АВТОМАТИЧЕСКОЕ ИНЪЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО С ВЕРХНИМ РАЗБЛОКИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ
AUTOMATIC INJECTION DEVICE WITH UPPER UNLOCK MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к автоматическому и ручному механическому устройству для инъекций, при этом инъекция определенной дозы медикамента инициируется путем воздействия на разблокирующий элемент, расположенный на вершине или рядом с верхним концом инъекционного устройства.
Уровень техники
Автоматические инъекционные устройства ранее описывались в патентной литературе. Автоматическое инъекционное устройство содержит определенного рода источник энергии, где может аккумулироваться электрическая или механическая энергия. Накопленная энергия легко высвобождается при приведении в действие разблокирующего механизма, при этом накопленная энергия помогает пользователю при введении определенной дозы лекарства и/или при введении иглы.
Например, в патентном документе ЕР 0516473 А1 раскрывается инъекционное устройство, имеющее иглу, которая во время функционирования устройства сначала выдвигается, затем через нее впрыскивается жидкость, а в конце игла автоматически втягивается. Игла выдвигается вперед из капсулы, которая может скользить вдоль бочкообразного тела, относительно слабая пружина в обычных условиях удерживает капсулу и игла втягивается. Более мощная пружина воздействует на поршень в противоположном направлении, который, будучи разблокированным, ударяет вперед по капсуле и воздействует на жидкость, впрыскивая ее через инъекционную иглу. В конце направленного вперед удара поршень и капсула разделяются, и слабая пружина возвращает опустошенную капсулу и ее иглу на исходную позицию. Пружина, воздействующая на поршень, может быть возвращена в исходную позицию с помощью возвратной кнопки, расположенной на внешней поверхности инъекционного устройства.
В публикации WO 01/41838 раскрыто ручное инъекционное устройство, с помощью которого может быть введено определенное количество доз жидкого медикамента из медицинского контейнера, такого как цилиндрическая ампула, путем разблокировки источника энергии в устройстве. Источником энергии может быть либо электрическая батарея, с помощью которой для впрыскивания установленной дозы лекарства может быть запитан двигатель, либо деформированная пружина, удерживаемая стопором в деформированном состоянии, которая, будучи, разблокированной, способна выдавить установленную дозу медицинского препарата. Когда источник энергии разблокирован, жидкий медикамент будет выдавливаться из цилиндрической ампулы через инъекционную иглу, установленную на цилиндрической ампуле или инъекционном устройстве, содержащем в себе цилиндрическую ампулу. Источник энергии может быть полностью или частично разблокирован путем нажатия разблокирующей кнопки, такой как электрический выключатель, расположенной на корпусе инъекционного устройства в дальней по его длине половине. Если, по меньшей мере, часть дальней трети инъекционного устройства выполнена с эргономически удобным поперечным сечением, пользователь может захватить инъекционное устройство, как карандаш, большим, указательным и средним пальцами.
В решениях согласно патентным документам ЕР 0516473 А1 и WO 01/41838 разблокирующая кнопка расположена на внешней поверхности инъекционного устройства. В решении согласно ЕР 0516473 А1 разблокирующая кнопка расположена на внешней стороне цилиндрического тела, в то время как в решении согласно WO 01/41838 разблокирующая кнопка расположена вблизи инъекционной иглы инъекционного устройства. Однако, возможно, было бы полезно разместить разблокирующую кнопку или механизм таким образом, что инъекционное устройство могло быть активизировано приложением силы к верхней части инъекционного устройства, предпочтительно, к разблокирующей кнопке или механизму, расположенному вдоль оси инъекционного устройства.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретение является создание автоматического ручного механического инъекционного устройства, имеющего объединенные друг с другом разблокирующий элемент и элемент установки дозы.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание автоматического ручного механического инъекционного устройства, в котором инъекция установленной дозы может быть инициирована при использовании большого или указательного пальца руки, удерживающей инъекционное устройство, путем приложения направленной вдоль оси силы к верхней части инъекционного устройства.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание автоматического ручного механического инъекционного устройства, имеющего внешний вид, очень похожий на обычные ручные инъекционные устройства.
В первом аспекте изобретения эти задачи решаются в ручном инъекционном устройстве для введения через инъекционную иглу установленных доз жидкого лекарственного средства из медицинского контейнера путем разблокировки предусмотренного в устройстве источника энергии, который выполнен с возможностью полной или частичной разблокировки в результате приведения в действие управляемого пользователем разблокирующего элемента, расположенного на верхнем конце инъекционного устройства или вблизи указанного верхнего конца, представляющего собой тот конец инъекционного устройства, который противоположен инъекционной игле, причем источник энергии выполнен с возможностью получения энергии за счет вращения элемента установки дозы, который установлен с возможностью вращения.
Количество энергии, получаемое источником энергии, может зависеть от угла поворота элемента установки дозы. Так, достаточно ограниченное вращение элемента установки дозы обеспечивает источник энергии относительно малым количеством энергии, в то время как поворот на большой угол обеспечивает источник энергии относительно большим количеством энергии.
Разблокирующий элемент может быть расположен на менее чем одной пятой или одной шестой длины инъекционного устройства со стороны верхнего конца. В альтернативном варианте разблокирующий элемент может быть расположен на оси инъекционного устройства таким образом, что он образует нажимную кнопку, используемую в качестве разблокирующего элемента на вершине инъекционного устройства.
Разблокирующий элемент может быть оперативно связан с элементом установки дозы инъекционного устройства таким образом, что он входит в зацепление с элементом установки дозы через шпоночное соединение при нахождении элемента установки дозы в положении установки дозы. Разблокирующий элемент может быть освобожден из шпоночного соединения с элементом установки дозы при нахождении элемента установки дозы в положении инъекции дозы. Ручное инъекционное устройство с таким механизмом не имеет внешних вращающихся частей или элементов.
Источник энергии может быть упругим элементом, таким как пружина кручения или пружина с линейной характеристикой, при этом упругий элемент выполнен с возможностью выдавливания при его освобождении установленной дозы лекарственного средства из медицинского контейнера через инъекционную иглу. Разблокирующий элемент может быть оперативно присоединен к разблокирующему механизму, выполненному с возможностью разблокировки упругого элемента, когда указанный разблокирующий элемент приводится в действие. Разблокирующий элемент может иметь такую форму, чтобы было эргономически удобно приводить его в действие большим или указательным пальцем пользователя.
Медицинский контейнер может быть выполнен в виде цилиндрической ампулы, содержащей первый и второй концы, причем первый конец закрыт прокалываемой мембраной, которая может быть проткнута первым концом инъекционной иглы, когда эта игла устанавливается в устройстве. Другой конец инъекционной иглы может быть острым, чтобы проткнуть кожу в том месте, где должна быть сделана инъекция. Второй конец ампулы может быть закрыт поршнем, который вводится в ампулу для вытеснения лекарственного средства через иглу.
Ручное инъекционное устройство может дополнительно содержать ведущий элемент, установленный с возможностью вращения и выполненный с возможностью, по меньшей мере, частичного вхождения в зацепление с, по меньшей мере, частью ведущего паза в поршневом штоке, при этом ведущий элемент выполнен с возможностью расположения в первом осевом положении, в котором элемент установки дозы находится в положении установки дозы, и во втором осевом положении, в котором элемент установки дозы находится в положении инъекции дозы, при этом ведущий элемент выполнен с возможностью высвобождения энергии, накопленной в источнике энергии, при нахождении в своем втором осевом положении.
Ведущий элемент предпочтительно выполнен с обеспечением вращения связанного с ним поршневого штока при высвобождении энергии, накопленной в источнике энергии. В своем первом осевом положении, однако, ведущий элемент предохранен от вращения, поскольку он сцеплен, по меньшей мере, с частью корпуса инъекционного устройства. Инъекционное устройство может дополнительно содержать упругий элемент, такой как пружина с линейной характеристикой, для смещения ведущего элемента по направлению к элементу установки дозы. Пружина с линейной характеристикой оперативно связывает ведущий элемент и корпус.
Элемент установки дозы предпочтительно выполнен с возможностью движения в осевом направлении инъекционного устройства для перемещения ведущего элемента между первым и вторым осевыми положениями. Ведущий элемент перемещается из первого во второе осевое положение в результате приложения силы к элементу установки дозы, прикладываемой в осевом направлении инъекционного устройства.
Как уже упоминалось, инъекционное устройство может дополнительно иметь нажимную кнопку, расположенную вдоль оси элемента установки дозы, при этом нажимная кнопка выполнена с возможностью сцепления с элементом установки дозы, когда элемент установки дозы находится в положении установки дозы, и выхода из сцепления с элементом установки дозы, когда элемент установки дозы находится в положении инъекции. Выход из сцепления обозначает, что нажимная кнопка и элемент установки дозы могут вращаться относительно друг друга, когда достигнуто это расцепленное состояние. Для осевого смещения нажимной кнопки в направлении от ведущего элемента инъекционное устройство может дополнительно иметь упругий элемент, такой как пружина с линейной характеристикой.
Ручное инъекционное устройство может дополнительно иметь индикаторный элемент, установленный с возможностью вращения и выполненный с возможностью отображения дозы, подлежащей введению из инъекционного устройства в соответствии с установкой элемента установки дозы, при этом индикаторный элемент установлен с возможностью поворота на угол, соответствующий, по меньшей мере, одному обороту индикаторного элемента. Индикаторный элемент предпочтительно содержит барабан индикации дозы, имеющий цифры, расположенные вдоль, по существу, спиральной траектории на его внешней поверхности. Альтернативно и/или дополнительно, индикаторный элемент может заключать в себе счетное устройство, имеющее два или более индикаторных колеса с цифрами, нанесенными на их внешние поверхности.
Ручное инъекционное устройство может дополнительно иметь поршневой шток, имеющий внешнюю поверхность с резьбой и ведущим пазом, расположенным в продольном направлении внешней поверхности поршневого штока. Ведущий элемент может быть оперативно связан с элементом установки дозы через храповик.
Источник энергии может быть расположен между корпусом и элементом установки дозы таким образом, что при повороте элемента установки дозы энергия накапливается в источнике энергии. Источник энергии может иметь пружину кручения, выполненную в виде спиральной пружины, проходящей вдоль оси вместе с поршневым штоком.
Следует отметить, что взаимодействие между ведущим элементом, поршневым штоком и корпусом может быть осуществлено разными способами. Как указано выше, на внешнюю поверхность поршневого штока нанесена резьба, а в продольном направлении штока проходит ведущий паз. Шпонка, расположенная на ведущем элементе, входит в сцепление с ведущим пазом штока и поступательное движение штока относительно корпуса обуславливается внешней резьбовой частью штока, которая входит в зацепление с соответствующей резьбовой частью корпуса. В другом варианте резьбовая внешняя поверхность штока может входить в зацепление с соответствующей резьбовой частью ведущего элемента, в то время как ведущий паз, расположенный в продольном направлении штока, входит в зацепление со шпонкой, неподвижной относительно корпуса.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет описано более детально со ссылками на сопроводительные чертежи, где:
на фиг.1 показано инъекционное устройство согласно настоящему изобретению, в котором разблокирующая кнопка, расположенная сверху устройства, активируется большим пальцем пользователя;
на фиг.2 показано инъекционное устройство согласно настоящему изобретению, в котором разблокирующая кнопка, расположенная сверху устройства, активируется указательным пальцем пользователя;
на фиг.3 показано инъекционное устройство согласно настоящему изобретению, в котором разблокирующая кнопка расположена на верхней поверхности элемента установки дозы и в котором ведущий элемент находится в своем заблокированном положении (положение установки элемента установки дозы);
на фиг.4 показано инъекционное устройство согласно настоящему изобретению, в котором разблокирующая кнопка расположена на верхней поверхности элемента установки дозы и в котором ведущий элемент находится в своем разблокированном положении (дозирующее положение элемента установки дозы);
на фиг.5 показано увеличенное изображение ведущего элемента в разблокированном положении;
на фиг.6 показано увеличенное изображение разблокирующего элемента в заблокированном положении вместе с элементом установки дозы;
на фиг.7 показано увеличенное изображение разблокирующего элемента в разблокированном положении вместе с элементом установки дозы;
на фиг.8 показано увеличенное изображение разблокирующего элемента в дополнительном разблокированном положении, в котором элемент установки дозы может вращаться;
на фиг.9 показан один из вариантов осуществления разблокирующего механизма для разблокировки взведенного источника энергии;
на фиг.10 показан другой вариант осуществления разблокирующего механизма для разблокировки взведенного источника энергии;
на фиг.11 показан третий вариант осуществления разблокирующего механизма для разблокировки взведенного источника энергии;
на фиг.12 показан четвертый вариант осуществления разблокирующего механизма для разблокировки взведенного источника энергии;
на фиг.13 показан пятый вариант осуществления разблокирующего механизма для разблокировки взведенного источника энергии.
В то время, как изобретение допускает разнообразные модификации и альтернативные формы, характерные варианты его осуществления приведены в качестве примера на чертежах и детально описаны в дальнейшем. Следует понимать, что изобретение не ограничивается отдельными описанными вариантами, а покрывает все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, подпадающие под его объем и сущность, определенные в прилагаемой формуле изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 и 2 изобретение показано в наиболее общем аспекте. На фиг.1 показано ручное инъекционное устройство 1. Инъекционное устройство имеет инъекционную иглу 2, присоединенную к одному из его концов, тогда как разблокирующая кнопка 3 расположена на противоположном конце инъекционного устройства. Когда разблокирующая кнопка 3 приводится в действие приложением к ней силы вдоль осевого направления устройства, из внутреннего источника энергии высвобождается энергия, вследствие чего из инъекционного устройства вводится установленная доза медикамента. На фиг.1 разблокирующая кнопка активируется большим пальцем 4 пользователя, в то время как на фиг.2 разблокирующая кнопка активируется указательным пальцем 5 пользователя.
Медикамент, который необходимо ввести, находится в медицинском контейнере, обычно представляющим собой цилиндрическую ампулу.
Энергия, высвобождаемая при разблокировке кнопки 3, является механической энергией. Источником энергии может быть упругий элемент, такой как пружина кручения, при этом упругий элемент, будучи разблокированным, выдавливает из медицинского контейнера через инъекционную иглу установленную дозу медикамента. Разблокирующая кнопка оперативно соединена с некоторого рода разблокирующим механизмом, выполненным с возможностью разблокировки упругого элемента, когда активируется разблокирующая кнопка.
На фиг.3 показано сечение одного из вариантов реализации настоящего изобретения. Инъекционное устройство, показанное на фиг.3, содержит корпус 6, элемент 7 установки дозы, ведущий элемент 8, поршневой шток 9, пружину кручения 10, пружину смещения 11, цилиндрическую ампулу 12 и разблокирующий элемент 13. На фиг.3 показано инъекционное устройство в том состоянии, когда элемент 7 установки дозы находится в положении установки дозы.
Доза устанавливается вращением элемента 7 установки дозы на определенный угол или на определенное количество оборотов. При вращении элемента 7 установки дозы пружина кручения 10 натягивается, так как оба конца пружины вращения 10 зафиксированы на корпусе 6 и элементе 7 установки дозы соответственно. Элемент 7 установки дозы оперативно соединен с ведущим элементом 8 через храповик (не показан). Этот храповик предотвращает возвращение элемента 7 установки дозы на начальную позицию под усилием пружины кручения 10. После того, как ведущий элемент 8 вошел в сцепление с корпусом 6 через шпоночное соединение или шестеренку, ведущий элемент 8 не может вращаться относительно корпуса 6 до тех пор, пока элемент 7 установки дозы находится в положении установки дозы, как показано на фиг.3. Для того чтобы элемент 7 установки дозы и ведущий элемент 8 находились в положении установки дозы, ведущий элемент 8 и элемент 7 установки дозы смещаются по направлению к верхнему концу инъекционного устройства. Это смещение осуществляется пружинным элементом, таким как пружина 11 с линейной характеристикой, расположенным между ведущим элементом 8 и частью корпуса 6. Таким образом, для того чтобы освободить ведущий элемент 8 из зацепления с корпусом 6, должна быть приложена сила так, чтобы сдвинуть элемент 7 установки дозы и ведущий элемент 8 по направлению к ампуле 12 с медикаментом. Придонная полость 14 обеспечивает возможность осуществления этого поступательного движения элемента 7 установки дозы и ведущего элемента 8. Подобно этому, после того как ведущий элемент 8 и поршневой шток 9 вошли в сцепление через шпоночное соединение, ведущий элемент 8 может двигаться вдоль оси относительно поршневого штока 9.
Ведущий элемент 8, выведенный из своего сцепления с корпусом 6, показан на фиг.4. Для того чтобы достичь этой разблокировки, сила, обозначенная стрелкой 15, прикладывается к разблокирующему элементу 13, посредством чего разблокирующий элемент 13, элемент 7 установки дозы и ведущий элемент 8 вместе сдвигаются по направлению к ампуле 12 с медикаментом. Сила, обозначенная стрелкой 15, в нормальном состоянии должна прикладываться большим или указательным пальцем пользователя.
Как видно из фиг.4, область 16 сцепления корпуса теперь отделена от области 17 сцепления ведущего элемента 8. Это расцепление приводит к тому, что сжатая пружина кручения 10 может высвободить свою энергию на элемент 7 установки дозы. Элемент 7 установки дозы и ведущий элемент 8 фиксированно связаны через промежуточный храповик (не показан). Таким образом, когда расцепление между областями 16 и 17 сцепления достигнуто, элемент 7 установки дозы и ведущий элемент 8 будут вращаться до тех пор, пока пружина кручения 10 не достигнет недеформированного состояния. После того как ведущий элемент 8 и поршневой шток 9 соединены шпоночным соединением, вращение элемента 7 установки дозы и ведущего элемента 8 заставит поршневой шток 9 вращаться. Поршневой шток 9 имеет внешнюю поверхность с резьбой, которая находится в контакте с соответствующей резьбовой частью 18 корпуса, вследствие чего поршневой шток 9 из-за вращения будет осуществлять поступательное движение вдоль оси инъекционного устройства по направлению к ампуле 12.
Таким образом, воздействие силы на разблокирующий элемент 13 будет высвобождать энергию, накопленную в пружине кручения. Эта энергия преобразуется в поступательное движение поршневого штока по направлению к ампуле, вследствие чего установленная доза медикамента может быть введена из инъекционного устройства.
На фиг.5 показан половинный разрез корпуса 6 инъекционного устройства. Как видно, ведущий элемент 8 имеет область/часть 17 сцепления, выполненную в виде шестеренки. Подобно этому, корпус 6 имеет соответствующую область/часть 16 сцепления для приема и сцепления с зубцами шестеренки 17.
На фиг.6 показана другая реализация настоящего изобретения. В противоположность варианту, показанному на фиг.3-5, показанный на фиг.6 вариант не содержит вращающихся внешних частей или элементов. Все вращающиеся части или элементы расположены внутри корпуса 19. На фиг.6 показан разблокирующий элемент 20 (выполненный в виде нажимной кнопки), который механически смещается пружинным элементом 22 по направлению конца инъекционного устройства. Разблокирующий элемент 20 и элемент 21 установки дозы введены в зацепление до тех пор, пока элемент 21 установки дозы находится в положении установки дозы. Элемент 21 установки дозы механически смещается по направлению к тому же концу инъекционного устройства, что и разблокирующий элемент 20 под действием пружинного элемента (показан как пружинный элемент 11 на фиг.3), воздействующего на ведущий элемент (показан как ведущий элемент 8 на фиг.3), который в свою очередь воздействует на элемент 21 установки дозы. Как видно из фиг.6, элемент 21 установки дозы смещается до прилегания к механическому ограничителю 24, где плечи элемента 21 установки дозы упираются в часть корпуса 19.
На фиг.7 показана промежуточная стадия. Здесь разблокирующий элемент 20 нажат в осевом направлении достаточно, чтобы освободить разблокирующий элемент 20 от элемента 21 установки дозы. Отметим, что области сцепления 25 и 26 расцеплены, но, поскольку плечи элемента установки дозы все еще упираются в часть корпуса, никакого осевого движения элемента 21 установки дозы на этой стадии достигнуто не было. Таким образом, предотвращено вращение элемента 21 установки дозы, так как ведущий элемент (не показан) все еще сцеплен с корпусом.
На фиг.8 элемент 21 установки дозы сдвинут вдоль оси по направлению к ампуле (не показана), вследствие чего элемент установки дозы может свободно вращаться, обеспечивая выталкивание поршневым штоком 27 из ампулы (не показана) установленной дозы медикамента. Следует отметить, что разблокирующий элемент 20 и элемент 21 установки дозы на фиг.8 расцеплены. Это означает, что разблокирующий элемент 20 во время инъекции установленной дозы не вращается относительно корпуса. Затем, когда установленная доза введена, пользователь убирает свой большой или указательный палец с разблокирующего элемента, вследствие чего разблокирующий элемент и элемент установки дозы возвращаются в свои соответствующие позиции, как показано на фиг.6, но теперь пружинный элемент 23 находится в ненапряженном состоянии.
В случае, если пользователь хочет установить новую дозу, он вращает разблокирующий элемент, который входит в сцепление с элементом установки дозы, посредством чего может быть установлена новая доза. Введение установленной дозы достигается операциями, показанными на фиг.7 и 8.
На фиг.9-13 показаны различные варианты разблокирующих механизмов для разблокировки взведенного источника энергии.
На фиг.9 пружина кручения (не показана) взводится вращением храповика 28, который оперативно связан с корпусом 30 инъекционного устройства, когда устанавливается доза для инъекции. В положении установки дозы храповик 28 оперативно связан с частью 31 корпуса через кулачок 32 храповика. Энергия, накопленная в пружине кручения, высвобождается при смещении храповика 28 вдоль оси, вследствие чего он выводится из соединения с частью 31 корпуса таким образом, что кулачок 32 храповика передвигается в часть 33 корпуса, и вследствие этого поршневой шток 34 может вращаться и, таким образом, вытеснять установленную дозу медикамента.
В варианте, изображенном на фиг.9, во время установки дозы барабан индикации дозы (не показан) двигается в направлении от нажимной кнопки (не показана). Очевидно, что барабан индикации дозы может быть выполнен таким образом, чтобы во время установки дозы двигаться в противоположном направлении, то есть по направлению к нажимной кнопке.
В варианте, изображенном на фиг.10, храповик 35 взаимодействует с корпусом 39 только опосредованным образом. Ведущий элемент устройства, изображенного на фиг.10, составлен из трех частей - одна часть 36 предназначена для взаимодействия с корпусом 39, другая часть 38 - для привода поршневого штока 40, а гибкий элемент 37 соединяет части 36 и 38. Гибкий элемент является гибким в осевом направлении, но создает по существу жесткое соединение между частями 36 и 38, когда эти части вращаются друг относительно друга. Таким образом, гибкий элемент 37 обеспечивает отсутствие относительного вращения частей 36 и 38. Соответственно, когда храповик 35 двигается по направлению к тому концу инъекционного устройства, на котором установлена игла, часть 36 отсоединяется от корпуса, вследствие чего части 36, 37 и 38 могут вращаться, вращая таким образом поршневой шток 40. Вращение поршневого штока 40 приводит к тому, что установленная доза медикамента вытесняется из инъекционного устройства.
Вариант устройства, изображенный на фиг.11, подобен варианту по фиг.9 за тем исключением, что поршневой шток двигается вперед по направляющим пазам в корпусе (вместо ведущего элемента), и предусмотрено резьбовое соединение между поршневым штоком и ведущим элементом (вместо резьбового соединения между поршневым штоком и корпусом).
На фиг.12 и 13 показаны другие разблокирующие механизмы между храповиком, ведущим элементом и корпусом.