ШПРИЦ ДЛЯ УДЕРЖИВАНИЯ И СМЕШИВАНИЯ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ВЕЩЕСТВ
SYRINGE FOR HOLDING AND MIXING FIRST AND SECOND SUBSTANCES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к шприцу для смешивания двух веществ, которые удерживались по-отдельности внутри шприца. В частности, настоящее изобретение относится к шприцу для 1) удерживания сухой композиции в вакууме, и 2) смешивания сухой композиции с водной средой для формирования жидкотекучего вещества.
Уровень техники изобретения
Процедуры смешивания и манипуляции с разными веществами могут требовать больших затрат времени. В условиях операционной (OR) такие затраты времени могут быть критичными при использовании кровоостанавливающей пасты для приостановки кровотечений, когда хирургу предстоит прервать свою операцию в ожидании кровоостанавливающего инструмента. Смешивание веществ из разных контейнеров может также, в принципе, нарушить стерильность кровоостанавливающей пасты и может отрицательно сказаться на консистенции кровоостанавливающей пасты. Надлежащая консистенция пасты имеет большое значение для удовлетворительного кровоостанавливающего действия.
Обычные кровоостанавливающие пасты приготавливают в месте применения посредством механической активации и смешивания сыпучего порошка и жидкости, чтобы обеспечить однородность композиции. Только после того, как паста сформирована, пасту можно помещать в подающее средство или подающее устройство, например, шприц, и наносить на рану.
Данная процедура уже усовершенствована посредством, например, кровоостанавливающей матрицы Floseal (фирма Baxter) и кровоостанавливающей матрицы Surgiflo (фирма Ethicon), при этом один шприц (шприц I) предварительно заполняли сыпучим желатиновым порошком или предварительно смоченной пастой, и второй шприц (шприц II) предварительно заполняли жидкостью. Когда наступает время приготовить пасту, шприцы I и II соединяют люэровским соединением, и раствор из шприца II выталкивают в шприц I. Посредством многократной передачи раствора и порошка туда и обратно между шприцами I и II формируют, в итоге, гомогенную пасту.
Заявка PCT WO 2014/202760, находящаяся в стадии рассмотрения, поданная 20.06.2014 и озаглавленная «Vacuum expanded dry composition and шприц for retaining same», относится к способу вакуумного вспенивания пасты перед сублимационной сушкой указанной пасты для получения сухой композиции, которая после добавления соответствующего количества водной среды, надежно и единообразно восстанавливается для формирования, по существу, гомогенной и жидкотекучей пасты в течение нескольких секунд, что устраняет нужду в нежелательных требованиях к смешиванию. Настоящая заявка дополнительно раскрывает шприц для удерживания сухой композиции в вакууме и формирования пасты в шприце после добавления водной среды из внешней емкости для жидкости.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к шприцу для удерживания и/или смешивания первого и второго веществ, содержащему цилиндр, содержащий вакуумную камеру для вмещения первого вещества, плунжер, включающий в себя камеру-емкость для вмещения второго вещества и выполненный с возможностью аксиального смещения в вакуумной камере, и клапан для управления соединением по текучей среде между вакуумной камерой и камерой-емкостью и/или установления данного соединения.
Шприц может быть предпочтительно выполнен так, что в первой конфигурации первое вещество может удерживаться в условиях вакуума в вакуумной камере. В таком случае, поддерживающая вакуум первая конфигурация может быть состоянием хранения у шприца. Например, шприц выполнен так, что шприц можно хранить в состоянии хранения, т.е. без нарушения вакуума в вакуумной камере, в течение длительного периода времени, например, по меньшей мере, 1 месяца или, по меньшей мере, 3 или 6 месяцев, предпочтительно, по меньшей мере, 1 года, более предпочтительно, по меньшей мере, 2 лет.
Следовательно, предлагаемый шприц предпочтительно выполнен так, что в вакуумной камере можно создать и поддерживать вакуум. Создание вакуума в вакуумной камере обычно обеспечивается внешним вакуум-генераторным средством, например, насосом. Как также поясняется в дальнейшем, шприц может быть снабжен, например, конструктивным элементами, которые позволяют создавать вакуум в одной конфигурации шприца, т.е. при посредстве перепускных вакуумных каналов в цилиндре. Вакуум, созданный в данной конфигурации, может затем поддерживаться в первой конфигурации шприца.
В поддерживающей вакуум первой конфигурации, вакуумная камера является закрытым контейнером. Такая конфигурация может быть пригодна не только для хранения вещества в вакуумной камере, но также может рассматриваться как «заправленное» состояние шприца, в котором во внутренней камере существует внутренняя энергия. Следовательно, можно сказать, что в первой конфигурации шприц находится в состоянии с внутренней потенциальной энергии, которую можно впоследствии использовать для смешивания веществ из двух камер, предпочтительно без приложения какого-либо внешнего ручного усилия, например, для перемещения плунжера. Данная потенциальная энергия может превращаться во всасывающую силу. Поэтому, если шприц выполнен с возможностью поддержки вакуума в вакуумной камере в первой конфигурации, то тогда данную силу можно, по меньшей мере, частично использовать для соединения по текучей среде вакуумной камеры и камеры-емкости и сведения двух веществ. В предпочтительном варианте всасывающую силу можно, по меньшей мере, частично использовать для действия на плунжер, например, использовать для протягивания плунжера к дистальному концу шприца. Всасывающую силу можно также, по меньшей мере, частично использовать, чтобы задействовать клапан для установления соединения по текучей среде между вакуумной камерой и камерой-емкостью. Если, по меньшей мере, часть вакуума еще присутствует в вакуумной камере, то между вакуумной камерой и камерой-емкостью существует разность давлений, и создается всасывающая сила, которая может втягивать второе вещество из камеры-емкости в вакуумную камеру таким образом, что два вещества могут смешиваться в вакуумной камере.
Поэтому, в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого шприца обеспечена вторая конфигурация, в которой клапан обеспечивает проточный канал между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
Поэтому, основное преимущество предлагаемого шприца состоит в том, что первое и второе вещества можно удерживать и хранить внутри шприца. Вещества можно легко смешивать внутри шприца, когда потребуется, без подсоединения внешней емкости и без применения внешний смесительных контейнеров. Поэтому предлагаемый шприц можно применять для многих целей, когда первое и второе вещества предпочтительно удерживаются по отдельности (например, для хранения) и для последующего смешивания и подачи, когда необходимо.
Одно преимущество предлагаемого шприца состоит в том, что камера-емкость заключена в плунжере для удерживания второго вещества, т.е. плунжер сам по себе образует камеру-емкость, например, благодаря обеспечению полого плунжера, например, цилиндрического плунжера, таким образом, что камера-емкость по сторонам ограничена боковыми стенками плунжера. Использование пространства внутри плунжера для хранения одного из компонентов делает шприц компактнее и легче. То, что плунжер является подвижной частью шприца (относительно цилиндра) также может так упростить конструкцию, что клапан можно устанавливать на дистальной части плунжера.
Другим преимуществом предлагаемого шприца является вакуумная камера в цилиндре для вмещения первого вещества. Если в вакуумной камере создан вакуум, то вакуум можно использовать для перемещения плунжера к вакуумной камере и для всасывания второго вещества из камеры-емкости в вакуумную камеру. Посредством сначала создания вакуума в вакуумной камере и затем предоставления вакууму возможности вытягивать плунжер и смешивать вещества можно обеспечить легко управляемый процесс смешивания, без применения ручного усилия или ручного перемещения плунжера. Если части плунжера производятся по технологии, при которой части всегда имеют одинаковые размер и форму, например, посредством литьевым прессованием, и создание вакуума осуществляется одинаковым способом, то можно также ожидать, что смешивание будет выполняться каждый раз одинаковым способом.
Клапан может быть прикреплен к плунжеру, который является аксиально подвижным относительно цилиндра. Поэтому клапан может составлять разделительный барьер между двумя камерами. Так как вакуум вакуум в вакуумной камере можно использовать для дистального перемещения плунжера в цилиндре, то клапан может быть задействован указанным дистальным перемещением плунжера, чтобы установить соединение по текучей среде между двумя камерами.
Комбинацию нескольких вышеуказанных признаков также можно рассматривать, чтобы дополнительно усовершенствовать конструкцию, которую можно использовать с рядом дополнительных механизмов, чтобы применить изобретение. Например, шприц может дополнительно содержать разные виды фиксирующих элементов, чтобы управлять аксиальными положениями плунжера внутри цилиндра. Если внутри вакуумной камеры создан вакуум, то механический фиксирующий механизм может обеспечивать, чтобы плунжер не перемещался к вакуумной камере, пока пользователь не открепит фиксатор.
При этом, в частности, способ, раскрытый в заявке WO 2014/202760, для вакуумного вспенивания пасты перед сублимационной сушкой указанной пасты для получения сухой композиции, которая эффективно восстанавливается с формированием жидкотекучей пасты после добавления водной среды, можно эффективно реализовать посредством предлагаемого шприца.
Кроме того, способ, раскрытый в заявке WO 2014/202760, для приготовления сухой композиции, которая спонтанно восстанавливается в течение нескольких секунд до готовой к применению пасты, пригодной для задач гемостаза и/или заживления ран, также можно эффективно реализовать посредством предлагаемого шприца.
Вспененная высушенная паста, раскрытая в заявке WO 2014/202760, эффективно восстанавливается при добавлении жидкости. Паста может формироваться независимо от внешних влияний, например, смешивания или активирования любого рода. Сухая композиция, раскрытая в заявке WO 2014/202760, может спонтанно восстанавливаться при добавлении жидкости, т.е. для формирования пасты не требуется никакого механического смешивания. После добавления подходящего количества водной среды, готовая к применению паста, пригодная для гемостаза и/или заживления ран, спонтанно формируется в течение нескольких секунд. Посредством предлагаемого шприца можно обеспечивать вакуумную сублимационную сушку и вакуумное хранение сухой композиции. Кроме того, удерживание и хранение водной среды, и смешивание с водной средой, последующее восстановление в вакуумной камере и регулируемый выпуск готовой к применению пасты также можно обеспечивать посредством предлагаемого шприца. Данная паста, раскрытая в заявке WO 2014/202760, превосходит имеющиеся в настоящее время жидкотекучие продукты, так данная паста уменьшает или исключает потребность в этапах механического смешивания. Тот факт, что механическое смешивание не требуется, означает также, что минимизируются вариации консистенции пасты, и на приготовление пасты затрачивается меньше времени, и это, в свою очередь, приводит к повышению безопасности пациента благодаря как тому, что кровоостанавливающую пасту можно быстрее наносить на пациента, так и тому, что простой способ приготовления снижает вероятность ошибок, совершаемых во время приготовления кровоостанавливающей пасты. Следовательно, жидкотекучую пасту можно выдавливать из предлагаемого шприца и наносить на пациента, например, на кровоточащую рану, в течение нескольких секунд после открепления фиксатора шприца, поскольку смешивание веществ может обеспечиваться автоматически.
Следовательно, в одном варианте осуществления предлагаемый шприц содержит сухую композицию в вакуумной камере. Давление внутри вакуумной камеры предпочтительно меньше давления снаружи вакуумной камеры, например, сухая композиция может удерживаться в вакууме. Сухую композицию можно получать, как описано в заявке WO 2014/202760, поэтому сухая композиция может быть в форме вакуумно-вспененной, сублимационно-высушенной пасты, предпочтительно, с плотностью сублимационно-высушенной пасты от приблизительно 1 мг/мл до приблизительно 40 мг/мл, например, от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 35 мг/мл, например, от приблизительно 10 мг/мл до приблизительно 35 мг/мл. Сухая композиция может быть способна формировать пасту после добавления водной среды, как также описано в заявке WO 2014/202760. Водная среда предпочтительно удерживается в камере-емкости предлагаемого шприца.
Предлагаемый шприц может быть пригоден для многочисленных применений, например, для смешивания лекарства с инфузионным веществом или для смешивания двух лекарств, но, в особенности, для лиофилизированных лекарств. Данные лекарства обычно хранятся в ампулах и нуждаются в восстановлении перед введением, обычно посредством смешивания с каким-либо инфузионным веществом. Затем восстановленное лекарство используют по его медицинскому назначению. С предлагаемым шприцом лиофилизированное лекарство может удерживаться в вакууме в шприце совместно с инфузионным веществом с правильным соотношением компонентов в смеси в стерильных условиях. Восстановленное лекарство можно затем вливать из шприца непосредственно в инфузионный пакет. Это может приводить к повышенной безопасности пациента и повышенной возможности манипулирования лекарством во многих случаях применения.
Первое и второе вещества, удерживаемые посредством предлагаемого шприца, являются предпочтительно стерильными. Шприц также может быть стерильным. Можно применять любой подходящий метод стерилизации, известный в данной области техники. Стерилизация возможна после этапа упаковки, т.е. когда шприц заключен внутрь внешней упаковки. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления стерилизация является терминальной стерилизацией.
Описание чертежей
Фиг. 1A
- сечение одного варианта осуществления предлагаемого шприца с пустой вакуумной камерой и камерой-емкостью.
Фиг. 1B
- изображение проксимального конца одного варианта осуществления предлагаемого шприца с фиксирующим элементом, блокирующим плунжер.
Фиг. 2A
- сечение шприца, показанного на фиг. 1A, в зафиксированной конфигурации, с первым веществом в вакуумной камере и вторым веществом в камере-емкости.
Фиг. 2B
- сечение шприца, показанного на фиг. 2A, когда фиксирующий элемент откреплен, и клапан открыт.
Фиг. 3A
- вид в перспективе аксиально смещаемого элемента клапана шприца, изображенного на фиг. 1 и 2.
Фиг. 3B
- изображение нижнего (дистального) конца аксиально смещаемого элемента, показанного на фиг. 3A.
Фиг. 3C
- продольный разрез аксиально смещаемого элемента, показанного на фиг. 3A.
Фиг. 3D
- поперечный разрез аксиально смещаемого элемента, показанного на фиг. 3A.
Фиг. 3E
- изображение аксиально смещаемого элемента, показанного на фиг. 3A, установленного в клапане шприца, показанного на фиг. 1 и 2.
Фиг. 4A
- увеличенное изображение клапана шприца, показанного на фиг. 1 и 2 в закрытой конфигурации.
Фиг. 4B
- увеличенное изображение клапана шприца, показанного на фиг. 1 и 2 в открытой конфигурации, когда установлено соединение по текучей среде между камерами.
Чертежи являются всего лишь примерными и не подлежат истолкованию как ограничивающие объем изобретения.
Определения
Термин «внешнее давление» применяется в настоящей заявке как взаимозаменяемый с термином «атмосферное давление». Данное давление относится к окружающей зоне, т.е. является давлением в месте, где происходит процесс.
Термин «пониженное давление» является давлением ниже внешнего давления, т.е. давлением ниже давления в окружающей зоне, в которой происходит некоторый процесс.
«Паста» в соответствии с настоящим описанием имеет пластичную тестообразную консистенцию, как у зубной пасты. Паста является вязкой жидкостный смесью порошкообразного твердофазного вещества/твердофазного вещества в порошковой форме с жидкостью. Паста является веществом, которое ведет себя как твердофазное вещество, пока не прилагается достаточно большая(ое) нагрузка или напряжение, с которого указанное вещество течет подобно текучей среде, т.е. паста является жидкотекучей. Пасты обычно состоят из суспензии гранулированного материала в основной текучей среде. Отдельные гранулы скреплены между собой подобно песку на пляже, что формирует беспорядочную, стеклообразную или аморфную структуру и придает пастам их свойства, подобные твердофазному веществу. Именно указанное «скрепление между собой» придает пастам некоторые из их наиболее необычных свойств; это является причиной того, что паста демонстрации проявляет свойства хрупкого материала. Паста не является гелем/желеобразной массой. «Суспензия» является жидкостной смесью порошкового/порошкообразного твердого вещества с жидкостью (обычно, водой). Суспензии ведут себя, в некотором роде, подобно вязким текучим средам, текущим под действием собственного веса и способным к перекачиванию в случае, если не являются слишком вязкими. Суспензию можно рассматривать как низковязкую пасту, т.е. суспензия обычно содержит больше воды, чем паста. Паста содержит поры, содержащие расширяющийся газ или воздух.
Термин «спонтанный» служит для описания явления, вызываемого силами или причинами, которые не зависят от внешних воздействиями или влияниями, и которые возникают в течение короткого периода времени, т.е., предпочтительно, в течение менее, чем приблизительно 30 секунд, предпочтительнее, в течение менее, чем приблизительно 20 секунд, еще предпочтительнее, в течение менее, чем приблизительно 10 секунд или в течение менее, чем приблизительно 5 секунд, например, в течение менее, чем приблизительно 3 секунд, например, менее, чем приблизительно 2 секунд.
Термин «вакуум» означает в настоящей заявке область, определяемую как область с давлением газов ниже внешнего давления, т.е. окружающего атмосферного давления. На Земле на уровне моря, атмосферное давление приблизительно равно 1 бар, т.е. 1000 мбар (0,1 МПа) при 25°C. В таблице ниже приведены примерные давления при «низком», «среднем» и «высоком» вакууме на уровне моря на Земле в миллибарах (мбар).
<b>давление (мбар (×10</b><sup><b>2</b></sup><b> Па)</b>
Атмосферное давление
1000
Низкий вакуум
1000-100
Средний вакуум
100-0,001
Высокий вакуум
<0,001
Подробное описание изобретения
Как изложено ранее, один вариант осуществления настоящего изобретения относится к шприцу для удерживания и/или смешивания первого и второго веществ, содержащему цилиндр, содержащий вакуумную камеру для вмещения первого вещества, плунжер, включающий в себя камеру-емкость для вмещения второго вещества и выполненный с возможностью аксиального смещения в вакуумной камере, и клапан для управления соединением по текучей среде между вакуумной камерой и камерой-емкостью и/или установления данного соединения. Шприц может быть предпочтительно выполнен так, что в первой конфигурации (шприца) первое вещество может удерживаться в условиях вакуума в вакуумной камере, и во второй конфигурации (шприца) клапан обеспечивает проточный канал между камерой-емкостью и вакуумной камерой. Первая конфигурация может быть зафиксированной конфигурацией. Кроме того, камера-емкость и вакуумная камера могут не иметь соединения по текучей среде в указанной первой конфигурации. Первая конфигурация может также отличаться тем, что в указанной первой конфигурации в шприце накоплена потенциальная механическая энергия. Данная потенциальная механическая энергия может, при переключении конфигурации шприца, превращаться в кинетическую энергию, которую можно использовать для создания соединения по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой таким образом, что два вещества могут смешиваться. Следовательно, после переключения конфигурации шприца из первой конфигурации, для смешивания веществ не требуется никаких внешних усилий, так как потенциальная энергия, накопленная в вакууме в вакуумной камере шприца в первой конфигурации, имеется в количестве, которое достаточно для обеспечения смешивания. Следовательно, с помощью предлагаемого шприца обеспечивается шприц с автоматическим смешиванием.
Следовательно, первую конфигурацию шприца можно сравнить со шприцом, который зафиксирован в растянутой конфигурации. Силы, создаваемые вакуумом, сохраненным в вакуумной камере, можно сравнить в одном варианте осуществления с ситуацией, в которой один конец растянутой пружины соединен с дистальным концом внутренней части цилиндра, и другой конец пружины соединен с дистальным концом плунжера, который находится также внутри цилиндра. Зафиксированная растянутая пружина сохраняет потенциальную механическую энергию, и, при откреплении фиксатора и высвобождении, пружина будет дистально тянуть плунжер внутри цилиндра.
Следовательно, в одном варианте осуществления первая конфигурация шприца соответствует первому зафиксированному аксиальному положению плунжера внутри цилиндра, при этом первое вещество может удерживаться в условиях вакуума в вакуумной камере, и во второй конфигурации плунжер открепляется от фиксатора, и вакуум в вакуумной камере втягивает плунжер в дистальном направлении таким образом, что клапан задействуется для обеспечения проточного канала между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
В предпочтительном варианте осуществления вакуумная камера ограничена внутри цилиндра; с дистальной стороны дистальным концом цилиндра и с проксимальной стороны дистальным концом плунжера. Клапан может располагаться на дистальном конце плунжера, с обеспечения, тем самым, разделения между вакуумной камерой внутри цилиндра и камерой-емкостью внутри плунжера.
Соответственно, камера-емкость и вакуумная камера могут иметь соединение по текучей среде в указанной конфигурации. Например, в результате действия пользователя, фиксатор может быть откреплен, и, в таком случае, шприц предпочтительно выполнен так, что автоматически достигается вторая конфигурация. Данное изменение конфигурации может обеспечиваться использованием сниженного давления, которое может сохраняться в вакуумной камере, например, вакуум в вакуумной камере может всасывать плунжер в направлении дистального конца плунжера. Шприц может быть выполнен в таком случае так, что указанное дистальное перемещение плунжера открывает клапан для установления соединения по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой. Жидкость, хранящаяся в камере-емкости, может тогда всасываться в вакуумную камеру, также по причине низкого давления в вакуумной камере, если в ней сохраняется вакуум.
В случае вакуумно-вспененной пасты, раскрытой в заявке WO 2014/202760, применяемой вместе со шприцом, раскрытым в настоящей заявке, сублимационно-высушенная композиция и жидкость смешиваются в вакууме с превращением в готовую к применению жидкотекучую пасту через несколько секунд и могут быть поданы из вакуумной камеры, например, через выпускное отверстие в дистальном конце цилиндра посредством ручного управления плунжером. Например, после открепления шприца из первой конфигурации, через несколько секунд может обеспечиваться готовая к применению жидкотекучая паста в замкнутой стерилизованной среде, без вмешательства человека и без нарушения границ стерилизованного пространства.
В предпочтительном варианте осуществления цилиндр содержит открытый проксимальный конец. В таком случае проксимальный конец плунжера может продолжаться через открытый проксимальный конец цилиндра. В таком случае, шприц предпочтительно выполнен так, что плунжер можно аксиально смещать через открытый проксимальный конец цилиндра. Шприц предпочтительно содержит уплотняемое сопряжение между плунжером и цилиндром, например, в форме резинового уплотнения на дистальном конце плунжера, как показано на фиг. 1A, 2 и 4. Открытый проксимальный конец цилиндра и плунжер, продолжающийся через него, как показано на фиг. 1 и 2, являются стандартным решением шприца.
Шприц может быть предварительно заполнен первым и вторым веществами, и шприц предпочтительно выполнен так, что первое и второе вещества можно хранить и удерживать как часть шприца. Первое вещество может быть любым веществом и композицией, но оно может быть, в частности, твердофазным веществом, например, сухой композицией, например, сублимационно-высушенной(ым) пастой или лекарством, например, вакуумно-вспененной(ым) сублимационно-высушенной(ым) пастой или лекарством. Второе вещество может быть любым веществом и композицией, но оно может быть, в частности, текучей средой, например, такой жидкостью, как вода.
Цилиндр содержит выпускное отверстие для дозирования смешанного конечного продукта. Указанное выпускное отверстие является предпочтительно закрываемым и/или уплотняемым, чтобы сохранять вакуум в вакуумной камере. Выходное отверстие может быть, например, выходным отверстием наконечника люэровского типа, и оно предпочтительно находится на дистальном конце цилиндра. Выпускное отверстие может быть дополнительно сформировано в виде участка соединителя, пригодного для соединения с другим ответным соединителем, например, пригодным для подсоединения шланга к шприцу, как показано также на фиг. 1A и 2A. Участок соединителя может быть участком соединителя стандартного типа, например, люэровским замком или люэровским скользящим соединителем, предпочтительно охватываемым люэровским замком или люэровским скользящим соединителем. Участок соединителя может быть снабжен резьбовым участком для надежного соединения с ответным соединителем. Данный резьбовой участок может быть обеспечен на внутренней части участка соединителя, как показано на фиг. 1A, 2A и 2B.
Посредством встраивания плунжера в камеру-емкость, шприц можно сделать более компактным и легче по весу по сравнению с решением, в котором цилиндр содержит две камеры для отдельных веществ. В одном варианте осуществления камера-емкость целиком содержится в плунжере, и/или при этом камера-емкость является, по меньшей мере, частично ограниченной внешними стенками плунжера. В предпочтительном варианте камера-емкость является закрытым объемом в пределах стенок плунжера, возможно, имеет крышку или колпачок, и в альтернативном варианте имеет пробку внутри полого плунжера. В одном варианте осуществления камера-емкость образована полым плунжера.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого шприца плунжер является полым, чтобы вмещать камеру-емкость, т.е. плунжер может содержать полый корпус, т.е. емкость для жидкости может быть заключенной в полом корпусе плунжера. Следовательно, камера-емкость предпочтительно образована полым участком плунжера. Кроме того, камера-емкость в наиболее практичном варианте находится в дистальной части плунжера, т.е. ближайшей части к вакуумной камере. Шприц может дополнительно содержать пробку, например, в форме поршня, внутри пологого плунжера. Пробка прилегает, предпочтительно с уплотнением, к внутренней поверхности полого плунжера, при этом камера-емкость ограничена (с проксимальной стороны) пробкой внутри полого плунжера. Таким образом, положение пробки определяет объем камеры-емкости. Кроме того, пробка предпочтительно выполнена с возможностью аксиального смещения внутри полого корпуса плунжера. В предпочтительном варианте пробка целиком заключена внутри полого корпуса плунжера, например, пробка может быть углублена внутри полого корпуса плунжера, как также показано на фиг. 1A и 2A, где показано, что пробка может иметь форму небольшого плунжера или поршня, выполненного с возможностью вставки и утапливания внутрь полого плунжера. Заключение камеры-емкости и пробки целиком внутри плунжера может сделать пробку и камеру-емкости недоступными снаружи шприца. В таком случае, пробка может быть предпочтительно выполненной с возможностью аксиального смещения в дистальном направлении внутри полого корпуса плунжера во время высвобождения/выпуска второго вещества из камеры-емкости в вакуумную камеру. Если в вакуумной камере присутствует вакуум, и клапан установил соединение по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой, то любое жидкотекучее содержимое в камере-емкости будет затем всасываться в вакуумную камеру, т.е. второе вещество из камеры-емкость будет высвобождаться/выпускаться в вакуумную камеру. Вакуум может дальше втягивать пробку так, что пробка аксиально и дистально смещается во время опорожнения резервуара, действуя, тем самым, подобно вакуумного-приводному плунжеру или поршню. Таким образом, камера-емкость может опорожняться, выкачиваться и сокращаться до минимума, и затем вещества смешиваются без непосредственно вмешательства человека.
В одном варианте осуществления шприц выполнен так, что всасывание второго вещества, находящегося в камере-емкости, в вакуумную камеру (вызываемое вакуумом) втягивает пробку внутри плунжера в дистальном направлении к дистальному концу плунжера, с сокращением, тем самым, до минимума объема камеры-емкости. Когда пробка достигает дистального конца внутри плунжера, объем камеры-емкости, по существу, равен 0. При этом, пробка и клапан могут быть предпочтительно выполнены так, чтобы указанное дистальное перемещение пробки вынуждало клапан переключаться из открытого положения и обратно в закрытое положение, когда камера-емкость опорожняется. Следовательно, предлагаемый шприц может быть выполнен так, что, после выпуска второго вещества из камеры-емкости в вакуумную камеру, клапан переводится из открытой конфигурации клапана в закрытую конфигурацию клапана, с блокированием, тем самым, проточного канала между камерой-емкостью и вакуумной камерой. Данное состояние можно считать третьей конфигурацией шприца, в которой смешанное вещество готово к вытеснению через выпускное отверстие шприца посредством приведения в действие плунжера. Повторное закрывание клапана способствует исключению того, чтобы смешанное вещество перемещалось проксимально из вакуумной камеры в камеру-емкость во время выпуска смешанного вещества из шприца.
В одном варианте осуществления предлагаемого шприца первая конфигурация соответствует первому аксиальному положению плунжера в цилиндре. Вторая конфигурация может аналогично соответствовать, по меньшей мере, второму аксиальному положению плунжера в цилиндре. Шприц может быть выполнен так, что плунжер является зафиксированным в первой конфигурации, например, плунжер может быть заблокирован от аксиального смещения в указанной первой конфигурации, например, плунжер заблокирован от аксиального перемещения в дистальном направлении в указанной первой конфигурации. Фиксация плунжера может обеспечиваться, например, посредством открепляемого фиксирующего элемента для фиксации плунжера в указанной первой конфигурации. Фиксирующий элемент может быть выполнен с возможностью съемного прикрепления к части плунжера, продолжающейся от проксимального конца цилиндра, как для примера показано на фиг. 1B и 2A. В случае вакуума в вакуумной камере, плунжер в цилиндре будет втягиваться к дистальному концу. Фиксирующий элемент предпочтительно выполнен с возможностью блокировки плунжера от указанного дистального перемещения. То есть фиксирующий элемент блокирует плунжер от указанного дистального перемещения, а вакуум будет сдерживать плунжер от проксимального аксиального перемещения, вследствие чего плунжер фиксируется. Фиксирующий элемент может быть выполнен с возможностью стыковки защелкиванием с плунжером, т.е. фиксирующий элемент плотно крепится к плунжеру, но может относительно легко открепляться при вмешательстве человека. После того, как фиксирующий элемент открепляют, плунжер будет всасываться в цилиндр, если в вакуумной камере присутствует вакуум.
Клапан предпочтительно расположен в дистальном конце плунжера. Кроме того, клапан может быть выполнен с возможностью наличия у него закрытой конфигурации клапана, разъединяющей камеру-емкость и вакуумную камеру, открытой конфигурации клапана, соединяющей по текучей среде камеру-емкость и вакуумную камеру. Это можно обеспечить, например, если клапан содержит, по меньшей мере, один аксиально смещаемый элемент. Открытая конфигурация клапана может в таком случае соответствовать первому положению указанного аксиально смещаемого элемента, и при этом закрытая конфигурация клапана соответствует второму положению указанного аксиально смещаемого элемента. Клапан может быть дополнительно выполнен так, что указанный аксиально смещаемый элемент выступает в вакуумную камеру в указанном первом положении. Клапан может быть дополнительно выполнен так, что аксиально смещаемый элемент выступает в камеру-емкость в указанном втором положении. Клапан и аксиально смещаемый элемент могут быть дополнительно выполнены так, что, в открытой конфигурации клапана, аксиально смещаемый элемент выступает в камеру-емкость и в вакуумную камеру.
Примерная форма аксиально смещаемого элемента клапана изображена на фиг. 3. Аксиально смещаемый элемент предпочтительно содержит один или более перепускных проточных каналов, обеспечивающих соединение по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой в открытой конфигурации клапана. Данные каналы могут располагаться снаружи на боковой стороне смещаемого элемента, как показано на фиг. 3. На дистальном конце аксиально смещаемый элемент клапана может содержать плоскую поджимную поверхность, продолжающуюся в вакуумную камеру, при этом указанная плоская поверхность образует плоскость, по существу, перпендикулярную продольной оси шприца. Таким образом, аксиально смещаемый элемент может быть сформирован подобно плунжеру. Кроме того, аксиально смещаемый элемент может быть зафиксирован от поворота в клапане. Плоская поверхность обеспечивает увеличенную площадь контакта по сравнению с площадью поперечного сечения остальной части клапанной части. Данная площадь контакта обеспечена для установления контакта с первым веществом внутри вакуумной камеры. Аксиально смещаемая клапанная часть может выступать в вакуумную камеру в закрытой конфигурации клапана. Во время дистального аксиального перемещения плунжера в цилиндре, указанная увеличенная площадь контакта может, в результате, приходить в контакт с первым веществом в вакуумной камере. В таком случае, данный контакт может вынуждать клапанную часть смещаться аксиально в проксимальном направлении с переводом клапана в открытую конфигурацию, устанавливающую соединение по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой. Соответственно, клапан может быть переведен обратно в закрытое положение, когда камера-емкость опорожняется. Это может обеспечиваться пробкой внутри плунжера, как показано на чертежах. Когда пробка достигает дистального конца внутренней части плунжера, она может войти в контакт с аксиально смещаемым элементом и сместить его в дистальном направлении для перевода клапана обратно в закрытое положение.
Аксиально смещаемый элемент, приведенный для примера на фиг. 3, изготавливают, предпочтительно, целиком или частично из резиноподобного или мягкого резиноподобного материала, например, силикона или эластомера, т.е. таким образом, чтобы элемент был, по существу, мягким и упругим. Это необходимо для обеспечения улучшенного герметичного закрывания клапана.
Как указанно выше, шприц может быть выполнен так, что, после открепления фиксатора плунжера, вакуум в вакуумной камере может вынуждать аксиальное смещение плунжера из первого положения во второе положение. Данное аксиальное смещение плунжера из первого положения во второе положение может задействовать клапан для установления проточного канала между камерой-емкостью и вакуумной камерой. Например, шприц может быть выполнен так, что первое вещество, предпочтительно в форме твердофазного вещества, расположенного в вакуумной камере, задействует клапан, при контакте между клапаном и твердофазным веществом во время аксиального смещения плунжера к дистальному концу цилиндра, чтобы установить проточный проход между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
Перед сублимационной сушкой, например, пасты в вакуумной камере, вакуум, который может быть создан, важен для вспенивания пасты для увеличения удельной поверхности и облегчения последующей сублимационной сушки. При удерживании сублимационно-высушенной пасты в вакууме в вакуумной камере шприца после того, как процесс сублимационной сушки окончен, т.е. при уровне давления ниже окружающего внешнего давления, добавление жидкости после приготовления и применение пасты облегчается, так как жидкость всасывается в вакуумную камеру вследствие пониженного давления в вакуумной камере.
Открывание клапана в результате открепления плунжера/шприца и/или дистального перемещения плунжера может решаться другим вариантом осуществления клапана и/или аксиально смещаемой части. Например, небольшой выступ на внутренней поверхности вакуумной камеры может включать клапан, когда некоторая часть плунжера или клапана зацепляет или проходит данный выступ. Таким образом, клапан задействуется иначе, чем контактом с поверхностью в вакуумной камере.
В одном варианте осуществления предлагаемый шприц дополнительно содержит один или более перепускных вакуумных каналов, предпочтительно расположенных в цилиндре и/или в плунжере. Перепускной вакуумный канал, также называемый перепускным каналом для лиофилизации, является сообщением по газообразной среде между вакуумной камерой шприца и наружной область цилиндра, т.е. внешней средой. Перепускные вакуумные каналы обеспечивают преимущество в том, что вещество может подвергаться сублимационной сушке внутри шприца. Перепускной канал может предусматривать открытое состояние, допускающее сообщение по газообразной среде между вакуумной камерой и наружной областью, и закрытое состояние, в котором может удерживаться вакуум. Перепускной канал может располагаться в любом месте, допускающем сообщение по газообразной среде между вакуумной камерой и внешней средой, например, в цилиндре, как показано на фиг. 1B или в плунжере. Следовательно, шприц может быть выполнен так, что плунжер уплотняемым образом сопрягается с вакуумной камерой в, по меньшей мере, первом аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры, т.е. в состоянии, в котором удерживается вакуум, и так, что через плунжер устанавливается сообщение по текучей среде в, по меньшей мере, втором аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры через посредство указанного одного или более перепускных вакуумных каналов, т.е. в состоянии, в котором вещество в вакуумной камере может подвергаться сублимационной сушке во время создания вакуума, например, посредством всасывания через перепускной(ые) канал(ы). Таким образом, перепускной(ые) вакуумный(ые) канал(ы) могут быть выполнены с возможностью нарушения уплотнения между вакуумной камерой и плунжером в предварительно заданном аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры. Это может обеспечиваться, например, если указанный один или более перепускных вакуумных каналов являются одним или более продольными канавками, сформированными во внутренней поверхности проксимального конца вакуумной камеры, как показано на фиг. 1B. В качестве альтернативы, один или более перепускных вакуумных каналов могут быть сформированы в плунжере.
В качестве альтернативы, указанный один или более перепускных вакуумных каналов выполнены так, что сообщение по текучей среде может обеспечиваться непосредственно между вакуумной камерой и внешней атмосферой, независимо от положения плунжера, например, через клапана давления, расположенного непосредственно на вакуумной камере.
Объемную вместимость предлагаемого шприца можно изменять изменением формы и размеров цилиндра и плунжера. Тогда объем вакуумной камеры и камеры-емкости можно выбирать в пределах цилиндра и плунжера. Объем цилиндра и/или объем вакуумной камеры может быть от 0,1 до 500 мл, предпочтительнее от 1 до 100 мл, более предпочтительно от 2 до 50 мл, более предпочтительно от 3 до 30 мл, более предпочтительно, меньше, чем 25 мл, более предпочтительно, меньше, чем 20 мл, более предпочтительно, меньше, чем 15 мл, более предпочтительно, меньше, чем 10 мл, более предпочтительно от 5 до 10 мл.
Соответственно, объем полого корпуса плунжера и/или объем камеры-емкости составляет от 0,1 до 500 мл, более предпочтительно от 1 до 100 мл, более предпочтительно от 2 до 50 мл, более предпочтительно от 3 до 30 мл, более предпочтительно, меньше, чем 25 мл, более предпочтительно, меньше, чем 20 мл, более предпочтительно, меньше, чем 15 мл, более предпочтительно, меньше, чем 10 мл, более предпочтительно от 5 до 10 мл.
Предлагаемый шприц является предпочтительно расходным шприцом одноразового применения. Разные компоненты шприца (цилиндр, плунжер, пробка, клапан, клапанная часть и т.п.) являются предпочтительно пригодными для изготовления посредством одноступенчатого литьевого прессования.
Цилиндр может быть снабжен фланцем на проксимальном конце вакуумной камеры, чтобы облегчать обращение со шприцом, при приведении в действие плунжера, как показано на фиг. 1 и 2. Кроме того, внутренний объем вакуумной камеры и/или камеры-емкости может быть предпочтительно цилиндрическим.
Примеры
Один вариант осуществления предлагаемого шприца 1 показан для примера на фиг. 1-4. Цилиндр 2 снабжен вакуумной камерой 5, выпускным отверстием 4, участком 10 соединителя и фланцем 8, сформированными в одно целое и пригодными для изготовления посредством одноступенчатого литьевого прессования. Плунжер 3, имеющий полый корпус 19, продолжается от открытого проксимального конца цилиндра 2. Уплотнительное кольцо 7 обеспечено вокруг дистальной части плунжера 3, чтобы уплотнение, непроницаемое для текучей среды, между плунжером и внутренней стенкой цилиндра. Камера-емкость 6 ограничена в дистальной части плунжера 3 с помощью пробки 10, которая утоплена в полом корпусе плунжера 2. Пробка 10 уплотняемым образом сопрягается с внутренней стенкой полого корпуса при посредстве уплотнительного кольца 12, с созданием уплотнения, непроницаемого для текучей среды, для пробки 10. Вакуумная камера 5 ограничена дистальным концом плунжера 3, который содержит клапан 11 для управления соединением по текучей среде между камерой-емкостью 6 и вакуумной камерой 5. Клапан 11 содержит аксиально смещаемый элемент 31, который подробно показан на фиг. 3.
Фиг. 1B показывает проксимальную часть шприца 1, где фиксирующий элемент 13 состыкован защелкиванием с проксимальным концом плунжера 2, с блокировкой плунжера 2 от возможного перемещения в дистальном направлении в цилиндр 2. Цилиндр 2 содержит перепускные вакуумные каналы 9 для использования при сублимационной сушке и вакуумном вспенивании вещества внутри вакуумной камеры 5. Фиксирующий элемент 13 снабжен продольными выступами 14, выполненными с возможностью согласования с перепускными вакуумными каналами 9 в цилиндре 2. Фиксирующий элемент 13 является жестким пластиковым элементом, который захватывает проксимальную часть плунжера 3, и жесткость и протяженность фиксирующего элемента 13 фиксируют плунжер 3 в аксиальном положении относительно цилиндра 2, задаваемом длиной фиксирующего элемента 13. Фиксирующий элемент 13 не блокирует плунжер 3 от движения в проксимальном направлении из цилиндра 2. Однако, когда в вакуумной камере 5 сохраняется вакуум, низкое давление вакуума будет втягивать плунжер 3 к вакуумной камере 5. То есть, шприц выполнен так, что плунжер 3 может быть зафиксирован в цилиндре 2, т.е. заблокирован от продольного/аксиального перемещения как в проксимальном, так и дистальном направлениях. Продольные выступы 14 в фиксирующем элементе 13 выполнены с возможностью согласования с перепускными вакуумными каналами 9 в цилиндре 2, чтобы обеспечивать блокирование фиксирующего элемента 13 от поворота в данной зафиксированной конфигурации, чтобы помочь гарантировать невозможность легкого неправильного обращения со шприцом в зафиксированной конфигурации.
Фиг. 2A и 2B показывают шприц 1 в предварительно заполненном состоянии, с первым веществом в форме твердофазного вещества 15 (например, сублимационно-высушенной пасты) в вакуумной камере 5 и вторым веществом в форме жидкости 16 (например, воды) в камере-емкости. Фиг. 2A показывает шприц в состоянии хранения, т.е. предварительно заполненным жидкостью и твердофазным веществом, и в котором в вакуумной камере удерживается вакуум. Фиксирующий элемент 13 фиксирует плунжер 3, и уплотненная пробка 10 удерживает жидкость в камере-емкости. Пробка утоплена в полый корпус 19 плунжера 3 и поэтому практически недоступна в данном состоянии хранения шприца 1. Выпускное отверстие 4 цилиндра уплотняемым образом закрыто колпачком 18 соединителя, согласующимся с резьбовым участком 10 соединителя. На фиг. 2A клапан 11 показан в закрытой конфигурации, обеспечивающей, чтобы между жидкостью 16 в камере-емкости 6 и твердофазным веществом 15, удерживаемым в условиях вакуума в вакуумной камере 5 не было соединения по текучей среде или жидкости. Клапан 11 содержит аксиально смещаемый элемент 31, который более подробно показан на фиг. 3. Смещаемый элемент 31 содержит увеличенную контактную поверхность 32 на дистальном конце, который выступает в вакуумную камеру 5. Как видно на фиг. 2A, между дистальной частью 32 клапана 11 и проксимальным концом твердофазного вещества 15 существует зазор. Данный зазор выдерживается за счет фиксированного положения плунжера 3.
Фиг. 2B соответствует фиг. 2A вскоре после того, как фиксирующий элемент 13 откреплен от плунжера 3. Вакуум немедленно втягивает плунжер 3 в дистальном направлении со смыканием зазора между дистальной частью 32 клапана 11 и проксимальным концом твердофазного вещества. Указанное дистальное перемещение и контакт между увеличенной контактной поверхностью 32 и твердофазным веществом вынуждают смещаемый элемент 31 смещаться в проксимальном направлении, что вызывает выступание проксимальной части 36 смещаемого элемента 31 в камеру-емкость, содержащую жидкость. Данное аксиальное проксимальное перемещение смещаемого элемента 31 открывает клапан 11 для установления соединения по текучей среде между камерой-емкостью 6 и вакуумной камерой 5. Фиг. 2B является иллюстрацией момента, когда соединение по текучей среде установлено. Сразу с этого момента жидкость 16 начинает протекать из камеры-емкости 6 в вакуумную камеру 5 по каналам 33 в смещаемом элементе 31. Если в вакуумной камере 5 присутствует вакуум, то жидкость всасывается в вакуумную камеру 5 после установления соединения по текучей среде. Одновременно с всасыванием жидкости 16 в вакуумную камеру 5, пробка 10 постепенно аксиально смещается в дистальном направлении вследствие всасывания, со сведением к минимуму и опорожнением, тем самым, камеры-емкости 6. Когда пробка 10 достигает дистального конца плунжера 3, она может войти в контакт со смещаемым элементом 31 и перемещать его аксиально в дистальном направлении, вновь закрывая, тем самым клапан 11. После этого в вакуумной камере 5 присутствуют как жидкость 16, так и твердофазное вещество 15, и клапан 11 может быть закрытым снова, так что вакуумная камера 5 является закрытым контейнером. В случае сублимационно-высушенной пасты, паста будет быстро восстанавливаться и формировать конечную жидкотекучую пасту в вакуумной камере 5, которую можно подавать через выпускное отверстие 4 (после снятия колпачка 18 соединителя) посредством ручного управления плунжером 3 и удерживания шприца 1 за захват 8 для пальцев.
Существуют разные способы формирования клапана 11 для управления соединением по текучей среде между камерой-емкостью 6 и вакуумной камерой 5. В шприце 1, раскрытом на чертежах, клапан представлен для примера аксиально смещаемым элементом 31, который подробно изображен на фиг. 3. Смещаемый элемент 31 содержит цилиндрический полый корпус 37 с проксимальным концом 36, предназначенным для выступа в камеру-емкость 6 в открытой конфигурации клапана 11, и дистальным концом 32, предназначенным для выступа в вакуумную камеру 5. Дистальный конец 32 сформирован в виде поджимной плоской поверхности с диаметром, который существенно больше диаметра цилиндрического корпуса 37, например, равным удвоенному или утроенному диаметру. Проксимальный конец 36 сформирован в виде кольца 36, выступающего от цилиндрического корпуса, с диаметром кольца 36, немного большим, чем диаметр цилиндрического корпуса 37. (Цилиндрическое) отверстие 34 делает цилиндрический корпус полым, но отверстие 34 на дистальном конце дистальной поверхностью 32, как видно на фиг. 3C. Отверстие 34 выполнено с возможностью согласования с соответствующим продольным цилиндрическим элементом 20 клапана, закрепленным на дистальном конце плунжера. Аксиальное смещение смещаемого элемента 31 обеспечивается зацеплением между отверстием 34 и продольным элементом 20 клапана.
Цилиндрический корпус 37 смещаемого элемента 31 снабжен одним или более каналами 33 в форме продольных углублений по длине корпуса 37, при этом указанные каналы обеспечивают соединение по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой в открытой конфигурации клапана 11. Смещаемый элемент 31 дополнительно содержит препятствующие закрыванию выступы 35, выступающие из дистальной поверхности 32 по окружности корпуса 37. Каналы 33 заглублены в корпус 37 между указанными препятствующими закрыванию выступами. Указанные препятствующие закрыванию выступы 35 выполнены с возможностью формирования стопорных элементов для предотвращения возможности закрывания клапана 11, если аксиально смещаемая часть 31 перемещается в проксимальном направлении, т.е. для обеспечения того, чтобы твердофазное вещество 15, вспенивающееся в вакуумной камере 5, не могло случайно закрыть клапан 11 посредством нажима на смещаемый элемент 31 в сторону камеры-емкости 6.
Работа клапана 11 дополнительно подробно поясняется с помощью увеличенных видов на фиг. 4. На фиг. 4A клапан имеет закрытую конфигурацию с твердофазным веществом 15, удерживаемым в условиях вакуума в вакуумной камере 5. Смещаемый элемент 31 выступает в вакуумную камеру дистальной поверхностью 32. В закрытой конфигурации смещаемый элемент 31 не выступает в камеру-емкость 6, в которой удерживается жидкость 16. Проксимальное кольцо 36 утоплено в дистальный конец плунжера 3 и, тем самым, блокирует любое соединение по текучей среде между жидкостью 16 и сухим веществом 15, т.е. дистальный конец плунжера содержит углубление, сформированное с возможностью сопряжения с формой проксимального кольца 36. Вакуум в вакуумной камере 5 способствует удерживанию смещаемой части 31 в данной закрытой конфигурации потому, что вакуум втягивает смещаемый элемент 31 в дистальном направлении к вакуумной камере 5. Как видно на фиг. 4A между твердофазным веществом 15 и дистальной поверхностью 32 существует зазор.
На фиг. 4B шприц 1 откреплен отъемом фиксирующего элемента 13, и плунжер 3 немедленно втягивается в дистальном направлении, замыкая зазор между дистальной поверхностью 32 и твердофазным веществом 15. Усилие, оказываемое указанным перемещением под действием вакуума приводит твердофазное вещество в контакт с дистальной поверхностью 32, что вызывает проксимальное перемещение смещаемого элемента 31. Вследствие этого, проксимальное кольцо 36 выступает в камеру-емкость 6, удерживающую жидкость 16. Это открывает каналы 33, устанавливающие, тем самым, соединение по текучей среде (жидкости) между камерой-емкостью 6 и вакуумной камерой 6. В результате, жидкость 16 из камеры-емкости 6 немедленно втягивается в вакуумную камеру 6 под действием вакуума, и в вакуумной камере 5 может происходить смешивание двух веществ 15, 16. Проход жидкости внутрь указан белой стрелкой 42 на фиг. 4B.
Когда плунжер 3 втягивается в дистальном направлении к твердофазному веществу 15, и в случае вакуумно-вспениваемой пасты 15 в вакуумной камере 5, твердофазное вещество 15 будет оказывать давление на смещаемый элемент 31 через дистальную поверхность 32 и поджимать смещаемый элемент 31 в проксимальном направлении к камере-емкости 6. Препятствующие закрыванию выступы 35 обеспечивают, чтобы клапан 11 не мог закрываться в результате такого проксимального перемещения, как показано на фиг. 4B, где препятствующие закрыванию выступы 35 упираются в плунжер 3 и обеспечивают небольшой зазор между дистальной поверхностью 32 и дистальным концом плунжера 3, с обеспечением, тем самым, соединения по текучей среде 42 между камерой-емкостью 6 и вакуумной камерой 5. Как также изложено ранее, дистальная поверхность 32 имеет диаметр, который существенно больше, чем диаметр корпуса 37, чтобы увеличить площадь контакта между твердофазным веществом 15 и дистальной поверхностью 32 и снизить риск помехи со стороны твердофазного вещества 15 для остальной части клапана, например, если твердофазное вещество 15 попадет в зазор между дистальной поверхностью 32 и плунжером 3, например, во время вакуумного вспенивания пасты.
Перепускные вакуумные каналы 9 показаны на фиг. 1B в виде продольно продолжающихся канавок в проксимальном конце цилиндра 2. Когда плунжер 3 расположен в цилиндре 2 ниже данных перепускных вакуумных каналов 9, плунжер 3 уплотняемым образом сопрягается с вакуумной камерой 5 посредством уплотнительного кольца 7. Однако, когда дистальная часть плунжера находится на одном уровне с перепускными вакуумными каналами 9, данное уплотнение является неплотным потому, что между вакуумной камерой 5 и окружающей атмосферой может устанавливаться соединение по текучей среде, в частности, по воздуху, при посредстве плунжера 3 через перепускные вакуумные каналы 9. То есть, во время сублимационной сушки вещества 15 внутри вакуумной камеры 5, всасывание, создаваемое на проксимальном конце цилиндра 2, может создавать вакуум внутри вакуумной камеры 5 и, тем самым, например, вспенивать сублимационно-высушиваемую пасту. В конце сублимационной сушки (и процесса вспенивания), плунжер 3 можно сместить в положение ниже перепускных вакуумных каналов 9, с созданием, тем самым, уплотненного сопряжения с вакуумной камерой 5 и, следовательно, удерживанием сублимационно-высушенного вещества 15 в вакууме.
Шприц, удерживающий вакуумно-вспененную сублимационно-высушенную пасту
В заявке WO 2014/202760 описано, что вспенивание мокрой композиции пасты посредством вакуума, предпочтительно, низкого вакуума, перед сублимационной сушкой значительно повышает скорость восстановления указанной пасты. Таким образом, паста, которая была вспенена низким вакуумом, восстанавливается быстрее, чем сравнимая сухая композиция, которая не была вспенена низким вакуумом. Паста, которая была вспенена вакуумом и высушена, спонтанно восстанавливается с формированием, по существу, гомогенной жидкотекучей пасты, без какого-либо механического смешивания. Например, вакуумно-вспененная, высушенная композиция желатиновой пасты, присутствующая в предлагаемом шприце, будет восстанавливаться до готовой к применению пасты, пригодной для непосредственного нанесения на пациента, без какого-либо механического смешивания, необходимого, когда водная среда, расположенная в камере-емкости вводится в сухую композицию, расположенную в вакуумной камере.
Вакуумное вспенивание расширяет захваченные воздушные карманы внутри пасты, и расширенные таким образом воздушные карманы удерживаются в сухой композиции пасты. Присутствие расширенных воздушных карманов в сухой композиции позволяет смачивать сухую композицию благодаря большей площади поверхности контакта между сухой композицией и жидкостью. Это также облегчает свободное распределение жидкости в сухой композиции благодаря сформированным каналам.
Как раскрыто в заявке WO 2014/202760, объем аликвотной пробы пасты обычно больше для образцов, отбираемых первыми, по сравнению с последними из одной партии пасты. Полагают, что это обусловлено частичным разрушением пасты, происходящим со временем, вызывающим изменения плотности пасты. Данные изменения плотности могут приводить к нежелательным изменениям времени восстановления. Вакуумное вспенивание пасты перед сушкой может уменьшить или даже устранить указанные изменения плотности пасты «внутри одной партии» и, следовательно, приводить к постоянно быстрому восстановлению сухих паст. Таким образом, вакуумное вспенивание небольших партий, обеспечиваемое предлагаемым шприцом обеспечивает более высокую степень воспроизводимости времени восстановления.
Паста может формироваться, когда средство в порошковой форме смешивают с водной средой. Средство может быть поперечно сшитым. Средство может быть биосовместимым полимером, пригодным для применения при гемостазе и/или заживлении ран, например, поперечно сшитым кровоостанавливающим средством в порошковой форме, например, поперечно сшитым желатиновым порошком. Примеры средства и биосовместимых полимеров представлены в заявке WO 2014/202760. Одним примером является средство Spongostan/Surgifoam, выпускаемый фирмой Ethicon, которое является поперечно сшитой рассасывающейся кровоостанавливающей губкой на желатиновой основе. Данное средство абсорбирует > 35 г крови/г и, в течение 4-6 недель полностью рассасывается в теле человека.
Пасту можно приготавливать в контейнере и переносить в вакуумную камеру предлагаемого шприца. Затем пасту можно вспенивать воздействием на пасту пониженным давлением, т.е. давлениями ниже внешнего давления, т.е. обычно ниже, чем 1000 мбар (0,1 МПа) (низким вакуумом), посредством подсоединения шприца с пастой в вакуумной камере к насосу, например, в конфигурации предлагаемого шприца, в которой дистальный конец плунжера расположен рядом с перепускными вакуумными каналами. Вакуумное вспенивание приводит к увеличению общего объема пасты вследствие расширения захваченного воздуха во внутренних порах мокрой пасты. Давление вакуума выбирают таким, чтобы паста вспенивалась в достаточной степени, без разрушения. Таким образом, давление не должно быть слишком низким, что будет приводить к разрушению пасты. Вакуумное вспенивание пасты можно выполнять, например, в сублимационной сушилке. Воздействие давления ниже атмосферного на пасту приводит к расширению воздуха внутри внутренних пространств (пор) пасты, что, в свою очередь, приводит к увеличению общего объема пасты и снижению плотности пасты. После сушки композиции пасты для получения сухой пасты, увеличенный размер пор обеспечивает, в результате, повышенные проницаемость и смачиваемость и, следовательно, повышенную скорость восстановления сухой композиции. Скорость расширения во время вакуумного вспенивания зависит от вакуумного насоса и размера вакуумной камеры, т.е. от того, насколько быстро давление в камере можно снизить до необходимого уровня. В предлагаемом шприце, объем вакуумной камеры является относительно малым, и уровень низкого вакуума можно обеспечивать почти мгновенно, и поэтому вспенивание пасты происходит, по существу, мгновенно после включения вакуумного насоса. Затем вакуум может удерживаться в шприце (для последующего хранения), если дистальный конец плунжера аксиально смещен в положение ниже перепускных вакуумных каналов. Затем фиксирующий элемент может прикрепить к проксимальной части плунжера, вследствие чего шприц находится в зафиксированной конфигурации, содержащей вакуумно-вспененную пасту в вакуумной камере.
Вакуумное вспенивание следует выполнять при температуре выше температуры замерзания пасты, например, при температурах от приблизительно 0°C до приблизительно 25°C. Когда паста содержит чувствительные биоактивные средства, например, тромбин, вакуумное вспенивание предпочтительно выполняют при температурах ниже внешних температур. Дополнительные сведения о вакуумном вспенивании пасты раскрыты в заявке WO 2014/202760.
Когда пасту вспенили в необходимой степени, пасту можно заморозить посредством воздействия на пасту температурой ниже 0°C в течение периода времени, достаточного для замерзания пасты. Замораживание происходит без нарушения вакуума, и поэтому замерзание пасты фиксирует на месте вспененную структуру пасты. Таким образом, дальнейшие изменения давления после этого не будут влиять на объем замороженной пасты. Замораживание предпочтительно выполняют в сублимационной сушилке. Температура, выбираемая для замораживания пасты, зависит от температуры замерзания пасты и/или температуры стеклования пасты и может определяться специалистом. Необходимая температура замороженной пасты, приблизительно, на 5°C ниже, чем наименьшая температура замерзания пасты и температура стеклования. Например, если температура замерзания пасты равна -35°C, то пасту следует охлаждать до приблизительно -40°C. Затем пасту можно высушивать.
Пасту можно также подвергать сублимационной сушке. Сублимационная сушка (известная также, как лиофилизация и лиофильная сушка) является процессом обезвоживания, обычно выполняемым для сохранения скоропортящегося материала или превращения материала в более удобный для транспортировки. Сублимационная сушка действует посредством замораживания материала и затем снижения окружающего давления, чтобы дать возможность замерзшей воде в материале возгоняться непосредственно из твердой фазы в газовую фазу. В конце операции, конечное остаточное содержание воды в сублимационно-высушенном продукте является обычно очень низким, например, приблизительно 2% или ниже. Процесс сублимационной сушки преобразует кровоостанавливающую пасту в твердую «спекшуюся» композицию, которая, после добавления соответствующего количества водной среды, например, воды, будет спонтанно формировать готовую для применения пасту, т.е. для формирования указанной пасты не требуется никакого механического смешивания/восстановления.
Вспененную пасту можно также сушить воздействием на вспененную пасту (и шприц) повышенной температурой (при сохранении вакуума), пока паста не становится сухой. Повышенная температура обычно находится в диапазоне приблизительно 30-200°C, например, от приблизительно 50°C до приблизительно 150°C.
Сушку и сублимационную сушку пасты можно обеспечивать, когда паста удерживается в вакуумной камере предлагаемого шприца.
Водная среда, используемая для восстановления пасты, может быть выбрана, например, из воды, физиологического раствора, раствора кальция хлорида, кислотного или основного раствора, или буферного водного раствора. Водная среда, используемая для восстановления сухой композиции, может быть выбрана, например, из воды, физиологического раствора, раствора кальция хлорида. Сухая композиция может содержать тромбин.
Преимущества предлагаемого шприца и сухой композиции и восстанавливаемой пасты, раскрытых в заявке WO 2014/202760, являются многочисленными и включают в себя:
Минимальное время, затрачиваемое на приготовление пасты, например, кровотечение можно останавливать быстрее.
Минимальный риск нарушения стерильности пасты во время приготовления благодаря приготовлению внутри шприца.
Минимальный риск совершения ошибок во время приготовления благодаря очень простому приготовлению пасты.
Оптимальная консистенция пасты, получаемой каждый раз.
Надежное и постоянное восстановление в течение короткого периода времени.
Отсутствие травм персонала острыми предметами во время обращения.
Биоактивные средства, которые являются нестабильными в растворе, можно вводить в пасту перед сушкой и поэтому они будут присутствовать в сухой композицию по изобретению. Например, тромбин можно вводить в пасту перед сушкой, что исключает трудоемкие и подверженные ошибкам этапы разведение тромбина.
Минимизирует затраты в операционной, поскольку приготовление жидкотекучей пасты является таким простым и быстрым, что перед хирургической операцией нет основании заранее приготавливать кровоостанавливающие жидкотекучие вещества, которые могут не применяться.
Все вышеперечисленные факторы приводят к повышению безопасности для пациента.
Дополнительные сведения
Предлагаемый шприц будет подробно описан ниже со ссылкой на следующие пп.
1. Шприц для удерживания и/или смешивания первого и второго веществ, содержащий:
- цилиндр, содержащий вакуумную камеру для вмещения первого вещества,
- плунжер, включающий в себя камеру-емкость для вмещения второго вещества и выполненный с возможностью аксиального смещения в вакуумной камере, и
- клапан для управления соединением по текучей среде между вакуумной камерой и камерой-емкостью и/или установления данного соединения,
при этом шприц выполнен так, что
в первой конфигурации первое вещество может удерживаться в условиях вакуума в вакуумной камере, и
во второй конфигурации клапан обеспечивает проточный канал между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
2. Шприц для удерживания и/или смешивания первого и второго веществ, содержащий
- цилиндр, содержащий уплотняемое и/или закрываемое дистальное выпускное отверстие и вакуумную камеру для вмещения первого вещества,
- плунжер для уплотняемого сопряжения внутри цилиндра и выполненный с возможностью аксиального смещения относительно вакуумной камеры, при этом плунжер включает в себя камеру-емкость для вмещения второго вещества; и
- клапан, разделяющий вакуумную камеру внутри цилиндра и камеру-емкость внутри плунжера, причем клапан предназначен для управления соединением по текучей среде между вакуумной камерой и камерой-емкостью и/или установления данного соединения,
причем шприц выполнен так, что
в первой конфигурации, соответствующей первому зафиксированному аксиальному положению плунжера внутри цилиндра, первое вещество может удерживаться в условиях вакуума в вакуумной камере, и
во второй конфигурации плунжер откреплен, и вакуум в вакуумной камере втягивает плунжер в дистальном направлении таким образом, что клапан задействуется для обеспечения проточного канала между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
3. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором цилиндр содержит открытый проксимальный конец.
4. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что проксимальный конец плунжера продолжается через открытый проксимальный конец цилиндра.
5. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что плунжер может аксиально смещаться через открытый проксимальный конец цилиндра.
6. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором цилиндр содержит уплотняемое/закрываемое выпускное отверстие, например, выпускное отверстие наконечника люэровского типа.
7. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором цилиндр содержит уплотняемое/закрываемое выпускное отверстие, расположенное на дистальном конце цилиндра.
8. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором выпускное отверстие содержит участок соединителя на дистальном конце, например, участок соединителя люэровского типа.
9. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первая конфигурация соответствует первому аксиальному положению плунжера в цилиндре.
10. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором вторая конфигурация соответствует второму аксиальному положению плунжера в цилиндре.
11. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что плунжер является зафиксированным в указанной первой конфигурации.
12. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что плунжер заблокирован от аксиального смещения в указанной первой конфигурации.
13. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что плунжер заблокирован от аксиального смещения в дистальном направлении в указанной первой конфигурации.
14. Шприц по любому из предшествующих пп., дополнительно содержащий открепляемый фиксирующий элемент для фиксации плунжера в указанной первой конфигурации.
15. Шприц по любому из предшествующих пп. 14, в котором фиксирующий элемент выполнен с возможностью открепляемого прикрепления к части плунжера, которая продолжается от проксимального конца цилиндра.
16. Шприц по любому из предшествующих пп., дополнительно содержащий уплотненное сопряжение между плунжером и цилиндром.
17. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором клапан расположен в дистальном конце плунжера.
18. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что, после открепления плунжера, вакуум в вакуумной камере вынуждает аксиальное смещение плунжера из первого положения во второе положение.
19. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что аксиальное смещение плунжера из первого положения во второе положение задействует клапан для создания проточного канала между вакуумной камерой и камерой-емкостью.
20. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором плунжер является полым.
21. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором камера-емкость ограничена полым участком плунжера.
22. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором камера-емкость расположена в дистальной части плунжера.
23. Шприц по любому из предшествующих пп., дополнительно содержащий пробку внутри полого плунжера и уплотняемым образом сопряженную с ним, при этом камера-емкость ограничена пробкой внутри полого плунжера.
24. Шприц по любому из предшествующих пп. 23, в котором пробка целиком содержится внутри полого корпуса плунжера.
25. Шприц по любому из предшествующих пп. 23-24, в котором пробка утоплена внутри полого корпуса плунжера.
26. Шприц по любому из предшествующих пп. 23-25, в котором пробка сформирована как небольшой плунжер или поршень, выполненный с возможностью вставки и утапливания внутрь полого плунжера.
27. Шприц по любому из предшествующих пп. 23-26, в котором пробка выполнена с возможностью аксиального смещения внутри полого корпуса плунжера.
28. Шприц по любому из предшествующих пп. 23-27, в котором пробка выполнена с возможностью аксиального смещения в дистальном направлении внутри полого корпуса плунжера во время высвобождения/выпуска второго вещества из камеры-емкости в вакуумную камеру.
29. Шприц по любому из предшествующих пп., выполненный так, что первое вещество, предпочтительно в форме твердофазного вещества и/или сухой композиции, расположенной в вакуумной камере, может задействовать клапан, при контакте между клапаном и твердофазным веществом во время аксиального смещения плунжера к дистальному концу цилиндра, для установления проточного канала между камерой-емкостью и вакуумной камерой.
30. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором камера-емкость и вакуумная камера не имеют соединения по текучей среде в указанной первой конфигурации.
31. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором камера-емкость и вакуумная камера соединены по текучей среде в указанной второй конфигурации.
32. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором клапан выполнен с возможностью наличия у него закрытой конфигурации клапана, разъединяющей камеру-емкость и вакуумную камеру, и открытой конфигурации клапана, соединяющей по текучей среде камеру-емкость и вакуумную камеру.
33. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором клапан содержит, по меньшей мере, один аксиально смещаемый элемент.
34. Шприц по любому из предшествующих пп. 33, в котором открытая конфигурация клапана соответствует первому положению указанного аксиального смещаемого элемента, и при этом закрытая конфигурация клапана соответствует второму положению указанного аксиального смещаемого элемента.
35. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-34, в котором клапан выполнен так, что указанный аксиально смещаемый элемент выступает в вакуумную камеру в указанном первом положении и выступает в камеру-емкость в указанном втором положении.
36. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-35, в котором клапан выполнен так, что указанный аксиально смещаемый элемент выступает в вакуумную камеру и в камеру-емкость в указанной открытой конфигурации клапана.
37. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-36, в котором указанный аксиально смещаемый элемент на дистальном конце содержит плоскую поджимную поверхность (дистальную поверхность), продолжающуюся в вакуумную камеру, при этом указанная плоская поверхность образует плоскость, по существу, перпендикулярную продольной оси шприца.
38. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-37, в котором указанный аксиально смещаемый элемент зафиксирован от поворота в клапане.
39. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-38, в котором указанный аксиально смещаемый элемент содержит один или более перепускных проточных каналов, обеспечивающих создание соединения по текучей среде между камерой-емкостью и вакуумной камерой в открытой конфигурации клапана.
40. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-39, в котором аксиально смещаемый элемент выполнен так, что клапан остается в открытой конфигурации, когда аксиально смещаемый элемент смещается в проксимальном направлении.
41. Шприц по любому из предшествующих пп. 33-40, в котором аксиально смещаемый элемент содержит препятствующие закрыванию выступы, выступающие по окружности от дистальной плоской поверхности.
42. Шприц по любому из предшествующих пп. 41, в котором указанные препятствующие закрыванию выступы выполнены с возможностью формирования стопорных элементов для предотвращения возможности закрывания клапана, если аксиально смещаемый элемент перемещается в проксимальном направлении.
43. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором шприц предварительно заполнен первым и вторым веществами.
44. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является твердофазным веществом, например, сухой композицией.
45. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество и/или второе вещество являются лекарством.
46. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является лиофилизированным веществом, например, лиофилизированным лекарством.
47. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является пастой.
48. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является сухой пастой, например, сублимационно-высушенной пастой.
49. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является сухой композицией, являющейся вакуумно-вспененной, сублимационно-высушенной пастой.
50. Сухая композиция по п. 49, в которой плотность сублимационно-высушенной пасты составляет от приблизительно 1 мг/мл до приблизительно 40 мг/мл, например, от приблизительно 5 мг/мл до приблизительно 35 мг/мл, например, от приблизительно 10 мг/мл до приблизительно 35 мг/мл.
51. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является сухой композицией, содержащей тромбин.
52. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является сухой или сублимационно-высушенной пастой, содержащей тромбин.
53. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором второе вещество является текучей средой, например, жидкостью.
54. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором первое вещество является водной средой, выбранной из воды, физиологического раствора, раствора кальция хлорида или буферного водного раствора.
55. Шприц по любому из предшествующих пп., дополнительно содержащий один или более перепускных вакуумных каналов, расположенных в цилиндре и/или в плунжере.
56. Шприц по любому из предшествующих пп. 55, а котором шприц выполнен так, что плунжер уплотняемым образом сопрягается с вакуумной камерой в, по меньшей мере, первом аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры, и так, что сообщение по текучей среде устанавливается через плунжер в, по меньшей мере, втором аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры через указанный один или более перепускных вакуумных каналов.
57. Шприц по любому из предшествующих пп. 55-56, в котором указанный один или более перепускных вакуумных каналов выполнены с возможностью нарушения уплотнения между вакуумной камерой и плунжером в предварительно заданном аксиальном положении плунжера внутри вакуумной камеры.
58. Шприц по любому из предшествующих пп. 55-57, в котором указанный один или более перепускных вакуумных каналов являются одной или более продольными канавками, сформированными во внутренней поверхности проксимального конца вакуумной камеры.
59. Шприц по любому из предшествующих пп. 55-58, в котором указанный один или более перепускных вакуумных каналов сформированы в плунжере.
60. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором объем цилиндра и/или объем вакуумной камеры составляет от 0,1 до 500 мл, более предпочтительно от 1 до 100 мл, более предпочтительно от 2 до 50 мл, более предпочтительно от 3 до 30 мл, более предпочтительно меньше, чем 25 мл, более предпочтительно меньше, чем 20 мл, более предпочтительно меньше, чем 15 мл, более предпочтительно меньше, чем 10 мл, более предпочтительно от 5 до 10 мл.
61. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором объем полого корпуса плунжера и/или объем камеры-емкости составляет от 0,1 до 500 мл, более предпочтительно от 1 до 100 мл, более предпочтительно от 2 до 50 мл, более предпочтительно от 3 до 30 мл, более предпочтительно меньше, чем 25 мл, более предпочтительно меньше, чем 20 мл, более предпочтительно меньше, чем 15 мл, более предпочтительно меньше, чем 10 мл, более предпочтительно от 5 до 10 мл.
62. Шприц по любому из предшествующих пп., в котором цилиндр, плунжер, пробка, клапан и/или аксиально смещаемый элемент клапана является/ются пригодными для изготовления посредством одноступенчатого литьевого прессования.