专利名称：一次性注射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一次性注射器，特别涉及一种注射器针头在使用后被偏压到注射器本体中的一次性注射器。
多数这些已知注射器的一个缺点是制造复杂，并且为使注射器能够有效使用而需要特别大量的部件。
本发明涉及一种这样类型的注射器，在柱塞行程结束后可将针头弹射到一中空柱塞杆中，以防止针头被再次使用。特别地，本发明涉及一种相对简单的插塞，该插塞装入针头中，可将针头牢固地保持在其使用位置，并可释放针头而将针头弹射回到柱塞杆中。
这些类型的注射器是公知的。一种类型能够将针头弹射回注射器本体中的注射器非常复杂，具有多达16个必须组装形成完整注射器的部件。由于某些部件对于注塑和模塑过小，需要胶粘。这些公知的注射器还有一个局限之处在于，由于各部件不能装入较小的注射器中，造成体积超过3毫升。
这种公知类型注射器的另一个缺点在于，不能容易地和方便地注塑各种部件。例如，已知一种具有弹回针头的注射器，其中通过一可穿透的约束装置将弹簧偏压的针头保持到位，该约束装置模制成注射器筒内壁的一部分。实践中发现，这种筒极难模制，且实际上不可能注模。因而这种类型的注射器不能廉价地制造。
另一种具有弹射回柱塞中的弹簧安装针头的安全注射器通过一可变形底座将针头保持到位。该可变形底座具有一限制通道，该通道抓住一独特设计的针头，该针头其中具有一连接到其上的环形凸缘。该可变形元件由柱塞向前推动，此时，它被向前推入一截面较大的区域中，使可变形元件膨胀，而这又使针头穿过可变形元件中的通道，并弹射回到柱塞杆中。相信这种类型的结构不会特别可靠，因为它不包括能够破裂而允许弹簧偏压针头弹射回到柱塞杆中的更可靠的易碎部分。
具有弹回针头的安全注射器也是公知的，其中针头不是由弹簧偏压。而是在筒中设置真空，将针头吸入柱塞杆中。这种类型的注射器当然非常局限地用于可以提供真空的环境下。
另一种注射器具有设有螺旋弹簧的柱塞杆，使柱塞杆被偏压而收缩。柱塞杆沿筒被推动并克服弹簧的偏压力。当柱塞杆前部撞击针头后部时，它锁靠在针头上。释放柱塞杆会使弹簧沿筒将柱塞杆拉回，从而收缩针头。
已知提供一次性注射器，其中针头被弹簧偏压，并由一可切割元件保持到位。为了确保元件被正确切割从而释放针头，通常需要一两部分切割动作。在该两部分切割动作中，柱塞一般具有一前部切割刃，针头前部同样具有某种形式的切割刃，并需要两个切割动作，以确保可切割元件正确切割而释放针头。发现试图切割一可切割元件来释放一弹簧偏压的针头并不总是可靠的，也并不一起工作。
另一种类型的一次性注射器具有一抓住针头上一放大部的底座元件。柱塞向前推动底座元件，进一步压缩环绕针头的弹簧。推动动作松开底座元件与针头上放大部之间的抓持。这使包含放大部的针头弹回柱塞中，同时将弹簧留在后面。弹簧最初被部分压缩，然后当柱塞向前推进底座元件时完全压缩。该结构要求针头具有特殊结构(包含放大部)，这意味着常规针头不能使用。
另一种类型注射器具有一柱塞密封件，该柱塞密封件在柱塞上移动，并响应施加在密封件上的一大于注射器操作力的力而向后滑动。该结构开始了针头的收缩顺序。对于这种结构，需要相对于柱塞移动的一个特别设计的柱塞密封件。常规柱塞的密封件固定在柱塞上。
另一种注射器的弹回结构包括两个相对于彼此运动而释放针头的部件。内部部件保持针头并由一螺旋弹簧偏压。该两部件通过彼此之间的摩擦配合而保持在一起。一柱塞逐渐向前推动外部部件，从而逐渐减小外部部件与内部部件之间摩擦配合的量，直到弹簧的偏压足以将内部部件从与外部部件的摩擦配合中弹射出来。这种结构需要滑动摩擦抓持来将两部件保持在一起，而这是非常危险的，且需要小心制造。
另一种结构使用的针头保持器在前部具有一加长的本体部，在后部具有一头端部，并在该头端部下方设置一约束针头保持器的弹簧。在针头保持器中使用加长本体使这种结构难以在小的和受限制的空间中使用。
发明目的本发明涉及一种具有一弹簧偏压针头的一次性注射器，该针头在使用后可弹射回中空柱塞杆中。针头通过一特殊设计的保持装置克服弹簧的偏压力而保持到位。保持装置具有一易碎部分，该易碎部分可破裂而释放针头，并允许针头弹射回柱塞杆中。本发明中，易碎部分通过一拉伸动作破裂而使易碎元件爆裂，而不是通过已经发现可靠性差得多的切割动作。该保持件可单独成形并插入注射器中，从而不需要复杂的和困难地模制整体部分。这还使大多数注射器可以由常规的廉价元件制造，或者由只需要最小改动的元件制造，且特别通过注塑而廉价制造。
因此本发明的一种形式是一具有相对较小部件的注射器，部件是柱塞，筒，一连接到一针头保持器上的针头，及一具有一易碎部分的特殊设计的保持装置，该易碎部分可被拉伸到破裂点而释放针头。
本发明的一个目的是提供一种一次性注射器，该注射器可克服上述缺点，或者向公众提供一个有用的或商用的选择。
在一个形式中，本发明体现为一注射器本体，包括筒，(a)可在该筒中滑动的柱塞，该柱塞具有柱塞头和加长杆，该杆具有一纵向延伸的通道，该通道具有一由柱塞头上的易碎部分密封的开口端，
(b)中空针头，(c)偏压装置，该偏压装置环绕针头将针头偏压到筒中，(d)保持装置，该保持装置与筒分开制造，定位在注射器的一前部中并保持针头不进入筒中，该保持装置具有一能够由柱塞向前推动的第一部件，一针头连接到其上的第二静止部件，及(e)联接第一和第二部件的易碎部分，当第一部件被向前推动时该易碎部分破裂，使偏压装置将针头偏压到杆中的该纵向通道中。
优选地，该第一部件是保持装置的外部本体。
优选地，该第二部件是保持装置的内部元件。
中空针头可具有一与一延伸部相联的内端部，该延伸部穿入筒中并可弱化或刺破柱塞上的易碎部分，以利于针头进入柱塞杆中。该延伸部可形成保持装置的一部分。
在另一形式中，本发明体现为一种用于保持一医用针头的保持装置，该保持装置具有一外部圆柱体形式的第一部件，一内部元件形式的第二部件，该第一部件和第二部件由一易碎部分联接，该内部部件具有一装配针头端部的通道。
优选地，杆中的该纵向通道为锥形，以便将针头抓住和保持在通道中。
该一次性注射器具有一中空针头，该针头被偏压而弹入柱塞杆中的通道中，但针头由一保持装置保持回来。保持装置具有强度低的、易碎的、可刺破的或其它类型的可破裂部分，当破裂时，会使针头射入柱塞杆中。
该易碎部分可由柱塞上(一般靠近柱塞最前面部分)的一装置打破，从而当柱塞被向筒端部推动时，它将拉伸并打破该易碎部分，将针头射入柱塞杆中。
柱塞具有柱塞头，其一部分可由针头或延伸部刺破。该部分可以是柱塞头上易碎部分或相对较薄的部分。
因而当柱塞被向筒端部推动时，针头上的该延伸部可在柱塞上的装置开始拉伸保持装置上的易碎部分的大致同一时间接触柱塞头上的易碎部分。用力推动柱塞压靠筒的端部可使针头或延伸部刺穿柱塞上的易碎部分，并使针头自由而将其射入中空柱塞杆中。
注射器本体具有筒，该筒一般为圆柱形，并可根据注射器容纳的液体的容量而具有不同的直径和长度。虽然可以设想更大或更小的容量，一般的容量是1至10毫米。
设有在筒中滑动的柱塞。柱塞具有一可由塑料材料制造的加长杆。杆的内端具有一柱塞头，柱塞头通常由黑色弹性材料如橡胶、硅等制造。
柱塞头或柱塞盖包括一相对较薄的部分(被称为薄膜部分)，当柱塞被推靠在注射器的一前部上时，该部分变形并最终破裂。在薄膜破裂之前，最好允许该薄膜形成或拉伸而基本上适应薄膜推靠在其上的注射器前部。好处是实际上注射器中的全部液体都通过针头排出，且在柱塞头与注射器前端之间很少或没有剩余的残留液体。
杆有纵向延伸的通道，该通道具有一开口端，该开口端由构成柱塞头一部分的一较薄的或易碎部分或薄膜密封。该内部通道可全部沿柱塞杆延伸，且由于下面将更详细说明的原因，通道最好朝柱塞杆端部变窄。
由于纵向通道用于保持用过的针头，可以设想有其它的组合或配置来起到相似的作用。例如，除具有中空通道外，柱塞杆可设置一具有保持针头装置的纵向凹槽或狭缝。筒的内壁可与柱塞杆配合而限定针头在其中穿过的部分或全部纵向通道。但最好杆自身是中空的，以限定该纵向通道。
中空通道的壁可具有一包含至少一个孔的颈部区域。射回针头组件可具有一边缘，当针头组件穿过杆射回时该边缘变形，但可扩张进入孔中而将针头组件锁定到杆中。这可防止针头组件很容易地取出或者意外地掉出来而出现尖锐的危险。
注射器具有中空针头。保持装置可设一延伸部，该延伸部伸入筒中，以辅助拉伸和刺破柱塞头上的易碎部分。
设有一偏压装置将针头偏压到筒中。偏压装置可包括一弹簧，该弹簧可环绕针头本体延伸，并可在针头装到注射器上时压缩，使针头自然地偏压而射入纵向通道中。弹簧可至少部分地环绕下面描述的保持装置延伸。
设有保持装置。该保持装置可以是小型塑料或其它元件的形式。保持装置连接到注射器上，并最好靠近针头内端连接。保持装置可抓住针头，以防止针头在偏压装置的作用下射入纵向通道中。保持装置具有一易碎的、可破裂的、可刺破的或其它类型的结构，可破裂或取出而释放针头，使它在偏压装置的作用下穿入纵向通道中。该易碎部分可以是保持装置上一厚度减小区域的形式。
保持装置包括第一部件和一第二部件，该第一部件可由柱塞向前推动，该第二部件上连接有针头，一般不相对于第一部件移动。该第一部件可包括一外部本体，第二部件可包括一内部元件。该易碎部分可联接第一和第二部件，并设计成当第一部件相对于第二部件向前推动时，易碎部分被拉伸到达破裂点。
易碎部分可与第一部件和第二部件整体成形。易碎部分可具有一上部穿透边缘和一下部穿透边缘。上部穿透边缘一般面向柱塞，而下部穿透边缘一般面向弹簧。上部穿透边缘可包括一小尺寸的环形沟槽或凹槽，下部穿透边缘可包括一大尺寸的环形沟槽或凹槽。当从剖视图观察时，上部穿透边缘最好位于下部穿透边缘的外侧。
可设置位于柱塞上的装置，用于打破保持装置上的易碎部分而释放针头。
图2是注射器前端的一放大视图，示出被推向筒端部的柱塞。
图3示出注射器的前端，其中柱塞筒将打破保持装置上的易碎部分，针头的内端将打破柱塞头上的易碎部分。
图4示出释放位置，其中针头已经从保持装置上释放，并已经在偏压装置的作用下射入柱塞杆中的纵向通道中。
图5、6、7和8渐进地示出易碎部分被拉伸和打破的动作，使弹簧偏压的针头射入柱塞杆中。
图9A和9B以剖视图示出一特别优选类型的保持装置，该保持装置具有一上部穿透边缘和一下部穿透边缘。
图10示出本发明一实施例，将保持装置良好地固定装配在筒中。
图11A-11C示出柱塞末端或薄膜的顺序变形，特别示出柱塞末端，该柱塞末端适应注射器前部的形状，从而将注射器中的全部流体排出。
图12A-12B示出一实施例，其中柱塞杆设有一台肩或止动件，用于牢固地锁定射回的针头。
图2中更详细地示出注射器的前部。加长柱塞杆13是中空的，限定了一个内部纵向通道15，通道15的端部16由于下面将详细说明的原因而成锥形。
通道15的前部由柱塞头12的一易碎部分17盖住或密封。部分17在有一个可穿孔的薄壁部分18这个意义上是易碎的。该部分还可看作是一薄膜。杆13具有一装有柱塞头12的前部区域19。前部区域19具有一在实施例中用作打破易碎部分的装置的环形前缘20。
针头14由环绕针头本体延伸的螺旋弹簧21形式的偏压装置偏压，该弹簧位于注射器管嘴区域22中。弹簧21具有一压靠管嘴区域22内壁的端部23，并具有推压一保持装置背部的另一端部24。
针头14通过一弹性盖26或保持装置形式的保持装置保持到位。盖26具有一可在注射器管嘴区域22中沿一成形的凹槽22A向前滑动(见图5至8)的外部本体25。盖26具有一内部牺牲元件27形式的第二部件，该牺牲元件27形成有一管状通道，该管状通道抓靠针头14内端28的外侧。
牺牲元件27通过一薄壁环形易碎部分29与本体25分开。牺牲元件27具有一圆锥形并伸入筒中的延伸部27A。延伸部27A具有一纵向孔27B，该纵向孔27B与针头联通，以允许筒的内容物穿过孔27B并穿过针头。
参照图3，图中柱塞头12被推靠在筒的端部上。延伸部27A推靠并将易碎部分17向内偏转在柱塞头上。此时柱塞杆13的环形边缘20推靠环形外部本体25。连续的推压使环形边缘20将外部环形本体25推离牺牲元件27，从而将易碎部分拉伸到爆裂点，与此同时，牺牲元件27和针头14的内端刺透柱塞头上的易碎部分17。这在图5至8中渐进地示出。
图5中，柱塞头刚刚接触延伸部27A。图6中，柱塞的环形边缘20压靠外部环形本体25的边缘，但还没有开始向前推动外部环形本体。图7中柱塞杆的进一步推动沿成形凹槽22A将外部环形本体25向前推动。与此同时，由于内部牺牲元件27环绕针头压靠压缩螺旋弹簧以及末端和本体轮毂的配合面，它不能向前移动。图7示出易碎部分17被拉伸到爆裂点时的位置。图8中，易碎部分已经爆裂，使弹簧扩张而将针头背部弹射入柱塞杆中。针头仍固定到内部牺牲元件27上。
参照图4，抓住针头14的牺牲元件27已经从盖26的主体25释放，弹簧21扩张而在柱塞杆13中沿中空纵向通道5弹射针头14。弹簧力一般足以沿通道完全弹射针头，直到牺牲元件27楔入通道5中的锥形部分16中(图1示出该锥形部分)。针头现在被牢固地固定在通道中，且当柱塞从筒中取出时不会掉出来。
牺牲元件27中有至少一个孔，该孔与针头杆壁中的一孔联通，从而当柱塞位于大约图3中的位置时(当针头端部由柱塞头密封时)，筒中最后少量的液体可流过针头。
参照图9A-9B，图中示出一根据一可替换实施例的保持装置。保持装置由一单块材料制成，包括一外部部件30和一内部部件31。外部部件31是圆柱形结构，具有一基本上实心的(面向柱塞)上壁32和一基本上中空的内部33。外部部件30和内部部件31通过一环形薄壁易碎部分34联接。为了使部分34有良好的拉伸和爆裂动作，易碎部分34包括一上部穿透边缘35和一底部穿透边缘36。上部穿透边缘35包括一位于上壁32中的环形凹槽，而底部穿透边缘36包括一作为中空内部33的延伸部的环形凹槽。两穿透边缘35、36都有一基本上平行于注射器纵轴的内壁，及一向内壁倾斜形成一基本三角形凹槽的外壁。穿透边缘产生了联接外部部件30和内部部件31的相对较薄的易碎部分。上部穿透边缘35定位成在底部穿透边缘36的内壁外侧延伸(以剖面观察时)。这种定位有助于易碎部分34的可靠拉伸和爆裂动作。图9B示出易碎部分爆裂后的保持装置。
内部部件31具有一针头(未图示)从中穿过的纵向通道37。在该特定实施例中，当外部部件30与内部部件31分离时，形成了辅助将被弹射的内部部件背部锁入柱塞杆中的边缘38、39，这将在下面描述。
参照图10，该图示出将末端部牢固地保持或锁定在注射器筒中的本发明一实施例。注射器筒14在注射器筒前部的壁厚41减小。壁厚41的减小使该部分筒强度较低，因而能够在保持装置被压入该部分注射器中时变形或隆起。这提供一个非常牢固的配合，并有助于在保持装置与筒之间产生流体密封。该部分筒41具有一通道，当外部部件43被柱塞(未图示)推动时，保持装置的外部部件43可沿该通道42滑动。通过使这部分壁厚减小，部件43与通道42内壁之1间的摩擦力减小。这减小了推动外部部件43从而如上所述使易碎部分44爆裂而需要施加在柱塞上的推力。末端(或保持装置)由一在制造时形成的单向定位/密封环45而固定在注射器筒中。
图11A-C顺序示出柱塞上的薄膜50或薄部分的变形。图11A示出柱塞51靠近注射器52端部，该端部包含末端53。柱塞51具有一前部密封件54，该密封件54具有一薄的薄膜部分55。图11B示出柱塞51开始接触末端53，而薄膜55开始向内变形。图11C示出柱塞51向上推靠末端53，薄膜55具有足够的柔韧性来适应末端53的形状，从而确保在薄膜55与末端53的外表面之间没有带空泡的流体。这实际上确保了注射器中的全部流体都通过针头56。薄膜55拉伸，直到柱塞完全凹陷，且基本上全部流体都从注射器排出，没有“死腔”或浪费的流体。当柱塞完全凹陷时，薄膜的弹性极限被打破，薄膜破裂，使包含针头的内部部件(弹簧加载)同时移动到筒杆中(即弹射回杆中)。
图12A和12B示出根据本发明一实施例的杆结构。该杆构成了柱塞的一部分，并包含一主体部分60和一具有柱塞密封件62的前部61。设有一中空部分63来容纳脱离的针头组件。脱离的针头组件如上所述并包含针头64，螺旋弹簧65，以及已经从外部部件脱离的保持装置的内部部件66。中空部分63包含一颈部区域67，该颈部区域67具有至少一个孔67A，以提供一不受限制的位置并如图12A所示。内部部件66可如图9B中所示，并有一边缘38，当针头组件弹射穿过锥形柱塞杆时该边缘38变形。当针头组件经过孔67A时，已变形的边缘38可膨胀进入该孔中，从而将针头组件锁定在杆中。
柱塞杆可在侧壁中设置若干孔，使水可在使用后流入注射器中，防止注射器随材料漂浮在水上。这样可减少在海岸上冲刷的用过的针头的数量。
一次性注射器使用相对较少的部件，且不用粘结剂就可组装这些部件。该结构经一切割和刺破动作工作，从而当柱塞头被推靠在筒端部时释放针头。
应该理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对实施例进行多种其它变化和修改。
权利要求
1.一种一次性注射器，包括有筒，和(a)可在该筒中滑动的柱塞，该柱塞具有柱塞头和加长杆，该杆具有纵向延伸的通道，该通道具有由柱塞头上的易碎部分密封的开口端，(b)中空针头，(c)偏压装置，该偏压装置环绕针头将针头偏压到筒中，(d)保持装置，该保持装置与筒分开制造，定位在注射器的前部中并保持针头不进入筒中，该保持装置具有适于由柱塞向前推动的第一部件、将针头连接到其上的第二静止部件、及一联接第一和第二部件的易碎部分，当第一部件被向前推动时该易碎部分破裂，使偏压装置将包含所连接针头的第二部件偏压到杆中的该纵向通道中。
2.如权利要求1所述的注射器，其特征在于，其中保持装置的第一部件包括外部部件，保持装置的第二部件包括内部部件。
3.如权利要求2所述的注射器，其特征在于，其中该内部部件具有一前端和一后端，该后端与筒的内部联通，该后端具有一锥形延伸部，该锥形延伸部伸入筒中并适于与柱塞头上的易碎部分接触。
4.如权利要求3所述的注射器，其特征在于，其中当柱塞被推动而压靠保持装置时，柱塞头上的该易碎部分由于与该锥形延伸部接触而破裂。
5.如权利要求4所述的注射器，其特征在于，其中该易碎部分在破裂之前基本上适应锥形延伸部的形状，以利于注射器中全部液体的排出。
6.如权利要求5所述的注射器，其特征在于，其中杆中的该纵向通道为锥形，以便将针头抓住和保持在通道中。
7.如权利要求6所述的注射器，其特征在于，其中该纵向通道在其壁上设有至少一个孔，该孔具有一边缘，当第二部件被弹回通道中时该边缘与包含针头的第二部件配合。
8.如权利要求5所述的注射器，其特征在于，其中该偏压装置包括连接到第二部件上的螺旋弹簧。
9.如权利要求8所述的注射器，其特征在于，其中该第一部件具有一圆柱形外表面，该圆柱形外表面适于与筒内壁的一部分滑动接触。
10.如权利要求9所述的注射器，其特征在于，其中筒内壁的该部分的厚度小于筒主体壁的厚度。
11.如权利要求5所述的注射器，其特征在于，其中保持装置具有整体元件，易碎部分具有面向柱塞的上部穿透边缘和下部穿透边缘，这些边缘包括位于保持装置中的环形凹槽。
12.如权利要求11所述的注射器，其中当从剖面图观察时，该上部穿透边缘位于下部穿透边缘的外侧。
13.一种用于保持一医用针头的保持装置，该保持装置具有整体的本体，包括外部圆柱体形式的第一部件、具有内部元件形式的第二部件，该第一部件和第二部件由易碎部分联接，该内部部件具有装配针头端部的通道，该保持装置可插入注射器筒的前部中。
全文摘要
一种一次性注射器(10)，具有一偏压回到筒(11)中的针头(14)，但由一保持装置(26)防止这样做，该保持装置(26)具有由一易碎部分(29)联接在一起的一外部部件(25)和一内部部件(27)。针头(14)由内部部件(27)保持。当柱塞(13)向筒(11)前部推动时，它接触外部部件(25)并将其向前推动，拉伸易碎部分(29)直到其爆裂。当易碎部分(29)破裂时，包含针头(14)的内部部件(27)被释放，并可通过柱塞头(12)的易碎部分弹回柱塞(13)中的一中空部分(15)中。
文档编号A61M5/32GK1404403SQ01805417
公开日2003年3月19日 申请日期2001年2月22日 优先权日2000年2月22日
发明者布鲁斯·利·基恩 申请人:医疗器械创新有限公司