注射器的制造方法_4

文档序号:9570964阅读:来源:国知局
,在三种类型的量 的气体发生剂30与作为点火装药22的相同量的ZPP (包含锆和高氯酸钾)组合时提供的 压力转变在图4中显示为LU L2、L3。
[0064] 现在将关于本发明的注射器1中的压力转变Ll至L3作出说明。压力转变包括共 同技术特征。首先,基于压力转变L2说明共同技术特征。在本发明的压力转变中,在对启 动器20施加电后,立即启动点火装药22的燃烧,因此压力从压力为0的状态突然达到第一 峰压力值Plmax。随后,压力降低到等待压力Pw2(等待压力在压力转变Ll中由Pwl表示, 等待压力在压力转变L3中由等待压力Pw3表示)。根据提供直至达到此点的压力转变将压 力施加到注射溶液的过程被称为"第一加压模式"。随后,压力再次升高,并且压力达到第二 峰压力P2max2 (第二峰压力在压力转变Ll中由P2maxl表示,第二峰压力在压力转变L3中 由P2max3表示)。随后,和缓地降低压力。根据使压力从等待压力升高到第二峰压力的压 力转变将压力施加到注射溶液的过程或步骤被称为"第二加压模式"。以此方式,由第一加 压模式和第二加压模式构成各压力转变Ll至L3。
[0065] 通过具有不同燃烧模式或形式的点火装药22和气体发生剂30,实现在上述一个 压力转变中提供的两种不同加压模式。即,点火装药22的燃烧形式的特征在于由对启动器 20施加电引起的瞬时燃烧。另外,当产生的燃烧气体在常温冷凝时,其中不含气体组分,如 ZPP所代表的。因此,施加到注射溶液的压力突然降低。因此,在图4中所示的微小时间At 内完成基于第一加压模式的压力转变。另一方面,通过点火装药22燃烧产生的具有高温的 燃烧产物流入燃烧室9,从而燃烧在其中布置的气体发生剂30。因此启动气体发生剂30的 燃烧。因此,在基于第一加压模式的压力转变期间或在第一加压模式完成之后立即燃烧气 体发生剂30,从而产生预定气体。与从点火装药22产生燃烧产物的速度比较,从气体发生 剂30产生气体的速度极缓和。换句话讲,气体发生剂30的燃烧完成时间长于点火装药22 的燃烧完成时间。因此,如同样从图4所明确的,描绘压力转变,使得从等待压力Pw2直至 达到第二峰压力P2max2提供的压力增加速率比在点火装药22点火时提供的压力增加速率 缓和。对于压力转变LI, L3,此特征也以相同的方式提供。
[0066] 现在,根据以如上所述两种加压模式为基础的压力转变,基于图5关于在人皮肤 结构中注射溶液的概念上的注射情况作出说明。在微小时间△ t (从在启动器20中施加电 至达到等待压力Pw2的时间)内进行的第一加压模式中,如图5(a)所示,允许从注射器1 注射微量的注射溶液。在微量注射溶液的注射中,允许根据每单位时间的注射量(即,注射 流速)注射的注射溶液具有的能量量由如下表达式1确定,
P :排出注射溶液的能量, P :注射溶液的密度, D :喷嘴4的直径, u :注射溶液的排出速度。
[0067] 注意到,表达式1只计算允许注射的注射溶液具有的能量量。即使在只提供表达 式1时,也不足以说明皮肤结构中注射深度的调节。即,为了调节注射深度,有必要根据本 发明进行压力控制。鉴于上述,以下关于皮肤结构中注射深度的调节,对根据本发明的压力 控制作出说明,同时把表达式1考虑在内。
[0068] 在第一加压模式中,在极短时间段内进行压力转变,其中压力从0经峰压力Plmax 达到等待压力。因此也证实允许具有高能量的注射溶液在此过程中注射到皮肤。结果,允 许在第一加压模式中注射的注射溶液透过皮肤的最外表面,并且注射溶液侵蚀皮肤的内侧 (排出注射溶液在图5 (a)中由Sl表不)。在此情况下,认为在由表达式1表不的第一加压 模式中排出注射溶液的能量更多增加时,注射深度也更加加深。在上下文中,根据表达式1, 排出注射溶液的能量P与注射溶液排出速度u的立方和注射溶液密度的乘积成比例。因此, 峰压力Plmax越大,排出注射溶液的能量P越大。另外,执行第一加压模式的微小时间At 越短,能量P越小。因此,可通过调节能量P调节注射溶液能够在皮肤中达到的注射深度。 图5(a)示意性显示注射溶液达到人皮肤结构中表皮的层部分的情况。然而,在调节能量量 时,可在第一加压模式中使注射深度更深,或者可使注射深度更浅。
[0069] 在上下文中,压力在第一加压模式中达到的等待压力应是这样一种压力,其使得 在第一加压模式中在皮肤结构内侧在注射深度方向由排出注射溶液导致的侵蚀减轻,并且 穿透通道的直径在皮肤结构中形成的注射溶液穿透通道的部分处可减小或缩小。在此情况 下,在压力提高到峰压力Plmax,并且压力随后降低到等待压力时,注射溶液具有的能量量 降低。因此,注射溶液导致的皮肤的侵蚀减轻,并且排出注射溶液不达到皮肤结构的最深部 分。另外,活体的皮肤结构具有一定弹力。因此,由于弹力,可通过该弹力减小或缩小穿透 通道的直径,同时在已形成穿透通道的一部分处包括注射溶液或几乎不包括注射溶液,尤 其在前端侧(在深度方向的深侧)。结果,在第一加压模式中压力达到等待压力的时间点, 在穿透通道的前端侧上形成直径减小的状态,并且在穿透通道的近端侧上保持直径不减小 的状态。因此,在穿透通道的前端侧和近端侧之间产生与注射溶液压力相关的强度差。即, 与其近端侧比较,在穿透通道的前端侧上强度相对较高。结果,在后述第二加压模式中再次 进行加压时,注射溶液的压力均匀施加到整个穿透通道,但在未减小直径状态的穿透通道 部分具有弱于减小直径部分的强度,因为在未减小直径状态的穿透通道部分相对增大或扩 大。认为此情况有助于注射溶液扩散。根据上述,合乎需要的是等待压力从第一加压模式 中的峰压力Plmax降低到在后述第二加压模式中使穿透通道的前端侧通过从皮肤结构产 生的弹力收缩或缩小的程度,即,产生可保证或担保注射溶液根据第二加压模式扩散的穿 透通道强度差的程度。例如,优选等待压力不大于峰压力Plmax的50%。
[0070] 其次,在第二加压模式中描绘其中压力从等待压力Pw2升高到第二峰压力P2max2 的压力转变。从由于根据第一加压模式注射溶液的压力达到等待压力Pw2、估计在通过注 射溶液形成的穿透通道中产生强度差的状态,注射溶液的压力根据第二加压模式再次增加 时,认为限制在具有减小直径的穿透通道中的注射溶液被再次加压。然而,由于上述强度 差,允许以第二加压模式注射的注射溶液表现为通过在未减小直径部分存在的注射溶液对 皮肤结构加压,而不是直接作用于穿透通道的底部。因此,注射溶液导致从未减小直径状态 的穿透通道透入皮肤结构的内部,而不是进一步沿深度方向侵蚀。换句话讲,认为注射溶液 通过未减小直径状态的穿透通道部分(认为具有对于压力相对较低的强度)扩散到皮肤结 构的组织内部(在图5(b)中,根据第二加压模式扩散的注射溶液由S2表示)。另外,在第 二加压模式中提供的压力增加速率比在第一加压模式提供的压力增加速率和缓。因此,注 射溶液可沿着皮肤结构的层状组织的延伸方向扩散进入皮肤,而不会无用地加深注射溶液 的注射深度。图5(b)只概念性显示如上描述的扩散状态。在注射深度设定到如图5(a)中 观察的任何不同深度时,扩散状态也不同。例如,也可进行扩散,以便注射溶液渗透进入较 接近真皮的部分或进入真皮。
[0071] 根据允许由注射器1注射的注射溶液的量(注射量)确定第二加压模式持续的时 间段。在经过第二峰压力P2max2后,施加到注射溶液的压力逐渐降低。然而,在允许从喷 嘴4注射的注射溶液耗尽的时间点,压力变成0,并且第二加压模式结束。第二加压模式的 目的是使注射溶液扩散到皮肤结构的所需深度。因此,优选在第二加压模式中允许从注射 器1注射的注射溶液量大于在第一加压模式中允许注射的注射溶液量。此情况可充分实 现,因为第一加压模式在微小时间At内进行,如上所述。
[0072] 以此方式,在本发明的注射器1的情况下,压力转变推进,使得压力在第一加压模 式中经历等待压力,并且注射溶液根据第二加压模式扩散。因此,可将注射溶液送到皮肤结 构中所需的深度。具体地讲,以第二加压模式进行的加压主要指向注射溶液的扩散,并且防 止注射深度无用地加深。因此,可精确地使注射溶液甚至在注射深度相对较浅的部分扩散。 [0073] 现在将分别关于图4中所示的压力转变L1、L2、L3作出说明。在这些压力转变中, 在第一加压模式中提供的峰压力近似为Plmax,并且通过利用相同的启动器20而相互一 致。等待压力分散于Pwl至Pw3范围。然而,如上所述,关于等待压力,当压力从第一加压 模式中的峰压力降低至一定程度时,在第一加压模式中由排出注射溶液产生的在皮肤结构 内侧在注射深度方向发生的侵蚀减轻,并且压力可表现为这样一种压力,其使得穿透通道 的直径在皮肤结构中提供的注射溶液穿透通道的一部分处可减小或缩小。以此方式,甚至 在使用相同启动器20时,各自布置在燃烧室9中的气体发生剂30也具有不同量。因此改 变第二加压模式中的压力转变,如图4中所示。具体地讲,在压力转变Ll的情况下,气体发 生剂30的量达到最大限度。在压力转变L3的情况下,气体发生剂30的量达到最小限度。 在压力转变L2的情况下,气体发生剂30的量为中间量。因此,在第二加压模式中的峰压力 处于如下关系:在压力转变Ll中的P2maxl>在压力转变L2中的P2max2>在压力转变L3中 的P2max3。根据上述三种类型的压力转变,可提供在接近相同注射深度使注射溶液扩散的 不同速度和要扩散的注射溶液的不同量。
[0074] 在压力转变L3中提供的峰压力P2max3具有低于在第一加压模式中提供的峰压力 Plmax的值。在此程序中Plmax和P2max3之间的压力差在相对于Plmax的预定比内。这是 因为旨在阐明所述压力转变,其中为了将注射溶液送到皮肤结构中所需深度,与基于常规 技术的任何压力转变不同,在第一加压模式中经历等待压力后,注射溶液根据第二加压模 式扩散。预定比由Plmax的60%例示。
[0075] 在压力转变LI, L2的第二加压模式中提供的峰压力P2maxl,P2max2具有超过 在第一加压模式中提供的峰压力Plmax的值。为了实现所需注射量,适当设定上述峰压力 P2maxl, P2max2〇
[0076] 前述实施方案是假定使用人皮肤结构而说明的。然而,本发明的注射器可用作人 以外的动物(例如家畜、宠物等)所用的注射器。在此情况下,在考虑注射对象的皮肤结构 的特征例如杨氏模量等的同时,适当调节在启动器20上携
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