionseinrichtung mit dem Düsenende (also dem Austrittsende für das Medium) auf die Haut aufsetzt und die Auslöseeinrichtung aktivieren will, so kommt es mögli- cherweise aufgrund von psychologischen Effekten (die übliche Angst vor dem Nadelstich) dazu, dass derjenige, der die nadellose Injektionseinrichtung aktivieren möchte, in dem Augenblick, wo er die Auslöseeinrichtung (üblicherweise mit dem Daumen) auslösen möchte, ein wenig die gesamte Injektionseinrichtung von der Körperstelle, auf der er sie zuvor aufgesetzt hat, wegnimmt. Zumindest hat dies eine Beobachtung im Selbstversuch ergeben.
Schließlich konnte auch festgestellt werden, dass der Auflagedruck, also der Druck, mit dem die Injektionseinrichtung gemäß WO 2007/065542 auf der jewei- ligen Hautpartie des Patienten aufliegt, sehr unterschiedlich ist, je nachdem, wer die nadelfreie Injektionseinrichtung bedient. Auch hier spielen wiederum psychologische Effekte eine Rolle, aber der jeweilige Auflagedruck vor Auslösung der Injektion ist auch jeweils abhängig vom Individuum, welches die nadelfreie Injektionseinrichtung selbst bedient. Nun ist es einsichtig, dass dann, wenn beispiels- weise die nadelfreie Injektionseinrichtung sehr stark aufgedrückt wird, die betreffende Hautpartie eine ganz andere Spannung aufweist als dann, wenn die nadelfreie Injektionseinrichtung nur lose auf der Haut aufliegt. Diese jeweiligen unterschiedlichen Ausgangszustände, die eine unterschiedliche Hautspannung, aber u. U. auch eine unterschiedliche Hautdicke (wenn die nadelfreie Injektionseinrich- tung sehr stark aufgedrückt wird, sind die darunter liegenden Hautschichten komprimiert, also dünner als im Ausgangszustand ohne Auflage der nadelfreien Injektionseinrichtung), so dass letztlich die Injektion des Mediums unter ganz unterschiedlichen Bedingungen erfolgen kann und das auch entsprechend zu unterschiedlichen Ergebnissen führt.
Um den Einsatz der nadelfreien Injektionseinrichtung mit einer höheren Zuverlässigkeit zu gewährleisten und insbesondere das Ergebnis der nadelfreien Injektion selbst vorhersagbarer und erfolgreicher zu gestalten, wird eine weitere Ausbildung der Injektionsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 15 bzw. 25 beschreiben, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den darauf bezogenen Unter- ansprüchen beschrieben sowie in Figur 14 und 15 dargestellt.
Wie in Figur 14 zu erkennen, ist die bereits aus WO 2007/065542 bekannte nadelfreie Injektionseinrichtung in ihrem vom Auslassende aus gesehen abgewandten Teil mit einer Einhausung versehen. Da die Injektionseinrichtung in diesem Bereich einen in etwa kreisförmigen Durchmesser aufweist, weist auch die Einhausung einen entsprechenden Durchmesser auf, der jedoch etwas grö- ßer ist, als der Außendurchmesser der Injektionseinrichtung, so dass mit ihrer Innenfläche die Außenfläche der Injektionseinrichtung im umliegenden Bereich (gleitend) umschließt, jedoch noch in Längsrichtung der Injektionseinrichtung verschiebbar ist. Wie in Figur 14 zu erkennen, umschließt die Einhausung auch das Auslöseelement. Wird also die Einhausung in Richtung des Auslassendes bewegt, so wird auch gleichzeitig das Auslöseelement nach innen gedrückt und die gesamte Auslösung der nadelfreien Injektion aktiviert.
Damit die Auslösung bzw. die Verschiebung der Einhausung nicht unabsichtlich passiert, ist im oberen Teil der Einhausung eine Öffnung vorgesehen, in welcher ein ringartiges Sicherungselement, welches als solches bereits aus WO 2007/065542 bekannt ist, eingesteckt ist. Erst wenn dieses Sicherungselement aus der Einhausung herausgezogen wird, ist die Funktionalität der nadelfreien Injektionseinrichtung gegeben.
Der Benutzer kann nunmehr die gesamte nadelfreie Injektionseinrichtung erfas- sen, indem er lediglich an der Einhausung bzw. dessen Fläche angreift und die Injektionsvorrichtung mit ihrem Auslassende auf die jeweilige Hautpartie (Unterlage) aufsetzt, wo die Injektion erfolgen soll. Nunmehr braucht der Benutzer der nadelfreien Injektionseinrichtung nur noch die Einhausung - selbstverständlich nach Entfernung des Sicherungselementes - in Richtung Hautpartie zu drücken und somit erfolgt die nadelfreie Injektion immer unter den gleichen Bedingungen, das bedeutet immer mit dem gleichen Auflagedruck der Injektionseinrichtung auf der jeweiligen Hautpartie. Dadurch ist sichergestellt, dass immer dann, wenn die erfindungsgemäße nadelfreie Injektionseinrichtung ausgelöst wird, auch das gewünschte Injektionsergebnis zuverlässig erzielt wird und da für die gesamte Injektion lediglich eine Zeit von etwa 10 bis 500 Millisekunden, vorzugsweise etwa 50 bis 100 Millisekunden benötigt wird, ist selbst dann, wenn aufgrund eines etwaigen Schmerzreflexes der Benutzer die Injektionseinrichtung ruckartig von der Haut wegnimmt, bereits die gesamte Injektion erfolgt, weil die Angst- /Schmerzreflexionszeit viel größer ist als die eigentliche Injektionszeit. Es ist selbstverständlich, dass der jeweilige Auflagedruck (Kraft) der Injektionseinrichtung auf der Haut ganz wesentlich dadurch bestimmt werden kann, indem auch der Druck (Kraft), der für die Auslösung benötigt wird, eingestellt wird. Je höher der Druck ist, der zur Auslösung des Auslöseelementes benötigt wird, desto höher ist auch der Druck der gesamten Injektionseinrichtung auf der jeweiligen Hautpartie.
Wie bereits in WO 2007/065542 offenbart, wird die Freigabe des Treibelementes durch Verschwenken oder Verdrehen eines Sperrelementes (8) bewerkstelligt. Dieses Sperrelement wirkt zusammen mit dem Auslöseelement, welches seiner- seits keilartig ausgestaltet ist. Durch die Lage des Sperrelementes zur keilartigen Fläche des Auslöseelementes einerseits oder aber auch durch die Oberflächenreibungsverhältnisse von Sperrelement einerseits und Oberfläche des keilartigen Auslöseelementes andererseits kann die jeweilige Kraft (Druck), mit der die Auslösung selbst erfolgt, sehr präzise und vor allem wiederholbar festgelegt werden, so dass alle baugleichen Injektionseinrichtungen mit der entsprechenden Ausführung bei der gleichen Druckkraft, also bei der gleichen Kraft mit Verschiebung der Einhausung auslösen.
Selbstverständlich ist es möglich, durch unterschiedliche Bauanordnung auch unterschiedliche Auslösekräfte festzulegen, was u. U. dann gewünscht wird, wenn bestimmte Medien, also z. B. bestimmte Medikamente (in flüssiger Form) appliziert, vorzugsweise subkutan, oder in bestimmte Hautschichten eingetragen werden sollen.
Eine weitere, u. U. auch selbstständige Variante der Erfindung ist in Figur 15a bzw. 15b ausgeführt. Dabei geht es um die Weiterbildung der Variante wie sie in der vorliegenden Figur 12 bereits grundsätzlich ausgeführt ist.
In dieser Variante gemäß Figur 12 wird zur optimalen intradermalen Verabreichung der Injektion ein Vorsatz auf das Düsenende der erfindungsgemäßen Ampulleneinheit/Injektionseinrichtung aufgesetzt. Figur 15a, präziser jedoch 15b, zeigen nun eine sehr vorteilhafte Ausbildung des Auslassendes, also des Endes der Injektionseinrichtung, an dem die Düseneinheit ausgebildet ist. Wie insbesondere in Figur 15b zu erkennen, ist die Düse von einer Einfassung bzw. einem Mantel, vorzugsweise einem Schrumpf- mantel umgeben, welcher in einem vorderen Bereich einen ersten Abschnitt aufweist, in dem sich der Außendurchmesser des Mantels verjüngt und zwar - wie dargestellt - so verjüngt, dass sich ein Kreisbogenquerschnitt R2 (oder Abweichungen hiervon) einstellt. An diesen Abschnitt schließt sich ein weiterer Abschnitt an, in dem das Außengewinde ausgebildet ist (vorzugsweise ein M8x1- Gewinde), auf dem der Aufsatz aufschraubbar ist. Schließlich schließt sich ein weiterer dritter Abschnitt an, in dem sich das Vorderende des Mantels nochmals linear, also konisch verjüngt.
Der erste Abschnitt ist bevorzugt etwa 1 mm lang und beginnt im Abstand von 4 mm vom Düsenende aus gesehen.
Der zweite Abschnitt ist bevorzugt 2 mm lang und der dritte Abschnitt, der sich an den zweiten Abschnitt anschließt, ist etwa 1 mm lang.
Während die Düse im Auslassbereich einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweist (die Düsenöffnung selbst hat nur einen Durchmesser von 0,01 bis 0,02 mm), beträgt der Durchmesser des dritten Abschnitts im Auslassbereich etwa 6 mm.
Das Material des Schrumpfmantels ist bevorzugt ein Kunststoff, ganz besonders bevorzugt ist hier Polykarbonat.
Die in Figur 15 dargestellte Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass damit sehr sicher ein Platzen der Ampulle während der Injektion, also dann, wenn ein besonders hoher Druck im Inneren der Ampulle wirkt, vermieden werden kann und insbesondere können durch die Ausgestaltung, wie in Figur 15 offenbart, die Kerbspannungen verringert werden, so dass die gesamte materielle Zuverlässigkeit verbessert wird. Eine weitere Variante der Erfindung, welche unabhängig von den bisher beschriebenen Ausführungsformen und Varianten der Erfindung sein kann, jedoch auch zusammen mit den bisherigen Ausführungsformen und Varianten eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung bilden kann, ist in den Figuren 16, 17 und 18 offenbart.
Bei herkömmlichen Dichtungen eines Verdrängungskolbens kann es beim Einsatz in Ampullen aufgrund von hohen pulsierenden Drücke zu Überströmungen führen. Die genannten Drücke können beispielsweise in der Ampulle auftreten, wenn der Verdrängungskolben eingeführt wird. Ein Verdrängungskolben kann beispielsweise über eine Ringdichtung in die Ampulle eingeführt werden. Wird dann ein ausreichend großer Druck in der Ampulle erreicht, so kann das Medium, das sich in der Ampulle befindet, an der Kontaktfläche zwischen der Ringdichtung und dem Kolben entweichen. Dies hat dann die Folge, dass der Druck in der Ampulle abfällt, was wiederum dazu führen kann, dass ein bestimmter Druck, der erforderlich ist, um ein Medium problemlos und zuverlässig in einer gewünschten Tiefe nadellos unter die Haut zu spritzen nicht erreicht wird.
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung eine Injektionseinrichtung anzugeben, mit der die Zuverlässigkeit der Injektion gesteigert wird. Insbesondere soll ein Druckabfall durch auftretende Überströmungen bzw. Undichtigkeiten beim Einführen eines Verdrängungskolbens vermieden werden.
Figur 16 zeigt eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe. Eine Kolbenstange 18 befindet sich in einer eingespannten Schlauchdichtung 16, die einen Dichtungsflansch 61 , einen dehnbaren Schlauch 62 und eine Spitze 63 aufweist. Die Spitzte 63 ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie formschlüssig in den inneren Teil einer Düse 13 passt und somit eine möglichst vollständige Verdrängung eines Mediums, das sich im Inneren eines Grundkörpers 4 befindet, erreicht kann. Grundsätzlich sind aber auch andere Ausbildungen der Spitze 63 verwendbar, beispielsweise eine abgerundete Spitze oder eine Spitze, die durch ein Abschluss des dehnbaren Schlauches 62 entsteht, wobei der Abschluss auf eine Weise ausgebildet ist, dass die Kolbenstange nicht mit einem Medium, das sich im Inneren des Grundkörpers 4 befinden kann, in Berührung treten kann.
Die Düse 13 ist mit einer Kappe 14, die an der Innenseite eine Kappendichtung 20 aufweist verschlossen. Ein Schrumpfmantel 5 ummantelt den Grundkörper 4, ein Dichtelement 15 und die Düse 13. Der Schrumpfmantel 5 ist beispielsweise über eine Schraubverbindung mit einem Deckel bzw. einem Injektor 32 verbindbar.
Mit dieser Anordnung wird vermieden, dass eine Undichtigkeit zwischen dem Kolben 18 und der Schlauchdichtung 16 auftreten kann, wie sie beispielsweise bei einer Ringdichtung auftreten könnte. Die einzige Stelle bei der Anordnung gemäß Figur 16, an der eine Undichtigkeit auftreten kann ist am Dichtungsflansch 61. Jedoch ist an dieser Stelle der Dichtungsflansch 61 durch den ver- schraubbaren Deckel bzw. Injektor 32 gegen den Grundkörper 4 gepresst, so dass es sich hierbei um eine statische Dichtung handelt, die ein Undichtigkeit auch bei hohen Drücken in dem Grundkörper vermeiden kann.
Die Schlauchdichtung 16 wird in den Grundkörper der Ampulle eingesetzt und die Kolbenstange 18 wird von dem dehnbaren Schlauch 62 aufgenommen. Sobald sich die Kolbenstange 18 in Richtung der Düse 13 bewegt, beispielsweise verursacht durch eine Federkraft, wird der dehnbare Schlauch 16 gestreckt und ein Medium, das sich innerhalb des Grundkörpers befindet, wird aus der Düse he- rausgepresst. Zumindest der Teil des Kolbens 18, der sich innerhalb des Grundkörpers 4 befindet ist vollständig von der Schlauchdichtung 16 umschlossen. Auf diese Weise ist ausgeschlossen, dass ein Medium, welches sich innerhalb des Grundkörpers 4 befindet, in Berührung mit dem Kolben gelangen kann.
Figur 17 zeigt die Anordnung gemäß Figur 16, wobei die Kolbenstange 18 nun vollständig, das heißt bis zu einem Anschlag, in den Grundkörper 4 eingeführt ist. Beim Einführen der Kolbenstange 18 wird der dehnbare Schlauch 16 gestreckt, wobei sich die Wandstärke des dehnbaren Schlauches 16 verkleinert. Dadurch kann sich ein Schmierfilm 64 zwischen der eingespannten Schlauchdichtung 16 und dem Grundkörper 4 bilden.
Figur 18 a zeigt die Schlauchdichtung 16, die den Dichtflansch 61 , die Spitze 63 und den dehnbaren Schlauch 62 aufweist. Die Schlauchdichtung befindet sich hier im nicht gedehnten Zustand. Figur 18 b zeigt die Schlauchdichtung 16 gemäß Figur 18 a in einem ausgedehnten Zustand.
Die Schlauchdichtung 16 dient der Aufnahme des Kolbens 18 und dem Abdichten des Kolbeneingangs an dem Grundkörper 4, insbesondere bei der Einführung des Kolbens 18. Die Spitze 63 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie sich formschlüssig an das Innere der Düse 13 anpassen kann und so eine vollständige Verdrängung erreicht werden kann. Der dehnbare Schlauch 62 dient die Aufnahme des beweglichen Kolbens 18 und der Bildung eines Schmierfilms 64. Der Dichtungsflansch 61 kann gegen den Grundkörper 4 gepresst werden und dient so dem Abdichten des Kolbeneingangs des Grundkörpers 4. Der Schmier- film ermöglicht ein Gleiten des Kolbens 18 bzw. des dehnbaren Schlauches 62, der den Kolben 18 ummantelt, entlang einer Innenseite des Grundkörpers 4. Die in den Figuren 16, 17 und 18 dargestellte Variante der Erfindung kann zu einer zuverlässigen Injektion führen. Ein Druckabfall durch Undichtigkeiten und ein damit einhergehender Verlust an der Injektionsqualität kann somit vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Injektionseinrichtung zur nadelfreien Injektion eines Mediums, mit einer Injektoreinrichtung, wobei die Injektionseinrichtung einen das zu injizierende Medium aufbewahrenden Grundkörper aufweist sowie ein Antriebselement (61 ) aufweist, zum Antreiben eines Treibelements (62) zum Austreiben des Mediums aus dem Grundkörper und zum Injizieren des Mediums, wobei dem Treibelement eine Auslöseeinrichtung (63) zugeordnet ist, durch welche bei Betätigung das Austreiben des Mediums ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung eine Einhausung (64) aufweist, welche die Auslöseeinrichtung (63) und wenigstens einen Teil der gesamten Injektionseinrichtung umschließt, wobei die Einhausung (64) bzw. wenigstens ein Teil davon in Längsrichtung der Injektionseinrichtung verschiebbar ist und bei Verschiebung in Richtung des Endes der Injektionseinrichtung, an der die Medienaustrittsöffnung der Injektionseinrichtung ausgebildet ist, die Aus- löseeinrichtung aktiviert.
2. Injektionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung (64) eine Öffnung aufweist, in welche ein Verriegelungselement (65) einsteckbar ist, welches eine Verschie- bung der Einhausung (64) verhindert, solange das Verriegelungselement (65) eingesteckt ist.
3. Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung (64) die Injektionseinrichtung in Längsrichtung um mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 40 - 60 % umschließt.
4. Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist und die Einhausung (64) im Wesentliche zylind- risch ausgebildet ist mit einem Innendurchmesser, welcher den Außendurchmesser der Injektionseinrichtung nur unwesentlich übersteigt.
5. Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung (64) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.
6. Injektionseinrichtung, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung an ihrem vorderen Ende einen Düsenauslass aufweist, welcher von einer die Düse umgebenden Einfassung (70) umgeben ist und die Einfassung (70) einen ersten Abschnitt aufweist, welcher sich zum Auslass (71 ) hin verjüngt, dass an der Einfassung sich in Richtung des Auslasses ein zweiter Abschnitt anschließt, in welchem ein Außengewinde (72) ausgebildet ist und dass sich an den zweiten Abschnitt in Richtung Auslass bedarfsweise ein dritter Abschnitt anschließt, in welchem sich der Außendurchmesser der Einfassung weiter verjüngt.
7. Injektionseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Außendurchmesser im Bereich der Einfassung (70) des ersten Abschnittes linear oder konisch (R2) verjüngt.
8. Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfassungsmaterial der Injektionseinrichtung, welches außenseitig die Düse umschließt, vorzugsweise ein Polykarbonat- material ist.
9. Injektionseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Injektionseinrichtung im Düsenbereich so ausgebildet ist wie in Figur 15 dargestellt.
10. Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung eine Einhausung aufweist, welche im Querschnitt so ausgebildet ist wie in Figur 14 dargestellt.
1 1. Injektionseinrichtung, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck bzw. die Kraft, die notwendig ist, die Auslöseeinrichtung der Injektionseinrichtung zu aktivieren, der Kraft bzw. dem Druck entspricht, welche bei der Injektion auf die Unterlage, auf der die Injektionseinrichtung bei der Injektion aufliegt, ausgeübt wird.
12. Nadellose Injektionseinrichtung, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten Kammer (50), deren Inneres in eine Düse mündet, mit einer zweiten Kammer (51 ), deren Inneres vom Inneren der ersten Kammer (50) getrennt ist, wobei das Innere beider Kammern miteinander verbindbar ist, um somit ein Vermischen und/oder ein Reagieren der in den Kammern befindlichen Medien zu ermöglichen, wobei in der ersten Kammer (50) bevorzugt ein pulverförmiges Medium, in der zweiten Kammer (51 ) bevorzugt ein flüssiges Medium untergebracht ist und zur Vermischung/Reaktion beider Medien das flüssige Medium bevorzugt in die erste Kammer (50) transportiert wird.
13. Nadellose Injektionseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kammern über eine Hohlnadel (36) mitei- nander verbindbar sind.
14. Nadellose Injektionseinrichtung nach Anspruch 132, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlnadel (36) mittels eines Ventils (32) mit dem Inneren der ersten Kammer (50) verbunden ist.
15. Nadellose Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlnadel (36) ein Nadelende aufweist, mittels dem eine Dichtung (38), die das Innere der zweiten Kammer (51 ) verschließt, zerstörbar ist, so dass das Medium in der zweiten Kammer durch das Innere der Hohlnadel (36) leitbar ist.
16. Nadellose Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung zwei Sicherungselemente aufweist, wobei mit dem ersten Sicherungselement (42) eine Verbindung der Innenvolumina der ersten und zweiten Kammer (50, 51 ) zu verhindern ist und die zweite Sicherungseinrichtung (41 ) vorgesehen ist, eine Auslösung zum Anpressen des Mediums an die erste Kammer (50) zu verhindern.
17. Nadellose Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Kammer (50, 51 ) durch einen Grundkörper (4, 35) gebildet wird, welcher aus einem Material besteht, welches die gleichen oder ähnlichen Eigenschaften wie Borosilikatglas aufweist, z. B. einem Material wie Topas besteht oder mit einem Topas-Werkstoff innenseitig beschichtet ist.
18. Nadellose Injektionseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung eine Auslassdüse aufweist, deren Auslassquerschnitt im vorderen Teil rund ist, bevorzugt wie eine Halb- oder Teilkugel ausgebildet ist und mehr als eine Düsenöffnung aufweist.
19. Nadellose Injektionseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen auf einer gedachten Kreislinie (44) (Figur 8) um die Mittelachse der Düse liegen.
20. Nadellose Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur intradermalen Injektion die nadellose Injektionseinrichtung einen Düsenaufsatz (43) aufweist, welcher mit einem äußeren Rand versehen ist, der in der Längsachse der nadellosen Injektionseinrichtung den Düsenauslass überragt, bevorzugt um etwa 0,1 bis 0,8 mm, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,4 mm.
21. Nadellose Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (43) von der Einrichtung lösbar ist.
22. Nadellose Injektionseinrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (43) auf die Einrichtung geschraubt ist (Figur 12a).
23. Verwendung einer nadellosen Injektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 20-22, zur Aus- bildung von Quaddeln mit einer definierten intradermalen Ausbreitung.
24. Nadellose Injektionseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Austrieb des Mediums aus der ersten Kammer ein Federsystem ausgebildet ist, mittels welchem eine Federkennlinie darstellbar ist, die über zwei und mehr Abschnitte verfügt, welche zueinander in einem Winkel von ungleich 180 Grad stehen (Fig. 10a, b).
25. Injektionseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Federsystem aus zwei Federn (55, 56) unterschiedlicher Federkonstanten be- steht.
26. Injektionseinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schlauchdichtung (16) zum Abdichten eines Kolbeneingangs an einem Grundkörper (4), wobei das Innere des Grundkörpers (4) zur Aufnahme eines Mediums dient, wobei die Schlauchdichtung (16) zumindest den innerhalb des Grundkörpers (4) befindlichen Teil eines Kolbens (18) vollständig umschließt, wenn der Kolben (18) durch den Kolbeneingang in das Innere des Grundkörpers (4) geführt ist.
27. Injektionseinrichtung nach Anspruch 26, wobei die Schlauchdichtung (16) eine Spitze (63), einen dehnbaren Schlauch (62) und einen Dichtungsflansch (61 ) aufweist.
28. Injektionseinrichtung nach Anspruch 27, wobei der dehnbare Schlauch (62) durch ein Einführen des Kolbens (18) gedehnt werden kann und das Medium einen Schmierfilm (64) zwischen dem dehnbaren Schlauch (62) und einer Innenwand des Grundkörpers (64) bilden kann.
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