本发明涉及一种注射装置。特别地，该注射装置适合于但不受限于对个体施用皮下注射。
背景技术：
患有糖尿病的个体或患者通常需要定期将包括胰岛素的药物注射入其体内以调节其身体的血糖水平。这种定期注射通常由个体自己通过诸如胰岛素笔的已知装置或由诊所或医院中的合格医务专业人员来施用。
在医院的情况下，通常使用含有疫苗的多剂量小瓶。这种多剂量小瓶由多名患者共用。通常，在施用一定剂量的胰岛素之前，使用诸如附接有针头的注射器的装置从多剂量小瓶中提取所述剂量。为了避免通常以交叉污染的形式出现的污染问题，必须严格遵守安全程序，诸如为每个不同的患者使用消毒的新的注射器和针头。通常，这种涉及医院中使用的注射器和针头的安全程序包括在给患者施用药物剂量后立即销毁它们。因此，这种注射器和针头(共同地称为注射装置)的成本通常较低。结果，与用于个人和多次使用的多功能胰岛素笔不同，这种注射装置不具备增强的安全特征，以使针头对于医务专业人员伤害最小化。
然而，尽管有这样的安全程序，但由于人为错误而导致未能遵守这种程序，这意味着仍有可能发生污染。除了由于程序性失误造成的污染以外，医务专业人员还可能因使用过的针头引起的意外针头刺破或伤害而受到污染。鉴于上述情况，仍然需要提供一种具有成本效益且简单的注射装置，其可以减少污染的可能性并且同时增强医务专业人员的安全性。
因此，本发明的目的是试图减轻上述问题。
技术实现要素：
考虑到前述内容，本发明在其最广泛的方面涉及一种注射装置，包括：
针筒，所述针筒具有针头从其伸出的近端末端；
针头组件，所述针头组件具有双尖中空针头和偏压装置，所述偏压装置能够操作以将所述双尖中空针头偏压远离所述针筒的近端末端；
药筒；以及
机构，所述机构能够操作以使所述药筒由所述针头的第一末端刺穿并且使所述针头的第二末端从所述针筒的所述近端末端伸出并且被锁定在伸出位置。
优选地，偏压装置是弹簧，并且以这种形式，它是压缩弹簧。
优选地，所述机构适于确保所述刺穿和所述伸出的动作同时发生。
优选地，所述针筒的形状和尺寸被设计成与所述机构、所述针头组件或所述药筒中的至少一个配合地接合。
在这种形式中，在所述针筒与所述机构、所述针头组件和所述药筒中的至少一个之间的所述配合接合通过以下呈现来提供：
a)相应的凸螺纹和凹螺纹；
b)相应的肩部和适于坐落在所述肩部上的相应的外围形态；
c)可动卡扣和卡扣接纳孔口；或者
d)过盈配合。
优选地，所述机构形成所述药筒的一部分。
优选地，所述机构包括橡胶插塞，所述橡胶插塞具有第一部段和第二部段，从而一旦插入针筒中，则在第一部分搁置在针筒的第二末端的圆周外围时，第二部段被布置成过盈配合，促使药筒抵靠双尖中空针头的第一末端。
优选地，针筒包括第一部分和第二部分，其中第一部分适于接纳和保持针头组件，并且第二部分适于接纳和保持药筒和/或机构。
优选地，所述机构进一步使得所述针头能够从其伸出位置解锁，并且在解锁位置中所述针头自动地完全缩回到所述针筒中。
优选地，所述机构适于确保所述刺穿和所述伸出的动作同时发生。
优选地，所述药筒被预先填充药物。
优选地，所述针筒的所述远端末端的形状和尺寸被设计成与所述机构、所述针头组件或所述药筒中的至少一个配合地接合。
优选地，所述机构包括：
a.橡胶插塞，所述橡胶插塞具有第一部段和第二部段，使得所述第二部段布置成促使所述药筒抵靠所述针筒的第二部分的内壁；和
b.耦接装置，使得当所述第一部分和所述第二部分耦接在一起时，所述药筒由所述双尖中空针头的所述第一末端刺穿，并且所述双尖中空针头的所述第二末端从所述针筒伸出并且保持在所述伸出位置。
优选地，所述针筒由复合材料形成并且以这种形式，所述复合材料包括由玻璃制成的内层和由塑料材料制成的外层。
优选地，所述机构包括：a.橡胶插塞，所述橡胶插塞具有第一部段和第二部段，使得所述第二部段布置成促使所述药筒抵靠所述针筒的第二部分的内壁；和b.耦接装置，使得当所述第一部分和所述第二部分耦接在一起时，所述药筒由所述双尖中空针头的所述第一末端刺穿，并且所述双尖中空针头的所述第二末端从所述针筒伸出并且保持在所述伸出位置。
优选地，所述机构包括靠近所述针筒的第二末端布置的一对挡板，以防止所述药筒由于所述偏压装置而从所述针筒弹出。
虽然药筒可以通过将薄壁区段策略性地放置在其一个或多个末端处而被刺破，但是优选地，所述药筒包括多个可拆卸的弹性密封件，针头可以穿透所述多个可拆卸的弹性密封件。
附图说明
为了使本发明更容易被理解并且被付诸实践，现在将参考附图，其仅通过示例的方式阐述了本发明的优选实施例，其中：
图1a示出了根据本发明实施例的注射装置的等距视图；
图1b示出了根据图1a中所示的实施例的注射装置的分解图；
图2示出了图1a的装置的组装和使用；
图3a示出了根据本发明另一实施例的注射装置的等距视图；
图3b示出了根据图3a中所示的实施例的注射装置的分解图；
图4示出了图3a的装置的组装和使用；
图5a示出了根据本发明又一实施例的注射装置的等距视图；
图5b示出了根据图5a中所示的实施例的注射装置的分解图；
图6示出了图5a的装置的组装和使用；
图7a示出了根据本发明的最终实施例的注射装置的分解透明视图，该注射装置被分成标为a、b和c的通用区段；
图7b示出了如图7a中所示的注射装置的分解实体图；
图8a示出了图7a和图7b中所示的注射装置已经预组装时的区段a的等距视图；
图8b示出了图7a和图7b中所示的注射装置已经预组装时的区段a的侧视图。
图8c示出了图8b的侧视图的一部分的更详细视图；
图9a示出了图7a和图7b中所示的注射装置已经预组装时的区段b的等距视图；
图9a示出了图7a和图7b中所示的注射装置已经预组装时的区段b的侧视图；
图10示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第一步骤-预组装的区段b将被插入预组装的区段a中；
图11示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第二步骤的两个视图-预组装的区段b被推动成与预先组装的区段a接触；
图12示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第三步骤的两个视图-针头的伸出和预组装的区段b锁定到预组装的区段a中；
图13示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第四步骤-将区段c插入预组装的区段b和区段a的锁定部件中；
图14示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第五步骤的三个视图-将区段c锁定到预组装的区段b；
图15示出了图14中所示的完全组装的注射装置的应用顺序的第六步骤的三个视图-药物的抽取；
图16示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第七步骤的三个视图-在注射之后，区段c柱塞的继续推进以将区段b从其与区段a的锁定位置释放；和
图17示出了图7a和图7b中所示的注射装置的应用顺序的第八步骤的三个视图-区段c柱塞和区段b从区段a撤回。
具体实施方式
根据本发明的实施例，其包括注射装置10。参考图1a和图1b，装置10包括圆柱形针筒12、针头组件14、插塞16和柱塞18。装置10还包括药筒20，优选含有单剂量的流体组合物，用于施用于个体。流体组合物的非穷举性实例可以是用于治疗糖尿病、具有活性成分胰岛素的疫苗或药物。
圆柱形针筒12作为容器将各个部件保持在一起。
圆柱形针筒12是单件式针筒12，并且包括第一末端12a和第二末端12b。第一末端12a包括针头24从其伸出或缩回的孔。
第二末端12b包括用于接纳针头组件14、药筒20、插塞16和柱塞18的开口。圆柱形针筒12的使用大大有助于这些各个部件的组装，因为它们能够滑动地接纳在针筒12内。这种简单的组装很容易适用于大批量自动化生产，并且与其它装置相比，组装成本显著改进。
针头组件14包括针头保持器22、针头24和偏压装置26。针头24是适合于插入个体/患者的皮下层中的双尖中空针头。一些流体组合物，诸如用于治疗糖尿病、具有活性成分胰岛素的药物，通常被皮下注射，即注入位于皮下和覆盖下面肌肉的肌肉膜之间的皮下组织中。如果胰岛素被注射到肌肉组织中，其将被快速吸收到体内，并且可能导致血糖的不必要的下降。
为了防止注射胰岛素至肌肉，可以将胰岛素注射到提升的皮褶中。可替代地，针头24很短，因而可以适于适合插入个体/患者的皮下层，使得可以在没有皮褶的情况下直接注射胰岛素。针头24可以是约4毫米(mm)至约16mm、约6mm至约16mm、约8mm至约12mm、约4mm至约10mm、约4mm至约8mm或约4mm至约6mm。
针头保持器22的形状与圆柱形针筒12类似，并且具有略小于圆柱形针筒12的直径用于插入至圆柱形针筒12中。针头保持器22包括槽22a，槽的形状和尺寸被设计成使得双尖针头24穿过其插入并且被保持就位。在使用中，中空针头24允许流体组合物从刺穿的药筒20流到针头24。
插塞16包括第一部段16a和第二部段16b。插塞16是橡胶插塞16。第一部段16a具有与圆柱形针筒12的直径类似的直径。第二部段16b的直径略小于圆筒形针筒12的直径，使得当可滑动地接纳到圆柱形针筒12中时，第二部段16b插入至圆柱形针筒12中，并且第一部段16a紧贴地位于第二末端12b的开口上。在操作中，插塞16能够操作以接合药筒20并且启动药筒20以供使用。
一旦插塞16被推动就位，针头24就从圆柱形针筒12的第一末端12a伸出。柱塞18包括第一部段18a和第二部段18b。第一部段18a具有与圆柱形针筒12的直径类似的直径。
包括突起或凸缘18c的第二部段18b从第一部段18a延伸，突起或凸缘18c能够操作以接触插塞16的第二部段16b并且便于沿着圆柱形针筒12的长度的滑动运动。在操作中，柱塞18用于接触药筒20以促使流体组合物流出药筒20进入针头24中。药筒20包括第一末端20a以及第二末端20b，第一末端20a能够操作以与插塞的第二末端16b接合，当抵靠针头24向药筒20施加足够的力时，第二末端20b可以被双尖针头24刺穿。药筒20还包括布置在第一末端20a处的橡胶密封件20c。当药筒的第二末端20b被刺穿时，柱塞18接触橡胶密封件20c并且将橡胶密封件20c朝向第二末端20b推动，从而将流体组合物推出药筒20。
参考图2，可以按照以下顺序组装各个部件以形成装置10。针头组件14首先被接纳在圆柱形针筒12内并且被布置成使得针头24被通过压缩弹簧26防止从圆柱形针筒12的第一末端12a伸出，该压缩弹簧26操作以促使针头组件14远离圆柱形针筒12的第一末端12a。因此，意外针头刺破或伤害的风险被消除。此外，不需要诸如安全防护罩的额外的部件以防止意外的针头刺破或伤害。
在该布置中，弹簧26的一端接触圆柱形针筒12的第一末端12a，并且弹簧26的另一端接触针头保持器22。接着，容纳流体组合物的药筒20被插入至圆柱形针筒12中。应该理解，药筒20接触针头组件14，但是在没有足够大的力促使药筒20抵靠针头24的情况下药筒20不会被刺穿。
接着将插塞16插入至圆柱形针筒12中。当插塞16被插入至圆柱形针筒12中时：
i.插塞16的第二部段16b抵靠药筒的第一末端20a；并且将药筒20朝向圆柱形针筒12的第一末端12a推动；
ii.药筒20继而抵靠针头组件14朝向圆柱形针筒12的第一末端12a推动；以及
iii.弹簧26被压缩。
上述过程一直持续直到针头24的一端从第一末端12a伸出，并且针头24的另一端刺穿药筒20，从而允许流体从药筒20流到中空针头24。随着插塞16被推入圆柱形针筒12内，当插塞16的第二部段16b与圆柱形针筒12的内表面接触时，插塞16的第二部段16b的过盈配合防止弹簧26将针头组件14推适当位置或使伸出的针头24被缩回。
一旦针头24的一端从圆柱形针筒12伸出并且针头的另一端刺穿药筒20，装置10便准备好可供使用，即用于将诸如胰岛素的流体组合物注射到个体中。在使用中，柱塞18通过插塞16被推入圆柱形针筒12中并且接触橡胶刷/密封件20c。随着密封件20c移动，流体组合物被促使流出药筒20而到达针头24。在使用时，插塞16和柱塞18可以简单地从圆柱形针筒12移除。
一旦插塞16被移除，弹簧26便操作以促使针头组件14远离圆柱形针筒12的第一末端12a。随着针头组件14被促使远离第一末端12a，针头24接着同时从第一末端12a缩回。装置10然后可以安全地销毁/处理，而无需使针头从圆柱形针筒12伸出，因此使针头刺破或伤害的风险最小化。
此外，由于避免了多剂量小瓶，污染的风险也被降低。相反，使用包括适合于患者的单剂量的药筒20。所使用的部件也相对便宜，并且易于批量生产。例如，柱塞18、插塞16和圆柱形针筒12可以由合成塑料材料制成，并且因此可以在一次使用之后经济地销毁。每个装置10也可以是用完即可丢弃的。
因此，装置10的制造在商业上是可行的，使得生产成本与其它注射装置的成本相比是合理的。这与成本必须通过重复使用来支持的其它装置形成对比。此外，本领域技术人员将会理解，每次重复使用都需要消毒，这进一步增加了其它装置的成本。
此外，在消毒之前，用过的药筒以及特别是使用过的针头必须被移除和销毁，这使使用者暴露于针头刺破或伤害的风险。另外，某些非常严重疾病的载体被认为是对定期消毒具有抵抗性。相反，装置10便宜、安全并且便于使用。根据本发明的另一个实施例，其包括注射装置100。圆柱形针筒12设置有用于与针头帽组件140耦合的耦合装置130，而不是具有用于保持针头组件、插塞和柱塞的单件式针筒12。
在装置100中，引入另外的针头帽组件140以容纳针头组件14。该实施例适合与预填充胰岛素笔一起使用。
参考图3a和图3b，其中相似的附图标记指代相似的部件，圆柱形针筒12用于接纳包含单剂量流体组合物的药筒20。该流体组合物可以是用于治疗糖尿病、具有活性成分胰岛素的的疫苗或药物。针头帽142包括双尖中空针头24的一端从其伸出的孔。
针头24的另一端与形成在改进的针筒12’上的孔对齐，使得当针头帽组件140耦接至圆柱形针筒12’时，针头24的另一端将在耦合过程中刺穿药筒20。
改进的针筒12’和针头帽142各自包括呈凸螺纹和凹螺纹的形式的配合耦接装置130。参考图4，装置100按以下顺序组装。容纳流体组合物的药筒20被插入至改进的针筒12’中并且抵靠靠近改进的针筒12’的螺纹130的末端搁置。接着将设置有过盈配合的插塞16插入改进的针筒12’中以将药筒20保持就位。
针头帽组件140容纳针头保持器、针头和压缩弹簧，布置成使得当针头帽142经由螺纹130与改进的针筒12’耦接时，针头的一末端从针头帽伸出，而针头的另一端刺穿药筒20并且使弹簧26压缩。
装置100准备好可供使用。在使用中，柱塞18被推动通过插塞16并且接触橡胶刷/密封件20c以促使流体内容物从药筒20流出到针头24。一旦使用，针头帽组件140可以从圆柱形针筒120解除耦接。
在解除耦接之后，包括整个针头24的针头组件14通过在针头帽146内的相同“肩型”布置的有利位置而整个地保持在针头帽146内，如图8c所示。然后可以安全地处理或销毁装置100而不引起意外的针头刺破或伤害。
比较装置100和装置10，如果装置的总长度与较短的、改进的针筒12’相同，则插塞16的将药筒20保持就位的第二部段16b将具有较短的长度。图5a和图5b示出了本发明的另一实施例，其省略了对插塞16的需求。在图5a和图5b所示的实施例中，该组件类似于图1a和图1b中所示的布置，除了圆柱形针筒12的开口末端12b包括弹性装置310之外。
弹性装置310包括靠近开口末端12b定位的两个挡板310a、310b。随着药筒20被插入至圆柱形针筒12中，药筒20的外表面抵靠挡板310a、310b推动，挡板310a、310b继而被压缩并且朝向圆柱形针筒12的内壁推动。当药筒20被完全插入时，药筒20不再在挡板310a、310b上施加将挡板310a、310b抵靠圆柱形针筒12的内壁推动的侧向力。
挡板继而不再会被压缩并且因此能够恢复到其原始形状，从而阻止由于通过弹簧26作用的力而使药筒20的顶部表面滑出圆柱形针筒12。310a、310b的尺寸设计成使得它们允许柱塞18的部段18b容易地进入圆柱形针筒12以排放流体组合物，但是一旦柱塞完全插入，柱塞18的部段18a便抵靠挡板310a、310b起作用以打开挡板310a、310b。
由于弹簧26的作用，药筒20因此可以而容易地从圆柱形针筒12弹出。同时，针头24也由于弹簧26的相同动作而自动缩回。
在一些实施例中，钩或止动件机构可形成在药筒20上，钩或止动件机构能够操作以执行与挡板310类似的功能。这种机构用于使药筒被双尖中空针头的第一末端刺穿并且同时使双尖中空针头的第二末端从圆柱形针筒12伸出并且保持在伸出位置。如果图5b的实施例的装置的总长度具有与装置10、装置100的长度类似的长度，那么在没有插塞16的情况下，应当理解，药筒20的长度可以更长以实现针头24的类似致动。
在一些实施例中(前向地参见图7a)，药筒20可以不填充任何流体组合物或疫苗。在这些实施例中，在将填充的药筒20插入圆柱形针筒中之前，将会有额外的步骤，即用必要的疫苗或流体组合物填充药筒20。
在一些实施例中，药筒20可以由复合材料形成，复合材料包括由玻璃制成的内层和由塑料材料制成的外层。在操作中，药筒20的内层与流体组合物接触。这样的布置是有利的，因为某些药物/疫苗可以与塑料材料反应，并且内玻璃层有效地防止在流体组合物和外塑料层之间发生任何非预期的化学反应。外塑料材料层用作保护易碎内玻璃层的覆盖物。
图7a示出了本发明的另一实施例，一般标记为500的注射装置，其包括：
1)细长圆柱形针筒501、针头组件，针头组件包括压缩弹簧502、防护插塞503、双末端中空针头504和适于将针头504密封就位的针头保持器505(共同地形成装置500的区段a)；
2)由圆柱形管506形成的细长圆柱形空药筒，该空药筒通过在其近端末端处的前部弹性密封件507和在其远端末端处的后弹性密封件508连同柱塞适配件509密封(这些部件共同地形成装置500的密封药筒或区段b)；以及
3)柱塞510。
由塑料材料形成的针筒501设置有内部圆形肩部511，以防止针头组装部件502-505一旦插入针筒501中并且初始被推动超过肩部511就脱落，因为针头保持器505的外围此时就坐落在肩部511上。图8a-8c示出了区段a部件的预组装并且示出了肩部511与针头保持器505的外围之间的关系。
图9a和9b示出了预组装的区段b，其包括插入至圆柱形管506中的前部和后部密封件507和508，以密封并且防止稍后其将包含的流体药物逸出。圆柱形管506设置有适于接纳前部密封件507的颈部的弯曲前部圆形肩部512和适于接纳后部密封件508的配合圆形凹部的圆形肩部513。
后部密封件508和柱塞适配件509彼此配合以完成预组装，前者提供外围肩部514以将柱塞适配件509锁定就位，并且后者提供弹性主体515以将圆形凹部抵靠肩部513偏压从而将后部密封件508锁定就位。
图10示出了预组装的区段b即将被插入预组装的区段a中。
从图11可以清楚地看到，随着区段b可滑动进入区段a，面对前部密封件507的双末端针头504的一端将最终刺穿密封件507，压缩弹簧502现在开始用作抵抗区段b进一步向内运动的偏压件，并且弹簧502的压缩也使针头504的另一端开始从针筒501的近端末端退出。
分别位于针筒501和管506的远端末端处的弹性卡扣516和孔口517配合以使区段b与区段a可滑动地接合(随着区段b被进一步推入区段a中)以将区段b锁定到区段a中(参见图12)。
在这一点处，压缩弹簧502的压缩处于最大，结果是针头504的相应末端完全插入穿过密封件507并且完全伸出针筒501的近端末端。卡扣516的弹性通过包含卡扣516的管506的远端末端设置有多个细长通道517这一事实来提供，该细长通道517将管506的远端末端分成能够弯曲并且因此使得卡扣516径向弯曲的区段。
从图13和14中，柱塞510在其近端末端处包含一对钳口518，其适于以卡扣配合布置与柱塞适配件509的对应配合部分519接合和锁定。一旦实现了该锁定，就可以开始用药物填充注射装置500。
图15示出涉及由区段a、b和c组成的完全组装的注射装置的动作的顺序，以从隔膜密封容器520抽取药物。将注意到朝向柱塞510的远端末端设置有与柱塞510的主轴线平行的同轴圆形突出部521。
在注射装置500的药物填充期间，将区段c推入区段b中直到突出部521的末端开始接触卡扣516，在该点处停止进一步将区段c推入区段b中。然后将从针筒501的近端末端伸出的针头504穿过隔膜插入容器520中。然后将区段c相对于区段b拉回并且将药物抽入注射装置500中。然后针头504从容器520中退出。
在注射药物后，图16描绘了将降低任何形式污染的风险的程序的下一阶段。区段c现在被完全推入区段b中并且在该动作的最后部分，突出部521的末端与卡扣516接合并且促使卡扣516径向向内移动，从而从区段a解锁区段b。一旦被解锁，处于其压缩状态的弹簧502就能够松弛回到其未压缩状态，并且因为它这样做，它起到偏压件的作用，从而相对于区段a推动区段b并且推出区段a。随着区段b退出，部分真空将区段c保持在区段b内。
同时，如图17所描绘的，弹簧502还将针头504从针筒501的近端末端完全缩回到针筒501的主体中。应当理解，所描述的实施例的各个部件(包括例如柱塞18、插塞16、药筒20、针头组件14、针筒12、针筒12'、针头帽组件140、弹性装置310)可以被混合并且匹配以形成另外的实施例。
单个或多个的各个部件也可以以用于用户的套件的形式提供。
在所描述的各种实施例中，应当理解，插塞16、弹性装置310和耦接装置130单独或组合地用作这样的机构，该机构能够操作以使药筒被双尖中空针头的第一末端刺穿同时使双尖中空针头的第二末端从针筒伸出并且保持在伸出位置。这样的布置是有利的，因为注射装置中的针头通常处于缩回状态直到针头伸出时才被致动。一旦使用，针头就会缩回，并且装置可以安全地销毁。
还应当理解，上述实施例仅通过本发明的示例提供，并且对相关领域的技术人员显而易见的对其的进一步修改和改进被认为落入本文所描述的本发明的宽广范围和范畴内。
应该进一步认识到，尽管本发明覆盖了各个实施例，但它也包括所讨论的实施例的组合。因此，在一个实施例中描述的特征与另一实施例中描述的特征不相互排斥可以被组合以形成本发明的又一实施例。