CN101873874B - 喷嘴自禁用的无针注射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无针注射装置的喷嘴组件。喷嘴组件包括喷嘴主体和柱塞，所述喷嘴主体包括注射腔室和一个或多个出口孔，所述柱塞构造成经过注射腔室向一个或多个出口孔运动。在一些实施方式中，柱塞包括由脆弱区域可移除地结合的第一部分和第二部分。在一些实施方式中，柱塞包括可变形的延伸部，其构造成将柱塞联接到无针注射装置的驱动组件。

Description

喷嘴自禁用的无针注射装置
相关申请的交叉引用
本申请涉及2007年11月26日提交的美国专利申请“NEEDLE-FREEINJECTION DEVICE WITH AUTO-DISABLE(自禁用的无针注射装置)”，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
无针注射系统提供一种标准流体输送系统的替代方式，标准的流体输送系统通常使用适于刺穿目标外表面的针。典型地，无针注射系统设计成以足够的压力将流体从流体腔室射出以使流体能以所想要的程度穿透目标。例如，无针注射系统的一般应用包括将皮内、皮下和肌肉注射剂输送到或穿过受体皮肤。对于这些应用中的每一个，必须以足够的压力将流体从系统射出，以使流体能穿透受体皮肤的坚韧外真皮层。
无针注射系统和部件的例子在以下文献中可见：美国专利4,592,742、4,596,556、4,790,824、4,940,460、4,941,880、5,062,830、5,064,413、5,312,335、5,312,577、5,383,851、5,399,163、5,503,627、5,505,697、5,520,639、5,746,714、5,782,802、5,893,397、5,993,412、6,096,002、6,132,395、6,216,493、6,264,629、6,319,224、6,383，168、6,415,631、6,471,669、6,506,177、6,572,581、6,585,685、6,607,510、6,641,554、6,645,170、6,648,850、6,623,446、6,676,630、6,689,0936,709,427、6,716,190、6,752,780、6,752,781、6,783,509、6,935,384、6,942,645、6,979,310、6,981,961、7,056,300和7,156,823；美国专利申请公开2005/0119608和2006/0189927；以及国际公开WO 00/72908，其公开内容通过引用全部地且为了所有目的地并入本文。
发明内容
本公开涉及无针注射装置的喷嘴组件。公开的喷嘴组件包括喷嘴主体和柱塞，所述喷嘴主体包括注射腔室和一个或多个出口孔，所述柱塞构造成经过注射腔室向一个或多个出口孔运动。在一些实施方式中，柱塞包括由脆弱区域可移除地结合的第一部分和第二部分。在一些实施方式中，柱塞包括可变形的延伸部，其构造成可选择地将柱塞联接到无针注射装置的驱动组件。
在考虑了附图和详细描述后，可更容易地理解公开喷嘴组件的优点。
附图说明
图1是喷嘴组件的例子的剖视图，所述喷嘴组件的例子与具有输送系统和致动系统的无针注射装置的例子相联接。
图2示出了喷嘴组件，其联接到无针注射装置的输送系统，所述喷嘴组件包括喷嘴主体和柱塞。
图3示出了图2的喷嘴组件，其由输送系统缩回以将一剂注射剂抽入喷嘴组件。
图4示出了图3的喷嘴组件，其在输送注射剂之后，其中柱塞沿脆弱区域突破使得一部分柱塞留在喷嘴主体中。
图5示出了柱塞的脆弱区域的例子。
图6示出了喷嘴组件的例子，其包括皮内喷嘴组件和小瓶适配器。
图7示出了皮内喷嘴组件的剖视图。
图8示出了喷嘴组件，其包括柱塞，所述柱塞具有延伸部以将柱塞联接到输送系统的撞锤；所述撞锤包括弧形部分。
图9示出了喷嘴组件，其包括柱塞，所述柱塞具有延伸部以将柱塞联接到输送系统的撞锤；所述撞锤包括切割部分。
图10示出了图9的喷嘴组件，其中延伸部从撞锤向外变形。
图11示出了喷嘴组件，其包括柱塞，所述柱塞具有延伸部以将柱塞联接到输送系统的撞锤；所述撞锤包括倾斜部分。
图12示出了图11的喷嘴组件，其中延伸部从撞锤向外变形。
具体实施方式
图1示出了无针注射装置10和喷嘴组件100的例子。尽管公开的注射装置是可重复使用的，但是喷嘴组件包括各种自禁用特征以禁止喷嘴组件的重复使用。例如，喷嘴在每次注射后或多次注射后可替换。
装置10包括主体12以包围用于进行注射的各种系统。主体通常设计尺寸并成形为在使用者手中舒服地夹紧并且可采用任何适合的构造。主体12可由注模成型塑料形成，不过各种其他材料和制造方法也是适合的。
如图1所示，主体12可包括各种子部分，例如壳体14、16。壳体可构造成相互运动以致动各种系统。在图1所示的例子中，壳体的一个或多个可相对于另一个壳体旋转和/或绕中心轴线18旋转以致动装置的各种组件。
主体在装置端部包括开口20以接纳喷嘴组件。主体可包括其他孔，例如一个或多个观察口，从而向装置使用者提供反馈或指示。孔可与例如箭头或文字的标记对齐，其指示使用者装置的适当操作或将信息传达给使用者，例如装置的当前构造或状态。
喷嘴组件100构造成可选择地联接到输送系统。喷嘴组件包围注射剂并提供与受体皮肤的接触面。如图1-4所示，喷嘴组件100包括喷嘴主体110，其形成了具有一个或多个出口孔114的注射腔室112。喷嘴组件还包括柱塞116，其构造成经过注射腔室向孔运动以排出注射剂。
装置10可包括一个或多个系统以及进行注射。例如，图1的装置包括输送系统22和致动系统24。输送系统22提供了用于将注射剂输送到受体的接触面并通过从装置排出注射剂而输送注射剂。输送系统22构造成从装置排出一定量的流体，例如药剂。本文所用词语“药剂”旨在包括，例如但不限制，能够通过注射给予的任何药物、药品、治疗剂、疫苗、美容或其他材料。致动系统24使装置准备用于输送注射剂并致动注射剂的输送。
输送系统22包括驱动组件26从而提供驱动力以进行注射。在装置的一些版本中，可提供传动组件28以联接喷嘴组件和驱动组件。
致动系统24包括准备组件30(例如上紧器)以选择性地布置驱动组件从而提供驱动力以输送注射剂。触发组件32协助使用者选择性地致动驱动组件以输送注射剂，这种致动是直接的或通过传动组件而间接的。
构造成接纳喷嘴组件100的无针注射装置的结构和操作可包括美国公开专利申请2005/0119608和2007年11月26日提交的相关美国专利申请“NEEDLE-FREE INJECTION DEVICE WITH AUTO-DISABLE”中所公开的。在图1所示的说明性装置中，驱动组件26包括驱动源40(例如弹簧)，其置于弹簧止动构件42、44之间使得弹簧止动构件更靠近在一起来压缩弹簧，而弹簧的解压推动止动构件彼此远离。壳体部分之间的相对旋转(例如壳体16相对于壳体14的旋转)致动上紧器30，其促使远端弹簧止动部向近端弹簧止动部运动以压缩弹簧。当弹簧被压缩时，装置称为处于上紧构造。在图1的例子中，上紧器30沿第一方向旋转并作用在内部上紧核46上，以相对于上紧核移动螺丝48，由此使远端弹簧止动部运动到左侧。
也如图1所示，喷嘴组件100可通过将喷嘴组件经过开口20放置在装置中而联接到装置，例如通过沿轴线18插入喷嘴组件。喷嘴主体可包括一个或多个引导部118，如图2-4和6所示，从而协助使用者将喷嘴组件相对于装置定位。引导部和开口可相似地成形以协助使用者对齐喷嘴组件。例如，如图6所示，喷嘴主体可构造成插入装置中然后旋转以将引导部锁定到装置中。
在图1所示的例子中，喷嘴组件的插入改变了装置的构造使得可进行注射。因此，装置被禁用(即，防止释放弹簧)直到喷嘴组件被接合。例如，图1的喷嘴组件使传动组件28运动(例如呈沿装置的中心轴线延伸的撞锤50的形式)到右侧，这允许一个或多个锁定构件52接合撞锤，由此将致动系统联接到输送系统。因为撞锤的向后运动接合近端弹簧止动部，然后弹簧止动构件相互联接并准备相对于壳体14缩回以抽出撞锤和柱塞，由此将一剂注射剂抽入喷嘴主体。
后部壳体16可沿第二方向(在弹簧压缩期间与第一方向相反)旋转以抽出柱塞和两个弹簧止动构件(相对于图1到右侧)。如图1所示，柱塞到右侧的运动将注射剂经过孔114抽入腔室112。在定量注射期间，按照需要，壳体14和16可相对于彼此平移。
为了输送注射剂，触发组件32(例如呈按钮的形式)被致动以向出口孔(一个或多个)推动撞锤和柱塞。例如，当按压图1中的触发组件时，衬套54被推向出口孔并提供凹部以接纳锁定构件52。因此撞锤自由行进经过装置。因为远端弹簧止动部仍保持在位置上，弹簧的解压向出口孔(一个或多个)推动近端弹簧止动构件，其使撞锤和柱塞向孔(一个或多个)运动从而输送注射剂。
在图1-4所示的例子中，喷嘴柱塞116包括由脆弱区域124联接在一起的第一部分120和第二部分122。第一部分120可称为近端部分，因为其最靠近出口孔。第二部分122可称为远端部分或基部，因为其离出口孔更远。近端部分可构造成沿脆弱区域与远端部分脱离并嵌入注射腔室的近端中，由此防止注射剂进入喷嘴主体。例如，为了禁止喷嘴组件的重复使用，近端部分可保持在注射腔室中，例如在柱塞的远端部分从注射腔室缩回的情况下，保持在接近孔的引入部分126中。
脆弱区域可构造成响应于沿柱塞的纵向轴线(沿中心轴线18，如图1所示)施加的力而生成。例如，撞锤50可包括冲击区域60以在触发注射时将适合的力施加到脆弱区域。如图1所示，当撞锤50向出口孔(一个或多个)114运动时，完成注射剂的输送。冲击区域60对柱塞的连续力可向前推动柱塞的远端部分122。然而，因为近端部分120被喷嘴主体的内部(例如引入部分126)阻止进一步运动，脆弱区域断裂，如图4所示。近端部分可变成嵌入喷嘴主体中以防止喷嘴组件的重复使用。此外，因为注射剂和远端部分之间没有接触，远端部分可从撞锤移除而不需要使用者接触注射剂。
图4和5示出了脆弱区域124在近端部分已经与柱塞的远端部分分开后的例子。如所示的，脆弱区域包括指状件128，其与例如柱130脱离以分离柱塞部分。
如图1-4和6所示，柱塞可通过喷嘴主体至少部分可视。柱塞可包括第一和第二可视区分区域使得可测量柱塞经过喷嘴主体的运动。例如，近端部分120可包括覆模成型尖端132(如图1最佳可见)，使得尖端可视地与近端部分的剩余部分区分。在另一个构造中，近端部分可与远端部分可视地区分。注射腔室112可包括剂量刻度140，如图6所示，从而递增地测量抽入腔室的注射剂量。在装置的一些版本中，剂量刻度包括标记，柱塞的第一和第二可视区分区域构造成与标记对齐。另外地或替代地，剂量刻度可为预模制剂量刻度，其具有凸条以指示每个测量单元。
图6还示出了适于输送皮内注射剂的喷嘴组件100。皮内喷嘴组件可包括若干出口孔114。例如，喷嘴组件可包括布置成三角构造的三个孔，布置成方形构造的四个孔，等等。出口孔可激光钻孔以产生小于典型喷嘴组件所提供的孔直径。例如，出口孔具有的直径可等于或小于0.003英寸。出口孔可使用美国专利申请No.11/765,245中描述的方法形成，其公开内容通过引用并入本文。
如图6和7所示，柱塞116包括具有不同直径的近端部分120和远端部分122。例如，远端部分具有的直径可大于近端部分直径。直径小的部分用作压力倍增器并允许更大的剂量精确度，例如对于50至150μL的皮内剂量。例如，减小柱塞直径同时维持弹簧力增大了用于输送注射剂的压力而不改变撞锤和柱塞的行进长度。因此，多孔喷嘴结合小柱塞直径以相同的装置提供了增大的输送压力。例如，图1中公开的装置可与喷嘴组件联接，所述喷嘴组件具有远端柱塞部分，其直径适于与传动组件28联接，所述喷嘴组件还具有近端柱塞部分，其直径适于以不同组织深度输送注射剂。装置及相应的弹簧40和弹簧行进长度可与喷嘴组件一起使用，所述喷嘴组件具有适于输送皮内、皮下和肌肉注射剂的近端柱塞直径。小柱塞直径能够使用更大范围的材料，柱塞116可由所述材料形成。例如，如前所述，通过使用不同柱塞材料，柱塞可提供第一和第二可视区分区域，使得柱塞经过喷嘴主体的运动更容易测量，由此提供更大的剂量精确度。两个直径的柱塞可由不同材料形成，使得每个直径由不同颜色的塑料树脂形成。例如，柱塞可在注模成型机中使用“覆模成型”或“二次注塑”工艺作为一体件形成，使得柱塞的一部分与柱塞的剩余部分颜色不同。
喷嘴组件可包括张力环150以在注射过程中维持受体的皮肤张力。小瓶适配器160可接合喷嘴主体以在喷嘴组件定量注射期间将喷嘴组件联接到注射剂的小瓶。小瓶适配器可使用鲁尔锥形接合联接到多孔喷嘴。
防止喷嘴组件的重复使用的另一种方法是通过提供具有自禁用特征的喷嘴组件，所述自禁用特征防止柱塞和撞锤在进行注射后联接在一起。例如，柱塞的一部分可变形以阻止注射剂输送之后柱塞与撞锤联接。在下面的例子中，喷嘴组件联接到装置使得柱塞联接到驱动组件，例如通过扣合到撞锤上。装置然后可如前所述被包围(wound)、装配(armed)并定量注射，从而准备注射。一旦装置已经被致动，撞锤可使喷嘴组件的一部分(例如柱塞的一部分)变形，从而防止喷嘴组件的重复使用。撞锤可由硬的和/或基本上刚性材料形成，例如钢，而柱塞可由脆弱的、软的和/或基本上可变形材料形成，例如塑料，尤其是耐冲击聚苯乙烯或聚碳酸酯。
图8-12示出了可变形柱塞以阻止喷嘴组件的重复使用。柱塞116的远端部分120可包括延伸部170，其构造成将柱塞联接到无针注射装置的驱动组件。为了阻止喷嘴组件的重复使用，延伸部可构造成在装置启用(firing)时变形，例如响应于沿柱塞的纵向轴线施加的力。在图8所示的例子中，撞锤50包括冲击区域60，其构造成将力施加到柱塞从而输送注射剂并使一组延伸部径向向外变形，使得柱塞不能夹紧撞锤。撞锤因此不能使柱塞缩回而将第二剂注射剂抽入喷嘴组件。
延伸部可构造成将柱塞联接到各种几何体，例如联接到各种形状的撞锤冲击区域60。冲击区域可包括弧形部分62，其构造成推动延伸部远离传动构件。例如图8所示，柱塞的远端部分122可包括延伸部，该延伸部构造成夹紧撞锤的球形冲击区域，该球形冲击区域使延伸部向外变形从而防止延伸部进一步夹紧撞锤。在图9和10所示的例子中，撞锤的冲击区域可包括尖锐区域，例如切割部分64，该切割部分构造成在冲击时使一组延伸部向外变形(如图10所示)。因此在装置致动开始时，撞锤通过圆周边切变来使柱塞的一部分变形。在装置的一些构造中，撞锤可包括倾斜部分66，例如楔形冲击区域，其推动一组延伸部分开，使得一旦装置已经启用则撞锤不再由延伸部夹紧。楔子也可为分立构件的形式，其被驱动至柱塞的尾端(即，远端部分)从而驱动延伸部分开。此构件可保持在柱塞中以防止延伸部被迫使回到试图绕过自禁用机构的位置上。
如图1和8所示，无针注射装置可包括释放机构70，例如坡道，从而接纳变形的延伸部。坡道可被例如弹簧72偏置，以推动柱塞远离撞锤，并由此协助移除使用过的喷嘴组件。例如图12所示，一旦延伸部170向外变形，延伸部靠在坡道70上。撞锤的缩回然后将推动撞锤脱离与柱塞的接合。
尽管已经参考前面的操作原理和优选实施方式示出并描述了本发明，本领域技术人员将明白的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种形式和细节上的改变。本发明旨在包括所有这些变化、修改和变型。本发明的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或性质的所有新颖的和不明显的结合和变形。特征、功能、元件和/或性质的各种结合和变形中实施的发明可通过本申请后面的权利要求所要求保护。

Claims (14)

1.一种用于无针注射装置的喷嘴组件，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体包括注射腔室和一个或多个出口孔；以及
柱塞，所述柱塞构造成推动注射剂经过所述一个或多个出口孔并包括延伸部，所述延伸部构造成将所述柱塞联接到无针注射装置的驱动组件，其中，所述延伸部构造成响应于沿所述柱塞的纵向轴线朝向所述一个或多个出口孔施加的力而径向向外变形。
2.一种无针注射装置，其构造成用于接纳权利要求1所述的喷嘴组件，其特征在于，所述无针注射装置包括驱动组件，所述驱动组件具有传动构件，所述传动构件构造成与所述柱塞联接并推动所述柱塞经过所述注射腔室以经过所述一个或多个出口孔排出注射剂，所述传动构件包括冲击区域，所述冲击区域构造成对所述柱塞施加朝向所述一个或多个出口孔的力并由此使所述延伸部径向向外变形。
3.如权利要求2所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括弧形部分，所述弧形部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
4.如权利要求2所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括切割部分，所述切割部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
5.如权利要求2所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括倾斜部分，所述倾斜部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
6.如权利要求2所述的无针注射装置，其特征在于，所述装置包括坡道，所述坡道构造成接纳变形的延伸部，并被偏置以推动所述柱塞远离所述传动构件。
7.一种用于无针注射装置的喷嘴组件，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体包括注射腔室和一个或多个出口孔；以及
柱塞，所述柱塞构造成经过所述注射腔室向所述一个或多个出口孔运动，所述柱塞包括由脆弱区域可移除地结合的第一部分和第二部分，所述柱塞还包括延伸部，所述延伸部构造成将所述柱塞联接到无针注射装置的驱动组件，其中所述驱动组件构造成朝向所述一个或多个出口孔推动所述柱塞并由此使所述延伸部径向向外变形。
8.如权利要求7所述的喷嘴组件，其特征在于，所述第一部分和第二部分构造成沿所述脆弱区域脱离，并且所述第一部分和第二部分中的至少一个构造成在注射完成后保持在所述注射腔室中。
9.如权利要求7所述的喷嘴组件，其特征在于，所述脆弱区域构造成响应于沿所述柱塞的纵向轴线施加的力而生成。
10.一种无针注射装置，其构造成用于接纳权利要求7所述的喷嘴组件，其特征在于，所述无针注射装置包括驱动组件，所述驱动组件具有传动构件，所述传动构件构造成与所述柱塞联接并朝向所述一个或多个出口孔推动所述柱塞经过所述注射腔室以经过所述一个或多个出口孔排出注射剂，所述传动构件包括冲击区域，所述冲击区域构造成对所述柱塞施力并由此使所述延伸部径向向外变形。
11.如权利要求10所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括弧形部分，所述弧形部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
12.如权利要求10所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括切割部分，所述切割部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
13.如权利要求10所述的无针注射装置，其特征在于，所述冲击区域包括倾斜部分，所述倾斜部分构造成推动所述延伸部远离所述传动构件。
14.如权利要求10所述的无针注射装置，其特征在于，所述装置包括坡道，所述坡道构造成接纳变形的延伸部，并被偏置以推动所述柱塞远离所述传动构件。
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