用于药物输送装置的驱动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于药物输送装置的驱动机构以及一种相应的药物输送装置。特别是，本发明涉及一种诸如笔型注射器的注射装置，该注射装置其中包括单剂量和/或最后剂量限制机构。
【背景技术】
[0002]用于设定和分配单剂量或多剂量液体药剂的药物输送装置就其本身而言在本领域中是公知的。一般来说，这种装置基本上具有与通常的注射筒类似的目的。
[0003]药物输送装置，特别是笔型注射器需要满足多项特定于用户的要求。例如，在患者患有诸如糖尿病等慢性疾病的情况下，患者可能身体虚弱并且还可能具有受损的视力。因此，适当的药物输送装置，尤其是意图用于家庭医疗的药物输送装置，在结构上必须是牢固的且应易于使用。此外，对该装置及其部件的操纵和一般性处理应是明了且容易理解的。而且，剂量设定以及剂量分配程序必须易于操作且必须要没有歧义。
[0004]通常，这种装置包括壳体或特定的药筒保持器，该壳体或特定的药筒保持器适于接纳至少部分地填充有将被分配的药物的药筒。该装置进一步包括驱动机构，该驱动机构通常具有适于与药筒的活塞可操作地接合的可移位活塞杆。借助于驱动机构及其活塞杆，药筒的活塞能沿远端或分配方向移位并且因此可以经刺穿组件排出预定量的药物，该刺穿组件将与药物输送装置的壳体的远端段可释放地相联结。
[0005]将通过药物输送装置分配的药物被提供并且被包含在多剂量药筒中。这种药筒通常包括在远侧方向上借助于可刺穿密封件密封并且在近侧方向上通过活塞进一步密封的玻璃药筒。在可重复使用的药物输送装置的情形中，可以用新药筒来更换空药筒。与之相比，当已经完全分配或用完药筒中的药物时，将完全丢弃一次性类型的药物输送装置。
[0006]文献US8357120B2例如公开了一种具有扭转弹簧和可旋转显示器的注射装置。其中，活塞杆具有螺纹外表面，螺纹外表面与注射装置的螺纹部分接合并协作。活塞杆由接合活塞杆中的凹槽的驱动构件驱动。活塞杆的轴向运动通过使活塞杆在注射装置的螺纹部分中旋转来提供。而且，锁定构件定位在相当远的部分处，因此接近注射装置的分配端。其可以沿着包括待分配药剂的药筒或药筒保持器延伸。
[0007]在通常的笔型注射器类型的药物输送装置的情况下，患者或用户过去习惯于借助于剂量设定构件和剂量分配构件来设定剂量并随后引起剂量分配动作。剂量设定构件和剂量分配构件都位于装置的近端。在将手持式注射装置拿在握紧的手中时，通过用拇指沿远侧方向按压位于近侧的剂量分配构件，就可以简单地触发注射程序。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的一个目的是提供一种药物输送装置的改进的驱动机构，允许相当容易且直观地设定和分配确定剂量的药剂。一个进一步的目的是提供一种驱动机构，其所具有的剂量设定构件和剂量分配构件都定位在装置的近端段，用以改进装置的适用容易性。
[0009]本发明的进一步目的是提供一种药物输送装置，其包括这种驱动机构，并包括药筒，药筒用活塞密封而能与这种驱动机构的活塞杆可操作地接合。
[0010]在第一方面，提供了一种用于药物输送装置的驱动机构，用于分配一定剂量的药剂。该驱动机构包括沿轴向方向延伸的细长壳体。通常，壳体基本上管状或筒状形状，允许且支持用户用一只手握持和操作驱动机构或整个药物输送装置。
[0011]驱动机构进一步包括活塞杆，用以可操作地接合药筒的活塞，药筒含有待被驱动机构分配的药剂。药筒包括活塞，该活塞借助于在轴向远侧方向上的移位，用于将一定量的药剂从药筒排出。所述排出的或分配的量与活塞的轴向移位相关联，活塞的轴向移位由驱动机构的活塞杆的相应的指向轴向方向的移位确定。
[0012]通常，活塞在轴向近侧方向上密封药筒。驱动机构的活塞杆用于使药筒的活塞沿轴向方向移位。因此，活塞杆可以操作以对药筒的活塞施加指向远侧的推力或压力，用于使药筒的活塞沿远侧方向移位预定的距离，所述预定的距离对应于相应的药剂量，因此对应于待被分配的药剂剂量。
[0013]另外，驱动机构包括在轴向上固定于壳体的驱动轮。该驱动轮还与活塞杆接合，并进一步能相对壳体旋转，用于沿远侧方向驱动活塞杆。
[0014]而且，驱动机构包括驱动套筒，驱动套筒能相对于驱动轮沿轴向移位，以在远侧剂量分配位置与驱动轮在转向上接合，而在近侧剂量设定位置从驱动轮脱离。驱动轮能在远侧剂量分配位置和近侧剂量设定位置之间相对于驱动套筒并因此相对于壳体沿轴向移位。
[0015]当处于剂量设定位置时，驱动套筒与驱动轮脱离，并因此可以旋转用于剂量设定目的，与驱动轮没有任何相互作用。在其近侧剂量设定中，因此在装置的剂量设定模式中，驱动套筒与驱动轮不接触。当例如通过使驱动套筒沿轴向远侧方向朝驱动轮移位用于与驱动轮可操作地接合，并因此用于与驱动轮在转向上接合，而使驱动机构切换到剂量分配模式中时，驱动套筒的相应剂量分配旋转或剂量分配扭矩传递到驱动轮，因此在远侧方向上驱动活塞杆，用于从药筒排出预定数量的药剂。
[0016]驱动套筒借助于棘轮构件在近侧剂量设定位置中在转向上固定到壳体。借助于棘轮构件，驱动套筒能以离散的步进式方式相对于壳体旋转。通常，驱动套筒能克服固位力或回缩力的作用在剂量递增方向上旋转，而棘轮构件用于相对于壳体按照顺次的、离散的步长稳固并固定驱动套筒。剂量构件用于补偿固位或回缩力，使得驱动套筒能稳固并保持在确定的转向形态，该转向形态对应于待分配剂量的大小。
[0017]通常，驱动套筒只有或排他地在处于剂量设定位置时才在转向上固定到壳体。当使驱动套筒沿远侧方向朝远侧剂量分配位置移位或者移位到远侧剂量分配位置中时，剂量构件变成基本无用或者被无效，并由此解放了驱动套筒相对于壳体的旋转，这种情况可以通过作用在驱动套筒上的固位或回缩力来引起或触发。
[0018]结果，在剂量分配位置中，驱动套筒能自由旋转，并进一步在转向上接合于或在转向上锁定于驱动轮。驱动套筒的旋转因此传递到驱动轮，并进一步转换为活塞杆的指向远侧的移位。按此方式，驱动套筒，特别是其相对壳体和相对驱动轮的轴向移位，提供了离合器机构，该离合器机构能够操作以选择性引起驱动扭矩到驱动轮，用于使活塞杆沿远侧方向移位，用于剂量分配的目的。
[0019]因为棘轮构件是仅仅当驱动套筒在其近侧剂量设定位置时才工作，所以，通过使这时在操作上与驱动轮分开并脱离的驱动套筒旋转，能进行驱动机构的剂量设定，而不会与驱动轮有任何干扰或相互作用。通过同时或顺次地使驱动套筒与驱动轮以扭矩传递方式联接，并通过使驱动套筒由于其沿指向远侧方向移位到远侧剂量分配位置中而从壳体释放，不仅提供了用于使驱动机构在剂量设定模式和剂量分配模式之间切换的离合器机构，而且为驱动机构提供了有效的互锁特征，该互锁特征在驱动机构处于剂量设定模式中时能有效地阻碍驱动轮的转向移位，并因此有效地阻碍活塞杆指向远侧方向的移位。
[0020]根据一个进一步的实施例，驱动套筒在近侧剂量设定位置时能克服弹簧元件的作用沿剂量递增方向旋转。因此，当驱动套筒处于其近侧剂量设定位置时工作的棘轮构件至少允许驱动套筒相对于壳体的剂量递增旋转。棘轮构件特别是用作单向互锁，用以阻碍驱动套筒的自致动转向移位。如果没有棘轮构件，驱动套筒的自致动转向移位可能在张紧的弹簧元件的作用下发生。
[0021]通常，棘轮构件和壳体的相互接合能够操作以将驱动套筒稳定并固定到确定的离散的转向位置中，这些位置通常对应于待由药物输送装置分配的标准单位的药剂。由棘轮构件与壳体和/或与驱动套筒的相互接合控制的步长大小，在药物输送装置被设计用于胰岛素注射的情况下，可以与例如一个国际单位IU的胰岛素相关联。
[0022]弹簧元件通常被实施作为可以通过相对于壳体旋转驱动套筒张紧的螺旋弹簧或扭转弹簧。一旦驱动套筒克服所述弹簧元件的作用沿剂量递增方向旋转，并且当驱动套筒借助于棘轮构件相对于壳体在转向上被固定在所述旋转过的形态中时，用于分配剂量的机械能被存储在驱动机构中，特别是通过该张紧的弹簧元件。
[0023]一旦释放，当驱动套筒被从壳体松开时，其可在先前被偏置的弹簧元件的作用下沿着相反的、剂量递减方向旋转。按此方式，弹簧元件用作储能装置，通过该储能装置，可以实现半自动或全自动的剂量分配。通常，弹簧元件在剂量设定期间被张紧因此被偏置，在剂量设定期间，驱动套筒位于近侧剂量设定位置。通过使驱动套筒沿剂量分配方向移位，其由棘轮构件控制的、与壳体的联接被取消，因此驱动套筒可以在弹簧元件的作用下沿剂量递减方向旋转，用于将相应扭矩传递到驱动轮。
[0024]借助于弹簧元件永久地与驱动套筒联接和接合，并借助于驱动套筒与壳体选择性地在转向上接合，能够进行由弹簧能量驱动的分配程序。换言之，在剂量分配程序期间在远侧方向上要被传递给活塞杆用于驱动活塞杆的驱动力，能够完全由在前面的剂量设定程序中被事先偏置或张紧的弹簧元件来提供。
[0025]根据另一实施例，驱动套筒在近侧剂量设定位置时能克服棘轮构件的作用沿剂量递减方向旋转。于是，驱动套筒通过棘轮构件与壳体的相互接合被设计成当驱动套筒在近侧剂量设定位置时，棘轮构件有效地阻碍在被偏置的弹簧元件的作用下驱动套筒相对于壳体的自致动转向移位。然而，当沿剂量递减方向向驱动套筒主动施加力时，剂量构件的固定效果可被取消。棘轮构件因此用于相对壳体向驱动轮提供依据扭矩或力的转向互锁。
[0026]沿剂量递减方向施加高于预定阈值的力或扭矩可以取消棘轮构件的效果和作用。按此方式，当驱动机构处于剂量设定模式时，不仅能够进行驱动套筒的剂量递增操纵，而且能够进行驱动套筒的剂量递减操纵。在所选择的剂量过高的情形中，通过棘轮构件可以进行剂量校正，于是驱动套筒可以进行剂量递增旋转。
[0027]根据另一实施例，驱动套筒包括棘轮构件，当处于近侧剂量设定位置时，棘轮构件与壳体的第一齿形轮廓啮合。壳体的齿形轮廓通常是环形的，并在壳体的沿径向朝内的侧壁部分上面延伸。相应地，驱动套筒的棘轮构件能在径向上弹性变形，以与壳体的第一齿形轮廓啮合。
[0028]棘轮构件通常包括弧形闩元件，弧形闩元件具有沿径向向外延伸的突起，该突起具有对应于第一齿形轮廓的齿的几何形状。通常，棘轮构件的齿和/或沿径向向外延伸的突起是有些不对称的，以为了在沿剂量递增方向和剂量递减方向分别旋转驱动套筒时提供不同的机械阻力。
[0029]通常，第一齿形轮廓的形状和/或棘轮构件突起的形状被设计成使得用于在剂量递减方向旋转驱动套筒的扭矩必选大于用于在剂量递增方向旋转驱动套筒的扭矩。按此方式，提供了相当顺利且容易的剂量设定或棘轮递增，而剂量递减或剂量校正需要施加高于预定阈值的很大的扭矩。
[0030]根据另一方式，驱动套筒能克服在轴向上被壳体支撑的固位弹簧元件的作用而沿远侧方向移位。借助于固位弹簧元件，驱动套筒在默认状态下被保持在其近侧剂量设定位置。为了分配剂量，必须克服所述固位弹簧元件的作用，主动地使驱动套筒沿远侧方向移位。
[0031]通常，为了分配剂量，要在整个剂量分配过程期间，主动地使驱动套筒保持在远侧剂量分配位置。这可能例如要求药物输送装置的用户在剂量分配过程的持续时间期间一直按压相应剂量分配构件。过早或提前释放例如剂量分配构件可能立即导致驱动套筒在固位弹簧元件的作用下沿指向近侧的方向移位。
[0032]接着，驱动套筒将立即与驱动轮断开或脱离。结果，活塞杆指向远侧的移位将立即停止，并且驱动轮可借助于棘轮构件与壳体反复地在转向上接合。按此方式，在剂量设定期间在弹簧元件中事先存储的能量没有丢失。
[0033]而且，因为将驱动套筒保持在远侧剂量分配位置要求一直施加对剂量分配构件的按压，所以用户只要通过释放剂量分配构件，就可以以非常直观和容易的方式取消或中断分配程序。
[0034]固位弹簧元件可在驱动套筒和壳体的相应支撑之间在轴向上移位。而且，固位弹簧元件可以与驱动套筒或与壳体一体化地形成。通常，固位弹簧元件是螺旋形状，并可以在剂量分配程序期间被压缩。固位弹簧元件可定位在驱动套筒的远端，并可在轴向上抵靠壳体的沿径向向内延伸的凸缘或边沿的近侧面。作为替代方式，固位弹簧元件与壳体一体化地形成，并与驱动套筒的远侧抵靠面沿轴向抵靠。固位弹簧元件不一定要定位在驱动套筒的远端，而是可以定位在别的地方，例如也可以定位在驱动套筒的中间段或者在驱动套筒的近端。
[0035]根据另一实施例，驱动机构进一步包括定位在壳体近端的剂量分配构件。剂量分配构件可操作地与驱动套筒接合，并能相对于壳体在远侧方向上被按压，用以使驱动套筒移位到远侧剂量分配位置中。这里，剂量分配构件用作为致动装置，用以触发剂量分配过程。尤其是能在远侧方向上被按压的剂量分配构件，驱动套筒能通过该剂量分配构件在远侧方向上移位，并进入侧剂量分配位置，这通常要克服固位弹簧元件的作用。剂量分配构件、驱动套筒、棘轮构件和壳体因此提供了一种互锁和释放机构，通过该互锁和释放机构，用户可触发并控制剂量分配程序。
[0036]因为与驱动套筒可操作地接合的剂量分配构件定位在壳体的近端，所以，可以通过用户的拇指来控制和引起剂量分配构件指向远侧的按压。
[0037]根据另一实施例，驱动套筒在其远端包括冠状轮，用以与驱动轮的对应冠状轮接合。驱动套筒和驱动轮的相应冠状轮允许并支持驱动套筒相对于驱动轮的轴向移位。驱动套筒和/驱动轮的冠状轮的齿的轴向延长部被选择成，在驱动轮从其近侧剂量设定位置沿指向远侧方向移位到其远侧剂量分配位置期间，在棘轮构件松开或释放驱动轮相对于壳体的旋转之前，驱动套筒借助于对应的冠状轮与驱动轮在转向上联接和接合。按此方式，能提供基本没有滑动的离合器机构，该离合器机构有效地防止由螺旋或扭转弹簧存储的机械能的耗散。
[0038]根据另一实施例，驱动轮借助于互锁构件就剂量递增方向而言在转向上锁定到壳体。互锁构件与壳体的第二齿形轮廓接合。通常，壳体的第一和第二齿形轮廓在轴向上是分开的或沿轴向偏移。因为驱动套筒能通过其远