ИНЪЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ СТОПОРНУЮ ГАЙКУ
INJECTION DEVICE COMPRISING LOCK NUT

Область техники
Изобретение относится к инъекционным устройствам, содержащим механизм установки дозы и инъекционный механизм. При этом инъекционное устройство предпочтительно относится к типу, пригодному для осуществления самоинъекций лекарства, такого как инсулин или гормон роста. Более конкретно, изобретение относится к инъекционному устройству указанного типа, в котором осевое положение штока поршня может контролироваться с высокой точностью и в котором при замене картриджа шток поршня может быть легко возвращен в исходное положение.
Уровень техники
В US 2004/0267207 описан приводной механизм, пригодный для использования в устройствах доставки лекарств. Приводной механизм может содержать корпус, шток поршня и средства для обеспечения связи между ними с возможностью относительного перемещения только в одном направлении. Приводной механизм может также содержать дозирующую втулку и приводную втулку, между которыми находится стопорное средство для предотвращения взаимного разворота между указанными втулками, когда они находятся в сопряженном положении, и для обеспечения возможности такого разворота, когда указанные втулки рассоединены. Устройство может также содержать гайку, связанную подвижным шпоночным соединением с дозирующей втулкой. Соответственно, взаимный разворот дозирующей втулки и приводной втулки заставляет стопорную гайку перемещаться по спиральной резьбе на приводной втулке. Положение гайки на данной резьбе соответствует количеству медицинского препарата, остающегося в картридже.
В EP 0338806 описан шприц, в котором во время установки дозы происходит запасание энергии в пружине. При проведении инъекции запасенная энергия высвобождается, приводя во вращение шестерню. Шестерня связана посредством резьбы со штоком поршня, так что вращение шестерни заставляет шток поршня перемещаться вдоль оси с обеспечением тем самым инъекции установленной дозы.
Раскрытие изобретения
С учетом изложенного задача, решаемая изобретением, состоит в создании инъекционного устройства с пружинным приводом, обеспечивающего возможность более точного управления положением штока поршня, чем в аналогичных известных устройствах.
Другой задачей является создание инъекционного устройства с пружинным приводом, обеспечивающего возможность останавливать перемещение штока поршня с большей точностью, чем в аналогичных известных устройствах.
Следующая задача состоит в создании инъекционного устройства с пружинным приводом, минимизирующего риск отказа инъекционного устройства во время осуществления инъекции.
Еще одна задача заключается в создании инъекционного устройства с пружинным приводом, позволяющего легко возвратить шток поршня в исходное положение после замены картриджа.
Согласно изобретению эти и другие задачи решены созданием инъекционного устройства для введения дозы лекарства, содержащего:
- корпус,
- механизм установки дозы, позволяющий установить желательную дозу и содержащий поворотную головку установки дозы, при этом приведение в действие механизма установки дозы обеспечивает накопление энергии в пружинном компоненте,
- инъекционный механизм, содержащий шток поршня, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем, введенным в содержащий доставляемое лекарство картридж для выведения из картриджа через инъекционное устройство заданной дозы доставляемого лекарства, при этом инъекционный механизм приводится в действие при высвобождении энергии, предварительно запасенной в пружинном компоненте во время установки дозы,
- дозирующую трубку, установленную с возможностью осевого перемещения относительно корпуса в проксимальном направлении во время установки дозы и в дистальном направлении во время введения установленной дозы, и
- блокирующее средство, выполненное с возможностью предотвращения осевого перемещения дозирующей трубки в дистальном направлении относительно корпуса во время установки дозы.
В контексте изобретения термин "инъекционное устройство" означает устройство, пригодное для введения (инъецирования) лекарства, например в жидкой форме, в тело человека или животного. Предпочтительно инъекционное устройство относится к типу, пригодному для выполнения многократных самоинъекций лекарства, например инсулина больным диабетом, или гормона роста. Инъекционное устройство может быть выполнено в виде шприц-ручки, т.е. иметь удлиненную форму, напоминающую форму обычной ручки.
Как уже упоминалось, предпочтительны жидкие лекарства, пригодные для инъекции в тело человека или животного, например подкожно или интравенно. Альтернативно, лекарства могут быть в сухой форме, тогда перед инъекцией их нужно перевести в форму жидкости.
Корпус является частью инъекционного устройства, которая заключает в себе, по меньшей мере, по существу остальные части инъекционного устройства. Таким образом, корпус задает наружную границу инъекционного устройства. Он может быть, по существу, закрытым, т.е. имеющим, по существу, сплошные стенки, или иметь более или менее открытые части, например отверстия, прорези и т.д.
Механизм установки дозы является частью инъекционного устройства, используемой для задания желательной дозы. Предпочтительно он содержит часть, которой может манипулировать оператор, и одну или несколько частей, обеспечивающих, при воздействии со стороны оператора на релевантную часть, настройку инъекционного устройства таким образом, что при последующем срабатывании инъекционного механизма инъекционное устройство, действительно, произведет введение заданной дозы. Оператор управляет механизмом установки дозы, вращая поворотную головку установки дозы.
Инъекционный механизм также является частью инъекционного устройства. Он служит для введения желательной дозы после того, как она была установлена (задана) посредством механизма установки дозы. Инъекционный механизм содержит шток поршня, способный взаимодействовать с поршнем, введенным в картридж. Это взаимодействие в типичном случае происходит при перемещении штока поршня в осевом направлении внутри инъекционного устройства во время инъекции предварительно установленной дозы. Обычно шток поршня устанавливается в инъекционном устройстве так, что он упирается в поршень, находящийся в картридже. Поэтому осевое перемещение штока поршня будет приводить к осевому перемещению поршня в картридже. В результате лекарство выталкивается из картриджа и инъецируется посредством инъекционного устройства. Инъекционный механизм предпочтительно содержит часть, активируемую оператором (например, спусковую кнопку или спусковой механизм), обеспечивающую, например, высвобождение энергии, предварительно запасенной в пружинном компоненте во время установки дозы.
Дозирующая трубка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси относительно корпуса в проксимальном направлении во время установки дозы и в дистальном направлении во время инъекции установленной дозы. В контексте изобретения "дистальное направление" соответствует направлению, по существу, вдоль оси инъекционного устройства к его концу, рассчитанному на прием инъекционной иглы. Аналогично, термин "проксимальное направление" соответствует направлению, по существу, противоположному дистальному, т.е. направлению от указанного конца инъекционного устройства. Таким образом, проксимальное направление соответствует направлению к поворотной головке установки дозы.
Дозирующая трубка предпочтительно соединена с поворотной головкой установки дозы таким образом, что вращение головки установки дозы заставляет дозирующую трубку перемещаться в проксимальном направлении. Дозирующая трубка предпочтительно связана с пружинным компонентом таким образом, что перемещение дозирующей трубки в проксимальном направлении приводит к запасанию энергии в пружинном компоненте, причем так, что высвобождение энергии, запасенной в пружинном компоненте, вызывает перемещение дозирующей трубки в дистальном направлении. Кроме того, дозирующая трубка предпочтительно соединена со штоком поршня таким образом, что перемещение дозирующей трубки в дистальном направлении приводит к взаимодействию штока поршня с поршнем, обеспечивающему выдачу установленной дозы.
Блокирующее средство служит для предотвращения перемещения дозирующей трубки в дистальном направлении относительно корпуса во время инъекции установленной дозы. Если дозирующая трубка соединена с пружинным компонентом и со штоком поршня так, как это было описано, блокирующее средство будет предотвращать во время установки дозы высвобождение запасенной пружинным компонентом энергии, заставляющее шток поршня взаимодействовать с поршнем, производящим выведение лекарства. Таким образом, предотвращается случайное выведение лекарства и обеспечивается правильная установка заданной дозы. Достижение этой цели путем удерживания от перемещения дозирующей трубки, а не стопорения непосредственно штока поршня дает следующее преимущество. Когда картридж опустошен и, следовательно, должен быть заменен, необходимо возвратить шток поршня в исходное положение, соответствующее полному картриджу. Если осевое перемещение штока поршня в дистальном направлении во время установки дозы предотвращается стопорением непосредственно штока поршня, например с помощью стопора или стопорной гайки, возврат штока поршня в исходное положение во время замены картриджа может оказаться затруднительным, особенно в случае такого соединения между штоком поршня и стопором/стопорной гайкой, при котором возникает тенденция к заклиниванию. Однако согласно изобретению перемещение штока поршня в дистальном направлении предотвращается дозирующей трубкой, удерживаемой от осевого перемещения, так что риск заклинивания штока поршня во время замены картриджа минимизирован, поскольку шток поршня может свободно вернуться в исходное положение.
Блокирующее средство может являться стопорной гайкой, зафиксированной от осевого перемещения относительно корпуса. При этом она может быть выполнена с возможностью быть заблокированной от вращения относительно корпуса во время установки дозы и с возможностью вращения относительно корпуса во время инъекции установленной дозы. Согласно данному варианту, когда стопорная гайка заблокирована от вращения относительно корпуса, она удерживает дозирующую трубку в осевом направлении, т.е. предотвращает ее перемещение в дистальном направлении. Однако, когда стопорная гайка получает возможность вращения относительно корпуса, она дает возможность дозирующей трубке двигаться в дистальном направлении.
Стопорная гайка и дозирующая трубка могут быть связаны посредством выполненных на них сопрягаемых резьб. Согласно данному варианту дозирующую трубку можно перемещать в проксимальном направлении путем ее поворота (вращения), в результате чего она движется вдоль резьбы резьбового соединения, обеспеченного между стопорной гайкой и дозирующей трубкой. Однако наличие резьбового соединения предотвращает ее поступательное перемещение в дистальном направлении до тех пор, пока стопорная гайка не получит возможность поворота относительно корпуса. Когда стопорная гайка получает такую возможность, дозирующая трубка становится способной перемещаться в дистальном направлении, заставляя стопорную гайку поворачиваться.
Инъекционное устройство может также содержать стопор, выполненный с возможностью перемещения между стопорящим положением, в котором он предотвращает вращение стопорной гайки относительно корпуса, и нестопорящим положением, установка в которое делает возможным вращение стопорной гайки относительно корпуса. Согласно данному варианту стопор находится в стопорящем и нестопорящем положениях соответственно во время установки дозы и во время инъекции установленной дозы. На стопорной гайке и на стопоре могут быть выполнены зубцы, вступающие во взаимное зацепление при установке стопора в стопорящее положение. При переходе стопора в нестопорящее положение его зубцы выводятся из зацепления, что делает возможным взаимный поворот между стопорной гайкой и стопором.
Стопор может переходить из стопорящего положения в нестопорящее в результате реакции на работу инъекционного механизма. Согласно данному варианту стопор автоматически переходит в нестопорящее положение, когда пользователь активирует инъекционный механизм. В результате этой активации инъекционное устройство автоматически переходит из состояния, в котором может устанавливаться доза, в состояние, когда она может быть введена. Таким образом, для осуществления инъекции установленной дозы пользователю достаточно выполнить только одну операцию, т.е. инъекционное устройство очень удобно в использовании.
В качестве альтернативы стопорной гайке, блокирующее средство может представлять собой или использовать шпоночное соединение, один или более тормозных элементов, один или более стопорных элементов, установленных с возможностью скольжения, и/или любое иное средство, пригодное для удерживания дозирующей трубки во время установки дозы, как это было описано выше.
Устройство по изобретению может предотвращать поворот дозирующей трубки относительно корпуса во время инъекции установленной дозы. Согласно данному варианту дозирующая трубка во время инъекции установленной дозы перемещается относительно корпуса только в осевом направлении. Это создает очень простую схему движения и тем самым минимизирует риск отказа инъекционного устройства во время инъекции установленной дозы.
Дозирующая трубка и шток поршня могут быть соединены посредством сопрягающихся резьб, выполненных на дозирующей трубке и на штоке поршня. Согласно данному варианту дозирующая трубка во время установки дозы предпочтительно перемещается вдоль резьбового соединения, образованного этими резьбами. Во время инъекции шток поршня предпочтительно перемещается в осевом направлении относительно дозирующей трубки.
В предпочтительном варианте дозирующая трубка соединена посредством резьбы как со штоком поршня, так и со стопорной гайкой. Например, эта трубка может иметь внутреннюю резьбу, рассчитанную на сопряжение с наружной резьбой штока поршня, и наружную резьбу, рассчитанную на сопряжение с внутренней резьбой стопорной гайки. Согласно данному варианту шток поршня, дозирующая трубка и стопорная гайка предпочтительно связаны между собой таким образом, что, по меньшей мере, часть дозирующей трубки охватывает, по меньшей мере, часть штока поршня, а, по меньшей мере, часть стопорной гайки охватывает, по меньшей мере, часть дозирующей трубки. Как альтернатива, шток поршня может быть полым, а дозирующая трубка может в этом случае иметь наружную резьбу, способную сопрягаться с внутренней резьбой полого штока поршня.
Инъекционное устройство может дополнительно содержать средство, предотвращающее поворот штока поршня во время установки дозы. Это средство может содержать подвижное шпоночное соединение между штоком поршня и компонентом, зафиксированным относительно корпуса. Такое шпоночное соединение предотвращает вращение (поворот) штока поршня относительно корпуса, но относительное осевое перемещение остается возможным. Данный компонент зафиксирован относительно корпуса во время нормального функционирования, т.е., по меньшей мере, когда в корпус установлен картридж. Однако предпочтительно зафиксировать данный компонент относительно корпуса таким образом, чтобы он мог быть освобожден, например получал бы возможность вращения относительно корпуса, во время смены картриджа. Такое выполнение позволило бы возвращать шток поршня в исходное положение во время смены картриджа, как это будет пояснено далее со ссылкой на чертежи.
Альтернативно, средство, предотвращающее поворот штока поршня, может содержать третье резьбовое соединение, соединяющее шток поршня с компонентом, зафиксированным относительно корпуса. К этому варианту применимы все приведенные выше данные о компоненте, зафиксированном относительно корпуса. Третье резьбовое соединение предпочтительно имеет направление нарезки резьбы, противоположное по отношению к направлению нарезки первого резьбового соединения. Согласно данному варианту первое резьбовое соединение, т.е. соединение между стопорной гайкой и штоком поршня, и третье резьбовое соединение между указанным компонентом и штоком поршня совместно предотвращают поворот штока поршня во время установки дозы и тем самым его осевое перемещение во время установки дозы.
Дозирующая трубка может быть также связана с головкой установки дозы посредством второго резьбового соединения. Согласно данному варианту дозирующая трубка во время установки дозы предпочтительно поворачивается по резьбе второго резьбового соединения.
В качестве альтернативы, дозирующая трубка может быть соединена с головкой установки дозы посредством подвижного шпоночного соединения. В этом случае во время установки дозы дозирующая трубка просто вращается вместе с головкой установки дозы, тогда как головка установки дозы и дозирующая трубка могут взаимно перемещаться в осевом направлении.
Работа механизма установки дозы приводит к запасанию энергии в пружинном компоненте, и инъекционный механизм приводится в действие высвобожденной энергией, запасенной в пружинном компоненте во время установки дозы. Пружинный компонент может, например, содержать пружину, такую как пружина сжатия или торсионная пружина. Альтернативно, он может содержать любое иное средство, пригодное для запасания механической энергии с последующим высвобождением этой энергии. Инъекционным устройством по изобретению очень легко пользоваться людям с ограниченными двигательными возможностями или с малой силой пальцев, например пожилым людям или детям. Действительно, для введения установленной дозы достаточно относительно небольшого усилия, поскольку необходимая механическая работа производится пружинным компонентом. Кроме того, в инъекционном устройстве, в котором инъекция производится за счет высвобождаемой энергии, предварительно запасенной в пружинном компоненте, шток поршня обычно перемещается во время инъекции под действием усилия, приложенного к нему, по существу, в осевом направлении.
Инъекционное устройство может дополнительно содержать спусковой механизм для высвобождения энергии, запасенной в пружинном компоненте, и для осуществления, тем самым, инъекции установленной дозы. Спусковой механизм может, например, содержать спусковую кнопку, на которую нажимает пользователь. Спусковой механизм предпочтительно выполнен с возможностью осевого перемещения, причем он может активироваться при нажатии пользователем на спусковую кнопку, по существу, в осевом направлении. В этом варианте спусковая кнопка может быть выполнена заодно с головкой установки дозы.
В своем другом аспекте изобретение относится к инъекционному устройству для введения дозы лекарства, содержащему:
- корпус,
- механизм установки дозы, позволяющий установить желательную дозу и содержащий поворотную головку установки дозы, при этом приведение в действие механизма установки дозы обеспечивает накопление энергии в пружинном компоненте,
- инъекционный механизм, содержащий шток поршня, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем, введенным в содержащий доставляемое лекарство картридж для выведения из картриджа через инъекционное устройство заданной дозы доставляемого лекарства, при этом инъекционный механизм приводится в действие при высвобождении энергии, предварительно запасенной в пружинном компоненте во время установки дозы,
- стопорную гайку, зафиксированную от осевого перемещения относительно корпуса и выполненную с возможностью быть заблокированной от вращения относительно корпуса во время установки дозы и с возможностью вращения относительно корпуса во время инъекции установленной дозы, при этом стопорная гайка связана со штоком поршня посредством первого резьбового соединения,
- дозирующую трубку, связанную со штоком поршня посредством первого резьбового соединения и установленную с возможностью осевого перемещения относительно корпуса во время установки дозы и во время введения установленной дозы, и
- средство для предотвращения вращения штока поршня во время установки дозы.
Следует отметить, что сведения, приведенные выше в отношении первого аспекта изобретения, применимы также к этому дополнительному аспекту изобретения. Аналогично, приводимые далее сведения применимы также и в сочетании с признаками первого аспекта изобретения.
В соответствии с дополнительным аспектом изобретения стопорная гайка зафиксирована от осевого перемещения относительно корпуса. При этом она заблокирована от вращения относительно корпуса во время установки дозы, но способна вращаться относительно корпуса во время инъекции. Таким образом, стопорная гайка полностью зафиксирована относительно корпуса во время установки дозы и может совершать только вращательное перемещение относительно корпуса во время инъекции. Стопорная гайка связана со штоком поршня посредством первого резьбового соединения. Соответственно, шток поршня способен перемещаться относительно корпуса в осевом направлении только по спиральной траектории, обеспечиваемой первым резьбовым соединением, и/или за счет приведения во вращение стопорной гайки. Во время установки дозы стопорная гайка вращаться не может, и, поскольку шток поршня во время установки дозы заблокирован от вращения (поворота), во время установки дозы он оказывается заблокированным и от осевого перемещения. Во время инъекции стопорная гайка может вращаться, так что шток поршня может перемещаться в осевом направлении, вращая стопорную гайку.
Описанный характер связи между стопорной гайкой и штоком поршня обеспечивает возможность управления осевым положением штока поршня с высокой точностью, включая возможность обеспечения точной остановки штока поршня в ходе конкретного осевого перемещения. Это объясняется тем, что взаимный поворот соответствует большему относительному перемещению стопорной гайки и штока поршня на единицу длины осевого перемещения штока поршня по сравнению с вариантом, когда имеет место полное или частичное относительное линейное перемещение этих компонентов. Таким образом, относительное угловое положение между стопорной гайкой и штоком поршня, соответствующее конкретному осевому положению штока поршня, может задаваться с несколько увеличенным допуском при сохранении задания осевого положения с очень высокой точностью. Это является существенным преимуществом, поскольку отпадает необходимость изготовления управляющего механизма с очень высокой точностью, т.е. с очень малыми допусками. Тем самым стоимость изготовления снижается без ухудшения точности.
Таким образом, создан простой и надежный механизм для точного управления осевым положением штока поршня в инъекционном устройстве с пружинным приводом, причем данный механизм функционирует, даже если перемещение штока поршня во время инъекции обеспечивается приложением к нему толкающего усилия, действующего на шток поршня, по существу, в осевом направлении.
Механизм установки дозы содержит поворотную головку установки дозы, а инъекционное устройство содержит дозирующую трубку, связанную со штоком поршня посредством первого резьбового соединения. Дозирующая трубка может перемещаться в осевом направлении относительно корпуса как во время установки дозы, так и во время инъекции установленной дозы. Данная трубка предпочтительно соединена с головкой установки дозы таким образом, что она поворачивается при повороте головки установки дозы. Поскольку, как это описано выше, шток поршня зафиксирован от вращения во время установки дозы, дозирующая трубка вынуждена смещаться вдоль штока поршня посредством первого резьбового соединения. Это движение может быть эффективно использовано для запасания энергии в пружинном компоненте, например путем сжатия пружины. Запасенная энергия высвобождается во время инъекции, обеспечивая тем самым осевое перемещение штока поршня во время инъекции.
Дозирующая трубка может быть соединена с головкой установки дозы посредством второго резьбового соединения. В результате дозирующая трубка будет перемещаться во время установки дозы как по второму резьбовому соединению, так и по первому резьбовому соединению. Как следствие, угол, на который дозирующая трубка поворачивается во время установки дозы, по сравнению с углом поворота головки установки дозы равен отношению шагов первого резьбового соединения и второго резьбового соединения. Как правило, дозирующая трубка будет поворачиваться на меньший угол, чем головка установки дозы. После того как установленная доза будет введена, дозирующая трубка повернется на "оставшийся угол" в том смысле, что суммарный угол ее поворота во время установки дозы и инъекции равен углу поворота головки установки дозы. В связи с этим шаг первого резьбового соединения может быть увеличен за счет уменьшения отношения между шагами первого и второго резьбовых соединений с целью гарантировать, что стопорная гайка будет способна вращаться во время инъекции.
В качестве альтернативы, дозирующая трубка может быть соединена с головкой установки дозы посредством подвижного шпоночного соединения. Согласно данному варианту дозирующая трубка во время установки дозы просто вращается вместе с головкой установки дозы, при этом дозирующая трубка и головка установки дозы могут совершать взаимные перемещения в осевом направлении.
Как было описано выше, средство, предотвращающее поворот штока поршня, может содержать шпоночное соединение между штоком поршня и компонентом, зафиксированным относительно корпуса. Альтернативно, данное средство может содержать третье резьбовое соединение, связывающее шток поршня и указанный зафиксированный компонент.
В последнем случае шток поршня во время инъекции будет перемещаться следующим образом. Когда к штоку поршня приложено усилие, действующее в осевом направлении, он вынужден поворачиваться относительно корпуса в третьем резьбовом соединении. Соответственно, стопорная гайка вынуждена вращаться в результате поворота штока поршня и наличия первого резьбового соединения между ней и штоком поршня. Как следствие, стопорная гайка повернется на больший угол, чем в случае, если бы ее вращение было обусловлено только одним из названных факторов. В результате, поскольку первое резьбовое соединение имеет больший шаг резьбы, повышается уверенность в том, что во время инъекции стопорная гайка будет действительно вращаться требуемым образом. При отсутствии правильного вращения стопорной гайки во время инъекции шток поршня будет заблокирован относительно осевого перемещения, т.е. инъекционное устройств не сработает. Следовательно, рассмотренный вариант, благодаря наличию первого резьбового соединения с большим шагом резьбы, уменьшает риск отказа инъекционного устройства. Как следствие, инъекционное устройство согласно данному варианту менее подвержено сбоям в работе вследствие попадания в него пыли или грязи.
В том случае, когда инъекционное устройство содержит также второе и третье резьбовые соединения, шаг резьбы во втором резьбовом соединении желательно выбрать равным шагу резьбы третьего резьбового соединения. Это обеспечит отсутствие взаимного вращения дозирующей трубки и штока поршня во время инъекции. В результате появится возможность использовать конец штока поршня для определения того, сколько лекарства еще остается в картридже. Тем самым устранится риск задания дозы, превышающей количество лекарства, оставшегося в картридже, благодаря так называемому "обнаружению израсходования содержимого".
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 инъекционное устройство согласно первому варианту изобретения показано в перспективном изображении.
На фиг.2 инъекционное устройство по фиг.1 показано в перспективном изображении, с некоторыми удаленными частями и в состоянии, в котором оно готово для установки инъецируемой дозы.
На фиг.3 инъекционное устройство по фиг.2 показано в продольном разрезе.
На фиг.4 инъекционное устройство по фиг.1-3 показано в продольном разрезе, в состоянии, когда доза уже установлена.
На фиг.5 инъекционное устройство по фиг.1-4 показано в продольном разрезе, в состоянии, когда доза уже установлена и нажата спусковая кнопка.
На фиг.6 инъекционное устройство по фиг.1-5 показано в продольном разрезе, в состоянии, когда доза уже инъецирована, но спусковая кнопка еще нажата.
На фиг.7 инъекционное устройство по фиг.1-6 показано в продольном разрезе, в состоянии, в котором оно готово для установки новой дозы.
На фиг.8 с пространственным разделением показаны некоторые части инъекционного устройства по фиг.1-7.
На фиг.9 в продольном разрезе показано инъекционное устройство согласно второму варианту изобретения.
На фиг.10 инъекционное устройство по фиг.9 показано с пространственным разделением его частей.
На фиг.11 в продольном разрезе показано инъекционное устройство согласно третьему варианту изобретения, находящееся в состоянии готовности к установке дозы.
На фиг.12 инъекционное устройство по фиг.11 показано в состоянии, когда доза установлена.
На фиг.13 инъекционное устройство по фиг.11 и 12 показано в состоянии, когда доза установлена и нажата спусковая кнопка.
На фиг.14 инъекционное устройство по фиг.11-13 показано в состоянии, когда доза уже инъецирована, но спусковая кнопка еще нажата.
На фиг.15 с пространственным разделением показаны некоторые части инъекционного устройства по фиг.11-14.
Осуществление изобретения
На фиг.1 инъекционное устройство 1 представлено в перспективном изображении. Оно содержит корпус с первой частью 2 для помещения в нее механизма установки дозы и инъекционного механизма и со второй частью 3 для помещения в нее картриджа с лекарством, инъецируемым посредством инъекционного устройства 1. Первая часть 2 корпуса снабжена табло 4, которое может быть использовано для отображения, например, установленной дозы, типа лекарства, находящегося в картридже, и/или другой релевантной информации.
Инъекционное устройство 1 содержит также головку 5 установки дозы, которую пользователь может вращать (поворачивать), чтобы установить желательную дозу. Функционирование инъекционного устройства 1 будет описано далее со ссылками на фиг.2-8.
На фиг.2 представлено перспективное изображение инъекционного устройства по фиг.1. Для наглядности и для того, чтобы показать компоненты, находящиеся внутри данного устройства, из него удалены части, несущественные для понимания его работы, включая корпус. Инъекционное устройство 1 находится в состоянии, в котором оно готово для установки инъецируемой дозы.
Инъекционное устройство 1 содержит дозирующую трубку 6, функционально связанную с головкой 5 установки дозы (как это будет пояснено далее), и шток 7 поршня, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем, введенным в картридж (не изображен), чтобы выталкивать из него установленную дозу лекарства. В инъекционном устройстве 1 имеются также стопорная гайка 8 и поворотный блокирующий элемент 9.
Стопорная гайка 8 может быть заблокирована от вращения относительно корпуса посредством выполненного на ней зубчатого венца с зубцами 10, сопрягающегося с согласованным с ним зубчатым венцом с зубцами 11, выполненным на стопоре 12. На фиг.2 зубцы 10, 11 находятся в сцепленном состоянии. Стопор 12 выполнен подвижным в осевом направлении, так что зубцы 10, 11 могут быть выведены из зацепления, что позволит стопорной гайке 8 вращаться (поворачиваться) относительно корпуса, как это будет описано далее. При работе инъекционного устройства 1 стопорная гайка 8 не перемещается в осевом направлении относительно корпуса.
Во время нормального функционирования инъекционного устройства 1 поворотный блокирующий элемент 9 заблокирован от поворота относительно корпуса посредством зубчатого венца с зубцами 13, взаимодействующего с соответствующим зубчатым венцом (не изображен), сформированным, например, на корпусе, держателе картриджа или отдельном компоненте. Однако при смене картриджа названные зубчатые венцы выводятся из зацепления, что делает возможным вращательное движение поворотного блокирующего элемента 9 относительно корпуса. Это позволяет штоку 7 поршня вернуться в исходное положение.
Стопорная гайка 8 и поворотный блокирующий элемент 9 присоединены к штоку 7 поршня посредством резьбы (но не одной и той же резьбы, как это будет объяснено далее).
На фиг.3 инъекционное устройство 1, показанное на фиг.2, изображено в продольном разрезе. Стопорная гайка 8 и дозирующая трубка 6 связаны со штоком 7 поршня посредством первого резьбового соединения 14. Когда требуется установить дозу, оператор поворачивает головку 5 установки дозы, соединенную, с возможностью взаимного вращения, с компонентом 15 установки дозы посредством соединения 16. Как следствие, поворот головки 5 установки дозы заставляет поворачиваться компонент 15 установки дозы. Данный компонент 15 снабжен внутренней резьбой, формирующей второе резьбовое соединение 17 между компонентом 15 установки дозы и дозирующей трубкой 6. Соответственно, поворот компонента 15 установки дозы заставляет дозирующую трубку 6 перемещаться вверх вдоль второго резьбового соединения 17. Это перемещение происходит следующим образом. Как было упомянуто, дозирующая трубка 6 и стопорная гайка 8 связаны со штоком 7 поршня посредством первого резьбового соединения 14. Стопорная гайка 8 заблокирована от вращения взаимодействием между зубцами 10, 11. Далее, поворотный блокирующий элемент 9 связан со штоком 7 поршня посредством третьего резьбового соединения 18, которое имеет противоположное направление нарезки резьбы по отношению к направлению нарезки первого резьбового соединения 14. Поэтому и с учетом того, что поворотный блокирующий элемент 9, как было упомянуто выше, заблокирован от поворота относительно корпуса, шток 7 поршня во время установки дозы не может поворачиваться и, следовательно, перемещаться в осевом направлении по одному из резьбовых соединений 14, 18. Как следствие, дозирующая трубка 6 движется вверх по первому резьбовому соединению 14, сжимая при этом пружину 19 сжатия, установленную внутри этой трубки. Расстояние, пройденное дозирующей трубкой 6, и, соответственно, количество энергии, запасенной в пружине 19 сжатия, определяют размер установленной дозы.
На фиг.4 в продольном разрезе представлено инъекционное устройство 1 по фиг.1-3. Оно находится в состоянии, когда доза была установлена описанным выше образом. Из сравнения фиг.3 и 4 ясно, что дозирующая трубка 6 переместилась в проксимальном направлении вдоль первого и второго резьбовых соединений 14, 17, приведя тем самым пружину 19 в сжатое состояние.
Чтобы ввести установленную дозу, нужно нажать на головку 5 установки дозы в дистальном направлении, т.е. в сторону штока 7 поршня. В результате стопор 12 также будет смещен в дистальном направлении, так что зубцы 10, 11 будут выведены из взаимного зацепления и стопорная гайка 8 получит возможность вращения. Однако эта гайка 8 остается зафиксированной относительно корпуса в осевом направлении.
На фиг.5 в продольном разрезе представлено инъекционное устройство 1 по фиг.1-4. Оно находится в состоянии, в котором головка 5 установки дозы смещена в дистальном направлении на расстояние, достаточное для того, чтобы стопор 12 позволил стопорной гайке 8 вращаться. Из сравнения фиг.4 и 5 ясно, что стопор 12 смещен в дистальном направлении, так что зубцы 10, 11 расцеплены и стопорная гайка 8 может вращаться относительно корпуса.
Энергия, запасенная в пружине 19 сжатия, может теперь быть высвобождена следующим образом. Поскольку стопорная гайка 8 теперь способна вращаться, шток 7 поршня может поворачиваться в третьем резьбовом соединении 18 внутри поворотного блокирующего элемента 9. Сжатая пружина 19 нажимает на дозирующую трубку 6 в дистальном направлении, заставляя ее двигаться во втором резьбовом соединении 17. В результате шток 7 поршня движется в дистальном направлении по третьему резьбовому соединению 18. При своем осевом перемещении шток 7 поршня взаимодействует с поршнем картриджа (не изображен), что обеспечивает введение установленной дозы.
В это время стопорная гайка 8 вращается. Ее вращение вызывается осевым перемещением штока 7 поршня при наличии резьбового соединения 14 между штоком 7 поршня и стопорной гайкой 8, а также поворотом штока 7 поршня в третьем резьбовом соединении 18. Поскольку вращение стопорной гайки 8 лишь частично обеспечивается за счет резьбового соединения 14 между стопорной гайкой 8 и штоком 7 поршня, можно использовать больший шаг резьбы по сравнению с ситуацией, когда это вращение полностью обусловлено указанным соединением. Благодаря этому повышается уверенность в том, что стопорная гайка 8 будет, действительно, вращаться во время инъекции. Если стопорная гайка 8 по какой-то причине не придет во вращение во время инъекции, шток 7 поршня не сможет переместиться в осевом направлении, т.е. произойдет отказ инъекционного устройства 1. Следовательно, в устройстве по описанному варианту изобретения минимизирован риск отказа во время инъекции.
На фиг.6 в продольном разрезе представлено инъекционное устройство 1 по фиг.1-5. Оно находится в состоянии, когда доза только что была введена описанным способом. Из сравнения фиг.5 и 6 ясно, что дозирующая трубка 6 переместилась в дистальном направлении в положение, в котором она упирается в стопорную гайку 8, т.е. в то же положение, что и на фиг.3. При этом упор может иметь место в направлении поворота или в осевом направлении. Из сравнения фиг.3 и фиг.6 видно, что шток 7 поршня переместился в дистальном направлении; это указывает на то, что установленная доза была введена. Головка 5 установки дозы все еще нажата, что препятствует сопряжению зубцов 10, 11.
На фиг.7 в продольном разрезе представлено инъекционное устройство 1 по фиг.1-6. Оно находится в состоянии, когда после введения дозы пользователь отпустил головку 5 установки дозы. В результате стопор 12 сместился обратно, т.е. в проксимальном направлении, и зубцы 10, 11 пришли в сопряжение. Следовательно, инъекционное устройство 1, как оно показано на фиг.7, готово к установке новой дозы.
На фиг.8 инъекционное устройство 1 по фиг.1-7 показано с пространственным разделением его частей. Для наглядности показаны только части, необходимые для объяснения работы инъекционного устройства 1. На фиг.8 показаны, в частности, сформированные на корпусе зубцы 20, способные сопрягаться с зубцами, выполненными внутри головки 5 установки дозы, чтобы предотвратить ее вращение во время инъекции.
На фиг.9 в продольном разрезе показано инъекционное устройство 1 согласно второму варианту изобретения. Оно функционирует аналогично варианту по фиг.1-8 и имеет некоторые аналогичные части (имеющие те же обозначения). В связи с этим нет необходимости подробного описания работы этого варианта.
Из фиг.9 хорошо видно, что шток 7 поршня снабжен двумя резьбами с противоположными направлениями нарезки. При этом одна из них образует резьбовое соединение 14 со стопорной гайкой 8, а вторая - резьбовое соединение 18 с поворотным блокирующим элементом 9.
Далее будет рассмотрено функционирование поворотного блокирующего элемента 9. На фиг.9 первая и вторая части 2, 3 корпуса показаны в собранном виде, т.е. в инъекционное устройство 1 установлен картридж (не изображен), и инъекционное устройство 1 готово к установке и введению дозы лекарства, как это было описано выше. В этом состоянии зубцы 13 на поворотном блокирующем элементе 9 находятся в зацеплении с зубцами 20, выполненными на второй части 3 корпуса. Поэтому поворотный блокирующий элемент 9 способен предотвратить поворот штока 7 поршня во время установки дозы, как это описано выше.
Однако, когда картридж опорожнен и, следовательно, должен быть заменен, первую и вторую части 2, 3 корпуса отделяют одну от другой, чтобы получить доступ к внутреннему объему второй части 3 корпуса и заменить картридж. Когда первая и вторая части 2, 3 корпуса разъединены, зубцы 13, имеющиеся на поворотном блокирующем элементе 9, больше не взаимодействуют с зубцами 20, имеющимися на второй части 3 корпуса. В этой ситуации поворотный блокирующий элемент 9 может поворачиваться. Соответственно, шток 7 поршня может быть отведен назад, в направлении головки 5 установки дозы, чтобы дать возможность ввести в инъекционное устройство 1 новый картридж. При этом происходит поворот поворотного блокирующего элемента 9 вследствие связи по резьбе между штоком 7 поршня и поворотным блокирующим элементом 9 и вследствие поворота штока 7 поршня в резьбовом соединении 14 между штоком 7 поршня и стопорной гайкой 8.
На фиг.10 инъекционное устройство 1 по фиг.9 показано с пространственным разделением частей. На фиг.10 хорошо видны поворотный блокирующий элемент 9 с зубцами 13 и соответствующие им зубцы 20, выполненные на второй части 3 корпуса для взаимодействия с поворотным блокирующим элементом 9.
На фиг.11a и 11b иллюстрируется инъекционное устройство 1 согласно третьему варианту изобретения. Оно показано в состоянии готовности к установке дозы. На фиг.11a инъекционное устройство 1 показано в продольном разрезе, а на фиг.11b - в перспективном изображении, с некоторыми компонентами, удаленными для наглядности, а также для того, чтобы показать компоненты, находящиеся внутри данного устройства, и проиллюстрировать их действие. Инъекционное устройство 1 по фиг.11 функционирует аналогично инъекционным устройствам 1 по фиг.1-8 и фиг.9-10, причем его части, сходные с соответствующими частями данных устройств, имеют аналогичные обозначения.
Инъекционное устройство 1 по фиг.11 содержит дозирующую трубку 6, шток 7 поршня и стопорную гайку 8. Дозирующая трубка 6 связана со штоком 7 поршня посредством внутренней резьбы 21, выполненной на дозирующей трубке 6, и соответствующей наружной резьбы 34 на штоке 7 поршня. Данная трубка снабжена также наружной резьбой 22. Дозирующая трубка 6 и стопорная гайка 8 связаны посредством наружной резьбы 22, выполненной на дозирующей трубке 6, и внутренней резьбы 23, выполненной на стопорной гайке 8. Наружная резьба 22 перекрывает по длине только часть дозирующей трубки 6. Это ограничивает расстояние, на которое может перемещаться дозирующая трубка 6 относительно стопорной гайки 8, причем концы наружной резьбы 22 на дозирующей трубке 6 задают концевые положения взаимного перемещения дозирующей трубки 6 и стопорной гайки 8. Такое выполнение не позволяет установить дозу, меньшую, чем доза, соответствующая одному концевому положению, и дозу, большую, чем доза, соответствующая другому концевому положению.
Зубцы 10 и 11, сформированные соответственно на стопорной гайке 8 и на стопоре 12, находятся в зацеплении, как это можно видеть на фиг.11b. Стопор 12 заблокирован от вращения относительно первой части 2 корпуса, так что зацепление между зубцами 10, 11 предотвращает вращение стопорной гайки 8.
Когда требуется установить дозу, приводится во вращение головка 5 установки дозы. Головка 5 установки дозы заблокирована от поворота относительно спусковой (инъекционной) кнопки 24 посредством первого шпоночного соединения. Спусковая кнопка 24 заблокирована от поворота относительно компонента 15 установки дозы посредством второго шпоночного соединения. В свою очередь, компонент 15 установки дозы заблокирован от поворота относительно дозирующей трубки 6 посредством третьего шпоночного соединения. Соответственно, при вращении головки 5 установки дозы вместе с ней вращается дозирующая трубка 6. Поскольку между дозирующей трубкой 6 и стопорной гайкой 8 имеется резьбовое соединение, а стопорная гайка 8 заблокирована от поворота в результате сопряжения между зубцами 10, 11, дозирующая трубка 6 вынуждена перемещаться относительно стопорной гайки 8 вдоль оси в проксимальном направлении и совершать движение по спирали. Одновременно дозирующая трубка 6 перемещается вдоль штока 7 поршня, который остается зафиксированным относительно первой части 2 корпуса.
Это осевое перемещение дозирующей трубки 6 приводит к сжатию пружины 19, т.е. к запасанию в ней энергии. Расстояние, на которое перемещается дозирующая трубка 6, определяет установленную дозу.
Первоначально установленная доза может быть уменьшена обратным вращением головки 5 установки дозы. Инъекционное устройство 1 может содержать механизм индикации дозы. При этом головка 5 установки дозы конфигурируется с возможностью перемещения дискретными шагами, соответствующими желательным приращениям дозы. Таким механизмом может являться подпружиненный храповой механизм.
В некоторых вариантах усилие, генерируемое сжатой пружиной 19, может стремиться автоматически уменьшить первоначально установленную дозу. Однако использование такого шагового механизма может предотвратить эту опасность при условии выполнения данного механизма с возможностью обеспечить достаточное сопротивление обратному движению головки 5 установки дозы.
На фиг.12a и 12b инъекционное устройство 1 по фиг.11 показано после установки дозы. На фиг.12a инъекционное устройство 1 показано в продольном разрезе, а на фиг.12b - в перспективном изображении, с некоторыми компонентами, удаленными для наглядности, как это было сделано применительно к фиг.11b.
При сравнении фиг.11 и фиг.12 ясно, что дозирующая трубка 6 переместилась в проксимальном направлении и что пружина 19 пришла в сжатое состояние. Из фиг.12a можно видеть, что дозирующая трубка 6 расположена таким образом, что внутренняя резьба 23 стопорной гайки 8 находится в непосредственной близости к одному из концов наружной резьбы 22 дозирующей трубки 6. Это означает, что установленная доза очень близка к максимально возможной дозе. На фиг.12b видна наружная резьба 22 на дозирующей трубке 6.
Из фиг.12b можно видеть, что зубцы 10, 11, сформированные соответственно на стопорной гайке 8 и на стопоре 12, все еще находятся в зацеплении, т.е. стопорная гайка 8 все еще заблокирована от вращения относительно корпуса 2. Поэтому дозирующая трубка 6 удерживается в положении, показанном на фиг.12.
Чтобы ввести установленную дозу, нужно нажать на спусковую кнопку 24 в дистальном направлении, т.е. в сторону корпуса 2. Спусковая кнопка 24 соединена со стопором 12 посредством соединительного элемента 25. Поэтому нажатие на спусковую кнопку 24 заставляет стопор 12 переместиться в дистальном направлении, так что зубцы 10, 11 выйдут из зацепления, позволив стопорной гайке 8 поворачиваться. Спусковая кнопка 24 сконфигурирована так, что она автоматически возвращается в свое исходное положение.
На фиг.13a и 13b инъекционное устройство 1 по фиг.11 и 12 показано в состоянии, когда спусковая кнопка 24 была отжата в дистальном направлении, как описано выше. На фиг.13b показано, что зубцы 10, 11 вышли из взаимного зацепления. Положение дозирующей трубки 6 такое же, что и на фиг.12, т.е. инъекционное устройство 1 еще не начало вводить установленную дозу.
Сжатая пружина 19 нажимает на дозирующую трубку 6, стремясь сместить ее в дистальном направлении. Поскольку стопорная гайка 8 теперь может поворачиваться, дозирующая трубка 6 имеет возможность переместиться в дистальном направлении, заставляя при этом стопорную гайку 8 поворачиваться благодаря сопряжению наружной резьбы 22 на дозирующей трубке 6 и внутренней резьбы 23 на стопорной гайке 8. Это движение дозирующей трубки 6 происходит под действием энергии, запасенной в сжатой пружине 19. Благодаря сопряжению внутренней резьбы 21 на дозирующей трубке 6 и наружной резьбы 34 на штоке 7 поршня этот шток также перемещается. Шток 7 поршня упирается в поршень (не изображен), введенный в картридж. Поэтому описанное движение штока 7 поршня обеспечивает выведение установленной дозы лекарства из инъекционного устройства 1. Процесс инъекции может быть остановлен в любое время отпусканием спусковой кнопки 24 и возобновлен при повторном нажатии на спусковую кнопку 24 в дистальном направлении.
В представленном варианте спусковая кнопка 24 снабжена множеством зубцов (не изображены), выступающих в дистальном направлении и выполненных с возможностью расцепляемого сопряжения с соответствующими зубцами (не изображены), сформированными на корпусе 2. Сопряжение двух зубчатых венцов инициируется нажатием спусковой кнопки 24 и прекращается при возвращении спусковой кнопки 24 в свое проксимальное положение. Тем самым предотвращается возможность манипулирования головкой 5 установки дозы, чтобы изменить установленную дозу во время перемещения компонентов в процессе инъекции.
На фиг.14a и 14b инъекционное устройство 1 по фиг.11-13 показано в состоянии, когда инъекция установленной дозы завершена. Из сравнения фиг.13, 14 можно видеть, что дозирующая трубка 6 вернулась в положение, показанное на фиг.11. Однако, шток 7 поршня по сравнению с положением, показанным на фиг.11, переместился в дистальном направлении, что указывает на завершение инъекции.
В данном, третьем варианте шток 7 поршня заблокирован от поворота относительно первой части 2 корпуса во время операций установки дозы и проведения инъекции. Однако в альтернативном варианте шток 7 поршня может быть сконфигурирован с возможностью поворота в процессе установки дозы подобно тому, как это было описано применительно к первому и второму вариантам.
На фиг.15 инъекционное устройство 1 по фиг.11-14 показано с пространственным разделением частей. Для наглядности показаны только части, необходимые для пояснения его работы. На фиг.15 хорошо виден соединительный компонент 25.