专利名称：具有驱动装置和锁紧装置的注射器组件的制作方法
相关申请的相互参考本申请书要求给予优先权、并得益于1999年11月23日提出的俄罗斯专利申请书第99124267号，现在作为俄罗斯专利第2155015号公布；还得益于2000年10月10日提出的美国专利申请书第09/685633号，以及2000年10月10日提出的美国专利申请书第09/685499号，所有这些文件的内容均在法律允许的范围内作为依据包括在本申请书内。
某些无针注射器由气压驱动作动力，这些注射器可包括具有活塞与喷嘴的注射室，具有气动活塞的气压缸，气体分配装置，向气压缸供应压缩空气的管线，以及向大气中排放压缩空气的排气管。在这类注射器中具有显著的优点。首先，增加压力的时间以驱动气动活塞是比较长，注射器腔的全容积需要时间来填充并达到需要压力。这样一开始就使得注射的形式以不充分的功能便正常渗透目标的皮层并导致在深度上(经皮肤的、皮下的，或肌内的)和药物散布量上二者很差的注射质量。为此，就需要一种装置在形成要求的压力大小之前防止驱动装置喷出药物。
所述无针注射器的另一缺点是需要动力活塞与其它可动零件返回到其初始位置，一般是用一机械弹簧来实现。机械弹簧增加了注射器的尺寸与重量，因此，这种形式通常以失败而告终。
所以，在无针注射器装置的技术中就需要解决初期注射的问题。更具体地说，对于注射器来说需要提高注射质量，减少药物在皮肤表面的损失。并减少注射器的尺寸与重量。
图2是展示本发明驱动组件与锁紧组件的横剖面图。
图3a是展示本发明气动动力装置在注射之前的位置的横剖面图。
图3b是展示本发明气动动力装置在注射之后的位置的横剖面图。
图4是本发明的另一实施例特别是配药装置的横剖面图。
图5是展示本发明的另一实施例，特别是保护罩的横剖面图。
在本发明中可以采用多种型式的驱动装置12，驱动装置12可以包括在技术中已知的那些以及可以进一步包括但不限于活塞、齿轮、连杆、弹簧、工作齿轮、螺钉、电磁铁、光学器件和动力缸。驱动装置12还可包括各种驱动机构，诸如空气的、液压的或手动的。此外，驱动装置12可以包括相变材料或其它形状记忆材料，诸如那些由于温度作用而改变尺寸或形状的材料。有一种这类材料是尼太诺尔[镍钛]合金(Nitinol)，该种材料在其奥氏体与马氏体状态中允许尺寸或形状的转变。因此，驱动装置12意味着不仅包括本文所述的结构，还包括本文所述的任何作用或材料，并且也包括任何本文所述的那些等效结构、等效作用或者等效材料；或结构等效体、作用等效体、或材料等效体。
同样地，在本发明中可以采用许多型式的锁紧装置18，锁紧装置18可包括那些在技术中已知的装置，同时还可包括，但不限于榫槽、滚子及止动器、凹槽、典型的螺纹螺钉、电磁铁装置和节流磁铁装置。因此，锁紧装置18意味着不仅包括本文所述的结构，还包括本文所述的任何作用或材料，同时也包括本文所述的那些任何等效结构，等效作用或等效材料；或者结构等效体、作用等效体或材料等效体。
图2表示本发明的另一实施例，驱动装置12包括具有活塞28、活塞杆30和弹簧32的驱动组件26。活塞杆30在活塞28内构成的汽缸34中滑动。锁紧装置18包括具有至少一个滚子38、至少一个滚子止动器40和环形槽42的锁紧组件，环形槽42在活塞28内形成一个内复曲面，并将活塞28保持在锁紧位置，直到注射发生。图2中的实施例表示具有一个滚子38、一个滚子止动器40和环形槽42的锁紧组件36。本领域的普通技术人员都会明白，实现本发明的目的仅仅一个滚子38和一个滚子止动器40是必需的，但是，锁紧组件36可以包括一个或多个滚子38和滚子止动器40，如图4所示，驱动组件26的弹簧32位于活塞28与滚子止动器40之间。当驱动组件26处于锁紧位置时，弹簧32的近端44紧靠活塞28，而弹簧32的远端46则紧靠滚子止动器40。与滚子止动器40一起制造活塞杆30。滚子止动器40保持并释放滚子38在活塞28的环形槽42中。
在本发明中可以采用任何型式的释放装置20，包括那些技术中已知装置并进一步包括，但不限于气动动力装置、液压动力装置、手动驱动装置、电缆接头、机电装置、计算机源、或它们的任何组合。因此，释放装置20意味着不仅包括本文所述的结构，也包括本文所述的任何作用或材料，同时也包括任何等效结构、等效作用或等效材料；或者本文所述的那些结构等效体、作用等效体或材料等效体。
在一个实施例中，如图4所示，驱动装置12的释放装置20包括动力装置48和至少一个通道50。至少一个通道50可拆卸地将动力装置48连接到第一部件22上，以便在动力装置48与第一部件22之间实现液体连通。多于一个的通道可保证动力装置48与第一部件22之间的连通。动力装置48通过对驱动组件26施加压力而与第一部件22连通。动力装置48可由任何型式与数量的动力源提供动力，包括，但不限于气动压力、液动压力、手动驱动、或它们的任何组合。
图3a和3b表示气动压力装置52。气动动力装置52调节由动力装置48供给的气动能量。气动压力装置52包括一个具有近端孔56和远端孔58的本体54。按钮60装在近端孔56内。按钮60启动气动压力装置52，以压缩空气的形式释放压力，按钮60靠按钮弹簧62偏移，并被环122密封。在一个实施例中，按钮60是空心的，包括一个内端66及一个通路70。通路70与注射器组件10外面的大气连通。通路70用作排气组件71，进一步具有几个由孔板72分开的密封垫74。以便抑制气动压力装置52在注射物质14(在图3a和3b中未表示)时产生的噪声。通过远端孔58供给压缩空气。靠阀弹簧78偏移的进口阀76控制来自远端孔58的压缩空气的终点。密封件80装在按钮60的内端66和进口阀76之间，并且当按钮弹簧62压缩或阀弹簧78释放时与进口阀76一起运动。
在一个实施例中，如图4所示，气动压力装置52通过通道50和通道51与第一部件22连通。通道50给靠近活塞杆30的腔A提供压力。进口阀76控制向通道50供应的压缩空气。通道51给靠近活塞28的腔B供给压力。以下将更详细描述这二通道之间的区别和通道50与通道51的功能。
图2表示本发明的另一方面。驱动组件26包括活塞28、活塞杆30和自偏置机构31。在一个实施例中，如图2所示，自偏置机构包括弹簧32。活寨杆30在活塞28内构成的汽缸34中滑动。另外，锁紧组件36包括至少一个滚子38、至少一个滚子止动器40和环形槽42。环形槽42在活塞28内形成一个内复曲面并将活塞28保持在锁紧位置，直到发生注射。图2中的实施例表示具有一个滚子38、一个滚子止动器40和环形槽42的锁紧组件36。本领域的普通技术人员都会明白，实现本发明的目的仅仅一个滚子38和一个滚子止动器40是必需的；但是，锁紧组件36可以包括一个或多个滚子38和滚子止动器40，如图4所示，驱动组件26的弹簧32位于活塞28与滚子止动器40之间。当驱动组件26处于锁紧位置时，弹簧32的近端44紧靠活塞28，而弹簧32的远端46则紧靠滚子止动器40。活塞杆30连接到滚子止动器40上。滚子止动器40保持并释放滚子38在活塞28的环形槽42中。
图4表示本发明的另一方面。所表示的是至少一个通道50可拆卸地将动力装置48连接到第一部件22上，以便在动力装置48与第一部件22之间实现液体连通。多于一个的通道可保证动力装置48与第一部件22之间的连通。动力装置48通过对驱动组件26施加压力而与第一部件22连通。动力装置可由任何型式或数量的动力源供给动力，包括，但不限于气动压力、液动压力、手动驱动、或它们的任何组合。
图3a和3b表示气动压力装置52。气动动力装置52调节由动力装置48供给的气动能量。气动压力装置52包括一个具有近端孔56和远端孔58的本体54。按钮60装在近端孔56内。按钮60启动气动压力装置52，以压缩空气的形式释放压力。按钮60靠按钮弹簧62偏移，并被环122密封，形成密封环。在一个实施例中，按钮60是空心的，包括一个内端66及一个通路70。通路70与注射器组件10外面的大气连通。通路70用作排气组件71，进一步具有几个由孔板72分开的密封垫74，以便抑制气动压力装置52在注射物质14时产生的噪声。通过远端孔58供应压缩空气。靠阀弹簧78偏移的进口阀76控制来自远端孔58的压缩空气的终点。密封件80装在按钮60的内端66和进口阀76之间，并且当按钮弹簧62压缩或阀弹簧78释放时与进口阀76一起运动。
在一个实施例中，如图4所示，气动动力装置52通过通道50和通道51与第一部件22连通。通道50向靠近活塞杆30的腔A，在按箭头X所示方向提供压力。进口阀76控制向通道50供应的压缩空气。通道51按X方向给靠近活塞28的腔B供应压力。
图4展示本发明的另一实施例。所表示的是具有调节输送物质14预定量的配药装置82的第一部件22(
图1)。装在配药装置82内的导向汽缸84包括一个紧靠滚子38的分离器86、键87和孔88。在一个实施例中，孔88是螺纹孔。分离器86包括至少一个径向孔或窝眼(未表示)，它具有足够尺寸的半径，以便使滚子38装在分离器86里，达到最大的保持能力。从分离器86凸出的限位器89防止滚子38从径向孔脱出。导向汽缸84在注射器组件10的筒形壁90内是可动的。调节螺钉92装在孔88内，以便在筒形壁90内旋转导向汽缸84。在一个实施例中，键87保证当调节螺钉92旋转时，导向汽缸84仅相对于筒形壁90作轴向移动。在注射器组件10后端96的轴套94防止调节螺钉92轴向移动。轴套94引导调节螺钉92，以调节分离器86的位置，因而也就调节了物质14被注射到目标16上的剂量。
环在预定位置把注射器组件10密封以防止物质14或产生压力采用的流体或气体的泄漏，例如通过如图4所示的环120、122、124和126。在一个实施例中，环120、122、124和126由聚合物制成。在另一实施例中，环120、122、124和126起到密封的作用。
图4和5表示本发明的另一实施例。表示在注射器组件10的前端97附近设置一保护罩98。保护罩98使用传统的技术，诸如摩擦配合、卡口固定、凸凹插座等，可拆卸地固定到前端97上。保护罩98表示具有挡板104与插件106，插件106可适于形成一插腔108。插件106还具有一个插入远端孔110。插件106可适于与挡板104配合，这样就使插件106具有附加的回溅保护好处。正如所述特殊非限制性实施例中表示的，保护层112通常部分或全部位于挡板104与注射器孔114之间。在此结构中，物质将喷出注射器孔114，穿过保护层112，经过挡板孔116出来，并射入远端孔110，以便冲击目标16。保护罩98的另一实施例在2000年10月10日提出的美国专利申请书第09/685499号中并作为依据包括在本申请书内。
参阅图2，驱动组件26在注射器组件10内既以静止状态也以启动状态存在。当没有外压力在X箭头表示的方向作用到驱动组件26上时，驱动组件26处于静止状态。但是，在静止状态，驱动组件26和锁紧组件36在Y方向会产生一个力。当外压力在X方向作用到驱动组件26上时，驱动组件26便处于启动状态。当驱动组件26处于静止状态时，驱动组件26既能处于锁紧位置，也能处于非锁紧位置。
二个静止状态和二个启动状态组合在一起，把物质14注入目标16。在第一静止状态，驱动组件26处于锁紧位置，并受到Y方向的弹簧力。Y方向的力是当驱动组件26处于锁紧位置时，由于活塞28与滚子止动器40之间的弹簧32的压缩而产生的。当箭头X所示来自动力装置48的压力开始注入靠近活塞杆30的腔A时，第一启动状态便开始。在第二静止状态中Y方向的力被释放，当箭头X方向的压力达到预定值时，出现所述第二静止状态。在第二静止状态没有压力作用到驱动组件26上，当R方向来自气动动力装置48的压力开始注入靠近活塞28的腔B时，第二启动状态便开始。当驱动组件26进入第二启动状态时，再产生Z方向的力。在第二启动状态中一旦箭头R所示压力达到预定值而超过Z方向的力，驱动组件26便返回到锁紧位置的第一静止状态。“压力的预定值”定义为一种压力值，足能克服弹簧32产生的箭头Y和Z所示的力。在一个实施例中，压力预定值等于压缩气体工作压力的大约70％。
在图2中，驱动组件26处于锁紧位置的第一静止状态。当驱动组件26在锁紧位置时，滚子38便处在活塞28的环形槽42中。滚子38进入槽42中可防止活塞28在箭头M指示的方向运动，尽管有弹簧32的扭力。在第一启动状态中，驱动组件26保持在第一静止状态的这一锁紧位置，直到按箭头X指示的从动力装置48产生并通过通道50供给的压力达到阻止腔A中的活塞杆30的预定值为止。当使用者按下气动压力装置52的按钮60时，出现这种情况，如图3a和4所示。当按下按钮60时，内端66推撞密封件80和进口阀76，从而关闭通路70，并打开来自远端孔58的通道50，把压缩空气释放到腔A。再参阅图2，当箭头X指示的压力达到预定值阻止活塞杆30时，滚子止动器40在M方向推撞弹簧32。因此，滚子38滚向滚子止动器40后面的注射器组件10的中心轴，导致活塞28从滚子38释放，而且在来自动力装置48的箭头X指示的压力与弹簧32的箭头Z指示的力的作用下沿M方向移动。活塞28朝M方向的运动导致物质14推动通过，并从注射室11喷出，注入目标16。
参阅图3b和4，当完成注射时，在按钮弹簧62力的作用下，按钮60返回到它的初始释放位置，在阀弹簧78的作用下，进口阀76关闭，切断压缩空气进入腔A的供应。于是，内端66与通道50相通，从而连接腔A与通路70，将压缩空气释放到外面大气中。经过几个密封垫74和孔板72，来自腔A和通路70的空气排放到外面大气中。因此，抑制了因注射和排放压缩空气产生的噪声。
再参阅图2，一旦活塞28达到在M方向的最远距离，驱动组件26便处于非锁紧位置，并进入第二静止位置。此时，没有压力或力作用到驱动组件26上。驱动组件26保持在第二静止位置，直到动力装置48供应箭头R指示的压力预定值为止。当压缩空气从通路70排放时，进口阀76和密封件80防止从远端孔58供应的新压缩空气经过通道50输送到腔A去。因此，压缩空气通过通道51走旁路进入腔B。在第二启动状态过程中，当达到箭头R指示的压力阻止腔B中的活塞28时，活塞28接近弹簧32。当箭头R指示的压力达到预定值阻止活塞28时，弹簧32朝N方向把滚子止动器40推向滚子38。因此，滚子止动器40推动滚子38离开中心轴，将滚子38固定在活塞28的环形槽42中。此时，驱动组件26回到第一静止状态的锁紧位置。
在一个实施例中，如图4所示，当驱动组件26在N方向运动时，在注射室11中产生真空。真空从管状瓶102把物质14吸入注射室11，以准备注射器组件10另一次注射。这种机构和装置在2000年10月10日提出的美国专利申请书第09/685633号中有详细描述，并作为依据包括在本申请书内。
在本发明如图4所示的另一实施例中，物质14的配量可以通过旋转轴套94与调节螺钉92来调节。调节螺钉92的转动使分离器86沿水平轴线发生位移。分离器86的位移使改变活塞28的运动长度既可以增大，又可以减少注射室11的体积。例如，顺时针旋转轴套94可导致分离器86向着注射器组件10的前端97移动，因而减小注射室11的体积；而逆时针方向旋转轴套94可导致分离器86向着注射器组件10的后端96移动，因而增大注射室11的体积。
另外，申请人特此将同时提出的美国专利申请书(未知的编号以后加入)作为依据，包括在本申请书内，专利题目“防止病人意外注射的安全机构及所述方法”，发明者的姓名如下Boris V.Smolyarov，VictorT.Rogatchev，Victor N.Katov和Nathaniel Leon，2000年11月21日提出，载有代理摘要号70006780-0008。
不言而喻，以上涉及的仅仅是有限数量的实施例只为具体说明目的而提供的。这意味着所附权利要求规定了本发明的范围，对以上实施例可以做修改，但不偏离权利要求的范围。
权利要求
1.一种注射器组件，包括(a)用于将物质注射到目标的驱动装置；和(b)用止动驱动装置的锁紧装置。
2.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于驱动装置包括一个活塞。
3.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于驱动装置包括一个弹簧。
4.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于驱动装置包括一个活塞和一个弹簧。
5.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于锁紧装置包括至少一个滚子。
6.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于锁紧装置包括至少一个滚子止动器。
7.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于锁紧装置包括一个环形槽。
8.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于锁紧装置包括至少一个滚子、至少一个滚子止动器和一个环形槽。
9.如权利要求1所述的注射器组件，其特征在于进一步包括一个第一部件。
10.如权利要求9所述的注射器组件，其特征在于驱动装置和锁紧装置位于第一部件中。
11.如权利要求9所述的注射器组件，其特征在于进一步包括一个用于从锁紧装置释放被止动的驱动装置的装置。
12.如权利要求11所述的注射器组件，其特征在于用于释放被止动的驱动装置的装置进一步包括一个动力装置和至少一个可单独地将动力装置连接到第一部件上的通道。
13.如权利要求12所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括一个气动压力装置。
14.如权利要求12所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括至少一个液压装置。
15.如权利要求12所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括气动和液压装置。
16.如权利要求13所述的注射器组件，其特征在于锁紧装置包括至少一个滚子、至少一个滚子止动器和一个环形槽。
17.一种注射器组件，包括(a)驱动组件，和(b)被配置成与驱动组件接合的锁紧组件。
18.如权利要求17所述的注射器组件，其特征在于驱动组件进一步包括一个活塞。
19.如权利要求17所述的注射器组件，其特征在于驱动组件进一步包括一个偏置机构。
20.如权利要求17所述的注射器组件，其特征在于驱动组件进一步包括一个活塞与一个弹簧。
21.如权利要求17所述的注射器组件，其特征在于锁紧组件包括至少一个滚子、至少一个滚子止动器和一个环形槽。
22.如权利要求21所述的注射器组件，其特征在于锁紧组件被进一步配置成在锁紧位置和非锁紧位置至少其中之一与驱动组件接合。
23.如权利要求22所述的注射器组件，其特征在于至少一个滚子止动器适合于保持至少一个滚子在锁紧位置的环形槽中。
24.如权利要求17所述的注射器组件，其特征在于进一步包括一个动力装置，该动力装置具有至少一个可拆卸地将动力装置连接到驱动组件上的通道。
25.如权利要求24所述的注射器组件，其特征在于动力装置适合于向驱动组件施加压力。
26.如权利要求24所述的注射器组件，其特征在于压力包括一个压力预定值。
27.如权利要求24所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括一个气动压力装置。
28.如权利要求24所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括一个液压装置。
29.如权利要求24所述的注射器组件，其特征在于动力装置包括气动的和液压的装置。
30.一种注射器组件，包括(a)第一部件，进一步包括(i)活塞组件，包括一个活塞和一个弹簧，(ii)锁紧组件，包括至少一个滚子，至少一个滚子止动器和一个环形槽，锁紧组件配置成与活塞组件接合，以及(iii)注射室，其中，活塞组件配置成能将物质驱动出注射室；以及(b)气动压力装置至少通过一个通道可拆卸地连接到第一部件上。
31.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于活塞进一步包括环形槽。
32.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于至少一个滚子止动器适合于将至少一个滚子保持在环形槽中。
33.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于气动压力装置适合于把压力施加到活塞组件上。
34.如权利要求33所述的注射器组件，其特征在于压力包括一个压力预定值。
35.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于气动压力装置包括一个适合于从气动压力装置释放压缩空气的排气组件。
36.如权利要求35所述的注射器组件，其特征在于排气组件包括一个通路、至少一个密封垫，和至少一个孔板。
37.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于第一部件进一步包括一个保护罩。
38.如权利要求30所述的注射器组件，其特征在于第一部件进一步包括一个配置成调节物质预定量输送的配药装置。
39.一种注射器组件，包括一个细长部件该细长部件具有一锁紧位置，其中，该细长部件进一步适合于从锁紧位置被释放。
40.如权利要求39所述的注射器组件，其特征在于进一步包括一配置成能与细长部件接合的锁紧组件。
41.如权利要求40所述的注射器组件，其特征在于如果细长部件包括锁紧位置，则锁紧组件与细长部件接合。
42.如权利要求40所述的注射器组件，其特征在于如果细长部件从锁紧位置被释放，则细长部件便从锁紧组件被释放。
43.如权利要求39所述的注射器组件，其特征在于如果压力预定值在细长部件附近形成，则该细长部件便从锁紧位置被释放。
44.如权利要求43所述的注射器组件，其特征在于压力预定值至少是压缩气体工作压力的大约70％。
45.一种防止物质从注射器组件过早注射的方法，包括(a)将驱动组件锁入锁紧组件；以及，(b)提高阻止驱动组件的压力。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于进一步包括驱动组件保持在锁紧组件中，直至阻止驱动组件的压力预定值形成为止。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于进一步包括用压力预定值克服驱动组件产生的反向力。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于进一步包括一旦阻止驱动组件的压力预定值已经形成，则从锁紧组件释放驱动组件。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于进一步包括将驱动组件再锁入锁紧组件。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于将驱动组件再锁入锁紧组件，包括(a)向驱动组件提供压力；(b)克服驱动组件产生的反向力；并(c)将驱动组件再对准进入锁紧组件。
51.如权利要求49所述的方法，其特征在于将驱动组件再锁入锁紧组件进一步包括将物质吸入注射器组件的步骤。
52.如权利要求45所述的方法，其特征在于进一步包括将物质吸入注射器组件。
53.如权利要求45所述的方法，其特征在于提高阻止驱动组件的压力包括将压缩气体供应到驱动组件附近的腔中。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于供应压缩气体到驱动组件附近的腔中包括触发压缩气体从气动动力装置的释放，气动动力装置与驱动组件附近的腔连通。
55.如权利要求45所述的方法，其特征在于进一步包括改变注射器组件中物质的剂量。
56.如权利要求46所述的方法，其特征在于压力预定值包括压缩气体工作压力的至少约70％。
57.如权利要求45所述的方法，其特征在于进一步包括将驱动组件再锁入锁紧组件，其中，将驱动组件再锁入锁紧组件包括(a)向驱动组件提供压力；(b)克服驱动组件产生的反向力；以及(c)将驱动组件再对准进入锁紧组件。
全文摘要
公开的是一种具有驱动装置和锁紧装置的注射器组件，前者用于向目标注射物质；后者则用于保持驱动装置，直到驱动装置附近的腔内形成压力预定值为止。
文档编号A61M5/20GK1413122SQ00817572
公开日2003年4月23日 申请日期2000年11月22日 优先权日1999年11月23日
发明者鲍里斯·V·斯莫利亚诺夫, 维克托·罗加特车夫 申请人:无针风险投资公司