TWI801666B - 具有多功能針座及保持環組件的注射器 - Google Patents

具有多功能針座及保持環組件的注射器 Download PDF

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Abstract

一種醫療用的注射器，此注射器具有可選擇性地回縮的針、以及多功能針座及保持環組件，多功能針座及保持環組件包括 具有頭段的針座，頭段具有流體通道之向內漸斜的截錐段、以及圍繞後開口之面向後方的環形表面；以及，具有大致上未被展開的軸環之彈性保持環，軸環向後延伸超過面向後方的環形表面，以增加針推出力、減少啟動力並提升通過注射器的流體流。還揭露在保持環內側及針座的頭段的外表面上的環形突出。

Description

具有多功能針座及保持環組件的注射器
本發明關於醫療注射器，其具有套筒；向前突出的針；針回縮組件，坐落在套筒的前部分內；柱塞組件，從後方可滑動地嚙合套筒的內側壁並與針回縮組件同軸對齊；以及針回縮腔室，設置在柱塞組件內，其在針回縮的過程中變為可進入的。更具體地，本發明關於醫療注射器，其中，針回縮組件理想地還包括新配置的多功能針座及保持環組件，其具有重新設計之協同地配置的結構元件，結構元件產生優於先前技術中所揭露的注射器之作用功能(functional capability)及性能特性(performance characteristic)的作用功能及性能特性。
已知具有可選擇性地回縮的針及與針同軸地對齊的針回縮腔室之注射器，其已被揭露於，例如，美國專利第5,084,018、5,114,410、5,211,629、5,578,011、5,632,733、6,090,077、6,572,584、7,351,224、7,947,020、以及9,642,970號當中。Retractable Technologies,Inc.以VanishPoint®的商標生產及銷售一個品牌的這種注射器。VanishPoint®注射器有各種不同的尺寸可供選擇，且體現針回縮機構，其中，在藉由設置在針座的頭部及套筒的內側壁之間的彈性保持環的回縮之前，針座藉由被壓縮的螺旋彈簧而被向後偏壓且被保持於定位。
在使用這種注射器之前，數種不同的因素及力分量可影響並作用於注射器的各個不同的部分及結構元件上。這些因素及力理想地被考慮且被適當地平衡，以使注射器部件在其理想的使用前位置保持穩定並在使用時有效地發揮作用。由保持環施加到針座上的主要力分量中的一者是由保持環的彈性所引起的，其有助於對抗藉由被壓縮的螺旋彈簧(coil spring)而對針座施加之向後導向的偏壓力。
先前技術裝置的彈性保持環具有環形配置，其具有圓柱形之縱向延伸的內壁，其大致與針座的頭部分為相同的長度。保持環的內直徑小於頭部分的外直徑。在組裝先前技術的針座及保持環組件的過程中，針座的頭部被軸向地插入到彈性保持環中。在插入的過程中，彈性保持環的內壁沿著其全長被徑向地向外展開，以接收針座之前進的頭部。當針座頭部之面向後方的表面與彈性保持環的後端部側向地對齊時，彈性保持環的內壁的全長徑向地向內擠壓針座的外壁。此向內導向的擠壓力為保持力的一部分，在針回縮之前的注射器的組裝、儲存及使用的過程中，保持力阻礙針座的向後滑動移動。
由於彈性保持環之面向後方的端部及針座的頭部如先前所揭露地為大致對齊的，如同上面所提及的，它們協同以在圍繞針座的後部的開口形成大致連續、橫向且面向後方的環形表面區域。此環形表面區域通常大於後開口的區域，且大致橫切於針座的軸向孔的內側壁表面，其界定流體流路的一部分。美國專利第6,090,077號的圖1描繪，例如，先前技術的注射器，其具有可回縮的針，其中，圍繞進入針座的頭部的後開口之相對地平坦、橫切、 面向後方的環形表面區域大致上大於後開口的區域。在某些情況下，後開口的內側壁表面在向前方向上徑向地向內稍微漸斜，但並不足以在注射的過程中藉由前進的柱塞向前推動流體時使醫療用流體(medicinal fluid)平順地進入針座的流體流路。
由協同的針座及彈性保持環之面向後方的環形表面所建立之橫切地延伸的環形表面區域被認為作用為阻礙醫療用流體的層流(laminar flow)進入並通過針座的“壁”。這增加了紊流及在進入針座的開口周圍的所形成的渦流(eddy current)，且還增加了必須由臨床醫師(clinician)施加在柱塞手柄上的拇指力，以將液體排出套筒並進入且通過針座及針。所需拇指力的增加(其在施用含有大分子的黏性液體(例如，青黴素(penicillin))時更為明顯的)亦被認為影響在針回縮之前使用注射器的過程中之抵抗彈性保持環與針座之間的相對滑動移動所需的力分量之平衡。
因此，這些先前技術的注射器的使用者還經歷的情況為，藉由在準備注射的過程中被吸入到注射器套筒中的醫療用液體，一個或多個氣泡已成為“困在”針座頭 及保持環後面的寬環形空間中。這樣的氣泡可能難以經由針座在注射前排出，其不理想地增加了藥物準備的時間，且可能導致醫護人員或其他使用者之對於劑量精度已更改的錯誤認知。
這些傳統注射器的其他使用者已觀察到的偶發情況是，在針尖於準備注射時穿過擋件進入藥瓶的同時，針座的頭部被向後推脫離與保持環的嚙合，從而意外地過早觸發針回縮，並使注射器無法操作且無法使用來用於實施注射。這樣的事件有時後被稱為“針推穿”(needle push-through)或“針推出”(needle push-out)，且克服被保持環施加在針座上的保持力所需之相關聯的力被稱為“推出力”。
需要一種具有可選擇性地回縮的針的注射器，其可提升從套筒進入針座的流體流，其可減少或消除氣泡形成或累積在針座及保持環後面，且還可減少在正常使用的過程中之針推出的可能性。在此同時，需要一種注射器，其可展現這些優點而不會增加在注射之後開始針回縮所需的啟動力，無需更換注射器套筒，且在未減少這種注射器之可預期的保存期限(shelf-life)的情況下保持為有 效的並展現這些優點。
本發明的醫療注射器理想地包括套筒；柱塞組件，可滑動地嚙合套筒的內側壁；向前突出的針，其可選擇性地回縮到設置在柱塞組件內之同軸地對齊的針回縮腔室中。由於針及針已牢固地附接之針座在針回縮之前被向後偏壓，並在柱塞組件於注射後被完全地壓入套筒內而開始針回縮時被釋放，針被視為是“可選擇性地回縮的”。在針回縮之前，多功能針座及保持環組件將針保持在套筒的前部分內之穩定坐落位置，並對抗由被壓縮的螺旋彈簧施加在針座上之向後導向的偏壓力。在此同時，作為柱塞組件的一部分之插塞或其他擋件阻擋進入到針回縮腔室中的通道，以防止液體在注射期間進入針回縮腔室。在注射之後，當柱塞組件前進到套筒內時，針回縮發生，將擋件位移到針回縮腔室並向前推動保持環使其脫離與針座的嚙合。被壓縮的彈簧接著快速地朝向注射器的後方展開，並向後推動針座及針的至少一部分進入針回縮腔室。當處於此後回縮位置時，針的前端不再從注射器套筒向前突出，從而保護病患及其他人免於意外針刺的不良潛在後果。
藉由本發明，針座及保持環組件在結構上被重新設計且協同地重新配置以產生相較於先前技術裝置之主要裝置的組裝、儲存及使用之顯著益處及優點。這種益處及優點包括，例如，利於注射器的組裝、提升通過注射器的流體流態勢(profile)、增加針推出力以減少過早針回縮的可能性、減少從注射器套筒排出流體並進入且通過針座及針所需的拇指力、以及減少開始針回縮所需的啟動力，而不會減少可達成這些益處的保存期限，且無需更換注射器套筒。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可回縮的針及協同地配置的針座及保持環組件，其中，保持環的面向內側的壁之未被展開的直徑少於針座的頭段之外直徑，且其中，針座的頭段的軸向長度少於彈性保持環的軸向長度。當以此方式進行配置時，保持環的面向內側的壁的一部分向後延伸到針座的頭段後面、在組裝後保持為未被展開、並形成周向地延伸的小直徑彈性軸環，其阻礙針座相對於保持環的向後移動，從而有助於增加由注射器所展現出來的針推出力。此外，當針座的頭段的長度相對於彈性保持環的同軸長度被減少且保持環 的尺寸在組裝之前保持為相同時，彈性保持環之未被展開的部分之向後延伸到針座後面的較小直徑被認為與針座的頭段之由保持環之面向內側的表面所接觸的外側壁的表面積的相關減少協同來減少在注射之後開始針回縮所需的啟動力。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可回縮的針及協同地配置的針座及保持環組件，其中，從注射器套筒向前進入並通過針座的流體流態勢藉由設置針座及保持環組件而被提升，在針座及保持環組件中，彈性保持環之周向地延伸的部分向後延伸到針座的頭段後面，並與位在針座的頭段中的後開口內之更寬且更具角度的同軸地對齊之截錐的面向內側的壁表面相配合。此配置減少了圍繞後開口設置之連續側向表面面積，提供了更多通過針座的流體層流，並因此減少了實施注射所需的拇指力(特別有利於更具有黏性的藥品)以及一或多個氣泡將懸在針座及保持環之面向後方的環形表面後面的可能性兩者。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可選擇性地回縮的針及多功能針座及保持環組 件，其中，針座還包括前部分及後部分，前部分具有向前延伸通過被壓縮的螺旋彈簧之細長段，後部分包括較大直徑的頭段及面向前方的環形表面，其抵靠在螺旋彈簧的後端部。與針同軸地對齊的連續流體通道從針尖延伸到針座的後部，其直接與注射器套筒內的流體腔室流體連通。針座的頭段還包括後端部，後端部具有相對窄的面向後方的環形表面，其外邊緣由頭段之大致圓柱形的側壁所界定，且其內邊緣由進入流體通道的截錐壁段的開口所界定，流體通道的截錐壁段具有在向前方向上向內漸斜的表面。在針座的後(或近)端部設置進入流體通道之較寬的截錐開口減少了與在針座的後端部的開口相鄰的橫向環形表面區域的寬度，提供了通過針座進入流體流路的更多層流態勢，且因此，當準備在實施注射中使用之含有可注射液體的注射器時，減少了可用於氣泡形成、累積或“懸在”進入針座的後開口附近的空間。在使用具有本發明之協同地配置的針座及保持環的注射器來實施注射時，需要較少的拇指力來從套筒通過針座將液體藥物排出到流體流路中。
在本發明的一個實施例中，截錐壁表面從通過針座的縱向軸線以範圍從約40度到約50度的銳角被傾 斜，且更佳地以約45度的銳角被傾斜。然而，應理解的是，從縱向軸線之較佳的傾斜角度可能取決於其他因素，包括，例如，針座及進入流體通道的後開口的長度與直徑、保持環之如同下文所討論的向後延伸、以及取決於注射器套筒的內側配置。保持環理想地將不會向後延伸到針座後面之一定程度，此程度將在注射的過程中阻礙液體的完整劑量的輸送或增加開始針回縮所需的啟動力。同樣地，針座的頭段之截錐內側壁表面相對於通過針座的縱向軸線的傾斜銳角理想地不會太大，其使圍繞進入針座的後開口之面向後方的環形表面之徑向寬度變得如此狹窄，使得針座的頭段之後端部分在注射器的組裝的過程中或之後但在注射器的使用之前經受由保持環及套筒施加在頭段的外側壁上之向內導向的壓縮力時可被變形或局部地塌陷。
藉由協同地配置保持環之未被展開的面向後方的部分使其向後延伸超過針座的頭段的後端部來進一步地強化可用於氣泡懸掛的空間的減少。此配置形成圍繞針座的頭段之後端部的向後延伸的周向軸環，其相較於，例如，針座及保持環兩者的面向後方的表面共同地為較寬、大致上共面且橫切於通過針座的縱向軸線之先前技術的注 射器，顯著地減少圍繞進入針座的後開口之大致共面的側向表面區域。在本發明的一個實施例中，保持環以一距離延伸到針座的後端部後面，此距離少於頭段的半徑，且較佳地大約相當於圍繞進入頭段的後開口之頭段的面向後方的環形表面的寬度。在本發明的一個實施例中，當針座及保持環以此方式被協同地配置時，位於截錐壁段且與流體通道的縱向軸線交會的線理想地將在保持環的近端部附近的點處與保持環之向後延伸的部分切線地交會。因此，在針座及保持環組件後面之可用於氣泡的形成、累積或懸掛的區域及體積被減少且軸向地錯開，且所形成的任何氣泡更可能藉由經由注射器被注射之更多的液體層流而被向前帶到流體通道中。
在本發明的一個實施例中，圍繞針座的後開口之面向後方的環形表面具有寬度，此寬度大約相當於保持環之軸向且周向地延伸之徑向地未被展開的軸環部分向後延伸超過針座的頭段之面向後方的環形表面的距離。
在本發明的另一個實施例中，針座的後開口具有半徑，且保持環之向後延伸的部分以一縱向距離延伸到針座的後端部後面，此縱向距離少於後開口的半徑。
在本發明的另一個實施例中，針座的頭段具有第一半徑，頭段中的後開口具有第二半徑，且保持環之向後延伸的部分以一縱向距離延伸超過針座的後端部，此縱向距離介於第一半徑及第二半徑之間。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可選擇性地回縮的針及多功能針座及保持環組件，其中，保持環之面向內側的表面與針座的頭段之面向外側的表面中的至少一者包括環形突出，其理想地配置來強化針座的頭段與保持環之間的摩擦干涉(frictional interference)，同時仍允許它們之間在針回縮的過程中的相對滑動移動。這種摩擦干涉在使用注射器之前以及在注射的過程中可有助於維持針座相對於保持環的位置，且在注射的過程中可有助於抵抗針座與保持環之間的流體洩露。環形突出的配置還理想地在保持環經受由使用者在注射之後的針回縮的過程中所施加的柱塞壓力時允許保持環沿著針座的頭部的外側壁向前滑動移動。還應理解的是，理想地藉由在注射結束時連續地施加大致恆定的壓力來開始針回縮，在大多數的情況下，這應會使針尖以平順且連續的動作從病患身上撤回並回縮到注射器本體中。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可選擇性地回縮的針及多功能針座及保持環組件，其中，保持環包含內側表面，其進一步包括徑向地面向內側的環形突出，其被配置來可滑動地嚙合針座的頭段之面向外側的大致圓柱形的側壁。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可選擇性地回縮的針及多功能針座及保持環組件，其中，保持環包含具有徑向地面向內側的環形突出之內側表面，環形突出具有截面，此截面大致配置為梯形稜柱，其具有相對地傾斜的近端及遠端表面、以及設置在相對地傾斜的近端表面及遠端表面之間的大致平坦的面向內側的表面。
在本發明的一個實施例中，揭露一種注射器，其具有可選擇性地回縮的針及多功能針座及保持環組件，此組件還包括在針座的頭段的其他圓柱形側壁上之面向外側的環形突出，面向外側的環形突出還包括向前傾斜的後表面、橫切於通過針座的縱向軸線之前表面、以及設置在後表面與前表面之間的大致平坦的面向內側的表面，以促進保持環相對於針座的頭段之向前軸向滑動移動，並 阻礙保持環相對於針座的頭段之向後軸向滑動移動。
通過所揭露的發明的使用而觀察到的一個優點關於從套筒進入針座之提升(較少紊流；更多層流)的流體流，以及在針座及保持環組件後面之在醫療用品的準備期間之氣泡的形成、累積或懸掛方面的相關聯的減少，因此減少了醫療用品的準備時間並促進使用者在劑量準確性上的信心，以及減少從注射器以理想的速率排出醫療流體所需的拇指力。如此一來，允許醫療流體被更快速地注射，這減少了注射時間及針插入病患的身體的持續期間，且還減少了接受注射的病患所經歷的疼痛及不適。
通過所揭露的發明的使用而觀察到的另一個優點關於在準備注射時將針插入藥劑的擋件時之過早地啟動針回縮所需的“推出”力的增加。通過所揭露的發明的使用而觀察到的另一個優點為在注射之後開始針回縮所需的啟動(功能)力的減少。相信是可通過在此所揭露的發明的使用所達成的附屬益處為提升(延長)的保存期限，而不會造成產品性能的下降或啟動力的增加，如同藉由加速的老化試驗(aging test)所證實的。
其他潛在益處及優點亦被相信是可通過使用 在具有可回縮的針的注射器中使用本發明之協同地配置的針座及保持環組件來達成的。一個這樣的益處關於一種具有針座及保持環組件的注射器，其更加地適於在長時間的存放後或在經受粗糙處理之後承受惡劣的環境條件、維持其結構完整性並達成其性能目標。另一個潛在益處關於一種具有針座及保持環組件的注射器，其減少在注射具有相對高的黏性之流體的過程中或在由臨床人員“快速推動”注射較少黏性流體的過程中之保持環過早噴泄(blowout)的可能性。另一個潛在益處關於一種具有針座及保持環組件的注射器，其減少在開始針回縮之前的保持環及注射器套筒的內側表面之間的流體洩露的可能性。
同樣應理解的是，包括如同在此所揭露的本發明之針座及保持環組件的注射器適合用於與柱塞組件一起使用，此柱塞組件具有柱塞手柄，其具有前端部，前端部具有各種不同的配置，此配置包括，例如，管狀、階梯狀或傾斜的前端部。對於柱塞手柄的前端部之具體配置的選擇可至少部分地取決於圍繞保持環的周圍均勻地分佈通過柱塞手柄所傳來的拇指力、或集中由柱塞抵抗保持環的一側或弓形部分所產生之全部或部分的向前導向的力是否 為理想的。將拇指力集中在保持環的一側或區段上可助於克服慣性，以開始保持環相對於針座及套筒的向前滑動移動，或對從針座、保持環或套筒突出的任何結構元件施加過度壓力，以抵抗針回縮開始之前在它們之間的相對移動。
10:注射器
12:套筒
14:針座
15:針
17:前端
18:頭段
20:壁表面(內部表面段)
22:(內部)腔室
24:(彈性)保持環
25:(螺旋)彈簧
26:內側壁段
28:近端部
29:箭頭
30:環形空間
32:(軸向)孔
34:近端部(表面)
40:柱塞(組件)
42:柱塞頭
44:柱塞密封件
46:面向前方的(環形)肩部
48:柱塞插塞
50:柱塞頭(前端部)
52:箭頭
54:箭頭
58:面向內側的表面段
64:流體流路(流體通道)
66:面向內側的環形突出(大致平坦的內表面)
68:本體
69:環形軸環
70:扭曲的氣穴
72:向內突起的環形凸出
74:傾斜肩部
76:外壁
80:保持環
84:面向內側的表面
86:近端部
94:針座
96:環形突出
97:近端部
98:頭段
100:注射器
102:柱塞
104:柱塞頭(前端部)
106:柱塞密封件
200:注射器
202:柱塞
204:前端部
1000:線
1002:縱向軸線
本發明的裝置結合下面的圖式被進一步地描述及說明，其中：[圖1]為通過根據本發明的一個實施例配置之醫療注射器的前端部的縱向截面圖，且此醫療注射器具有被安裝的針及針回縮機構、彈性保持環、以及可滑動地嚙合的柱塞組件(被局部地截面)，其具有進入到針回縮腔室的插塞擋件；[圖2]為圖1的裝置的縱向截面圖，其中，柱塞組件被截面，且當藉由柱塞組件的向前移動(由箭頭52示意性地指示)而開始針回縮時，保持環相對於針座的頭部及套筒被向前移動；[圖3]為取自圖1的放大截面細節圖；[圖4]為取自圖3的放大截面細節圖； [圖5]為適用於根據圖1的實施例配置之注射器的針座的後視透視圖；[圖6]為圖5的針座的放大縱向截面圖；[圖7]為適用於圖1的注射器的一個實施例的保持環的後視透視圖；[圖8]為通過圖7的保持環的縱向截面圖；[圖9]為如圖3一般的本發明的替代實施例的放大細節圖，其中，保持環與圖3中所顯示的實施例不同地配置；[圖10]為如圖3一般的本發明的另一個替代實施例的放大細節圖，其中，保持環及針座的頭部的外表面與圖3中所顯示的實施例不同地被協同地配置；[圖11]為如圖1一般的注射器的替代實施例的縱向截面圖，其中，柱塞組件的手柄的前端部向後呈階梯狀，以使柱塞手柄的前端部的一側將被施加到柱塞上的拇指力集中在保持環的一側上；以及[圖12]為如圖11一般的裝置的縱向截面圖，其中，柱塞組件的手柄的前端部被向後傾斜，以使柱塞手柄的前端部的一側將被施加到柱塞上的拇指力集中在保持環的一側上。
應理解的是，所附圖式並未按照比例繪製。
參照如圖1所示的注射器10，套筒12的後部分及注射器10的柱塞40被斷開以允許放大設置在注射器10的前方的元件。參照圖1、5及6，針座14的傾斜肩部74(圖6)坐落在套筒12的突出部分(nose portion)內，且針座14的前端17向前突出通過在突出部分的遠端中的開口。針15具有向前突出的斜角尖部及後部分，後部分藉由習知的方式通過針座14被固定到直徑可變的軸向孔32呈固定關係。針座14的近端部具有頭段18，頭段18具有較大直徑的外壁76，其形成面向前方的環形肩部。當彈簧25圍繞針座14的細長段而坐落在套筒12的突出部分內時，環形肩部抵靠於被壓縮的螺旋彈簧25的近端部，針座14的細長段在傾斜肩部74與頭段18的外壁76的遠端部之間延伸。在此配置中，當螺旋彈簧25在注射器10的組裝期間被壓縮時，其相對於套筒12的突出部分將針座14向後偏壓。
雖然如圖1所顯示的柱塞40被做成為具有柱塞密封件44，但當柱塞頭50在注射的過程中藉由施加拇指力而相對於套筒12被向前移動時，柱塞密封件44可向後滑 動到其鄰接於柱塞40之面向前方的環形肩部46的點。相反地，圖11中所見的注射器100被做成為具有不同配置的柱塞頭104及柱塞密封件106，在注射的過程中，柱塞密封件106在兩個環形肩部之間被保持於定位且無法相對於柱塞手柄軸向地滑動。然而，本發明的多功能針座及保持環組件適用於具有任一柱塞配置的注射器。
再次參照圖1，彈性保持環24被做成為具有內直徑，其小於頭段18的外直徑，且彈性保持環24的前部分理想地在組裝期間於頭段18的插入的過程中被展開，以利於插入針座14的頭段18之軸向延伸的外壁76。在將頭段18插入到彈性保持環24的前部分之後，以及在保持環24被設置在針座14的頭段18與套筒12的內側壁段26之間之後，彈性保持環24對針座14的頭段18施加足夠的保持力，以在針回縮之前的注射器10的使用期間抵抗保持環24周圍的相對運動或流體洩漏。其他如同在本文中所討論的性能益處亦可透過使用本發明之結構上被修改的多功能針座及保持環組件來達成。如同在本文中所使用的，詞語“多功能針座及保持環組件”(或簡稱為下文中所使用的“針座及保持環組件”)被理解為包括本發明的注射器10中的針座14及保 持環24之被安裝的組合。此種元件的協同配置組合在下文中關於圖式的圖1至10更詳細地被討論。
關於圖1、5及6揭露及描述本發明的另一個特徵。頭段18的近端部34包括進入針座14之直徑可變的孔32的近端部分中的開口，其進一步包括截錐段，截錐段具有設置在針座14的頭段18的近端部分中的壁表面20。在近端部34之截錐壁表面20的內側直徑理想地大於被類似地製成的傳統注射器之針座的後開口的內側直徑。其還足夠地小於在針座14的近端部34處之頭段18的外側直徑，使得頭段18的近端部34可承受由彈性保持環24施加於其上的壓縮力，而不會變形或塌陷。此特徵產生圍繞在針座14的近端部34處的後開口之相對狹窄的面向後方的環形表面。
頭段18的截錐內部壁表面20徑向向內地朝近端部34的前方漸斜，並形成通過針座14的流體流路64的近端部，其更有利於接收從套筒12的內部腔室22(圖1)進入針座14中的液體的平順流動，從而有助於減少注射器10的使用者在注射的過程中使柱塞40前進到套筒12內所需的拇指力。界定出流體流路64之孔32的直徑以大致恆定的比例減少，直到達到壁表面20之持續會聚(constant convergence)終止的點且軸向孔32的內側直徑被不同地配置以容納針座14內的針15的插入及固定附接為止。此針座配置提供用於醫療用流體之向內漸斜的流體流路64，醫療用流體在使用醫療用注射器10注射的過程中被由柱塞組件從套筒12推動到針15內。
圍繞延伸之較狹窄的面向後方的環形表面與在針座14的近端部34之較寬的後開口的組合共同用於減少小的氣泡累積或懸掛在由箭頭29(在圖9、10、11及12中可見)所標示之在圍繞針座14的近端部34處的開口的空間中。在本發明的一個實施例中，針座14的頭段18的後開口內的截錐段具有壁表面20，其從針座14的縱向軸線1002(在圖9及10中可見)以範圍從約40度到約50度，且較佳為約45度，的銳角被傾斜。在本發明的另一個實施例中，位於截錐段的壁表面20中且與針座的縱向軸線1002交會的線1000(在圖4、9及10中可見)亦在緊密地相鄰於保持環的後端部的點處與保持環之向後延伸的部分切線地交會。
藉由在維持針座14的頭段18之恆定的外側直徑及加寬由針座14的內部表面段20的近端邊緣所界定的開 口的同時使近端部表面34的寬度窄縮，建立進入流體流路64(圖3)之平順的流體流態勢，且在針座14的近端部34處提供較少的橫向表面區域，否則氣泡可能於其上累積在針座14後面。這種氣泡有時候會引起病患或臨床醫師的注意，或使這些人感覺到經由注射器10實施的劑量並不完全。又，相較於習知的可回縮注射器，由於針座14的近端部34及保持環24的近端部28的環形表面未被橫向地對齊，針座14及保持環24的近端部無法共同提供較寬的連續表面，使氣泡能夠在注射之前或在注射的過程中累積於此較寬的連續表面上圍繞針座的後開口。
在本發明之關於圖1、3及4來描述的另一個較佳實施例中，揭露了具有可選擇性地回縮的針15的注射器10，其還包括多功能針座及保持環組件，其中，保持環24之未被展開的近端部28向後延伸超過針座14的近端部34一段短的距離，此距離較佳地並未顯著地大於在針座14的近端部34處的環形表面之徑向寬度。保持環24相對於針座14的這種向後延伸形成相對短的、軸向地延伸的、徑向地未被展開的環形軸環69，其圍繞保持環24的近端部34徑向地向內抵壓。又，在組裝注射器10的過程中，套筒12內的 向內突起的環形“凸出”72可迫使由保持環24之徑向地未被展開的向後延伸的近端部28所形成的環形軸環69徑向地向內到針座14的近端部34的外邊緣後面。這些因素協同來使保持環24的近端部28在近端部34處向內擠壓到外壁76(圖6)後面，並從而減少針座14相對於保持環24向後滑動的可能性，而不會增加在注射之後的針回縮的過程中之向前推動保持環24離開外壁76所需的啟動力。
如果理想的是將本發明之新式多功能針座及保持環組件改裝到其他被類似地配置的先前技術的注射器之已知注射器套筒配置中，而不需重新設計或更換套筒，保持環24的軸向長度被保持且針座14的頭段18的軸向長度相對於保持環24被減少，以建立大致上未被展開的環形軸環69(圖3及4)。當保持環24被滿意地安裝在頭段18的外側壁與套筒12的內側壁段26之間時，頭段18的近端部34接著被設置在保持環24的近端部28之稍微向前的位置。在此同時，保持環24之遠端的面向前方的表面與針座14的頭段18之遠端的面向前方的環形表面理想地大致為齊平的。換言之，當保持環24在安裝的過程中於頭段18與套筒12的內側壁段26之間稍微被壓縮時，保持環24理想地具有一軸向長 度，此軸向長度超過針座14的頭段18的軸向長度，使得保持環24的近端部28圍繞針座14的近端部34形成短的向後延伸的軸環69。
在本發明的一個實施例中，保持環24的近端部28延伸到針座14的近端部34後面一段距離，此距離並未顯著地寬於在針座14的近端部34處之面向後方的環形表面的寬度。在本發明的另一個實施例中，位於針座14的截錐壁段20並與針座14的縱向軸線及流體通道64交會的線1000亦將較佳地在緊密地相鄰於保持環24的近端部28的點處與保持環24之向後延伸的未被展開的部分切線地交會。在這些較佳實施例中的每一個中，保持環24理想地被與針座14一起協同地配置，使得進入液體流動路徑64(圖3)的後開口具有向內漸斜的截錐壁表面20，如同上面所討論的。
在關於圖1、3至4及7至8所描述及揭露之本發明的另一個實施例中，注射器10具有可選擇性地回縮的針15，且還包括多功能針座14及保持環24的組件。保持環24理想地還包括面向內側的表面段58，其由面向內側的環形突出66分隔開，環形突出66在此實施例中被配置為梯形稜柱，其具有相對地傾斜的近端及遠端表面，相對地傾斜 的近端及遠端表面在面向內側的表面段58中的一者與設置在其間的大致平坦內表面66的對應側邊之間延伸。在圖3及4中，其逐漸地被放大以較佳地描繪保持環24與針座14的頭段18的外壁76(圖6)之間的面對及接觸表面，藉由與圖8中的保持環24的截面圖相比較，觀察到的是，在將保持環24安裝到套筒12的內側壁段26與針座14的頭段18的外壁之間的過程中，保持環24的本體68從套筒側及針座側兩者均被徑向地壓縮。此壓縮強化了限制針座14相對於保持環24的相對軸向移動以及保持環24相對於套筒12的內側壁段26的保持力，且還減少了通過保持環24之流體洩漏的可能性。扭曲的氣穴(air pocket)70(最佳見於圖4中)亦被認為用於強化由保持環24所施加之相對於頭段18及套筒12的內側壁段26的保持力。
參照圖9，揭露了本發明的另一個實施例，其中，不同配置的保持環80與針座14組合地被安裝，以產生不同配置的多功能針座及保持環組件。在此實施例中，保持環80再次被軸向地延長，或者，針座14的頭段18相對於保持環80被縮短，以再次產生具有近端部86之短環形軸環，近端部86從頭段18的近端部34向後延伸。如同上面關 於保持環24所討論的，保持環80之向後延伸到針座14的頭段18後面的一部分亦可向內壓縮到針座14的頭段18的近端部34後面，以增加兩者之間的軸向保持力。然而，在此實施例中，保持環80之面向內側的表面84缺少如同先前關於圖7至8所顯示及描述之面向內側的環形突出。
參照圖10，揭露了本發明的另一個實施例，其中，保持環80與具有頭段98的針座94組合地被安裝，以產生另一個不同配置的多功能針座及保持環組件。在此實施例中，保持環80再次被軸向地延長，或者，針座94的頭段98相對於保持環80被縮短，以再次產生具有近端部86之短環形軸環，近端部86從頭段98的近端部97向後延伸。如同上面關於保持環24所討論的，保持環80亦可向內壓縮到針座94的頭段98的近端部97後面，以增加兩者之間的軸向保持力。然而，在此實施例中，頭段98的外壁表面包括面向外側的環形突出96，其具有在近端側上的傾斜表面，其允許保持環80之大致圓柱形的內側表面在組裝期間以及在針回縮期間隨著注射器10的使用而向上滑動並越過環形突出96，如同下面關於圖1至2及11至12所討論的。然而，在注射器10的使用之前及使用期間，在環形突出96的遠端側 上之面向前方的方形肩部將會限制保持環80相對於針座94的頭段98的任何向後移動，如同在針“推入”的情況下可能會遇到的其他情況。
再次參照圖1，在使用注射器10的注射期間，柱塞頭42的前端部50被前進到套筒12內，迫使設置在體積可變的腔室22(未顯示)內的醫療用流體向前進入到設置在針座14的近端部34處的開口中，並接著通過針座14及針15。當前端部50接觸保持環24的近端部28時，對柱塞組件40之拇指力的持續施加開始了三個同時發生的移動：柱塞密封件44朝向面向前方的肩部46開始向後移動；保持環24沿著與針座14的頭段18的界面開始向前移動，將保持環24均勻地推離頭段18並進入環形空間30；以及柱塞插塞48朝向設置在柱塞插塞48後面的柱塞手柄內之同軸地對齊的針回縮腔室開始向後移動。
參照圖2，為了說明的目的將柱塞組件的零件移除，箭頭52描繪出保持環24的移動方向，且箭頭54描繪出針座14的移動方向。保持環24被顯示為處於一位置，在此位置處，其幾乎已完全地從針座14脫離，且被壓縮的彈簧25開始向後展開，向後驅動針座14及針15朝向同軸地 對齊的針回縮腔室。
再次參照圖1中的注射器10，所見的是，柱塞組件40的柱塞頭42的前端部50為圓形且橫切於注射器10的縱向軸線。參照圖11中的注射器100，所見的是，前端部104在柱塞102的一側上軸向地後退，使得前端部104的一個弓形區段將在其餘區段接觸保持環24之前與保持環24接觸，從而在保持環24的一側上首先將“拇指力”集中，以助於使其相對於針座14向前滑動。參照圖12中的注射器200，所見的是，前端部204在柱塞202的一側上被向後傾斜，使得前端部204的一個弓形區段將在其餘區段接觸保持環24之前與保持環24接觸，再次在保持環24的一側上首先將“拇指力”集中在相對短的弓形區段上，在這之後，拇指力逐漸地圍繞保持環24的近端部28的其餘區段被分佈，以助於使保持環24相對於針座14向前滑動。
在閱讀此說明書之後，本發明的其他益處、優點、實施例及修改對於熟知本領域技術人士而言很可能將變得清楚明瞭，且所欲的是本發明的範圍僅受到發明人及申請人合法地享有權利之說明書及申請專利範圍的最廣泛解釋之限制。
10:注射器
12:套筒
14:針座
15:針
17:前端
18:頭段
20:壁表面(內部表面段)
22:(內部)腔室
24:(彈性)保持環
25:(螺旋)彈簧
26:內側壁段
28:近端部
30:環形空間
32:(軸向)孔
34:近端部(表面)
40:柱塞(組件)
42:柱塞頭
44:柱塞密封件
46:面向前方的(環形)肩部
48:柱塞插塞
50:柱塞頭(前端部)

Claims (1)

  1. 一種注射器，具有套筒、柱塞組件、可回縮的針、以及被協同地配置的針座及保持環組件，其包括：該針座的頭段，進一步包括進入同軸地對齊的流體流路的後開口、以及位在該後開口的近側之截錐的面向內側的壁表面，該流體流路與該可回縮的針連通；以及彈性保持環，具有第一縱向地延伸的部分，其徑向地被展開並圍繞該針座的該頭段；以及第二縱向地延伸的軸環部分，其未被徑向地展開且向後延伸到該針座的該頭段後面；其中，該彈性保持環的該第二縱向地延伸的軸環部分與該截錐的面向內側的壁表面協同以減少使該柱塞組件前進到該套筒內所需的拇指力，並減少在注射的過程中進入該後開口到該流體流路中的流體中的紊流，以及減少任何在使用該注射器的過程中滯留於設置在該後開口周圍的流體中的氣泡。
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