SK278138B6 - Disposable plastic syringe - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka jednorazovej plastovej injekčnej striekačky na lekárske účely, pozostávajúcej z dutého rotačného valca, ktorý má pri dne kužeľový nadstavec na nasadenie dutej ihly, a z piesta vytvoreného ako plastový výstrek z termoplastu, najmä z polyetylénu, posuvne uloženého vo valci.

Doterajší stav techniky

Už dlhší čas sú známe a používané v širšom rozsahu najmä tzv. dvojdielne injekčné striekačky z plastu na jedno použitie, vyrábané vstrekovým odlievaním, ktoré je výhodné z hľadiska nákladov. Po vstrekovom odliatí nasleduje montáž, sterilizácia a balenie. Známe injekčné striekačky na jedno použitie tohto typu majú piestnicu s vystužovacími lamelami usporiadanými spravidla voči sebe v 90 ’ rozstupoch. Vystužovacie lamely sú svojimi hranami vedené vo vnútornom povrchu steny valca. Keďže sa ťažko môže zabrániť, aby najmä pri nasávaní väčšieho množstva kvapaliny a pri vytláčaní nasatého vzduchu nedošlo k dotyku lamiel rukou, kde by sa na lamelách zachytili zárodky a preniesli sa na vnútornú stenu valca, bolo navrhnuté zhotovenie injekčnej striekačky na jedno použitie z plastu tak, aby piestnica bola vedená v odstupe od steny valca, t.j. aby najväčší rozmer prierezu piestnice bol podstatne menší ako vnútorný priemer valca. Z tohto usporiadania vyplynula požiadavka zaistenia centrovania piestnice na otvorenom konci valca, ktorý táto piestnica prechádza. Známe uskutočnenie určené na riešenie tejto úlohy je opísané v nemeckom spise DE-DOS 25 41 043. V tomto uskutočnení sú na konci valca vytvorené vstrekovým odlievaním dva sklopné nadstavce s tenkými kĺbovými závesmi. V zasunutom stave injekčnej striekačky, keď je piest zasunutý do vnútra valca, zasahujú sklopné nadstavce do príslušných vybraní piestnice, čím ju vystreďujú do osi zdvihu. Nedostatkom tohto riešenia je, že injekčné striekačky tohto typu sa veľmi obťažne montujú, a okrem toho vedenie tvorené sklopnými nadstavcami zaisťuje vlastne iba centrovanie piestnice, pričom pre ňu nezaisťuje správnu vodiacu dráhu, ktorá by mohla zabrániť ohýbaniu piestnice pri vstrekovaní injekcie. K ohýbaniu dochádza hlavne preto, že piestnica v tomto vyhotovení má zoslabený prierez. Okrem toho sa pri injekčných striekačkách tohto bezkontaminačného typu na jedno použitie s menším prierezom piestnice v praxi prejavilo ako veľmi nepriaznivé, že pri použití tenkých dutých ihiel a najmä pri vstrekovaní kvapalín so zvýšenou viskozitou ľahko dochádza k ohnutiu piestnice, resp. k jej vybočeniu, a táto deformácia sa prenáša na vlastný piest. Nastávajú ťažkosti so správnym utesnením piestu a jeho klzným vedením, a navyše v jeho úplne vysunutej polohe je tzv. začiatočná, t.j. východisková sila príliš veľká a v extrémnych prípadoch môže dôjsť dokonca ku zlomeniu piestnice. To sa môže stať najmä pri známych striekačkách z plastu na jedno použitie, kde sa používa tvrdý, tvarovo stály piest, ktorý je vedený v relatívne poddajnom, t.j. ľahko deformovateľnom valci. To je totiž prirodzený trend výrobcov injekčných striekačiek, ktorí sa snažia vyrobiť piestnicu z tvrdšieho materiálu z dôvodu jej dostatočnej pevnosti. Avšak v uskutočnení, kde piest a piestnica sú vyrobené ako jeden plastový výstrek z toho istého materiálu, je v tomto prípade aj piest pevný a tvarovo stály, čo má vždy za následok nedostatočné utesnenie piestu vo valci.

Uvedený nedostatok sa odstráni známymi trojdielnymi injekčnými striekačkami na jedno použitie tak, že v podstate tvrdý piest je vybavený špeciálnym gumovým tesnením, najmä tesnením zo silikónovej gumy. Aby sa dosiahli priaznivejšie klzné a tesniace vlastnosti, používa sa často, predovšetkým pri tesneniach z lacnejšej nesilónovej gumy, pri montáži striekačky na jedno použitie, zmáčadlo s obsahom silikónu. Známe injekčné striekačky tohto typu majú však nedostatky spočívajúce v tom, že sú jednak nákladné, a že pri ich dlhšom skladovaní môže dôjsť k uviaznutiu piesta vo valci. Okrem toho, dávkovanie uvedeného zmáčadla prináša ťažkosti a dodatočné náklady, pričom navyše vznikajú problémy so sterilizáciou. Použitý materiál má ďalej sklon k reakcii s určitými kvapalinami.

Aby mohli byť splnené komplexné požiadavky, ktoré sú kladené na známe striekačky na lekárske účely, a takisto na injekčné striekačky z plastu na jedno použitie, ktoré sa vždy po jednorazovom použití vyhadzujú do odpadu, a musia preto predstavovať lacné výrobky hromadnej výroby, prišlo sa najskôr k názoru, že vyrobenie a použitie aspoň čiastočne pružne deformovateľného piestu z termoplastu, najmä z polyetylénu, by znamenalo optimálne riešenie, ktorým by mohli byť splnené rozhodujúce požiadavky. Môže sa pritom totiž použiť dostatočne pevný valec, ktorý je výhodný tak z hľadiska výroby, ako aj z hľadiska manipulácie s injekčnou striekačkou. Skutočnosť, že piest a piestnica majú byť, pokiaľ je to možné, navzájom spojené čo najpevnejšie a pritom rozoberateľné, je okrem iného už známa z opisu úžitkového vzoru DE-Gbm 75 40 567. Dosiahlo sa to tým, že piest a piestnica sú vyrobené z rôznych plastov.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky z väčšej časti odstraňuje jednorazová plastová striekačka na lekárske účely, pozostávajúca z dutého rotačného valca, ktorý má na jednej strane dno, z ktorého vystupuje kužeľový nadstavec na nasadenie injekčnej ihly a na druhej strane je uzavretý uzatváracím klobúčikom s dvoma valcovými stenami usporiadanými sústredne s osou dutého rotačného valca, kde vonkajšia valcovitá stena je tvarovým stykom spojená s dutým rotačným valcom a vnútorná valcová stena tvorí priame klzné vedenie piestnice spojené rozoberateľné s piestom uloženým v dutom rotačnom valci, kde dĺžka klzného vedenia je aspoň rovnako veľká ako najväčší priemer piestnice, podľa vynálezu, podstatou ktorého je, že vonkajšia valcovitá stena uzatváracieho klobúčika je pevne nalícovaná dovnútra dutého rotačného valca, kde tvarovým stykom alebo tvarovým prelisom s dutým rotačným valcom tvorí vystuženie tohto valca, pričom piest je tvorený výstrekom z termoplastu, najmä polyetylénu v tvare rotačného polouzavretého telesa s otvoreným koncom na čelnej strane a s dnom na druhej čelnej strane, na ktorého obvode je vytvarovaný rotačný plášť, a v jeho vnútornej stredovej časti je vytvarovaný náboj na rozoberateľné spojenie piesta s piestnicou, kde medzi nábojom a rotačným plášťom je vytvorené vybranie a vonkajšia obvodová časť rotačného plášťa je axiálne rozdelená na tri úseky, kde medzi dvoma pružne deformovateľnými okrajovými kužeľovými úsekmi so zmenšenou hrúbkou steny je usporiadaný pevný stredový valcový úsek, s plnou hrúbkou steny zodpovedajúci hrúbke dna piesta, z ktorého sa oba pružne deformovateľné okrajové úseky kužeľovité rozširujú smerom ku obom čelným stranám piesta. Piest je vytvorený z polyetylénu s tvrdosťou 65 až 90 stupňov Shoreho.

Riešenie podľa vynálezu predstavuje jednorazovú plastovú injekčnú striekačku, pri ktorej je v čo najväčšej miere odstránené nebezpečenstvo kontaminácie, a ktorá má preto piestnicu s čo najmenšou hrúbkou, v porovnaní s priemerom valca, a ktorá má ďalej rovnaké alebo aspoň približne také dobré úžitkové vlastnosti ako injekčná striekačka na viacnásobné použitie, t.j. nízku začiatočnú silu, dobré klzné vlastnosti po celej dĺžke zdvihu a vysoký tesniaci účinok. Pritom táto jednorázová injekčná striekačka musí byť samozrejme omnoho lacnejšia ako striekačka dlhodobo používaná. Ďalšou výhodou vynálezu je skutočnosť, že vytvorením dostatočne spoľahlivého vedenia piestnice sa môže podstatne zabrániť jej ohýbaniu, prípadne vybočeniu, aj pri použití tenkých piestnic, pričom klzné vedenie by malo byť čo najpevnejšie, aby sa zabránilo deformáciám piestnice, ku ktorým v praxi často dochádza, najmä v úplne vysunutej polohe piesta. Riešením podľa vynálezu sa splnia požiadavky ldadené na injekčné striekačky a úplne sa odstránia nedostatky známych striekačiek na jedno použitie.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález bude bližšie vysvetlený pomocou výkresu, na ktorom obr.l predstavuje schematické znázornenie injekčnej striekačky v pozdĺžnom reze, pričom piest, piestnica a uzatvárací klobúčik sú znázornené čiastočne v reze a čiastočne v pohľade, obr.2 znázorňuje uzatvárací klobúčik v reze, s dostatočne dlhým klzným vedením pre piestnicu, obr.3 znázorňuje detail injekčnej striekačky v reze, kde piest je znázornený v úplne vysunutej koncovej polohe, obr.4 znázorňuje detail iného príkladu uskutočnenia injekčnej striekačky v reze, kde je piest rovnako znázornený v úplne vysunutej koncovej polohe a obr.5 znázorňuje piest v reze, s plášťom s pružne deformovateľnými úsekmi.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornená jednorazová plastová injekčná striekačka podľa vynálezu pozostávajúca zo štyroch základných častí, dutého rotačného valca 1, piesta 2, piestnice 3 a uzatváracieho klobúčika 4. V dutom rotačnom valci 1, ktorý má spravidla pevné steny a je zhotovený vstrekovým odliatím ako tovar hromadnej spotreby, je klzné a utesnene uložený piest 2 obsahujúci pružne deformovateľné úseky. Rotačný valec 1 má na jednej strane dno, z ktorého zvonka vystupuje kužeľový nadstavec 11, ktorý má priechodný vnútorný otvor a na vonkajšej strane kužeľovité vedenie na nasadenie neznázomenej dutej ihly. Dutý rotačný valec 1 je na druhej strane uzavretý uzatváracím klobúčikom 4 a ďalej je vybavený dvoma radiálnymi podpernými výstupkami 12 usporiadanými priemerovo oproti sebe a určenými na opretie prstov pri vstrekovaní injekcie. Piest 2 je spojený pevne a pritom rozoberateľné s piestnicou 3 prostredníctvom spojovacieho nadstavca 33 piestnice 3, ktorý je zaskrutkovaný do piesta 2. Piestnica 3 je valcová a je vedená v určitej vzdialenosti od vnútornej steny dutého rotačného valca 1. Na dosiahnutie stabilného a čo najmenej defor movateľného vedenia piesta 2 s piestnicou 3 vo vnútornom priestore dutého rotačného valca 1 je v uzatváracom klobúčiku 4 vytvorené klzné vedenie 40 pre piestnicu 3 v dostatočnej dĺžke, pričom uzatvárací klobúčik 4 je nalisovaný do otvoreného konca dutého rotačného valca 1. Piestnica 3 je na svojom konci odvrátenom od piesta 2 vybavená známym pridržiavacím krúžkom 31 pre pohodlnú manipuláciu s injekčnou striekačkou. V blízkosti pridržiavacieho krúžku 31 môže byť ďalej na piestnici vytvorený prstencovitý náliatok 32, určený ako orientačný a pomocný člen na montáž injekčnej striekačky. Z uvedeného usporiadania jednorazovej plastovej injekčnej striekačky na lekárske účely podľa vynálezu, je zjavné, že základné materiály, t.j. nie regeneráty, musia byť použité iba na výrobu dutého rotačného valca 1 a piesta 2, pretože len tieto súčasti prichádzajú do styku s injekčnou kvapalinou. Na zhotovenie piestnice 3 a uzatváracieho klobúčika 4 je naproti tomu možné použiť regeneráty.

Na obr.2 je znázornený v reze uzatvárací klobúčik 4 s dostatočne dlhým vedením 40 s dĺžkou L, ktorá je aspoň rovnako veľká ako najväčší priemer D piestnice 3 alebo ako najväčší vonkajší rozmer priečneho prierezu piestnice 3, keď nemá piestnica 3 valcový tvar. Vo všeobecnom uskutočnení je uzatvárací klobúčik 4 vytvorený ako kotúč 41 vybavený dvoma súosovými valcovými stenami 42 a 43, kde vnútorná valcovitá stena 43 tvorí priame klzné vedenie 40 piestnice 3 a vonkajšia valcovitá stena 42 je pevne nalícovaná, resp. nalisovaná do otvoreného konca dutého rotačného valca 1 a tvorí tak silový alebo tvarový styk medzi uzatváracím klobúčikom 4 a dutým rotačným valcom 1, v tvare prstenca V uskutočnení znázornenom na obr.2 presahuje vnútorná valcovitá stena 43 v axiálnom smere obe strany kotúča 41. Podľa zvoleného uskutočnenia môže byť určený alebo vonkajší plášť 421 vonkajšej valcovitej steny 42 s priemerom d₂ alebo jej vnútorný plášť s priemerom di svojimi predpísanými výrobnými toleranciami ako lisovacia, prípadne lícovacia plocha pre nalisované spojenie s vnútornou alebo vonkajšou stenou otvoreného konca dutého rotačného valca 1.

Na obr.3 je znázornené jedno z možných uskutočnení, kde uzatvárací klobúčik 4 je svojou vonkajšou valcovitou stenou 42 zalisovaný do otvoreného konca dutého rotačného valca 1, vybaveného radiálnymi podpernými výstupkami 12 usporiadanými priemerovo oproti sebe. Spojenie silovým stykom je pri tomto uskutočnení zosilnené a poistené pevným tvarovým stykom pomocou tvarového prelisu 5 v smere šípky 51. Pritom je navyše zrejmé, že klzné vedenie 40 je vytvorené vo vnútornej valcovitej stene 43 uzatváracieho klobúčika 4, kde vnútorná valcová stena 43 vyčnieva z jednej strany kotúča 41 axiálne smerom von. Týmto usporiadaním sa jednak účinne zabráni deformácii piestnice 3 tak z dôvodu axiálneho vedenia piesta 2, ako aj z dôvodu výstredného pôsobenia síl pri tlaku na piest 2 a ďalej sa podstatne zníži nebezpečenstvo kontaminácie steny valca 1. Okrem toho čelná plocha 422 vonkajšej valcovej steny 42, ktorá má tvar medzikružia, slúži súčasne ako definovaný koncový doraz piesta 2 v jeho úplne vysunutej polohe.

Na obr.4 je znázornený iný príklad uskutočnenia hornej časti injekčnej striekačky podľa vynálezu, takisto s úplne vysunutým piestom 2. Tu je uzatvárací klobúčik 4 nasadený na vonkajšej časti hladkého povrchu konca dutého rotačného valca 1, takže vnútorný plášť

SK 278138 Bí vonkajšej valcovitej steny 42 tvorí lícovaciu plochu s úzkou toleranciou na spojenie uzatváracieho klobúčika 4 s dutým rotačným valcom 1. Namiesto spojenia silovým stykom je samozrejme možné použiť skrutkové spojenie pomocou závitu. Nezávisle od druhého spojenia sú pri tomto type injekčných striekačiek na jedno použitie, t.j. pri injekčných striekačkách podľa obr.4, ktoré sú použiteľné viacúčelovo rovnako na odber a rozbor krvi, vytvorené na uzatváracom klobúčiku 4 dva podperné výčnelky 44 namiesto radiálnych podperných výstupov 12 na konci dutého rotačného valca 1 podľa obr. 3. Podperné výčnelky 44 sú takisto usporiadané priemerovo oproti sebe. Z obr. 4 je ďalej zjavné, že v tomto uskutočnení je koncový doraz pre piest 2 v jeho úplne vysunutej koncovej polohe tvorený čelom 431 vnútornej valcovitej steny 43.

Na obr. 5 príklad uskutočnenia piesta 2 podľa vynálezu, v reze, kde piest 2 je vyrobený ako plastový výstrek z polyetylénu s tvrdosťou v rozmedzí od 65 do 90 stupňov Shoreho. Piest 2 je vytvorený ako teleso rotačného zvonovitého tvaru, ktorý sa skladá z dna 21, rotačného plášťa 22 a z náboja 23 usporiadaného vo vnútornom priestore piesta 2. Medzi rotačným plášťom 22 a nábojom 23 je vybranie 24, v tvare prstencovej drážky, ktoré je otvorené smerom k piestnici. Rotačný plášť 22 piesta 2 má v oboch okrajových oblastiach piesta 2 pružne deformovateľné kužeľové úseky 221 a 222 so značne zníženou hrúbkou steny S, ktoré sa kužeľovité rozširujú smerom ku okrajom piesta 2. Medzi týmito tenkými pružne deformovateľnými kužeľovými úsekmi 221 a 222 je umiestnený v podstate pevný valcový stredový úsek 223, s plnou hrúbkou steny. V okrajovej oblasti piesta 2 na strane jeho dna 21 je príslušný pružne deformovateľný kužeľový úsek 221 vytvorený prstencovitou drážkou 224 zapustenou od dna 21 smerom dovnútra piesta 2. Naproti tomu na opačnej strane piesta 2 je pružne deformovateľný kužeľový úsek 222 vytvorený odstupňovaným rozšírením 241 vybraní 24 piesta 2. Zmenšená hrúbka steny S pružne deformovateľných kužeľových úsekov 221 a 222, meraná na okrajoch piesta 2 by mala byť účelne volená v rozmedzí od 0,1 do 0,5 mm. Výška E rotačného plášťa 22 piesta 2, meraná v osovom smere, by mala byť účelne 5 až 7 mm. Šírka B otvorenej prstencovitej drážky 224 zasahujúcej do plášťa 22 piesta 2, meraná v rovine dna 21 piesta 2 má byť účelne volená v rozmedzí od 0,3 do 0,5 mm, zatiaľ čo hĺbka F prstencovitej drážky 224 je podľa veľkosti piesta 2, v rozmedzí od 2 do 2,5 mm. Pevný stredový valcový úsek 223, ktorý je v podstate tvarovo stály, má priemer C, ktorého najväčší zvolený rozmer je zhodný s vnútorným priemerom dutého rotačného valca 1, v ktorom je piest vedený klzné a utesnene. Naproti tomu maximálne priemery A pružne deformovateľných kužeľových úsekov 221 a 222 sú o 02 až 0,6 mm väčšie než vnútorný priemer dutého rotačného valca 1.

Náboj 23 usporiadaný v pieste 2, v jeho osi, môže byť vybavený vnútorným závitom na pevné a súčasne rozoberateľné spojenie piesta 2 s piestnicou 3, čo je zjavné z obr.l. Naproti tomu na obr.5 je znázornené iné uskutočnenie piesta 2, kde je v jeho náboji 23 vytvorená dutina 231, prístupná zo strany piestnice otvorom 232. Priemer valcovej dutiny 231 sa volí väčší než priemer otvoru 232, takže spojovací nadstavec 33 piestnice 3, ktorého priemer je samozrejme väčší ako je priemer otvoru 232, musí byť zavedený, resp. vtlačený otvorom 232 do dutiny 231 silou. Tým sa zaistí dostatočne pevné, ale zároveň aj uvoľniteľné spojenie piestu s piestnicou

3. Tento typ spojenia je obzvlášť vhodný pri automatickej strojovej montáži jednorazových plastových striekačiek.

Jednorazové plastové striekačky podľa vynálezu sú výhodné najmä v tom, že sú pri použití úplne rovnocenné s dlho známymi a používanými injekčnými striekačkami na viacnásobné použitie, vyrobenými zo skla a kovu, a napriek dosiahnutým vynikajúcim vlastnostiam je ich výroba jednoduchá a lacná. Tieto vynikajúce vlastnosti sú výsledkom kombinácie konštrukčných znakov vynálezu, ako bolo podrobne opísané. Pri jednorazových plastových injekčných striekačkách podľa vynálezu je prakticky vylúčené nebezpečenstvo kontaminácie. Injekčné striekačky majú bez gumového tesnenia a takisto bez zmáčacích alebo klzných prostriedkov vynikajúce tesniace vlastnosti, s veľmi malou začiatočnou silou, pričom všetky súčasti môžu byť zhotovené jednoduchým a lacným vstrekovým odlievaním ako lacné výrobky hromadnej spotreby. Konštrukčné uskutočnenie umožňuje, bez ohľadu na to, že jednorazová plastová injekčná striekačka má štyri časti, ich jednoduchú automatickú montáž, z čoho plynú ďalšie ekonomické výhody. Ďalšou výhodou je, ako už bolo uvedené, že uzatvárací klobúčik 4 a piestnica 3 môžu byť vyrobené z regenerátov.

Je samozrejmé, že v rámci rozsahu patentovej ochrany predmetu vynálezu je možné urobiť aj iné uskutočnenia jednorazovej plastovej injekčnej striekačky, vrátane piesta, podľa vynálezu, ako sú iba opísané a znázornené príklady uskutočnenia.

Priemyselná využiteľnosť

Jednorazová plastová injekčná striekačka podľa vynálezu má použitie najmä v humánnej, ale aj vo veterinárnej medicíne a samozrejme vo výrobe zdravotníckej techniky.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Jednorazová plastová injekčná striekačka na lekárske účely, pozostávajúca z dutého rotačného valca, ktorý má na jednej strane dno, z ktorého zvonka vystupuje kužeľový nadstavec na nasadenie injekčnej ihly, a na druhej strane je uzavretý uzatváracím klobúčikom s dvoma valcovými stenami usporiadanými sústredne s osou dutého rotačného valca, kde vonkajšia valcovitá stena je tvarovým stykom spojená s dutým rotačným valcom a vnútorná valcovitá stena tvorí priame klzné vedenie piestnice spojenej rozoberateľné s piestom posuvne uloženým v dutom rotačnom valci, kde dĺžka klzného vedenia je aspoň taká veľká ako najväčší priemer piestnice, vyznačujúca sa t ý m , že vonkajšia valcovitá stena (42) uzatváracieho klobúčika (4) je pevne nalícovaná dovnútra dutého rotačného valca (1), kde tvarovým stykom alebo tvarovým prelisom (5) s dutým rotačným valcom (1) tvorí vystuženie tohto valca (1), pričom piest (2) je tvorený plastovým výstrekom z termoplastu, najmä z polyetylénu v tvare rotačného polouzavretého telesa s otvoreným koncom nejednej čelnej strane a s dnom (21) na druhej čelnej strane, na ktorého obvode je vytvarovaný rotačný plášť (22), a v ktorého vnútornej stredovej časti je vytvarovaný náboj (23) na rozoberateľné spo4 jenie piesta (2) s piestnicou (3), kde medzi nábojom (23) a rotačným plášťom (22) je vytvorené vybranie (24) a vonkajšia obvodová časť rotačného plášťa (22) je axiálne rozdelená na tri úseky, kde medzi dvoma pružne deformovateľnými okrajovými kužeľovými úsekmi (221 5 a 222) so zmenšenou hrúbkou steny je usporiadaný pevný stredový valcový úsek (223) s plnou hrúbkou steny zodpovedajúcou hrúbke dna (21) piesta (2), z ktorého sa oba pružne deformovateľné okrajové kužeľové úseky (221 a 222) kužeľovité rozširujú smerom k obom čelným 10 stranám piesta (2).