ШПРИЦ ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
DISPOSABLE SYRINGE

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к шприцам для дозированного введения в ткани организма жидких лекарственных средств, используемым только для одной инъекции.
Известен «Шприц одноразового использования» (патент РФ на изобретение №2065756, А61М 5/50, 1996 г.), содержащий цилиндр с наконечником, фланцем и с размещенным в нем поршнем, в полости которого установлен нож с возможностью разрезания цилиндра, закрепленный на пластине, связанной со штоком. Полость поршня выполнена в виде фигурного паза со скосом, по которому скользит пластина, выполненная в виде пяты. Стенка цилиндра со стороны ножа выполнена в виде ступенеобразной дорожки, а с противолежащей стороны - с внутренним секторным утолщением, которому соответствует выполненный на поршне срез. Недостатками шприца являются сложность конструкции и небезопасность использования, поскольку режущий элемент прорезает корпус насквозь и выходит наружу, а также необходимость приложения большого усилия при работе.
Известен «Одноразовый шприц» (патент США на изобретение №5308328, А61М 5/00, 1994 г.), содержащий цилиндр с наконечником, фланцем, в котором расположен поршень с вырезами для размещения в них передней части штока, с закрепленными на оси двумя режущими элементами, имеющими возможность перемещения для врезания в цилиндр режущими частями через вырезы в поршне при движении штока в направлении наконечника и перемещения внутрь поршня при движении штока в обратном направлении. Так как режущие элементы закреплены на оси штока, а вырезы поршня служат направляющими для режущих элементов, шток и поршень выполнены как отдельные детали.
К недостаткам ближайшего аналога относятся: шток с закрепленными на его оси режущими элементами является механизмом с острыми движущимися составными частями, что делает конструкцию сложной и неизбежно ухудшает надежность ее работы. Расположение режущих элементов перпендикулярно наружной поверхности цилиндра, что может привести к получению травмы при работе. Кроме того, при инъекции необходимо дополнительно прилагать существенное усилие на преодоление сопротивления материала при разрезании стенки цилиндра.
Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в упрощении конструкции режущего элемента, безопасности использования за счет не выходящего за границы цилиндра режущего элемента, а также удобстве использования за счет конструкции цилиндра, не требующей приложения излишних усилий при инъекции.
Технический результат достигается тем, что в поршень со штоком установлен режущий элемент, выполненный в виде чаши, образующей полость между поршнем и внутренней стороной режущего элемента. Внешняя сторона режущего элемента и поршня выполнены так, что обеспечивается целостность мембраны при движении «от наконечника». На конце, с внешней стороны режущего элемента, в месте соприкосновения со стенкой цилиндра выполнена острая кромка, направленная параллельно штоку в сторону наконечника. Кроме того, на цилиндре выполнены мембраны в виде выступов, направленных внутрь цилиндра. Размеры режущего элемента не превышают внутреннего диаметра цилиндра, при этом обеспечивается срезание мембран.
Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображен шприц одноразового использования в исходном положении до заполнения цилиндра лекарственным веществом; на Фиг.2 изображена в увеличенном виде мембрана; на Фиг.3 изображен шприц в момент заполнения цилиндра лекарственным веществом, на Фиг.4 изображен шприц в момент осуществления инъекции. Таблица «Примеры размеров шприцев».
Шприц одноразового использования, изображенный на Фиг.1, содержит цилиндр 1 с наконечником для иглы 2, фланец 3, поршень 4 со штоком 5 и режущим элементом 6. На Фиг.2, 3 изображен цилиндр с толщиной стенки Б, имеющий на поверхности тонкостенные мембраны 7, выполненные в виде выступов в форме, приближенной к округлой, с толщиной стенки В, выступающих внутрь цилиндра на высоту С.
На Фиг.4 показана полость 8 между поршнем и внутренней поверхностью режущего элемента, в которую собираются мембраны 7, срезанные при движении штока в направлении наконечника.
Режущий элемент, в частности металлический нож, например, в форме кольца или полукольца охватывает шток и выполнен в виде чаши, закрепленной в поршень любым известным способом, например прессованием. Внешняя сторона ножа, в части, соприкасающейся со стенками цилиндра, выполнена, например, закругленной по периметру, чтобы не повредить мембраны при прохождении поршня с ножом через них в направлении «от наконечника». Кроме того, на внешней стороне ножа могут быть выполнены фаски. На конце внешней стороны ножа, в месте соприкосновения со стенкой цилиндра, выполнена острая режущая кромка, направленная параллельно штоку в сторону наконечника, с целью срезания мембран при движении поршня при инъекции. Одноразовость использования шприца достигается разрушением целостности цилиндра шприца при инъекции, когда режущий элемент по ходу срезает мембраны. Целостность мембран и легкость прохождения поршня по цилиндру обеспечивается выполнением боковой поверхности поршня, например, с закругленными краями или с фасками. Кроме того, срезанные мембраны собираются в полости между поршнем и режущим элементом. Таким образом, одним действием достигается срезание и утилизация срезанных мембран, что повышает экологичность и технологичность работы шприца.
В настоящее время для шприцев применяются полимерные материалы, в частности, на основе полиэтилена, обладающие соответствующими характеристиками упругости. Наиболее часто применяемые типоразмеры толщин стенок цилиндров шприцев приведены в таблице в графе 1. Толщина стенок цилиндров этих шприцев составляет от 0,6 до 1 мм. Соотношение толщины стенки цилиндра Б к толщине мембраны В выбирается таким, чтобы при инъекции не было необходимости в приложении излишнего усилия для разрушения цилиндра. Эмпирически установлено оптимальное соотношение толщины стенки цилиндра к толщине мембраны, составляет в пропорции 1:0,14÷0,2, при этом толщина мембраны - от 0,1 до 0,15 мм (см. таблицу, граф.2). На практике толщина мембраны может быть выбрана из следующего соотношения толщины стенки цилиндра к толщине мембраны 1:0,05÷0,3. Для удобства использования шприца высота выступа мембраны должна быть достаточной для того, чтобы при срезании образовать сквозное отверстие, одновременно с этим мембрана должна быть достаточно эластичной, чтобы при деформации восстановить исходную форму, при этом толщина мембраны должна обеспечивать легкость прорезания. Оптимальная высота выступа мембран С при заданных толщинах стенок цилиндра шприца и эмпирически подобранных толщинах мембран, обеспечивающих легкость прорезания, обладающих необходимыми характеристиками упругости, с одновременной эластичностью, достаточной для исходного восстановления формы мембран при деформации, приведены в графе 3 таблицы. На практике высоту выступа мембраны можно выбрать исходя из соотношения толщины стенки цилиндра к высоте выступа мембраны 1:0,5÷3, соответствующую толщине мембраны, выбранной из соотношения толщины стенки цилиндра к толщине мембраны 1:0,05÷0,3.
Форма выступа мембраны также влияет на восстановление исходной формы мембраны после деформации и усилие при прохождении через них поршня. Предпочтительным является выполнение внутри цилиндра выступа в форме, приближенной к округлой. Кроме того, выступ может быть выполнен, например, в виде конуса и его разновидностей, пирамиды, полусферы, и т.д.
Шприц применяется следующим образом.
При заборе лекарства поршень с ножом движется в направлении «от наконечника», при этом при нажиме закругленных ножа и поршня мембраны деформируются и прогибаются наружу, не нарушая целостности цилиндра. За счет упругости материала мембран их исходная форма восстанавливается. При осуществлении инъекции при нажатии на шток поршень продвигается по цилиндру в направлении «к наконечнику», при этом острая кромка ножа, проходя через мембраны, срезает их, нарушая целостность цилиндра. Срезанные мембраны остаются в полости между поршнем и внутренней стороной ножа. Первоначальное досылание поршня в цилиндр осуществляется при производстве шприца вакуумным устройством, обеспечивающим на период досылания втягивание мембран сегментами в сторону наружной поверхности цилиндра. После досылания поршня мембраны за счет упругости материала восстанавливают исходную форму.
Таблица
Примеры размеров шприцев
Толщина стенкицилиндра Б, мм
Толщина мембранаВ, мм
Высота выступамембраны С, мм
1
2
3
0,6÷0,7
0,1÷0,12
1,0÷1,6
0,7÷0,8
0,12÷0,13
1,2÷1,8
0,8÷0,9
0,13÷0,14
1,3÷1,9
0,9÷1,0
0,14÷0,15
1,4÷2,0