САМОРАЗРУШАЮЩИЙСЯ ИНСУЛИНОВЫЙ ШПРИЦ
SELF-DESTROYING INSULIN SYRINGE

Область техники
Данное изобретение относится к медицинскому инструменту, в частности к саморазрушающемуся инсулиновому шприцу.
Уровень техники
По мере улучшения уровня жизни населения, увеличивается заболеваемость диабетом. В соответствии со статистическими данными в настоящее время в Китае насчитывается приблизительно 40 миллионов людей, больных диабетом. Исследования показывают, что инъекция инсулина на ранней стадии помогает защитить функцию островковых β-клеток пациента и не допустить возникновения осложнений. Следовательно, наиболее важной мерой профилактики диабета является инъекция инсулина. При этом чтобы предупредить возникновение проблем из-за повторного использования инсулиновых шприцов, в частности такой проблемы, как перекрестная инфекция, на рынке представлены саморазрушающиеся инсулиновые шприцы, резиновый поршень которых по завершении инъекции деформируется в результате толкания. Данная деформация резинового поршня позволяет толкающему стержню смещаться дальнее в направлении толкания, в результате чего активируется механизм саморазрушения, что исключает возможность повторного применения шприца.
Однако в известных саморазрушающихся инсулиновых шприцах, чтобы переместить толкающий стержень в конце инъекции дальше и тем самым активировать механизм саморазрушения, требуется сильная деформация резинового поршня, вследствие чего манипулировать такими шприцами становится трудно, а кроме того, эта манипуляция причиняет боль пациентам.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании саморазрушающегося инсулинового шприца, у которого для активации механизма саморазрушения по завершении инъекции требуется сравнительно небольшое усилие.
В рамках решения поставленной задачи в данном изобретении предлагается следующее техническое решение: саморазрушающийся инсулиновый шприц, содержащий цилиндр, толкающий стержень, выполненный с возможностью перемещения в цилиндре, и резиновый поршень, установленный на толкающем стержне и соприкасающийся с внутренней стенкой цилиндра. Резиновый поршень выполнен полым и включает в себя открытую нижнюю поверхность и верхнюю часть, в которой имеется отверстие. Указанный толкающий стержень содержит коническую бобышку, коническую поверхность и упор. Коническая бобышка расположена на переднем конце толкающего стержня и предназначена для активации механизма саморазрушения по завершении инъекции. Эта коническая бобышка выполнена с возможностью прохождения через отверстие резинового поршня и выхода наружу за верхнюю часть резинового поршня. Упор расположен под конической бобышкой и выполнен с возможностью деформации за счет его давления в конце инъекции на нижнюю поверхность резинового поршня, вследствие чего коническая бобышка толкающего стержня перемещается дальше, активируя механизм саморазрушения. Данный упор имеет крестообразную или многореберную форму.
В предпочтительном случае толкающий стержень имеет коническую поверхность, которая расположена под конической бобышкой и выполнена с возможностью удержания отверстия резинового поршня и с возможностью герметичного с ним взаимодействия во время инъекции.
Поскольку в конце инъекции упор давит на нижнюю поверхность резинового поршня, что приводит к одновременной деформации как резинового поршня, так и упора, толкающий стержень становится возможным проталкивать за счет сравнительно небольшого усилия, вследствие которого коническая бобышка, расположенная на переднем конце толкающего стержня, смещается дальше вперед в осевом направлении толкающего стержня, активируя механизм саморазрушения, следовательно уменьшается, боль, испытываемая пациентами.
Кроме того, благодаря тому, что упор на толкающем стержне имеет крестообразную или многореберную форму, эффективно снижается сжимающая сила, действующая на резиновый поршень со стороны упора, и предотвращается серьезная деформация резинового поршня вследствие сжатия. Согласно другому аспекту изобретения, если резиновый поршень проталкивается и сжимается упором, имеющим крестообразную или многореберную форму, то для обеспечения требуемой деформации поршня достаточно даже небольшого усилия. Это значит, что усилие, необходимое для дальнейшего продвижения толкающего стержня, уменьшается в еще большей степени, и боль, испытываемая пациентами, ослабляется.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематично изображает рассматриваемую полезную модель.
Фиг.2 изображает сечение шприца в состоянии не использования.
Фиг.3 изображает сечение шприца в состоянии забора жидкости.
Фиг.4 изображает сечение шприца в состоянии по завершению инъекции.
Фиг.5 изображает сечение шприца в состоянии, когда игла начинает втягиваться.
Фиг.6 изображает сечение шприца в состоянии, когда игла втянута в цилиндр.
Фиг.7 изображает сечение шприца в состоянии, когда толкающий стержень заблокирован.
Фиг.8 схематично иллюстрирует состояние по завершению саморазрушения.
Фиг.9 схематично изображает толкающий стержень.
Фиг.10a-10c изображают сечения, выполненные по показанной на фиг.9 линии A-A.
Фиг.11 в увеличенном масштабе изображает фрагмент, показанный на фиг.2.
Фиг.12 в увеличенном масштабе изображает фрагмент, показанный на фиг.7.
Фиг.13 в увеличенном масштабе изображает фрагмент, показанный на фиг.5.
Фиг.14 схематично изображает втулку иглы.
Фиг.15 сверху изображает втулку иглы.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
В соответствии с фиг.1 и 2 данное изобретение содержит полый цилиндр 1; толкающий стержень 2, установленный с возможностью перемещения в цилиндре; резиновый поршень 3, предусмотренный на переднем конце толкающего стержня; и седло 4 иглы, размещенное на переднем конце цилиндра 1. Седло 4 иглы присоединено к переднему концу цилиндра разъемным образом. В показанном варианте изобретения разъемное соединение является резьбовым. Однако следует понимать, что возможно применять и другие виды соединений, например соединение защелкиванием. Для защиты иглы от воздействий и в целях не допущения травмирования пациента, на внешнюю периферию верхней части седла 4 иглы установлен колпачок 40. По завершении инъекции этим колпачком снова закрывают верхнюю часть седла иглы, и остаточная жидкость не вытекает.
Из фиг.11 можно видеть, что на стенке отверстия седла 4 иглы предусмотрен стопорный фланец 33, ограничивающий положение относительно переднего конца цилиндра. В седле 4 иглы расположена втулка 5 иглы, предназначенная для установки иглы. Между втулкой 5 иглы и седлом 4 иглы предусмотрено водонепроницаемое упругое уплотнительное кольцо 6 круглого сечения, предотвращающее утечку инъекционного раствора из цилиндра наружу. По периферической поверхности втулки 5 иглы проходят в осевом направлении по меньшей мере три усиливающих ребра 30 (см. фиг.14 и 15). Эти усиливающие ребра 30 взаимодействуют с внутренней периферической поверхностью седла 4 иглы и обеспечивают фиксацию седла 4 иглы. Втулка 5 проходит вниз с образованием фиксирующего кольца 9. Кроме того, втулка 5 иглы снабжена расположенным в фиксирующем кольце 9 кольцеобразным выступом 32, в котором выполнено отверстие для иглы. Кольцеобразный выступ 32 предотвращает образование пузырьков воздуха во время инъекции, а также обеспечивает прочность и стекание связующего для иглы в вертикальном направлении. В цилиндре имеется седло 7 для присоединения иглы, взаимодействующее со втулкой 5 иглы. В этом седле 7 выполнено отверстие для прохода инъекционного раствора. Седло 7 для присоединения иглы опирается и закреплено на переднем конце цилиндра при помощи опорного седла 8. Верхний конец седла 7 для присоединения иглы образует замковое кольцо 10, которое входит в отверстие фиксирующего кольца 9 и скреплено с ним путем защелкивания. В частности, внутренняя стенка фиксирующего кольца 9 установлена с конической посадкой на внешней стенке замкового кольца 10. Если замковое кольцо 10 соединено с фиксирующим кольцом 9, отверстие замкового кольца сжимает внутри себя кольцеобразный выступ 32. В результате, между этими кольцами создается непроницаемое для жидкости уплотнение и предотвращается утечка жидкости. На внешней стороне верхнего конца замкового кольца 10 предусмотрена защелкивающая канавка 11, а на стенке отверстия фиксирующего кольца имеется выступ 12, соответствующий этой канавке 11 (см. фиг.14). В стенке отверстия седла 7 для присоединения иглы выполнен широкий паз 13. Верхний конец опорного седла 8 проходит в отверстие седла 7 для присоединения иглы и имеет первые упругие фиксаторы 14, сближающиеся по направлению к центру. На внешней стороне верхнего конца опорного седла 8 имеется кольцевой фланец 15, который установлен в широком пазе 13 и выполнен с возможностью перемещения по этому пазу 13 вверх и вниз. На нижнем конце седла 7 для присоединения иглы образованы первые упругие опорные лапки 16. Имеются по меньшей мере две первые упругие опорные лапки 16. Соответственно, во внутренней стенке цилиндра выполнен узкий паз 17, в который можно ввести первые упругие опорные лапки. На внешней стороне нижнего конца опорного седла 8 предусмотрен кольцевой фланцевый заплечик 18, который упирается в первые упругие опорные лапки 16, так что они входят в узкий паз 17 с обеспечением закрепления нижнего конца седла для присоединения иглы. Опорное седло 8, седло 7 для при соединения иглы и внутренняя стенка цилиндра упираются друг в друга, закрепляясь на переднем конце цилиндра.
В соответствии с фиг.12 толкающий стержень 2 снабжен круглым фланцем 22, расположенным под резиновым поршнем 3. Круглый фланец 22 имеет вторые упругие фиксаторы 23, проходящие под углом в направлении внутренней стенки цилиндра. На дистальном конце цилиндра предусмотрена часть 24 увеличенного диаметра. На переходе между частью 25 неувеличенного диаметра и частью 24 увеличенного диаметра имеется наклонный уступ 26. Под наклонным уступом 26 выполнена выемка 27, в которую может защелкиваться второй упругий фиксатор 23, когда толкающий стержень тянут вниз. Внутри части 24 увеличенного диаметра предусмотрено стопорное кольцо 28, которое может упираться в нижнюю часть круглого фланца 22. На верхнем конце стопорного кольца 28 имеются вторые упругие опорные лапки 29, которые сходятся в направлении центра и могут упираться в нижнюю часть круглого фланца 22. Кончики вторых упругих фиксаторов 23 проходят под углом вверх в направлении переднего конца цилиндра. Стопорное кольцо 28 с возможностью перемещения подогнано к внутренней стенке части 24 увеличенного диаметра на дистальном конце цилиндра. Соответственно, оно может перемещаться в осевом направлении вверх и вниз. Верхний конец стопорного кольца 28 может упираться в нижнюю часть круглого фланца 22. По завершении инъекции толкающий стержень 2 тянут в направлении нижней части цилиндра, при этом нижняя поверхность круглого фланца 22 на толкающем стержне 2 соприкасается с кончиками вторых упругих упорных лапок 29 стопорного кольца 28, установленного в цилиндре 1, вследствие чего стопорное кольцо 28 движется вниз. Толкающий стержень 2 продолжает оттягиваться вниз, при этом вторые упругие фиксаторы 23 после прохождения наклонного уступа 26 в силу свойства упругости возвращаются к своему первоначальному естественному состоянию. Соответственно, кончики вторых упругих фиксаторов 23 заскакивают в выемки 27 ниже наклонных уступов 26 и тем самым блокируют толкающий стержень.
Как сказано выше, в данном изобретение представлен механизм саморазрушения, активируемый конической бобышкой, расположенной на переднем конце толкающего стержня. Между тем, данное изобретение распространяется и на любой другой механизм саморазрушения, активируемый посредством указанной конической бобышки на переднем конце толкающего стержня.
Как показано на фиг.9, толкающий стержень 2 имеет коническую поверхность 32, обеспечивающую опору для отверстия резинового поршня 3. Во время выталкивания жидкости резиновый поршень деформируется вследствие сжатия инъекционного раствора, при этом толкающий стержень 2 перемещается вперед, а коническая поверхность 31 поддерживает отверстие резинового поршня, создавая состыковывающее усилие, обеспечивающее положительное давление и предотвращающее утечку. Передний конец толкающего стержня 2 соединен с конической бобышкой 20 посредством защелкивающегося сердечника 19. По завершении инъекции коническая бобышка 20 защелкивается первым упругим фиксатором 14. Резиновый поршень 3 выполнен полым. Толкающий стержень 2 имеет упор 21, упирающийся в нижнюю поверхность резинового поршня 3. Упор 21 обеспечивает фиксацию резинового поршня 3. Перед втягиванием жидкости передний конец резинового поршня упирают в линию нулевого уровня, что позволяет соблюсти штатный объем втягиваемой жидкости или крови и не допустить осложнений, связанных с поступлением воздуха. При выполнении инъекции резиновый поршень деформируется вследствие сжатия, возникающего из-за противодействия, созданного инъекционным раствором и толкающей силой упора 21, при этом коническая бобышка 20 на переднем конце толкающего стержня смещается вперед в осевом направлении толкающего стержня. По завершении инъекции коническая бобышка 20 может быть защелкнута первым упругим фиксатором 14. Чтобы снизить сжатие, оказываемое упором 21 на резиновый поршень, и тем самым предотвратить серьезную деформацию резинового поршня, упор 21 выполняют имеющим крестообразную или многореберную форму (см. фиг.10a-10c). Благодаря крестообразной или многореберной форме упора удается уменьшить площадь контакта с резиновым поршнем (по сравнению с кольцевой формой площадки) и тем самым уменьшить сжимающую силу.
Чтобы, во-первых, уменьшить сжимающую силу, действующую на резиновый поршень 3 со стороны упора 21, и тем самым предотвратить серьезную деформацию резинового поршня от его сжатия, а во-вторых, уменьшить силу, необходимую для дальнейшего продвижения толкающего стержня в конце инъекции, упор 21 выполнен с возможностью деформации при надавливании на резиновый поршень 3 в конце инъекции, пока резиновый поршень 3 сам деформируется под давлением упора 21. В том случае, если и упор 21, и резиновый поршень 3 представляют собой эластомеры, упор и резиновый поршень соединяют последовательно и они действуют друг на друга, т.е. это ситуация, когда два эластомера соединены один за другим. Понятно, что в соответствии с законом Гука для деформации эластомеров, коэффициент жесткости (модуль упругости или модуль жесткости), обусловленный двумя последовательно соединенными эластомерами, меньше коэффициента жесткости любого из этих двух эластомеров. Следовательно, по сравнению с отдельными эластомерами, для причинения той же самой деформации требуется уменьшенная сила.
Специалисту данной области техники понятно, что деформация упора 21 и резинового поршня 3 может быть либо упругой, либо неупругой.
Поскольку упор 21 и резиновый поршень 3 действуют друг на друга, деформируясь, то для дальнейшего продвижения по завершении инъекции конической бобышки 20, расположенной на переднем конце толкающего стержня, совершаемого, чтобы продвинуть толкающий стержень в осевом направлении с обеспечением активации механизма саморазрушения, требуется совсем небольшая сила.
Упор 21 может быть выполнен имеющим крестообразную или многореберную форму (см. фиг.10a-10c), благодаря чему уменьшается площадь контакта между упором и резиновым поршнем 3 (по сравнению к круглой площадкой) с целью снижения сжимающей силы. При этом даже меньшая сила может вызвать требуемую деформацию резинового поршня.
Понятно, что до завершения инъекции упор 21 не может использоваться для фиксации поршня, но его проталкивают к резиновому поршню 3 в конце инъекции.
В случае таких шприцов, как инсулиновые шприцы, по завершении инъекции резиновый поршень предпочтительно позиционируется на нулевом уровне, вследствие чего в цилиндре остается минимально возможное количество инъекционного раствора, или даже в цилиндре вообще не остается инъекционного раствора.
Во время использования данного изобретения вначале, как следует из фиг.2, изображающей состояние, при котором толкающий стержень 2 установлен в цилиндре, а резиновый поршень 3 уже смещен до дна, коническая бобышка 20 пока не проходит через первые упругие фиксаторы 14. Фиг.3 иллюстрирует состояние при заборе жидкости. Как показано на фиг.4, по завершении инъекции толкающий стержень 2 продолжает идти вперед вследствие инерции толкающей силы, при этом упор 21 сжимает резиновый поршень в осевом направлении толкающего стержня, вследствие чего коническая бобышка 20, находящаяся на переднем конце толкающего стержня, проходит вперед и защелкивается первыми упругими фиксаторами 14. Как показано на фиг.5, далее толкающий стержень смещают вниз, и коническая бобышка 20 упирается в первые упругие фиксаторы 14 на опорном седле и приводит опорное седло 8 в движение вниз, так что первые упругие опорные лапки 16 на седле для присоединения иглы отделяются от внутренней стенки цилиндра, а фланец 15, ограничивающий опорное седло 8 с внешней стороны, взаимодействует с нижним уступом широкого паза 13 седла для присоединения иглы (см. фиг.13). Как показано на фиг.6, толкающий стержень тянут дальше вниз, опорное седло 8 приводит в движение седло 7 для присоединения иглы, которое в свою очередь приводит в движение вниз втулку 5 иглы, вовлекая иглу внутрь цилиндра. Как показано на фиг.7, толкающий стержень тянут еще дальше вниз, вторые упругие фиксаторы 23 перемещаются вниз по наклонному уступу 26 и защелкиваются в выемки под наклонными уступами 26 (см. фиг.12), при этом толкающий стержень 2 блокируется. Как показано на фиг.8, толкающий стержень отламывают некоторым усилием, завершая тем самым саморазрушение. После этого втулку иглы сразу же покрывают колпачком 40, чтобы предотвратить утечку остаточной жидкости.