专利名称：一种笔式胰岛素注射器安全性高残液量少的笔芯的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗器械领域，涉及笔式胰岛素注射器笔芯。
背景技术：
目前，公知的应用已有20多年的笔式胰岛素注射器笔芯在使用完后，仍存有约20单位 胰岛素残液量，造成浪费。在悬浮型胰岛素最后已经无法混匀时，仍有部分未混匀胰岛素可 能被注射，而产生不良后果的安全性风险。
从美国早在1989.7.25日公布的US4850966A专利可知，残液问题从始即存在。该专利为 解决悬浮型胰岛素3毫升笔芯原采用空气泡留有空间，通过摇动笔芯使液体运动而混匀的方 法，所存有的诸多弊端，提出了在笔芯内放有玻璃球的方法。该方法实施例指出笔芯内不放 玻璃球，在可接受的时间内无法混匀胰岛素。用一个直径3毫米小玻璃球可在摇动IO次左右 混匀胰岛素，用两个直径3毫米的玻璃小球时需要摇动的次数不减少多少，即没有显著的效 果。又分别用1-3个直径4-6毫米的玻璃球做混匀效果实验，结果是大的玻璃球混匀效果好， 摇动的次数可以少一些，但是最后一次混匀时所需的最小空间大，残液量多。目前所使用的 都是一个直径2. 5毫米玻璃球。
目前主要有3家公司生产胰岛素，各公司对笔芯残液量的问题，所采取的方法均不相同， 各有利弊。
丹麦诺和诺德制药公司生产的诺和笔3型注射器，可适用于悬浮型和常规型3毫升(100 单位/毫升)胰岛素笔芯。该笔式注射器前部，如图1所示，有一小型检查窗，在该注射器说 明书第17条，诺和笔芯快用完时怎么办中提示"在注射的是悬浮型胰岛素时，如果在小型检 査窗中可见到橡皮活塞时，就不要注射，里面的玻璃球必须有足够的空间来重新混匀悬浮型 胰岛素。"在使用中，当小型检查窗中见到橡皮活塞时，注射笔的行程为306单位，推注到行 程终止时为320单位，残液量最少。如果此时将注射器笔架旋开退回推杆，在推杆与活塞中 间，加一个约4毫米垫片，从新开始推注，还可以排出约12个单位胰岛素液体。说明该药液 受到限制而放弃。
胰岛素的正确用量是非常重要的。为了使病人血糖控制在最佳状态，每次根据需要确定 注射量。注射量少时，产生高血糖状态，影响治疗效果。注射量多时容易产生低血糖反应， 病人出现发抖，出虚汗，神志不清，昏迷等，甚至危及生命的严重后果。因此使用胰岛素最 重要的是不能过量注射。 一般一次用量超出几个单位的胰岛素，就有可能出现低血糖反应。 在使用悬浮型胰岛素时，没有混匀的药液浓度会出现变化，使实际注射的药液中胰岛素含量 出现偏差，导致不良后果。
为了减少胰岛素残液量，诺和笔3型注射器所采用的方法给使用者造成较大的安全性风 险。当小型检查窗中见到橡皮活塞时，药液已无法混匀，说明书中只是简单的提示不要注射， 即由使用者控制并承担错误注射导致不良后果的风险。 一般使用者往往因视力不好，重视程 度不高等因素，经常会出现误用没有混匀的药液。在笔芯总剩余量约30多个单位，而需要注 射量少的情况下，极易出现高浓度胰岛素注射的现象导致低血糖危险事件发生。因为减少残 液量越多安全性风险就越大，尽管在药液混匀的情况下，还有可能减少约12个单位残液量， 为了控制使用者可能错误注射的风险程度过大，所以采用推杆行程终止的方式来放弃该药液。 当小型检查窗中未见到橡皮活塞时，药液可以混匀，此时按需要量注射，可能停止在306-320 个单位之间，只有需要量大时才能推注到320个单位位置停止，此时约有20单位的残液量。
诺和笔3型注射器减少残液量的方法也给使用者造成了许多不便。除了前面提到的注意 安全风险外，在最后一次准备注射时，由于小型检查窗遮挡住活塞，无法确认剩余暈，注射中检査窗出现活塞后，也不便观察。 一般当剩余量比需注射量多3-4个单位时，为避免浪费 都是注射完后，通过增加糖份的摄入量来取得平衡。
在该公司生产的一次性特充胰岛素笔30R型，也是采用相同的方法减少残液量。该产品 说明书中提示"笔芯中剩余的药液量，至少应在12个单位以上，才能保证药液能被混合均匀， 如果不足12个单位，应换用一支新的注射笔。"其利弊相同。在该注射器用于常规胰岛素时 笔芯相同，胰岛素的残液量也相同，显然需一并改进。
美国乾来公司生产的优伴笔式胰岛素注射器，在减少残液的问题上，采用了控制推杆行 程终止位置的方法，调整减少残液量与安全性风险在适当的范围内。该注射器320单位终止 点产生的残液量约24单位。由于笔芯都基本相同，同样需要约35单位的最小混匀空间，在 该笔推注行程310单位后，最后一次使用时，实际已经不能很好的混匀，却准许直接注射。 虽然约有10个单位区间比诺和灵控制点已提高约4个单位，但是安全性风险还是很高的。在 新改进的优伴2型注射器将推杆行程縮短为316单位，残液量增加，安全性风险有所降低。 该笔使用较方便，残液量较多，仍有一定的安全性风险。
中国通化东宝制药公司生产的东宝自动笔式胰岛素注射器与美国优伴笔式胰岛素注射器 所用笔芯相同，但推注行程稍短些，残液量更多，安全性有所提高。
综上所诉，残液量的产生主要是由起混匀作用的直径2. 5毫米玻璃球在最后一次混匀所 需要的最小空间所决定。该混匀方式中减少残液量就要增加安全性风险和使用的不方便性。
发明内容
本发明的目的是提出一种能与原笔式胰岛素注射器配合，安全性高，使用方便、实施简 易、投入产出比高的方法，并解决笔芯在使用完后，胰岛素残液量多的问题，减少浪费。
本发明所提出的方法是 一种笔式注射器笔芯，在由笔芯瓶、瓶帽和活塞所构成的空间 内，有药液或者和一个玻璃小球的情况下，还有替代胰岛素残液的物质。替代物质小于由笔 芯瓶、瓶帽和原活塞推杆行程或按规定要求终止的位置所构成的剩余空间。替代物质要使药 液能顺畅的向针头流动。在悬浮型胰岛素笔芯内，替代物质起到替代或辅助混匀药液的功能。 1.主要适用于悬浮型胰岛素笔芯的方式
在悬浮型胰岛素笔芯内替代残液的物质，同时要能起到替代或辅助原玻璃球混匀药液的 功能，在空间小及药液存量少的情况下，也能达到充分混匀药液的效果，以消除或降低未混 匀药液被注射产生不良后果的安全性风险程度。为使残液量少，替代物质所占剩余空间比例 尽可能高。
a. 在剩余空间内，存有残液和一个玻璃小球的情况下，装满颗粒状固体替代物质。替代
物质可以是塑料，玻璃，陶瓷等性能稳定的球状固体。该球状固体的间隙可以使药液流通，
并可辅助原玻璃球完成混匀药液的功能，在笔芯用完时起替代残液的作用。该方法可减少50% 以上的残液量，而且原笔芯不必改动。
b. 在剩余空间内装满玻璃微珠。由于剩余空间固定，装满直径小于2毫米的玻璃微珠， 相应的数量从10个.30个.100个.至几百个以上。当用大数量，小直径的玻璃微珠时，摇动笔 芯使玻璃微珠运动，产生与药液及悬浮物碰撞和剪切的作用，形成强制混匀药液的效果。特 别是在剩余空间小、药液存量少的情况下，仍能达到充分混匀的良好效果。而原一个直径2.5 毫米玻璃球轴向距离需3毫米以上，才能在运动时带动液体及悬浮物产生瑞流达到混匀的效 果，因此原玻璃球所需的最小混匀空间比较大，残液量多。由于大量的玻璃微珠已可以充分 的满足混匀药液的作用，因此可以取消原有的玻璃球。为了进一步减少残液量，可通过增加 只起减少残液作用的另一替代物，即与活塞连成或制成一体的固体物，相当于增加原活塞长 度的方式，减少残液和玻璃微珠所占剩余空间来实现。该固体物越大，减少残液量越多，固 体物受替代原玻璃球起混匀作用的玻璃微珠数量和直径大小限制。满足混匀要求的情况下， 玻璃微珠直径小，允许减少残液和玻璃微珠所占轴向剩余空间就越大，固体物也可越大。直 径1.6毫米的4个玻璃珠、直径1.2毫米的10个玻璃珠或直径1毫米的15个玻璃珠，相当于原直
4径2.5毫米的一个玻璃球体积，但其混匀效果较好。当用直径l毫米以下的玻璃珠时，数量约 100个以上，不仅适应笔芯瓶肩和瓶颈的结构，固体物厚度也可达约2毫米，混匀效果更好。 由于需要玻璃微珠替代的残液量更少，因此残液量减少可达约80%以上。因为当最后一次混匀 空间非常小时，仍能达到充分混匀的效果，所以基本完全消除安全性风险。
c.在剩余空间内，存有残液和一个玻璃球的情况下，在笔芯瓶上固定一个形状和剩余空 间吻合的开有液体流通孔或槽的由薄膜密封的液体囊袋。该囊袋在笔芯快用完时，最后一次 起混匀作用的玻璃球仍可以在少量药液和薄膜隔离的液体间运动。囊袋起到混匀药液的辅助' 作用。当推注终止时玻璃球含入薄膜隔离的液体中，此时只在该囊袋的孔或槽及瓶颈中存有 少量的残液。另一种方式是替代物为固定在活塞上的液体囊袋，随活塞一起推进至行程终点 停止，效果相同。此方式大幅度减少残液量的同时，安全性有很大提高。 2.仅适用于常规型胰岛素笔芯的方式
在剩余空间内，替代物为固定在笔芯瓶上一个形状和剩余空间吻合的开有液体流通孔或 槽的固体件。当推进中的活塞触碰到该部件时停止，此时只在该固体件的孔或槽及瓶颈中存 有少量的残液。另一种方式为替代物是形状和剩余空间吻合的固定在活塞上或与活塞制成一 体的固体件。随活塞同时推进，触碰到笔芯瓶肩处停止。此方式可以减少残液量约90%以上。 有益效果
安全性高，胰岛素残液量大幅度减少，使用方便、实施简易、投入产出比高、经济效果 显著。在使用量占90%以上的悬浮型胰岛素笔芯中各实施方式，安全性都有很大提高，特别是 装有玻璃微珠的方式，基本消除未混匀胰岛素被注射后，产生不良后果的安全性风险。残液 量减少80%以上(约15个单位)，常规型胰岛素笔芯残液量减少约90%以上。使用者不必有过多 的注意事项，计量显示准确。实施中胰岛素灌装工艺基本没有改变，仅是把原一个直径2.5 毫米的玻璃球改为数量多直径小的玻璃微珠或者加装囊袋、改变活塞等简单易行的方式。每 个笔芯改进的投入，仅需几分钱。市场上3毫升(300个单位)笔芯随所装胰岛素种类的不同， 价格从60—IOO元人民币不等，节约5%胰岛素(15个单位)相当于3—5元。每年胰岛素笔芯的 用量约几百亿元，5%的节约量可达几十亿元，因此投入产出比极高，经济效果特别显著。
图l是诺和灵笔式注射器小检査窗部示意图
图2是实施例1示意图
图3是实施例2示意图
图4是实施例3示意图
图5是实施例4示意图
图6是实施例5示意图
图7是实施例6示意图
图8是实施例7示意图
图9是实施例8示意图
图10是实施例8示意图
图11是实施例9示意图
图12是实施例10示意图
图13是实施例10示意图
图中l.笔芯瓶，2.原活塞，3.瓶帽，4.残液，5.原玻璃小球，6.颗粒状固体物质，.7.圆 片，8.整体活塞，9.液体囊袋，IO.活塞一体囊袋，11.内密封活塞一体囊袋，12.有孔固体件 13.有沟槽固体件，14.凸型固体件，15.凸型活塞一体件，16.有沟槽活塞一体件
具体实施例方式
实施例l
在图2中原有的胰岛素笔芯中，由笔芯瓶l、瓶帽3和推注行程终止位的原活塞2所构成的 剩余空间内，存有胰岛素残液4和一个直径2.5毫米的原玻璃小球5的情况下，装满颗粒状固体物质6，替代物质可以是直径小于2.5毫米的塑料，玻璃，陶瓷等性能稳定的球状物质。例如， 10个直径2. 5毫米的玻璃球可以替代约6单位的药液，30个直径1. 5毫米的玻璃球等都有一定的 效果。当颗粒状固体物质为塑料时比重较小时，主要在用完时起替代胰岛素残液的作用。 实施例2
在图3中由于替代物用玻璃、陶瓷等比重高的物质，并且完全能够替代起混匀作用的原玻 璃小球，因此取消该玻璃小球。本例中替代物选用价格低，性能好的玻璃微珠。例如，400 个直径O. 8-1毫米或600个直径0. 6-0. 8毫米的玻璃微珠可替代约12单位的药液。 实施例3
在图4中为了进一步减少残液量，增加新的替代物圆片7，并且与活塞连为一体，达到减 少药液和玻璃微珠所占剩余空间的目的。通过调整圆片的厚度及玻璃微珠，可控制药液和玻 璃微珠所占剩余空间，还可以控制推杆行程终止或触碰玻璃微珠终止的方式。为了使剩余量 与注射器标示显示对应和更清晰，圆片可以选用醒目的白色或绿色等。在原笔式胰岛素注射 器限定的条件下，经过实验，圆片与瓶肩的距离约l毫米，圆片的厚度约2毫米，玻璃微珠的 直径小于l毫米，效果比较好。
实验目的最小混匀空间及效果
在4个笔芯中分别装有直径0. 8-l毫米玻璃微珠200个、直径O. 6-0. 8毫米玻璃微珠300个、 直径O. 4-0. 6毫米玻璃微珠550、直径O. 2-0. 4毫米玻璃微珠2600个，灌满已混匀的悬浮液静置 24小时后，摇动几次后均达到良好的混匀。推注活塞使剩余药液分别为35、 30、 25、 20、 15 个单位、每次静置24小时后，摇动几次后也均达到良好的混匀效果。推注终止后200个直径 0. 8-l毫米玻璃微珠约相当于6个单位药液，残液量约6个单位。 实施例4
在图5中整体活塞8取代原活塞和圆片。整体活塞制作简单、成本低廉，更适应灌装工艺 要求。为了使剩余量与注射器标示显示对应和更清晰，可在整体活塞上加装醒目的标示。 实施例5
在图6中剩余空间内，存有残液和一个玻璃小球的情况下，固定在笔芯瓶上一个形状和剩 余空间吻合的开有液体流通孔道的由薄膜密封的液体囊袋9。该液体囊袋的薄膜可选用性能稳 定的弹性材料制作。囊袋的制作可在特定的成型模具上作成有小孔颈的橄榄型，通过翻转闭 合将液体密封好，推入笔芯瓶颈处固定。囊中液体量约为0.2毫升，并且应符合医药标准要求， 不影响胰岛素的使用。 实施例6
在图7中笔芯内装有更简易的活塞一体囊袋10。该囊袋薄膜带有胶圈套在活塞上，将液体 密封，并起到活塞与笔芯瓶的密封。 实施例7
在图8中笔芯内装有内密封活塞一体囊袋11，该囊袋薄膜带有胶圈靠弹性张力固定在凹型 活塞内壁上，将液体密封。该示意图为最后一次工作时状态。 实施例8
在图9中适用于常规型胰岛素笔芯的方式，在剩余空间内，固定在笔芯瓶上一个形状和剩 余空间吻合的有孔固体件12，或者如图10中有沟槽固体件13，该固体件可用橡胶或塑料等材 料制成，依靠弹性或其他方式固定在笔芯瓶上。 实施例9
在图11中一个形状和剩余空间吻合的凸型固体件14连接在活塞上，随活塞同时推进，触 碰到笔芯瓶肩停止。瓶颈处直径略小或者开有沟槽使液体能够流通，该件可用橡胶材料制成。 实施例IO
在图12中一个形状和剩余空间吻合的凸型活塞一体件15和图13中有沟槽凸型活塞一体 件16，可用橡胶材料制成，制作简单，成本更低。
权利要求
1. 一种笔式注射器笔芯，在由笔芯瓶、瓶帽和活塞所构成的空间内，有药液或者和一个玻璃小球，其特征是还有替代物质。
2. 根据权利要求1所诉的笔芯，其特征是替代物质小于由笔芯瓶、瓶帽和原活塞终止位置所构成的剩余空间。
3. 根据权利要求1、 2所诉的笔芯，其特征是替代物质是4个以上直径小于2.5毫米的颗粒状固体。
4. 根据权利要求3所诉的笔芯，其特征是颗粒状固体物为IO个以上。
5. 根据权利要求3所诉的笔芯，其特征是颗粒状固体物的直径小于2毫米。
6. 根据权利要求1、 2、 3所诉的笔芯，其特征是替代物为颗粒状固体和与活塞成一体的固体物，没有原玻璃小球。
7. 根据权利要求1、 2、 3所诉的笔芯，其特征是替代物为固定在笔芯瓶上开有流通孔道的液体囊袋。
8. 根据权利要求1、 2、 3所诉的笔芯，其特征是替代物为固定在活塞上的液体囊袋。
9. 根据权利要求1、 2、 3所诉的笔芯，其特征是替代物为固定在笔芯瓶上形状与剩余空间吻合，开有流通孔或槽的固体件。
10. 根据权利要求1、 2、 3所诉的笔芯，其特征是替代物为形状与剩余空间吻合，而且与活塞成为一体的固体件。
全文摘要
本发明属于医疗器械领域，涉及一种笔式胰岛素注射器安全性高残液量少的笔芯。目前，公知的笔式胰岛素注射器笔芯在使用完后，仍存有约20单位胰岛素残液量，造成浪费。在悬浮型胰岛素最后已经无法混匀时，仍有部分胰岛素可能被注射，产生不良后果的安全性风险。本发明所提出的方法是在原有的胰岛素笔芯中，装有数量多直径小的玻璃微珠，起到混匀液体和替代残液的作用。本发明的有益效果是安全性高，残液量减少80％，使用方便、实施简易、投入产出比高、经济效果显著。
文档编号A61M5/24GK101496768SQ20081006397
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者关和瑜, 关绍雷 申请人:关和瑜;关绍雷