NO332994B1

NO332994B1 - Pneumatisk drevet autoinjektor

Info

Publication number: NO332994B1
Application number: NO20042179A
Authority: NO
Inventors: Scott Gilbert; Pedro De La Serna
Original assignee: Alza Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2013-02-11
Also published as: HU226575B1; DE60236949D1; NO20042179L; CN1315544C; PT2221076E; ES2346049T3; CA2465502A1; WO2003039634A1; EP1441787B1; NZ532147A; AU2002363335A2; SI2221076T1; CN1585655A; HUP0402648A2; ES2346049T5; TW200303224A; HK1147449A1; IL161301A0; TW200408420A; US7654983B2

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en pneumatisk injektor som inkluderer en trykkgasskilde, en aktuator, en driver og en utdeler. Utdeleren til injektoren inkluderer et reservoar for å romme en ønsket mengde av et valgt medikament og en nål, slik som en kanyle, egnet for subkutan, intramuskulær eller intra-artikulær levering av det valgte medikamentet. Aktuatoren aktuerer overføringen av trykkgass fra trykkgasskilden til driveren, og når trykkgass blir levert til driveren utøver driveren i det minste en injeksjonskraft. Injeksjonskraften har tilstrekkelig størrelse til å drive et valgt medikament ut gjennom nålen til utdeleren i løpet av en ønsket tidsperiode. Fordelaktig er konstruksjonen til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse ekstremt fleksibel, som tillater injektoren å være konstruert til å levere et bredt spekter av medikamenter i nær sagt hvilken som helst menneske- eller veterinærsammenheng hvor det er behov for injeksjon av subkutan, intramuskulær eller intra-artikulær injeksjon av medikament.

Description

BAKGRUNN

O<pp>finnelsens område: Den foreliggende oppfinnelse vedrører innretninger for injisering av medikamenter i mennesker eller dyr. Spesielt vedrører den foreliggende oppfinnelse en injektor som er i stand til å levere medikamenter til mennesker og dyr og en fremgangsmåte for levering av medikamenter til mennesker eller dyr.

Teknikkens stand: Automatiske injektorer (heretter kalt "autoinjektorer") er velkjent innen medisin- og veterinærindustriene og muliggjør automatisk injeksjon av en ønsket medikamentdose til dyr eller mennesker. Autoinjektorer er generelt konstruert i henhold til en av to leveringsmekanismer: de som leverer medikament ved bruk av en nål (heretter kalt "nål"-autoinjektorer); og de som ikke gjør det (heretter kalt "nålløse" autoinjektorer). Uavhengig av deres konstruksjon er oppfatningen at autoinjektorer innehar flere fordeler i forhold til enkle sprøyter. For eksempel, fordi autoinjektorer kan være konstruert for automatisk og pålitelig å levere en ønsket medikamentdose på forespørsel, underletter de rask, enkel og nøyaktig levering av medikamenter. Spesielt er autoinjektorer velegnet for bruk av mennesker som må selvadministrere terapeutiske substanser. Videre, når autoinjektorer inkorporerer en nålinjeksjonsmekanisme, kan de være konstruert slik at nålen er usynlig før, under, og etter en leveringssyklus, som dermed reduserer eller eliminerer enhver frykt forbundet med den handlingen å penetrere en synlig nål inn i pasientens vev. Et mangfold av ulike injeksjonsinnretninger er beskrevet i US-patentene 3,797,489, 5,176,645, 5,527,287, 5,300,030, og 6,270,479, US-patentsøknad 20010005781, og internasjonale publikasjoner WO 94/13342 og WO 95/31235.

EP 0 295 917 A beskriver en ikke-invasiv subkutan injeksjonsinnretning innbefattende et totrinns gassleveringssystem og en medisinrommende ampulle med en avskåret subkutan nål i en ende derav. Et ampulledeksel omgir ampullen og holder den avskårede nålen adskilt fra huden til en pasient som skal få en sprøyte.

WO 01/64269 Al beskriver en nålløs sprøyte med to injeksjonsshastigheter innbefattende et reservoar rommet mellom en injektor og et skyvmiddel påvirket av en gassgenerator.

Til tross for de fordelene de tilveiebringer er imidlertid ikke dagens autoinjektorer generelt konstruert for levering av viskøse medikamenter. Fordi medikamentet levert av nålløse autoinjektorer typisk blir akselerert til en svært høy hastighet (for eksempel 244 m/sek til 366 m/sek (800 feet per second (fps) to 1200 fps)) for å effektuere injeksjon, er nålløse autoinjektorer ikke velegnet for levering av viskøse medikamenter eller medikamenter som innbefatter partikler som er større enn noen få mikron i en hvilken som helst dimensjon. Videre er autoinjektorer som inkluderer nålinjeksjonsmekanismer generelt konstruert for å levere vannoppløsninger som har svært lave viskositeter, slik som insulin- eller epinefrin-løsninger, og løser således typisk ikke de ytelsesproblemene som presenteres ved forsøk på å levere viskøst medikament via en nålinj eksj onsmekanisme.

Å generere en injeksjonskraft av tilstrekkelig størrelsesorden til å drive et viskøst medikament gjennom en nål av egnet størrelse innenfor en egnet tidsperiode er et ytelseshinder som må overvinnes for å levere et viskøst medikament via en nålinj eksj onsinnretning. For å sikre at pasienten har det sikkert og behagelig, er tykkelsen (gauge) for nålene som benyttes i nålinjeksjoner typisk fra ca 21 gauge til ca 31 gauge. Allikevel har et antall eksisterende og svært nødvendige medikamenter konstruert for levering via subkutan, intramuskulær eller intra-artikulær injeksjon viskositeter som går opp til og over 10 Poise, 100 Poise, 1000 Poise og til og med 10 000 Poise. Som det enkelt forstås ved henvisning til Hagen-Poiseuilles Lov, F = 8QuL(R<2>/r<4>), hvor "F" representerer den påkrevde injeksjonskraften, "Q" representerer strømningsraten for det injiserte materialet, "u" representerer viskositeten til det injiserte materialet, "L" representerer lengden av den benyttede nålen, "R" representerer den innvendige diameteren til reservoaret som inneholder materialet som skal injiseres, og "r" representerer den innvendige diameteren til den benyttede nålen, kan injeksjonen av slike medikamenter gjennom en nål av egnet størrelse kreve en injeksjonskraft som når opp til eller overskrider 445 N (100 pund). For eksempel indikerer Hagen-Poiseuilles Lov at for å levere 0,5 cm3 medikament av en viskositet på 20 kg/ms (200 Poise) i løpet av 10 sekunder via en sprøyte med en innvendig diameter på 4,5 mm og en 12,7 mm (0,5 tomme) nål med en innvendig diameter på 0,3048 mm (en 24 gauge nål), ville en injeksjonskraft på tilnærmelsesvis 445 N (100 pund) være påkrevd. Imidlertid er injeksjonsmekanismer tilveiebragt i dagens tilgjengelige nålinjektorer generelt ikke konstruert for å generere slike høye injeksjons-krefter.

Ubehag hos pasienten er et andre hinder ved konstruksjonen av en nålautoinjektor som er i stand til å levere viskøse medikamenter. For eksempel kan en plutselig påføring av en kraft som er egnet til å levere et viskøst medikament via en nål av egnet størrelse forskrekke pasienten, spesielt dersom påføringen av slike krefter medfører overføring av merkbare rekyl- eller støtkrefter. En injektor som er i stand til å levere viskøse medikamenter ville således ideelt sett inkorporere en driver som opererer uten å produsere plutselige, potensielt bedrøvelige lyder eller å overføre vesentlige rekyl- eller støtkrefter til pasienten. I tillegg kan driving av en nål inn i pasienten med den samme kraften som kreves for å drive et viskøst medikament gjennom en nål av ønsket størrelse påføre pasienten unødvendig fysisk ubehag. For eksempel, når størrelsen til nålen spenner fra ca 21 til 31 gauge (Dn=0,495 til 0,114 mm) antas en innføringskraft som spenner fra ca 4,5 til 31 N (1 til 7 pund) å være mest behagelig. Noen studier foreslår til og med at menneskelige pasienter opplever minst smerte når nålen blir innsatt med den minste nødvendige kraften. Derfor, for å minimalisere eller redusere ulempen for den tiltenkte pasienten, bør en injektor som er i stand til å injisere viskøse medikamenter ikke bare operere upåtrengende, men ved behov bør injektoren være i stand til å innføre en nål med en innføringskraft som er skreddersydd for å minimalisere ubehag hos pasienten. Ideelt sett ville en slik injektor generere både en innføringskraft og en injeksjonskraft som er tilstrekkelig til å levere et viskøst medikament gjennom en nål av ønsket størrelse innenfor en egnet tidsperiode ved bruk av en enkelt drivmekanisme.

SAMMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en nålinjektor som kan bli benyttet for å levere medikamenter som har et bredt spekter av viskositeter til mennesker eller dyr. I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse viser betegnelsen "viskositet" til motstanden til et materiale mot skjærkrefter, målt ved en 1,0 sek-1 skjærrate og 25 °C ved bruk av et Haake-Rheometer, der betegnelsen "viskøs" blir benyttet for å definere medikamenter med en viskositet på ca 0,1 kg/ms (1 Poise) eller større, målt ved en 1,0 sek-1 skjærrate og 25 °C ved bruk av et Haake-Rheometer, og betegnelsen "medikament" blir benyttet for å definere ethvert fordelaktig middel som kan bli administrert ved injeksjon til enten et menneske eller dyr. For eksempel inkluderer medikamenter som kan bli levert ved bruk av injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen væsker, suspensjoner, gel, løsninger, slurry og deigaktige masser som inneholder en hvilken som helst fysiologisk eller farmakologisk aktiv substans, eller en hvilken som helst annen substans som kan være av verdi ved behandling av, eller lindring for, mennesker eller dyr.

I hver av sine utførelsesformer kan injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse være konstruert for å generere en injeksjonskraft av tilstrekkelig størrelsesorden til å levere et viskøst medikament gjennom en nål av egnet størrelse innenfor en valgt tidsperiode. Ved behov kan injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse være konstruert for å drive nålen til injektoren inn i vevet til pasienten med en innføringskraft som er skreddersydd for å minimalisere ubehag hos pasienten. Fordelaktig er operasjonen av injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse enkel, stille, og fører ikke til overføring av merkbare rekyl- eller støtkrefter. I tillegg er konstruksjonen til injektoren ekstremt fleksibel, og tillater bruk av injektoren i nær sagt enhver sammenheng hvor det er behov for subkutan, intramuskulær eller intraartikulær injeksjon av et medikament. Derfor kan ikke bare injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse bli konstruert for å levere et bredt spekter av medikamenter, til og med viskøse medikamenter, men injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse opererer upåtrengende, og tjener dermed til å minimalisere enhver frykt hos pasienten.

Det er også fremlagt en fremgangsmåte for injisering av medikament. I hver av dens utførelsesformer inkluderer den fremlagte fremgangsmåten å tilveiebringe et ønsket medikament, å tilveiebringe en nål av ønsket størrelse, å innføre nålen i pasientens vev, og generere en injeksjonskraft som er tilstrekkelig til å drive medikamentet gjennom nålen og inn i pasientens vev. Selv om medikamentet tilveiebragt i fremgangsmåten i kan ha en hvilken som helst viskositet, inkluderer fremgangsmåten fortrinnsvis å tilveiebringe et viskøst medikament. Størrelsen og lengden av nålen tilveiebragt og benyttet i fremgangsmåten vil for eksempel avhenge av det leverte medikamentet, den foreslåtte pasienten, og om injeksjonen er subkutan, intramuskulær, eller intraartikulær. Uansett blir størrelsen og lengden til nålen fortrinnsvis valgt for å minimalisere ubehag hos pasienten. Videre må injeksjonskraften generert i fremgangsmåten være tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor en egnet tidsperiode. Fortrinnsvis er injeksjonskraften generert i fremgangsmåten tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av et valgt medikament innenfor 10 sekunder, og enda heller innenfor 5 sekunder. Den eksakte størrelsen av injeksjonskraften generert i fremgangsmåten avhenger imidlertid av et mangfold av faktorer, slik som det valgte medikamentet, lengden og størrelsen til den valgte nålen, og den ønskede leveringstiden.

Fremgangsmåten kan videre inkludere å tilveiebringe en innføringskraft som er mindre enn injeksjonskraften. Innføringskraften kan bli skreddersydd til å minimalisere ubehag hos pasienten når nålen blir innført i pasientens vev. For eksempel, når den tiltenkte pasienten er et menneske, og størrelsen til nålen som er tilveiebragt spenner fra mellom 21 gauge og 31 gauge (Dn = 0,495 til 0,114), blir en innføringskraft på mellom ca 4,5 N og 31 N (1 pund og 7 pund) foretrukket, og der en injeksjonskraft på mellom ca 4,5 N og 18 N (1 og 4 pund) er enda mer foretrukket. Imidlertid, når fremgangsmåten involverer tilveiebringelse av en innførings-kraft, vil innføringskraftens størrelse variere i henhold til flere faktorer, slik som den forventede pasienten, størrelsen til nålen benyttet for å levere medikamentet, og om injeksjonen skal være subkutan, intramuskulær eller intraartikulær.

Anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i det selvstendige krav 1 angitte trekk.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, inkludert en multitrinnsdriver og en aktuator inkludert en ventilmekanisme.

Fig. 2 viser en forseglet mikrosylinder.

Fig. 3 viser en avbrekkbar mikrosylinder.

Fig. 4 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse, inkludert en enkelttrinnsdriver og en aktuator inkludert en gjennomhullingsmekanisme. Fig. 5 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkludert en multitrinns driver og en aktuator som inkluderer en stempelmekanisme. Fig. 6 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkludert en multitrinnsdriver og en aktuator inkludert en stempelmekanisme. Fig. 7 og 8 viser hettene som kan bli benyttet i en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse, der hettene inkorporerer en stempelmekanisme. Fig. 9 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse som inkorporerer en struper. Fig. 10a viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkorporerer en trykkregulator. Fig. 10b viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkorporerer en trykkregulator og en struper. Fig. 11 til 13 viser trykkregulatoren tilveiebragt i injektorene vist i figurene 10a og 10b. Fig. 14 og fig. 15 viser en sprøyteinnsats som kan bli benyttet som en holder for en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Fig. 16 til 22 viser en sammenfoldbar sprøyteinnsats som kan bli benyttet som en holder for en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Fig. 23 viser en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse som inkluderer en integrert driver og utdeler inkludert et enkelttrinnsstempel. Fig. 24 illustrerer en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse som inkluderer en integrert driver og utdeler inkluderte et multitrinnstempel. Fig. 25 tilveiebringer en graf som viser at kreftene utøvd av injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan bli øket eller redusert ved å øke eller redusere trykket generert i den pneumatiske sylinderen til driveren eller ved å øke eller redusere overflatearealet til stempelet inkludert i driveren. Fig. 26 til 29 viser en utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer en trykkgasskilde 50, en aktuator 100, en driver 150 og en utdeler 200. Utdeleren 200 til injektoren 10 inkluderer et reservoar 210 for å romme en ønsket mengde av et valgt medikament 220 og en nål 250, slik som en kanyle, egnet for subkutan, intramuskulær eller intraartikulær levering av det valgte medikamentet 220. Aktuatoren 100 aktiverer overføringen av trykkgass fra trykkgasskilden 50 til driveren 150, og når trykkgassen blir levert til driveren 150 utøver driveren 150 i det minste en injeksjonskraft. Injeksjonskraften har en tilstrekkelig størrelsesorden til å drive medikamentet 220 gjennom nålen 250 til utdeleren 200 innenfor en ønsket tidsperiode. Fordelaktig er konstruksjonen til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse ekstremt fleksibel, som tillater injektoren 10 å bli konstruert for å levere et bredt spekter av medikamenter i nær sagt en hvilken som helst human- eller veterinærsammenheng hvor det er behov for subkutan, intramuskulær eller intraartikulær injeksjon av medikament. Et eksempel på en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 1.

Selv om en hvilken som helst egnet trykkgasskilde kan bli benyttet som trykkgasskilden 50 i injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er det for tiden foretrukket at trykkgasskilden 50 inkluderer en mikrosylinder 52 med komprimert gass. Mikrosylindere er rimelige, kompakte og i stand til å lagre varierende mengder med gass ved høye trykk. For eksempel kan kommersielt tilgjengelige mikrosylindere bli pålitelig og billig fylt med fra omtrent 1 gram til omtrent 30 gram av en egnet gass, slik som karbonidoksid, helium, hydrogen, oksygen, nitrogen eller luft ved trykk som spenner mellom ca 1,4 og ca 20,7 MPa (200 pund per kvadrattomme ("psi") til ca. 3000 psi). Videre kan mikrosylindere med slike egenskaper være ekstremt kompakte, med en lengde på 2,54 cm eller mindre, og en diameter på 1,27 cm eller mindre. Derfor tilveiebringer en mikrosylinder 52 med trykkgass en kraftig, rimelig trykkgasskilde som tillater tilvirkning av en injektor som er svært bærbar 10 og enkel å benytte.

Når en mikrosylinder blir benyttet i forbindelse med injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er to generelle mikrosylinderkonstruksjoner for tiden foretrukket. Den første konstruksjonen 54 (heretter kalt en "forseglet mikrosylinder") er vist i fig. 2, og er eksemplifisert av mikrosylindere med et sylinderlegeme 56 og en forsegling 58. Slike mikrosylindere er tilgjengelige fra Leland Limited, Inc., i South Plainfield, New Jersey. For å frigjøre komprimert gass holdt i den forseglede mikrosylinderen må forseglingen 58 bli ødelagt (for eksempel brukket, gjennomhullet eller gjennomtrengt på annen måte). Den andre generelle mikrosylinderkonstruksjonen 60 (heretter kalt "avbrekkbare mikrosylindere") er vist i fig. 3, og er eksemplifisert av mikro-sylindere som inkluderer en langstrakt hals 62 som strekker seg vekk fra et sylinder-legeme 56, der den langstrakte halsen 62 er konstruert for å brekkes av ved påføring av en forhåndsbestemt kraft. Slike mikrosylindere er beskrevet i US patent nr 6,047,865 og US patent nr 5,845,811, og er tilvirket av BOC Limited i London, Storbritannia. Som det enkelt forstås blir komprimert gass lagret i en avbrekkbar mikrosylinder frigjort når den langstrakte halsen 62 til mikrosylinderen blir brukket. Selv om hver av utførelsesformene vist og beskrevet heri benytter enten en forseglet mikrosylinder eller en avbrekkbar mikrosylinder kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konstruert for å benytte en mikrosylinder 52 av enhver egnet konstruksjon.

Når en mikrosylinder 52 blir benyttet som trykkgasskilden 50 til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er mikrosylinderen 52 fortrinnsvis anordnet innenfor en hette 64. En hette 64 øker effektivt dimensjonene til mikrosylinderen 52, og forenkler dermed manipulering av mikrosylinderen 52 når mikrosylinderen 52 ikke er montert til injektorens 10 hoveddel 12. Når en hette 64 er tilveiebragt er denne konfigurert til å oppta en mikrosylinder 52 av ønsket utforming, og kan være konstruert for å bibeholde mikrosylinderen 52 i hetten 64 ved hjelp av hvilke som helst egnede midler. For eksempel er hettene 64 vist i fig. 1, fig. 4 til og med 10, og fig. 25 og fig. 26 dimensjonert og utformet slik at mikrosylinderene 52 anordnet deri blir bibeholdt i hettene 64 ved hjelp av en friksjonspasning skapt av grensesnittet mellom mikrosylinderene 52 og de indre veggene 66 til hettene 64. Selv om hettene 64 vist i fig. 1, fig. 4 til 10, og fig. 25 og fig. 26 er konstruert for å oppta og bibeholde forseglede mikrosylindere eller avbrekkbare mikrosylindere kan en hette 64 benyttet i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konstruert for å oppta og bibeholde en mikrosylinder 52 av en hvilken som helst egnet konstruksjon.

En hette 64 kan også underlette montering av mikrosylinderen 52 til hoveddelen 12 av injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. For eksempel kan hetten 64 være konfigurert for å tillate montering av hetten 64 til hoveddelen 12 av injektoren 10 ved bruk av en hvilken som helst hefte- eller klebeprosess som tilveiebringer sikkert feste av hetten 64 til hoveddelen 12 av injektoren 10. Alternativt kan hetten 64 inkludere en første del av en festemekanisme som er komplementær med den andre del av en festemekanisme tilveiebragt på hoveddelen 12 av injektoren 10. For eksempel kan hetten 64 være tilveiebragt med et første gjengeområde som er kompatibelt med et andre gjengeområde utformet på hoveddelen 12 av injektoren 10. Alternativt kan hetten 64 inkludere en første del av en sneppkobling som er komplementær med en andre del av en sneppkobling tilveiebragt på hoveddelen 12 av injektoren 10. Ytterligere eksempler på festemekanismer som kan bli inkorporert i en hette 64 og hoveddelen 12 av injektoren 10 for å underlette montering av mikrosylinderen 52 til injektoren 10 er mothakesammenstillingen og hann-/hunnkoblinger. Imidlertid skal det forstås at hetten 64 kan inkorporere en hvilken som helst festemekanisme som er i stand til sikkert å feste hetten 64 til hoveddelen 12 av injektoren 10.

For å minimalisere uønsket lekkasje av trykkgass fra injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan et eller flere tetteelementer 18 være tilveiebragt der hetten 64 eller mikrosylinderen 52 har grenseflate mot hoveddelen 12 av injektoren 10. Slike tettingselementer 18 kan inkludere O-ringer eller en hvilken som helst annen egnet tetteinnretning som er i stand til å redusere eller eliminere lekkasje av trykkgass. Injektoren 10 vist i fig. 1 inkluderer et tetteelement 18 plassert slik at når mikrosylinderen 52 blir montert til hoveddelen 12 av injektoren blir en tetting dannet mellom hoveddelen 12 av injektoren 10 og mikrosylinderen 52 før forselgingen 58 av mikrosylinderen 52 blir ødelagt. Fig. 5 og fig. 6 viser injektorer 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer et tettings element 18 plassert mellom hetten 64 og hoveddelen 12 av injektorene 10. Tettingselementet 18 er anordnet i et sete 70 utformet i hetten 64, og skaper en tetting som reduserer eller eliminerer lekkasje av trykkgass fra injektoren 10. Selv om de ulike figurene som tilveiebringer illustrasjoner av injektorene i henhold til den foreliggende oppfinnelse viser tetteelementer 18 i bestemte posisjoner mellom mikrosylinderen 52, hetten 64 og hoveddelen 12 av injektoren 10 er plasseringen av tetteelementene 18 ikke begrenset til de eksakte posisjonene som er vist.

Aktuatoren 100 til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan inkludere en hvilken som helst egnet mekanisme som er i stand til å aktivere strømmen av trykkgass fra trykkgasskilden 50 til injektorens 10 driver 150. For eksempel, når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer en mikrosylinder 52 med trykkgass, kan aktuatoren 100 inkludere en utløser, en gjennomhullingsmekanisme, et stempel, eller en annen kraftoverføringsmekanisme som etter aktivering ødelegger mikrosylinderen 52 (for eksempel gjennomhuller, brekker eller gjennomtrenger forseglingen 58 eller brekker av den langstrakte halsen 62 til mikrosylinderen 52) og tillater trykkgass å unnslippe til injektorens 10 driver 150. Alternativt, når konstruksjonen av injektoren 10 ikke krever av aktuatoren 100 ødelegger trykkgasskilden 50, kan aktuatoren 100 inkludere en ventil for å aktivere strømmen av trykkgass fra trykkgasskilden 50 til driveren 150. For å forhindre utilsiktet aktivering eller "avfyring" av injektoren 10, kan aktuatoren 100 også være forbundet med, eller beskyttet av, en sikkerhetsmekanisme som tjener til å forhindre utløsning av aktuatoren 100 inntil en tilsiktet handling blir utført ved klargjøring for bruk av injektoren 10.

Figur 1 viser en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer en aktuator 100 innbefattende en ventilsammenstilling 102 som tillater brukeren å aktivere strømmen av trykkgass fra trykkgasskilden 50, gjennom en første fluidvei 16, og til driveren 150 i injektoren 10. Ventilsammenstillingen 102 inkluderer et ventilsete 104, et ventillegeme 106, en trykknapp 108, og et forspenningselement 110, som kan inkludere en fjær, en gummistøter, en polymerstøter eller et hvilket som helst annet egnet fjærende element. Forspenningselementet 110 er anbragt i ventilsetet 104 og virker mot ventillegemet 106 for å bibeholde ventillegemet 106 i en normalt lukket posisjon. I den lukkede posisjonen sperrer ventillegemet 106 den første fluidveien 16 og forhindrer gasstrømning til driveren 150. Imidlertid, når tilstrekkelig trykk blir utøvd på trykknappen 108, blir ventillegemet 104 beveget mot forspenningselementet 110 til en åpen posisjon (vist i fig. 1). Når ventillegemet 106 er plassert i en åpen posisjon, danner en forsenkning 112 utformet i ventillegemet 106 en andre fluidvei 114, som tillater trykkgass å strømme fra den første fluidveien 16 til driveren 150. Ventillegemet 106 kan også inkludere ett eller flere tetteelementer 18, slik som en eller flere O-ringer. Tetteelementet 18 arbeider for å minimalisere eventuell lekkasje av trykkgass fra ventilsammenstillingen 102, spesielt når ventillegemet 106 er anbragt i en åpen tilstand.

Som det kan forstås med henvisning til fig. 1 kan, når en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkludere en aktuator 100 innbefattende en ventilsammenstilling 102, injektoren 10 være tilveiebragt med en mekanisme konstruert for å åpne trykkgasskilden 50 når den er montert til injektoren 10. Mekanismen vist i fig. 1 inkluderer en hul gjennomhullingstapp 15 som avgrenser en første fluidvei 16 og penetrerer tettingen 58 til mikrosylinderen 52 når hetten 64 som inneholder mikrosylinderen 52 blir gjenget til hoveddelen 12 av injektoren 10. For å minimalisere uønsket lekkasje av trykkgass fra systemet, kan et tetteelement 18, slik som en O-ring, være anbragt mellom mikrosylinderen 52 og hoveddelen 12 av injektoren 10 (vist i fig. 1) eller mellom hetten 64 og hoveddelen 12 av injektoren 10. Når mikrosylinderen 52 er festet til injektoren 10 danner tetteelementet 18 en tetting mellom mikrosylinderen 52 og hoveddelen 12 av injektoren 10 før den hule gjennomhullingstappen 14 har fullstendig gjennombrutt forseglingen 58 til mikrosylinderen 52. Etter at mikrosylinderen 52 er festet til injektoren 10 og forseglingen 58 av mikrosylinderen 52 er åpnet, blir strømmen av trykkgass fra mikrosylinderen 52 til driveren 150 enkelt aktivert gjennom aktivering av ventilsammenstillingen 102 til aktuatoren 100.

I stedet for en ventilsammenstilling kan aktuatoren 100 helt enkelt inkludere en gjennomhullingssammenstilling, som vist i fig. 4. Trykkgasstrømning mellom trykkgasskilden 50 og driveren 150 til injektoren 10 vist i fig. 4 blir aktivert ved helt enkelt å montere en hette 64 som inneholder en mikrosylinder 52 til hoveddelen 12 av injektoren. Når hetten 64 som inneholder mikrosylinderen 52 blir montert til injektoren 10 åpner en hul gjennomhullingstapp 14 forseglingen 58 til mikrosylinderen 52 og trykkgass blir levert til driveren 150 fra mikrosylinderen 52 gjennom den første fluidveien 16.

Når en avbrekkbar mikrosylinder 52 blir benyttet som trykkgasskilde 50 til en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan aktuatoren 100 til injektoren 10 inkludere en stempelsammenstilling 124, som vist i fig. 6. Stempelsammenstillingen 124 kan være inkorporert i hoveddelen til injektoren (ikke vist), eller stempelsammenstillingen 124 kan være inkorporert i en hette 64 som inneholder mikrosylinderen 52 (vist i fig. 6). Uavhengig av hvor den er tilveiebragt, inkluderer stempelsammenstillingen 124 en gjennomgang 126 som stempelet 128 er anordnet inne i. Stempelsammenstillingen 124 kan videre inkludere ett eller flere tettingselementer 18, som danner en tetting mellom stempelet 128 og gjennomgangen 126 og minimaliserer uønsket lekkasje av trykkgass gjennom stempelsammenstillingen 124 under bruk av injektoren 10. Stempelet 128 kan bli beveget frem og tilbake i gjennomgangen 126, og kan bli bibeholdt i gjennomgangen 126 til aktuatorstempelmekanismen 124 helt enkelt igjennom en friksjonspasning eller hvilke som helst andre egnede midler. Enten den er inkludert i hoveddelen 12 av injektoren 10 eller en hette 64 som inneholder mikrosylinderen 52 er stempelsammenstillingen 124 anbragt slik at nedtrykning av stempelet 128 med tilstrekkelig kraft vil brekke av den langstrakte halsen 62 til mikrosylinderen 52. Selv om stempelet 128 til stempelsammenstillingen 124 vist i fig. 6 er anbragt generelt vinkelrett på lengdeaksen til mikrosylinderen 52 rommet i hetten 64 er en slik konfigurasjon ikke påkrevd, som vist i fig. 7 og fig. 8.

Injektoren vist i fig. 6 inkluderer en sikkerhetsmekanisme 20 som tjener til å minimalisere utilsiktet aktivering av injektoren 10. Sikkerhetsmekanismen 20 inkluderer en første del 22, en andre del 24, og en fjær 26. Den første delen 22 har en generell sylindrisk form, og inkluderer en stopper 32 og et spor 30 som ender i en åpning 31. Den andre delen 24 av sikkerhetsmekanismen 20 har også en generelt sylindrisk form. I dens fjerntliggende ende 34 inkluderer den andre delen 24 en leppe 36 som er dimensjonert for å tillate passasje av den justerbare tuppen 230 av utdeleren 200, men leppen 36 fungerer også som en mekanisk stopper som forhindrer gjennomgang av hoveddelen 12 av injektoren 10 gjennom den fjerntliggende enden 34 av den andre delen 24. Fjæren 26 er anordnet i et sete 38 utformet i hoveddelen 12 av injektoren 10, og etter at fjæren 26 er anordnet i setet 38 blir den første og andre delen 22,24 av sikkerhetsmekanismen 20 festet sammen ved hjelp av et hvilket som helst egnet middel. For eksempel kan den første og andre delen 22, 24 bli bundet, sveiset, limt, gjenget eller sneppfestet sammen. Fjæren 26 virker mot den fjerntliggende enden 40 av den første delen 22 for å forspenne sikkerhetsmekanismen i en "sikker" posisjon. I den sikre posisjonen forhindrer stopperen 32 inkludert på den første delen 22 aktivering av aktuatoren 100 inkludert i injektoren 10.

Sikkerhetsmekanismen blir beveget ut av den sikre posisjonen vist i fig. 6 ved å glide-føre den første og andre delen 22,24 mot fjæren 26 slik at stopperen 32 ikke lenger kolliderer med aktuatoren 100. Dette kan bli utført ved å anbringe injektoren 10 generelt vinkelrett mot vevet til en pasient og påføre en nedoverrettet kraft som er tilstrekkelig til å overvinne forspenningskraften utøvd av fjæren 26 til sikkerhetsmekanismen 20. I eksempelet vist i fig. 7 passerer halsen 129 til stempelet 128 gjennom boret 30 når den første og andre delen 22, 24 blir glideført mot fjæren 26. Fortrinnsvis er imidlertid sporet 30 dimensjonert til å forhindre hoveddelen 130 av stempelet 128 fra å bli drevet ut fra gjennomgangen 126 når trykkgass blir frigjort fra mikrosylinderen 52.

Driveren 150 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan være konstruert som en enkelttrinnsdriver 152 eller en multitrinnsdriver 154. Figur 4 og figur 24 viser injektorer 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer en enkelttrinnsdriver 152, mens fig. 1, fig. 5, fig. 6, fig. 9, fig. 10 og fig. 23 viser injektorer 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse som inkluderer en multitrinnsdriver 154.

Når driveren 150 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er en enkelttrinnsdriver 152 inkluderes i enkelttrinnsdriveren 152 et enkelttrinnsstempel 156 anbragt inne i en pneumatisk sylinder 158 med minst ett kammer 160. Enkelttrinnsstempelet 156 tilveiebragt i enkelttrinnsdriveren 152 inkluderer et injeksjonstrinn 162 og kan inkludere et tettingselement, slik som en O-ring eller en kragetetning (ikke vist i fig. 4) som danner en tetting mellom injeksjonstrinnet 162 og veggen 164 til kammeret 160 til den pneumatiske sylinderen 158. Enkelttrinnsstempelet 156 inkluderer valgfritt et stempel 166 som strekker seg ut og bort fra injeksjonstrinnet 162 og er anbragt for å virke mot utdeleren 200 når enkelttrinnsstempelet 156 blir drevet igjennom sitt slag i den pneumatiske sylinderen 158.

Når trykkgass kommer inn i den pneumatiske sylinderen 158 til en enkelttrinnsdriver 152 virker trykkgassen mot injeksjonstrinnet 162 og driver enkelttrinnsstempelet 156 gjennom sitt slag med en injeksjonskraft. Størrelsen av injeksjonskraften utøvd av enkelttrinnsstempelet 156 er lik overflatearealet av injeksjonstrinnet 162 multiplisert med trykket skapt i kammeret 160 til den pneumatiske sylinderen 158 (kraft = trykk x areal). Når et gitt trykk eller en gitt trykkprofil er dannet i kammeret 160 til den pneumatiske sylinderen 158 kan størrelsen til injeksjonskraften utøvd av enkelttrinnsstempelet 156 bli justert etter behov ved å øke eller redusere overflaterealet til injeksjonstrinnet 162. Injeksjonstrinnet 162 til enkelttrinnstempelet 154 er dimensjonert for å sikre at enkelttrinnsstempelet 156 utøver en injeksjonskraft som er tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av et valgt medikament i løpet av en ønsket tidsperiode.

En multitrinnsdriver 154 inkludert i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkluderer en pneumatisk sylinder 158 med minst to kamre 167, 168 og et multitrinnstempel 170 med minst ett innføringstrinn 172 og et injeksjonstrinn 162. Innføringstrinnet 172 til multitrinnstempelet 170 er kjennetegnet ved et første overflateareal, og kan inkludere et første tetteelement 174, slik som en O-ring. Alternativt kan det første tetteelementet 174 være tilveiebragt i et sete 176 dannet i veggen 178 til det første kammeret 167. Injeksjonstrinnet 162 til multitrinnstempelet 170 er kjennetegnet av et andre overflateareal, som er større enn det første overflatearealet til innføringstrinnet 162. Injeksjonstrinnet 162 kan inkludere et andre tetteelement 180, slik som en O-ring eller kragetetting, som skaper en tetting mellom veggen 182 til det andre kammeret 168 og injeksjonstrinnet 162 når multitrinns-stempelet 170 blir drevet igjennom sitt slag. Multritrinnsstempelet 170 kan også ha et stempel 166 som strekker seg ut og vekk fra injeksjonstrinnet 162 og er anbragt for å virke mot utdeleren 200 til injektoren 10. Den pneumatiske sylinderen 158 og multitrinnstempelet 170 er konstruert slik at trykkgass som kommer inn i den pneumatiske sylinderen 158 virker mot innføringstrinnet 172 og injeksjonstrinnet 162 sekvensielt, og dermed får multitrinnstempelet 170 til sekvensielt å utøve minst en innføringskraft og en injeksjonskraft.

Trykkgass som kommer inn i en multitrinnsdriver 154 inkludert i en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse virker sekvensielt mot hvert trinn. For eksempel virker trykkgass som kommer inn i multitrinnsdriveren 154 vist i fig. 1, fig. 5, fig. 6, fig. 9, fig. 10, fig. 23 først mot innføringstrinnet 172 og deretter mot injeksjonstrinnet 162 til multitrinnstempelet 170. Når trykkgass virker mot innføringstrinnet 172 utøver multitrinnstempelet 170 en innføringskraft. Innføringskraftens størrelse er lik det trykket som produseres i det første kammeret 167 til den pneumatiske sylinderen 158 multiplisert med overflatearealet til innføringstrinnet 172 (kraft = trykk x areal). Når et gitt trykk eller en gitt trykkprofil er tilveiebragt i det første kammeret 167 kan derfor innføringskraften utøvd av multitrinnstempelet 170 bli øket eller redusert etter behov helt enkelt ved å øke eller redusere overflatearealet til innføringstrinnet 172. Fordelaktig kan innføringstrinnet 172 til et multitrinnstempel 170 være dimensjonert slik at multitrinnstempelet 170 utøver en innføringskraft som minimaliserer ubehag hos pasienten.

Etter at innføringstrinnet 172 til multitrinnstempelet 170 er drevet igjennom et forhåndsbestemt slag kommer trykkgass inn i det andre kammeret 168 til den pneumatiske sylinderen 158 og virker mot injeksjonstrinnet 162 og får multitrinns-stempelet 170 til å utøve en injeksjonskraft. Injeksjonskraften utøvd av multitrinns-stempelet 170 er lik trykket generert i det andre kammeret 168 multiplisert med overflatearealet til injeksjonstrinnet 162. Når et gitt trykk eller en gitt trykkprofil er tilveiebragt i det andre kammeret 168 kan derfor størrelsen til injeksjonskraften utøvd av multitrinnstempelet 170 bli øket eller redusert etter behov ved å øke eller å redusere overflatearealet til injeksjonstrinnet 162. Igjen er injeksjonstrinnet 162 dimensjonert for å sikre tilveiebringelsen av en injeksjonskraft som er tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av et valgt medikament innenfor en ønsket tidsperiode.

Oppnåelse av et ønsket trykk eller en ønsket trykkprofil i driveren til en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan skje ved å endre en eller flere

konstruksjons variabler. For eksempel, dersom injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ikke inkluderer en trykkregulator eller en struper, vil trykket tilveiebragt i driveren avhenge av trykket og volumet til den komprimerte gassen rommet i trykkgasskilden, volumet til den pneumatiske sylinderen, og slaget til stempelet inkludert i den pneumatiske sylinderen. Dersom injektoren inkluderer en struper vil trykket generert i driveren avhenge av trykket og volumet til den komprimerte gassen rommet i trykkgasskilden, den maksimale gasstrømningsraten tillatt av struperen, og raten ved hvilken medikamentet strømmer fra utdeleren etter at en egnet injeksjonskraft er generert. Til slutt, når injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkluderer en trykkregulator, kan trykket generert i driveren bli regulert uavhengig av volumet til den pneumatiske sylinderen, slaget til stempelet, eller raten ved hvilken medikament strømmer fra utdeleren. For å skape et ønsket trykk, en serie av trykk, eller en trykkprofil i driveren til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan derfor en hvilken som helst av flere komponenter bli justert eller tilføyd.

Fig. 1, fig. 2, fig. 5, fig. 6, fig. 23 og fig. 24 viser injektorer 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som ikke inkluderer verken en struper eller en trykkregulator. Trykket generert i den pneumatiske sylinderen 158 til driveren 150 i slike injektorer 10 kan bli nøyaktig beregnet og justert ved bruk av tilstandsligningen for idealgass, Pi Vi = P2V2. Dersom volumet og trykket til trykkgasskilden 50 rettes til å være Pi og Vi, respektivt, og volumet til den pneumatiske sylinderen 158 settes til å være V2, så vil trykket (P2) generert i den pneumatiske sylinderen 158 være lik produktet av Pi og Vi delt på V2. Derfor er trykket generert i den pneumatiske sylinderen 158 direkte proporsjonalt med volumet og trykket til gassen rommet i trykkgasskilden 50 og motsatt proporsjonalt med volumet til den pneumatiske sylinderen 158. Ved bruk av dette forholdet kan trykket generert i den pneumatiske sylinderen 158 til en injektor 10 som mangler både en struper og en trykkregulator bli justert til en ønsket størrelse helt enkelt ved å endre trykket til gassen rommet i trykkgasskilden 50 eller ved å endre volumet til enten trykkgasskilden 50 eller den pneumatiske sylinderen 158.

Som det enkelt kan forstås, når injektoren 10 i henhold den foreliggende oppfinnelse ikke inkluderer verken en struper eller en trykkregulator, vil trykket tilveiebragt i et eller flere kamre 160, 167, 168 for den pneumatiske sylinderen 158 reduseres i det minste noe når stempelet 156, 170 beveger seg gjennom sitt slag. Dette er fordi trykket (P2) generert i den pneumatiske sylinderen 158 er motsatt proporsjonalt med volumet (V2) fylt av trykkgassen, og når stempelet 156,170 beveger seg gjennom sitt slag øker nødvendigvis volumet (V2) fylt av trykkgassen. Imidlertid kan den utstrekning i hvilken trykket (P2) reduseres i det ene eller de flere kamrene 160,1067,168 til den pneumatiske sylinderen 158 bli i det minste delvis regulert ved å endre trykket (Pi) og volumet (Vi) til gass rommet i trykkgasskilden 50 eller ved å øke eller redusere slaget til stempelet 156,170, som vil øke eller redusere volumendringen (V2) når stempelet 156, 170 blir drevet gjennom den pneumatiske sylinderen 158. For eksempel, for en pneumatisk sylinder 158 med et gitt volum, vil trykkfallet svekkes når volumet eller trykket for gass levert av trykkgasskilden 50 reduseres. Motsatt vil trykkfallet i en pneumatisk sylinder 158 med et gitt volum bli fremhevet når trykket eller volumet til gass levert av trykkgasskilden 50 blir redusert. Selv når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ikke inkluderer en strupe eller en trykkregulator vil derfor spekteret av innsettings- eller injeksjonskrefter tilveiebragt av driveren 150 til injektoren 10 bli regulert ved å regulere volumet til den pneumatiske sylinderen 158, dimensjonene til hvert trinn 162, 172 i stempelet 156, 170, og volumet og trykket til trykkgass lagret i trykkgasskilden 52.

Hvis større kontroll over trykket tilveiebragt i driveren 150 er ønsket, kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være tilveiebragt med en struper 300 eller en trykkregulator 400. Fig. 9 viser en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer en struper 300, mens fig. 10 viser en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer en trykkregulator 400. Ved å tilveiebringe injektoren 10 i henhold til en foreliggende oppfinnelsen med en struper 300 eller en trykkregulator 400 kan et i det vesentlige konstant gasstrykk bli tilveiebragt i den pneumatiske sylinderen 158 til driveren 150, som dermed tilveiebringer i det vesentlige konstante innførings- eller injeksjonskrefter.

Som det kan forstås med henvisning til figur 9, når en struper 300 er inkludert i injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan struperen 300 helt enkelt inkludere en plate 302 med en åpning 304 dimensjonert etter behov for å begrense gasstrøm til en utpekt maksimumsrate. Strømningsraten tillatt av en slik struper 300 blir enkelt øket eller redusert ved å øke eller redusere størrelsen av åpningen 304 inkludert i platen 302. Alternativt kan injektoren 10 inkludere en justerbar struper (ikke vist) som tillater brukeren å velge en ønsket gasstrømningsrate innenfor et gitt område. For eksempel kan en justerbar struper inkludere en skrumekanisme som blir skrudd inn eller ut etter behov i en fluidgjennomgang. Når skrumekanismen er tilveiebragt i fluidgjennomgangen blir fluidgjennomgangen innskrenket og tillater en relativt sett mindre maksimal gasstrømning. Når skrumekanismen blir skrudd ut blir imidlertid fluidgjennomgangen utvidet, som tillater en relativt sett større maksimal gasstrømning. Selv om struperen 300 vist i fig. 9 er anbragt mellom aktuatoren 100 og trykkgasskilden 50 til injektoren 10 kan en struper 300 inkludert i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse være anbragt på et hvilket som helst egnet sted, slik som mellom aktuatoren 100 og den pneumatiske sylinderen 158 til driveren 150.

Ved å justere den maksimale gasstrømmen tillatt av struperen 300 kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen bli konstruert til å tilveiebringe en i det vesentlige konstant injeksjonskraft. For å oppnå en i det vesentlige konstant injeksjonskraft ved bruk av en struper 300 blir den maksimale gasstrømningsraten tillatt av struperen 300 avstemt til å overensstemme med raten ved hvilken medikament 220 blir drevet ut fra utdeleren 200 etter at en injeksjonskraft er dannet i den pneumatiske sylinderen 158 til driveren 150. Hvis den maksimale gasstrømningsraten tillatt av struperen 300 blir avstemt til å overensstemme med raten ved hvilken medikamentet 220 blir drevet ut fra utdeleren 200 vil trykket i den pneumatiske sylinderen 158 forbli i det vesentlige konstant når medikamentet 220 blir levert til pasienten. Derfor kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse bli konstruert til å utøve en i det vesentlige konstant injeksjonskraft helt enkelt ved å utstyre injektoren 10 med en riktig avstemt struper 300.

Fig. 10a til fig. 13 viser et eksempel på en trykkregulator 400 som tillater konstante innførings- og injeksjonskrefter å bli tilveiebragt uavhengig av volumet til den pneumatiske sylinderen 158 inkludert i driveren 150, slaget til stempelet 170, eller raten ved hvilken medikament 220 blir drevet ut fra utdeleren 200. Trykkregulatoren 400 vist i disse figurene inkluderer en basis 402 og et sylindrisk fremspring 404 som strekker seg ut fra basisen 402. Det sylindriske fremspringen 404 inkluderer et første sete 406 for et første tetteelement 408, et andre sete 410 for et andre tetteelement 412, og en første fluidvei 414. Den første fluidveien 414 underletter strøm av trykkgass fra trykkgasskilden 50 til aktuatoren 100. Basisen 402 inkluderer et tredje sete 416 for et tredje tetteelement 418, og fungerer som en plattform for et første fjærelement 420, et andre fjærelement 422 og en avstandsring 424. Det første og andre fjærelementet 420, 422 er anbragt over basisen 402 og rundt det sylindriske fremspringet 404, og avstandsringen 420 er anbragt over det første og andre fjærelementet 420,422. Tetteelementene 408, 412, 418 inkludert i trykkregulatoren kan inkludere et hvilket som helst egnet tetteelement, slik som en pakning eller en O-ringtetting. Selv om en hvilken som helst egnet struktur kan bli benyttet for å skape en trykkregulator 400 som kan anvendes i injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer trykkregulatoren 400 vist i fig. 10a til fig. 13 en kompakt innretning som er i stand til å bibeholde trykket i driveren 150 ved eller under et forhåndsbestemt nivå.

Ved bruk passerer trykkgass fra trykkgasskilden 50, gjennom den første fluidveien 414 til trykkregulatoren 400, og til driveren 150. Når den strømmer til driveren 150 og akkumuleres utøver trykkgassen trykk mot basisen 402 av trykkregulatoren 400. Trykket som virker mot basisen 402 får basisen 402 til å utøve en kraft mot det første og andre fjærelementet 420,422, og når trykket i systemet når en forhåndsbestemt terskel begynner trykket utøvd av basisen 402 å komprimere det første og andre fjærelementet 420, 422. Dette skyver den første tettingen 408 nærmere en åpning 426, som dermed begrenser strømmen av trykkgass fra trykkgasskilden gjennom åpningen 426. Dersom trykket som virker mot basisen 402 når eller overskrider den forhåndsbestemte terskelen overvinner kraften utøvd av basisen 402 det første og andre fjærelementet 420,422 og den første tettingen 408 til trykkregulatoren 402 tetter åpningen 426 som stopper gass-strømmen fra trykkgasskilden 50. Når trykket reduseres under den forhåndsbestemte terskelen, reduseres kraften utøvd av basisen 402 og det første og andre fjærelementet 420,422 trekker den første tettingen 408 vekk fra åpningen 426 og tillater trykkgass å strømme fra trykkgasskilden 50 igjen.

Terskeltrykket for trykkregulatoren 400 vist i fig. 10a til fig. 13 blir enkelt satt til en hvilken som helst ønsket verdi. Det maksimale trykket som tillates av trykkregulatoren 400 blir bestemt av overflatearealet til basisen 402 og den kombinerte fjærkraften utøvd av det første og andre fjærelementet 420, 422. For eksempel kan en trykkregulator konstruert for å bibeholde trykket i driveren ved eller under ca 689 kPa (100 psi) bli konstruert ved å tilveiebringe en basis 402 med en diameter på ca 12,7 mm (0,5 tomme) og første og andre fjærelementer 420, 422 som utøver en kombinert maksimal fjærkraft på 89 N (20 Ibs). Når et trykk i driveren 150 når eller overskrider ca 689 kPa (100 psi) vil kraften utøvd av basisen 402 mot det første og andre fjærelementet 420,422 nå eller overskride 89 N (20 Ibs) (kraft = trykk x areal), som får den første tetningen 408 til å tette åpningen 426 og stoppe gasstrømmen inn i driveren 150. Det å øke eller redusere enten overflatearealet til basisen 402 eller den kombinerte fjærkraften utøvd av det første og andre fjærelementet 420,422 kan en trykkregulator 400 bli konstruert til å bibeholde nær sagt et hvilket som helst ønsket maksimaltrykk i driveren 150.

Som det kan ses i fig. 10b, er injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til å inkludere bare en trykkregulator 400 eller en struper 300. Dersom det er ønskelig eller nødvendig, kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkludere både en trykkregulator 400 og en struper 300. Videre, som det kan forstås med henvisning til fig. 10a og fig. 10b, kan, når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er tilveiebragt med en trykkregulator 400, trykkregulatoren 400 blir rommet i et hus 430. Et slikt hus 430 er konstruert for å bli opptatt i hoveddelen 12 av injektoren 10, og huset 430 kan være montert til hoveddelen 12 ved bruk av et hvilket som helst egnet middel. For eksempel kan huset 430 inkludere et første gjengeområde som er komplementært med et andre gjengeområde tilveiebragt på hoveddelen 12 av injektoren 10. Alternativt kan huset 430 være montert til hoveddelen 12 ved bruk av en hvilken som helst egnet klebe- eller bindemetode. Selv om trykkregulatoren 400 ikke trenger å være tilveiebragt i et hus 430 adskilt fra hoveddelen 12 av injektoren 10, kan tilveiebringelse av et hus 430 for trykkregulatoren forenkle tilvirkningen av hoveddelen 12 og kan forenkle inkluderingen av en trykkregulator 400 i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

Akkurat som bruk av et hus 430 for trykkregulatoren 400 kan forenkle inkluderingen av en trykkregulator 400 i injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan tilveiebringelse av en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen med en tredelt hoveddel 12 forenkle tilvirkning av injektoren 10. For eksempel er hoveddelen 12 til injektorene 10 vist i fig. 5 og fig. 6 konstruert av en nærliggende del 40 og en fjerntliggende del 42. Den nærliggende delen 40 og den fjerntliggende delen 42 er sammenføyd i et grensesnitt 44, for eksempel ved hjelp av en gjengemekanisme, en egnet klebe-, binde- eller sveiseprosess, eller et hvilket som helst annet kjent middel som tilveiebringer sikkert feste. Et tetteelement 18, slik som en O-ring, kan være tilveiebragt i grensesnittet 44 mellom den nærliggende og fjerntliggende delen 40, 42 for å redusere eller eliminere uønsket lekkasje av trykkgass fra injektoren 10. Både den nærliggende delen 40 og den fjerntliggende delen 42 er konstruert med ulike trekk som underletter sammenstilling og riktig funksjon for injektoren 10, og ved å tilvirke den nærliggende og fjerntliggende delen 40, 42 som ulike deler kan konstruksjonen og dannelsen av de ulike egenskapene for hver del bli forenklet. For eksempel, dersom den nærliggende og fjerntliggende delen 40,42 til hoveddelen 12 for injektorene vist i fig. 5 og fig. 6 var integrert i en hoveddel i et stykke, ville dannelsen av setet 176 for det første tetteelementet 174 være relativt vanskelig, og muligens kreve spesialverktøy og lignende som øker kostnadene ved tilvirkning av injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Imidlertid, fordi den nærliggende delen 40 av injektorene 10 vist i fig. 5 og 6 er tilvirket adskilt fra den fjerntliggende delen 42, blir setet 176 for det første tetteelementet 174 enkelt og rimelig dannet i den nærliggende delen 40 før den nærliggende delen 40 og den fjerntliggende delen 42 blir sammenføyd til å danne hoveddelen 12 av injektoren 10. Derfor kan, selv om dette ikke kreves, hoveddelen 12 av injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse bli tilvirket av multiple komponenter for å underlette tilvirkning eller fabrikasjon av injektoren 10.

Som det er riktig for komponentene som allerede har blitt beskrevet, er konstruksjonen av utdeleren 200 til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen fleksibel. Utdeleren 200 til injektoren 10 trenger bare å inkludere et reservoar 210, slik som en sprøyte 211 som er egnet for å inneholde et ønsket viskøst medikament 220, en nål 250 av egnet størrelse for å levere det ønskede medikamentet 220 til pasienten, og et stempel 270 for å drive medikamentet fra reservoaret 210 gjennom nålen 250. Selv om injektorene 10 vist heri inkluderer en utdeler 200 inkludert et stempel 270 som er adskilt fra enkelttrinns- eller multitrinnstemplene 156, 170 inkludert i driveren 150 til disse injektorene 10, kan stempelet 270 til utdeleren 200 også være integrert i plungeren 166 til stempelet 156, 170 inkludert i driveren 150.

Tykkelsen til nålen 250 inkludert i utdeleren 200 blir generelt valgt til å være så liten som praktisk mulig. Selv om kraften og tiden som kreves for å levere et gitt medikament 220 gjennom nålen 250 generelt vil øke når diameteren til nålen 250 reduseres, reduseres generelt ubehaget for pasienten når diameteren til nålen 250 reduseres. Som et resultat, spesielt når pasienten er et menneske, spenner størrelsen av nålen 250 inkludert i utdeleren fortrinnsvis fra 21 gauge til 31 gauge (Dn = 0,495 til 0,114 mm). Enda heller vil nålen 250 inkludert i utdeleren ha en størrelse som spenner mellom 24 gauge og 31 gauge (E>n= 0,292 til 0,114 mm), og aller helst vil nålen 250 falle innenfor spekteret fra 27 gauge til 31 gauge (DN = 0,191 til 0,114 mm). Selv om en nål med mindre størrelse generelt vil foretrekkes i forhold til en nål med større størrelse kan, når forskjellen i størrelse ikke vesentlig vil endre ubehaget for pasienten, nålen med større størrelse blir valgt for å redusere injeksjonskraften eller injeksjonstiden som kreves for å levere et gitt medikament. Videre, selv om 21 gauge-nåler til 31 gauge-nåler (Dn = 0,495 til 0,114 mm) for tiden foretrekkes, kan etter ønske og behov injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse være tilveiebragt med en nål med en størrelse utenfor det for tiden foretrukne spekteret.

I den utstrekning det er mulig bør den indre diameteren Dr til reservoaret 210 bli valgt tilnærmelsesvis lik størrelsen av nålen 250. Dette er fordi injeksjonskraften som kreves for å drive et viskøst medikament fra reservoaret 210 gjennom nålen 250 øker eksponentielt når den indre diameteren Dr til reservoaret 210 øker bort fra den indre diameteren Dn til nålen 250. Selvfølgelig blir fordelene ved å tilnærme den indre diameteren Dr for reservoaret 210 med den indre diameteren Dn for nålen 250 utlignet av andre konstruksjonsfaktorer, slik som den ønskede størrelsen av utdeleren 200 og volumet med medikament 220 som skal leveres.

Utdeleren 200 kan også inkludere en forspenningsmekanisme 280, hvor nålen 250 og reservoaret 210 til utdeleren 200 blir bibeholdt i en tilbaketrukket posisjon inntil en innførings- eller injeksjonskraft blir overført til utdeleren 200 fra driveren 150. Når driveren 150 til injektoren 10 inkluderer et enkelttrinnsstempel 156 bibeholder forspenningsmekanismen 280 reservoaret 210 og nålen 250 i en tilbaketrukket posisjon inntil en injeksjonskraft blir utøvd mot stempelet 270 til utdeleren. Imidlertid, når driveren 150 til injektoren 10 inkluderer et flertrinnsstempel 170, bibeholder forspenningsmekanismen 280 nålen 250 og reservoaret 210 i en tilbaketrukket posisjon inntil en innføringskraft blir utøvd mot stempelet 270 til utdeleren. Videre, uavhengig av om injektoren 10 inkluderer en flertrinnsdriver 154 eller en enkelttrinnsdriver 152 trekker forspenningsmekanismen 280 automatisk reservoaret 210 og nålen 250 tilbake i utdeleren 200 når trykket skapt i injektoren 10 forsvinner etter en injeksjonssyklus.

Forspenningsmekanismen 280 kan inkludere en hvilken som helst egnet innretning for forspenning av reservoaret 210 og nålen 250 i en tilbaketrukket posisjon. For eksempel kan forspenningsmekanismen 280 inkludere en spiralfjær 282 som understøtter reservoaret 210 og nålen 250 inne i utdeleren 200. Alternativt kan forspenningsmekanismen 280 inkludere et hvilket som helst annet egnet forspenningselement, slik som en massiv eller svampaktig gummi- eller polymerstøter, eller en fluidfylt, elastisk blære. Fjærkonstanten eller kraften som kreves for å komprimere forspenningsmekanismen 280 kan bli variert etter behov, gitt at en slik fjærkonstant eller -kraft er i det minste tilstrekkelig til å forspenne reservoaret 210 og nålen 250 i en tilbaketrukket posisjon.

Når en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkluderer en enkelttrinnsdriver 152 og en forspenningsmekanisme 280 kan injeksjonskraften utøvd av enkelttrinnsdriveren 152 og forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280 bli justert for å tilveiebringe en effektiv innføringskraft av ønsket størrelse. Den effektive innføringskraften er kraften med hvilken nålen 250 strekker seg fra huset 219 til utdeleren, og når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkluderer en enkelttrinnsdriver 150 og en forspenningsmekanisme 280 er den effektive innføringskraften lik injeksjonskraften generert av enkelttrinnsdriveren 152 minus forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280. Ved å justere enten injeksjonskraften utøvd av enkelttrinnsdriveren 152 eller forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280 kan en ønsket effektiv innføringskraft oppnås. For eksempel, når en injeksjonskraft på 44 N (10 Ibs) er påkrevd, kan en effektiv innføringskraft på ca 4,4 N (1 Ibs) til ca 31 N (7 Ibs) bli oppnådd ved å tilveiebringe en forspenningsmekanisme 280 som utøver en forspenningskraft på ca 40 N (9 Ibs) til ca 13,3 N (3 Ibs). Selv om høyere injeksjons-krefter er nødvendig, kan en innføringskraft fra ca 4,4 N (1 Ibs) til ca 31 N (7 Ibs) bli oppnådd ved å tilveiebringe en forspenningsmekanisme 280 som er i stand til å utøve en høyere forspenningskraft. Selv når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer en enkelttrinnsdriver 152, kan derfor injektoren 10 være konstruert for å tilveiebringe en effektiv innføringskraft skreddersydd for å minimalisere ubehag hos pasienten og samtidig generere en injeksjonskraft som er tilstrekkelig til å levere et valgt medikament innenfor en ønsket tidsperiode.

Den effektive innføringskraften for en injektor 10 som inkluderer en flertrinnsdriver 154 og en forspenningsmekanisme 280 kan også bli justert etter behov. Når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer en flertrinnsdriver 154 og en forspenningsmekanisme 280 er den effektive innføringskraften lik innføringskraften utøvd av flertrinnsdriveren 154 minus forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280. Følgelig blir den effektive innføringskraften tilveiebragt av en injektor 10 som inkluderer en flertrinnsdriver 154 og en forspenningsmekanisme 280 enkelt justert ved å endre enten innføringskraften utøvd av flertrinnsdriveren 154 eller forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280. For eksempel, når forspenningsmekanismen 280 utøver en forspenningskraft på ca 4,4 N (1 Ibs) og en effektiv innføringskraft på ca 4,4 N (1 Ibs) til 31 N (7 Ibs) er ønskelig, kan trykkgasskilden 50 og flertrinnsdriveren 154 til injektoren 10 være konstruert for å utøve en innføringskraft fra ca 8,9 N (2 Ibs) til 36 N (8 Ibs). Alternativt, dersom trykkgasskilden 50 og flertrinnsdriveren 154 til injektoren 10 er konstruert for å utøve en innføringskraft på ca 22 N (5 Ibs) og en effektiv innføringskraft på ca 4,4 N (1 Ibs) til ca 18 N (4 Ibs) er ønskelig, kan utdeleren 200 til injektoren 10 være tilveiebragt med en forspenningsmekanisme 280 som utøver en forspenningskraft fra ca 4,4 N (1 Ibs) til 18 N (4 Ibs). Når injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer både en forspenningsmekanisme 280 og en flertrinnsdriver 154 kan således den effektive innføringskraften tilveiebragt av injektoren 10 bli skreddersydd etter behov for å minimalisere ubehag hos pasienten.

Et spekter fra ca 4,4 N (1 Ibs) til ca 31 N (7 Ibs) er spesielt beskrevet i forhold til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som inkluderer flertrinns- og enkelttrinns-drivere 152,154 fordi man tror at når en nål med en størrelse som spenner fra 21 gauge til 31 gauge (Dn = 0,495 til 0,114 mm) blir benyttet, vil en effektiv innføringskraft på mellom ca 4,4 N (1 Ibs) og 31 N (7 Ibs) minimalisere ubehag hos pasienten. Imidlertid er injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til de konstruksjoner som tilveiebringer en effektiv innføringskraft som spenner fra ca 4,4 N (1 Ibs) til ca 31 N (7 Ibs). Konstruksjonen av injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er svært fleksibel, og injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan bli konstruert for å innføre nålen 250 inkludert i utdeleren 200 med nær sagt en hvilken som helst ønsket kraft.

Fig. 14 og fig. 15 viser en første sprøyteinnsats 204 som kan bli benyttet som en utdeler 200 i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen (se fig. 1, fig. 9 og fig.

10). Som det kan ses i fig. 14 inkluderer utdeleren 200 en hylse 202 og en

sprøyteinnsats 204. Hylsen 202 er festet til hoveddelen 12 av injektoren 10 og er konstruert for å oppta og bibeholde sprøyteinnsatsen 204. En hvilken som helst egnet festemekanisme kan bli benyttet for å feste hylsen 202 til hoveddelen 12 av injektoren 10. For eksempel kan hylsen 202 være permanent festet til hoveddelen 12 av injektoren 10 gjennom en bindingsprosess, en sveiseprosess, eller ved hjelp av et hvilket som helst annet middel for permanent feste. Alternativt kan hylsen 202 være fjernbart festet til hoveddelen 12 av injektoren 10 ved bruk av for eksempel en gjengemekanisme, en sneppkobling, en hann-/hunnkoblingsmekanisme, eller en hvilken som helst annen mekanisme som tilveiebringer et ikke-permanent feste. Hylsen 202 underletter fjernbart feste av sprøyteinnsatsen 204 og tjener til å beskytte den pneumatiske sylinderen 158 når sprøyteinnsatsen 204 er fjernet. Fig. 14 tilveiebringer et splittriss av hylsen 202, sprøyteinnsatsen 204 og komponentene som underletter løstagbar montering av sprøyteinnsatsen 204 i hylsen 202. Som det kan ses i fig. 14 inkluderer hylsen 202 en avstandsring 206 og en låsering 208. Etter at hylsen er montert til hoveddelen 12 av injektoren 10 blir låseringen 208 og avstandsringen 206 bibeholdt inne i hylsen 202 ved hjelp av et bibeholdelseselement 212, slik som en rille eller en hvilken som helst annen egnet struktur eller innretning. Sprøyteinnsatsen 204 blir ført inn gjennom hylsen 202 inntil en forsegling 216 inkludert i den nærliggende enden 218 av sprøyteinnsatsen 204 støter mot hoveddelen 12 av injektoren 10. Etter at sprøyteinnsatsen 204 er ført helt inn, kan den bli låst på plass ved å påføre et første moment, som får låseelementer 223, inkludert på huset 219 til sprøyte-innsatsen 204, til å tilkobles forspente låseklaffer 222 inkludert i låseringen 208. Etter bruk kan sprøyteinnsatsen 204 bli fjernet fra injektoren 10 ved å påføre et andre moment, som frakobler de forspente låseklaffene 222 fra låseelementet 223 til sprøyte-innsatsen 204. Det skal imidlertid forstås at utdeleren 200 i henhold til den første utførelsesformen av injektoren 10 ikke trenger å inkludere en hylse 202, og at sprøyteinnsatsen 204 kan være permanent festet til injektoren 10, spesielt når injektoren 10 er konstruert for en enkelt bruk. Fig. 15 frembringer et tverrsnittsriss av sprøyteinnsatsen 204. Som det fremgår med henvisning til fig. 15 rommer huset 219 til sprøyteinnsatsen 204 en forspenningsmekanisme 280 og en sprøyte 211 med et stempel 270 og en nål 250, slik som en kanyle, gjennom hvilken medikament 220 blir levert. Forspenningsmekanismen 280 understøtter sprøyten 211 inne i huset 219 og forspenner reservoaret 210 og nålen 250 i en tilbaketrukket posisjon. Forspenningsmekanismen 280 inkluderer fortrinnsvis en spiralfjær 282 gjennom hvilken sprøyten 211 og nålen 280 kan bli utlagt.

Sprøyteinnsatsen 204 vist i fig. 14 og fig. 15 inkluderer også en justerbar tupp 230, som griper i ytterendene 221 av huset 219 på en måte som tillater den justerbare tuppen 230 å bli ført frem eller trukket tilbake i forhold til ytterenden 221 av huset 219. For eksempel kan den justerbare tuppen 230 inkludere et første gjengeområde og ytterenden 221 av huset 219 kan inkludere et andre gjengeområde som er komplementært med det første gjengeområdet, som tillater den justerbare tuppen 230 å bli ført frem eller trukket tilbake langs ytterenden 221 av huset 219. Imidlertid kan den justerbare tuppen 230 være montert ved hjelp av en hvilken som helst annen egnet mekanisme, slik som en sneppfestemekanisme eller en sperrehake-festemekanisme, som tillater den justerbare tuppen 230 å bli ført frem eller trukket tilbake langs ytterenden 221 av huset 219. Selv om sprøyteinnsatsen 204 ikke trenger å inkludere en justerbar tupp 230 vil det å tilveiebringe sprøyteinnsatsen med en justerbar tupp 230 underlette enkel justering av til hvilken dybde nålen 250 blir innført.

Fig. 16 til fig. 22 viser en sammenfoldbar sprøyteinnsats 240 som kan bli benyttet i en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Den sammenfoldbare sprøyte-innsatsen 240 inkluderer et hus 219 med en sammenfoldbar del 290 og en fast del 292. En sprøyte 211 fungerer som reservoaret 210. Sprøyten 211 ender i en nål 250 av ønsket størrelse, og inkluderer et stempel 270. Den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 inkluderer videre en forspenningsmekanisme 280 inkludert en spiralfjær 282, som bibeholder sprøyten 211 og nålen 250 i en normalt tilbaketrukket posisjon i huset 219. Fordelaktig tillater den sammenfoldbare delen 290 av huset 219 bruk av et kortere stempel 156, 170 inne i driveren 150, og underletter dermed konstruksjonen av en kortere injektor 10.

Som det kan ses i fig. 5, fig. 6, og fig. 16 til 22, er huset 219 til den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 konstruert til å underlette montering av den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 inne i hoveddelen 12 av injektoren 10. Huset 219 til den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 er ikke bare utformet og dimensjonert til å passe inne i et komplementært monteringsområde 242 tilveiebragt i hoveddelen 12 av injektoren 10, men huset 219 tilveiebringer også en egnet mekanisme ved hjelp av hvilken den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 kan bli montert til en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. For eksempel, som vist i fig. 5, fig. 6 og fig.

16 til 22, kan huset 2169 inkludere et første gjengeområde som er komplementært med et andre gjengeområde utformet inne i hoveddelen 12 av injektoren 10. Alternativt kan huset 219 til den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 inkludere en eller flere låse klaffer 246 (vist i fig. 20 til fig. 22) komplementært med en eller flere forsenkninger (ikke vist) utformet inne i hoveddelen 12 av injektoren 10. Selv om fig. 5, fig. 6, og figurene 16 til 22 viser sammenfoldbare sprøyteinnsatser 240 som inkluderer to spesifikke monteringsmekanismer kan en sammenfoldbar sprøyteinnsats 240 som kan anvendes sammen med en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkorporere en hvilken som helst annen egnet monteringsmekanisme.

Den sammenfoldbare delen 290 av huset 219 er dimensjonert slik at den kan bli forskjøvet i og ut av den faste delen 232 av huset 219. For å hjelpe til å sikre at den sammenfoldbare delen 290 ikke blir fullstendig forskjøvet fra den faste delen 292 kan ytterenden 293 av den sammenfoldbare delen 290 være tilveiebragt med en første leppe 294, og den nærliggende enden 295 av den faste delen 292 kan være tilveiebragt med en andre leppe 296. Når den sammenfoldbare delen 290 strekker seg ut av den faste delen 292 griper den første leppen 294 den andre leppen 296, som forhindrer videre forlengelse av den sammenfoldbare delen 290 fra den faste delen 292. Den sammenfoldbare delen 290 er også utformet og dimensjonert til å oppta spiralfjæren 282 som fungerer som forspenningsmekanismen 280. Spiralfjæren 282 bibeholder den sammenfoldbare delen 290 i en normalt utstrakt posisjon, som overensstemmer med den tilbaketrukne posisjonen for sprøyten 211 og nålen 250.

Den nærliggende enden 297 til den sammenfoldbare delen 290 inkluderer en åpning 298 som er dimensjonert for å tillate anbringelse av sprøyten 212 inne i den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240. Imidlertid er åpningen 298 også dimensjonert for å fange den nærliggende enden 213 av sprøyten 211 når sprøyten 211 er anbragt gjennom åpningen 298. Når en injeksjons- eller innføringskraft blir påført stempelet 270 inkludert i sprøyten 211 og sprøyten 211 blir forskjøvet mot spiralfjæren 282 blir den sammenfoldbare delen 290 således forskjøvet med sprøyten 211 inn i den faste delen 292 av huset 219 (vist i fig. 19). Viktig er at fordi den sammenfoldbare delen 290 blir forskjøvet inn i den faste delen 292 av huset 219 trenger plungeren 166 til flertrinns-eller enkelttrinnstempelet 156,170 inkludert i driveren 150 bare å være lang nok til å fordrive en ønsket dose av medikamentet 220 fra sprøyten 211. I motsetning, når en sprøyteinnsats ikke inkluderer en sammenfoldbar del 290, slik som sprøyteinnsatsen 204 vist i fig. 14 og 15, må plungeren 166 til stempelet 156,170 være lang nok til både å forskyve sprøyten 211 inne i sprøyteinnsatsen 204 og å drive ut en ønsket dose av medikamentet 220.

Om ønskelig kan den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 være tilveiebragt med en låsemekanisme som tjener til å minimalisere utilsiktet kompresjon av sprøyten 211 før den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 er montert til en injektor 10. For eksempel, som vist i fig. 20 til 22, kan den sammenfoldbare delen inkludere et eller flere ører 272 som strekker seg vekk fra den ytre overflaten av den sammenfolbare delen 290. Når den sammenfoldbare delen 290 er i en låst posisjon kan ikke det ene eller de flere ørene 272 passere gjennom den nærliggende enden 295 av den faste delen 292 av huset 219, som dermed forhindrer den sammenfoldbare delen 290 fra å bli forskjøvet inne i den faste delen 292. I en ulåst posisjon er det ene eller de flere ørene 272 innrettet med en eller flere tilsvarende passasjer 276 tilveiebragt i den nærliggende enden 295 av den faste delen 292 av huset 219. Den ene eller de flere korresponderende passasjene i 276 tillater det ene eller de flere ørene 272 å passere igjennom den nærliggende enden 295 av den faste delen 292 av huset 219, som dermed tillater den sammenfoldbare delen 290 å bli forskjøvet inne i den faste delen 292. Fortrinnsvis er hoveddelen 12 av injektoren 10 og den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 konstruert slik at montering av den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 til injektoren 10 innretter det ene eller de flere ørene 272 med det ene eller de flere korresponderende passasjene 276, mens fjerning av den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 fra injektoren 10 opphever innretningen mellom det ene eller de flere ørene 272 med den ene eller de flere korresponderende passasjene 276.

Om ønskelig kan den sammenfoldbare sprøyteinnsatsen 240 også inkludere en justerbar tupp 230, som griper i ytterenden 221 av huset 219 på en hvilken som helst måte som tillater den justerbare tuppen 230 å bli ført frem eller trukket tilbake i forhold til ytterenden 221 av huset 219. Igjen kan den justerbare tuppen 230 inkludere et første gjenget område komplementært med et andre gjenget område tilveiebragt i ytterenden 221 av huset 219. Imidlertid kan den justerbare tuppen 230 være montert ved hjelp av en hvilken som helst annen egnet mekanisme, slik som en sneppfestemekanisme eller en sperrehake-festemekanisme, som tillater den justerbare tuppen 230 å bli ført frem eller trukket tilbake langs ytterenden 221 av huset 219.

Injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan også inkludere en trykkavlastningsmekanisme for å oppløse gasstrykket utviklet inne i den pneumatiske sylinderen 158. For eksempel kan injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konstruert for å tillate ventilering av trykkgassen straks stempelet 170 når en forhåndsbestemt posisjon inne i den pneumatiske sylinderen 158. Som vist i fig. 5 kan den pneumatiske sylinderen 158 til driveren 150 ende i et ventileringskammer 500. Ventileringskammeret 500 er dimensjonert slik at forseglingen skapt mellom stempelet 170 og den pneumatiske sylinderen 158 blir brutt når stempelet 170 når enden av et forhåndsbestemt slag. Etter at forseglingen mellom stempelet 170 og den pneumatiske sylinderen 158 er brutt, unnslipper trykkgass fra den pneumatiske sylinderen 158 og inn i ventileringskammeret 500. Injektoren vist i fig. 5 er konstruert slik at trykkgass som beveger seg inn i ventileringskammeret 500 er fri til å unnslippe fra injektoren 10 ved å strømme rundt eller gjennom huset 219 til utdeleren 200. Om ønskelig kan imidlertid ventileringskammeret 500 i tillegg inkludere en fluidvei (ikke vist) som strekker seg fra ventileringskammeret 500, gjennom hoveddelen 12 av injektoren 10, og til den utvendige overflaten 13 av hoveddelen 12. En slik fluidvei kan være ønskelig eller nødvendig når raskere ventilering av trykkgassen er ønskelig, eller når konstruksjonen av injektoren 10 ikke tillater trykkgass å strømme inn i ventileringskammeret 500 for å unnslippe rundt eller gjennom utdeleren 200.

Fig. 6 viser enda en annen trykkavlastningsmekanisme som kan bli inkorporert i en plungersammenstilling 124 som tjener som aktuatoren 100 til en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En slik trykkavlastningsmekanisme inkluderer en fluidvei 510 utformet inne i hoveddelen 130 til plungeren 128 i plungersammenstillingen 124. Fluidveien 510 inkluderer en ventilering 512 utformet i siden av plungeren 128. Når ventileringen 512 er anordnet på innsiden av tetteelementet 18 til plungersammenstillingen 124 blir et forseglet miljø bibeholdt i injektoren 10. Imidlertid, dersom plungeren 128 blir forflyttet slik at ventileringen 512 befinner seg på utsiden av tetteelementet blir fluidkommunikasjon mellom innsiden og utsiden av injektoren 10 tillatt. Når plungeren 128 blir presset inn og mikrosylinderen 52 blir åpnet, kommer trykkgassen som unnslipper fra mikrosylinderen 52 inn i fluidveien 510 og virker mot plungeren 128 og skaper en forskyvningskraft som er tilstrekkelig til å forskyve plungeren 128 slik at ventileringen 512 befinner seg på utsiden av tetteelementet 18. Imidlertid, så lenge plungeren 128 er presset inn med en kraft som er lik eller større enn forskyvningskraften fra trykkgassen, vil plungeren 128 ikke bli forskjøvet og fluidforbindelse mellom innsiden av injektoren 10 og det ytre miljøet vil bli forhindret. Straks plungeren 128 er utløst, slik som i slutten av leveringssyklusen, vil imidlertid plungeren 128 bli forskjøvet slik at ventileringen 512 befinner seg på utsiden av tetteelementet 18 og trykkgass rommet i injektoren 10 vil gå ut av injektoren 10 gjennom plungeren 128.

Når injektoren 10 inkluderer en sikkerhetsmekanisme 20 kan sikkerhetsmekanismen 20 være konstruert for å sikre riktig funksjon for trykkavlastningsmekanismen vist i fig. 6. For eksempel, som vist i fig. 6, er bredden av sporet 30 inkludert i den første delen 22 av sikkerhetsmekanismen 20 mindre enn bredden av hoveddelen 130 til plungeren 128. Når sikkerhetsmekanismen 20 blir beveget ut av den sikre posisjonen, kan plungeren 128 således ikke bli forskjøvet i en slik utstrekning at ventileringen 512 utformet i plungeren 128 befinner seg på utsiden av tetteelementet 18. Imidlertid, når sikkerhetsmekanismen 20 beveger seg tilbake til den sikre posisjonen, åpner sporet 30 inn i åpningen 38, som er dimensjonert for å tillate hoveddelen 130 til plungeren 128 å bli forskjøvet slik at åpningen 512 blir plassert på utsiden av tetteelementet 18. Videre kan stopperen 32 til sikkerhetsmekanismen 20 inkludere en leppe 33, som forhindrer plungeren 128 fra å bli fullstendig drevet ut av gjennomgangen 128 til plungermekanismen 124. Injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan således inkludere en sikkerhetsmekanisme 20 som ikke bare minimaliserer muligheten for utilsiktet avfyring av injektoren 10, men som også arbeider i harmoni med en ventileringsmekanisme for å sikre at trykkgassen blir skikkelig ventilert fra injektoren 10.

Viktig er det at driveren 150 og utdeleren 200 til injektoren 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ikke trenger å være adskilte innretninger. Som vist i fig. 23 og fig. 24 kan utdeleren 200 inkorporere driveren for å forenkle konstruksjonen av injektoren 10. I et slikt tilfelle fungerer reservoaret 10, slik som en sprøyte 211, til utdeleren 200 som minst en del av den pneumatiske sylinderen til driveren, og stempelet 270 til utdeleren 200 kan være konstruert som et enkelttrinnsstempel 156 eller et flertrinnsstempel 170 som virker direkte mot medikamentet 220 rommet i reservoaret 210. Ettersom det reduserer størrelsen av injektoren 10 og reduserer mengden materialer benyttet for å tilvirke injektoren 10 blir inkorporering av driveren inne i utdeleren 200 en rommeligere og mer transportabel innretning. Når driveren og utvikleren 200 er integrert er imidlertid tverrsnittsdiameteren til stempelet 156,170 begrenset til den maksimale innvendige diameteren av reservoaret 210. Mellom injektorene 10 vist i fig. 23 og 24 ikke inkluderer en trykkregulator eller en struper, kan om ønskelig injektorene 10 inkludert en integrert driver og utdeler 200 være tilveiebragt med en trykkregulator eller struper, slik som de som allerede er beskrevet.

I tillegg kan injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konstruert for engangsbruk eller flergangsbruk. Når injektoren er konstruert for engangsbruk, er hver av komponentene i injektoren konstruert for å bli kastet etter en enkelt bruk og kan være permanent integrert i et enkelt hus. Imidlertid, når injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er konstruert som en injektor for flergangsbruk, er i det minste en av komponentene til injektoren konstruert for gjentatt bruk. Uavhengig av om aktuatoren og driveren til en flergangsbrukinjektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse er konstruert som adskilte innretninger er både trykkgasskilden og utdeleren til en flerbruksinjektor i henhold til den foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis konstruert som modulkomponenter. En slik konstruksjon underletter enkel til-og-fra-kobling av trykkgasskilden og utdeleren til og fra aktuatoren eller driveren til injektoren.

Injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er ønskelig fordi konstruksjonen av injektoren er fleksibel, som tillater injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen å bli konstruert for å levere medikamenter som har et bredt spekter av viskositeter. Spesielt er injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen velegnet for levering av viskøse medikamenter, og kan bli konstruert for å levere viskøse medikamenter med viskositeter på 0,1 kg/ms (1 Poise) eller mer, 1 kg/ms (10 Poise) eller mer, 2 kg/ms (20 Poise) eller mer, 5 kg/ms (50 Poise) eller mer, eller til og med 10 kg/ms (100 Poise) eller mer. Generelt vil injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konfigurert til å utøve en injeksjonskraft som spenner fra ca 22 N (5 Ibs) til ca 890 N (200 Ibs). Imidlertid er konstruksjonen av injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ikke begrenset til en injektor som tilveiebringer en injeksjonskraft som faller innenfor området mellom ca 22 N (5 Ibs) og 890 N (200 Ibs). Injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan være konfigurert til å utøve en hvilken som helst ønsket injeksjonskraft skreddersydd for å sikre levering av en ønsket dose av et valgt medikament innenfor en ønsket tidsperiode.

Hagen-Poiseuilles lov kan bli benyttet for å bestemme injeksjonskraften som kreves for å levere en ønsket dose av et valgt medikament innenfor en forhåndsbestemt tidsperiode. For eksempel, for å levere 0,5 cm3 av et medikament med en viskositet på 20 kg/ms (200 Poise) i løpet av 10 sekunder via en sprøyte med en innvendig diameter på 4,5 mm og en 12,7 mm (0,5 tomme) nål med en innvendig diameter på 0,305 mm (0,012 tommer) (en 24-gauge nål), indikerer Hagen-Poiseuilles lov at en injeksjonskraft på tilnærmelsesvis 445 N (100 pund) er påkrevd. En slik kraftbestemmelse kan bli gjennomført for en hvilken som helst dose av et hvilket som helst valgt medikament som skal leveres gjennom en valgt sprøyte og nål. Som det enkelt forstås, vil, selv når viskositeten til medikamentet forblir konstant, en eller flere av variablene representert i Hagen-Poiseuilles lov føre til en annen påkrevd injeksjonskraft. Derfor kan, selv når de rheologiske egenskapene til medikamentet som skal leveres forblir i samme, større eller mindre injeksjonskrefter være påkrevd, avhengig av for eksempel den ønskede leveringstiden, lengden og størrelsen til nålen som skal benyttes, og diameteren til sprøyten eller annet reservoar benyttet for å romme medikamentet før det blir drevet ut gjennom nålen.

Etter at den ønskede injeksjonskraften er bestemt, kan de ulike komponentene til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen bli avpasset for å generere en ønsket kraft, krefter eller kraftprofil. Som det kan forstås fra den foregående beskrivelse, kan trykkgasskilden og driveren til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen være konfigurert til å oppnå en ønsket kraft, krefter eller kraftprofil. For eksempel kan et trykk på 1,36 MPa (197 psi) bli oppnådd inne i en pneumatisk sylinder med en innvendig diameter på 1,91 cm (0,75 tommer) og en innvendig lengde på 6,35 cm (2,5 tommer) ved å utstyre injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse med en kommersielt tilgjengelig mikrosylinder med innvendige mål 8,89 mm (0,35 tommer) x 3,81 cm (1,5 tommer) og som rommer gass lagret ved 12,07 M Pa. Når den innvendige diameteren til den pneumatiske sylinderen er lik 1,91 cm (0,75 tommer) ville injeksjonstrinnet til et enkelttrinns- eller flertrinnsstempel inkludert i driveren også måle 1,91 cm (0,75 tommer), som fører til generering av en injeksjonskraft på 3,87 N (87 Ibs). I tillegg, dersom et trykk på 1,36 MPa (197 psi) ble tilveiebragt i den pneumatiske sylinderen, ville det å utstyre driveren med et flertrinnsstempel med et innføringstrinn som måler 5,08 med mer (0,20 tommer) i diameter føre til generering av en innføringskraft på 27 N (6 Ibs). Dersom vesentlig konstante innførings- eller injeksjonskrefter er påkrevd eller ønskelig, kan injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse være konfigurert til å inkludere en trykkregulator eller struper, slik som de som allerede er beskrevet heri. Selv om injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen fortrinnsvis er konfigurert til å generere injeksjonskrefter som spenner mellom ca 22 N (5 Ibs) og ca 534 N (120 Ibs), og, ved behov, å tilveiebringe innføringskrefter eller effektiv innføring som spenner mellom ca 4,4 N (1 Ibs) og 31 N (7 Ibs), er injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til slike konfigurasjoner og kan være konstruert for å tilveiebringe ønskede injeksjons- eller innføringskrefter som faller utenfor disse for tiden foretrukne områder.

I tillegg er injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ønskelig fordi drivmekanismen til injektoren er relativt enkel og opererer relativt stille, uten overføring av vesentlige støt- eller rekyl-krefter. Når injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer en flertrinnsdriver, er injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen i stand til å generere innførings- og injeksjonskrefter ved bruk av en enkelt drivmekanisme. Videre blir spesifikasjonene og konfigurasjonene for trykkgasskilden og driveren til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen enkelt justert til å tilveiebringe innføringskrefter som minimaliserer ubehag hos pasienten, mens det tilveiebringes injeksjonskrefter som maksimerer leveringseffektivitet selv for svært viskøse medikamenter. Selv når injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse inkluderer en enkelttrinnsdriver kan injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse være konstruert til å generere en injeksjonskraft som er egnet for levering av en ønsket dose av valgt medikament, mens det tilveiebringes en effektiv innførings-kraft som er skreddersydd for å minimaliserer ubehag hos pasienten. Grunnet enkelheten til den pneumatiske drivmekanismen benyttet i injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er bevegelige deler inne i injektoren begrenset og opererer relativt stille, som tillater injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse å fungere uten å generere for mye støy eller å overføre vesentlige støt- eller rekyl-krefter.

Komponentene til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan bli tilvirket ved bruk av hvilke som helst egnede materialer og kjente tilvirkningsprosesser. For eksempel kan kjente metaller, metallegeringer, kompositter, eller natur- eller syntetisk gummi eller polymermaterialer bli benyttet for å tilvirke utdeleren, driveren, aktuatoren, og når denne er inkludert i trykkgasskilden, hetten. Videre kan egnede glassmaterialer bli benyttet ved tilvirkning av en eller flere komponenter i utdeleren. Slike materialer kan bli formstøpt, maskineri, støpt eller utformet ved hjelp av andre egnede tilvirkningsprosesser for å tilveiebringe komponenter av ønsket størrelse og form. Spesielle materialer som kan bli benyttet for å tilvirke en eller flere av de ulike komponentene og underkomponentene til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inkluderer for eksempel aluminium og aluminiumlegeringer, rustfritt stål, slik som 304 eller 316 rustfritt stål, glassforsterket nylon, flytende krystallpolymer (LCP), PEEK-polymer, og Delryn-polymer. Av spesiell nytte ved tilvirkning av reservoaret og støpingen av utdeleren til injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse er 304 rustfritt stål, 316 rustfritt stål, LCP og PEEK-polymer. Imidlertid vil det forstås av en fagperson innen området at injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan bli tilvirket ved bruk av et hvilket som helst materiale og en hvilken som helst tilvirkningsprosess som tilveiebringer en injektor som er i stand til å motstå de forventede operasjons-belastninger for en injektor konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Det er også fremlagt en fremgangsmåte for injisering av viskøse medikamenter. I hver av sine utførelsesformer inkluderer fremgangsmåten å tilveiebringe et medikament, å tilveiebringe en nål av ønsket størrelse, å innføre nålen i vevet til pasienten, og å generere et injeksjonstrykk som er tilstrekkelig til å drive det viskøse medikamentet gjennom nålen og inn i vevet til pasienten. Fortrinnsvis er medikamentet tilveiebragt i fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen et viskøst medikament (det vil si et medikament med en viskositet større enn 0,1 kg/ms (1 Poise)). Enda heller inkluderer fremgangsmåten å tilveiebringe et medikament med en viskositet på 1 kg/ms (10 Poise)eller mer, 2 kg/ms (20 Poise) eller mer, 5 kg/ms (50 Poise)eller mer, eller 10 kg/ms (100 Poise) eller mer. Selv om medikamentet tilveiebragt i fremgangsmåten fortrinnsvis er et viskøst medikament, er fremgangsmåten ikke begrenset til dette, og kan inkludere tilveiebringelse av et medikament som har en viskositet under 0,1 kg/ms (1 Poise).

Fordi ubehaget for pasienten generelt reduseres når størrelsen på nålen minker (det vil si at innerdiameteren til nålen reduseres), har nålen tilveiebragt i fortrinnsvis en størrelse som spenner fra 21 gauge til 31 gauge (DN = 0,495 til 0,114 mm). Enda heller spenner størrelsen til nålen tilveiebragt i fremgangsmåten fra 24 gauge til 31 gauge (DN = 0,292 til 0,114 mm), og aller helst spenner størrelsen til nålen tilveiebragt i fremgangsmåten fra 27 til 31 gauge (Dn = 0,191 til 0,114 mm). Imidlertid er slike nålstørrelsesområder helt enkelt for tiden foretrukne områder. Størrelsen til nålen benyttet i fremgangsmåten vil variere avhengig av for eksempel viskositeten til medikamentet som skal injiseres, egenskaper hos pasienten, vevet til pasienten hvor injeksjonen vil finne sted, den genererte injeksjonskraften og den ønskede tiden for injeksjon. Derfor kan størrelsen og lengden til nålen benyttet i fremgangsmåten variere med den ønskede anvendelsen.

Videre er injeksjonskraften generert i fremgangsmåten tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor en egnet tidsperiode. Fortrinnsvis er injeksjonskraften tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor 10 sekunder. Enda heller er injeksjons-kraften generert i fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor 5 sekunder. For å utføre levering av en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor de for tiden foretrukne tider, vil injeksjonskraften generert i fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen generelt ligge mellom ca 22 N (5 Ibs) og 890 N (200 Ibs). Som det er sant for alle de andre aspektene ved fremgangsmåten, er imidlertid størrelsen til injeksjonskraften generert i fremgangsmåten variabel, og vil avhenge av for eksempel den tilveiebragte utdeleren, det tilveiebragte medikamentet og medikament-dosen som skal leveres. Injeksjonskraften generert i fremgangsmåten trenger bare å ha en tilstrekkelig størrelse til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor en egnet tidsperiode. Avhengig av anvendelsen kan således injeksjonskraften generert i fremgangsmåten være mindre enn 22 N (5 Ibs) eller høyere enn 890 N (200 Ibs). Videre er fremgangsmåten ikke begrenset til generering av injeksjonskrefter som er tilstrekkelig til å levere en ønsket dose av det tilveiebragte medikamentet innenfor den for tiden foretrukne tidsperioden.

I en annen utførelsesform inkluderer fremgangsmåten videre å tilveiebringe en innføringskraft eller en effektiv innføringskraft som er mindre enn injeksjonskraften og som kan bli skreddersydd til å minimalisere ubehag hos pasienten når nålen blir innført i pasientens vev. For eksempel, når den tiltenkte pasienten er et menneske og størrelsen til nålen tilveiebragt ligger i området mellom 21 gauge og 31 gauge (DN = 0,495 til 0,114 mm), er en innføringskraft på mellom ca 4,4 N (1 pund) og 31 N (7 pund) for tiden foretrukket, og hvor en injeksjonskraft på mellom ca 4,4 N og 18 N (1 og 4 pund) er enda mer foretrukket. Imidlertid kan størrelsen til en innføring generert i fremgangsmåten variere i samsvar med flere faktorer, slik som den forventede pasienten, størrelsen til nålen som skal innføres i pasientens vev, og den ønskede injeksjonsruten (for eksempel subkutan, intramuskulær eller intra-artikulær). Videre, når fremgangsmåten inkluderer å tilveiebringe en innføringskraft, blir både injeksjonskraften og innføringskraften fortrinnsvis generert ved bruk av en enkelt drivmekanisme.

I hver av dens utførelsesformer kan fremgangsmåten videre inkludere å tilveiebringe en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. For eksempel viser fig. 26 til 29 en utførelsesform av fremgangsmåten utført med en injektor 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 26 viser injektoren 10 utstyrt med en nål 250 og et medikament 220. Injektoren kan bli plassert mot vevet (ikke vist) til en pasient. Som vist i fig. 27 bevirker aktivering av aktuatoren 100 trykkgass fra mikrosylinderen 52 til driveren 150, og når trykkgassen virker mot innføringstrinnet 172 til flertrinnsstempelet 170 blir en innføringskraft generert som driver sprøyten 211 og nålen 250 mot forspenningsmekanismen 280 og inn i pasientens vev (ikke vist). Straks forseglingen dannet mellom innføringstrinnet 172 og veggen 174 til det første kammeret 167 til den pneumatiske sylinderen 158 brytes, virker trykkgass mot injeksjonstrinnet 162 til flertrinnsstempelet 170 og tilveiebringer en injeksjonskraft. Injeksjonskraften er større enn innføringskraften, og blir overført til fløytens 211 plunger 270. Når flertrinnsstempelet 170 blir drevet gjennom det andre kammeret 168 til den pneumatiske sylinderen 158 med injeksjonskraften driver plungeren 270 en ønsket dose av medikamentet 220 fra sprøyten 211 og inn i pasientens vev (ikke vist). Straks en ønsket mengde av medikament 220 er levert opphører den fremoverrettede bevegelsen av flertrinnsstempelet 170 og trykket i den pneumatiske sylinderen 158 oppheves. Når trykket i den pneumatiske sylinderen 158 oppheves, oppheves også kraften overført av flertrinnsstempelet 170 til plungeren 270 og blir ikke i stand til å overvinne forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280. Når kraften utøvd av flertrinnsstempelet 170 ikke lenger er lik med eller større enn forspenningskraften utøvd av forspenningsmekanismen 280 blir sprøyten 211 og nålen 250 automatisk trukket tilbake av forspenningsmekanismen 280 inn i huset 219 til utdeleren 200 (vist i fig. 29).

Utførelsesformen av fremgangsmåten vist i fig. 26 til 29 er imidlertid bare eksempler, og begrenser ikke omfanget av den foreliggende oppfinnelse. Spesielt er fremgangsmåten ikke begrenset til å tilveiebringe injektoren vist i fig. 26 til 29. En hvilken som helst injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan bli benyttet for å utføre en eller flere utførelsesformer av den fremlagte fremgangsmåten.

Eksempel 1

Fig. 25 tilveiebringer en graf som viser at kreftene utøvd av injektoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan bli justert helt enkelt ved å endre trykket generert i den pneumatiske sylinderen til injektorens driver eller ved å endre overflatearealet i stempelet inkludert i driveren. Som det kan forstås med henvisning til grafen, når et gitt trykk er generert, øker kreftene utøvd av stempelet når diameteren til stempelet øker og reduseres når diameteren til stempelet reduseres. I tillegg, når et stempel med en gitt diameter er tilveiebragt, øker kreftene utøvd av stempelet når trykket i den pneumatiske sylinderen øker og reduseres når trykket i den pneumatiske sylinderen reduseres. Derfor viser informasjonen tilveiebragt i grafen i fig. 25 at kraften, kreftene eller kraftprofilen utøvd av driveren til en injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan bli skreddersydd for å passe til en eller flere ønskede anvendelser helt enkelt ved å endre trykket generert i den pneumatiske sylinderen til driveren eller ved å endre overflatearealet til innførings- eller injeksjonstrinnene inkludert i flertrinns- eller enkelttrinnsstempelet tilveiebragt i det pneumatiske stempelet.

Eksempel 2

En injektor i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ble testet for å bestemme injeksjonstiden som kreves for å levere et materiale av valgt viskositet gjennom nåler med ulike størrelser. Injektoren som ble benyttet i testene benyttet en trykkgasskilde som inkluderer en kommersielt tilgjengelig 12 grams forseglet mikrosylinder som var fylt med 0,2 gram med nitrogen ved 12,1 MPa (1750 psi). Aktuatoren til injektoren inkluderte en gjennornhullingsmekanisme, og gjenging av en hette som inneholdt den forseglede mikrosylinderen til hoveddelen av injektoren slik at forseglingen av mikrosylinderen ble åpnet av gjennomhullingsmekanismen og aktiverte injektoren. Injektoren inkluderte en struper utformet av en plate med en åpning som måler 0,0381 mm (0,0015 tommer) i diameter, og struperen var anordnet mellom gjennomhullingsmekanismen til aktuatoren og driveren til injektoren. Driveren til injektoren var en flertrinnsdriver som inkluderte en pneumatisk sylinder med første og andre kamre, og et flertrinnsstempel som inkluderte et innføringstrinn og et injeksjonstrinn. Den pneumatiske sylinderen var 6,35 cm (2,5 tommer) lang og hadde en maksimal innvendig diameter på 19,1 mm (0,75 tommer). Innføringstrinnet til flertrinnsstempelet målte 5,1 mm (0,2 tommer) i diameter og injeksjonstrinnet til flertrinnsstempelet målte 19,1 mm (0,75 tommer) i diameter. Etter aktivering av injektoren genererte flertrinnsdriveren en innføringskraft på ca 27 N (6 Ibs) og en injeksjonskraft på ca 374 N (84 Ibs).

I hver test var injektoren tilveiebragt med en utdeler med en hylse og en sprøyteinnsats som vist i fig. 14 og 15. I hver test var sprøyten til sprøyteinnsatsen forhåndsfylt med 0,5 cm<3>av en ikke-newtons formulering med en statisk viskositet på ca 100 kg/ms (1000 Poise) og en dynamisk viskositet på ca 20 kg/ms (200 Poise) målt ved en 1,0 sek-1 skjærhastighet og 25 °C ved bruk av et Haake-Rheometer. Imidlertid inkluderte sprøyteinnsatsen tilveiebragt i den første testen en 12,7 mm (0,5 tommes) 24-gauge (Dn = 0,292 mm) nål, mens sprøyteinnsatsen tilveiebragt i den andre testen inkluderte en 12,7 mm (0,5 tomme) 27-gauge ((Dn = 0,191 mm) nål. Før hver test ble formuleringen oppvarmet til mellom ca 41 °C og 43 °C.

Resultatene fra testene viser at størrelsen til nålen direkte påvirker tiden som kreves for å levere en valgt formulering, når alt ellers er likt. I hver test ble imidlertid den ønskede mengden av den valgte formuleringen levert godt innenfor 10 sekunder. Videre produserte injektoren svært lite støy i hver test, og overførte ikke merkbare støt- eller rekyl-krefter.

Claims

1. Anordning (10) for injisering av et viskøst medikament, innbefattende: en utdeler (200) innbefattende et reservoar (210) for å inneholde et viskøst medikament, en nål (250) egnet for injisering av medikamentet, idet nålens (250) tykkelse er lik med eller større enn ca. 21 gauge (DN=0,495mm), og et stempel (270) for å drive medikamentet gjennom nålen (250), idet reservoaret (210) og nålen (250) normalt er trukket tilbake i et hus (219) hos utdeleren (200); og,karakterisert ved: en driver (150) aktivert av strømmen av trykkgass, idet driveren (150) er konfigurert for å utøve en kraft mot stempelet (270) som er tilstrekkelig til å strekke ut nålen (250) fra huset (219) og drive det viskøse medikamentet gjennom nålen (250).

2. Anordning (10) i henhold til krav 1,karakterisert vedå innbefatte en trykkgasskilde (50) og en aktuator (100) som aktiverer strømning av trykkgass fra trykkgasskilden til driveren (150).

3. Anordning (10) i henhold til krav 1,karakterisert vedat driveren (150) innbefatter et flertrinnsstempel (154) konfigurert til å utøve minst en første kraft og en andre kraft mot utdeleren (200).

4. Anordning (10) i henhold til krav 1,karakterisert vedat driveren (150) innbefatter et flertrinnsstempel (154) konfigurert til å utøve en første kraft og en andre kraft mot utdeleren (200), hvor den andre kraften er større enn den første kraften.

5. Anordning (10) i henhold til krav 4,karakterisert vedat flertrinnsstempelet (154) er konfigurert slik at den første kraften er mindre enn eller lik ca. 3 IN (7 Ibs) og at den andre kraften er tilstrekkelig til å injisere det viskøse medikamentet gjennom nålen (250).

6. Anordning (10) i henhold til krav 1,karakterisert vedat nålens (250) tykkelse spenner fra ca. 27 gauge til ca. 31 gauge (Dn=0,191 til 0,114 mm).

7. Anordning (10) i henhold til krav 1,karakterisert vedå innbefatte en forspenningsmekanisme (280) som automatisk trekker tilbake reservoaret (210) og nålen (250) inn i huset (219) til utdeleren (200).