УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ ДОЗЫ С ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ ПРОДУКТА
IMPROVED DEVICE FOR DOSAGE ADJUSTMENT WITH RESTRICTIVE MECHANISM FOR PRODUCT DELIVERY DEVICE

Изобретение относится к усовершенствованному устройству для регулирования дозы в устройстве для доставки продукта, например, медицинскому шприцу для инсулина в форме шприца-ручки для самостоятельного введения инсулина, называемый ручка. Изобретение далее относится к ограничительному механизму, который предотвращает регулировку дозы, которая должна быть введена, выше заранее заданной величины. В качестве примера изобретения, но не ограничивая применения в вводящих устройствах, варианты осуществления таких устройств описаны в опубликованной патентной заявке СН 703933 А2, которая здесь введена полностью посредством ссылки.
В вводящих устройствах с контейнерами для продукта, например, с вставляемым картриджем, который содержит продукт для нескольких инъекций, иногда желательно помешать предварительному заданию дозы, которая превышает количество продукта, остающегося в картридже. Если бы такая доза могла бы быть задана заранее, то пользователь мог бы предположить, что может быть доставлена соответствующая доза, в то время как фактически вводится только часть. Это нежелательно или даже опасно, в зависимости от ситуации.
Средство для решения этой проблемы, известное из предыдущего уровня техники заключается в подсчете или измерении полного количества как суммы вводимых доз, с ограничительным стопором, препятствующим дальнейшему выпуску или выбору дозы, как только полное количество будет соответствовать объему, номинально содержащемуся в картридже.
Приводной механизм для медицинских вводящих устройств описан, например, в опубликованной патентной заявке WO 2004/077226. Этот приводной механизм содержит корпус, задающую дозу втулку и двухкомпонентный поршень. В одном варианте осуществления приводная втулка движется вниз по внутренней части штока поршня, когда доза выбрана. Пройденное расстояние соответствует шагу выпуска поршня, нужного для дозы. Когда следующая доза выбрана, приводная втулка двигается далее вдоль штока поршня. Положение приводной втулки, таким образом, соответствует количеству медикамента, еще содержащегося в картридже. Когда приводная втулка достигает конца резьбы на внутренней части штока поршня и таким образом больше не может вращаться, то это соответствует пустому картриджу.
Еще один пример описан в опубликованной патентной заявке US 6582404, которая показывает ограничительный механизм для медицинского вводящего устройства, который предотвращает задание дозы, которая превышает количество, остающееся в картридже. Вводящее устройство содержит дозирующий элемент, который выдвигается из фиксированного ограничительного стопора вращением относительно привода при задании дозы. Дозирующий элемент связан с приводом таким образом, что копир может быть повернут в одном направлении без дальнейшего перемещения. Доза вводится обратным поворотом дозирующего элемента и тем самым перемещением привода. Вращающийся привод вызывает движение выпуска штока поршня. Привод снабжен направляющей, длина которой соответствует количеству медикамента, содержащегося в картридже. Повторитель направляющей, который связан с дозирующим элементом, бежит по этой направляющей. Каждый раз, как доза выбрана, повторитель направляющей перемещается дальше по направляющей. Когда повторитель направляющей достигает конца направляющей, дозирующий элемент не может дальше поворачиваться и предотвращается установка дозы, превышающей величину дозы все еще остающейся в картридже.
Еще один пример такого устройства описан в ЕР 05549956 и показывает инъекционное устройство для доставки жидкостей, таких как инсулин, в ткани тела. Это инъекционное устройство содержит задающий дозу механизм, содержащий от 1 до 10 колец. Передающий элемент предназначен для избирательного соединения одного кольца с другим так, чтобы они поворачивались вместе только в выбранных секциях во время задания дозы. Установленная доза отображается посредством цифр на кольцах. Инъекционное устройство далее содержит ограничивающий дозу механизм, который ограничивает перемещение направляющего шпинделя для планируемого перемещения поршня в картридже, в котором выступы в плунжере достигают конца канавок, расположенных вдоль направляющего шпинделя и препятствуют дальнейшему движению. Ограничивающий дозу механизм расположен отдельно от задающего дозу механизма.
И, наконец, WO 2006/086983 показывает пример задающего дозу устройства для устройств для самостоятельного введения с ограничивающим дозу механизмом с двумя вращающимися частями, в котором первая часть поворачивается неоднократно во время задания дозы, а вторая часть поворачивается только по временам с помощью избирательно соединяющего устройства после того, как будет достигнуто определенное положение вращения. Это дает тот результат, что вторая часть поворачивается прерывисто на меньший угол, чем первая часть. Вращение второй части затем ограничивается ограничительным стопором, закрепленным в корпусе, что предотвращает задание дозы, превышающей остающееся количество продукта, находящееся в настоящий момент в картридже.
Недостатком задающих дозу устройств для устройств для самостоятельного введения, известных из предыдущего уровня техники с механизмом, ограничивающим дозу, является то, что такие устройства требуют множества разделяющих и/или соединяющих механизмов, которые требуют управления и отрицательно влияют на ограничение.
Проблема настоящего изобретения состоит в создании устройства для задания дозы в инъекционном устройстве или инфузионном устройстве для введения продукта с ограничительным механизмом, которое надежно, просто и пространственно-эффективно предотвращает задание дозы, которая должна быть доставлена, больше заранее установленной величины, и также преодолевает другие недостатки, известные из предыдущего уровня техники.
Эта проблема решается предметом изобретения с признаками, изложенными в 1 пункте патентной формулы.
Дополнительные преимущества вариантов осуществления видны из зависимых пунктов формулы изобретения.
Представление изобретения
В настоящем изобретении сделаны различные указатели направлений и положений, которые будут кратко объяснены в этом пункте. «Осевая ориентация» означает ориентацию вдоль продольной оси вводящего устройства или подобного другого устройства. «Дистальный» относится к концу вводящего устройства, в котором содержится продукт. Соответственно «проксимальный» относится к противоположному концу вводящего устройства. «В дистальном направлении» означает просматриваемый в направлении дистального конца, а «в проксимальном направлении» аналогично означает просматриваемый в направлении проксимального конца.
Изобретение относится, например, к усовершенствованному инъекционному устройству для доставки жидкого продукта. Такое инъекционное устройство содержит корпус с резервуаром для продукта, перемещающий узел для перемещения продукта и дозирующее устройство для задания дозы продукта, которая должна быть доставлена и для отображения заданной дозы продукта. Корпус образует емкость для продукта, предпочтительно для контейнера, наполненного продуктом. Этот контейнер может быть картриджем, например. Перемещающий узел содержит шток поршня, который подвижен относительно корпуса в направлении перемещения, чтобы выпустить заданную дозу продукта за один перемещающий ход поршня, соответствующий заданной дозе продукта. Перемещающий ход поршня представляет собой поступательное движение штока поршня, преимущественно линейное толкательное движение. В предпочтительном варианте осуществления подвижный поршень контейнера, сделанного в виде картриджа, движется в перемещающем ходе поршня. Перемещающий узел далее содержит направляющий элемент, который направляет поступательное движение штока поршня. В предпочтительном варианте осуществления, направляющий элемент сконструирован в виде продольной направляющей для штока поршня, зафиксированной относительно корпуса, так чтобы шток поршня мог перемещаться относительно направляющего элемента, но не мог бы вращаться. Перемещающий узел далее содержит приводной элемент, который зацепляется со штоком поршня. Приводной элемент в предпочтительном варианте осуществления сконструирован как резьбовая гайка, внутренняя резьба которой входит в зацепление с соответствующей наружной резьбой, нанесенной на внешней поверхности штока поршня. Резьбовая гайка предпочтительно крепится в корпусе с возможностью вращения, но зафиксирована в осевом направлении. В возможном предпочтительном варианте осуществления, следующая кинематическая схема приводит к такому результату для перемещающего механизма перемещающего узла: вращение зафиксированной в осевом направлении резьбовой гайки относительно штока поршня приводит к осевому движению штока поршня, потому что он не может вращаться относительно корпуса из-за продольной направляющей. В других вариантах осуществления, похожих на предпочтительный вариант, кинематическая схема может также быть зеркально перевернута. Это осуществлено через так называемую кинематическую инверсию, когда резьбовая гайка закреплена с возможностью вращения относительно корпуса, а продольная направляющая способна вращаться относительно корпуса и также подвижно смонтирована. Если продольная направляющая способна вращаться с помощью кинематической инверсии, то тогда шток поршня ввинчивается из-за резьбы резьбовой гайки, которая зафиксирована с возможностью вращения относительно корпуса в этом случае.
Дозирующее устройство инъекционного устройства содержит дозирующий элемент, предпочтительно дозирующую втулку, которая находится в резьбовом зацеплении с внутренней поверхностью корпуса. Зажимной элемент, который позволяет устанавливать требуемую дозу пользователем, смонтирован на проксимальном конце дозирующего элемента. Когда доза, которая должна быть доставлена, увеличивается, дозирующий элемент предпочтительно подвергается выворачивающему перемещению из инъекционного устройства. Чтобы ввести установленную дозу, или чтобы уменьшить дозу, которая могла быть установлена слишком высокой, дозирующий элемент может затем быть ввинчен обратно в инъекционное устройство. В другом предпочтительном варианте осуществления нет самозамыкающегося резьбового соединения между корпусом и дозирующим элементом, сконструированным как дозирующая втулка, так что дозирующая втулка может быть вкручена обратно в инъекционное устройство с помощью приложения осевых сил.
Дозирующее устройство далее содержит соединяющее устройство, которое может функционально соединять дозирующее устройство с перемещающим устройством. Соединяющее устройство сконструировано таким образом, чтобы доза, которая должна быть доставлена, может быть задана и/или скорректирована независимо от перемещающего устройства, и чтобы дозирующее устройство могло быть избирательно функционально соединено с перемещающим устройством во время введения дозы, так что перемещение дозирующего устройства передается полностью или пропорционально перемещающему устройству как движение выпуска. Например, только винтовое перемещение дозирующей втулки пропорционально вращению, или, альтернативно, только осевое перемещение ее, может быть передано перемещающему устройству. В одном варианте осуществления соединяющее устройство содержит соединяющую втулку с соединяющей поверхностью, в которой соединяющая поверхность имеет зацепляющие элементы. Дозирующий элемент, сконструированный как дозирующая втулка, имеет противоположную соединяющую поверхность с противоположными зацепляющими элементами. Соединяющая поверхность и противоположная соединяющая поверхность могут быть введены в зацепление одна с другой с помощью соединяющего перемещения, и относительное перемещение между соединяющей и дозирующей втулкой, таким образом, может быть исключено.
Дозирующее устройство далее содержит кнопку выпуска, которая подвижно смонтирована на проксимальном конце дозирующего устройства. В предпочтительном варианте осуществления дозирующего элемента в виде дозирующей втулки кнопка выпуска смонтирована соосно с дозирующей втулкой на ее проксимальном конце. Предпочтительно, чтобы кнопка вращалась относительно дозирующей втулки и была установлена с некоторой подвижностью в осевом направлении. В предпочтительном варианте осуществления соединяющая втулка также расположена соосно с дозирующей втулкой, при этом соединяющая втулка размещена, по меньшей мере, частично, внутри дозирующей втулки. В этом варианте осуществления изобретения соединяющая поверхность размещена как кольцеобразный фланец на внешней поверхности втулки в ее проксимальной области. Дополнительно противоположная соединяющая поверхность также расположена внутри дозирующей втулки. В одном возможном варианте осуществления зацепляющие элементы и противоположный зацепляющий элемент ориентированы в осевом направлении относительно инъекционного устройства, так что в этом случае соединяющее перемещение является осевым перемещением. Например, соединяющее зацепление может быть создано надавливанием на кнопку выпуска. Конструктивная сборка дозирующей втулки, соединяющей втулки и кнопки выпуска может далее содержать пружину, которая поддерживает соединяющую поверхность и противоположную соединяющую поверхность в зацеплении. Дозирующая втулка и соединяющая втулка движутся совместно в осевом направлении при дозирующем перемещении, при котором вращение одной относительно другой возможно до тех пор, пока не нажата кнопка выпуска, и поэтому соединение не замкнуто.
В предпочтительном варианте осуществления соединяющая втулка защищена от проворачивания относительно резьбовой гайки, но подвижна в осевом направлении. Этот вариант осуществления допускает осевое перемещение соединяющей втулки относительно резьбовой гайки. Когда соединение замыкается надавливанием на кнопку выпуска, и дозирующая втулка ввинчивается в инъекционное устройство, то тогда соединяющая втулка следует этому перемещению. Благодаря вращательному замыканию резьбовой гайки, вращение передается только резьбовой гайке, и в результате шток поршня передвигается в осевом направлении.
Чтобы гарантировать, что приводной элемент, выполненный в виде резьбовой гайки, может вращаться только в направлении, которое приводит к перемещению штока поршня в направлении выпуска, т.е. в направлении, вызывающем выпуск, желательно предусмотреть так называемую блокировку обратного вращения между корпусом и гайкой с резьбой. Это может быть радиально направленный или направленный в осевом направлении замок обратного вращения. Замок обратного вращения предпочтительно выполнен посредством плотной посадки, таким образом, что вращение резьбовой гайки в направлении, противоположном направлению выпуска, полностью блокируется. Для вращения в направлении выпуска желательно, чтобы замок обратного вращения имел определенное сопротивление, также известное как противодействие, благодаря средству зацепления с трением, которое следует преодолеть, чтобы осуществить перемещение резьбовой гайки. Это полезно для предотвращения нежелательного выпуска, при корректировке чрезмерно высокой дозы. Желательно, чтобы сопротивление вращению замка обратного вращения и соединение были согласованы друг с другом.
В соответствии с первым аспектом дозирующее устройство, соответствующее изобретению, имеет ограничительный механизм, содержащий следующие составные части:
первое ограничительное средство с первым стопорным механизмом, сконструированным таким образом, что ограничительное средство следует перемещению дозирующего элемента при перемещении дозирования;
второе ограничительное средство со вторым стопорным средством, сконструированным таким образом, что второе ограничительное средство постоянно следует перемещению первого ограничительного средства при перемещении дозирования пропорционально определенному передаточному отношению, и при движении выпуска не испытывает никакого относительного перемещения относительно первого ограничительного средства.
Первое и второе стопорные средства описывают каждое криволинейную траекторию своего движения в таком виде, что две траектории движения пересекаются, по меньшей мере, в одной точке или проходят так близко друг к другу, что стопорные средства сталкиваются одно с другим, тем самым блокируя перемещение, и перемещение дозирования может быть эффективным. Желательно, чтобы стопорные средства двигались с одинаковой скоростью по криволинейным траекториям различной длины, или на разных скоростях по криволинейным траекториям одинаковой длины, там, где сближенные криволинейные траектории могут быть пройдены одним или обоими стопорными средствами, желательно несколько раз, или частично, до тех пор, пока стопорные средства не столкнуться одно с другим на позиции ограничительного стопора.
В предпочтительном варианте осуществления первое ограничительное средство может быть выполнено предпочтительно на участке внутренней осевой стенки дозирующей втулки в виде окружной зубчатой нарезкой, состоящей из зубцов и межзубных промежутков. Первое стопорное средство сконструировано в виде клина, который заполняет межзубный промежуток в одной части участка стенки, и, таким образом, останавливает окружную зубчатую нарезку. Этот участок рассматривается как стопорная зона, а участок со свободно перемещающимися зубцами - как приводная зона.
Второе ограничительное средство может быть сконструировано как стопорное колесо подобное втулке с дистальным и проксимальным выступающими концами оси вала вращения, где вал вращения удерживается тормозным средством, которое также может быть выполнено как сплошная стенка внутри стопорного колеса. Окружная зубчатая нарезка, состоящая из зубцов и межзубных промежутков, выполнена на участке внешней стенки стопорного колеса. Второе стопорное средство сформировано на участке внешней стенки стопорного колеса с помощью выступа, который зацепляет один зуб в осевом направлении. Второй ограничительный элемент или стопорное колесо расположены в осевом направлении таким образом, что его окружная зубчатая нарезка зацепляется с окружной зубчатой нарезкой первого ограничительного средства в области приводной зоны, а выступ вдвигается в область стопорной зоны. Концы вала входят с возможностью вращения в точки опоры в соединяющей втулке так, что стопорное колесо, функционально жестко соединенное с зубчатой нарезкой, может вращаться вокруг собственной оси, параллельно с общей осью вращения дозирующей втулки и соединяющей втулки.
В предпочтительном варианте осуществления первое стопорное средство двигается по круговой криволинейной траектории в процессе дозирующего перемещения, благодаря взаимному перемещению дозирующей втулки и соединяющей втулки, а второе стопорное средство двигается по криволинейной траектории, которая может быть круговой. Если есть недостаточное взаимное перемещение дозирующей втулки и соединяющей втулки в процессе движения выпуска, то стопорные средства не перемещаются одно относительно другого по этим кривым. Подходящий выбор размеров и передаточного отношения может привести к тому, что стопорные средства проходят по своим криволинейным траекториям несколько раз до тех пор, начиная со стопорного положения, пока они опять не будут взаимодействовать в стопорном положении. Эти расстояния или этот угол вращения из стопорного положения до стопорного положения можно рассматривать как периоды.
Такой период вытекает математически из наименьшего общего кратного (НМК) числителя и знаменателя передаточного отношения. Следовательно, отсюда вытекает, что период может успешно иметь большие значения, если, по меньшей мере, числитель и знаменатель выбираются как простое число. Таким образом, траектории подходящей длины или углы вращения могут быть рассчитаны или ограничены одновременно высоким разрешением и компактной конструкцией, потому что криволинейные траектории могут быть пройдены несколько раз. Например, путем правильного выбора начального положения в пределах периода может быть определено любое нужное расстояние вращения, которое должно быть пройдено до достижения стопорного положения. Правильным выбором начального положения для стопорного колеса ограничение дозы может быть запрограммировано для любого нужного количества фракций выступов зубцов или вращений за период, без ненужных структурных изменений конструкции. В предпочтительном варианте осуществления такое расстояние может соответствовать количеству медикамента, номинально содержащемуся в картридже. Каждый раз, когда имеет место дозирующее перемещение, стопорные средства могут проходить одно относительно другого по своим криволинейным траекториям и могут, таким образом, достигать своего стопорного положения. Вследствие этого дозирующая втулка не может поворачиваться быстрее в направлении увеличения дозы и задание дозы, превышающей остаток, все еще находящийся в картридже, предотвращается. В предпочтительном варианте осуществления это достигается непосредственно в результате того, что путем взаимодействия одного с другим стопорные средства предотвращают дальнейшее перемещение двух ограничительных средств в направлении ограничительного стопорения. С другой стороны, можно оставаться в стопорном положении на любое время путем реверсирования перемещения, в случае которого дозирующая втулка поворачивается в направлении уменьшения дозы.
В другом предпочтительном варианте осуществления в соответствии со вторым аспектом, такое предотвращение дальнейшего перемещения двух ограничительных средств может также быть выполнено косвенно посредством силы, которая появляется при взаимном сталкивании двух стопорных средств в противовес упругой восстанавливающей силе и/или через зубчатую передачу, которая приводит первое ограничительное стопорное средство на соединяющей втулке в зацепление со вторым ограничительным стопорным средством на втором ограничительном средстве. В предпочтительном варианте осуществления радиальный ограничительный стопор может быть сформирован, предпочтительно встроен, на втором ограничительном стопорном средстве, на участке внешней стенки стопорного колеса. Этот осевой участок называется ограничительной стопорной зоной. Сила, действующая между двумя стопорными средствами способна упруго деформировать ось вращения и/или тормозное средство на стопорном колесе, из-за чего стопорное колесо поступательно перемещается или поворачивается поперечно по отношению к своей оси вращения. В процессе второе ограничительное стопорное средство приходит в функциональное взаимодействие с первым ограничительным стопорным средством, которое применяется в области ограничительной стопорной зоны на соединяющей втулке. Это функциональное взаимодействие может быть выполнено в виде фрикционной посадки или плотной посадки, как контр-радиальный стопор на соединяющей втулке в предпочтительном варианте осуществления, и предотвращают дальнейшее совместное вращение стопорного колеса в направлении увеличения дозы относительно соединяющей втулки, которая в свою очередь не может поворачиваться в направлении увеличения дозы из-за замка обратного вращения. В еще одном предпочтительном варианте осуществления второе ограничительное стопорное средство также может поддерживаться в поперечной направляющей в стопорном колесе с возможностью движения в поперечном направлении, и зафиксировано с возможностью вращения и перемещения в осевом направлении относительно оси вращения стопорного колеса, и может удерживаться в своем нормальном положении пружиной. Это второе ограничительное стопорное средство располагается в осевом направлении за пределы ограничительной стопорной зоны и стопорной зоны. Второе стопорное средство применяется в области стопорной зоны на втором ограничительном стопорном средстве напротив радиального ограничительного стопора, который может простираться после ограничительной стопорной зоны. Вместо возвращения второго ограничительного стопорного средства из его стопорного положения в его нормальное положение посредством пружины, это может быть осуществлено в другом предпочтительном варианте осуществления с помощью зубчатой передачи, которая граничит с радиальным ограничительным стопором в виде криволинейной поверхности на соединяющей втулке в ограничительной стопорной зоне и двигает второе ограничительное стопорное средство радиально по его поперечной направляющей при обратном вращении стопорного колеса, в этом случае дозирующая втулка поворачивается в направлении уменьшения дозирования.
В качестве дополнительного аспекта безопасности, осевое перемещение штока поршня, ход перемещения может быть заблокирован, когда было достигнуто максимальное количество подаваемого продукта. С этой целью, по меньшей мере, один ограничительный стопор, который приходит в зацепление с противоположным ограничительным стопором на приводном элементе, как только максимальное количество подаваемого продукта было выведено из инъекционного устройства, может быть размещен на проксимальном конце штока поршня. Ограничительный стопор и противоположный ограничительный стопор могут действовать в радиальном направлении, т.е. перпендикулярно продольной оси инъекционного устройства, из-за конца резьбы. Альтернативно, ограничительный стопор и противоположный ограничительный стопор могут действовать также в осевом направлении, т.е. параллельно продольной оси инъекционного устройства. Осевое и радиальное действия также могут быть комбинированы в преимущественных вариантах осуществления.
Дальнейшие аспекты и устройства вариантов осуществления в соответствии с изобретением представлены в описаниях чертежей.
Подробное описание чертежей
Различные варианты осуществления могут быть пояснены ниже со ссылкой на чертежи. Специалисту в данной области техники будет совершено понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны для вариантов осуществления, изображенных ниже, без отклонения от общего смысла изобретения или без потери защиты его объема.
Список чертежей
Фигура 1: изображение в разобранном виде отдельных частей первого варианта осуществления инъекционного устройства в соответствии с изобретением.
Фигура 2: продольный разрез и вид сбоку дозирующей втулки в первом варианте осуществления с первым ограничительным средством.
Фигура 3: виды сбоку соединяющей втулки в первом варианте осуществления
Фигура 4: виды сбоку второго ограничительного средства в первом варианте осуществления в форме стопорного колеса.
Фигура 5а, b: продольные разрезы ограничительного механизма в первом варианте осуществления в нормальном положении и в стопорном положении.
Фигура 6: продольный разрез ограничительного механизма в первом варианте осуществления с зоной осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонами.
Фигура 7: вид сбоку ограничительного механизма в первом варианте осуществления и поперечные разрезы в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении.
Фигура 8: вид сбоку ограничительного механизма в первом варианте осуществления и поперечные разрезы в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в стопорном положении.
Фигура 9а, b: продольные разрезы ограничительного механизма во втором варианте осуществления в нормальном положении и стопорном положении.
Фигура 10: виды сбоку и поперечные разрезы второго ограничительного средства во втором варианте осуществления в форме стопорного колеса с возможностью поперечного перемещения ограничительного средства и пружины.
Фигура 11: продольный разрез и вид сбоку соединяющей втулки во втором варианте осуществления.
Фигура 12: поперечный разрез и вид сбоку соединяющей втулки во втором варианте осуществления с первым ограничительным стопорным средством.
Фигура 13: поперечные разрезы ограничительного средства во втором варианте осуществления в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении и стопорном положении.
Фигура 14а, b: продольные разрезы ограничительного механизма в третьем варианте осуществления в нормальном положении и стопорном положении.
Фигура 15: вид спереди и поперечные разрезы второго ограничительного средства в третьем варианте осуществления, в форме стопорного колеса с возможностью поперечного перемещения средства передачи направленного второго ограничительного стопорного механизма.
Фигура 16: продольный разрез и вид сбоку соединяющей втулки в третьем варианте осуществления.
Фигура 17: продольный разрез и вид сбоку соединяющей втулки в третьем варианте осуществления с первым ограничительным средством.
Фигура 18: поперечные разрезы ограничительного механизма в третьем варианте осуществления в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении и стопорном положении.
Фигура 19а, b: схема с первого до третьего вариантов осуществления.
Фигура 20a, b: схема четвертого варианта осуществления.
Фигура 21a, b: схема пятого варианта осуществления.
Фигура 22а, b: схема шестого варианта осуществления.
Фигура 23а, b: схема седьмого варианта осуществления.
Фигуры 1-8 показывают первый вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением, установленного в инъекционное устройство, с целью примера. Фигура 1 показывает разобранный вид отдельных частей первого варианта осуществления инъекционного устройства в соответствии с изобретением. Фигура 2 показывает продольный разрез и вид сбоку дозирующей втулки в первом варианте осуществления с первым ограничительным средством. Фигура 3 показывает виды сбоку соединяющей втулки в первом варианте осуществления. Фигура 4 показывает виды сбоку второго ограничительного средства в первом варианте осуществления в форме стопорного колеса. Фигура 5 показывает продольные разрезы ограничительного механизма в первом варианте осуществления в нормальном положении и стопорном положении. Фигура 6 показывает продольный разрез ограничительного механизма в первом варианте осуществления с зоной осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонами. Фигура 7 показывает вид сбоку ограничительного механизма в первом варианте осуществления и поперечные разрезы в зонах осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении. Фигура 8 показывает вид сбоку ограничительного механизма в первом варианте осуществления и поперечные разрезы в зонах осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в стопорном положении.
Первый вариант осуществления разработан как так называемая одноразовая ручка. Иными словами, устройство выпуска предоставляется пользователю полностью укомплектованным, т.е. с продуктом, который должен быть доставлен. Перед использованием пользователю нужно только выпустить воздух из инъекционного устройства, что также известно как прайминг. Обычное протекание инъекционного процесса может быть следующим: пользователь удаляет защитный колпачок 1 с инъекционного устройства и устанавливает инъекционную иглу (не показана) в держатель 2а иглы. Теперь дозу можно регулировать посредством вращающейся головки 11а. С этой целью вращающаяся головка 11а поворачивается так, что дозирующая втулка 50 выворачивается из инъекционного устройства. Дозирующая втулка 50 выворачивается из инъекционного устройства до тех пор, пока нужная доза не отобразится в окошке резьбовой втулки 9. Если случайно набирается чрезвычайно высокая доза, то эта доза может быть скорректирована поворотом вращающейся головки в противоположном направлении, вследствие чего дозирующая втулка 50 вворачивается обратно в корпус. Дозирующее устройство ограничивает максимальную регулируемую дозу до заранее определенного значения. Если есть попытка вывернуть дозирующую втулку из корпуса после прохождения этого значения, то радиальный ограничительный стопор на дозирующей втулке 50 и противоположный ограничительный стопор на резьбовой втулке 9 предотвращают дальнейшее вращение путем взаимного воздействия.
В процессе дозирующего и корректирующего перемещения дозирующая втулка 50 вращается относительно соединяющей втулки 40. Соединяющая втулка 40 удерживается жестко в повернутом состоянии плотной посадкой или фрикционной посадкой в корпусе 5 посредством замка обратного вращения (не показано, например, применяемой к резьбовой гайке 7 и корпусу 5), например, с помощью средств защелкивания или захлопывания. Если нужная доза была установлена, инъекционная игла может быть введена в предназначенное место на теле пользователя. Затем пользователь надавливает на кнопку 14 выпуска в дистальном осевом направлении и, таким образом блокирует взаимное вращение между соединяющей втулкой 40 и дозирующей втулкой 50. В случае дальнейшего давления в дистальном осевом направлении, дозирующая втулка начинает двигаться обратно в корпус скручивающим движением. Из-за того, что существует замок вращения между дозирующей втулкой и соединяющей втулкой, соединяющая втулка 40 выполняет такое же перемещение, как и дозирующая втулка 50. Из-за того, что соединяющая втулка 40 прочно заблокирована при вращении в осевом направлении неподвижной резьбовой гайкой 7, вращательное перемещение дозирующей втулки 50 передается резьбовой гайке 7. Осевые силы, передаваемые резьбовой гайке 7 отсутствуют, потому что соединяющая втулка 40 установлена подвижно в осевом направлении на резьбовой гайке 7. Таким образом, вращающаяся резьбовая гайка 7 порождает осевое перемещение резьбового штока 8 в дистальном направлении, в котором последняя направляется в осевом направлении и блокируется от вращения в корпусе 5. Фланец 4 воздействует на заглушку картриджа и толкает ее в соответствии с перемещением резьбового штока 8 так же в дистальном направлении, в котором предварительно заданная доза может быть выпущена или доставлена. В конце введения, когда дозирующая втулка будет полностью вкручена в корпус, радиальные стопоры на дозирующей втулке 50 и резьбовой втулке 9 предотвратят дальнейший выпуск и раскручивание дозирующего устройства.
Ограничительное устройство в соответствии с изобретением гарантирует, что большинство недавно заданных доз может быть полностью выпущено или доставлено.
С этой целью, дозирующая втулка 50 имеет соосно выполненную зубчатую нарезку 51, которая может проходить в осевом направлении через три осевых участка, приводную зону А, стопорную зону В и ограничительную стопорную зону С. Окружная зубчатая нарезка сформирована, по меньшей мере, в приводной зоне А. Первое стопорное средство выполнено в виде стопорного клина 52 в осевом протяжении межзубного промежутка окружной зубчатой нарезки 51 в стопорной зоне В. Как описано выше, соединяющая втулка 40 вставлена соосно в дозирующую втулку 50. Предпочтительно, чтобы соединяющая втулка 40 имела боковой вырез, который проходил, по меньшей мере, в некоторых участках поперек трех участков, приводной зоны А, стопорной зоны В и ограничительной зоны С, и в который бы вставлялось стопорное колесо 30. Вал 36 вращения колеса, связанный тормозным средством 37 с колесом, устанавливается с возможностью вращения на своем проксимальном конце вала в проксимальной опоре 42, а на своем дистальном конце 35 вала - в дистальной опоре 43 соединяющей втулки 40. По меньшей мере в одной области приводной зоны А, окружная зубчатая нарезка 31 с 17-ю зубцами, например, которая зацепляется с окружной зубчатой нарезкой 51 с 25-ю зубцами, например, на дозирующей втулке 50, формируется на стопорном колесе 30. Трансмиссия, сформированная в таком виде, устанавливает стопорное колесо 30 во вращение, всегда, когда дозирующая втулка 50 и соединяющая втулка 40 вращаются относительно одна к другой вокруг общей оси L. Вал 36 вращения стопорного колеса 30 сдвинут параллельно этой оси L. Второе стопорное средство сформировано в виде стопорного выступа 32 в осевом протяжении зубца в окружной зубчатой нарезке 31, по крайней мере, в стопорной зоне В. В ограничительной стопорной зоне С первое ограничительное стопорное средство сформировано в вырезе 41 соединяющей втулки 40 в виде радиально действующего ограничительного стопора 44, которое может быть приведено в зацепление со вторым ограничительным стопорным средством, сконструированным как радиально действующий противоположный ограничительный стопор 33 в ограничительной стопорной зоне С на стопорном колесе 30. Это зацепление имеет место при поворачивании стопорного колеса 30 из нормального положения в стопорное положение, преодолевая сопротивление упругой силы вала 36 вращения и/или упругой силы тормозного средства 37. Зацепление предотвращает дальнейшее вращение стопорного колеса 30 в направлении увеличения дозы. Из-за того, что вращение соединяющей втулки 40 относительно корпуса 5 в направлении увеличения дозы блокируется замком обратного вращения (не показано), дозирующая втулка 50 также может быть далее прокручена в направлении увеличения дозы с помощью сцепления, созданного зубцами 31 и зубцами 51. Наоборот, зацепление и эта блокировка из-за возвращающей силы вала вращения размыкаются, как только стопорный выступ 32 освобождается из стопорного клина 52 в процессе вращения стопорного колеса 30 в направлении уменьшения дозы, и повернутое стопорное колесо может двигаться обратно в нормальное положение. Стопорное колесо 30 поворачивается только тогда, когда стопорный выступ 32 наталкивается на стопорный клин 52. С 25-ю зубцами для зубчатой нарезки 51 и 17-ю зубцами для зубчатой нарезки 31, например, и с максимально выбранным стартовым положением, это происходит после 25·17=425 шагов зубцов, что соответствует одному периоду. Стопорное колесо 30 поворачивается 25 раз и дозирующая втулка 50 поворачивается 17 раз в этом примере до тех пор, пока стопорный выступ 32 не столкнется со стопорным клином 52 и результирующая поперечно направленная сила приведет первое и второе ограничительное стопорное средство в зацепление, как уже описывалось. Путем подходящего выбора начального положения стопорного колеса 30, ограничение дозирования может быть запрограммировано на любое нужное число и фракций шага зацепления, или оборотов в период, без структурных изменений, которые должны быть сделаны в конструкции. Например, один шаг зацепления может соответствовать одной единице IU инсулина, и стопорное колесо может быть первоначально установлено в точке, соответствующей 125 шагам зацепления за период, так что ограничение происходит после полных 300 заранее установленных или введенных IU.
Фигуры 9-13 показывают второй вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением, приведенного как пример инъекционного устройства, подобного устройству с фигуры 1. Фигуры 9а и b показывают продольные разрезы ограничительного механизма второго варианта осуществления в нормальном положении и стопорном положении. Фигура 10 показывает виды сбоку и поперечные разрезы второго ограничительного механизма во втором варианте осуществления в форме стопорного колеса с поперечно перемещаемым вторым ограничительным стопорным средством и возвратом пружины. Фигура 11 показывает вид сбоку и продольный разрез соединяющей втулки во втором варианте осуществления. Фигура 12 показывает вид сбоку и поперечный разрез соединяющей втулки во втором варианте осуществления с первым ограничительным стопорным средством. Фигура 13 показывает поперечные разрезы ограничительного механизма во втором варианте осуществления в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении и стопорном положении.
Применение и функция второго варианта осуществления соответствуют первому варианту осуществления, если не считать последующих модификаций, сделанных ради примера. Стопорное колесо 30 сконструировано с жестким валом 36 вращения, желательно, чтобы колесо и вал были жестко соединены, и установлено с возможностью вращения на проксимальном конце 34 вала в проксимальной опоре 42, а на дистальном конце 35 вала в дистальной опоре 43 соединяющей втулки 40. В области стопорной зоны В и ограничительной стопорной зоны С, направляющая поперечная канавка с введенным ползунком 38 выполнена в вале 36 вращения или в стопорном колесе 30. В ползунке 38 или в вале 36 вращения в полости в области стопорной зоны открыто окошко, в котором расположена пружина 39, предпочтительно пружина сжатия в форме винтовой пружины. Эта пружина держит ползунок 38 в поперечном нормальном положении. В этом положении стопорный выступ 32 на его поверхности 38 может сцепляться с зубчатой нарезкой 51, дополнительно сформированной в области стопорной зоны, до тех пор, пока стопорный выступ 32 не столкнется со стопорным клином 52. Если это такой случай, то ползунок сдвигается в поперечном направлении по отношению к валу вращения, преодолевая упругую силу пружины 39, в стопорное положение. Противоположный ограничительный стопор 33, сформированный на лицевой стороне ползунка 38 напротив стопорного выступа 32 в качестве второго ограничительного средства входит, таким образом, в зацепление с ограничительным стопором 44, применяемым в качестве первого ограничительного стопорного средства к соединяющей втулке 40. Зацепление препятствует дальнейшему вращению стопорного колеса 30 в направлении увеличения дозирования. В противном случае, это зацепление размыкается с помощью восстанавливающей силы пружины 39, как только стопорный выступ 32 отделяется от стопорного клина 52 в процессе вращения стопорного колеса 30 в направлении уменьшения дозирования, и ползунок 38 может двигаться обратно в свое нормальное положение благодаря силе пружины 39.
Фигуры 14-18 показывают третий вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением, приведенным в качестве примера в инъекционном устройстве, подобного устройству с фигуры 1. Фигуры 14а и b показывают продольные разрезы ограничительного механизма третьего варианта осуществления в нормальном положении и в стопорном положении. Фигура 15 показывает виды спереди второго ограничительного средства в третьем варианте осуществления в форме стопорного колеса с поперечно двигающимся вторым ограничительным стопорным средством и возвратом средства зубчатой передачи. Фигура 16 показывает вид сбоку и продольный разрез соединяющей втулки в третьем варианте осуществления. Фигура 17 показывает вид сбоку и поперечный разрез соединяющей втулки в третьем варианте осуществления с первым ограничительным средством и зубчатой направляющей. Фигура 18 показывает поперечные разрезы ограничительного механизма в третьем варианте осуществления в зоне осевого привода, стопорной и ограничительной стопорной зонах в нормальном положении и стопорном положении.
Применение и функция третьего варианта осуществления соответствуют первому варианту осуществления, если не считать последующих модификаций, сделанных ради примера. Стопорное колесо 30 сконструировано с жестким валом 36 вращения, желательно, чтобы колесо и вал были жестко соединены, и воспринимается с возможностью вращения на проксимальном конце 34 вала в проксимальной опоре 42, а на дистальном конце 35 вала в дистальной опоре 43 соединяющей втулки 40. В области стопорной зоны В и ограничительной стопорной зоны С, направляющая поперечная канавка с введенным ползунком 38, втянутым в его нормальное поперечное положение, выполнена в вале 36 вращения или в стопорном колесе 30. В этом нормальном положении стопорный выступ 32 на его боковой стороне 38 может сцепляться с зубчатой нарезкой 51, дополнительно сформированной в области стопорной зоны, пока стопорный выступ 32 не столкнется со стопорным клином 52. Если это такой случай, то ползунок 38 двигается в поперечной направляющей к валу вращения, преодолевая сопротивление статической силы и силы трения скольжения в стопорном положении. Противоположный ограничительный стопор 33, сформированный на боковой стороне ползунка 38 напротив стопорного выступа 32 в качестве второго ограничительного стопорного средства вследствие этого приходит в зацепление с ограничительным стопором 44, расположенным как первое ограничительное стопорное средство на соединяющей втулке 40. Зацепление предотвращает дальнейшее вращение стопорного колеса 30 в направлении увеличения дозы. И наоборот, это зацепление размыкается в случае вращения стопорного колеса 30 в направлении уменьшения дозы. Стопорный выступ 32 опять освобождается от стопорного клина 52, и ползунок 38 вдвигается обратно в свое нормальное положение на основании трансмиссии подобной взаимодействию противоположного ограничительного стопора 33, на боковой стороне ползунка 38 напротив стопорного выступа 32 и зубчатой направляющей 45 в соединяющей втулке 40.
Понятно, что ограничение дозирования во всех вариантах осуществления, соответствующих изобретению также работает, если первое и второе ограничивающие стопорные средства в предыдущих вариантах осуществления не используются, и блокировка вращения происходит только путем столкновения первого и второго стопорных средств.
Дополнительный блокировочный механизм может также быть предусмотрен во всех вариантах осуществления. Когда последнее возможное количество продукта, которое должно быть доставлено, было выпущено, т.е. когда картридж 3 полностью опустел, перемещающее устройство блокирует дальнейшее вращение выпуска дозирующей втулки 50. В этом случае, конец 8а резьбы на резьбовом штоке 8 сталкивается с выступами внутренней резьбы резьбовой гайки 7 и препятствует любому дальнейшему осевому перемещению резьбового штока 8 относительно резьбовой гайки 7. Из-за того что, резьбовой стержень 8 блокирован от вращения по отношению к корпусу, невозможно совместное вращение резьбовой гайки 7 и резьбового стержня 8. Отсюда следует, что дозирующая втулка 50 предохранена от дальнейшего свинчивания до тех пор, пока поддерживается замок вращения между соединяющей втулкой 40 и дозирующей втулкой 50. Если была установлена более высокая доза, чем оставшееся количество продукта, то тогда не введенное остающееся количество может быть считано через окошко на дозирующей втулке 50 в заблокированном состоянии. Это остающееся количество потом должно быть добавлено в другой процесс ввода с запасным инъекционным устройством. Это неудобство в общем случае устраняется, однако, с помощью ограничительного устройства в соответствии с изобретением и инъекционным устройством, приведенными в качестве примера. Иначе говоря, конец 8а резьбы на резьбовом штоке 8 контактирует с выступами внутренней резьбы резьбовой гайки 7 не ранее, чем дозирующая втулка 50 достигнет и отобразит оставшееся количество «0», и картридж будет номинально пуст.
В общем случае предварительно представленные варианты осуществления изобретения могут быть рассмотрены как представления устройства, как показано на Фигурах 19а и 19b. Стопорные средства 300, 500 в этом случае двигаются на одинаковой скорости, функционально связанные плотной посадкой друг с другом по круговым траекториям U1, U2 разного размера, причем ось меньшего круга U1 лежит внутри большего круга U2.
Представления устройства, как показано на Фигурах 20а и 20b, могут быть рассмотрены как четвертый вариант осуществления. По меньшей мере, одно из двух стопорных средств 300, 500 двигается здесь по некруговой замкнутой траектории U1, как это может быть реализовано, например, с помощью непрерывной цепи или зубчатого приводного ремня, или приводного средства. Такое приводное средство может быть успешно, по крайней мере, частично сложено и/или спрятано, и/или размещено в магазине, чтобы сэкономить пространство.
Представления устройства, как показано на Фигурах 21а и 22b, могут быть рассмотрены как пятый вариант осуществления. Стопорные средства 300, 500 в этом случае двигаются на одинаковой скорости, функционально надежно связанные друг с другом, по круговым траекториям U1, U2 разного размера, причем ось меньшего круга U1 лежит вне большего круга U2.
Представления устройства, как показано на Фигурах 22а и 22b, могут быть рассмотрены как шестой вариант осуществления. Стопорные средства 300, 500 двигаются здесь с разными скоростями, функционально надежно связанные через узел трансмиссии, по двум замкнутым траекториям U1, U2 одинакового размера или разного размера, как может быть реализовано, например, с помощью приводной цепи или зубчатого ремня, или главным образом с помощью надежно управляемого замкнутого ремня или приводного средства. Такое приводное средство может быть успешно, по крайней мере, частично сложено и/или спрятано, и/или размещено в магазине, чтобы сэкономить пространство.
Представления устройства, как показано на Фигурах 23а и 23b, могут быть рассмотрены как седьмой вариант осуществления. В этом случае стопорные средства 300, 500 двигаются по вращающимся направляющим с разными скоростями, функционально надежно связанные посредством узла трансмиссии; показано только схематично на чертеже, по двум одноразмерным или разноразмерным круговым траекториям U1, U2, причем ось одного круга U1 лежит вне оси другого круга U2.
Список номеров ссылок
1 Защитный колпачок
2 Приемный элемент для продукта
2а Держатель иглы
3 Картридж
4 Фланец
5 Корпус
6 Полость корпуса
7 Резьбовая гайка
8 Резьбовой шток
8а Конец резьбы
8g Резьба
9 Резьбовая втулка
11а Вращающаяся головка
13 Дозирующая кликерная пружина
14 Копка выпуска
30 Стопорное колесо, второе ограничительное средство
31 Приводная зубчатая нарезка
32 Стопорный выступ, второе стопорное средство
33 Противоположное ограничительное средство, второе ограничительное стопорное средство
34 Проксимальный конец вала
35 Дистальный конец вала
36 Вал вращения
37 Тормозное средство
38 Ползунок в поперечной направляющей
39 Пружина
300 Второе стопорное средство
40 Соединение, соединяющая втулка
41 Вырез
42 Проксимальная опора
43 Дистальная опора
44 Ограничительный стопор, первое ограничительное средство
45 Зубчатая направляющая
50 Дозирующая втулка, первое ограничительное средство
51 Зубчатая нарезка
52 Стопорный клин, первое стопорное средство
500 Первое стопорное средство
U1 Первая криволинейная траектория, круговая траектория
U2 Вторая криволинейная траектория, круговая траектория