МЕДИЦИНСКОЕ ИНЪЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
MEDICAL INJECTION DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к медицинскому инъекционному устройству и к насосу, содержащему это устройство.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Медицинские контейнеры, содержащие уплотняющий ограничитель, вставленный с возможностью скольжения в корпус контейнера, широко используются для введения пациенту лекарственного препарата путем инъекции.
Инъекционные устройства в целом содержат данный контейнер, предназначенный для размещения вводимого путем инъекции лекарственного препарата, и поршневой шток, предназначенный для перемещения ограничителя в корпусе контейнера с целью выпуска из него лекарственного препарата во время инъекции.
При этом необходимо либо использовать пустое одноразовое инъекционное устройство, чтобы извлечь вводимый путем инъекции лекарственный препарат из флакона, либо использовать одноразовое предварительно наполненное инъекционное устройство.
Предварительно наполненные инъекционные устройства часто являются предпочтительными, поскольку они более удобны, безопасны и эффективны, а также поскольку они могут снизить риск перекрестного заражения во время подготовки инъекции.
Было разработано много различных типов инъекционных устройств для введения лекарственных средств, в том числе шприцы, инъекционные патроны и автоинжекторы.
Известно использование инфузионных насосов для введения или дозирования лекарственных препаратов, таких как инсулин при диабете, более удобным для пациента образом.
Данные насосы содержат корпус насоса, предназначенный для размещения инъекционного устройства, содержащего прописанный лекарственный препарат, и соответствующий инфузионный набор.
Они, как правило, включают в себя небольшой приводной мотор, соединенный с поршневым штоком для перемещения вперед находящегося в контейнере ограничителя с приводом от мотора с целью введения лекарственного препарата пациенту.
С целью получения точно контролируемого и надежного введения лекарственного препарата в течение продолжительного периода времени могут быть предусмотрены программируемые средства управления для управления приводным мотором непрерывно или в определенные интервалы времени.
В этой конструкции ограничитель в целом медленно перемещается, при этом он смещается на небольшие расстояния в течение определенного периода времени.
Соответственно необходимо обеспечить гладкое скольжение ограничителя в корпусе контейнера, чтобы предотвратить любое неравномерное смещение.
В частности, необходимо предотвратить возникновение скачкообразного скольжения, поскольку оно может привести к введению пациенту неточной дозы лекарственного препарата.
Для улучшения скользящих характеристик ограничителя на внутреннюю стенку корпуса контейнера и/или на ограничитель может быть нанесено покрытие из смазочного вещества.
Вместе с тем ограничитель должен обеспечивать хорошее уплотнение относительно корпуса контейнера для того, чтобы предотвратить утечку лекарственного препарата из контейнера и не допустить загрязнения лекарственного препарата окружающей средой контейнера.
Традиционные инъекционные устройства содержат контейнер, изготовленный из стекла или пластика, и ограничитель, изготовленный из эластомерного материала.
Благодаря пластичности эластомера ограничитель сам по себе может обеспечить возможность уплотнения относительно корпуса контейнера.
Однако указанная пластичность может привести к неточному введению лекарственного препарата.
Действительно, когда посредством поршневого штока к ограничителю прикладывается толкающее усилие, ограничитель может сначала адсорбировать указанное усилие путем собственного сжатия и только потом начать осуществлять скольжение.
В этом случае вводимая пациенту доза отличается от дозы, ожидаемой от смещения поршневого штока.
Кроме того, в некоторых случаях резина и подобные ей мягкие материалы могут оказаться неподходящими из-за их несовместимости с лекарственными препаратами, содержащимися внутри корпуса контейнера инъекционного устройства.
Таким образом, может быть выбран материал, обладающий большей совместимостью.
Поэтому ввиду различных вышеуказанных причин может оказаться предпочтительным выбор жесткого материала для ограничителя, например полиэтилен или т.п.
Действительно, ограничитель из материала этого типа скорее всего не будет деформироваться под воздействием толкающего усилия поршневого штока и может, таким образом, обеспечить возможность улучшения точности введения лекарства.
В этом случае необходимо предусмотреть по меньшей мере уплотняющее кольцо вокруг ограничителя для того, чтобы обеспечить возможность уплотнения между ограничителем и корпусом контейнера, поскольку такие жесткие материалы, как правило, приводят к утечке лекарственного препарата, содержащегося внутри корпуса контейнера.
Патентный документ US 2009/0326458 раскрывает медицинское инъекционное устройство, содержащее контейнер и жесткий ограничитель из полиэтилена, имеющий по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, изготовленное из эластомера, например, резины или силикона, которое удерживается в канавке ограничителя.
На фиг. 1 показан схематический вид в разрезе этого ограничителя 2, имеющего две окружные канавки 21, 21′ и два уплотнительных кольца 4, 4′ для нахождения с возможностью скольжения в корпусе 1 контейнера, причем внутренняя стенка 10 корпуса 1 контейнера покрыта слоем смазочного вещества, например смазочного вещества без силикона.
Однако это устройство может обладать несколькими ограничениями.
Во-первых, нанесенное покрытие из смазочного вещества образует капельки, которые могут быть выпущены в лекарственный препарат 3.
Действительно, присутствие частиц в лекарственных препаратах вызывает серьезные опасения, потому что они могут изменить эффективность лекарственного препарата.
Таким образом, необходимо ограничить выход частиц, в частности, из покрытия из смазочного вещества.
Кроме того, из-за присущих им свойств силиконовые уплотнительные кольца обладают некоторой проницаемостью для воздуха и влаги и не обеспечивают эффективное уплотнение инъекционного устройства и хорошую изоляцию лекарственного препарата.
Кроме того, известно, что возвратно-поступательное перемещение ограничителя происходит при смещении поршневого штока, что часто может негативно отражаться на реактивности инъекционного устройства и на точности вводимой пациенту дозы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, задача изобретения заключается в создании медицинского инъекционного устройства, в котором устранены недостатки известных устройств.
Это усовершенствованное медицинское инъекционное устройство также обеспечивает более точную дозировку медицинского препарата, вводимого пациенту, в частности при использовании инфузионного насоса.
В частности, медицинское инъекционное устройство согласно изобретению обеспечивает возможность эффективного скольжения ограничителя в корпусе контейнера, обеспечивая при этом улучшенное уплотнение, что позволяет предотвратить, таким образом, утечку лекарственного препарата и загрязнение лекарственного препарата.
И, наконец, материалы медицинского инъекционного устройства согласно изобретению являются совместимыми с лекарственным препаратом, содержащимся в этом устройстве, и не изменяют свойства лекарственного препарата даже в течение длительного периода времени.
Один из вариантов осуществления изобретения представляет собой медицинское инъекционное устройство, содержащее корпус контейнера и ограничитель, вставленный с возможностью скольжения в корпус контейнера для выпуска текучей среды через отверстие в указанном корпусе контейнера, при этом по меньшей мере дистальная часть ограничителя, находящаяся в контакте с текучей средой, выполнена из термопластичного полиолефина, причем ограничитель дополнительно содержит по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, удерживаемое в по меньшей мере одной окружной канавке. Указанное медицинское инъекционное устройство отличается тем, что указанное по меньшей мере одно уплотнительное кольцо выполнено из каучука типа бутилкаучука, а поперечное сечение указанной по меньшей мере одной окружной канавки ограничителя выполнено так, чтобы сжимать указанное по меньшей мере одно уплотнительное кольцо в осевом направлении и в радиальном направлении, когда указанное по меньшей мере одно уплотнительное кольцо находится в зацеплении в окружной канавке между ограничителем и внутренней стенкой корпуса контейнера.
В этом изобретении под дистальным концом компонента или устройства следует понимать наиболее удаленный от руки пользователя конец, а под проксимальным концом следует понимать конец, ближайший к руке пользователя. В частности, если, например, в данном изобретении контейнер предназначается для использования в качестве предварительно наполненного картриджа для инфузионного насоса, то под дистальным концом следует понимать конец, ближайший к верхней части контейнера (т.е. конец контейнера, который снабжен отверстием, герметизируемым при помощи перегородки), а под ближним концом следует понимать конец, ближайший к нижней части контейнера.
Под поперечным сечением элемента следует понимать форму указанного элемента, которая получается при прямом разрезе этого элемента по плоскости, проходящей через продольную ось корпуса контейнера. Когда элемент имеет круглое поперечное сечение, диаметр указанного элемента определяется как диаметр указанного круга.
Согласно варианту осуществления изобретения осевое сжатие указанного по меньшей мере одного уплотнительного кольца предпочтительно составляет по меньшей мере 14,4%, а радиальное сжатие составляет по меньшей мере 20%.
Диаметр указанного по меньшей мере одного уплотнительного кольца в покое больше, чем ширина указанной соответствующей по меньшей мере одной окружной канавки ограничителя.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения материал указанного по меньшей мере одного уплотнительного кольца представляет собой бромбутил.
Ограничитель может предпочтительно содержать по меньшей мере два уплотнительных кольца, которые удерживаются в двух соответствующих окружных канавках ограничителя.
В этом случае расстояние между указанными двумя уплотнительными кольцами предпочтительно по меньшей мере равно диаметру ограничителя.
Указанные уплотнительные кольца могут иметь круглое поперечное сечение с различными диаметрами.
В этом случае диаметр дистального уплотнительного кольца предпочтительно больше, чем диаметр проксимального уплотнительного кольца.
Предпочтительно указанная по меньшей мере одна окружная канавка имеет U-образное поперечное сечение, имеющее боковую стенку, проходящую в осевом направлении, и две параллельные поперечные стенки, проходящие в радиальном направлении от боковой стенки, при этом указанная по меньшей мере одна окружная канавка образует с корпусом контейнера полость для уплотнительного кольца для указанного по меньшей мере одного уплотнительного кольца, которая имеет прямоугольное поперечное сечение.
Предпочтительно глубина указанной полости для уплотнительного кольца меньше, чем ее ширина.
Согласно варианту осуществления изобретения диаметр указанного по меньшей мере одного уплотнительного кольца составляет 1,60 мм, а указанная по меньшей мере одна окружная канавка имеет U-образное поперечное сечение, определенное шириной, меньшей или равной 1,85 мм, и высотой, большей или равной 0,86 мм. Предпочтительно указанная по меньшей мере одна окружная канавка имеет U-образное поперечное сечение, определенное шириной, находящейся в диапазоне от 1,60 мм до 1,80 мм, и высотой, большей или равной 0,95 мм.
Согласно варианту осуществления изобретения устройство представляет собой предварительно наполняемое инъекционное устройство.
Например, указанное устройство может быть предварительно наполнено инсулином.
Согласно варианту осуществления изобретения указанное по меньшей мере одно уплотнительное кольцо и/или по меньшей мере часть внутренней стенки корпуса контейнера покрыты слоем смазочного вещества.
Указанный слой смазочного вещества может предпочтительно представлять собой гель, содержащий смесь силикона на основе акрилата, силикона на основе винила и полидиметилсилоксана.
Другой вариант осуществления изобретения представляет собой насос для подачи текучей среды пациенту, содержащий: корпус для размещения описанного выше инъекционного устройства, содержащего указанную текучую среду; поршневой шток, расположенный в указанном корпусе для соединения с проксимальной частью ограничителя указанного инъекционного устройства; и мотор для приведения в действие указанного поршневого штока с целью выпуска текучей среды из дистального отверстия инъекционного устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на чертежи, на которых:
- на фиг. 1 показан схематический вид в разрезе ограничителя, вставленного с возможностью скольжения в корпусе контейнера, согласно предшествующему уровню техники;
- на фиг 2 показан схематический вид в разрезе ограничителя, вставленного с возможностью скольжения в корпус контейнера, согласно варианту осуществления изобретения;
- на фиг. 3 показано покомпонентное изображение медицинского инъекционного устройства согласно варианту осуществления изобретения;
- на фиг 4А и 4В соответственно показаны схематические сравнительные виды в разрезе уплотнения в канавке ограничителя согласно варианту осуществления изобретения и в канавке ограничителя известного инъекционного устройства;
- на фиг. 5 показан схематический вид в разрезе ограничителя согласно варианту осуществления изобретения (5а) и ограничителя известного инъекционного устройства (5b) для данного уплотнительного кольца;
- на фиг. 6 показан схематический вид насоса, содержащего инъекционное устройство согласно варианту осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 3 показано медицинское инъекционное устройство согласно варианту осуществления изобретения.
Корпус 1 контейнера может быть изготовлен из стекла или пластика, в частности из циклического полиолефина.
Корпус 1 контейнера герметично закрыт перегородкой 11.
Ограничитель 2 вставлен с возможностью скольжения в корпусе 1 контейнера вдоль осевого направления X, как показано на фиг. 2.
Как можно видеть на фиг. 2, ограничитель 2 имеет общую форму цилиндрической оболочки с центральным отверстием, предназначенным для взаимодействия с поршневым штоком (не показан) с целью активизации ограничителя для введения дозы лекарственного средства.
Взаимодействие между поршневым штоком и ограничителем 2 может быть обеспечено любым подходящим средством, например склеиванием, резьбой, зажимом и т.д.
Ограничитель 2 имеет дистальную часть 20, которая предназначена для контакта с фармацевтическим лекарственным средством, содержащимся внутри корпуса 1 контейнера, и обращена к дистальному отверстию корпуса 1 контейнера, через которое должен выпускаться раствор.
В показанном варианте дистальная часть 20 имеет коническую форму, однако она может быть плоской или может иметь любую другую подходящую форму.
Ограничитель 2 может быть выполнен из одного материала или из смеси нескольких материалов (например, пластиков и эластомера).
Предпочтительно ограничитель 2 имеет жесткую часть, выполненную из жесткого материала, в частности из термопластичного полиолефина, для обеспечения жесткости ограничителя 2 с целью увеличения точности введения лекарственного препарата.
Таким образом, в отличие от резиновых ограничителей выполненный из жесткого материала ограничитель 2 не деформируется при активировании поршневого штока.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения по меньшей мере дистальная часть 20 ограничителя 2, находящаяся в контакте с фармацевтическим лекарственным препаратом, выполнена из циклического полиолефина.
Данный материал является также предпочтительным, поскольку он совместим с медицинскими препаратами, такими как, например, инсулин, даже в течение длительного периода времени, так как он не выделяет элементы в медицинский препарат.
Ограничитель 2 также может быть изготовлен из полипропилена, однако в этом случае предпочтительно, чтобы на его поверхности было нанесено защитное покрытие для предотвращения выделения элементов из ограничителя 2 в предназначенный для инъекций лекарственный препарат.
Кроме того, для обеспечения возможности надлежащего уплотнения ограничителя 2 относительно корпуса 1 контейнера на поверхности раздела между ограничителем 2 и корпусом 1 контейнера расположено по меньшей мере одно уплотнительное кольцо 4 или 4′.
Данное уплотнительное кольцо имеет форму кольца с круглым поперечным сечением.
По сравнению с другие формами уплотнительных колец, данное уплотнительное кольцо обладает тем преимуществом, что его проще установить на ограничителе.
Кроме того, данное уплотнительное кольцо обладает тем преимуществом, что оно обеспечивает непрерывный контакт с внутренней стенкой ствола, что в свою очередь обеспечивает непрерывный профиль контактного давления, являющийся предпочтительным для хорошего скольжения.
А именно, уплотнительное кольцо 4 или 4′ устанавливают на ограничителе 2 перед тем, как ограничитель 2 размещают внутри корпуса 1 контейнера.
Для этой цели на окружной стенке ограничителя 2 предусмотрена по меньшей мере одна окружная канавка 210 или 210′.
Указанная окружная канавка 210 или 210′ выполнена с размерами и расположена так, чтобы удерживать уплотнительное кольцо 4 или 4′ и предотвращать любую утечку содержимого корпуса 1 контейнера во время хранения, а также при перемещении ограничителя 2.
Как показано на фиг. 2 и 3, по меньшей мере два уплотнительных кольца 4, 4′ расположены на поверхности раздела между ограничителем 2 и корпусом 1 контейнера, т.е. в окружных канавках 210 и 210′.
Является предпочтительным наличие пары уплотнительных колец 4, 4′, поскольку эта конфигурация обеспечивает большую устойчивость ограничителя 2 и, следовательно, представляет собой предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Каждое из указанных уплотнительных колец 4, 4′ удерживается в соответствующей окружной канавке 210, 210′ ограничителя 2 благодаря специальной геометрии углубления, образованного окружной канавкой 210, 210′.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения уплотнительные кольца 4 и 4′, а также соответствующие окружные канавки 201, 201′ являются одинаковыми, при этом в другом варианте осуществления изобретения уплотнительные кольца могут иметь круглое поперечное сечение с разными диаметрами, в этом случае геометрия углубления, образующего окружную канавку, выполнена соответствующим образом, чтобы в нем надлежащим образом размещалось соответствующее уплотнительное кольцо.
Предпочтительно расстояние между указанными двумя уплотнительными кольцами 4, 4′ по меньшей мере равно диаметру ограничителя 2 с тем, чтобы предотвратить любой поворот ограничителя 2 относительно уплотнительного кольца 4 или 4′.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения уплотнительное кольцо 4 или 4′ выполнено из каучука типа бутилкаучука. Например, уплотнительное кольцо 4 или 4′ выполнено из бромбутилкаучука, такого как, например, бромбутилкаучук, продаваемый Exxon™ под маркой Bromobutyl Rubber Grade 2244.
Указанный материал, как известно, имеет максимальный крутящий момент (МН), равный 43±7 дециньютон-метр (dN. m), и минимальный крутящий момент (ML), равный 16±4,5 dN. m.
Максимальный крутящий момент в целом соотносится с твердостью на дюрометре и/или с модулем.
Кроме того, по сравнению с силиконом, который является классическим материалом, используемым для уплотнения медицинских устройств, каучук типа бутилкаучука имеет то преимущество, что он в меньшей степени проницаем для влаги и воздуха и обладает лучшими барьерными свойствами.
Например, бромбутилкаучук является предпочтительным материалом, поскольку его поверхность имеет низкую поглощающую способность по отношению к консервантам и противомикробным компонентам, содержащимся в инсулине.
Как упоминалось выше, указанное по меньшей мере одно уплотнительное кольцо 4 или 4′ удерживается на ограничителе 2 посредством правильного позиционирования в указанной по меньшей мере одной соответствующей окружной канавке 210 или 210′.
Форма и размеры этих окружных канавок 210 или 210′ являются важными параметрами, так как они влияют на поведение уплотнительного кольца 4 или 4′, когда ограничитель 2 скользит вдоль стенок корпуса 1 контейнера.
Как показано на фиг. 4А, окружная канавка 210 или 210′ предпочтительно имеет U-образное поперечное сечение, т.е. боковую стенку 210а, проходящую в осевом направлении (т.е. параллельно оси X и внутренней стенке 10 корпуса 1 контейнера), и две параллельные поперечные стенки 210b, 210с, проходящие в радиальном направлении (т.е. перпендикулярно к боковой стенке 210а) от боковой стенки 210а к внутренней стенке 10 корпуса 1 контейнера.
U-образная окружная канавка взаимодействует со стенкой корпуса 1 контейнера для образования герметичной полости, имеющей по существу прямоугольное поперечное сечение, образованное стенками 210а, 210b, 210с и внутренней стенкой 10 корпуса 1 контейнера.
Эта полость для уплотнительного кольца показана в виде заштрихованного прямоугольника на левой части фиг. 5(а).
Поскольку уплотнение относительно корпуса 1 контейнера не обеспечивается самим ограничителем, отсутствует плотное прилегание между ограничителем 2 и корпусом 1 контейнера, т.е. поперечные стенки 210b, 210с не контактируют со стенкой корпуса 1 контейнера.
Интервал между ограничителем 2 и корпусом 1 контейнера локально заполняется уплотнительным кольцом 4 или 4′.
В существующих медицинских инъекционных устройствах уплотнительное кольцо 4 удерживается в окружной канавке, имеющей поперечное сечение, которое по существу ограничивает круглое поперечное сечение уплотнительного кольца 4 (см. фиг. 4В).
Окружная канавка этого типа не является подходящей, так как она не обеспечивает значительное сжатие уплотнительного кольца 4, тогда как в медицинском инъекционном устройстве согласно изобретению прямоугольное поперечное сечение полости для уплотнительного кольца обеспечивает как радиальное, так и осевое сжатие уплотнительного кольца 4.
Другими словами, три стенки окружной канавки 210 ограничителя 2 и внутренняя стенка 10 корпуса 1 контейнера оказывают сжимающее воздействие на уплотнительное кольцо 4, что приводит в результате к расплющиванию уплотнительного кольца 4 на этих четырех поверхностях раздела, как показано на фиг. 4А.
Уплотнительное кольцо 4, таким образом, лучше удерживается в окружной канавке 210 ограничителя 2.
Кроме того, поперечное сечение указанной окружной канавки 210, 210′ определяется заданной шириной (обозначена как w) и заданной высотой (обозначена как h) (см. 5 (а)).
Следует отметить, что вследствие круглой формы уплотнительного кольца 4, уплотнительное кольцо 4 в основном контактирует с центральной частью стенок, образующих окружную канавку 210, 210′.
В частности, углы прямоугольника, ограничивающего поперечное сечение окружной канавки 210, 210′, фактически соответствуют мертвым зонам, которые не предназначены для контакта с уплотнительным кольцом 4.
Таким образом, хотя окружная канавка 210, 210′ показана на прилагаемых чертежах с поперечным сечением, имеющим прямоугольную форму, в пределах объема данного изобретения окружная канавка может иметь закругленные углы между осевой боковой стенкой 210а и каждой из поперечных стенок 210b, 210с.
При этом под шириной w следует понимать расстояние между частями поперечных стенок 210b, 210с, которые контактируют с уплотнительным кольцом 4, а под высотой h понимается расстояние между частью стороны осевой стенки 210а, контактирующей с уплотнительным кольцом и наружной поверхностью ограничителя 2.
Ширину w следует выбирать очень точно, чтобы контролировать поведение уплотнительного кольца 4, т.е., с одной стороны, чтобы предотвратить наличие какого-либо люфта уплотнительного кольца 4 в окружную канавку 210 и, с другой стороны, чтобы предотвратить сжатие, которое может быть нецелесообразно высоким.
А именно, указанная ширина w влияет на осевое сжатие уплотнительного кольца 4, и, следовательно, она должна контролироваться, чтобы не нарушить общее сжатие, которое определяется главным образом осевым сжатием.
Кроме того, также является важным подбор высоты h поперечного сечения указанной окружной канавки 210, 210′, поскольку в комбинации с шириной w она является важным параметром для надлежащего позиционирования уплотнительного кольца 4 в окружной канавке 210, 210′, либо когда ограничитель 2 перемещается в корпусе 1 контейнера, либо когда он находится в состоянии покоя.
Таким образом, неконтролируемая высота h может привести к ненадлежащему профилю сжатия уплотнительного кольца 4, например, если высота h слишком мала по сравнению с диаметром уплотнительного кольца, уплотнительное кольцо 4 может оказаться зажатым в зазоре, образованном оставшимся пространством между внутренней стенкой 10 корпуса 1 контейнера и наружной поверхностью ограничителя 2.
Кроме того, поперечное сечение указанной окружной канавки 210, 210′ также определяется наружным диаметром g канавки ограничителя 2 (см. фиг. 5(а)), который обеспечивает возможность контроля над сжатием уплотнительного кольца 4 и, следовательно, контроля над герметичностью ограничителя 2.
Таким образом, надлежащий подбор размера указанного наружного диаметра g канавки ограничителя 2 обеспечивает возможность надлежащей герметизации уплотнительного кольца 4.
В случае когда указанный наружный диаметр g канавки является слишком большим, он может контактировать с внутренней стенкой 10 корпуса 1 контейнера, что приведет к неудовлетворительной работе ограничителя 2 в корпусе 1 контейнера с потенциальными проблемами в отношении скольжения.
В целом надлежащая работа указанного ограничителя 2 следует из комбинации указанных размеров поперечного сечения окружной канавки 210, 210′ ограничителя 2, как подробно описано выше, а также из характеристик материала уплотнительного кольца 4.
Иными словами, общее сжатие уплотнительного кольца 4 в значительной степени зависит от характеристик материала уплотнительного кольца 4 из каучука типа бутилкаучука, при этом указанные свойства обеспечивают возможность получения хорошей деформации в сочетании с высокой устойчивостью уплотнительного кольца 4 в поперечном сечении окружной канавки 210, 210′. В результате, поскольку имеет место надлежащая посадка между уплотнительным кольцом 4 и окружной канавкой 210, значительно снижается неточность введения лекарства.
Подбор диаметра уплотнительного кольца 4 и подбор размеров поперечного сечения окружной канавки ограничителя 2 зависят от материала уплотнительного кольца 4, в частности от его твердости.
Например, если диаметр уплотнительного кольца в покое равен 1,60 мм, соответствующая окружная канавка имеет U-образное поперечное сечение, определенное шириной w, меньшей или равной 1,85 мм, предпочтительно в диапазоне от 1,60 мм до 1,80 мм, и высотой h, большей или равной 0,86 мм, предпочтительно большей или равной 0,95 мм.
В случае когда уплотнительные кольца 4, 4' имеют круглые поперечные сечения разных диаметров, предпочтительно, чтобы дистальное уплотнительное кольцо имело больший диаметр, а проксимальное уплотнительное кольцо имело меньший диаметр.
Как указано выше, каучук типа бутилкаучука в целом является предпочтительным материалом для уплотнительного кольца 4, так как он тверже, чем силикон.
В приведенной ниже таблице 1 показано сравнение осевого и радиального сжатия, полученного в известном инъекционном устройстве (как показано на фиг. 1, 4В и 5(b)) и в устройстве согласно варианту осуществления данного изобретения (показанного на фиг. 2, 4А и 5(a)).
Со ссылкой на фиг. 5(а) и 5(б), радиальное сжатие определяется в виде соотношения между:
- разницей между диаметром 0 уплотнительного кольца 4 в состоянии покоя и расстоянием d между внутренней стенкой 10 корпуса 1 контейнера и боковой стенкой 210а окружной канавки 210 ограничителя 2 (указанное расстояние d называется глубиной полости для уплотнительного кольца), и
- диаметром 0 уплотнительного кольца 4 в состоянии покоя.
Осевое сжатие определяется в виде соотношения между:
- разницей между высотой (т.е. размером в осевом направлении X) уплотнительного кольца 4, которое стало эллиптическим вследствие рассчитанного выше радиального сжатия, и шириной w окружной канавки 210, т.е. расстоянием между боковыми стенками 210b и 210с, и
- высотой эллиптического уплотнительного кольца 4.
Таким образом, в случае известного устройства окружная канавка 21 ограничителя 2 не оказывает осевого сжимающего воздействия на уплотнительное кольцо 4.
Как следствие, когда вызывается скольжение ограничителя 2, усилие, оказываемое поршневым штоком, сначала используется для перемещения ограничителя 2 относительно уплотнительного кольца 4, при этом в качестве только второго шага уплотнительное кольцо 4 перемещается вверх с ограничителем 2.
Таким образом, в известном устройстве введенная доза меньше, чем предполагаемая доза.
Напротив, в устройстве согласно данному изобретению уплотнительное кольцо 4 значительно сжимается как в радиальном направлении, так и в осевом направлении благодаря надлежащей форме окружной канавки 210.
Поэтому, когда вызывается скольжение ограничителя 2, оказываемое поршневым штоком усилие используется для непосредственного смещения ограничителя 2 и каждого уплотнительного кольца 4, 4′ в одно и то же время.
Кроме того, поскольку уплотнительное кольцо выполнено из жесткого материала, например, из каучука типа бутилкаучука, уплотнительное кольцо в меньшей степени подвержено деформации, вызванной усилием, приложенным поршневым штоком, и, таким образом, оно остается более устойчивым, чем уплотнительное кольцо из силикона.
Дополнительный эффект от этого оптимизированного сжатия уплотнительного кольца в окружной канавке заключается в том, что данное уплотнительное кольцо скорее всего не скрутится после приведения в действие ограничителя.
В приведенной ниже таблице 2 показана степень точности введения, полученная с помощью известного устройства (показанного на фиг. 1 и 5(b)), и с помощью устройства согласно варианту осуществления данного изобретения (показанного на фиг. 2 и 5(a)).
Степень точности определяется как разница между теоретической дозой, которую необходимо ввести, и измеренной дозой, которая была введена на самом деле.
Степень точности приведена для различных условий введения, а именно:
- единица (единицы) дозы, соответствующей введенной единице концентрации инсулина, измеренной в мг/мл, при этом 1 единица = 3,4 мг/мл; эти данные соответствуют введенной одноразовой дозе инсулина, т.е. спорадическому мгновенному введению, или
- единицы дозы в час, эти данные соответствуют базальному введению, т.е. непрерывному введению инсулина в течение всего дня.
Под реактивностью понимается время, потраченное ограничителем для достижения линейности введения лекарственного препарата, а именно непрерывная и однородная скорость потока при введении.
Реактивность ограничителя изучалась путем сравнения результатов, полученных в известном устройстве с двумя силиконовыми уплотнительными кольцами и силиконизированным ограничителем и в устройстве согласно варианту осуществления изобретения, имеющем два силиконизированных уплотнительных кольца и ограничитель.
Как показано ниже, устройство согласно изобретению обладает улучшенной реактивностью ограничителя по сравнению с известными устройствами, т.е. точность дозы является более достоверной.
Таблица 2
В другом варианте осуществления изобретения уплотнительные кольца и/или по меньшей мере часть внутренней стенки корпуса контейнера может быть покрыта слоем смазочного вещества, например силиконовым слоем.
В еще одном другом варианте осуществления изобретения внутренняя стенка корпуса контейнера и/или уплотнительные кольца смазываются перед вулканизацией, осуществляемой, например, путем облучения, при этом облучение обеспечивает хорошую гелеподобную структуру слоя смазочного вещества.
Например, смазочное вещество этого типа может содержать смесь нереактивного силикона и реактивного силикона, при этом:
- под «реактивным силиконом» понимается силиконовый полимер, содержащий по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, т.е. функциональную группу, которая полимеризуется при обычных условиях облучения (например, гамма-облучения или ультрафиолетового облучения). Реакционноспособная функциональная группа в целом содержит по меньшей мере одну химическую связь, которая может разрушиться под воздействием облучения и соединиться с другой функциональной группой для образования полимера,
- под «нереактивным силиконом» понимается силиконовый полимер, который содержит только нереакционноспособные функциональные группы, т.е. функциональные группы, которые не полимеризуются при обычных условиях облучения и не содержат какую-либо реакционноспособную функциональную группу, определенную выше. Например, в данном изобретении считается, что линейные алкильные цепи являются нереакционноспособными функциональными группами.
С одной стороны, нереакционноспособный силикон предпочтительно содержит поли- (диметилсилоксан) с вязкостью 12500 сантистокс (сСт) при 25°C, при этом его количество находится в диапазоне от 80 до 90% по весу от общего веса композиции смазочного вещества.
С другой стороны, реакционноспособный силикон предпочтительно содержит смесь силикона на основе винила и силикона на основе акрилата, при этом количество силикона на основе винила может находиться в диапазоне от 8 до 15% по весу, а количество силикона на основе акрилата может находиться в диапазоне от 2 до 5% по весу.
Более предпочтительно количество силикона на основе винила в композиции смазочного вещества составляет 10% по весу, тогда как количество силикона на основе акрилата в композиции смазочного вещества составляет 3% по весу.
В предпочтительной композиции смазочного вещества, силикон на основе винила содержит сополимер триметилсилила с концевыми винилметилсилоксаном и диметилсилоксаном, а силикон на основе акрилата содержит сополимер триметилсилила с кольцевыми акрилоксипропилметилсилоксаном и диметилсилоксаном.
Вышеупомянутое облучение обеспечивает вулканизацию слоя смазочного вещества, который превращается в гель, имеющий следующие характеристики:
- гель-фракция находится в диапазоне от 25 до 55% по весу,
- сдвиговая вязкость находится в диапазоне от 500 до 2000 Па/сек для скорости сдвига 0,1 рад/сек при 25°C, и
- фазовый угол находится в диапазоне от 20° до 40° для скорости сдвига 0,1 рад/сек при 25°C.
Предпочтительно указанное облучение является гамма-облучением, которое, например, испускается источником, содержащим кобальт 60.
Благодаря гелевой структуре слой смазочного вещества обеспечивает очень низкий уровень частиц, выделяемых в фармацевтический раствор.
Таким образом, когда облучаемый слой смазочного вещества представляет собой слой силикона или содержащую силикон смесь, выпуск капелек силикона в растворе сводится к минимуму или даже предотвращается.
Обработка слоя смазочного вещества облучением может оказаться необходимой, поскольку было показано, что слой с гелевой структурой улучшает скользящие свойства ограничителя, при этом также увеличивается устойчивость уплотнительных колец в отношении процедур стерилизации.
Было также показано, что данная обработка усиливает устойчивость указанных уплотнительных колец с течением времени (включая в том числе срок хранения от 12 до 24 месяцев).
На фиг. 6 показан пример инъекционного насоса 5 для подачи текучей среды к пациенту, при этом текучая среда содержится в корпусе 1 контейнера инъекционного устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Инъекционное устройство заполнено текучей средой для введения пациенту.
Инъекционное устройство предпочтительно представляет собой предварительно заполненный контейнер, готовый для использования, или может представлять собой контейнер, который необходимо заполнять вручную из флакона перед соединением с насосом 5.
Конструкция насоса 5 сама по себе известна и поэтому не описывается подробно.
Насос 5 имеет корпус 50 для размещения вышеописанного инъекционного устройства.
Загрузка инъекционного устройства внутри корпуса 50 насоса осуществляется через проксимальную часть ограничителя 20, соединенного с поршневым штоком 51.
Поршневой шток 51 приводится в действие мотором 52 в направлении дистального отверстия инъекционного устройства так, чтобы выпустить определенную дозу текучей среды через указанное отверстие.
Корпус предпочтительно имеет дисплей 54 и множество кнопок 53 для управления насосом 5.
Изобретение описано выше со ссылками на варианты осуществления, приведенные в качестве примера. Подразумевается, что изобретение не ограничивается данными вариантами осуществления и распространяется на другие варианты осуществления, охватываемые прилагаемой формулой изобретения.