ЕМКОСТЬ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КАПЕЛЬНО ДОЗИРУЕМОЙ ЖИДКОСТИ, ОБРАТИМО ДЕФОРМИРУЕМАЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВСАСЫВАНИЯ ВОЗДУХА
RESERVOIR FOR STORAGE OF DROP-DISPENSED LIQUID, WHICH IS REVERSIBLY DEFORMED AS RESULT OF AIR SUCTION

Изобретение относится к области расфасовки и раздачи жидкостей, таких как фармацевтические растворы, в частности глазные капли. Предметом этого изобретения является емкость с раздаточной головкой, выполненной таким образом, чтобы обеспечить хранение жидкости, ее защиту от воздействия внешней среды и ее контролируемую, в частности, покапельную раздачу.
Известны емкости для хранения жидкости, выполненные с возможностью ее защиты от воздействия окружающей среды и ее контролируемой, в частности, покапельной раздачей. Они находят самое широкое применение, при этом самой распространенной областью применения является хранение и раздача фармацевтических растворов, в частности глазных капель, хотя этим весь спектр их применений в рамках объема данного изобретения не ограничивается.
Что касается защиты жидкости, то здесь следует предотвратить ее контакт с окружающим воздухом, в котором могут содержаться загрязняющие вещества, такие как бактерии. Для обеспечения раздачи жидкости общепринятой практикой является придание емкости способности к упругой деформации, что позволяет, по меньшей мере, на некоторое время уменьшать ее объем с целью выпуска хранящейся в ней жидкости. Такие емкости изготавливаются с гибкими стенками, благодаря чему пользователь может выпустить жидкость посредством нажатия на стенку, и снабжены, как правило, раздаточной головкой, в результате чего достигаются обе поставленные задачи - защита жидкости и ее контролируемая раздача.
Однако приходится констатировать, что технические решения, призванные способствовать достижению обеих этих конкретных целей, могут входить в противоречие друг с другом, поэтому все усилия, предпринимаемые разработчиками в этой области, направлены именно на поиск разумного компромисса между различными решениями. Кроме того, необходимо принимать во внимание не только необходимость удобства использования данной емкости, но и требование простоты ее конструкции, так как производственные затраты на ее изготовление не должны быть слишком высоки с учетом того, что она относится к разряду расходных материалов. Здесь необходимо заметить, что для предотвращения попадания загрязнителей из окружающей среды в содержащуюся в емкости жидкость распространенной практикой в данной области является использование фильтрующей мембраны. Такая мембрана, которую устанавливают в непосредственной близости от служащего для выпуска жидкости из емкости носика раздаточной головки, обеспечивает прохождение сквозь него жидкости под действием сжатия, происходящего в емкости в результате деформации стенки.
В соответствии с одним из вариантов реализации предложено придать емкости способность к необратимой или практически необратимой деформации. Внутренняя стенка емкости, ограничивающая объем для приема жидкости, выполняется в виде «гармошки» и размещается в жестком внешнем кожухе. Кроме того, эта емкость имеет фильтрующую мембрану, которая обладает воздухонепроницаемостью для предотвращения замещения внутреннего объема выданной жидкости окружающим воздухом. Такие емкости описаны, в частности, в патентах FR 2661401 и FR 2770495 (или US 6336571).
Предстояло также решить проблему контролируемой раздачи жидкости. Согласно описанию в патенте FR 2770495 (US 6336571), в раздаточную головку емкости с необратимо деформируемыми стенками помещают микропористую пробку, выполняющую функцию регулятора потока. За этой пробкой, перед специальной воздухонепроницаемой фильтрующей мембраной оставляют некоторый промежуток. Такая емкость имеет довольно сложную конструкцию и затраты на изготовление как самой емкости для жидкости, так и раздаточной головки оказываются довольно значительными. Кроме того, с помощью такой емкости с необратимо деформируемыми стенками оказывается невозможным выпустить весь объем содержащейся в ней жидкости, так как форма емкости в виде «гармошки» не позволяет выдавить последние капли и часть жидкости остается неиспользованной.
В соответствии со вторым вариантом исполнения предлагалось придать емкости способность к обратимой деформации. Такая емкость описана, в частности, в документе FR 2816600 (или US 2004/0074925). Конструкция раздаточной головки для этой емкости довольно проста. Имеется фильтрующая мембрана, обеспечивающая защиту жидкости от воздействия загрязнителей, которые могут находиться в окружающем воздухе. Кроме того, предусмотрена надежная защита жидкости от воздействия окружающей среды перед первым использованием. Для этого раздаточную головку монтируют на горлышке емкости с возможностью перемещения, с тем чтобы обеспечить возможность прокола специальной ломкой перегородки между головкой и емкостью непосредственно перед первой операцией закапывания. Однако при такой конструкции, а точнее - из-за подвижности раздаточной головки относительно емкости, возникает опасность нарушения герметичности между ними после того, как будет проколота ломкая перегородка и пользователь плотно вставит раздаточную головку в горлышко емкости. Для сведения упомянутой опасности к минимуму потребуется усложнение конструкции раздаточной головки, тогда как главная задача состоит как раз в ее упрощении. Кроме того, остатки ломкой перегородки создают лишнее препятствие для контролируемой раздачи жидкости.
Из сказанного следует, что работающие в данной области специалисты по-прежнему сталкиваются с необходимостью отыскания компромисса между упрощением конструкции раздаточной головки, защитой жидкости от воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в окружающем воздухе, возможностью дозированной раздачи жидкости и оптимальным использованием всего количества жидкости, содержащейся в емкости.
Настоящее изобретение направлено на нахождение такого компромисса, для чего предлагается емкость для хранения жидкости, подлежащей капельному дозированию, в такой технической реализации, которая позволяет добиться указанного выше компромисса. В частности, изобретение касается области хранения восприимчивых к внешним воздействиям жидкостей, таких как фармацевтические, биологические и другие подобные растворы, и, в частности, глазные капли.
Изобретательский шаг состоит в том, что, в первую очередь, выбрана емкость со стенкой, обратимо деформируемой при всасывании воздуха внутрь емкости. Благодаря этому удалось добиться выпуска жидкости при нажиме на эту стенку, что обеспечивает возможность самопроизвольного возврата емкости к первоначальной форме после выпуска определенной порции жидкости. Уже в самом применении емкости с подобной стенкой заключается преимущество, состоящее в существенном упрощении конструкции по сравнению с известными из предшествующего уровня техники резервуарами с необратимо деформируемыми стенками, для изготовления которых требуется довольно значительное количество компонентов и сборочных операций.
В целом, главным отличительным признаком заявленной емкости является наличие раздаточной головки, содержащей полый корпус, снабженный носиком для выпуска жидкости, в корпусе головки также размещают выполненную из гидрофобного материала микропористую пробку, расположенную поперек корпуса раздаточной головки за емкостью в направлении выхода жидкости. Сам корпус раздаточной головки установлен в горлышке емкости без возможности его извлечения.
Кроме того, предложено снабдить емкость герметично закрывающим носик съемным колпачком, который в сочетании с указанной микропористой пробкой из гидрофобного материала препятствует произвольному прохождению жидкости из предназначенной для ее хранения емкости, в сторону носика. Благодаря этим мерам предотвращается произвольное прохождение жидкости через гидрофобную микропористую пробку, когда насадка герметично закрыта колпачком, причем такая защита гарантирована в течение всего периода использования емкости. И напротив, когда колпачок с насадки снят, обеспечивается возможность свободного прохождения жидкости из предназначенной для ее хранения емкости через гидрофобную микропористую пробку, что позволяет осуществлять контролируемую выдачу порций жидкости посредством нажатия на стенку емкости. Также, после выдачи порции жидкости становится возможным поступление воздуха благодаря его всасыванию через гидрофобную микропористую пробку в направлении емкости для хранения; указанное всасывание обуславливается упругим возвратом стенки емкости к ее первоначальной форме несмотря на сжатие порции жидкости.
Следует отметить, что микропористая пробка выполнена предпочтительно из полиэтилена или аналогичного материала, который делает ее гидрофобной, тем самым предотвращая ее смачивание, но вместе с тем благодаря тому, что она является микропористой, обеспечивается прохождение через нее жидкости при условии, что перепад давления, создаваемый при нажатии на стенки емкости, будет достаточным.
Такая конструкция емкости, в частности, сочетание резервуара с обратимо деформируемыми стенками, микропористой пробки и колпачка для герметичного закрытия, согласно изобретению, дает очень большие преимущества. Действительно, при повторной установке колпачка в герметично закрывающее носик положение после всасывания воздуха после выдачи порции жидкости и возврата стенки емкости к первоначальной форме возникает разница давлений между зонами перед пробкой и за пробкой, на которой происходит ослабление напора. Эта разница давлений препятствует прохождению находящейся в емкости жидкости через пробку, и при случайном нажатии на стенку емкости это обеспечит герметичность флакона, одновременно защищая находящуюся в нем жидкость от внешних загрязняющих факторов. Кроме того, благодаря описанной конфигурации предотвращается даже малейший застой жидкости за пробкой, поскольку не вышедшая жидкость всасывается обратно в предусмотренную для нее емкость.
Достоинством емкости согласно изобретению является также то, что она позволяет достичь одну из поставленных целей, а именно обеспечить оптимальное использование всего содержимого резервуара, причем двумя разными способами. С одной стороны, благодаря обратимо деформируемой стенке емкость сохраняет неизменной способность к выдаче жидкости вплоть до самой последней капли. Действительно, учитывая, что взамен каждой выданной порции жидкости в емкость всасывается воздух, действующее во флаконе выталкивающее давление остается одинаковым в течение всего периода использования, до выпуска самой последней капли. С другой стороны, как уже говорилось ранее, за пробкой не остается ни одной капли жидкости, которая могла бы быть загрязнена внешними веществами, и которую надо было бы удалять перед каждой очередной выдачей нужной порции.
Кроме того, микропористая пробка, на которой происходит ослабление напора, играет роль регулятора потока, облегчающего равномерную выдачу порций жидкости. Она также препятствует вытеканию содержащейся во флаконе жидкости при снятом колпачке даже тогда, когда флакон находится в перевернутом положении раздаточной головкой вниз, пока на стенку емкости не оказывается никакого нажима.
В случае использования емкости для хранения чувствительной к внешним факторам жидкости, например фармацевтического раствора, целесообразно также снабдить раздаточную головку фильтрующей мембраной, предназначенной для защиты жидкости от попадания имеющихся в окружающем воздухе загрязнителей таких как бактерии. Согласно изобретению в качестве фильтрующей мембраны следует использовать мембрану, обладающую одновременно и гидрофильными и гидрофобными свойствами, с тем чтобы можно было обеспечить поочередное прохождение через нее жидкости и воздуха, причем помещается мембрана в раздаточной головке между выпускным каналом и пробкой. Благодаря своему гидрофильному характеру мембрана обеспечивает прохождение через нее жидкости под действием сжатия, происходящего в емкости при деформации стенки, тогда как ее частично гидрофобный характер дает возможность поступления в емкость наружного воздуха, когда эта емкость упруго восстанавливает свою первоначальную форму после каждого выполняемого пользователем нажатия.
Также, с помощью мембраны создается дополнительное ослабление напора, что в сочетании с действием гидрофобной микропористой пробки не позволяет жидкости истекать из емкости до тех пор, пока пользователь не надавит на стенку.
Согласно изобретению для того чтобы облегчить прохождение воздуха через мембрану предусматривается возможность ее высыхания, когда емкость установлена на основание между следующими друг за другом двумя операциями выпуска жидкости, чему способствует наличие промежуточной камеры между микропористой пробкой и мембраной. Такой камерой можно также воспользоваться для формирования пространства, позволяющего упорядочить выдачу жидкости. Для этой цели в соответствии с предпочтительным вариантом можно придать ей объем, достаточный для сбора по меньшей мере одной капли жидкости, подлежащей выпуску в процессе одной операции выпуска, с тем чтобы обеспечить покапельную выдачу жидкости из раздаточной головки.
Дополнительным преимуществом наличия запаса воздуха в промежуточной камере, когда насадка закрыта колпачком, является то, что это позволяет сохранять давление, мешающее прохождению жидкости через микропористую пробку. Следует иметь в виду, что эта промежуточная камера в сочетании с гидрофобной микропористой пробкой является препятствием для прохождения через него жидкости.
Кроме того, промежуточная камера обладает тем преимуществом, что она образует объем для сбора жидкости, которая еще не прошла через мембрану, когда пользователь прекращает нажатие на стенку емкости. Для этого целесообразно, чтобы промежуточная камера находилась под всей поверхностью мембраны на таком осевом расстоянии от нее, которое было бы достаточным для обеспечения высыхания мембраны с момента, как только оказываемый на стенку нажим прекратится после операции выпуска жидкости и емкость будет возвращена в исходное положение на свое основание раздаточной головкой вверх. Таким образом, даже малейший остаток жидкости, который, не будучи вытолкнутым, по-прежнему находится в промежуточной камере, не будет оказывать на мембрану смачивающее действие вследствие капиллярного эффекта. Следует иметь в виду, что высыхание мембраны упрощается также благодаря гидрофобным свойствам микропористой пробки.
Благодаря перечисленным выше различным признакам изобретения, которые рассматриваются далее более детально, достигается то преимущество, что в процессе использования удается обойтись без применявшихся ранее сложных систем с динамическим закрытием. Благодаря принятым здесь мерам отпадает необходимость в применении ломкой перегородки или каких-либо крышечек другой формы, а также в операции вскрытия флакона посредством поступательного перемещения или поворота раздаточной головки относительно емкости с капельно дозируемой жидкостью.
Можно особо отметить удачное сочетание и совместное действие гидрофобной микропористой пробки, фильтрующей мембраны и образуемой между ними промежуточной камеры, что позволяет раздаточной головке выполнять одновременно функцию регулирования потока жидкости в процессе ее выпуска, и функцию закупорки и высушивания мембраны после герметичного закрытия раздаточной головки колпачком, чему также способствует воздух, удерживаемый в промежуточной камере.
Идеально пригодная в рамках настоящего изобретения микропористая пробка должна иметь микроканалы со средним диаметром пор от 0,3 до 10 микрон для обеспечения прохождения жидкости в продольном направлении.
Указанный диапазон значений особо предпочтителен при использовании изобретения в предпочтительной области применения - для хранения и раздачи фармацевтических растворов, в частности глазных капель.
Кроме того, при таком диапазоне можно с уверенностью сказать, что пробка обеспечит достаточное ослабление напора для изоляции мембраны от находящейся в емкости жидкости перед ее первым использованием. Благодаря этому предотвращается повреждение мембраны из-за контакта с жидкостью на стадии хранения емкости перед первым использованием.
Далее согласно изобретению крайне целесообразно использовать микропористую пробку в комбинации с частично гидрофильной и частично гидрофобной мембраной, диаметр пор которой был бы меньше диаметра пор пробки, а именно составлял бы от 0,1 до 0,2 микрон. Благодаря этому удается улучшить свойства раздаточной головки, обеспечивающие герметичность и равномерность потока.
Мембрану изготавливают из какого-либо полимерного материала, например, на основе полиамидной смолы или полиэфирсульфона, придающего ей гидрофильные свойства. При этом ее делают частично гидрофобной, модифицируя ее структуру на части поверхности. Такую модификацию осуществляют каким-либо хорошо известным методом, например, путем привитой сополимеризации в присутствии инициатора радикальных реакций. Целесообразно проводить такую обработку таким образом, чтобы придать мембране гидрофобные свойства в некоторой средней области, занимающей от 20% до 50% ее поверхности, смачиваемой при выпуске жидкости.
Предпочтительно, корпус смонтирован внутри горлышка посредством его плотной посадки.
Предпочтительно, корпус выполнен с возможностью его упругой деформации для обеспечения возможности его плотной вставки внутрь горлышка емкости, при этом целесообразно предусмотреть в основании корпуса центрирующий элемент для облегчения такого принудительного ввода. Этот центрирующий элемент предпочтительно образован радиальными ребрами, обеспечивающими плотный контакт при вставке корпуса раздаточной головки в горлышко емкости, при этом между указанными ребрами образованы пустоты в форме секторов.
Для большего усиления герметичности и облегчения плотного ввода корпуса внутрь горлышка емкости целесообразно предусмотреть на наружной поверхности корпуса раздаточной головки кольцевой буртик, являющийся частью указанного корпуса и составляющий вместе с ним единое целое, причем предусматривают предпочтительно ряд таких кольцевых буртиков, распределенных вдоль корпуса в осевом направлении.
Следует отметить, что корпус предпочтительно изготавливают путем формования таким образом, чтобы кольцевой буртик, лежащий в плоскости разъема, располагался радиально относительно оси и, при необходимости, был параллелен расположенному выше периферийному кольцевому буртику. Говоря более конкретно, этот являющийся частью плоскости соединения кольцевой буртик расположен на периферии корпуса, на границе соединения с центрирующим элементом, что позволяет получить максимально эффективную герметичность соединения раздаточной головки с емкостью.
Что касается съемного колпачка, то его предпочтительно надевают на емкость посредством навинчивания, что облегчает его фиксацию на раздаточной головке, а следовательно позволяет увеличить герметичность соединения между этими элементами.
Для этого колпачок снабжают комбинацией уплотнительных элементов, включающих штырек, входящий внутрь носика раздаточной головки, и юбки, покрывающей этот носик. Указанные штырек и юбку предпочтительно изготавливают как единое целое с колпачком при изготовлении последнего методом формовки.
Ниже приводится детальное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 и 2 приведены осевые разрезы емкости для хранения жидкости согласно соответствующим вариантам реализации изобретения;
на фиг.3 показан поперечный разрез центрирующего элемента емкости, показанного на фиг.2.
Как видно на фиг.1 и 2, емкость для раздачи жидкости 1 выполнена с возможностью обратимой деформации, что позволяет подавать жидкость 1 путем нажатия пользователем рукой на стенку 2 емкости с последующим самостоятельным возвратом емкости к ее первоначальной форме в результате всасывания воздуха. Емкость имеет объем 15 для хранения жидкости 1 и снабжена раздаточной головкой 3 для капельного дозирования жидкости. Раздаточная головка 3 состоит из полого корпуса 4, снабженного носиком 5, и съемного колпачка 6 для закрытия носика. Перед носиком 5 установлена антибактериальная фильтрующая мембрана 7 с гидрофильно-гидрофобными свойствами, то есть проницаемая как для воздуха, так и для жидкости, обеспечивающая защиту жидкости от попадания нежелательных загрязнителей, которые могут находиться в окружающем воздухе, например бактерий.
Внутри корпуса 4 раздаточной головки 3 установлена микропористая пробка 8, выполненная из гидрофобного материала, в частности из полиэтилена, который препятствует прохождению жидкости 1 в направлении носика 5 без нажатия на стенку 2 емкости. Эта микропористая пробка находится на некотором расстоянии перед мембраной 7, так что между ней и мембраной образована промежуточная камера 9.
Камера 9 находится над всей поверхностью пробки, сохраняя при этом резерв воздуха, который оказывает давление на всю поверхность пробки 8, препятствуя прохождению жидкости 1 через микропористую пробку 8, когда носик 5 закрыт колпачком 6. Более конкретно, колпачок 6 препятствует отводу воздуха из емкости и, в частности, из промежуточной камеры 9. Поскольку воздух оказывается заперт в пространстве за микропористой пробкой 8, последняя создает препятствие для прохождения через нее жидкости 1 в течение всего времени, пока носик 5 закрыт колпачком 6. И наоборот, при необходимости выпуска жидкости 1 микропористая пробка 8 не препятствует этому как только становится возможным отвод воздуха из емкости через носик 5. Промежуточная камера 9 предназначена для обеспечения равномерного потока жидкости 1 через микропористую пробку 8 перед ее выпуском через носик 5.
Промежуточная камера 9 расположена также под всей поверхностью мембраны, образуя объем для сбора жидкости 1 на расстоянии от мембраны 7, когда прекращается нажатие на стенку 2 емкости, что обеспечивает высыхание мембраны в период между двумя следующими друг за другом операциями выдачи жидкости.
Корпус 4 неподвижно и плотно установлен внутри горлышка 10 емкости. В соответствии с разными вариантами осуществления, представленными на фиг.1 и 2, установка корпуса внутрь горлышка осуществляется либо благодаря плотному контакту наружной поверхности корпуса 4 и внутренней поверхности горлышка 10, как на фиг.1, либо с помощью кольцевых буртиков 11, выполненных на периферии корпуса 4, как показано на фиг.2. Следует обратить внимание, что в рассматриваемых примерах исполнения показан предпочтительный вариант размещения центрирующего элемента 12, выполненного в основании корпуса 4, для облегчения его ввода в горлышко 10 емкости. Этот центрирующий элемент образован в целом радиальными ребрами 13, обеспечивающими плотный контакт при вставке корпуса 4 в горлышко 10, причем между ребрами 13 имеются пустые сектора, показанные подробно на фиг.3.
Наконец, можно отметить, что на обоих представленных здесь вариантах реализации колпачок 6 закрепляют на горлышке 10 емкости посредством его навинчивания с помощью взаимодействующих рельефных выступов 14. Для облегчения навинчивания колпачка 6 на горлышко 10 и усиления герметичности между ними колпачок 6 снабжен штырьком 15, входящим внутрь носика раздаточной головки, и юбкой 16, которая надевается на этот носик.