CN100571805C - 带有顶部释放机构的自动注射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手持式机械注射装置，通过该装置可从药物储器注射设定剂量的液体药物。药物通过释放装置中的贮能器经由注射针头排放，通过致动使用者可操作的释放构件贮能器可完全或部分地释放，该释放构件位于或靠近注射装置的上端，该上端是注射装置的与注射针头相对的端部。

Description

带有顶部释放机构的自动注射装置
本发明涉及一种自动的手持式机械注射装置，其中设定剂量的药物的注射通过致动设置在或靠近注射装置顶部的释放构件实现。
背景技术
自动注射装置先前已经在专利文献中公开。自动注射装置包括某种类型的贮能器，其中可积累电能或机械能。通过致动释放机构可容易地释放积累的能量，由此积累的能量帮助使用者注射设定剂量的药物和/或辅助插入针头。
例如，EP 0 516 473 A1公开了一种具有针头的注射装置，当操作该装置时，首先造成该针头突出，然后通过它将液体挤出去，最后该针头自动缩回。该针头从可在桶状主体内纵向滑动的容器向前延伸，相对的弱弹簧通常保持容器和针头缩回。更有力的弹簧相反地作用在柱塞上，当释放时，该柱塞通过作用在其中的液体上向前射出容器，然后通过突出的针头将液体挤出。在向前冲程的末端柱塞和容器脱开并且弱弹簧将排空的容器及其针头返回到缩回位置。作用在柱塞上的弹簧可通过位于注射装置外表面上的释放按钮释放。
在WO 01/41838中公开了一种手持式注射装置，通过其可从药物储器，例如圆筒形安瓿，通过释放装置中的贮能器来注射设定剂量的液体药物。贮能器可以是电池，通过其可给电机通电以将设定剂量的药物压出，或可以是通过制动器保持在其张紧位置的张紧弹簧，当释放时该弹簧可压出设定剂量的药物。当贮能器被释放时，液体药物将通过安装在圆筒形安瓿或带有圆筒形安瓿的注射装置上的注射针头从圆筒形安瓿压出。通过致动位于注射装置壳体上并位于注射装置长度方向上的远端一半的释放按钮，例如电开关，贮能器可完全或部分地释放。通过将注射装置远端第三个的至少一部分制成人机工程学(ergonomic)形状的截面，使用者可以象用拇指、食指和中指抓住铅笔一样抓住注射装置。
在EP 0 516 473 A1和WO 01/41838中释放按钮都位于注射装置的外表面。在EP 0 516 473 A1中释放按钮位于圆筒形主体的外侧，而在WO 01/41838中释放按钮位于靠近注射装置的注射针头。然而，有利的是定位释放按钮或机构以便注射装置可通过向注射装置的上部区域-优选向在注射装置中轴向设置的释放按钮或机构上提供力而被致动。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有结合的释放构件和剂量设定构件的、自动的手持式机械注射装置。
本发明的另一个目的是提供一种自动的手持式机械注射装置，其中可以利用操纵注射装置的手的拇指或食指，通过向注射装置的上部区域提供轴向力，开始设定剂量的注射。
本发明的另一个目的是提供一种自动的手持式机械注射装置，该装置具有与传统手动注射装置非常类似的外部设计。
上述目的可通过下述实现，一方面，提供一种手持式注射装置，利用该装置可通过释放装置中的贮能器经过注射针头从药物容器注射设定剂量的液体药物，贮能器适合于通过致动位于注射装置上端或靠近上端的、使用者可操作的释放元件而被全部或部分地释放，上端是注射装置的与注射针头相对的端部，贮能器适合于通过转动可转动地安装的剂量设定构件提供能量。
提供给贮能器的能量的量取决于剂量设定构件的转动角度。这样，剂量设定构件的相当有限的转动为贮能器提供相对少量的能量，反之剂量设定构件的较大转动为贮能器提供相对大量的能量。
释放构件可定位在小于距上端的注射装置长度的五分之一或六分之一处。可选地，释放构件可相对注射装置轴向设置以便释放构件在注射装置的顶部形成按钮式释放构件。
因为当剂量设定构件处于剂量设定位置时，释放构件可通过键/键槽连接与剂量设定构件接合，释放构件可操作地连接到注射装置的剂量设定构件。当剂量设定构件处于剂量注射位置时，释放构件可从与剂量设定构件的键/键槽连接中释放出来。通过这种设置，手持式注射装置没有外部转动部件或元件。
贮能器可以是弹性构件，例如扭转弹簧或线性弹簧，当释放时，弹性构件适合于将设定剂量的药物通过注射针头从药物容器压出。当所述释放构件被致动时，释放构件可操作地连接到适合于释放弹性构件的释放机构。释放构件可具有通过使用者的拇指或食指致动的人机工程学成形的形状。
药物储器是包括第一和第二端的圆筒形安瓿，其中第一端由可刺穿的膜闭合，当针头安装到装置时该膜被注射针头的第一端刺穿。注射针头的另一端可以是尖的以致能够在进行注射的位置刺穿皮肤。安瓿的第二端由活塞闭合，该活塞可被压入安瓿以致通过针头排出药物。
手持式注射装置还可以包括可转动设置的驱动构件，该驱动构件适合于至少部分地与相关联的活塞杆的至少一部分驱动轨道相接合，当剂量设定构件处于剂量设定位置时，驱动构件适合于定位在第一轴向位置，当剂量设定构件处于剂量注射位置时，驱动构件又适合于定位在第二轴向位置，当驱动构件处于第二轴向位置时，驱动构件适合于释放在贮能器中积累的能量。
一旦释放贮能器中积累的能量，驱动构件适合于转动相关联的活塞杆。然而，在第一轴向位置，因为驱动构件与注射装置的至少一部分壳体相接合，驱动构件被阻止转动。注射装置还可以包括弹性构件，例如线性弹簧，用来在朝向剂量设定构件的方向偏压驱动构件。线性弹簧可操作地连接驱动构件和壳体。
剂量设定构件可以适合于沿注射装置的轴向方向移动一距离以便在第一和第二轴向位置之间移动驱动构件。驱动构件适合于通过向剂量设定构件施加力从第一轴向位置移动到第二轴向位置，这个力是沿注射装置的轴向方向施加的。
正如已经描述的，注射装置还可以包括与剂量设定构件轴向设置的按钮，当剂量设定构件处于剂量设定位置时该按钮适合于与剂量设定构件相接合，并且当剂量设定构件处于剂量注射位置时该按扭适合于从剂量设定构件脱离。由于脱离意味着当达到这个脱离状态时，按钮和剂量设定构件可相互转动。注射装置还可以包括弹性构件，例如线性弹簧，用来在远离驱动构件的方向上轴向偏压按钮。
手持式注射装置还可以包括可转动安装的显示构件，该显示构件适合于显示根据剂量设定构件的设定要从注射装置排出的剂量，可转动安装的显示构件可转动对应于显示构件的至少一个转圈的角度。显示构件包括剂量显示筒，所述剂量显示筒在其外表面上具有沿基本为螺旋路径设置的数字。可选地或附加地，显示构件可以包括具有两个或多个显示盘的计量装置，显示盘具有设置在其外表面上的数字。
手持式注射装置还可以包括相关联的活塞杆，活塞杆具有螺纹外表面且驱动轨道沿活塞杆外表面的纵向方向设置。驱动构件通过棘齿可操作地连接到剂量设定构件。
贮能器可以设置在壳体和剂量设定构件之间，以这种方式，当剂量设定构件转动时，能量在贮能器中积累。贮能器可以包括与相关联的活塞杆同轴延伸的、形成为螺旋弹簧的扭转弹簧。
需要注意的是驱动构件、活塞杆和壳体之间的相互作用可以多种方式实施。上文中，活塞杆具有螺纹外表面和沿杆的纵向方向设置的驱动轨道。设置在驱动构件上的键与杆的驱动轨道相接合并且杆相对于壳体的前进运动由与壳体的相应螺纹部分相啮合的杆的螺纹外表面造成。可选地，杆的螺纹外表面可以与驱动构件的相应螺纹部分相啮合，而沿杆的纵向方向设置的驱动轨道与相对于壳体固定设置的键相接合。
附图说明
现在将参考附图详细解释本发明，其中：
图1显示了根据本发明的注射装置，其中设置在装置顶部的释放按钮由使用者的拇指驱动，
图2显示了根据本发明的注射装置，其中设置在装置顶部的释放按钮由使用者的食指驱动，
图3显示了根据本发明的注射装置，其中释放按钮设置在剂量设定构件的上表面，并且驱动构件处于锁定位置(剂量设定构件的拨盘位置)，
图4显示了根据本发明的注射装置，其中释放按钮设置在剂量设定构件的上表面，并且驱动构件处于释放位置(剂量设定构件的剂量位置)，
图5显示了处于释放位置的驱动构件的放大视图，
图6显示了带有剂量设定构件的处于锁定位置的释放构件的放大视图，
图7显示了带有剂量设定构件的处于释放位置的释放构件的放大视图，
图8显示了处于另一个释放位置的释放构件的放大视图，其中允许剂量设定构件转动，
图9显示了执行用来释放提供能量的贮能器的释放机构的一种方式，
图10显示了执行用来释放提供能量的贮能器的释放机构的另一种方式，
图11显示了执行用来释放提供能量的贮能器的释放机构的第三种方式，
图12显示了执行用来释放提供能量的贮能器的释放机构的第四种方式，和
图13显示了执行用来释放提供能量的贮能器的释放机构的第五种方式。
虽然本发明允许有多种变换和替换形式，特定实施例在附图中以例子的方式给出并且在这里详细描述。然而，可以理解本发明无意限定为公开的特定形式。而是，本发明覆盖了如所附的权利要求所限定的、落入发明本质和范围内的所有变换、等效物和可选方案。
具体实施方式
图1和图2以最一般的角度显示了本发明。在图1中显示了手持式注射装置1。注射装置具有紧固到其一端的注射针头2，而释放按钮3设置在注射装置的相对端。当释放按钮3通过沿装置的轴向方向向按钮提供力而被驱动时，能量从内部贮能器释放出来，由此设定剂量的药物从注射装置中注射出来。在图1中释放按钮由使用者的拇指4驱动，而在图2中释放按钮由使用者的食指5驱动。
要被注射的药物保存在通常形成为圆筒形安瓿的药物容器中。
释放所述释放按钮3的能量是机械能。贮能器可以是弹性构件，例如扭转弹簧，当释放时，弹性构件适合于通过注射针头从药物容器中压出设定剂量的药物。释放按钮可操作地连接到某种释放机构，当释放按钮被驱动时该释放机构适合于释放弹性构件。
图3显示了本发明一个实施例的剖视图。图3中所示的注射装置包括壳体6、剂量设定构件7、驱动构件8、活塞杆9、扭转弹簧10、偏压弹簧11、圆筒形安瓿12和释放构件13。图3显示了处于这种状态的注射装置，其中剂量设定构件7处于剂量设定位置。
通过将剂量设定构件7转动一定角度或一定的转数来设定剂量。因为扭转弹簧10的两端分别紧固到壳体6和剂量设定构件7上，通过转动剂量设定构件7扭转弹簧10张紧。剂量设定构件7通过棘齿(未示出)可操作地连接到驱动构件8。一旦使扭转弹簧10张紧，这个棘齿防止剂量设定构件7返回到其最初位置。因为驱动构件8通过键/键槽连接或齿轮接合壳体6，只要剂量设定构件7处于如图3所示的剂量设定位置就不允许驱动构件8相对于壳体6转动。为了保持剂量设定构件7和驱动构件8处于剂量设定位置，驱动构件8和剂量设定构件7在朝向注射装置顶端的方向上被偏压。这个偏压由弹簧构件例如线性弹簧11提供，弹簧构件设置在驱动构件8和壳体6的一部分之间。因此，为了将驱动构件8从其与壳体6的接合中释放出来，需要提供一个力以朝向药物安瓿12移动剂量设定构件7和驱动构件8。内腔14确保剂量设定构件7和驱动构件8的这种前进运动可以进行。类似地，因为驱动构件7和活塞杆9通过键连接接合，允许驱动构件8相对于活塞杆9轴向移动。
在图4中，驱动构件8已经从其与壳体6的接合中释放。为了获得这个释放，由箭头15标示的力提供到释放构件13由此释放构件13、剂量设定构件7和驱动构件8都朝着药物安瓿12移动一个距离。由箭头15标示的力通常由使用者的拇指或食指提供。
如在图4中所见，壳体的接合区域16现在从驱动构件8的接合区域17脱离。这种脱离允许张紧的扭转弹簧10将其能量释放到剂量设定构件7。剂量设定构件7和驱动构件8通过中间棘齿(未示出)固定地关联。这样，当接合区域16和17之间的脱离建立时，剂量设定构件7和驱动构件9将转动直到扭转弹簧10到达非张紧状态。因为驱动构件8和活塞杆9通过键连接相连，剂量设定构件7和驱动构件8的转动将会造成活塞杆9同样转动。活塞杆9具有与壳体的相应螺纹部分18接合的外部螺纹表面，由此一旦转动，活塞杆9将会执行在安瓿12的方向沿注射装置轴向方向的平移运动。
这样，提供到释放构件13的力将会释放在扭转弹簧中积累的能量。这种能量转化成活塞杆朝着安瓿的平移运动，由此设定剂量的药物可从注射装置注射出来。
图5显示了注射装置的壳体6的半剖视图。正如所见，驱动构件8包括形成为齿轮的接合区域/部件17。类似地，壳体6包括适合于容纳并接合齿轮17的齿的相应的接合区域/部件16。
图6显示了本发明的另一个实施例。和图3-5所示的实施例相比，图6所示的实施例不包含外部转动部件或元件。所有转动部件或元件都位于壳体19的内部。图6显示了释放构件20(形成为按钮)，该释放构件通过弹簧构件22向注射装置的端部机械地偏压。一旦剂量设定构件21处于其剂量设定位置，释放构件20和剂量设定构件21就被加压至接合。由于弹簧构件(图3中作为弹簧构件11图示)作用到驱动构件(图3中作为驱动构件8图示)上，驱动构件又作用到剂量设定构件21上，剂量设定构件21被机械地偏压向注射装置的与释放构件20的同一端。如在图6中所见剂量设定构件21被偏压至抵靠机械止挡24，其中形成在剂量设定构件21中的肩部邻接壳体19的一部分。
在图7中图示了中间阶段。这里释放构件20已经被推动了足够的轴向距离以从剂量设定构件21释放释放构件20。注意接合区域25和26是脱离的，但是由于剂量设定构件的肩部仍旧邻接壳体部件，在这个阶段没有获得剂量设定构件21的轴向运动。因此，由于驱动构件(未示出)仍旧接合壳体，阻止剂量设定构件21转动。
在图8中剂量设定构件21已经朝安瓿(未示出)移动一个轴向距离，由此允许剂量设定构件自由转动，造成活塞杆27从安瓿(未示出)推出设定剂量的药物。注意在图8中释放构件20和剂量设定构件21是脱离的。这意味着释放构件20在设定剂量的注射期间没有相对壳体转动。然后设定剂量被注射，使用者从释放构件移开拇指或食指由此释放构件和剂量设定构件返回到如图6所示的相应的位置，但是目前弹簧构件23处于松弛状态。
在使用者想要设定新的剂量的情形，使用者转动接合剂量设定构件的释放构件，由此新的剂量可被设定。通过下列在图7和图8中图示的步骤注射设定剂量是可实现的。
图9-13显示了用来释放提供能量的贮能器的释放机构的不同实施例。
在图9中当设定要被注射的剂量时，通过转动与注射装置壳体30可操作地连接的棘齿28为扭转弹簧(未示出)提供能量。在剂量设定位置棘齿28通过棘齿臂32与壳体部件31可操作地连接。通过轴向移动棘齿28释放积累在扭转弹簧中的能量，由此棘齿从其与壳体部件31的连接释放，亦即棘齿臂32移入壳体部件33由此允许活塞杆34转动因此排出设定剂量的药物。
在图9所描述的实施例中，在剂量设定期间剂量显示筒(未示出)在远离按钮(未示出)的方向移动。明显地，在剂量设定期间剂量显示筒可以适合于在相反方向移动，即朝按钮方向。
在图10所描述的实施例中，棘齿35仅仅与壳体39间接作用。图10所描述的实施例的驱动构件由三个部件构成——适合于与壳体39配合的部件36、适合于驱动活塞杆40的另一个部件38和连接部件36和38的柔性构件37。柔性构件37在轴向方向是柔性的但是当这些部件相对彼此转动时在部件36和38之间建立基本为刚性的连接。这样，柔性构件37确保部件36和38不会相对彼此可转动设置。因此，当棘齿35朝向注射装置的针头端移动时部件36从壳体39分离，由此允许部件36、37和38转动因此转动活塞杆40。转动的活塞杆40造成设定剂量的药物从注射装置中排出。
图11中所描述的实施例与图9中的实施例相类似，除了活塞杆通过具有设置在壳体中(代替设置在驱动构件中)的导向轨迹和位于活塞杆和驱动构件之间的螺纹接合(代替活塞杆和壳体之间的螺纹接合)而向前运动。
图12和13显示了位于棘齿、驱动构件和壳体之间的其他的释放机构。

Claims (8)

1.一种手持式注射装置(1)，利用该注射装置通过释放装置中的贮能器(10)可经由注射针头(2)从药物容器注射设定剂量的液体药物，贮能器(10)适合于通过致动使用者可操作的释放构件(3，13，20)而被完全或部分地释放，该释放构件位于注射装置(1)上端或靠近注射装置(1)上端，该上端是注射装置(1)的与注射针头(2)相对的端部，贮能器(10)适合于通过转动可转动地安装的剂量设定构件(7，21)来被供给能量；其中，所述手持式注射装置还包括适合于至少部分地与相关联的活塞杆(9)的至少一部分驱动轨道相接合的可转动设置的驱动构件(8，36，37，38)，当剂量设定构件(7)处于剂量设定位置时，驱动构件(8，36，37，38)适合于定位在第一轴向位置，当剂量设定构件(7)处于剂量注射位置时，驱动构件(8，36，37，38)又适合于定位在第二轴向位置，当驱动构件(8，36，37，38)处于第二轴向位置时，驱动构件(8，36，37，38)适合于释放在贮能器(10)中积累的能量。
2.根据权利要求1所述的手持式注射装置，其特征在于，当释放在贮能器(10)中积累的能量时，驱动构件(8，36，37，38)适合于转动相关联的活塞杆(9)。
3.根据权利要求2所述的手持式注射装置，其特征在于，当驱动构件位于其第一轴向位置时，驱动构件(8，36，37，38)被阻止转动。
4.根据权利要求3所述的手持式注射装置，还包括弹性构件(11)，用来在朝向剂量设定构件(7，21)的方向上偏压驱动构件(8，36，37，38)。
5.根据权利要求4所述的手持式注射装置，其特征在于，剂量设定构件(7，21)适合于沿注射装置的轴向方向移动一距离以便在第一和第二轴向位置之间移动驱动构件(8，36，37，38)，通过向剂量设定构件(7，21)施加力，驱动构件(8，36，37，38)可从第一轴向位置移动到第二轴向位置，其中沿注射装置的轴向方向施加所述力。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的手持式注射装置，还包括可转动安装的显示构件，该显示构件适合于显示根据剂量设定构件(7，21)的设定要从注射装置注射出的剂量，可转动安装的显示构件可转动对应于显示构件的至少一个转圈的角度，显示构件包括剂量显示筒，所述剂量显示筒在其外表面上具有沿基本为螺旋路径设置的数字。
7.根据权利要求6所述的手持式注射装置，还包括所述相关联的活塞杆(9)，该活塞杆具有螺纹外表面且所述驱动轨道沿活塞杆外表面的纵向方向设置。
8.根据权利要求7所述的手持式注射装置，其特征在于，驱动构件(8，36，37，38)通过棘齿可操作地连接到剂量设定构件(7，21)。
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