УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ МЕХАНИЗМ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ
DRUG DELIVERY DEVICE COMPRISING PRESSURE RELEASE MECHANISM

Область техники
Настоящее изобретение относится к механизму сброса давления, в частности к устройствам, содержащим лекарственное средство, где лекарственное средство находится в контейнере и подвергается сжатию, когда лекарственное средство необходимо доставить.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На рынке существуют, а также запатентованы многочисленные устройства для доставки лекарственного средства, где лекарственное средство помещено в контейнер, такой как шприц, ампула и тому подобное, и где лекарственное средство подвергается сжатию, когда его необходимо доставить. Широко распространенная конструкция обычно представляет собой цилиндрический контейнер, имеющий стопор на одном конце контейнера и игольчатый элемент, присоединенный к противоположному концу контейнера.
Для доставки некоторого количества лекарственного средства к стопору прикладывается давление, то есть стопор продвигается в контейнер под действием толкающего штока, что можно выполнить вручную, пальцем врача или подготовленного лица, как это имеет место для простых ручных шприцов, или посредством нагнетательного приспособления, такого как пружины или баллончики со сжатым воздухом, обычные в автоматических или полуавтоматических инжекторах.
Во многих случаях предпочтительно иметь возможность доставить строго определенное количество лекарственного средства. Например, это относится к многодозовому инъекционному устройству, которое обеспечивает доставку некоторого количества определенных установленных доз, пока контейнер не опустеет. Один из примеров описан в заявке на европейский патент №05104734.8, где определенные дозы могут быть установлены перед инъекцией. Описанное инъекционное устройство снабжено пружинным механизмом для приложения давления к лекарственному средству с целью доставки определенной дозы, то есть для проталкивания плунжерного штока и таким образом стопора в контейнер. Доставка дозы требует определенного усилия, создаваемого пружинным механизмом, для преодоления трения между в некоторой степени эластичным стопором и внутренней поверхностью контейнера, а также для продавливания лекарственного средства в жидкой форме через довольно узкий канал иглы, по возможности, в течение определенного промежутка времени.
Из-за эластичности компонентов под давлением, таких как стопор, а также, если лекарственное средство неньютоновской вязкости, давление сохраняется, даже после того, как стопор был перемещен на определенное расстояние и доза была доставлена. Это особенно ярко выражено при использовании лекарственного средства достаточно высокой вязкости, лекарственного средства, имеющего эластичные свойства.
При указанном типе вещества с высокой вязкостью, и поскольку часто используются очень тонкие иглы, то требуется достаточно большое усилие, а из-за эластичности компонентов часто из иглы выходит определенное маленькое количество вещества даже после выполнения инъекции, когда давление снято, то есть из иглы выходит некоторое количество капель, что является нежелательным, в особенности при лечении пациента, при этом вещество может попасть на кожу пациента и вызывать раздражение или неблагоприятные, нежелательные эффекты.
Вышеуказанные вещества на основе геля обычно вводят вручную, то есть применяется шприц стандартного типа. Из-за достаточно больших усилий, требуемых для введения вещества, а также из-за множества небольших инъекций, необходимых для лечения, лицу, производящему инъекции, затруднительно использовать подобный шприц в процессе лечения.
Таким образом, существует ряд аспектов, которые относятся к настоящему изобретению.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы исправить ряд недостатков и сложностей, связанных с уровнем техники устройств вышеуказанного типа, и обеспечить усовершенствования, которые облегчают обращение с медицинскими устройствами.
Указанная задача решается с помощью устройства по п.1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы.
Согласно главному аспекту настоящее изобретение характеризуется как устройство для доставки лекарственного средства, включающее корпус; контейнер, устроенный так, чтобы содержать лекарственное средство, который дополнительно включает отверстие, приспособленное для выпуска лекарственного средства из контейнера; нагнетательный механизм, включающий в качестве своей части подвижную стенку, перемещающуюся внутри указанного контейнера, и нагнетательный элемент, предназначенный для приложения давления к лекарственному средству в контейнере с целью выпуска определенного заданного количества лекарственного средства через отверстие; движущий механизм для перемещения указанного нагнетательного механизма; а также активационный механизм для приведения в готовность указанного движущего механизма, где указанное устройство дополнительно включает механизм сброса давления, оказываемого на лекарственное средство после выпуска заданной дозы через отверстие.
Согласно другому аспекту изобретения указанный нагнетательный элемент устроен таким образом, чтобы взаимодействовать с указанным движущим механизмом для перемещения указанной подвижной стенки вперед и таким образом для выпуска определенного заданного количества лекарственного средства через отверстие, где указанный нагнетательный элемент также устроен таким образом, чтобы взаимодействовать с указанным механизмом сброса давления для перемещения указанного нагнетательного элемента немного назад после того, как заданная доза была выпущена через отверстие.
Преимуществ настоящего изобретения несколько. Механизм сброса давления гарантирует, что остаточное давление в элементах устройства после доставки лекарственного средства снижается, что в результате препятствует выпуску какого-либо количества лекарственного средства после инъекции, то есть предотвращает его течение из устройства.
Многие устройства включают нагнетательный механизм в форме плунжерного штока, приводимого в действие пружинными механизмами, при этом плунжерный шток перемещается по оси в контейнере для лекарственного средства, а настоящее изобретение обеспечивает сброс давления, приложенного к плунжерному штоку, посредством короткого движения по оси назад в конце инъекции. Благодаря указанному надежному механическому решению после инъекции дополнительное количество лекарственного средства не выпускается, что является специфической сложностью, связанной с лекарственным средством, имеющим высокую вязкость или даже гелеподобные свойства. Однако явление течения не ограничено подобными веществами и в равной степени относится к лекарственным средствам с более низкой вязкостью.
Указанные и другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания изобретения и из сопровождающих чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В следующем подробном описании изобретения будет дана ссылка на сопровождающие чертежи, в которых
на Фиг.1 показан пример инъекционного устройства согласно настоящему изобретению;
на Фиг.2 показано изображение в разобранном виде инъекционного устройства согласно Фиг.1;
на Фиг.3а, b показан один из вариантов осуществления механизма сброса давления согласно изобретению;
на Фиг.4а, b показан другой вариант осуществления механизма сброса давления согласно изобретению;
на Фиг.5 показан альтернативный вариант осуществления активационного механизма для настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1 показан неограничивающий пример устройства доставки лекарственного средства, где могло бы применяться настоящее изобретение. Устройство для доставки включает корпус 10, имеющий конструкцию, которая позволяет удерживать его в одной руке с целью многократной периодической доставки небольших количеств лекарственного средства. Однако следует понимать, что другие типы устройств для доставки могут быть снабжены механизмом сброса давления, который будет описан подробно ниже.
Как можно увидеть на Фиг.2, внутри и в переднем конце корпуса расположен контейнер 12, содержащий лекарственное средство, к переднему концу которого может быть присоединено отверстие 14, например игла. Указанное устройство для доставки лекарственного средства включает нагнетательный механизм, включающий подвижную стенку 16, далее называемую пробкой (стопор), расположенную в контейнере; а также нагнетательный элемент 18 в качестве резьбового плунжерного штока, предназначенного для того, чтобы толкать пробку. Передний конец плунжерного штока предпочтительно заострен, чтобы минимизировать трение между плунжерным штоком и пробкой. Указанное устройство для доставки лекарственного средства также включает движущий механизм, включающий накапливающий энергию элемент 42 и вороток 26.
Устройство для доставки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения
Фиг.1, 2, 3а и 3b относятся к конфигурации устройства для доставки, в которой механизм сброса давления включает резьбовую муфту 20, имеющую первый сопряженный элемент 24, устроенный и сконструированный таким образом, чтобы взаимодействовать со вторым сопряженным элементом 70. Указанная резьбовая муфта устроена так, чтобы находиться в неподвижном состоянии, но при этом двигаться по оси вперед и назад в ходе доставки лекарственного средства в результате взаимодействия со вторым сопряженным элементом 70.
Указанная резьбовая муфта 20 имеет сквозное центральное отверстие 22, снабженное соответствующей резьбой, как и плунжерный шток, и два выступающих наружу вращающихся штырька 23. подвижно упирающихся в корпус. Как показано на Фиг.3а и 3b, верхняя поверхность резьбовой муфты, обращенная к заднему концу устройства для доставки, снабжена первым сопряженным элементом 24, установленным и сконструированным в виде ряда зубцов, имеющих форму трещотки, далее называемых зубцами 24. Функция зубцов будет подробно описана ниже.
Вороток 26, Фиг.2, также расположен вокруг плунжерного штока. Вороток имеет нижнюю цилиндрическую переднюю часть 28, на которой расположено несколько направленных наружу выступов 30, равномерно распределенных по ее окружности, где расстояние между двумя смежными выступами устанавливает объем определенной заданной дозы, а также вторую удлиненную цилиндрическую часть 32. В месте соединения первой части и второй части на противоположных сторонах воротка расположены два направленных наружу выступа 34. Вороток является полым, чтобы вмещать плунжерный шток в фиксированном положении. Передняя поверхность воротка, то есть обращенная к переднему концу устройства для доставки, снабжена вторым сопряженным элементом 70, установленным и выполненным в виде трещотки с зубцами, далее называемыми зубцами 70, которые взаимодействуют с зубцами 24 резьбовой муфты 20 в качестве механизма сброса давления, который будет описан ниже.
Вторую часть 32 воротка 26 окружает ведущее колесо 36 в целом цилиндрической формы. Внешняя поверхность ведущего колеса снабжена несколькими равномерно распределенными, направленными наружу выступами 38, разнесенными на то же расстояние, что и выступы воротка. Ведущее колесо также снабжено центральным сквозным отверстием 40, имеющим несколько больший диаметр, чем вторая часть воротка. Сквозное отверстие также снабжено прорезями 41, вмещающими выступы 34 воротка 26, но имеющими несколько больший размер, соответствующий расстоянию между выступами, как будет описано ниже, чтобы обеспечивать некоторое вращательное движение между воротком 26 и ведущим колесом 36.
Далее накапливающий энергию элемент 42, например плоская пружина, намотана вокруг второй части воротка, причем ее внутренний конец прикреплен к воротку 26. Ручка регулировки натяжения 44, к которой прикреплен внешний конец пружины 42, расположена на заднем конце устройства для доставки. Активационный механизм 46 также расположен на устройстве для доставки. Он включает кнопку 48, выступающую через отверстие в корпусе. Кнопка присоединена к вилкообразной детали, два рычага 50 которой расположены по обеим сторонам контейнера и плунжерного штока. Два выступающих наружу вращающихся штырька 54 расположены на каждом рычаге, причем вращающиеся штырьки подвижно и эластично упираются в корпус. К заднему концу рычагов присоединено кольцо 56. Внутренняя поверхность кольца снабжена расположенными напротив друг друга, направленными внутрь выступами 58. Выступы ориентированы под углом 90° относительно вращающихся штырьков 54.
Согласно конструкции устройство функционирует следующим образом. Игла 14 присоединяется к переднему концу устройства и контейнера подходящим способом, после чего удаляется защитный колпачок иглы. Затем вращается ручка регулировки натяжения 44, в результате чего натягивается пружина 42. Вороток не может вращаться, так как, по меньшей мере, один из выступов 58 кольца 56 активатора находится в контакте с одним из выступов 30 воротка.
Когда требуется выполнить инъекцию, иглу вводят в подходящий участок кожи, при этом кнопку 48 нажимают посредством обратного перемещения по оси. Нажатие (активация) кнопки заставляет выступ 58 активатора выйти из контакта с выступом 30 воротка, благодаря чему вороток может свободно вращаться. Далее движение активационного механизма заставляет противоположный выступ 58 прийти в контакт с выступами 38 ведущего колеса 36, предотвращая таким образом вращение ведущего колеса.
Вращение воротка 26 вызывает вращение плунжерного штока 18, а также приводит к взаимодействию его зубцов 70 с зубцами 24 резьбовой муфты 20. В результате резьбового зацепления между плунжерным штоком и резьбовой муфтой 20, а также взаимодействия зубцов плунжерный шток перемещается по оси, при этом сначала шток толкает вперед пробку 16, в результате чего лекарственное средство выпускается через иглу, а затем шток движется назад, обеспечивая сброс давления, оказываемого на плунжер, и таким образом на пробку, и содержимое контейнера.
При вращении воротка на определенное расстояние между выступами 34 воротка 26 выступы приходят в контакт с боковой поверхностью вырезов 41 ведущего колеса 36, и поскольку происходит фиксация ведущего колеса, движение воротка прекращается. В данном случае следует понимать, что расстояние между выступами воротка, наряду с шагом резьбы плунжерного штока, определяет объем определенной заданной дозы. То есть, чтобы установить определенную дозу, что производится в процессе изготовления устройства, между выступами выбирается определенное расстояние, равно как и определенный шаг резьбы плунжерного штока.
Когда кнопку 48 отпускают, подвижные и эластичные вращающиеся штырьки 54 заставляют активационный механизм и таким образом один из выступов 58 снова прийти в контакт с выступом 30 воротка, вместе с этим выступ 58, удерживавший ранее ведущее колесо 36, выходит из контакта с выступами 38 ведущего колеса, в результате чего происходит его разблокировка. Небольшая пружина, не показанная на чертеже, расположена между воротком и ведущим колесом и служит для того, чтобы приводить ведущее колесо в исходное положение относительно воротка. После этого инъектор готов к следующей инъекции.
Устройство для доставки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения
Фиг.1, 2, 4а и 4b относятся к конфигурации устройства для доставки, в которой механизм сброса давления включает резьбовую муфту 20', имеющую первый сопряженный элемент 24', устроенный и сконструированный таким образом, чтобы взаимодействовать со вторым сопряженным элементом 70' кольца 60. Указанное кольцо 60 неподвижно присоединено к внутренней поверхности корпуса и имеет также сквозное центральное отверстие.
Как показано на Фиг.4а и 4b, верхняя поверхность кольца 60, обращенная к ближнему концу устройства для доставки, снабжена вторым сопряженным элементом 70', установленным и сконструированным в виде ряда углублений, далее называемых углублениями 70', имеющим тип волнистой формы "впадин". Функция углублений 70' будет подробно описана ниже.
Первый сопряженный элемент 24' резьбовой муфты 20' устроен и сконструирован в виде волнистой формы как ряд небольших роликов, далее называемых роликами 24'. Как показано на Фиг.4а и 4b, верхняя поверхность резьбовой муфты 20', обращенная к дальнему концу устройства для доставки, имеет удлиненную цилиндрическую часть 25, которая расположена вокруг плунжерного штока и имеет соответствующую резьбу, как и плунжерный шток. Кроме того, указанная удлиненная цилиндрическая часть 25 проходит через сквозное центральное отверстие кольца 60, благодаря чему соединена с воротком 26 (не показан), обладая при этом возможностью вращения.
В начале инъекции ролики 24' помещены во "впадины" кольца 60. Затем вращение воротка 26 вызывает вращение плунжерного штока 18' и резьбовой муфты 20', в результате чего ролики 24' выходят из углублений 70' или "впадин", а в конце инъекции ролики 24' перемещаются в следующую впадину. Указанное возвратно-поступательное осевое движение резьбовой муфты 20' приводит к сбросу давления, оказываемого на плунжерный шток 18', и таким образом на пробку 16, и содержимое контейнера.
Альтернативный активационный механизм
На Фиг.5 показана задняя часть устройства для доставки лекарственного средства, включающая ручку регулировки натяжения 44', соединенную с накапливающим энергию элементом 42' в форме плоской спиральной пружины, а также резьбовой плунжерный шток 18'. В указанном устройстве для доставки лекарственного средства, показанном на Фиг.5, также показан вороток 26', соединительный элемент 80 и соединительная пружина 82, где указанный соединительный элемент дополнительно включает венец 84 со скошенными выступами 86. Вороток 26' снабжен втулкой 88 и скошенными канавками 90, а также неподвижной втулкой 92, снабженной внутренней цилиндрической частью (не показана).
Внешняя поверхность внешней части воротка 26' снабжена рядом выступов, определяющих шаг объема дозы 30', равномерно распределенных по окружности внешней части воротка 26'. Каждый последующий выступ 30'а при этом расположен на определенном расстоянии от остальных выступов 30'b. Выступы 30'а таким образом равномерно распределены по окружности воротка 26', при этом их центры расположены на определенном расстоянии от ближнего конца воротка 26', а выступы 30'b таким образом также равномерно распределены по окружности воротка 26', но при этом их центры расположены на меньшем расстоянии от ближнего конца воротка 26', чем выступы 30'а. Расстояние между центрами каждого выступа 30' по окружности воротка 26' при этом является одинаковым, если, как в данном случае, заданные шаги объема дозы должны быть одинаковыми, то есть каждый шаг объема дозы обеспечивает доставку одного и того же заданного количества лекарственного средства.
Активационный механизм 46' устройства для доставки согласно Фиг.5 снабжен подвижным рычагом 48', имеющим выступающий внутрь стопорный механизм 96, который служит для блокировки, а также разблокировки, вращения воротка 26'. Активационный механизм 46', а также таким образом стопорный механизм 96 могут перемещаться в продольном направлении относительно устройства на расстояние, которое соответствует расстоянию между центрами выступов 30'а и 30'b в продольном направлении. Таким образом, когда стопорный механизм 96 упирается, как показано на Фиг.5, в правую сторону выступа 30', вороток 26' не может вращаться против часовой стрелки, то есть устройство таким образом находится в состоянии, в котором невозможна доставка лекарственного средства.
В случае, когда предстоит применение устройства для доставки, пользователь вращает ручку регулировки натяжения 44' по часовой стрелке, предпочтительно с максимальным числом шагов, в результате чего спиральная пружина таким образом взводится и накапливает максимальную допустимую энергию. Если стопорный механизм упирается в выступ 30'а, расположенный ближе к внешнему концу воротка 26', чем выступ 30'b, то тогда пользователь перемещает активационный механизм 46, а также таким образом стопорный механизм 96 на заданное расстояние к ближнему концу устройства, в результате чего стопорный механизм 96 деблокирует вращение воротка плунжерного штока 26', при этом устройство переводится в состояние доставки лекарственного средства. Если стопорный механизм 96 с другой стороны упирается в выступ 30'b, то тогда пользователь вместо этого перемещает активационный механизм 46' и таким образом также стопорный механизм 96 на заданное расстояние к внешнему концу устройства, в результате чего стопорный механизм 96 деблокирует вращение воротка 26'.
Когда вороток 26' может свободно вращаться, вторичный крутящий момент, создаваемый пружиной 42', будет вращать вороток 26' и, следовательно, также шток 18'. Однако, независимо от энергии, накопленной пружиной 42', вороток 26' будет вращаться только до тех пор, пока стопорный механизм 96 не прижмется к выступу 30', следующему за выступом 30', в который он упирался, в направлении по окружности воротка 26', в результате чего стопорный механизм 96 перемещается по периферической поверхности воротка 26' на заданное расстояние между указанными двумя выступами 30'а и 30'b в направлении по окружности воротка 26', каждый раз при вращении воротка.
Таким образом, если стопорный механизм 96 первоначально упирается в правую сторону выступа, обозначенного как 30'а на Фиг.5, то после вращения воротка 26' против часовой стрелки на один шаг стопорный механизм 96 будет упираться в выступ, обозначенный как 30'b. В следующий раз, когда пользователь намерен доставить дозу, он при этом перемещает активационный механизм и стопорный механизм на определенное расстояние к внешнему концу устройства, в результате чего вороток 26' поворачивается на другой шаг. Указанную процедуру доставки лекарственного средства можно повторять до тех пор, пока плоская спиральная пружина не раскрутится и не перейдет в исходное состояние без накопленной энергии или пока контейнер не опорожнится. Если первое происходит раньше, чем контейнер опорожняется, пользователь может легко подкрутить спиральную пружину еще раз. Может так случиться, что изготовитель устройства поставляет устройство со спиральной пружиной уже в заранее взведенном состоянии, в результате чего устройство должно использоваться как одноразовое изделие, то есть когда пружина раскрутится, устройство больше нельзя будет использовать. Количество лекарственного средства, соответствующее одному шагу дозы, таким образом определяет изготовитель устройства.
Как указано выше, расстояние между выступом 30'а и выступом 30'b в направлении по окружности воротка 26' определяет доставляемое количество лекарственного средства. Если указанное расстояние между каждым выступом является одинаковым, то количество лекарственного средства будет идентично в каждом шаге дозы. Изготовитель устройства может, впрочем, произвести устройство, включающее вороток 26' с выступами 30', в котором расстояние между выступами в направлении по окружности элемента не везде является одинаковым. Таким образом, указанное расстояние может изменяться в соответствии с определенным профилем, приводя к определенному профилю шага дозы. Например, расстояние между выступами в направлении по окружности воротка может постепенно увеличиваться, вследствие чего количество доставленного лекарственного средства увеличивается с каждым шагом дозы, пока вороток плунжерного штока не завершит полный поворот.
Следует понимать, что варианты осуществления, описанные выше и показанные на чертежах, нужно расценивать лишь в качестве неограничивающих примеров изобретения и что они могут быть изменены различными способами в пределах объема формулы изобретения.