具有不同材料的注射器的制作方法

文档序号:14900710发布日期:2018-07-10 20:35阅读:326来源:国知局

本发明涉及一种注射器,注射器具有注射器体以及注射器锥体,注射器锥体包括远端开口和布置在注射器锥体的区域中的连接件,尤其呈螺纹形式的连接件,其中,注射器体由第一材料构成且连接件由第二材料构成。



背景技术:

注射器已被许多专利公开,注射器具有用于不同连接体(konnektoren)的连接件,连接体手动地安装到注射器的顶部上。

这种注射器例如由us2013/079276a示出。由us2013/079276a已知一种注射器体,在其中运输帽、静脉注射端口或注射针可旋入注射器锥体上方的螺纹中。如果例如将运输帽旋入螺纹中,则可保护注射器锥体。

de20215807u1公开了在鲁尔锁式连接件(luer-lock-anschlusses)的区域中具有螺纹的注射器,其中螺纹是注射器体的一部分。根据de20215807u1的鲁尔锁式连接件具有内螺纹,内螺纹布置在注射器锥体的区域中。

de69226166t2同样示出了一种塑料注射器,其中,针式连接件具有标准的鲁尔锁式连接件的形式,其具有鲁尔圆锥接头和具有螺纹的外壁,螺纹围绕其内周壁。

类似的布置方式也由ep1080742a1或ep1410819a1得知。在ep1080742a1中以及在ep1410819a1中,用作连接体的连接件的螺纹是鲁尔式锥体的一部分。设有用于连接体或注射器针头的连接件的内螺纹的鲁尔式锥体的类似系统在ep1923086a1和ep3042689a1中示出。

由wo2012/116790a1已经得知一种注射器,注射器具有注射器筒和设置在注射器筒的远侧端部上的针连接件(nadelansatzstück),其中,注射器具有封闭件(verschluss),封闭件包括密封针连接件的用于封闭的封闭罩和防护罩,其中,防护罩包围封闭罩且通过保持环固定在针连接件上。注射器的特点是至少防护罩和封闭罩构造成一体。

在wo2012/116790a1提及保持环以及封闭罩和防护罩可由热塑性弹性体(tpe)或由聚丙烯制成。另一方面,针连接件优选包括玻璃或由玻璃构成。针连接件以及注射器由包括环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)的硬质塑料材料制成的实施方式没有在wo2012/116790a1中示出。

在使用coc或cop作为注射器筒的材料时存在以下问题,在连接件或螺纹和旋入螺纹中的为连接体分配的配合螺纹之间的机械应力在注射器体的材料中会产生裂纹,由此损害注射器的功能性。在最坏的情况下,这种机械应力导致注射器本身损害或注射器不密封。这例如在选择coc(环烯烃共聚物)或cop(环烯烃聚合物)作为注射器体的材料时是这种情况。

us8,038,182b1和ep0838229a2也示出了由coc制成的注射器体。为了避免损坏由coc制成的注射器体,us8,038,182b1提出复杂的连接件结构,将连接件引入鲁尔锁的螺纹中,在连接螺纹中的力向上和向下时使得连接件伸展到空腔(freiraum)中且避免会导致断裂的径向力作用到注射器体上。在ep0838229a2中通过引入保持元件防止断裂。

根据现有技术的所有构造方式的缺点是,连接件、例如鲁尔锁的螺纹具有与注射器本身相同的材料。这导致在连接件、例如螺纹和旋入螺纹中的与连接体相关的配合螺纹之间的机械应力在注射器体的材料中产生裂纹,由此损害注射器的功能性。在最坏的情况下,这种机械应力可导致注射器本身损坏且导致注射器不密封。这尤其在注射器体的材料是硬质材料、例如coc(环烯烃共聚物)或cop(环烯烃聚合物)以及连接体由其他材料、例如pc(聚碳酸酯)、pvc(聚氯乙烯)、pe(聚乙烯)或pa(聚酰胺)制成时是这种情况。

如果整个注射器体由较软的塑料材料制成,以避免破裂问题,则产生以下问题,即虽然由聚丙烯(pp)制成的注射器体由于材料性质可抵消通过连接体产生的应力,但是在由聚丙烯(pp)制成的注射器体中,医药介质由于扩散性能不能保存超过几个月。

另一问题是,例如应旋入鲁尔锁的螺纹中的连接体包括多种不同的材料,例如pc、pvc、聚乙烯(pe),它们与鲁尔锁的螺纹的材料结合。目前连接体的另一问题在于,连接体通常手动地旋入螺纹中且旋入扭矩可在宽泛的范围中,例如12ncm至56ncm、优选12ncm至80ncm的范围中波动。该应力导致在螺纹上或在连接体上产生裂纹。在最坏的情况下甚至由于该应力而出现断裂。



技术实现要素:

因此,本发明的目的是,克服现有技术的缺点且尤其给出一种注射器,该注射器能够安装或连接不同的连接体,但是在注射器体的材料上没有出现损坏。

根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的注射器实现。

在根据本发明的注射器体中,注射器体具有注射器锥体,注射器锥体包括远端开口和布置在注射器锥体的区域上的连接件,连接件和注射器体的材料为不同的。对此,注射器体由第一材料构成且连接件,尤其螺纹至少局部由第二材料构成。根据本发明,第二材料为比第一材料更软质材料。第二材料可为热塑性弹性体(tpe)、弹性体或聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚酰胺(pa)或coc-e,第二材料的特征是,其具有较高的缺口冲击强度和/或较小的弹性模量。软的第二材料优选应用在例如将连接体旋入连接件中时出现很高的力的情况下。此时也能够在很高的力的位置上局部地进行构造。

在本申请中,较软质材料理解为弹性模量比硬质材料的弹性模量小10至60%的材料。优选地,硬的第一材料的弹性模量在大于2500至3500mpa、优选2700至3200mpa的范围中,且较软的第二材料在1200至2500mpa、优选1500至1800mpa的范围中。

此外,软的第二材料的缺口冲击强度大于2kj/m2。

缺口冲击强度理解为材料对冲击式(动态的)应力的抵抗能力的大小。单位是在断裂面积上工作的缺口冲击动量,焦耳每单位面积[j/cm2]。通常,软质材料具有高的缺口冲击强度,而硬质材料具有低的缺口冲击强度。较脆的材料,如coc具有的缺口冲击强度小于2kj/m2。

通过在连接件、即尤其螺纹的区域中使用比用于注射器本身更软质材料,能够使较软质材料承受在将连接体或适配体旋入螺纹中时会出现的负荷和力峰值且负荷和力峰值没有传递给注射器体。通过使用软的塑料材料能够抵消不同的负荷情况,例如力峰值、转矩等。优选地,连接件的几何结构具有鲁尔锁适配器(lla)的几何结构。这确保提供了标准注射器,该标准注射器可与不同的连接元件,尤其连接体和适配体共同作用。

在连接件、尤其螺纹的区域中的较软质材料虽然不能防止出现机械负荷,但是该较软质材料提供缓冲,从而截获例如在旋入连接体时的力峰值且均匀地分布在注射器体上。因此软质材料是一种缓冲器。可能的是,软质材料不仅是螺纹结构,而且也被引入连接体的螺纹和用作连接件的注射器体的螺纹之间作为缓冲器。

注射器体的硬的第一材料优选为环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)。使用环烯烃共聚物或环烯烃聚合物的优点是,这些材料表现为高度的水蒸气屏障,其能够在较长的时间内(可以是几年)没有或仅有很小容量损失地存放液体,特别是液体药物。

发明人已经发现,在coc和cop用作注射器体的材料时,在用于由较软质材料构成的连接体、例如鲁尔锁制成为注射器体时,此时可防止构成裂缝的问题。由于使用较软质材料可实现,即使旋入扭矩很高也避免了在螺纹或连接体上的应力且由此避免由于该应力而在注射器中发生断裂。

优选地,使用弹性体、尤其热塑性弹性体(tpe)或coc-e作为较软的第二材料。其他的可能的聚合物也可为聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚碳酸酯(pc)、聚酰胺(pa)。

为了能够将注射器使用在药物产品中,需要注射器体的第一材料以及连接件的第二材料包括在温度>100℃、尤其121℃、尤其最大180℃下可消毒的材料。这种材料的示例对于注射器体是coc或cop,对于连接体是coc-e、tpe、pp、pe、pc或pa。

特别优选的是,注射器体是注射器的第一构件且连接件、尤其螺纹以及可能也为锥体是第二构件。第一构件和第二构件是分开的构件,它们必须连接,例如通过焊接。然而,第一构件和第二构件的连接可以不同的方式来进行。能够是机械连接和/或材料锁合连接和/或摩擦锁合连接和/或形状锁合连接。

特别优选的是,在注射器体和连接件之间的连接构造成,虽然第一构件与第二构件连接,但是该连接在预先确定的力下能够松开,即,第一构件与第二构件能够以预定的方式松开地连接。在这种布置方式中,在明确过载的情况下在预定的部位处触发可见的断裂,而不是在例如密封部位这样的不可见的临界位置上。

在制造根据本发明的注射器时可想到不同的方案。第一种方法的特点是,注射器由第一材料构成且连接件、尤其螺纹由第二材料构成,其中,第二材料比第一材料更软,且第一材料和第二材料分开提供。在另一方法步骤中,连接件和注射器体彼此连接,确切地说材料锁合连接和/或摩擦锁合连接和/或形状锁合连接和/或材料锁合连接。特别优选地,在材料锁合连接时注射器体和连接件通过焊接、尤其超声波焊接连接。

代替单独地制造每个零件的上述制造方法,也能够通过多组分注塑成型制造整个构件,即具有注射器体和连接件的注射器。在多组分注塑成型中获得由两种或多种不同的塑料构成的注塑件。在多组分注塑成型中可想到不同的方法。用于多组分注塑成型的注塑机包括两个或多个喷注单元,但是仅有一个闭合单元。此外也可将预先注塑的部分置入模具中以便注塑包封。在多组分注塑成型时相应的构件能够成本有利地仅用一个模具在一个工序中制成。此外通过多组分注塑成型实现了比安装时更小的位置公差。

借助多组分注塑成型能够使软质材料喷注到硬质材料上或反之。这节省了安装过程且使得在硬质材料和软质材料之间有物理连接。在多组分注塑成型中能够在软质材料和硬质材料之间设定连接,使得连接件能够松开地安装在注射器体上。

特别优选的是,较软质材料具有较高的摩擦系数,较高的摩擦系数导致螺纹不会旋拧过度。在将第一材料连接到第二材料上时应将连接面实施成,使得两种材料的尽可能大的表面接触确保连接的稳固性。

附图说明

下面应根据附图示意性地描述本发明。其中:

图1a-1c示出了连接件在注射器体上的机械固定的第一方案;

图2a-2c示出了连接件在注射器体上的机械固定的第二方案;

图3a1-3c示出了注射器体和连接体作为单个零件的方案,其中,单个零件借助超声波焊接;

图4a-4b示出了借助多组分注塑成型制成连接件和注射器体的第一实施方式;

图5a-5d示出了借助多组分注塑成型制成连接件和注射器体的第二实施方式。

具体实施方式

图1示出了注射器体1的局部,注射器体包括注射器锥体3,注射器椎体具有远端开口5。仅示出了整个注射器体1中的在注射器锥体3的区域中的注射器上部。注射器体1优选由硬质塑料、例如环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)制成。用于注射器的连接体、例如套筒的连接件10围绕注射器锥体3地布置。连接件10在此为具有内螺纹12的套筒,但是不限于于此。连接件10在此相对于注射器体3形成为独立的构件。在根据图1所示的实施方式中,作为第一构件的注射器体和作为第二构件的连接件仅彼此机械连接,例如连接件10套接在注射器体上且锁扣在底切部14中,即,连接件形状锁合地被保持。单独的构件10可旋入或压入在底切部14中。为了使构件10更好地保持在注射器体1上,可规定,例如用塑料注塑包封连接件的区域。通过注塑包封使得构件10的连接件在注射器体上得到稳固。根据本发明,连接件10的材料比注射器体的材料软。优选地,由硬质材料制成的注射器体的弹性模量优选为2500-3500mpa,由软质材料制成的连接件的弹性模量为1200-2500mpa。通常,连接件10的弹性模量比注射器体的弹性模量低10至60%。在注射器体的材料使用环烯烃共聚物或环烯烃聚合物时,连接件的软质材料为热塑性弹性体(tpe)或弹性体或聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)。给出的软质材料的性质为缺口冲击强度(kerbschlagfestigkeit)大于2kj/m2。图1c为注射器体1的俯视图。与在图1a-1b中相同的构件具有相同的附图标记。如环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)这样的硬质材料具有小于2kj/m2的较小的缺口冲击强度。

在图2a-2c中示出了连接件100在注射器体101上的机械连接的可替代的实施方式。在此,图2a示出了具有内螺纹112的连接件100。相比于由coc或cop制成的注射器体的硬质材料,连接件100由更软的材料、例如热塑性弹性体、弹性体、聚碳酸酯、聚丙烯或聚乙烯制成。连接件100的特征在于,除了内螺纹12之外,还包括具有空腔116的环绕的套筒114,其中,在空腔116中可接合注射器体101的凸起部或隆起部110。通过按压连接件,该连接件可经由空腔116保持在注射器体101上。注射器体的连接件100的详细构造方案在图2a中示出。注射器体101如在图2b中所示地由硬质材料、例如coc制成且包括具有远端开口105的注射器锥体103。除了注射器锥体103以外,注射器体101具有环绕的隆起部110。根据图2a,连接件100的空腔116接合到环绕的隆起部110且例如在将连接件套接到隆起部110之后通过按压得以保持。图2b示出了具有附接的连接件110的完整的注射器体101。与图2a中相同的构件具有相同的附图标记。这同样也适应于根据图2c的俯视图。

图3a1至3c示出了连接件与注射器体通过材料锁合、例如通过焊接的连接。图3a1示出了根据本发明的注射器体201的视图,其具有安装在注射器体201上的连接件210。图3a1的注射器体为由硬质材料、例如环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)制成的塑料注射器。注射器体201又包括在远端部203,其具有远端开口205。环绕在远端部203,连接件210具有内螺纹212以便旋入连接体。如在前述实施方式中,连接件210由比注射器体201更软的材料、例如聚乙烯或聚丙烯或coc-e制成。也可在局部使用软质材料。此时优选地在旋入连接体时出现很高的力的位置处使用该软质材料。

在图3a2中详细地示出了图3a1中的在单独的连接件210和注射器体201之间连接的区域。可点状地或在整个接触面上进行连接。由软质材料制成的单独的连接件210与注射器体的凸起部212进行接触。在将单独的连接件210套接到注射器体上之后,连接件210与注射器体材料锁合地、即材料连接、例如通过焊接、尤其通过超声波焊接连接。对于超声波焊接,连接件210或注射器体201具有材料预留部220,材料预留部通过超声波焊机进行振动且产生熔化。可点状地或面状地进行超声波焊接。如果以材料预留部220进行加工,则点状地进行焊接。在加热的超声波焊接中,选择材料、尤其材料的结合是重要的。如果彼此的熔点相差过大,则不再能够连接不同的材料。

在图3b中再次详细地示出了具有超声波焊接的连接件210的整个注射器体210。图3c示出了根据图3a1-3a2的实施方式的俯视图。相同的构件具有相同的附图标记。

在本发明的可替代的实施方案中,代替通过焊接、尤其超声波焊接将连接件连接到注射器体,通过多组分注塑成型工艺制造包括连接件的完整的注射器体。这在图4a-4b中示出了第一实施方式以及在图5a-5d中示出了第二实施方式。

图4a示出了通过多组分注塑成型工艺制成的注射器体301。注射器体301又包括在注射器锥体303的区域中的连接件310,连接件具有内螺纹312且由比注射器体301更软的材料构成。较软材料通过前面给出的弹性模量表征。

图4b示出了图4a的注射器的整个视图。注射器体301的材料为例如coc或cop这样的硬质塑料材料,而连接件310的材料是例如聚丙烯或聚乙烯或coc-e这样的软质材料。在图4a中也可清楚看出连接件312的内螺纹。与图4a中相同的构件,在图4b中用相同的附图标记示出。

在图5a至5d中示出了通过多组分注塑成型制造的注射器体401的第二实施方式。在注射器体401的区域中的连接件410又由较软材料构成。较软材料具有比注射器体的硬质材料低10-60%的弹性模量,注射器体的第二实施方式的特征是,注射器体401在注射器体的罩盖421的区域中具有环绕的容纳部420。由软质材料构成的连接件接合到容纳部中。在根据图5a至5d的变型方案中提供较大的接触面,接触面允许材料彼此更好地附着。此外,该实施方式也示出了一种软质材料的锥体区域中的连接,其使得该处发生力峰值降低。此外,连接件的软质材料也在外侧405包围注射器400的注射器锥体403。也可清楚看出螺纹412。图5b示出了具有连接件410的整个注射器。图5c示出了俯视图且图5d示出了三维视图。与图5a中相同的构件具有相同的附图标记。

在多组分注塑成型的情况下,整个注塑件由两种不同塑料制成。为此,注塑机包括两个注塑单元,然而仅需要一个夹持单元。根据图4a-5d的借助多组分注塑成型工艺制造的构件可仅用一个模具、在仅一个工序中成本有利地制成。此外可移除安装时不能实现的几何结构。

借助本发明首次提供了一种注射器体,在其中能够使多个不同的连接体与连接件连接,其中,旋入扭矩可在宽泛的范围中波动,但是螺纹没有将机械负荷传递到注射器体上且在此处导致不密封。

此外,注射器体以及连接件的所有材料都可蒸汽消毒。

此外,材料选择为,其与医药介质接触不发生变化。通过连接件的软质材料满足在连接体和注射器之间的摩擦系数,使得螺纹不可过度转动。

原理

本发明包括下面句子中所述的方案,这些方案是说明书的一部分,但不是权利要求。

1.一种注射器,所述注射器具有注射器体(1、101、201)以及注射器锥体(3、103、203),所述注射器锥体包括远端开口(5)和布置在所述注射器锥体的区域中的连接件(10、100、200),尤其螺纹(12、112、212),其中,所述注射器体(1、101、201)由第一材料构成且所述连接件(10、100、200)、尤其螺纹至少局部地、尤其完全由第二材料构成,其特征在于,所述第一材料与所述第二材料不同,且所述第二材料是比所述第一材料更软质材料。

2.根据方案1所述的注射器,其特征在于,所述第一材料具有一弹性模量且所述第二材料具有比第一材料的弹性模量小10至60%的弹性模量。

3.根据方案1至2中任一项所述的注射器,其特征在于,所述第一材料的弹性模量在>2500至3500mpa、优选2700至3200mpa的范围中,且第二材料的弹性模量在1200至2500mpa、优选1500至1800mpa的范围中。

4.根据方案1至3中任一项所述的注射器,其特征在于,软的第二材料的缺口冲击强度大于2kj/m2

5.根据方案1至4中任一项所述的注射器,其特征在于,所述第一材料为环烯烃共聚物(coc)或环烯烃聚合物(cop)。

6.根据方案1至5中任一项所述的注射器,其特征在于,所述第二材料为热塑性弹性体(tpe)、弹性体、聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚酰胺(pa)或coc-e。

7.根据方案1至6中任一项所述的注射器,其特征在于,所述第一材料以及所述第二材料包括在温度>100℃、尤其>121℃、尤其最大180℃的情况下能消毒的材料。

8.根据方案1至7中任一项所述的注射器,其特征在于,所述注射器体(1、101、201)形成所述注射器的第一构件且所述连接件(10、100、200)、尤其所述螺纹(12、112、212)形成第二构件,且第一构件和第二构件彼此机械连接和/或材料锁合连接和/或摩擦锁合连接和/或形状锁合连接和/或能以预定的方式松开地彼此连接。

9.根据方案1至8中任一项所述的注射器,其特征在于,所述连接件(10、100、200)具有外部几何结构,且所述外部几何结构相应于鲁尔锁适配器的外部几何结构。

10.一种用于制造注射器的方法,包括以下步骤:

-提供由第一材料制成的注射器体(1、101、201),且

-提供由第二材料制成的连接件(10、100、200)、尤其螺纹(12、112、212),所述第二材料比所述第一材料更软,其中,所述第二材料具有比所述第一材料的弹性模量小10至60%的弹性模量,

-所述连接件(10、100、200)和所述注射器体(1、101、201)彼此材料锁合连接和/或摩擦锁合连接和/或形状锁合连接和/或物质锁合连接。

11.根据方案10所述的方法,其特征在于,注射器体和连接件通过焊接、尤其超声波焊接彼此材料锁合地连接。

12.一种用于制造注射器的方法,所述注射器具有由第一材料制成的注射器体和由第二材料制成的连接件、尤其螺纹,所述第二材料比所述第一材料更软,其中,所述第二材料具有比所述第一材料的弹性模量小10至60%的弹性模量,其特征在于,所述注射器通过多组分注塑成型获得。

13.根据方案12所述的方法,其特征在于,多组分注塑成型这样进行,使得所述连接件自负荷至少为25ncm、尤其至少35ncm开始能以预定的方式松开。

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