ШПРИЦ КАРПУЛЬНЫЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ
DENTAL CARTRIDGE SYRINGE

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в дентальной имплантологии в конструкции карпульного стоматологического шприца.
Известен шприц карпульный стоматологический, содержащий корпус с рукояткой, закрепленный на корпусе держатель ампулы, шток, установленный в корпусе с возможностью перемещения вдоль своей продольной оси с целью выдавливания лекарственного средства из ампулы в процессе инъекции путем перемещения штока в рабочем направлении, рычажный механизм для ступенчатой подачи штока в рабочем направлении, отсоединяемый от штока при возврате рычажного механизма в исходное положение, и средства для предотвращения обратного перемещения штока при возврате рычажного механизма в исходное положение (патент US 3905365, А61М 5/315, 1975), при этом средство для предотвращения обратного перемещения штока при возврате рычажного механизма в исходное положение выполнено в виде пары пластинчатых пружин (фиг. 2 указанного патента) со штырями на подвижных концах пружин, которые, взаимодействуя с гребнями штока, препятствуют обратному перемещению последнего. Недостатком такой конструкции является ее ненадежность, так как из-за постепенного износа штырей их способность препятствовать обратному перемещению штока ослабевает, в результате чего в момент прекращения воздействия на шток рычажного механизма шток под действием гидравлического сопротивления раствора для инъекций, содержащегося в ампуле, может переместиться в обратном направлении, что крайне неудобно для врача, проводящего инъекцию. Ему приходится прикладывать дополнительное усилие к штоку, увеличивать частоту нажатия на рычажный механизм, делать длительные перерывы между нажатиями на рычажный механизм, чтобы снизить гидравлическое сопротивление раствора внутри ампулы.
Задачей настоящего изобретения является создание стоматологического карпульного шприца, лишенного недостатка известного устройства. Таким образом, технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, заключается в повышении удобства использования шприца путем повышения надежности средства для предотвращения обратного перемещения штока при возврате рычажного механизма в исходное положение.
Указанная задача достигается тем, что в шприце карпульном стоматологическом, содержащем корпус с рукояткой, закрепленный на корпусе держатель ампулы, шток, установленный в корпусе с возможностью перемещения вдоль своей продольной оси с целью выдавливания лекарственного средства из ампулы в процессе инъекции путем перемещения штока в рабочем направлении, рычажный механизм для ступенчатой подачи штока в рабочем направлении, отсоединяемый от штока при возврате рычажного механизма в исходное положение, и средства для предотвращения обратного перемещения штока при возврате рычажного механизма в исходное положение, согласно настоящему изобретению средства для предотвращения обратного перемещения штока включают в себя выполненные на части штока поперечные кольцевые канавки круглого сечения с образованием между ними соответствующих кольцевых выступов, охватывающую шток по окружности камеру, стенки которой жестко соединены с корпусом и выполнены с внутренней упорной конусной поверхностью, сходящейся в направлении, противоположном направлению рабочего хода штока, множество шариков, размещенных в камере по окружности штока с возможностью их расположения в одной из канавок с прижатием к упорной конусной поверхности и выхода из канавки в результате перемещения штока в рабочем направлении, прижимную пружину для прижатия шариков к упорной конусной поверхности и средство для снятия усилия прижимной пружины с целью обеспечения возможности возврата штока назад в исходное положение после завершения процесса инъекции.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения средство для снятия усилия прижимной пружины содержит установленное на штоке между прижимной пружиной и шариками кольцо с возможностью его принудительного осевого перемещения в направлении, противоположном направлению усилия прижимной пружины. При этом шприц может быть снабжен механизмом для фиксации кольца в положении снятия усилия прижимной пружины. Механизм для фиксации кольца выполнен предпочтительно в виде продольных сквозных Г-образных пазов в стенке камеры и жестко соединенных с кольцом радиальных выступов, расположенных в соответствующих Г-образных пазах.
На фиг. 1 показан продольный разрез шприца по настоящему изобретению;
на фиг. 2 - частичный продольный разрез шприца по настоящему изобретению, демонстрирующий детали средства для предотвращения обратного перемещения штока в фиксированном положении снятия усилия прижимной пружины;
на фиг. 3 - вид А фиг. 1.
Шприц по настоящему изобретению содержит корпус 1 и жестко соединенную с ним рукоятку (не показана), приспособленную для удобного удерживания шприца в одной руке. Форма этой рукоятки может быть подобна форме рукоятки пистолета или рукоятке шприца, описанного в вышеуказанном патенте US 3905365. На корпусе 1 закреплен держатель 2 съемной ампулы 3 с раствором для инъекций. В корпусе 1 установлен шток 4 с возможностью его перемещения вдоль продольной оси 5. Шприц содержит также рычажный механизм для ступенчатой подачи штока 4 в рабочем направлении (на чертежах влево). Этот механизм включает в себя поводок 6, тягу 7 и двуплечий нажимной рычаг 8, ось поворота которого установлена на корпусе 1. Рычаг 8 шарнирно соединен с поводком 6 через тягу 7. Свободное (на фиг. 1 нижнее) плечо рычага 8 может иметь форму курка и расположено относительно рукоятки таким образом, чтобы обеспечивать удобство нажатия на него указательным пальцем и/или средним пальцем руки человека при удерживании рукоятки в руке. Поводок 6 выполнен с отверстием, через которое пропущен шток 4. Диаметр отверстия поводка 6 немного больше наружного диаметра штока 4 на том участке последнего, который взаимодействует с поводком 6.
В шприце по настоящему изобретению средства для предотвращения обратного перемещения штока при возврате рычажного механизма в исходное положение включают в себя выполненные на части штока 4 поперечные кольцевые канавки 9 круглого сечения с образованием между ними соответствующих кольцевых выступов 10, камеру 11, прижимную пружину 12 и средство для снятия усилия прижимной пружины 12. Канавки 9 расположены с заданным шагом вдоль длины штока 4, которая соответствует величине суммарного рабочего хода штока 4, необходимого для полного выдавливания инъекционного раствора из ампулы 3. Шаг канавок 9 равен величине рабочего хода штока 4 за одно нажатие на нижнее плечо рычага 8, т.е. за один рабочий цикл или шаг перемещения штока 4 в направлении рабочего хода (вперед). Отношение диаметра кольцевых выступов 10 к диаметру штока 4 на его участке, на котором канавки 9 и выступы 10 отсутствуют, составляет около 1,5. Камера 11 охватывает шток 4 по окружности вокруг оси 5. Стенки камеры 11 жестко соединены с корпусом 1. На заднем относительно направления рабочего хода штока 4 (на фиг. 1, 2 правом) конечном участке камеры 11 ее стенки выполнены с внутренней упорной конусной поверхностью 13, сходящейся в направлении, противоположном направлению рабочего хода штока 4. В камере 11 по окружности штока 4 размещено множество шариков 14 с возможностью их расположения в одной из канавок 9 с прижатием к конусной поверхности 13 и с возможностью выхода из этой канавки 9 на кольцевой выступ 10, расположенный спереди от этой канавки относительно направления рабочего хода штока 4 (на фиг. 1, 2 слева от канавки), в результате перемещения штока 4 вперед. Радиус профиля канавок 9 равен радиусу шариков 14 или немного больше. Глубина канавок 9 равна или немного меньше радиуса шариков 14. Прижимная пружина 12 установлена в камере 11 и служит для прижатия шариков 14 к конусной поверхности 13. Количество шариков 14 выбрано таким, чтобы в положении прижатия к конусной поверхности 13 они были расположены по окружности штока 4 вплотную друг к другу, т.е. в этом положении количество шариков 14 является максимально возможным.
Шприц по настоящему изобретению содержит также средство для снятия усилия прижимной пружины 12 с целью обеспечения возможности возврата штока 4 назад в исходное положение после завершения процесса инъекции. Это средство содержит установленное на штоке 4 между прижимной пружиной 12 и шариками 14 кольцо 15 с возможностью его принудительного осевого перемещения в направлении, противоположном направлению усилия прижимной пружины 12. Для фиксации кольца 15 в положении снятия усилия прижимной пружины 12 имеется механизм, выполненный в виде продольных сквозных Г-образных пазов 16 в стенке камеры 11 и жестко соединенных с кольцом 15 радиальных выступов 17, расположенных в соответствующих Г-образных пазах 16 (фиг. 3). Каждый Г-образный паз 16 имеет продольный участок 18, параллельный продольной оси 5, и поперечный участок 19, перпендикулярный оси 5.
Для облегчения возврата рычажного механизма в исходное положение после завершения рабочего хода штока 4 шприц может иметь возвратную пружину 20, воздействующую на поводок 6 в направлении, обратном направлению рабочего хода штока 4.
Работа шприца по настоящему изобретению осуществляется следующим образом.
При нахождении штока 4 в исходном (крайнем заднем) положении в держатель 2 вставляют ампулу 3 с инъекционным раствором. В этом положении радиальные выступы 17 кольца 15 расположены в продольных участках 18 Г-образных пазов 16, а пружина 12 через кольцо 15 прижимает шарики 14 к конусной поверхности 13, в результате чего шток 4 зафиксирован от продольного перемещения.
При нажатии на нижнее плечо рычага 8 в направлении стрелки, показанной на фиг. 1, усилие нажатия передается через тягу 7 на поводок 6, отверстие которого охватывает окружность штока 4 с небольшим зазором между диаметром отверстия и диаметром штока 4. За счет этого зазора поводок 6 плотно защемляет шток 4 и, преодолевая усилия возвратной и прижимной пружин 20 и 12, заставляет шток 4 перемещаться вперед в направлении рабочего хода. Внутри ампулы 3 имеется поршень 21, который под воздействием на него штока 4 также перемещается вперед и под давлением подает инъекционный раствор в иглу (не показана). В настоящем шприце воздействие поводка 6 на шток 4 с защемлением последнего подобно описанному в вышеуказанном патенте US 3905365 воздействию ушка (lug 5) на шток (rod 6), см. фиг. 1 этого патента, а также идентично воздействию нажимного элемента (pressure piece 28) на шток (plunger 18) в шприце, описанном в патенте US 4368731, А61М 5/00, 1983, см. фиг. 2 этого патента и колонку 3, строки 33-40.
Когда нижнее плечо рычага 8 достигает крайнего положения в направлении стрелки, рычаг 8 отпускают, поводок 6 выходит из положения защемления со штоком 4, пружина 20 возвращает все элементы рычажного механизма (поводок 6, тягу 7 и рычаг 8) в исходное положение, и шток 4 можно снова подавать вперед путем следующего нажатия на нижнее плечо рычага 8, осуществляя следующий рабочий цикл перемещения штока 4.
Как только шток 4 начинает перемещаться вперед в направлении рабочего хода с преодолением усилий пружин 20, 12, шарики 14, будучи размещенными в канавке 9, также перемещаются вперед вместе со штоком 4, сдвигая вперед и кольцо 15, при этом радиальное расстояние между поверхностью канавки 9, в которой расположены шарики 14, и конусной поверхностью 13 начинает увеличиваться (т.к. конусная поверхность 13 расходится в направлении рабочего хода штока 4), в результате чего шарики 14 могут перемещаться в радиальном направлении в стороны от оси 5, выходя из канавки 9. После выхода шариков 14 из канавки 9 они перестают взаимодействовать со штоком 4 и тем самым противодействовать прижимному усилию пружины 12, которая через кольцо 15 возобновляет прижатие шариков 14 к конусной поверхности 13, в результате чего шарики 14 при дальнейшем перемещении штока 4 вперед располагаются вокруг кольцевого выступа 10, расположенного смежно справа от кольцевой канавки 9, в которой шарики 14 размещались перед началом описываемого рабочего цикла перемещения штока 4, а в конце этого цикла шарики 14 оказываются размещенными в следующей кольцевой канавке 9, расположенной справа от кольцевой канавки, в которой шарики 14 размещались перед началом рабочего цикла. Будучи размещенными в следующей кольцевой канавке 9 и прижатыми пружиной 12 к конусной поверхности 13, шарики 14 предотвращают обратное перемещение штока 4 под действием гидравлического сопротивления раствора для инъекций после того, как поводок 6 выходит из положения защемления со штоком 4 (т.е. после отсоединения рычажного механизма от штока 4). Таким образом, в течение рабочего цикла перемещения штока 4 вперед на величину шага между канавками 9 под действием рычажного механизма шарики 14 свободно пропускают шток 4 вперед, а после прекращения действия рычажного механизма на шток 4 надежно фиксируют последний от обратного перемещения (назад).
В ходе рабочего цикла перемещения штока 4 кольцо 15 совершает перемещение вперед в пределах продольного участка 18 Г-образного паза 16 и возвращается пружиной 12 назад по завершении этого рабочего цикла. После достижения штоком 4 крайнего переднего (на фиг. 1 крайнего левого) положения по завершении процесса проведения инъекции возникает необходимость приведения шприца в исходное состояние для присоединения к нему новой ампулы 3. Для этого необходимо разблокировать шток 4 от фиксирующего воздействия на него шариков 14 под действием пружины 12, т.е. снять ее прижимное воздействие на шарики 14. Для этого, нажимая на выступы 17 кольца 15 в продольном направлении вперед, перемещают их вперед по продольным участкам 18 двух Г-образных пазов 16 и немного поворачивают кольцо 15 вокруг продольной оси 5, чтобы выступы 17 установить в поперечных участках 19 Г-образных пазов 16 (фиг. 3). При этом кольцо 15 надежно фиксируется от обратного перемещения назад и снимает прижимное действие пружины 12 на шарики 14. Величина полного продольного перемещения кольца 15 в Г-образных пазах 16 равна примерно 1,5 диаметрам шариков 14. Освобожденные от прижимного усилия пружины 12 шарики 14 занимают в камере 11 "плавающее" положение и перестают фиксировать шток 4 от его перемещения вдоль оси 5. После этого шток 4 можно свободно переместить в исходное (крайнее заднее) положение, например, потянув его назад за рукоятку (не показана) на заднем конце штока 4. Затем можно вернуть кольцо 15 в крайнее заднее положение путем вывода выступов 17 из поперечных участков 19 в продольные участки 18 Г-образных пазов 16 и присоединить к держателю 2 новую ампулу 3.
На основе представленной в настоящем описании информации специалист в данной области техники способен рассчитать и выбрать конкретные конструктивные параметры шприца, в том числе необходимые соотношения размеров его элементов, а также параметры прижимной и возвратной пружин, требуемые для обеспечения работоспособности устройства с достижением технического результата настоящего изобретения.