WO2023136392A1 - 일회용 주사기 - Google Patents

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WO2023136392A1
WO2023136392A1 PCT/KR2022/001979 KR2022001979W WO2023136392A1 WO 2023136392 A1 WO2023136392 A1 WO 2023136392A1 KR 2022001979 W KR2022001979 W KR 2022001979W WO 2023136392 A1 WO2023136392 A1 WO 2023136392A1
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cylinder
plunger
piston
drug
disposable syringe
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PCT/KR2022/001979
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English (en)
French (fr)
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염현철
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메디허브 주식회사
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    • A61M2205/273—General characteristics of the apparatus preventing use preventing reuse, e.g. of disposables

Definitions

  • the present invention relates to a disposable syringe, in particular, by breaking a plunger inserted inside a cylinder of the syringe so that it can be easily separated from a piston so that it cannot be reused, and when the plunger is broken and separated, it can be attached to an adapter portion of an autoinjector. It relates to a disposable syringe that enables accurate drug administration by an automatic injector by exposing a detachable portion provided at the rear of a piston so as to be able to do so.
  • a commonly used disposable syringe is a syringe needle in which a cylinder storing a drug solution, a piston-type plunger that is inserted into an opening on one side of the cylinder and inhales the drug into the cylinder or forcibly discharges the drug solution filled in the cylinder to the outside, and an injection needle. It is composed of a drug injection port having a certain length protruding from the front center of the cylinder so that the hub can be inserted and fixed to supply the drug solution of the cylinder to the injection needle through a communication path formed in the center.
  • a cylinder 1 formed in a stepped state with a coupling pipe 2 at the front side having a space inside, and the space inside the cylinder moves forward and backward along the longitudinal direction of the cylinder 1.
  • a plunger 3 is inserted to be movable, and at the front side of the plunger 3, when the plunger 3 moves forward and backward, it moves together in airtight contact with the cylinder 1, providing compression or suction force.
  • the piston 4 is coupled to the cylinder 1, and the needle fixing pipe 5 is detachably coupled from the outside to the coupling pipe 2 formed in the cylinder 1, and the needle fixing pipe 5 has the patient's A structure in which an injection needle (6) is fixed so as to be inserted into the skin, and a needle protection cap (7) is detachably coupled to the injection needle fixing tube (5) to protect the injection needle (6) in a completely wrapped state. am.
  • the user has previously installed the injection needle protection cap 7 protecting the injection needle 5 fixed to the injection needle fixing tube 5.
  • the injection needle ( The end of 6) is submerged in the injection liquid filled in the vial, and then the plunger 3 is pulled backward so that the piston 4 moves backward together with the plunger 3.
  • the suction force is provided to the space in the cylinder 1, so that the injection liquid filled in the vial is injected during this process. It is sucked through the injection needle 6 fixed to the needle fixing tube 5 and filled in the space in the cylinder 1.
  • the user moves the cylinder 1 toward the front, toward the patient, inserts the injection needle 6 into the patient's skin, and then pushes the plunger 3 to push the plunger 3 to the piston (
  • When 4) is moved forward, as a compression force is provided to one side of the piston 4 in the space in the cylinder 1, the injection liquid filled in the space in the cylinder 1 receives the compression force, and the coupling pipe formed in the cylinder 1 ( 2), and the injection solution that has passed through the coupling tube 2 continues to be administered into the patient's skin through the injection needle 6 fixed to the needle fixing tube 5.
  • the needle protective cap 7 which has been separated, is re-coupled to the needle fixing tube 5 coupled to the coupling tube 2 of the cylinder 1, so that the needle protective cap 7
  • the injection needle 5 can be completely wrapped and protected, and then discarded.
  • An object of the present invention is to provide a disposable syringe capable of receiving a fixed amount of a drug in a cylinder and administering a fixed amount to a patient by the operation of the autoinjector when the detachable portion is naturally exposed and the detachable portion is fastened to the autoinjector.
  • Disposable syringe of the present invention for achieving the above object,
  • a cylinder having a connection to which the needle is connected to the front side
  • a piston coupled to the front side of the plunger, closely attached to the inner surface of the cylinder, and transported together with the plunger to inhale and accommodate the drug into the cylinder or administer the contained drug;
  • a disposable syringe composed of,
  • a detachable part is provided at the rear end of the piston to receive forward and backward transfer power by being connected to the rod fastening part of the autoinjector, and the plunger is detachably connected to the piston or the detachable part at the rear side of the detachable part.
  • the plunger is provided with a central vertical connection portion vertically protruding forward from the center of the front end, and an auxiliary vertical connection portion vertically protruding forward from both sides of the central vertical connection portion,
  • the front end of the central vertical connection part is connected to the rear end of the piston, and the front end of the auxiliary vertical connection part is connected to the rear end of the detachable part.
  • the detachable part has a pair of protrusions protruding from the rear of the piston to both sides, and the pair of protrusions have a fastening groove formed symmetrically in the circumferential direction, after which the protrusion formed on the rod fastening part of the automatic injector is inserted. It is configured to be fastened while rotating.
  • a gasket is mounted on the piston, the gasket protrudes forward and has an insertion protrusion inserted into the connecting portion, the front side of the gasket is formed in a conical shape, and the insertion protrusion protrudes forward from the center. It is configured to protrude into.
  • the plunger is bent and separated from the piston so that it cannot be reused, thereby eliminating the risk of infection due to reuse of the syringe.
  • the automatic injector enables quantitative inhalation and quantitative administration of the drug, which has the advantage of preventing waste of the drug and medical accidents caused by errors in dosage. .
  • Figure 1 is a view showing the structure of a safety syringe according to the prior art.
  • Figure 2 is a view showing a plunger and piston structure applied to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a gasket mounted on a piston
  • Figure 4 is a side structural view of Figure 2;
  • Figure 5 is a view showing the structure of the detachable portion and the vertical connection portion.
  • Figure 6 is a diagram showing the structure of the detachable part in a state in which the plunger is separated.
  • Figure 7 is a diagram showing a state in which a disposable syringe is mounted on an auto-injector.
  • Figure 8 is a view showing the adapter structure of the auto-injector.
  • Fig. 9 shows another form of an adapter structure
  • FIG. 10 is a view for explaining a state in which a detachable part of a disposable injector is fastened to an automatic injector to inject a drug.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a plunger and a piston applied to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a gasket mounted on the piston
  • FIG. 4 is a side view of the structure of FIG.
  • FIG. 5 is a view showing the structure of the detachable part and the vertical connection part
  • Figure 6 is a view showing the structure of the detachable part in a state in which the plunger is separated
  • Figure 7 is a view showing a state in which a disposable syringe is mounted on an automatic injector.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing an adapter structure
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a state in which a detachable part of a disposable injector is fastened to an autoinjector to inject a drug.
  • the cylinder structure of the disposable syringe applied in the present invention is the same as or similar to the cylinder structure of a general disposable syringe. As shown in FIG. It is configured, and the connection part 210 has a connection space therein, and performs a function of delivering the drug from the inside of the cylinder 200.
  • connection part 210 The needle mounting method and shape of the connection part 210 are not limited to the illustrated embodiment.
  • An opening is formed at the rear side of the cylinder 200, and an external force can act on the plunger 100 from the rear side for drug delivery to the front side. Accordingly, the plunger 130 inserted into the opening is connected to the gasket 130 mounted on the front side to push the drug inside the cylinder 200 and sealed so as not to leak to the rear side.
  • the cylinder 200 and the plunger 100 may be made of a synthetic resin material in consideration of moldability and economic feasibility, and known technologies related to disposable syringes may be applied to the material in the configurations of the present invention.
  • a piston 110 is located at the front of the plunger 100 inserted into the cylinder 200, and a gasket mounting portion 120 is provided at the front of the piston 110, so that the gasket mounting portion 120 Outside, as shown in Figure 3, it is mounted on the gasket 130 and fixed while being integrated.
  • the gasket 130 adheres to the inner surface of the cylinder 200 to prevent leakage from the drug accommodation space in the front portion of the gasket 130 to the rear while airtightly pressurizing the drug in the drug accommodation space through the connection portion 210. It will be passed on to you.
  • a sealing portion 131 that closely adheres to the inner surface of the cylinder 200 is formed, and the gasket 130 protrudes forward of the sealing portion 131 to secure the cylinder 200. It has an insertion protrusion 132 inserted into the connection part 210 to which the needle is coupled.
  • the sealing part 131 is preferably formed in a conical shape so that the outer side is spaced apart from the front inner surface of the cylinder 200 to form a negative pressure toward the connection part.
  • the sealing part 131 is made of a material having a predetermined flexibility and sealing property and has a shape capable of sealing by being in close contact with the inner wall surface of the cylinder 200 at the outer periphery. It is inserted into the connection part 210 of the sealing part 131 and performs a function of minimizing the remaining amount (LDS: Low Dead Space) after injecting the drug.
  • LDS Low Dead Space
  • the sealing part 131 has a cylindrical shape substantially corresponding to the inner circumference of the cylinder 200, and one or more ring shapes protrude from the outer periphery to rub against the inner circumferential surface of the cylinder 200.
  • a cylindrical insertion protrusion 132 extending forward is formed at the center of the front of the sealing part 131, and the diameter of the insertion protrusion 132 may correspond to the inner diameter of the connection part 210, and is substantially inserted. Considering the frictional force and tolerance, etc., it is preferable that the diameter of the insertion protrusion 132 is slightly smaller than the inner diameter of the connection part 210. Also, the length of the insertion protrusion 132 may substantially correspond to the length of the connecting portion 210 .
  • the front inner surface of the cylinder 200 where the connecting portion 210 is disposed has a flat plate shape perpendicular to the longitudinal direction.
  • the front side of the sealing part 131 where the insertion protrusion 132 of the gasket 130 extends has a conical shape so that the central portion protrudes forward, and the shape does not correspond to the front inner surface of the cylinder 200. . This serves to temporarily provide a negative pressure to the needle side upon completion of injection and prevent leakage of residual drug.
  • the problem of drug remaining in the connection part 210 and being wasted is basically solved, and it is economical because it can secure the maximum drug capacity in the limited vial capacity. In other words, it should be noted that it is efficient from the point of view of health because more population can be vaccinated.
  • this structure of the gasket 130 functions as a minimal residual syringe (LDS) and at the same time performs a dual function of preventing leakage of the minimum residual amount by temporarily aspirating by a conical shape when the injection is completed.
  • LDS minimal residual syringe
  • the plunger part 100 may have a cylindrical shape as a whole, but may be formed in a form in which a plurality of ribs are connected in consideration of space and productivity.
  • the plunger 100 allows an external force applied from the rear side to be transferred to the front gasket 130, and the shape, size and length are optional.
  • the length of the plunger 100 may be made in consideration of the length and operating stroke of the cylinder 200, and the rear end has a push surface that contacts a finger like a conventional disposable syringe.
  • the detachable part 140 for coupling with the operating member of the automatic injector is configured at the rear end of the piston 110.
  • the detachable part ( 140) may be configured in a form in which a pair of protrusions formed in the radial direction of the rod fastening part of the automatic injector to be described later, symmetrically in the circumferential direction, can be inserted and rotated by 90 ° to be fastened.
  • the detachable part 140 has a structure of a pair of protrusions 141 and 143 protruding on both sides and forming fastening grooves 142 and 144 symmetrically in the circumferential direction.
  • the coupling between the pair of protrusions 141 and 143 and the rod fastening portion 370 is as described above.
  • the space between the pair of protrusions 141 and 143 can function as a connection space with the plunger 100 as well as a fastening space for the rod fastening part 370 .
  • the rear surface of the detachable part 140 can be provided with a forward conveying force as the pushing surface 145, and also the rear end surfaces of the protrusions 141 and 143 can also act as a pushing surface to receive the forward conveying force.
  • the plunger 100 is arranged in a line facing the detachable part 140 and has a structure connected between the detachable part 140 and the plunger part 100 .
  • a central vertical connection part 151 protrudes forward from the center of the front end of the plunger part 100, and the front end of the center vertical connection part 151 is the rear end of the piston 110, that is, the detachable part 140 It is connected to the push surface 145 through the space between the protrusions 141 and 143 of the.
  • auxiliary vertical connection parts 152 and 153 protrude forward and are connected to the rear end surfaces of the protrusion parts 141 and 143.
  • the transfer force pushed or pulled by hand in a state in which the plunger 100 and the detachable portion 140 are connected is transmitted to the detachable portion 140 through the vertical connecting portions 151, 152, and 153.
  • the plunger 100 is removed from the detachable part 140, and the rod fastening part 370 is fastened to the detachable part 140 to receive the transfer power of the push rod.
  • the forward and backward force of the plunger 100 is mainly supported by the vertical connection parts 151, 152, and 153, and when the plunger 100 and the detachable part 140 are separated, the protruding parts 141 and 143 are opened in the lateral direction.
  • the plunger 100 By bending the plunger 100, the connected state of the vertical connection parts 151, 152, and 153 is disconnected, so that it can be completely separated from the piston 110.
  • the detachable part 140 is exposed so that the drug can be automatically injected by attaching it to an automatic injector.
  • the automatic injector 300 is disposable on its front side.
  • the cylinder 200 of the syringe may be coupled to be detachable, and the cylinder 200 is provided with a piston 110 from which the plunger 100 is removed together with the detachable part 140 so that the autoinjector 300 can It can perform the function of loading and injecting the drug into the accommodation space.
  • the automatic injector 300 may include a push rod for performing a forward and/or backward operation by an electrical control signal by coupling the detachable part 140 built in the cylinder 200 to the distal end.
  • the automatic injector 300 may include one or more switch units 350 for controlling a predetermined operation, and the switch unit 350 transmits a control signal to a motor accommodated in the housing to push according to rotation. It may function to advance and/or retract a rod (reference number not shown), or to select a mode for advancing and/or retracting.
  • the automatic injector 300 will be able to control operation elements such as injection operation, more precisely, the injection direction and speed of the push rod through a control unit built in or connected to the outside by wire or wirelessly.
  • the driving control signal corresponding to the automatic injection mode and the manual injection mode may be changed in conjunction with the input of the switch unit 350 and transmitted to an actuator such as a motor.
  • injection is started by the input of the switch unit 350, and when it is in a hold state according to the additional input of the switch unit 350, it is changed to an automatic injection mode and injected according to the preset drug injection amount and time ( injection) can be performed. Therefore, the automatic injector 300 performs a function of accurately controlling the amount of drug at a required pressure by a predetermined control operation.
  • a built-in motor is driven by a signal from the control unit 3000, and the rotational force of the motor is converted into forward or backward movement for a predetermined push rod, which is transmitted to the piston 110.
  • the autoinjector 300 may include a display unit 360 disposed on one side of the housing to display a screen including a selection menu for the injection speed and / or injection amount of the water body,
  • the display unit 360 may select a mode according to the drug to be injected or equipment to be installed.
  • the push rod can be drawn in and out of the front side of the automatic injector 300, and a rod fastening part 370 is formed at the end of the push rod to couple the detachable part 140 of the cylinder 200 to it.
  • Such an automatic injector 300 may be a versatile instrument so that it can be used for more diverse purposes (for example, a dental anesthetic injection device, a maxillary sinus hydraulic lifter, a medical drug injector, etc.), and the cylinder 200 is mounted thereon.
  • the adapter 340 may be interposed.
  • the cylinder 200 is connected through the adapter 340, and a predetermined drug may be loaded into the autoinjector 300.
  • a piston 110 and a gasket 130 are inserted into the cylinder 200, and the piston 110 is connected to a push rod to provide positive or negative pressure toward the needle.
  • the automatic injector 300 may be gripped or placed with one hand, and injection may be performed by contacting the patient's affected area with the other hand, which is the same as in the case of a conventional manual syringe.
  • the automatic injector 300 extends the handle part 310 downward so that the hand can be wrapped, and the upper front side and the handle part adjacent to the adapter 340 ( 310) is formed with a grip part 320 so that fingers (eg, thumb and index finger) can be wrapped around the upper side.
  • fingers eg, thumb and index finger
  • the aforementioned switch unit 350 is preferably disposed on the grip unit 320 for precision of operation.
  • a detachable button 330 for detaching the adapter 340 may be added adjacent to a portion where the adapter 340 is disposed, and a known hook or hanging method may be applied to the detachable button 330.
  • the autoinjector 300 may receive external power or supply power to a motor through a built-in battery.
  • a mode selection button (reference number not indicated) may be added adjacent to the display unit 360 .
  • An adapter 340 is attached to the front end of the autoinjector 300, and the cylinder 200 is attached to the adapter 340.
  • the cylinder 200 is attached to the adapter 340.
  • the detachable part 140 is first fastened, and the rod fastening part 370 at the end of the push rod exposed toward the center of the adapter 340 and the detachable part 140 can be mutually fastened. .
  • the fastening method be simple.
  • the detachable part 140 and the rod fastening part 340 can be conveniently made in a 90° rotation method.
  • the loading of the drug is initiated in a state in which the autoinjector 300 and the cylinder 200 are coupled, and a two-step procedure is performed for this purpose.
  • the auto-injector 300 allows the push rod to move forward as much as possible and remove the internal space by a predetermined loading preparation input. At this time, the gasket 130 moves forward as much as possible inside the cylinder 200 and is in close contact with the inner wall surface of the front of the cylinder 200 .
  • the gasket 130 has sealing properties and is made of a relatively flexible material, a predetermined deformation is possible.
  • a suction force can be generated by utilizing a predetermined inner space of the barrel, and a detailed description related to this will be described later.
  • the state in which the gasket 130 is in close contact with the front inner surface of the cylinder 200 is a state in which the drug is sucked from the vial and ready for loading, and the drug is injected into the body.
  • adhesion and deformation of the gasket 130 to the inner wall of the cylinder 200 by the push rod may be set differently in the loading preparation state and the injection completion state.
  • the push rod is completely advanced, and the gasket 130 adheres to and deforms the front inner wall surface of the cylinder 200 to completely remove the inner space, and after inserting the needle into the vial, a certain user According to the input, a set amount is sucked into the cylinder 200.
  • the retracting distance of the push rod for the suction may be formed to be somewhat longer than the amount injected into the body.
  • the push rod moves forward for a predetermined distance so that air inside can be removed.
  • the stroke of the push rod or gasket 130 for removing air may be based on a preset value, but in some cases, it is also possible for the user to check with the naked eye and control the switch unit 350 to set the forward position. .
  • air bubbles should be placed in a direction opposite to gravity, and the automatic injector 300 may perform guidance using sound, voice, display, or light emission for this purpose.
  • a detection unit to which an inclination sensor is added is provided in the automatic injector 300 and the cylinder 200 is disposed upwards. It is also conceivable to wait until the air removal is started automatically after reaching the vertical position.
  • the position at which the air removal is completed is defined as an initial position or a zero point.
  • the needle is inserted into the body and the push rod moves forward from the initial position to inject the drug into the accommodation space.
  • Such injection speed and stroke may be made according to set values.
  • the stroke value may be automatically adjusted according to the initial position.
  • the volume is small and subcutaneous or intramuscular injection is performed, so monitoring such as tenderness can be omitted, and there is relatively little need to adapt to the situation in adjusting the injection pressure. Therefore, in the case of vaccine injection mode, it would be desirable for the autoinjector 300 to maintain the set speed and dose for more inoculations.
  • the exhausted cylinder 200 is removed from the adapter 340 and the unused cylinder 200 is replaced and used. This removal may be performed in the reverse order of the mounting step.
  • the forward pressure by the push rod is transmitted to the gasket 130 and may be in a deformed state.
  • the push rod of a predetermined distance is moved backward to remove the pressure, and suction can be additionally performed by the elastic restoring force of the gasket 130 .
  • FIG 8 and 9 are perspective views showing an example of an adapter 340 for connecting the cylinder 200 and the autoinjector 300.
  • the adapter 340 is formed to correspond to the shape and size of the cylinder 2000, and can be used for various purposes depending on the adapter 340 mounted on the autoinjector 300 as described above.
  • the adapter 340 is composed of a mounting body 341 capable of covering the front side of the housing of the autoinjector 300 as a whole, and a structure fastening the cylinder 200 in front of the mounting body 3410.
  • the mounting body 341 may be formed in a cylindrical shape as a whole, but this shape is optional.
  • a through hole (reference number not shown) through which the push rod can move forward and backward is formed at the center of the mounting body 341, and the rod fastening portion 370 at the end of the push rod is exposed, as shown in FIG.
  • the rod fastening part 370 has a pair of radially formed protrusions so that it can be detachably fastened to the detachable part 140, and the rod fastening part 370 moves forward from the mounting body 341 toward the outer circumference of the rod fastening part 370.
  • a protruding cylinder mounting portion 343 is formed.
  • the cylinder mounting portion 343 can be formed with a pair of flange insertion portions 344 into which the flange portion of the rear end of the cylinder 200 can be inserted, and, like the rod fastening portion 370, after being inserted by 90° rotation
  • a stopping portion 345 in the form of a stopper may be formed at the end of the flange insertion portion 344 in the rotational direction so that mounting may be completed.
  • a further extended under guide 342 may be formed at the rear lower side of the mounting body 341, which guides the insertion of the adapter 340 during the mounting process and at the same time supports the downward load for more robust mounting. can function to make this possible.
  • the rod fastening part 370 While guiding the adapter 340 with the under guide 342 facing the automatic injector 300, the rod fastening part 370 is fastened to be inserted into the central through hole, and then the rear end of the piston 110 is detached.
  • Mounting of the cylinder 200 may be completed by fastening the rod fastening part 370 to the part 140 and fastening the flange of the cylinder 200 to the flange mounting part 343.
  • an adapter for mounting a disposable syringe having a capacity of 2cc an adapter for mounting a disposable syringe having a capacity of 5cc and 100cc.
  • Figure 10 is to explain the process in which the disposable syringe of the present invention is mounted on the automatic injector 300 and operates. By fastening the adapter 340 and the rod fastening unit 370, forward and backward power may be provided.
  • connection part ( 210) is discharged through.
  • An injection element such as a predetermined needle may be applied to the connection part 210, and a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 9 shows a state in which the piston 110 is disposed at a predetermined injection start position and contains the drug in the accommodation space.
  • the drug is stored in the pre-injection stage, and when the needle coupled to the connection part 210 is inserted into the human body to prepare for injection, the push rod of the automatic injector 300 pushes the gasket 130 forward while moving.
  • the gasket 130 moves forward, the drug in the accommodation space is exhausted, and the insertion protrusion 132 starts to enter the inside of the connection part 210.
  • 5(b) is a schematic diagram showing a state in which injection is completed.
  • the shape of the front inner surface of the cylinder 200 and the seal portion 131 of the gasket 130 are controlled to perform a predetermined aspiration function.
  • the front portion of the sealing portion 131 is deformed and adhered to the front inner surface of the cylinder 200 to compress the front outer circumferential space. Accordingly, the drug remaining on the outer periphery of the front can be injected through the gap between the insertion protrusion 132 and the inner circumferential surface of the connecting portion 210.
  • the elastic restoring force of the sealing unit 131 acts to restore the front outer circumferential space, and this space provides negative pressure to the connection unit 210 so that the remaining drug at the nozzle side does not leak to the outside. to perform a rationing function.

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Abstract

본 발명은 일회용 주사기에 관한 것으로, 특히 주사기의 실린더 내측에 삽입된 플런저를 꺽어서 피스톤과 쉽게 분리되도록 함으로써 재사용이 불가능하게 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리하였을 때 자동주사기의 어댑터 부위에 장착할 수 있도록 피스톤의 후방에 구비된 착탈부가 노출되도록 하여 자동주사기에 의해 정확한 약물의 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더; 상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저; 상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서, 상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된다.

Description

일회용 주사기
본 발명은 일회용 주사기에 관한 것으로, 특히 주사기의 실린더 내측에 삽입된 플런저를 꺽어서 피스톤과 쉽게 분리되도록 함으로써 재사용이 불가능하게 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리하였을 때 자동주사기의 어댑터 부위에 장착할 수 있도록 피스톤의 후방에 구비된 착탈부가 노출되도록 하여 자동주사기에 의해 정확한 약물의 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 일회용 주사기는 약액이 저장되는 실린더와, 상기 실린더 일측 개구부로 삽입되어 실린더 내부에 약물을 흡입하거나 이에 채워진 약액을 외부로 강제 배출시키는 피스톤형의 플런저와, 주사바늘이 결합된 주사바늘 허브를 끼워 고정할 수 있도록 상기 실린더의 전방 중심부에 일정 길이 돌출 형성되어 그 중심부에 형성된 소통로를 통해 실린더의 약액을 주사바늘로 공급되도록 하는 일정 길이의 약액 주입구로 구성된다.
이와 같은 주사기는 약액 주입구에 주사바늘을 연결하여 환자의 피부에 직접 바늘을 찔러 넣어 약액을 주입하는 것이 일반적이지만, 필요에 따라 주사바늘을 분리하고 다른 약액 공급장치나 약액 공급수단에 약액 주입구를 연결하여 약액을 추가로 공급하는 경우에도 사용된다.
대한민국 공개특허 제10-2004-0101898호는 종래기술의 일회용 주사기를 공개하고 있으며, 도1은 이에 대한 분해사시도이다.
구체적으로 살펴보면, 내부에 공간부를 가지며 전방쪽에는 결합관(2)이 단차진 상태로 형성된 실린더(1)가 있고, 상기 실린더 내의 공간부에는 실린더(1)의 길이방향을 따라 전,후방향으로 이동될 수 있도록 플런저(3)가 끼워져 있으며, 상기 플런저(3)의 전방쪽에는 플런저(3)의 전방 및 후방이동시 실린더(1)와 기밀접촉된 상태로 함께 이동하면서 압축력을 제공하거나 흡입력을 제공하도록 피스톤(4)이 결합되어 있고, 상기 실린더(1)에 형성된 결합관(2)에는 바깥쪽에서 주사바늘 고정관(5)이 분리 가능하게 결합되어 있으며, 상기 주사바늘 고정관(5)에는 사용시 환자의 피부속으로 꽂히도록 주사바늘(6)이 고정되어 있고, 상기 주사바늘 고정관(5)에는 주사바늘(6)을 완전히 감싼 상태에서 보호하도록 분리가능하게 주사바늘 보호캡(7)이 결합되어 있는 구조이다.
이와 같은 일반적인 일회용 주사기의 사용 과정을 설명하면 다음과 같다.
주사하기 전 피스톤(4)이 구비된 플런저(3)가 후방쪽으로 이동되어 있는 상태에서는 실린더(1) 내의 공간 중 플런저(3)에 결합된 피스톤(4)의 일측에 주사액이 흡입되어 채워져 있다.
상기에서 실린더(1) 내의 공간부로 주사액이 흡입되어 채워지도록 하기 위해서는 그 이전에 사용자가 주사바늘 고정관(5)에 고정된 상태의 주사바늘(5)을 보호하고 있는 주사바늘 보호캡(7)을 상기 주사바늘 고정관(5)에서 분리시켜 상기 주사바늘(6)이 외부에 노출되도록 함과 함께 상기 실린더(1)의 공간부에 끼워진 플런저(3)를 전방쪽으로 밀어 이동시킨 상태에서 상기 주사바늘(6)의 끝단이 바이알(Vial)에 채워져 있는 주사액에 잠기도록 한 다음 상기 플런저(3)를 다시 후방으로 잡아당겨 상기 플런저(3)와 함께 피스톤(4)이 후방으로 이동되도록 하여야 하는데, 상기에서 플런저(3)에 결합된 피스톤(4)이 플런저(3)의 잡아당김에 의해 후방으로 이동될 경우에는 상기 실린더(1) 내의 공간부로 흡입력이 제공됨에 따라 이 과정에서 바이알에 채워져 있는 주사액이 주사바늘 고정관(5)에 고정되어 있는 주사바늘(6)을 통해 흡입되어 실린더(1) 내의 공간부에 채워진다.
이와 같은 상태에서 사용자가 실린더(1)를 환자쪽인 전방쪽으로 이동시켜 주사바늘(6)을 환자의 피부 속으로 꽂아 넣은 다음 플런저(3)를 밀어서 상기 밀대플런저(3)에 구비되어 있는 피스톤(4)을 전방쪽으로 이동시키면 상기 실린더(1) 내의 공간 중 피스톤(4) 일측에 압축력이 제공됨에 따라 상기 실린더(1) 내의 공간에 채워져 있는 주사액이 압축력을 받으면서 실린더(1)에 형성된 결합관(2)을 빠져나가고, 상기 결합관(2)을 빠져나간 주사액은 계속해서 주사바늘 고정관(5)에 고정되어 있는 주사바늘(6)을 통해 환자의 피부속으로 들어가는 투약이 이루어진다.
이렇게 일회용 주사기의 사용 후에는 분리되었던 주사바늘 보호캡(7)을 실린더(1)의 결합관(2)에 결합되어 있는 주사바늘 고정관(5)에 다시 결합시켜 상기 주사바늘 보호캡(7)이 주사바늘(5)을 완전히 감싼상태에서 보호하도록 한 다음 폐기하면 된다.
이와 같은 일반적인 일회용 주사기에 있어서는 재사용이 불가능하도록 폐기하는 것이 강력히 요구되는데, 현재 코로나 19에 의한 팬데믹 상황하에서 일회용 주사기의 공급이 원활하지 않아 의료기관에서 일회용 주사기를 재사용하는 경우가 발생하고 있고, 또한 의료진의 고의 또는 실수로 인하여 재사용되는 경우가 발생하고 있어서 각종 병원균이나 바이러스의 감염이 크게 우려되는 상황이 발생하고 있다.
또한, 일회용 주사기에 정량 수용과 주입에 관한 기술적 개선이 요청되고 있다. 즉, 의료진이 바이알(Vial)에 주사바늘(5)을 끼워넣어 주사액을 흡입하여 1회 주사 용량을 채워 넣고, 다시 일정 스트록 밀어 넣어 주사액이 수용된 실린더(1) 내부의 에어를 제거하며, 주사바늘(5)을 신체에 삽입한 후 약물을 주입하는 과정을 거치는 과정에서 각각의 플런저(3) 조작 과정에서 어느 정도 여분을 감안하여야 하기 때문에 폐기되는 약물은 상존하여 온 것이다.
더군다나, 각각의 과정들이 사람의 감각에 의존하기 때문에 부정확하여 상기 문제는 더욱 심화되며, 바이알에 수용되는 수회분의 주사 용량은 늘 버려지는 양을 충분히 감안하여 설정되고 있다.
그러나, 코로나 19에 의한 팬데믹과 같은 전세계적 재난 상황 등에서 백신의 공급량이 지극히 제한되고 있고 신속한 백신의 확보와 대규모 접종이 필요한 상황에서 상기 백신 잔량의 낭비는 국가적인 손실로 이어질 가능성이 있다.
<선행기술문헌>
1. 대한민국 공개특허 제10-2004-0101898호
(일회용 안전주사기)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 일회용 주사기를 사용한 이후에는 플런저를 꺽어서 피스톤과 분리할 수 있도록 함으로써 재사용이 불가능하도록 함은 물론, 플런저를 꺽어서 분리아였을 때 피스톤 후방에 구비된 착탈부가 자연스럽게 노출되도록 하여 착탈부를 자동주사기에 체결한 경우에는 자동주사기의 동작에 의해 실린더 내에 약물의 정량 수용 및 환자에게 정량 투약이 가능하도록 한 일회용 주사기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일회용 주사기는,
전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더;
상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저;
상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서,
상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플런저는 선단 중심부위로부터 전방으로 수직 돌출된 중앙 수직연결부가 구비되고, 상기 중앙 수직연결부의 양측으로부터 전방으로 수직 돌출된 보조 수직연결부가 구비되며,
상기 중앙 수직연결부의 선단은 상기 피스톤의 후단부위에 연결되고, 상기 보조 수직연결부의 선단은 상기 착탈부의 후단부위에 연결되도록 구성된다.
또한, 상기 착탈부는 상기 피스톤의 후방에서 양측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부를 가지며, 상기 한 쌍의 돌출부에는 원주방향에 대칭되게 체결홈이 형성되어 자동주사기의 로드체결부에 형성된 돌기가 삽입된 후 회동하면서 체결되도록 구성된다.
또한, 상기 피스톤에는 가스켓이 장착되고, 상기 가스켓은 전방으로 돌출되어 상기 연결부의 내부에 삽입되는 삽입돌부를 구비하며, 상기 가스켓은 전방측이 원추형상으로 이루어지고, 상기 삽입돌부는 중심부위로부터 전방으로 돌출되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 일회용 주사기의 사용 후에는 플런저를 꺽어서 피스톤과 분리시켜 재사용이 불가능하도록 함으로써 주사기의 재사용에 의한 감염우려를 해소하였으며, 또한 플러저를 분리시켰을 때 착탈부가 노출됨으로써 착탈부를 자동주사기의 로드체결부에 체결하였을 경우에는 자동주사기에 의해 약물의 정량 흡입 및 정량 투약이 가능하게 되어 약물의 낭비를 방지함과 동시에 투약량의 오류에 의한 의료사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 일회용주사기에 주사액의 잔량이 남지않아 이 또한 환자에게 정확한 용량을 투여할 수 있을 뿐만 아니라, 팬데믹 하에서 백신의 잔량까지 모두 사용할 수 있게 되므로, 한정된 백신으로 더 많은 접종이 이루어질 수 있는 장점도 있다.
도1은 종래기술에 의한 안전 주사기의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 적용된 플런저와 피스톤 구조를 보인 도.
도3은 피스톤에 장착되는 가스켓의 구조를 보인 도.
도4는 도2의 측면 구조도.
도5는 착탈부와 수직연결부의 구조를 보인 도.
도6은 플런저가 분리된 상태에서의 착탈부의 구조를 보인 도.
도7은 자동 주사기에 일회용 주사기가 장착되는 상태를 보인 도.
도8은 자동 주사기의 어댑터 구조를 보인 도.
도9는 어댑터 구조의 다른 형태를 보인 도.
도10은 자동 주사기에 일회용 주사기의 착탈부가 체결되어 약물을 주입하는 상태를 설명하기 위한 도.
*부호의 설명*
100 : 플런저
110 : 피스톤
120 : 가스켓 장착부
130 : 가스켓
131 : 실링부
132 : 삽입돌부
140 : 착탈부
141,143 : 돌출부
142,144 : 체결홈
145 : 푸시면
151,152,153 : 수직연결부
200 : 실린더
210 : 연결부
300 : 자동주사기
340 : 어댑터
370 : 로드체결부
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도2는 본 발명에 적용된 플런저와 피스톤 구조를 보인 도이고, 도3은 피스톤에 장착되는 가스켓의 구조를 보인 도이며, 도4는 도2의 측면 구조도이다.
도5는 착탈부와 수직연결부의 구조를 보인 도이고, 도6은 플런저가 분리된 상태에서의 착탈부의 구조를 보인 도이며, 도7은 자동 주사기에 일회용 주사기가 장착되는 상태를 보인 도이다. 그리고, 도8 및 도9는 어댑터 구조를 보인 도이고, 도10은 자동 주사기에 일회용 주사기의 착탈부가 체결되어 약물을 주입하는 상태를 설명하기 위한 도이다.
본 발명에서 적용된 일회용 주사기의 실린더 구조는 일반적인 일회용 주사기의 실린더 구조와 동일하거나 유사하게 되는데, 도9에서와 같이 실린더(200)는 일단에 니들(미도시)을 장착할 수 있는 연결부(210)가 구성되어 있고, 상기 연결부(210)는 내부에 연결공간을 가지고 있어서, 실린더(200) 내부로부터의 약물을 전달하는 기능을 수행한다.
상기 연결부(210)의 니들 장착 방식과 형상은 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상기 실린더(200)의 후측에는 개구가 형성되며, 전방측으로의 약물 전달을 위하여 후방에서 플런저(100)에 외력이 작용할 수 있도록 하는 것이다. 이에, 상기 개구측으로 삽입되는 플런저(130)는 전방에 장착된 가스켓(130)과 연결되어 실린더(200) 내부의 약물을 밀어넣으면서 후측으로 누설되지 않도록 실링된다.
이러한 실린더(200)와 플런저(100)는 성형성 및 경제성을 고려하여 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 구성들에서 재질과 관련되어서는 일회용 주사기 관련 공지기술이 적용될 수 있을 것이다.
상기 실린더(200)의 내측으로 삽입되는 플런저(100)의 전방부위에는 피스톤(110)이 위치하며, 상기 피스톤(110)의 전방부위에는 가스켓 장착부(120)가 구비됨으로써 이 가스켓 장착부(120)의 외측으로는 도3에서와 같이 가스켓(130)에 장착되어 일체화되면서 고정된다.
상기 가스켓(130)은 실린더(200)의 내측면에 밀착됨으로써 가스켓(130) 전방부위의 약물 수용공간으로부터 후방으로 누설되는 것을 방지하면서 약물 수용공간의 약물을 기밀하게 가압하여 연결부(210)를 통해 니들로 전달하게 되는 것이다.
이러한 가스켓(130)은 가스켓 장착부(120)의 외측으로 끼워지면서 실린더(200)의 내면에 밀착하는 실링부(131)가 형성되고, 상기 실링부(131)의 전방으로 돌출되어 실린더(200)의 니들이 결합되는 연결부(210) 내부에 삽입되는 삽입돌부(132)를 구비한다.
또한, 삽입돌부(132)가 연결부(210)에 삽입되어 약물의 주입시 잔량을 제거하고 후측에서 플런저(100)의 가압 이송력이 제거되면, 실링부(131)의 전방측 면이 탄성복원되면서 실린더(200)의 전방 내면에서 외곽측이 이격되어 연결부측으로 음압을 형성할 수 있도록 실링부(131)는 원추형상으로 형성됨이 바람직하다.
상기 실링부(131)는 소정의 유연성과 실링성을 가지는 재질로 이루어지며 외주연에서 실린더(200)의 내벽면과 밀착하여 실링할 수 있는 형상으로 이루어진다. 이러한 실링부(131)의 상기 연결부(210)에 삽입되어 약물을 주입한 이후 잔량을 최소화(LDS: Low Dead Space)하는 기능을 수행한다.
실링부(131)는 대략 실린더(200)의 내주에 대응되는 원통 형상으로 이루어지고, 외주연에는 하나 이상의 링 형상이 돌출되어 실린더(200)의 내주면과 마찰되도록 형성된다.
상기 실링부(131)의 전방 중심측에는 전방으로 길게 연장되는 원통형의 삽입돌부(132)가 형성되며, 상기 삽입돌부(132)의 직경은 연결부(210)의 내경에 대응될 수 있으며, 실질적으로 삽입시 마찰력과 공차 등을 고려하면 연결부(210)의 내경보다 삽입돌부(132)의 직경이 다소 작은 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 삽입돌부(132)의 길이는 연결부(210)의 길이에 실질적으로 대응될 수 있다.
도9을 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 실린더(200)의 연결부(210)가 배치되는 전방 내면은 길이방향에 수직한 평판 형상으로 이루어져 있다.
상기 가스켓(130)의 삽입돌부(132)가 연장되는 실링부(131)의 전방측은 중심부위가 더 전방으로 돌출되게 원추형상으로 이루어져 있으며, 실린더(200)의 전방 내면과 상호 형상이 대응되지 않는다. 이는 주입 완료시 일시 니들측에 음압을 제공하고 잔여 약물의 누설이 발생하지 않도록 기능하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 가스켓(130)의 형상에 의하여 기본적으로 연결부(210)에 약물이 잔류하여 낭비되는 문제점을 해결하고 있으며, 한정된 바이알의 용량에서 최대한의 약물 용량을 확보할 수 있기 때문에 경제적이며, 보건의 관점에서도 보다 많은 인구가 예방접종 가능하기 때문에 효율적임에 유의하여야 한다.
이러한 가스켓(130) 구조는 최소잔여형주사기(LDS)로 기능함과 동시에 주입이 완료되면, 원추형상에 의해 일시 흡입(Aspiration)하여 최소잔여량의 누설을 방지하는 이중의 기능을 수행함에 유의한다.
상기 플런저부(100)는 전체적으로 원기둥 형상이되 공간적인 면과 생산성을 고려하여 복수의 리브들이 연결된 형태로 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 플런저(100)는 후측에서 가해지는 외력이 전방의 가스켓(130)으로 전달되도록 하며, 형상과 크기 및 길이는 선택적이다.
상기 플런저(100)의 길이는 실린더(200)의 길이 및 작동 스트로크를 고려하여 이루어질 수 있을 것이며, 후단부위는 통상의 일회용 주사기와 같이 손가락 부위에 접촉하는 푸시면을 가지게 된다.
도5 및 도6에서와 같이 상기 피스톤(110)의 후단측에는 자동주사기의 작동부재 즉, 로드체결부(370)와의 결합을 위한 착탈부(140)가 구성되는데, 그 예로서, 상기 착탈부(140)는 원주방향에 대칭적으로, 후술될 자동주사기의 로드체결부의 반경방향으로 형성되는 한 쌍의 돌기가 삽입 및 90°회동되어 체결이 이루어질 수 있는 형태로 구성될 수 있다.
상기 착탈부(140)의 구체적인 설명으로서, 양측으로 돌출되어 원주방향으로 대칭되게 체결홈(142,144)들이 형성되는 한 쌍의 돌출부(141,143)구조를 가진다. 상기 한 쌍의 돌출부(141,143)와 로드체결부(370)와의 결합에 대해서는 상기와 같다.
이러한 한 쌍의 돌출부(141,143) 사이의 공간은 로드체결부(370)의 체결공간이 되는 동시에, 플런저(100)와의 연결공간으로 기능할 수 있다. 착탈부(140)의 후면은 푸시면(145)으로서 전진이송력을 제공받을 수 있으며, 또한 돌출부(141,143)의 후단면 부위도 푸시면으로 작용하여 전진이송력을 제공받을 수 있게 된다.
상기 플런저(100)는 이러한 착탈부(140)를 바라보고 일렬로 배열되며, 착탈부(140)와 플런저부(100) 사이에 연결되는 구조를 가진다. 이를 위하여 플런저부(100)의 전단측 중심으로부터 전방으로 돌출된 중앙 수직연결부(151)가 구비되고, 그 중앙 수직연결부(151)의 선단부위는 피스톤(110)의 후단부위 즉 착탈부(140)의 돌출부(141,143) 사이의 공간부를 통해 푸시면(145)과 연결된다.
상기 중앙 수직연장부(151)의 양측에는 한 쌍의 보조 수직연결부(152,153)가 전방으로 돌출되어 돌출부(141,143)의 후단면에 연결되는 구조를 가진다.
이러한 구조를 가짐에 따라 수동주사기로 사용시 플런저(100)와 착탈부(140)가 연결된 상태에서 손으로 밀거나 당기는 이송력이 수직연결부들(151,152,153)을 통하여 착탈부(140)로 전달된다.
또한, 자동주사기를 사용하는 경우에는 플런저(100)가 착탈부(140)로부터 제거되고, 착탈부(140)에 로드체결부(370)가 체결되어 푸시로드의 이송동력을 제공받는 것이다.
수동주사기로 기능시 플런저(100)의 전후진의 힘은 주로 수직연결부(151,152,153)에서 지탱하게 되며, 상기 플런저(100)와 착탈부(140)의 분리시에는 돌출부(141,143)의 개방된 측방향으로 플런저(100)를 꺽어서 수직연결부(151,152,153)의 연결된 상태를 끊게 되어 피스톤(110)과 완전하게 분리될 수 있는 것이다.
따라서, 피스톤(110)이 실린더(200)의 후측부위 내측에 위치한 상태에서 플런저(100)를 분리시킬 수 있게 됨으로써 일회용 주사기의 재사용을 방지되는 것이다.
한편, 플런저(100)가 분리되면, 착탈부(140)가 노출됨으로써 자동주사기에 장착하여 자동으로 약물을 주입할 수 있게 되는데, 도7에 도시한 바와같이 자동주사기(300)는 그 전방측에는 일회용주사기의 실린더(200)가 탈착 가능하도록 결합될 수 있으며, 상기 실린더(200)는 착탈부(140)와 함께 플런저(100)가 제거된 피스톤(110)이 구비되어 자동주사기(300)에 의해 내부 수용공간에 약물을 로딩하고 주입하는 기능을 수행할 수 있다.
이에, 상기 자동주사기(300)는 말단에 실린더(200)에 내장된 착탈부(140)를 결합하여 전기적인 제어신호에 의하여 전진 및/또는 후진 동작을 수행하는 푸시로드를 포함할 수 있다.
이를 위하여 상기 자동주사기(300)는 소정의 작동 제어를 위한 하나 이상의 스위치부(350)를 구비할 수 있고, 상기 스위치부(350)는 하우징 내부에 수용된 모터에 제어신호를 송출하여 회전에 따라 푸시로드(참조번호 미표시)를 전진 및/또는 후진시키거나, 전진 및/또는 후진을 위한 모드를 선택할 수 있도록 기능할 수 있다.
상기 자동주사기(300)는 내장되거나 외부에 유선 또는 무선으로 연결되는 제어부를 통하여 주입작동, 더욱 정확하게는 푸시로드의 주입 방향 및 속도 등의 조작요소를 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어, 약물의 주입 속도 증가 필요성에 따라, 스위치부(350) 입력에 연동하여 자동 주입 모드 및 수동 주입모드에 해당하는 구동 제어 신호를 변경하여 모터와 같은 액추에이터로 전송할 수 있다.
또한, 스위치부(350)의 입력에 의해 주입이 시작되고, 스위치부(350)의 추가입력에 따라 홀드(hold) 상태가 되면, 자동 주사 모드로 변경되어 기설정된 약물주입량 및 시간에 따라 주입(injection)이 수행될 수 있다. 따라서, 자동주사기(300)는 소정의 제어동작에 의하여 필요한 압력으로 약물의 양을 정확하게 제어하는 기능을 수행한다.
이를 위해 제어부(3000)의 신호에 의하여 내장된 모터가 구동되고 모터의 회전력은 소정의 푸시로드에 대한 전진 또는 후진이송으로 힘을 변환하며, 이는 피스톤(110)에 전달된다.
사용자의 편리성을 향상하기 위하여 자동주사기(300)는 하우징의 일면에 배치되어 수체의 주입 속도 및/또는 주입량에 대한 선택 메뉴를 포함하는 화면을 표시하는 디스플레이부(360)를 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이부(360)에는 주입되는 약물이나 장착되는 장비에 따른 모드를 선택할 수도 있을 것이다.
상기 자동주사기(300)의 전방 측에는 상기 푸시로드가 인입출될 수 있으며 이러한 푸시로드의 말단에는 로드체결부(370)가 형성되어 실린더(200)의 착탈부(140)를 결합할 수 있다.
이러한 자동주사기(300)는 보다 다양한 용도(예를 들어 치과용 마취액 주입장치, 상악동 수압거상기, 내과용 약액주입기 등)으로 사용될 수 있도록 범용성을 가지는 기구일 수 있고, 실린더(200)의 장착을 위하여 어댑터(340)가 개재될 수 있을 것이다.
상기 어댑터(340)를 통하여 실린더(200)가 연결되고, 상기 자동주사기(300)의 내부에는 소정의 약물이 로딩될 수 있다. 이러한 실린더(200)의 내부에는 피스톤(110)과 가스켓(130)이 삽입되고, 상기 피스톤(110)은 푸시로드와 연결되어 니들 측으로 양압 내지는 음압을 제공할 수 있는 것이다.
자동주사기(300)를 한 손으로 파지 내지는 거치하고, 다른 손으로는 환자의 환부 등을 접촉하여 주입이 이루어질 수 있는데, 이는 통상의 수동형 주사기의 경우와 같다.
파지의 정확성과 견고성 및 사용의 편리성을 고려하여 상기 자동주사기(300)는 하측으로 손잡이부(310)가 연장되어 손이 감쌀 수 있도록 하며, 어댑터(340)에 인접된 전방 상측과 손잡이부(310)의 상부 측면으로는 손가락(예를 들어, 엄지와 검지)이 감쌀 수 있도록 그립부(320)가 형성된다.
상기된 스위치부(350)는 이러한 그립부(320)에 배치되는 것이 조작의 정밀성을 위하여 바람직할 것이다.
상기 어댑터(340)가 배치되는 부위에 인접하여서는 어댑터(340)의 탈거를 위한 탈착버튼(330)이 추가될 수 있고, 상기 탈착버튼(330)은 공지의 후크 내지는 걸림방식이 적용될 수 있을 것이다.
한편, 상기 자동주사기(300)는 외부의 전력을 공급받거나, 내장된 배터리를 통하여 모터에 동력을 공급할 수 있을 것이다.
상기 자동주사기(300)의 동작시 어느 정도 환자에 최적화된 선택모드로서 동작이 가능하다. 이러한 모드의 선택을 위하여 디스플레이부(360)에 인접되어 모드선택버튼(참조번호 미표시)이 추가될 수 있다.
1) 일회용주사기의 장착 단계
자동주사기(300)의 전단에 어댑터(340)를 장착하고, 상기 어댑터(340)에 실린더(200)를 장착한다. 여기서, 통상적인 바이알(Vial)에 1회 분량 이상의 약물이 수용되어 있으며 상기 장착되는 실린더(200)는 빈 상태로 제공되는 것을 전제로 한다.
이러한 실린더(200)의 장착을 위하여 먼저 착탈부(140)를 체결하는데, 어댑터(340)의 중심측으로 노출되는 푸시로드 말단의 로드체결부(370)와 착탈부(140)가 상호 체결될 수 있다.
약물 주입 등의 안전성을 고려하면 1회 주입시마다 실린더(200)가 교체되어야 하기 때문에 상기 체결방식도 간결한 것이 좋다. 이를 위하여, 착탈부(140)와 로드체결부(340)와의 상기에서 이미 언급하였듯이 90°회전 방식으로 간편하게 이루어질 수 있을 것이다.
*상기와 같이 자동주사기(300)로의 실린더(200)의 장착이 완료되면, 가스켓(130)은 최대 후진된 상태로 배치되어 있다.
2) 로딩단계
상기와 같이 자동주사기(300)와 실린더(200)의 결합이 이루어진 상태에서 약물의 로딩이 개시되며, 이를 위하여 두 단계의 절차가 진행된다.
우선 자동주사기(300)는 소정의 로딩 준비 입력에 의하여 푸시로드가 최대 전진하고 내부의 공간을 제거하도록 한다. 이때, 실린더(200) 내부에서 가스켓(130)은 최대한 전진하여 대략 실린더(200)의 전방 내벽면에 밀착한 상태이다.
여기서, 가스켓(130)은 실링성을 가지며 비교적 유연한 재질로 이루어지기 때문에 소정의 변형이 가능할 것이다. 이러한 탄성 변형성을 응용하여 본 발명에서는 소정의 배럴 내부 공간을 활용해 흡인력을 발생하도록 할 수 있는데 이와 관련된 구체적인 설명은 후술한다.
상기 가스켓(130)이 실린더(200)의 전방 내면에 밀착되는 상태는 상기와 같이 바이알로부터 약물을 흡인하여 로딩하기 위한 준비 상태와, 신체 내로 약물이 주입 완료된 상태이다. 다만, 상기 로딩 준비 상태와 주입 완료 상태에서 푸시로드에 의한 가스켓(130)의 실린더(200) 내벽에 밀착 및 변형을 달리 설정할 수 있을 것이다.
상기와 같이 로딩의 준비상태에서는 푸시로드가 완전하게 전진하여 가스켓(130)이 실린더(200) 전방 내벽면에 밀착 및 변형되어 내구 공간을 완전하게 제거하였으며, 니들을 바이알에 삽입한 이후 소정의 사용자 입력에 따라 설정된 양을 실린더(200) 내부로 흡인하게 된다. 상기 흡인을 위한 푸시로드의 후진 거리는 사실상 신체에 주입되는 정량보다 다소 더 길게 형성될 것이다.
3) 에어제거단계
상기와 같이 자동주사기(300)의 제어로직에 의하여 사실상 정량의 로딩이 완료되면 소정 거리 푸시로드가 전진 이송하여 내부의 에어를 제거할 수 있도록 한다. 상기 에어제거를 위한 푸시로드 내지 가스켓(130)의 스트로크는 기설정된 값에 의할 수도 있을 것이나, 경우에 따라 사용자가 육안으로 확인하여 스위치부(350)를 제어하여 전진위치를 설정하는 것도 가능하다.
이와 같은 에어제거를 위하여 기포가 중력에 반대되는 방향으로 배치되어야 하는바, 자동주사기(300)에서는 이를 위한 음향, 음성, 디스플레이 또는 발광을 이용한 안내를 수행할 수 있을 것이다.
경우에 따라 에어제거를 위한 자동주사기(300) 및 실린더(200)의 방향이 적절한지를 확인하기 위하여 경사센서 등이 부가된 감지부가 자동주사기(300)에 구비되고 실린더(200)가 상방으로 배치될 때까지 대기하도록 한 다음, 수직 위치가 된 다음 자동적으로 에어제거가 개시되도록 하는 것도 고려될 수 있다.
상기 에어제거가 완료된 위치를 초기위치 내지는 영점으로 정의하도록 한다.
4) 주입단계
상기와 같이 로딩 및 에어제거가 완료되면 신체 내에 니들을 삽입하고 푸시로드가 초기위치로부터 전진이송하여 수용공간 내의 약물을 주입하게 된다.
이러한 주입 속도 및 스트로크는 설정된 값에 따라 이루어질 수 있는데, 경우에 따라 상기 에어제거가 사용자에 의하여 조절된 경우, 초기위치에 따라 스트로크 값이 자동적으로 조정될 수도 있음은 물론이다.
통상 백신 주입의 경우는 마취액의 주입과 달리 용량이 작고 피하내지는 근육주사 방식으로 이루어지기 때문에 압통 등과 같은 모니터링은 생략할 수 있고, 이에 주입압의 조절에서 상황에 적응할 필요가 비교적 적다. 따라서, 백신 주입모드의 경우에는 상기 자동주사기(300)가 설정된 속도와 용량을 유지하는 것이 보다 다수의 접종을 위하여 바람직할 것이다.
상기 주입이 완료되면 소진된 실린더(200)를 어댑터(340)로부터 탈거하고 미사용 실린더(200)를 교체하여 사용하게 된다. 이러한 탈거는 상기 장착단계와 역순으로 이루어질 수 있을 것이다.
한편, 상기 주입이 완료된 상태에서 푸시로드에 의한 전진의 압력이 가스켓(130)에 전달되어 변형된 상태일 수 있다. 이 경우 소정 거리 푸시로드가 후진 이송되어 압력을 제거하고 가스켓(130)의 탄성복원력에 의하여 흡인이 추가적으로 이루어질 수 있다.
도8 및 도9는 실린더(200)와 자동주사기(300)를 연결하기 위한 어댑터(340)의 일예를 나타내는 사시도이다.
어댑터(340)는 실린더(2000의 형상과 크기에 대응하여 형성되며, 자동주사기(300)에 장착되는 어댑터(340)에 따라 다양한 용도로 사용될 수 있음은 상기와 같다.
상기 어댑터(340)는 전체적으로 자동주사기(300)의 하우징 전방측을 감쌀 수 있는 장착바디(341)와, 상기 장착바디(3410) 전방의 실린더(200) 체결구조로 이루어진다.
상기 장착바디(341)는 전체적으로 원통형으로 이루어질 수 있을 것이나, 이러한 형상은 선택적이다. 이러한 장착바디(341)의 중심측에는 푸시로드가 전후진 할 수 있는 관통공(참조번호 미표시)이 형성되며, 도7에와 가이 푸시로드 말단의 로드체결부(370)가 노출되어 있다.
상기 로드체결부(370)는 방사상으로 한 쌍의 돌기가 형성되어 착탈부(140)에 탈착 가능하도록 체결될 수 있고, 상기 로드체결부(370)의 외주측으로는 장착바디(341)에서 전방으로 돌출되는 실린더장착부(343)가 형성된다. 상기 실린더장착부(343)는 실린더(200)의 후단부위 플랜지 부위가 삽입될 수 있는 플랜지삽입부(344)가 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 로드체결부(370와 마찬가지로 삽입후 90°회전에 의하여 장착이 완료될 수 있도록 플랜지삽입부(344)의 회전방향 말단에 스토퍼 형태의 걸림부(345)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 장착바디(341)의 후방 하측으로는 더욱 연장된 언더가이드(342)가 형성될 수 있는데, 장착 과정에서 어댑터(340)의 삽입을 가이드하는 동시에 하방으로의 하중을 지지하여 보다 견고한 장착이 가능하도록 기능할 수 있다.
상기된 어댑터(340)를 언더가이드(342)가 자동주사기(300)에 맞댄 상태에서 가이드하면서 로드체결부(370)가 중심의 관통공에 삽입되도록 체결한 다음, 피스톤(110) 후단부위의 착탈부(140)에 로드체결부(370)를 체결하고, 실린더(200)의 플랜지를 플랜지장착부(343)에 체결함으로써 실린더(200) 즉 일회용주사기의 장착이 완료될 수 있다.
도8의 경우에는 2cc의 용량을 갖는 일회용주사기를 장착하기 위한 어댑터이고, 도9의 경우에는 5cc 및 100cc의 용량을 갖는 일회용주사기를 장착하기 위한 어댑터이다.
도10은 본 발명의 일회용 주사기가 자동주사기(300)에 장착되어 동작하는 과정을 설명하기 위한 것으로, 상기에서 언급한 과정을 통해 실린더(200)와 착탈부(140)를 자동주사기(300)의 어댑터(340)와 로드체결부(370)에 체결하여 전후진의 동력을 제공받을 수 있다.
상기 로드체결부(370)와의 체결력에 따라, 자동주사기(300)의 푸시로드가 전진 이송하면 피스톤(110)이 가스켓(130)을 밀어내고, 실린더(200)의 수용공간에 수용된 약물이 연결부(210)를 통하여 배출된다. 상기 연결부(210)에는 소정의 니들 등의 주입요소가 적용될 수 있으며 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도9의 (a)는 피스톤(110)이 소정의 주입 개시위치에 배치되어 수용공간에 약물을 수용한 상태를 나타내고 있다.
이러한 상태에서는 주입 전단계에서 약물이 저장되어 있으며 연결부(210)에 결합된 니들이 인체에 삽입되어 주입을 준비하면, 자동주사기(300)의 푸시로드가 전진 이송하면서 가스켓(130)을 밀어낸다.
상기 가스켓(130)이 전진이송하면서 수용공간의 약물이 소진됨과 함께 삽입돌부(132)가 연결부(210)의 내측으로 진입하기 시작한다.
도5의 (b)는 개략적으로 주입이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이 삽입돌부(132)가 연결부(210) 내부에 완전하게 진입한 상태에서 실린더(200)) 내부의 약물은 대부분 니들을 통하여 주입이 완료된다.
다만, 니들과 연결부(210)의 연결부위와, 니들 내부에는 일부 약물이 잔류할 수 있고 이러한 잔여 부분이 부정확한 주입의 원인이 될 수 있고, 니들의 신체로부터 제거시 외부로 누설되는 현상도 발생할 수 있다.
본 발명에서는 이를 위하여 실린더(200) 전방 내측면과 가스켓(130)의 실이부(131)의 형상을 제어하여 소정의 아스피레이션 기능을 수행하도록 한다.
도시된 상태에서 손으로 가해지는 압력 또는 푸시로드의 전진력이 추가되면 실링부(131)의 전면부가 변형되면서 실린더(200)의 전방 내면에 밀착되어 전방 외주측 공간이 압축된다. 이에 따라 전방 외주연에 잔여하는 약물이 삽입돌부(132)와 연결부(210) 내주면 사이의 틈을 통해 주입될 수 있다. 이러한 전진력을 해제하면 실링부(131)의 탄성 복원력이 작용하면서 전방 외주측 공간이 복원되고 이러한 공간은 연결부(210) 측으로 음압을 제공하면서 노즐 측에서 잔여된 약물이 외부로 누설되지 않도록 아스피레이션 기능을 수행하는 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 특허는 아래에 기재된 과제에 의해 지원되었다.
과제번호 : 10424394
부처명 : 창업진흥원
과제관리(전문)기관명 : 한국엔젤투자협회
연구사업명 : 민관공동 창업자 발굴육성사업(Post-TIPS)
연구과제명 : IoT 자동주사기와 약물(백신) 접종 실시간 관제 플랫폼 개발
과제수행기관명 : 메디허브 주식회사
연구기간 : 2021. 05. 01 ~ 2022. 10. 31.

Claims (6)

  1. 전방측에 니들이 연결되는 연결부를 가지는 실린더;
    상기 실린더의 내측에 삽입되고, 전후진 이송동력을 제공받는 플런저;
    상기 플런저의 전방측에 결합되고, 상기 실린더의 내면에 밀착되며, 상기 플런저와 함께 이송되어 실린더의 내측으로 약물을 흡입하여 수용하거나 수용된 약물을 투약시키는 피스톤;으로 구성된 일회용 주사기에 있어서,
    상기 피스톤의 후단부위에는 자동 주사기의 로드체결부와 연결되어 전후진 이송동력을 제공받도록 착탈부가 구비되고, 상기 착탈부의 후방측에는 상기 플런저가 피스톤 또는 착탈부로부터 분리가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플런저는 선단 중심부위로부터 전방으로 수직 돌출된 중앙 수직연결부가 구비되고, 상기 중앙 수직연결부의 양측으로부터 전방으로 수직 돌출된 보조 수직연결부가 구비된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 수직연결부의 선단은 상기 피스톤의 후단부위에 연결되고, 상기 보조 수직연결부의 선단은 상기 착탈부의 후단부위에 연결되는 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 착탈부는 상기 피스톤의 후방에서 양측으로 돌출된 한 쌍의 돌출부를 가지며, 상기 한 쌍의 돌출부에는 원주방향에 대칭되게 체결홈이 형성되어 자동주사기의 로드체결부에 형성된 돌기가 삽입된 후 회동하면서 체결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피스톤에는 가스켓이 장착되고, 상기 가스켓은 전방으로 돌출되어 상기 연결부의 내부에 삽입되는 삽입돌부를 구비한 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가스켓은 전방측이 원추형상으로 이루어지고, 상기 삽입돌부는 중심부위로부터 전방으로 돌출된 것을 특징으로 하는 일회용 주사기.
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