准确剂量控制机构和药物递送注射器的制作方法

本发明涉及准确剂量药物递送注射器。更具体地，本发明涉及准确剂量控制机构、结合了这种控制机构的药物递送注射器、操作这种装置的方法、以及组装这种装置的方法。

背景技术：

各种研究已表明，剂量递送的准确性受许多因素的影响，包括：医师采用的注射方法、在剂量配给期间不能准确读取和控制柱塞行程、以及与在剂量配给步骤之前用于从注射器排出空气的排气充注(prime)步骤相关联的剂量损失。通过使用具有大剂量体积与轴向平移比率的药物递送注射器会使这些效应被特别地放大(即，甚至在柱塞的下压距离小量递增时也能分配大量药物，大直径注射器可能就是这种情况)；当递送微升量的剂量时，该问题更加严重。虽然这些错误原因很常见，但仍需要准确剂量注射器。这种注射器在敏感操作中(例如在玻璃体内注射中)特别重要，并且对于低剂量治疗是非常理想的，在低剂量治疗中，不准确的剂量配给可能导致实质性错误并潜在地伤害患者。

研究表明，取决于医师选择是通过将注射器柱塞从10μl下压至5μl(5微升)还是通过将注射器从5μl下压至0μl来递送5μl治疗剂，所递送的治疗剂的量可能会有很大不同。另外，由于柱塞行程限位的不确定性，一些医师可能会将注射器下压超过自然行程限位，并且由于塞子与注射器筒体之间的机械顺应性而向患者递送过量的治疗剂。例如，在给定特定的注射器筒体直径的情况下，医师可以将柱塞下压超过0μl的自然停止点，并且错误地递送比所需剂量多最多20％的剂量。由于特定治疗的剂量体积需求小，因此该误差被放大。因为剂量和相关联的柱塞行程距离小，所以医师很难计量剂量配给腔室的填充量并且很难在对患者施用治疗剂时控制注射量。这种剂量配给不准确性可能导致实质性的安全风险，除了其他副作用之外，这些安全风险还包括靶区域中的压力升高以及药物功效改变(降低)。

引起剂量配给不准确性的主要原因在于不能可靠地设定柱塞行程的限位，以及在剂量配给期间柱塞密封件(或塞子)在递送结束时被下压的程度的固有可变性。在注射器制造期间，在注射器筒体上放置参考标记的潜在可变性也可能导致不准确性。如上所述，这些不准确性的原因的特征在于分配给柱塞轴向行程的体积的高灵敏度。然而，由于与使用者在较小剂量配给范围内读取和控制柱塞行程相关联的挑战，在这种应用中难以采用机械行程限位。简单地说，因为剂量如此之小，医师难以识别注射器筒体上的剂量测量值，并且难以在注射期间准确地控制柱塞下压和剂量。

除了提高剂量配给准确性之外，有用的是将排气充注(priming)步骤的功能结合到注射器设计中以减少或消除剂量配给腔室内的气泡。此步骤对于将安全风险降到最低、改善操作卫生条件以及降低靶部位的压力非常有用。在填充期间将出现气泡的可能性降到最低有助于临床医生精简药物递送过程。采用预填充式注射器可有助于将气泡减至最少。然而，甚至预填充式注射器也不能完全消除填充过程中所捕获的空气。

因此，实质上需要以下注射器：这些注射器允许使用者容易地识别和控制剂量、在药物递送之前将剂量配给腔室内存在的气泡减至最少、并且确保所需药物剂量的准确递送。优选的是，这种注射器能够实现预填充以利用与使用此类产品相关联的益处。

此外，在准确剂量注射之前，一些药物需要混合两种流体或重构干燥或冻干药物。这允许例如在即将注射之前将稀释剂添加到脱水的、冻干的、干燥的或粉末状的活性物质中，这对于在以水合形式储存时发生降解或活性丧失的物质特别有用。这也允许混合两种液体，这两种液体在即将注射之前混合。

虽然已知提供了包括用于在注射之前混合可递送物质的混合装置的注射器，但市场一直不能提供能够提供一些药物所需的准确剂量递送以及如上所述的混合注射器。这种混合注射器的实例在例如美国专利申请号13/566,079中有所披露，该专利申请已转让给本披露的受让人并通过援引并入本文。除了结构本身的复杂性之外，设计可能需要复杂的组件、由使用者进行多个操作步骤，或者存在使得它们难以制造、组装或操作的其他特定细微差别。此外，一些混合注射器还必须解决多个因素，诸如容器无菌性的维持、用于密封的部件的相互作用、通气要求、和内力分布等等。当需要极高的剂量准确性时，这些挑战中的每一个挑战都会进一步复杂化。

技术实现要素：

本发明提供了允许对药物治疗剂进行准确剂量配给和递送的剂量控制机构，以及结合这种控制机构的药物递送注射器。这种新型装置允许识别和控制剂量，允许注射器在药物递送之前被“排气充注”(即，排出气泡)，并且确保微升体积剂量的准确递送，所有这些均结合在与市场上可获得的常用的常规注射器类似的装置尺寸内。这种新型装置安全且易于使用，并且对于临床医师而言在美学和人体工程学方面具有吸引力，同时不会显著改变临床医生当前采用的施用可注射药物的技术。本发明的新型装置提供了这些所需的特征，而不存在与已知现有技术装置相关联的任何问题。

在第一实施例中，本发明提供了一种用于注射器的剂量控制机构。该控制机构包括：柱塞，该柱塞在其外表面上具有粗螺距螺杆；壳体，该壳体沿着其内表面具有对应的粗螺距引导件；螺杆，该螺杆具有与转接件的细螺距螺母连接的细螺距螺杆，其中该柱塞具有内部环形空间，螺杆至少部分地位于该内部环形空间中。具有粗螺距的柱塞可在对应的粗螺距引导件上旋转，并且其中柱塞的至少一部分被旋转地键合以与螺杆的对应旋转键合部分连接。粗螺距螺杆与细螺距螺杆之间的螺距比率为约1:1至约20:1，更具体地为约2:1至约10:1，更优选地为约4:1至约8:1。在优选的实施例中，粗螺距螺杆14b和细螺距螺杆30b的螺距比率为约4:1。螺杆还可括螺杆连接面以及任选的环，该环用于将螺杆直接连接到柱塞密封件或连接到柱塞杆。在至少一个实施例中，壳体具有位于其近端处的壳体盖以及允许使用者查看柱塞在壳体内的位置的窗口。柱塞可以在其外表面上具有一个或多个剂量标记，并且壳体可以具有用于对齐柱塞剂量标记的一个或多个引导标记。在由使用者使用时，柱塞轴向平移第一距离d1，从而使螺杆轴向平移第二距离d2，其中d1始终是d2的由螺距比率确定的倍数。

在第二实施例中，本发明提供了一种准确剂量药物递送注射器，该注射器具有剂量控制机构、筒体、柱塞密封件以及具有筒体末端和针头的筒体转接件组件。注射器还可括柱塞杆，该柱塞杆的一端连接到螺杆，另一端连接到柱塞密封件。注射器可以是使用时填充的注射器、预填充式注射器或安全注射器，或者它们的组合。注射器的壳体可以具有位于其近端处以保护壳体内部免受环境影响的壳体盖，以及允许使用者查看柱塞在壳体内的位置的窗口。柱塞可以在其外表面上具有一个或多个剂量标记，并且壳体可在窗口处具有用于对齐柱塞剂量标记的一个或多个引导标记。在由使用者使用时，柱塞轴向平移第一距离d3，从而使螺杆轴向平移第二距离d4。

剂量控制机构还可以被设计成相对于柱塞的轴向移动提供所需的螺杆轴向移动。换句话讲，剂量控制机构可以被定制为借助于柱塞为使用者提供所需的感觉，同时提供所需的螺杆轴向移动和相关联的药物施用。在一个实施例中，柱塞和壳体借助于可变螺距螺杆联接在一起。螺距可以相对于壳体在柱塞的行程长度上变化，或者行程可以包括两个或更多个不同的或过渡的螺距。然而，在任何情况下，可变螺距将提供至少两个螺距。

在一个实施例中，例如，壳体包括沿其内径的至少一个可变螺距螺纹，并且柱塞包括被设置成与壳体的可变螺距螺纹接合的至少一个螺纹节段。根据一个优选的实施例，壳体的可变螺距螺纹包括朝向其近端的细螺距螺纹以及朝向其远端的粗螺距螺纹。因此，如果使用者在下压柱塞时施加基本上恒定速度的移动，当柱塞的螺纹节段沿细螺距移动时，柱塞和键合的螺杆将以第一速度旋转，同时在柱塞的螺纹节段与朝向壳体的远端设置的粗螺纹接合时，柱塞和键合的螺杆将以较慢的速度旋转。以这种方式，柱塞和相关螺杆的旋转可以被定制成宽范围的旋转速度，并且因此通过利用柱塞与壳体之间的可变螺距螺杆接合来定制成螺杆的轴向移动。

可变螺距螺纹的细部可以与转接件的螺纹具有1:1的螺距比率，而可变螺距螺纹的粗部可以与所述转接件的螺纹具有高达约20:1的比率。

可变螺距螺纹可提供许多优点。例如，注射器可被构造成在使用时填充。可变螺距可以允许注射器更快速地填充。

壳体可以设置在一个或多个部件中。仅举例而言，壳体可以包括两个或更多个壳体区段，这些壳体区段包括相应螺距的螺纹，从而潜在地提供关于制造过程的优点。进一步举例而言，壳体可以包括具有粗螺距的下壳体区段和具有细螺距的上壳体区段。壳体的部件可通过任何适当的联接布置组装，该联接布置包括但不限于旋转焊接、粘合剂或联接结构，诸如螺纹或接合闩锁等。

在另一实施例中，剂量控制机构还包括壳体，该壳体包括可相对于彼此移动的第一壳体区段和第二壳体区段。例如，第二壳体区段可以定位在第一壳体区段与柱塞之间。在这样的实施例中，第二壳体区段包括被构造成与柱塞的外螺纹节段接合的内螺纹，该内螺纹可以是恒定螺距或可变螺距。第二壳体区段被构造成使得在第一构型中，第二壳体区段能够相对于第一壳体区段轴向平移。在第二构型中，第二壳体区段相对于第一壳体区段是固定的。如下所述，这允许以使用者熟悉的方式对注射器进行快速填充和排气充注，同时在递送期间提供准确的剂量控制。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于注射器的剂量控制机构，以及一种包括这种剂量控制机构的注射器。这种剂量控制机构的一个实施例包括壳体、转接件、柱塞和螺杆。壳体包括具有内表面的纵向延伸通道。转接件包括具有细螺距螺纹的通道。柱塞具有外表面和轴向延伸通道；该轴向延伸通道包括第一键面。螺杆包括螺杆外表面，该螺杆外表面包括沿着螺杆外表面的近侧部分的第二键面。螺杆的近端至少部分地设置在柱塞的轴向延伸通道内。第二键面的至少一部分设置在柱塞的轴向延伸通道内，并与第一键面接合以进行滑动移动，使得柱塞的旋转移动引起螺杆的旋转移动。螺杆外表面的远侧部分包括细螺距螺杆螺纹，该细螺距螺杆螺纹至少部分地设置在转接件的细螺距螺纹内并与该细螺距螺纹连接。在柱塞与壳体之间设置有接合螺杆螺纹装置。该接合螺杆螺纹装置包括至少一个螺纹节段和具有可变螺距螺纹的螺距引导件。壳体的纵向延伸通道的至少一部分包括螺距引导件和至少一个螺纹节段中的一个，并且柱塞包括螺距引导件和至少一个螺纹节段中的另一个。柱塞至少部分地位于壳体内，其中至少一个螺纹节段与螺距引导件接合。在剂量控制机构的至少一个实施例中，可变螺距螺纹包括至少两个不同的螺距。在至少一个另外的实施例中，可变螺距沿着可变螺距的至少一部分连续变化。

这种剂量控制机构的至少另一个实施例包括壳体、转接件、柱塞和螺杆，其中壳体包括具有内表面的纵向延伸通道，并且至少包括被设置用于在回缩位置与伸展位置之间相对于彼此伸缩移动的第一壳体区段和第二壳体区段。转接件包括具有细螺距螺纹的通道。柱塞具有外表面和轴向延伸通道，该轴向延伸通道包括第一键面。螺杆的近端至少部分地设置在柱塞的轴向延伸通道内。螺杆具有螺杆外表面，该螺杆外表面包括沿着近侧部分的第二键面。第二键面的至少一部分设置在柱塞的轴向延伸通道内，并与第一键面接合以进行滑动移动，使得柱塞的旋转移动引起螺杆的旋转移动。螺杆外表面的远侧部分包括细螺距螺杆螺纹，该细螺距螺杆螺纹至少部分地设置在转接件的细螺距螺纹内并与该细螺距螺纹连接。在柱塞的外表面与壳体之间设置有接合螺杆螺纹装置。该接合螺杆螺纹装置包括至少一个螺纹节段和具有螺纹的螺距引导件。壳体的纵向延伸通道的至少一部分包括螺距引导件和至少一个螺纹节段中的一个；柱塞包括螺距引导件和至少一个螺纹节段中的另一个。柱塞至少部分地位于壳体内，其中至少一个螺纹节段与螺距引导件接合。根据至少一个实施例，第一壳体区段和第二壳体区段被设置用于在回缩位置与排气充注位置之间移动。根据至少一个实施例，当第一壳体区段和第二壳体区段在回缩位置与伸展位置之间相对于彼此伸缩时，允许在它们之间进行旋转移动。

另外，在至少一个实施例中，剂量控制机构包括剂量反馈机构。反馈机构可以向使用者提供触觉反馈，以便例如识别所需的递送体积。当使用者将柱塞杆/螺杆拨到其所需的剂量体积时(即，当使用者在窗口中所需的微升设置时)，使用者会感觉到触觉凹口或停止点，这样使用者就会知道应该检查是否已达到所需的剂量体积。反馈机构可以包括多个基于体积的卡位，以指示例如注射器何时处于20微升、10微升和5微升的递送体积。在一个实施例中，一个或多个夹子可附接到壳体以在轴向位置处与柱塞杆/螺杆接合，该轴向位置对应于一个或多个所需的设定点/停止点。夹子可以具有一个或多个径向向内延伸的插针，该插针在例如壳体的螺杆螺纹部分处穿过壳体中的对应的孔。夹子插针被构造成可移除地接合或接触柱塞杆/螺杆中的一个或多个对应凹部、凹坑、孔等。当使用者轴向旋转柱塞杆/螺杆以拨到他们所需的递送体积时，使得夹子插针接触/接合对应于限定的设定点/停止点的螺杆凹部。设定点/停止点凹部的尺寸被设计为使得每个凹部与用于药物递送的注射器中的药物体积的量对应。因此，可使用包括夹子插针的多个夹子通过多个孔接合壳体，以便沿着柱塞杆/螺杆的轴向长度在各个设定点处接合柱塞杆/螺杆，以向使用者给出关于在注射器内所拨的剂量体积的一个或多个触觉反馈。在另一实施例中，夹子插针可以预先建立并被模制成壳体上的径向向内的面。

在另一实施例中，制造具有控制机构的注射器的方法包括以下步骤：(i)将筒体转接件组件安装到注射器筒体的远端；(ii)通过注射器筒体的近端安装柱塞密封件；以及(iii)将控制机构安装到注射器筒体的近端，其中控制机构可以与柱塞密封件保持接触。在(ii)通过注射器筒体的近端安装柱塞密封件的步骤之前，该方法还可括以下步骤：用流体物质至少部分地填充筒体。在至少一个实施例中，转接件是双部件转接件，该双部件转接件具有近侧转接件部分和远侧转接件部分。近侧转接件部分具有一个或多个连接插针，并且远侧转接件部分具有对应的连接端口，当被推压在一起时，连接插针和对应的连接端口汇合、配合或以其他方式连接以将转接件的两个部分合在一起。步骤(i)和(ii)以及至少部分地用流体物质填充筒体的任选步骤可以在无菌环境中进行以保持容器的完整性和注射器的无菌性。

本发明还提供了组装剂量控制机构的方法，制造具有剂量控制机构的注射器的方法，以及操作这种机构和注射器的方法。这种新型装置和方法允许识别和控制剂量，允许注射器在药物递送之前被“排气充注”(即，排出气泡)，并且确保微升体积剂量的准确递送，所有这些均结合在与市场上可获得的常用的常规注射器类似的装置尺寸内。在本说明书中，除非另有说明，否则“包括(comprise，comprises，comprising)”或相关术语例如“包含”或“由...组成”是以包含但非排他的方式使用的，所以所陈述的整数或整数组可以包括一个或多个其他未陈述的整数或整数组。如将在下面进一步描述的，本发明的实施例可以包括可以被认为是医疗器械行业中的标准部件的一个或多个附加部件。这些部件以及包含这些部件的实施例在本发明的预期之内，并且应理解为落在本发明的广度和范围内。

附图说明

本文参考以下附图描述了本发明的以下非限制性实施例，在附图中：

图1a示出了根据本发明的至少一个实施例的剂量控制机构的侧面正视图；

图1b示出了平面“b”中的截面图，该平面“b”垂直于图1a的剂量控制机构的轴线“a”；

图2a示出了当部件可出现在准备注射操作阶段时图1所示的剂量控制机构的截面图；

图2b示出了当部件可出现在剂量终点操作阶段时图1所示的剂量控制机构的截面图；

图3a示出了沿图1a所示的剂量控制机构的轴线“a”分解的分解图；

图3b示出了沿图1a所示的剂量控制机构的轴线“a”分解的截面图；

图4a示出了根据本发明的第二实施例的结合剂量控制机构的药物递送注射器的等距视图；

图4b示出了图4a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图；

图5a示出了根据本发明的另一实施例的结合剂量控制机构的另一药物递送注射器的等距视图；

图5b示出了图5a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图；

图6a示出了根据本发明的另一实施例的结合剂量控制机构的又一个药物递送注射器的等距视图；

图6b示出了图6a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图；

图7a示出了根据本发明的至少一个实施例的结合剂量控制机构的预填充式药物递送注射器的初始组装阶段的等距视图；

图7b示出了图7a所示的预填充式药物递送注射器在完成组装后的等距视图；

图7c示出了图7a所示的预填充式药物递送注射器在准备注射操作阶段中的等距视图；

图7d示出了图7a所示的预填充式药物递送注射器在剂量终点操作阶段中的等距视图；

图8a示出了当部件可出现在准备注射操作阶段中时剂量控制机构的替代性设计的截面图；

图8b示出了当部件可出现在准备注射操作阶段时8a所示的剂量控制机构的截面图；

图8c示出了当部件可出现在剂量终点操作阶段时图8a所示的剂量控制机构的截面图；

图9a示出了沿图8a至图8c所示的剂量控制机构的纵向轴线分解的分解图；

图9b示出了沿图8a至图8c所示的剂量控制机构的纵向轴线分解的剖视分解图；

图10a是根据本发明的结合剂量控制机构的另一实施例的注射器的截面图，其中壳体被示出为处于伸展位置；

图10b是图10a的注射器的侧面正视图；

图10c是处于排气充注位置的图10a和图10b的注射器的截面图；

图10d是处于图10c所示的位置的图10a和图10b的注射器的侧面正视图；

图10e是完成递送时图10a至图10d的注射器的截面图；

图10f是处于图10e所示的位置的图10a至图10d的注射器的侧面正视图；

图11a是沿纵向轴线分解的图10a至图10f的剂量控制机构的分解图；

图11b是沿纵向轴线分解的图10a至图11a所示剂量控制机构的剖视分解图；

图12a是根据本发明的剂量控制机构的另一实施例的侧面正视图，其中壳体被示出为处于回缩位置；

图12b是图12a的剂量控制机构的侧面正视图，其中壳体被示出为处于伸展位置；

图12c是处于排气充注位置的图12a和图12b的剂量控制机构的侧面正视图；

图12d是处于准备递送位置的图12a至图12c的剂量控制机构的侧面正视图；

图12e是递送过程中的图12a至图12d的剂量控制机构的侧面正视图；

图13a是处于图12a所示回缩位置的图12a至图12f的第一壳体区段和第二壳体区段的接合面的放大局部等距视图，其中第一壳体区段被示出为部分透明以示出内部结构；

图13b是处于图12b所示伸展位置的图12a至图12f的第一壳体区段和第二壳体区段的接合面的放大局部等距视图，其中第一壳体区段被示出为部分透明以示出内部结构；

图13c是处于图12e所示递送位置的图12a至图12f的第一壳体区段和第二壳体区段的接合面的放大局部等距视图，其中第一壳体区段被示出为部分透明以示出内部结构；

图14是图12a至图13c的实施例的第二壳体区段的放大等距视图。

图15是根据本发明的实施例的在第一壳体区段与第二壳体区段之间的接合结构的实施例的放大局部截面图；

图16a是根据本发明的另一实施例的结合剂量控制机构的注射器的侧面正视图，该剂量控制机构包括触觉反馈特征；

图16b是图16b的注射器的侧面正视局部截面图，该注射器被剖开以示出触觉反馈特征；

图16c是图16b的截面部分的放大视图。

具体实施方式

如本文中用于描述剂量控制机构、药物递送注射器或本发明的部件的任何相对位置所使用，术语“轴向的”或“轴向地”大体上是指控制机构和注射器优选地围绕其(但不一定对称地围绕其)定位的纵向轴线“a”。术语“径向的”大体上是指与轴线“a”垂直的方向。术语“近侧”、“后部”、“后向”、“背部”或“反向”大体上是指在方向“p”上的轴向方向。术语“远侧”、“前部”、“前向”、“下压的”或“正向”大体上是指在方向“d”上的轴向方向。如本文所用，术语“玻璃”应理解为包括适于在通常需要玻璃的制药级应用中使用的其他类似的非反应性材料，包括但不限于某些非反应性聚合物，如环烯烃共聚物(coc)、环烯烃聚合物(cop)等。术语“塑料”可以包括热塑性聚合物和热固性聚合物两者。热塑性聚合物可以通过加热再次软化到其原始状态；热固性聚合物不可以。如本文所用，术语“塑料”主要指可模制的热塑性聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯、或丙烯酸树脂，这些可模制的热塑性聚合物通常还包含其他成分，诸如固化剂、填充剂、增强剂、着色剂、和/或增塑剂等，并且可以在热和压力下形成或模制。如本文所用，术语“塑料”不旨在包括经批准用于其可与治疗性液体直接接触的应用中的玻璃、非反应性聚合物、或弹性体，这些治疗性液体可以与塑料相互作用或者可以被以其他方式可能从塑料进入液体的取代基降解。术语“弹性体”、“弹性体的”或“弹性体材料”主要指交联的热固性橡胶状聚合物，其比塑料更容易变形但被批准与制药级流体一起使用并且在环境温度和压力下不易于浸出或气体迁移。“流体”主要是指液体，但也可以包括分散在液体中的固体的悬浮液，以及溶解于或以其他方式一起存在于注射器的含流体部分内的液体中的气体。根据本文所述的各个方面和实施例，提到“偏压构件”，例如在用于回缩针头或针头组件的一个或多个偏压构件的上下文中。应当理解，偏压构件可以是能够储存和释放能量的任何构件。非限制性实例包括弹簧，例如螺旋弹簧、压缩或拉伸弹簧、扭力弹簧和片簧、弹性可压缩或弹性带、或具有相似功能的任何其他构件。在本发明的至少一个实施例中，偏压构件是弹簧，优选地是压缩弹簧。

本发明的新型装置提供了允许对药物治疗剂进行准确剂量配给和递送的剂量控制机构，以及结合这种控制机构的药物递送注射器。这种装置安全且易于使用，并且对于临床医师而言在美学和人体工程学方面具有吸引力。本文所述的装置结合了使装置的启动、操作和锁定对于即使未经训练的使用者而言也很简单的特征。本发明的新型装置提供了这些所需的特征，而不存在与已知现有技术装置相关联的任何问题。本文参考附图进一步描述了新型剂量控制机构、药物递送注射器及其相应部件的某些非限制性实施例。

各种研究表明，使用常规注射器的剂量递送的准确性受许多因素的影响，包括在剂量配给期间不能准确读取和控制柱塞行程。使用具有高剂量体积与轴向平移比率的常规药物递送注射器(即，甚至在柱塞的下压距离小量递增时也能分配大量药物，大直径注射器可能就是这种情况)显著放大了这种不准确性。随着高成本、小体积药物治疗剂越来越多地进入市场，准确地剂量配给并将这种低容量治疗剂递送至患者变得越来越重要。本发明的实施例通过利用新型剂量控制机构克服了使用常规注射器来对小体积治疗剂进行剂量配给和递送所面临的挑战。如本文将进一步描述，新型剂量控制机构允许使用者对所需体积的药物治疗剂进行准确地读取和剂量配给以递送至患者。这些装置允许使用者具有正常的拇指行程范围，正如它们在使用常规注射器时可能预期的那样，但是会将该拇指行程范围转换为非常有限(例如，较小或递增)的柱塞密封件行程范围。这种关系使使用者无需额外培训即可使用注射器，但却拥有递增的小体积剂量控制的显著优点。

图1a示出了根据本发明的至少一个实施例的用于注射器的新型剂量控制机构的实施例。控制机构10包括柱塞14、壳体20、转接件18和螺杆30。柱塞14可以包括作为整体或单独部件的按钮12。例如，按钮12可以是柱塞14的近端处的预成形面。替代性地，按钮12可以是通过卡扣配合附接到柱塞14的近端的单独部件。在优选的实施例中，按钮12可以附接到柱塞14，但被允许从柱塞14自由地轴向旋转，但相对于使用者/临床医生的手指旋转固定。无论按钮12和柱塞14的具体构型和关系如何，按钮12都旨在具有使用者连接表面12a，以供使用者接触和控制(例如，由使用者的拇指或指尖接触和控制)。

壳体20具有大致圆柱形的轴向通孔，大致圆柱形的柱塞14可以至少部分地位于该轴向通孔内。壳体20的远端连接到转接件18的近侧部分和/或部分地位于该近侧部分内。转接件18的近侧部分和远侧部分可以由转接件凸缘18a分开，该转接件凸缘可以另外用作指状凸缘以供使用者使用。这些部件的内部面将在本文中结合图1b、图2a、图2b和图3b进一步详细描述。螺杆32可以至少部分地位于壳体20和柱塞14内，并且朝远侧延伸超过凸缘18。螺杆30可以具有螺杆连接30a面以及任选地环32，以便于控制机构与药物递送注射器的集成并使柱塞杆居中。

壳体20可以任选地在其近端处包括例如壳体盖16，以将壳体20的内部与环境隔离和/或使柱塞14在壳体20内轴向对齐，并通过起到机械止动件的作用来防止移除柱塞杆。壳体20还可括窗口20a，该窗口可以是壳体上的开口(例如，孔口)或者透光或半透明部件。无论窗口20a的具体构型如何，其主要目的是允许使用者查看柱塞14在壳体20内的位置。柱塞14可以包括在柱塞14的外表面上的一个或多个剂量标记14a。壳体20可以例如在窗口20a处具有一个或多个参考或引导标记20b，参考或引导标记用于对齐柱塞剂量标记14a。柱塞剂量标记14a可以对应于使用者所需的相关剂量。通过采用相应的柱塞和壳体标记，使用者可以控制供递送至患者所需的体积剂量，如将在本文中进一步阐释的那样。在另一实施例中，窗口20a可以被提供视觉放大率的透镜(例如，透明透镜)覆盖。

图2a和图2b分别示出了根据本发明的至少一个实施例的剂量控制机构在准备注射阶段和剂量终点阶段的截面图。这些截面图示出了机构内部的部件的某些其他方面。如图所示，柱塞14具有内部环形空间14c，螺杆30至少部分地位于该内部环形空间中。柱塞14在其外表面上具有粗螺距阳螺纹14b(在图3a中可见)，该粗螺距阳螺纹沿壳体20的内表面与粗螺距引导件20c连接，使得在至少一个实施例中，引导件20c上的螺距与柱塞螺纹14b上的螺距相同。类似地，螺杆30具有细螺距螺纹30b，该细螺距螺纹与转接件18的细螺距螺母18b连接，使得在至少一个实施例中，螺杆螺纹30b上的螺距与螺母18b上的螺距相同。在图2a和图2b中还示出了螺杆30的近端30c和转接件18的突出部分18c。具有粗螺距14b的柱塞14可在对应的(例如，“阴”)粗螺距引导件20c上旋转，该粗螺距引导件旋转地键合到具有细螺距螺纹30b的螺杆30。术语“阳”和“阴”旨在描述对应的和连接的螺纹或表面，并且可以互换地用于描述在本领域中容易理解的对应方面。具有细螺距螺纹30b的螺杆30与转接件18的阴细螺距螺母18b接合。因此，柱塞14的旋转引起螺杆30的轴向平移，并且轴向行程的分辨度由螺距30b决定。

由于柱塞14和螺杆30旋转地键合，柱塞和螺杆各自具有相应的螺距，因此柱塞14的旋转平移使螺杆30旋转并轴向平移。术语“键合”在本文中用于表示可移除地或可滑动地(在轴向意义上)连接两个或更多个部件的任何数量的内部面。例如，柱塞14可以是中空圆柱体，该中空圆柱体在外表面的至少一些部分上具有粗螺距螺杆并且沿着内表面的至少一部分具有花键设计。花键设计被构造成与包含在螺杆30的近端处的互补花键配合，并且转换或中继旋转至该互补花键。该花键设计元素确保柱塞14和螺杆30旋转地键合。花键或旋转键合面可以在图3a中的螺杆30的近端30c处看到，并且其对应花键或旋转键合面可以在图3b中的柱塞14的环形空间14c中看到。可利用任何数量的对应形状来在这些部件之间赋予旋转“键合”关系，使得第一部件能够以实现旋转键合关系并允许轴向滑动的方式可移除地或可滑动地接合第二部件。这样的部件可以替代性地键合以具有例如十字或加号、水平线或减号、星形、或半圆形的形状，其中对应的部件具有与内部环形空间上的形状相反的形状。图1b示出了平面“b”中的截面图，该平面垂直于图1a的剂量控制机构的轴线“a”。如图1b所示，在至少一个实施例中，螺杆30在其垂直截面中具有与柱塞14键合的十字或加号形状。这种布置或构型允许两个部件旋转地键合，同时允许它们轴向滑过彼此。螺杆30和柱塞14均至少部分地和/或在某些操作点时位于壳体20内。

具有与螺杆30相同的细螺距的细螺距螺母18b(或简称为“螺母”)可以用于支撑螺杆30并且有利于柱塞14的旋转移动转换成螺杆30的轴向平移。粗螺距与细螺距的螺距比率决定了螺杆30的轴向行程的程度或分辨度，即，螺杆30在柱塞14的每次旋转时轴向平移的距离。因此，为医师提供了操作方便性，使他们能够准确地读取和设定剂量。螺距比率可以被设定为能够对剂量进行“微调”，这对于差异可能受到柱塞行程显著影响的小体积剂量特别重要。

在剂量控制机构操作期间，使用者可以轴向旋转柱塞14或下压按钮12以控制用于注射到患者体内的所需剂量体积。柱塞14的轴向旋转引起粗螺距螺杆14b(图3b中可见)在壳体20的对应粗螺距引导件20c内行进，如图3a和图3b所示。该动作使得柱塞14沿远侧方向轴向平移，从而减小药物腔室内的剂量体积，如本文更详细地阐释的那样。由于柱塞14与螺杆30之间在环形空间14c内的旋转键合相互作用，柱塞14的旋转引起螺杆30轴向旋转和平移。然而，由于柱塞14与螺杆30之间的螺距比率，沿柱塞14的远侧方向的每单位度量的平移引起螺杆30沿远侧方向的部分(例如，更小、分辨度更高)平移。这对于小体积剂量递送期间的精确控制具有许多益处。首先，螺距比率关系允许使用者准确地控制所需剂量和药物治疗剂的递送。另外，该螺距比率关系允许使用者以常规方式操作注射器，例如通过将柱塞14下压明显的距离，同时仅引起螺杆的小部分平移或小平移。

本发明的新型剂量控制机构还利用提供集成且可调节的行程范围限位的特征来确保小体积药物治疗剂的准确递送。例如，这可以通过将防止柱塞密封件(或塞子)的可变下压(例如，防止柱塞在药物递送期间“触底(bottomout)”)的特征结合到注射器内来实现。具体地，本发明的剂量控制机构在药物递送期间为柱塞轴向行程范围采用可调节的设定机械终点。这种限位可以是预定义的，即，在医师使用之前集成并固定到注射器构型中，或者是可调节的，即，由复方药剂师、医师或使用集成的剂量设定机构的自我给药患者可变地控制。这种机械设定点允许例如与排气充注和剂量配给量相关联的一系列轴向柱塞行程，但也防止使用者可变地下压柱塞和柱塞密封件作为剂量配给冲程的一部分或者防止这些部件在注射器的剂量配给腔室内触底。这种新型控制机构极大地提高了递送至患者的剂量的准确性。另外，本发明的实施例允许使用者在将剂量递送至患者之前对注射器进行排气充注以排出剂量配给腔室中的任何残余空气。根据低剂量注射器的构型和剂量配给腔室中包含/填充的药物或液体的量的变化，排气充注步骤可以是固定量或可变量。新型注射器的构型允许使用者完成排气充注步骤，同时保持或实现注射器向患者递送准确且精确的剂量的能力。

如上所述，机械设定点限位有效地用于防止使用者可变地下压柱塞和柱塞密封件或者防止这些部件在注射器的剂量配给腔室内触底。该功能提高了递送至患者的剂量的准确性，因为它减少了递送的剂量与规定的和打算递送给患者的量之间的差异。通过采用具有粗螺距螺杆14b的柱塞14和具有细螺距螺杆30b的螺杆30之间的螺距比率，可以容易地识别并容易地设定机械终点。例如，在一个这样的实施例中，粗螺距与细螺距之间的螺距比率可以为4:1，使得旋转地“旋拧”或转动柱塞14使柱塞部件的轴向平移距离为螺杆部件的轴向平移距离的四倍。因此，为医师提供了显著的操作便利性，因为他们可以更准确地设定所需的剂量。这种螺距比率可以例如是1:1至20:1范围内的任何螺距比率，如获得小体积剂量的所需准确性可能需要的那样。通过柱塞上的剂量标记和上述壳体上的引导标记可以便于“拨入”或“设置”。

当使用者下压按钮12时，该按钮旋转柱塞14以设置用于注射的所需小体积剂量，则使用者可以执行本领域已知的“排气充注步骤”。该排气充注步骤在预填充期间排出剂量配给腔室中捕获的任何残余气泡(如果有的话)，并在递送之前排气充注所附接的针头(或导管或延伸装置)。在通过下压按钮12排气充注和设置剂量之后，按钮12可以进一步下压至触底，从而将所需剂量注射到患者体内。在药物剂量递送时，使柱塞14在转接件18的突出部分18c上“触底”(如图2b所示)。由于柱塞14与螺杆30之间的螺距比率，当柱塞14在远侧方向上(即，在图2a和图2b的实线箭头方向上)被下压或轴向平移时，使螺杆30在远侧方向上轴向平移柱塞14所平移的距离的仅一小部分。通过比较图2a和图2b中的距离d1和d2，可以看到柱塞14与螺杆30之间的轴向平移距离差异。d1是柱塞14轴向平移的距离，而d2是螺杆30轴向平移的增量距离。当识别螺杆30的近端30c的相对位置时，通过柱塞14的环形空间14c的减小(比较图2a和图2b)也可清楚看到尺寸d1和d2的差异。因此，柱塞14的可变环形空间14c与医师所需的机械设定点相关，并且在剂量冲程期间提供用于平移螺杆30的空间。

值得注意的是，本发明所设想的新型实施例有效地防止柱塞密封件在剂量配给腔室内“触底”。这将从一个使用者可变性方面防止因柱塞的过度下压而过量剂量配给或因柱塞的下压不足而剂量配给不足，确保给予患者的量是准确的并且使使用者失误最小化。这在低剂量治疗中特别重要，其中与使用者有关的失误可能导致向患者递送药物时的显著且不所需的变化和不准确性。根据本发明的实施例防止这种情况发生，并且有效地消除与现有注射器构型和递送方法相关联的剂量配给误差。此外，在该实施例中，柱塞的下压不会反向驱动螺杆。

本发明的新型剂量控制机构可以集成到许多药物递送注射器构型中，以向使用者提供准确的剂量递送功能。例如，控制机构可以与使用时填充的注射器、预填充式注射器、具有集成针头回缩或针头包覆安全特征的安全注射器或者它们的组合一起使用。此外，根据本披露的传授内容的剂量控制机构可以与常规注射器以及所谓的混合注射器一起使用。例如，剂量控制机构可以结合到注射器中，例如美国专利申请号13/566,079中披露的注射器，该专利申请通过援引并入本文用于其中披露的所有内容。

下面提供了结合新型剂量控制机构的这种注射器的实例。通过采用相应的柱塞14以及任选的剂量标记14a和引导标记20b，使用者可以控制注射器内的所需递送给患者的体积剂量。柱塞剂量标记14a可以对应于使用者所需的相关剂量。使用者最初可利用柱塞，例如通过轴向下压按钮或旋转柱塞，以通过将所需剂量标记14a与引导标记20b对齐来识别和选择所需剂量。柱塞14的轴向旋转使柱塞14在远侧方向上轴向平移，该运动通过上述机构传递到螺杆30。螺杆30在远侧方向上的轴向平移使得注射器的药物腔室内包含的药物流体通过筒体转接件组件的针头进行分配。一旦使用者识别并选择了所需剂量，药物腔室内药物流体的剩余量基本上是注射所需的确切量。然后可以将注射器注射到患者体内以进行药物递送。当针头注入到患者体内之后，使用者可以进一步沿远侧方向轴向下压柱塞14(和/或按钮12)以递送药物剂量。由于本发明的新型方面，包括上述的螺距比率和机械止动机构，剂量的准确性得到精确控制并且可变性降低。在旨在用于使用时填充的注射器的本发明的实施例中，柱塞14和螺杆30最初可以反向运行(例如，在近侧方向上轴向平移)以从小瓶或容器中吸入药物流体，从而填充注射器的药物腔室。在旨在用于可回缩或安全注射器的本发明的实施例中，柱塞14和螺杆30可基本上在药物剂量被递送之后起作用以启动或接合针头回缩或安全机构。下面参考附图进一步详细讨论本发明的这些实施例。

图4a示出作为示例性使用时填充药物递送注射器100的部件的剂量控制机构10的实施例，该使用时填充药物递送注射器是可被使用者抽回并用药物治疗剂填充的注射器。如图所示，控制机构10包括柱塞14、壳体20、转接件18和螺杆30。柱塞14可以包括作为整体或单独部件的按钮12，如上所述。壳体20可任选地在其近端处包括例如壳体盖16，以将壳体20的内部与环境隔离和/或使柱塞14在壳体20内轴向对齐。壳体20还可括窗口20a，该窗口可以是壳体中的开口(例如，孔)或者透光、半透明和/或光学放大部件。柱塞14可以包括在柱塞14的外表面上的一个或多个剂量标记14a。壳体20可以例如在窗口20a处具有一个或多个参考或引导标记20b，参考或引导标记用于对齐柱塞剂量标记14a。控制机构10可以附接、安装、附着或以其他方式连接在筒体140的近端处，使得螺杆30的至少一部分位于筒体140内。

图4b示出了图4a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图。螺杆30可以直接或间接地连接到柱塞密封件136，以驱动柱塞密封件136的轴向平移。在后一种构型中，柱塞杆134可以在螺杆30与柱塞密封件136之间用于连接这些部件。柱塞杆134可以在例如螺杆连接30a面连接到螺杆30。任选地，靠近螺杆30的远端的环32可用于促进螺杆30、柱塞杆134和柱塞密封件136的连接。螺杆连接30a面和环示于图2a、图2b和图3b中。在至少一个实施例中，螺杆连接30a面通过柱塞杆中的径向开口连接到柱塞杆134。除此之外或替代性地，该连接可以是卡扣配合连接、过盈配合连接或行业中已知的许多其他连接方法。在至少一个其他实施例中，螺杆连接面通过柱塞杆中的近侧开口连接到柱塞杆，使得螺杆连接面位于柱塞杆中的近侧凹槽内。优选地，当采用柱塞杆时，螺杆30与柱塞密封件136或者螺杆30与柱塞杆134之间的连接使得允许螺杆轴向旋转，同时柱塞杆和/或柱塞密封件保持旋转固定。因此，在控制机构10的柱塞14和螺杆30轴向旋转和平移时，该运动被传递到柱塞密封件136，该柱塞密封件也轴向平移。

当用于使用时填充的注射器中时，柱塞14和螺杆30最初可以反向运行(例如，在近侧方向上轴向平移)以从小瓶或容器中吸入药物流体，从而填充注射器100的药物腔室138。如上所述，然后使用者可以利用控制机构10识别和选择用于递送的药物剂量。然后，使用者可将针头注入到患者体内以进行药物递送。随后，使用者可以下压按钮12和/或柱塞14，以使柱塞14和螺杆30轴向平移。由于控制机构的功能和螺距比率，对柱塞14的远侧平移的任何量度仅引起对螺杆30的远侧平移的递增量度，从而允许使用者进行准确的剂量递送控制。螺杆30的轴向平移引起柱塞密封件136的轴向平移。沿柱塞密封件136的远侧方向的这种轴向运动迫使药物流体通过筒体转接件组件150的针头154流出筒体140的药物腔室138，以便注射并递送给患者。

类似地，本发明的新型控制机构可以与预填充式注射器一起使用，该预填充式注射器是由制造商用药物治疗剂填充并准备进行注射的注射器。图5a示出了作为示例性预填充式药物递送注射器200的部件的剂量控制机构10的实施例。如图所示，控制机构10包括柱塞14、壳体20、转接件18和螺杆30。柱塞14可以包括作为整体或单独部件的按钮12，如上所述。壳体20可以任选地在其近端处包括例如壳体盖16，以将壳体20的内部与环境隔离，使柱塞14在壳体20内轴向对齐，和/或防止使用者/临床医生意外地移除柱塞14。壳体20还可括窗口20a，该窗口可以是壳体上的开口(例如，孔口)或者透光或半透明部件。柱塞14可以包括在柱塞14的外表面上的一个或多个剂量标记14a。壳体20可以例如在窗口20a处具有一个或多个参考或引导标记20b，这些参考或引导标记用于对齐或查看柱塞剂量标记14a。控制机构10可以附接、安装、附着或以其他方式连接在筒体140的近端处，使得螺杆30的至少一部分位于筒体140内。

图5b示出了图5a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图。螺杆30可以直接或间接地连接到柱塞密封件236，以驱动柱塞密封件236的轴向平移。在后一种构型中，柱塞杆234可以在螺杆30与柱塞密封件236之间用于连接这些部件。柱塞杆234可以在例如螺杆连接30a面连接到螺杆30。在至少一个实施例中，螺杆连接面通过柱塞杆中的近侧开口连接到柱塞杆，使得螺杆连接面位于柱塞杆中的近侧凹槽内。除此之外或替代性地，该连接可以是卡扣配合连接、过盈配合连接或行业中已知的许多其他连接方法。在至少一个实施例中，如下文结合图7a至图7d进一步描述的那样，螺杆、螺杆连接面和柱塞杆被构造成可在药物腔室填充药物流体并且柱塞密封件和柱塞杆插入筒体的近端中之后容易地连接。优选地，当采用柱塞杆时，螺杆30与柱塞密封件236或者螺杆30与柱塞杆234之间的连接使得允许螺杆轴向旋转，同时柱塞杆和/或柱塞密封件保持旋转固定。因此，在控制机构10的柱塞14和螺杆30轴向旋转和平移时，该运动被传递到柱塞密封件236，该柱塞密封件也轴向平移。当用于预填充式注射器中时，控制机构10通常在筒体240的药物腔室238填充药物流体之后附接到筒体240。这通常是所需的，使得注射器200可以在标准药物灌封生产线上进行填充并组装。一旦注射器200被填充并组装，使用者就可以利用控制机构10来识别和设定所选的药物剂量以进行递送。然后，使用者可将针头注入到患者体内以进行药物递送。随后，使用者可以下压按钮12和/或柱塞14，以使柱塞14和螺杆30轴向平移。由于控制机构的功能和螺距比率，对柱塞14的远侧平移的任何量度仅引起对螺杆30的远侧平移的递增量度，从而允许使用者进行准确的剂量递送控制。螺杆30的轴向平移引起柱塞密封件236的轴向平移。沿柱塞密封件236的远侧方向的这种轴向运动迫使药物流体通过筒体转接件组件250的针头254流出筒体240的药物腔室238，以便注射并递送给患者。

此外，本发明的新型控制机构可以与安全注射器一起使用，例如针头可回缩式安全注射器(即，结合了针头安全机构的注射器)。图6a示出了作为示例性可回缩药物递送注射器300的部件的剂量控制机构10的实施例。如图所示，控制机构10包括柱塞14、壳体20、转接件18和螺杆30。柱塞14可以包括作为整体或单独部件的按钮12，如上所述。壳体20可任选地在其近端处包括例如壳体盖16，以将壳体20的内部与环境隔离，使柱塞14在壳体20内轴向对齐，和/或防止柱塞14的意外移除。壳体20还可括窗口20a，该窗口可以是壳体中的开口(例如，孔)或者透光、半透明和/或提供光学放大的部件。柱塞14可以包括在柱塞14的外表面上的一个或多个剂量标记14a。壳体20可以例如在窗口20a处具有一个或多个参考或引导标记20b，这些参考或引导标记用于对齐或查看柱塞剂量标记14a。控制机构10可以附接、安装、附着或以其他方式连接在筒体140的近端处，使得螺杆30的至少一部分位于筒体140内。

图6b示出了图6a所示的药物递送注射器的远侧部分的放大等距视图。螺杆30可以直接或间接地连接到柱塞密封件336，以驱动柱塞密封件336的轴向平移。在后一种构型中，柱塞杆334可以在螺杆30与柱塞密封件336之间用于连接这些部件。柱塞杆334可以在例如螺杆连接30a面连接到螺杆30。螺杆连接面可以上文结合图4a和图4b描述的构型、上文结合图5a和图5b描述的构型或者行业中已知的任何数量的其他连接方法连接到柱塞杆。优选地，当采用柱塞杆时，螺杆30与柱塞密封件336或者螺杆30与柱塞杆334之间的连接使得允许螺杆轴向旋转，同时柱塞杆和/或柱塞密封件保持旋转固定。因此，在控制机构10的柱塞14和螺杆30轴向旋转和平移时，该运动被传递到柱塞密封件336，该柱塞密封件也轴向平移。柱塞14和螺杆30可基本上在药物剂量被递送之后起作用以启动或接合针头回缩或安全机构。

当用于安全注射器(例如可回缩的针头安全注射器)中时，控制机构10的柱塞14能够接合或启动针头安全机构。适当地，针头安全机构通过诸如弹簧、弹性或其他能够储存和释放能量的构件的偏置构件来促进，以利于针头回缩、针头包覆或任何其他保护使用者免受意外针头刺伤害的方法。应当理解，安全注射器可以包括可与本文所披露的控制机构和注射器一起操作的任何针头安全机构，诸如针头回缩安全机构或针头包覆安全机构。举例来说，针头安全机构可以是如国际公布wo2006/119570、国际公布wo2006/108243、国际公布wo2009/003234、国际公布wo2011/075760和/或美国专利8,702,653中所述的针头回缩安全机构，但不限于此。在本发明的至少一个实施例中，注射器300是针头回缩安全注射器，并且结合了如美国专利8,702,653中所披露的针头回缩安全机构356。

这种针头回缩安全机构356可以通过筒体340的远端组装到注射器筒体340，例如作为筒体转接件组件350的一部分。控制机构10通常在筒体340的药物腔室338填充药物流体之后附接到筒体340。这通常是所需的，使得注射器300可以在标准药物灌封生产线上进行填充并组装。一旦注射器300填充并组装，使用者就可以利用控制机构10来识别和设置药物剂量以进行递送。然后，使用者可将针头注入到患者体内以进行药物递送。随后，使用者可以下压按钮12和/或柱塞14，以使柱塞14和螺杆30轴向平移。由于控制机构的功能和螺距比率，对柱塞14的远侧平移的任何量度仅引起对螺杆30的远侧平移的递增量度，从而允许使用者进行准确的剂量递送控制。螺杆30的轴向平移引起柱塞密封件336的轴向平移。沿柱塞密封件336的远侧方向的这种轴向运动迫使药物流体通过筒体转接件组件350的针头354流出筒体340的药物腔室338，以便注射并递送给患者。在药物递送结束时，使柱塞密封件336接触针头回缩安全机构356的部件以启动回缩机构，从而使针头354回缩到注射器300的筒体340中。螺杆30和其他部件或控制机构10可被构造或调节成在递送所需药物剂量之后允许在远侧方向上的这种额外的轴向平移范围。然后随着针头354回缩到注射器300的筒体340中，针头回缩安全机构356的部件在近侧方向上承载并推压柱塞密封件356。随着该回缩力的继续，当螺杆30和柱塞14在近侧方向上移动时，使用者可通过可控地减小他们施加在按钮12和/或柱塞14上的力来控制针头回缩的速率。因此，针头回缩安全机构356为本发明的新型注射器提供了许多另外的所需特征。

如本领域的普通技术人员将容易理解的那样，筒体转接件组件可通过许多已知方法附接、安装、附着或以其他方式连接到筒体的远端。例如，可利用鲁尔连接将筒体转接件组件连接到注射器筒体。鲁尔连接系统是将注射器、导管、带颈针、静脉注射(iv)管等彼此附接的标准方式。鲁尔连接由锥形/管状凸形和凹形互锁部件组成，该互锁部件略微呈锥形以便更好地保持在一起。鲁尔连接可以是“鲁尔滑动件”，如图4a和图4b所示，这种鲁尔滑动件是具有简单压力或扭转配合的鲁尔连接；或者鲁尔连接是“鲁尔锁”，如图5a和图5b所示，这种鲁尔锁可以具有额外的螺纹外缘，从而使其更加牢固。替代性地，可通过筒体转接件连接来促进连接。举例来说，筒体转接件连接可以如国际公布wo2011/137488和/或美国专利8,702,653中所述，但不限于此。可使用鲁尔连接、过盈配合连接、筒体转接件连接或任何数量的其他已知连接将筒体转接件组件附接到筒体，同时保持在本发明的广度和范围内。无论所使用的筒体转接件组件的类型如何，筒体转接件组件通常分别包括筒体末端152、252、352和针头154、254、354。在一些构型中，筒体末端152、252、352可以是位于筒体远端处的预成形面。替代性地，筒体末端152、252、352可以是附接在筒体的远端处的单独部件。针头154、254、354可以是任何类型的流体导管，包括例如柔性插管或刚性针头，并且可以由任何数量的材料制成，包括不锈钢。可使用本文所述的连接类型，而无论所示出的注射器类型如何。为清楚起见，图4a和图4b中与使用时填充的注射器一起示出的鲁尔滑动连接可以与图5a和图5b中的预填充式注射器一起使用，或者任何其他类型的连接可以与本文所述的任何其他类型的注射器一起使用。

从上述内容应当理解，本文所披露的新型剂量控制机构和注射器提供了用于精确剂量设置和药物治疗剂递送的有效且易于操作的系统。这种装置安全且易于使用，并且对于临床医师而言在美学和人体工程学方面具有吸引力。本发明的实施例通过利用新型剂量控制机构克服了使用常规注射器来对小体积治疗剂进行剂量配给和递送所面临的挑战。新型剂量控制机构允许使用者准确地读取和剂量配给所需体积的药物治疗剂以递送至患者。这些装置允许使用者具有正常的拇指行程范围，正如它们在使用常规注射器时可能预期的那样，但是会将该拇指行程范围转换为非常有限(例如，较小或递增)的柱塞密封件行程范围。这种关系使使用者无需额外培训即可使用注射器，但却拥有递增的小体积剂量控制的显著优点。

控制机构10、注射器100、注射器200或注射器300、或者单独的部件中的任一个的组装和/或制造可以使用本领域中的许多已知材料和方法。例如，可以使用许多已知的清洁流体(例如异丙醇和己烷)来清洁这些部件和/或装置。在制造过程中可以类似地采用许多已知的粘合剂或胶水。例如，可利用胶水或粘合剂将壳体20的远端连接到转接件18的近端。类似地，可利用胶水或粘合剂将转接件18的远端连接到筒体的近端。另外，在新型部件和装置的制造过程中可以采用已知的硅化流体和工艺。此外，可以在制造或组装阶段中的一个或多个处采用已知的杀菌过程，以确保最终产品的无菌性。

在一个实施例中，组装控制机构的方法包括以下步骤：

(i)将细螺距螺杆至少部分地穿过转接件的细螺距螺母；

(ii)将柱塞至少部分地穿过壳体的内部轴向通孔，该柱塞在其外表面上具有粗螺距螺杆并且在其内表面内具有环形空间，其中壳体内部具有对应的粗螺距引导件；

(iii)将螺杆的至少近侧部分通过柱塞的远侧部分插入柱塞的环形空间中；以及

(iv)将壳体的外远侧部分附接到转接件的近侧面。

另外，柱塞可在其近端处包括按钮。按钮可以是柱塞的预成形面，或者可以是与柱塞分开的部件。优选地，按钮是通过例如卡扣配合附接到柱塞的单独部件。类似地，壳体可在其近端处包括壳体盖。壳体盖可以是壳体的预成形面，或者可以是与壳体分开的部件。如上所述，可利用胶水或粘合剂将控制机构的一个或多个部件彼此固定。替代性地，控制机构的一个或多个部件可以是一体部件。例如，壳体可以是通过胶水附着到转接件的单独部件，或者转接件可以是在壳体的远端处胶合到筒体的预成形面。类似地，壳体盖可通过胶水附着到壳体。这些部件可以单独或一起灭菌，并且可以在无菌环境中进行组装或者在组装后灭菌。在组装之前或之后，筒体可以是硅化的。

控制机构可以用作注射器的部件。在一个实施例中，制造包括控制机构的注射器的方法包括以下步骤：

(i)将筒体转接件组件安装到注射器筒体的远端；

(ii)通过注射器筒体的近端安装柱塞密封件；以及

(iii)将控制机构安装到注射器筒体的近端，其中控制机构可以与柱塞密封件保持接触。

在(ii)通过注射器筒体的近端安装柱塞密封件的步骤之前，制造注射器的方法还可括以下步骤：用流体物质至少部分地填充筒体。步骤(iii)可进一步需要将控制机构的螺杆的螺杆连接面直接连接到柱塞或者通过连接在柱塞密封件的近端处的柱塞杆间接连接的步骤。柱塞杆与柱塞密封件之间的连接可以是任何数量的连接，包括但不限于螺杆式连接、卡扣连接、过盈连接、捕获连接等。在至少一个实施例中，螺杆连接面通过柱塞杆中的径向开口或近侧开口连接到柱塞杆，使得螺杆连接面位于柱塞杆中的近侧凹槽内。除此之外或替代性地，该连接可以是卡扣配合连接、过盈配合连接或行业中已知的许多其他连接方法。优选地，当采用柱塞杆时，螺杆与柱塞密封件或者螺杆与柱塞杆之间的连接使得允许螺杆轴向旋转，同时柱塞杆和/或柱塞密封件保持旋转固定。

根据本发明的一个实施例，制造具有剂量控制机构的注射器的一种优选方法在本文中结合图7a至图7d进行了描述。图7a示出预填充式注射器，例如结合图5a至图5b描述的那些，其中转接件是具有近侧转接件部分418p和远侧转接件部分418d的双-部件转接件。近侧转接件部分418p具有一个或多个连接插针头418e，并且远侧转接件部分418d具有对应的连接端口418f。当被推压在一起时，连接插针头418e和对应的连接端口418f汇合、配合或以其他方式连接以将转接件的两个部分418p、418d合在一起。最初，帽460可以连接到注射器400的筒体440的远端。远侧转接件部分418d可以可滑动地安装到筒体的外部。筒体440的内部(即，药物腔室438)可通过筒体的开口近端填充药物流体或物质。柱塞密封件436可通过近端安装到筒体中，使得其与流体接触。在柱塞密封件436插入筒体440中之前或之后，任选的柱塞杆434可以连接到柱塞密封件436。这些步骤可以在无菌环境中进行，以保持容器完整性和药物治疗剂的无菌性。

注射器的其余部分之后可在非无菌或无菌环境中进行组装。然后，作为控制机构的部件的螺杆可以连接到柱塞密封件或在采用柱塞杆时连接到柱塞杆。接着，远侧转接件部分418d可沿着筒体的外部在近侧方向上滑动，以连接到近侧转接件部分418p，如上所述。远侧转接件部分418d与近侧转接件部分418p之间的连接可以捕获筒体440的筒体凸缘440a面，以便将控制机构10保持在筒体440的近端处。可利用各种胶水或粘合剂来确保在本发明的新型装置的组装、填充、制造、运输、储存和操作期间将这些部件和连接保持在适当位置。注射器的最终组装(例如组装成预填充式注射器400)可以如图7b所示进行。当例如注射器由制药公司或合同药物填充商填充标准量的药物流体时，当药物剂量可由使用者可变地选择时，当针头长度可由使用者可变地选择时，或者在许多其他情况下，可以使用这种类型的预填充式注射器。图7c示出了具有经由鲁尔锁附接的可选针头的预填充式注射器，如上所述。在这种情况下，注射器可被保持为使得注射器的远端指向上方。帽460(如图7b所示)可被移除并用筒体转接件组件450替换。筒体转接件组件450包括可由使用者选择并在即将使用之前附接到预填充式注射器的筒体末端452和针头454。使用者可识别和选择药物剂量，如上所述。对图7c和图7d中的预填充式注射器400的比较表明了在药物剂量注射和递送给患者之前和之后预填充式注射器的差异。由于柱塞14与螺杆30之间的螺距比率，当柱塞14在远侧方向上被下压或轴向平移时(即，在图7c和图7d的实线箭头方向上)，螺杆30仅在远侧方向上递增地轴向平移或轴向平移较小距离。通过比较图7c和图7d中的距离d3和d4，可以看到柱塞14与螺杆30之间的轴向平移距离差异。d3是柱塞14轴向平移的距离，而d4是螺杆30轴向平移的部分距离。

结合剂量控制机构510的注射器500的又一个实施例示于图8a至图8c中。图8a至图8c的实施例提供了前述实施例的剂量控制机构的优点以及常规注射器的优点，如下所述。图8a、图8b和图8c分别示出了处于准备注射阶段、部分注射阶段和剂量终点阶段的剂量控制机构的截面图，而图9a和图9b示出了该实施例的剂量控制机构510的部分分解图。

与先前披露的实施例一样，用于注射器500的剂量控制机构510包括柱塞514、壳体520、转接件518和螺杆530。壳体520具有大致圆柱形的轴向通孔，大致圆柱形的柱塞514可以至少部分地位于该轴向通孔内。壳体520的远端包括转接件518。该实施例的壳体520和转接件518形成为整体结构，转接件518具有指状凸缘以便在操作期间由使用者接合。然而，应当注意，壳体520和转接件518可以单独形成，如参照其他实施例所示。

转接件518可通过任何适当的结构将剂量控制机构510联接到注射器500的筒体540。在所示实施例中，转接件518借助于插入件518a联接到筒体540，该插入件容纳在转接件518的横向延伸开口518b中。虽然插入件可以具有任何适当的设计，但图示的插入件518a包括垫圈518c和定位插入件518d。注射器500的筒体540容纳在垫圈518c中的开口内，筒体凸缘540a沿着垫圈518c的上表面设置。垫圈518c和筒体540通过定位插入件518d中的开口插入，该定位插入件可以可滑动地容纳在转接件518的横向延伸开口518b内；横向延伸的凸缘518e可用于将插入件518a和相关联的筒体540保持在适当位置。因此，在组装时，筒体540可以插入垫圈518c和定位插入件518d中的开口内，然后滑动到转接件518中的横向延伸开口518b内的适当位置。

与上述实施例一样，螺杆530可以任何适当的方式直接或间接地联接到柱塞杆534。例如，与图1a至图7d的实施例一样，螺杆530的连接面530a可容纳在柱塞杆534的近端处的凹部534a内。在所示实施例中，柱塞杆534的远端通过螺纹连接联接到柱塞密封件536，但可以提供本领域已知的替代性连接。同样，柱塞密封件536可以具有任何适当的设计。例如，在所示实施例中，多个环形密封件536a设置在柱塞密封件536的对应的多个周边凹部536b内。

壳体520可以任选地在其近端处包括例如壳体盖516，以将壳体520的内部与环境隔离和/或使柱塞514在壳体520内轴向对齐，并通过起到机械止动件的作用来防止移除柱塞杆。

壳体520还可括剂量参考装置。例如，如上文更详细地讨论的那样，壳体520可以设置有窗口520a(参见图9b)，以允许使用者通过查看一个或多个剂量标记在柱塞514的外表面上的位置来查看柱塞514在壳体520内的位置。虽然在该实施例中未详细示出，但本领域的技术人员应当理解，可以在该实施例中提供与先前实施例相同或相似的装置。

柱塞514可以包括按钮512，该按钮具有使用者连接表面512a以便使用者接合以在壳体520内轴向平移柱塞514。按钮512和柱塞514可以是一体部件或单独部件。例如，按钮512可以是柱塞514的近端处的预成形面。替代性地，按钮512可以是通过卡扣配合附接到柱塞514的近端的单独部件。在至少一个实施例中，按钮512可以附接到柱塞514，但允许围绕柱塞514的近端自由旋转。以这种方式，按钮512可以相对于使用者/临床医生的手指旋转固定，同时允许柱塞514随着柱塞轴向平移而旋转。

柱塞514可另外包括柱塞转盘517，该柱塞转盘可提供用以操纵柱塞514的替代性或附加结构。在所示实施例中，例如，柱塞转盘517用柱塞514固定。结果，通过旋转柱塞转盘517，使用者可以根据需要直接旋转柱塞514。以这种方式，柱塞转盘517可以旋转以吸入药物或施用药物，具体取决于柱塞旋转的方向。

与图1a至图7b的实施例一样，螺杆530至少部分地设置在柱塞514内的轴向延伸通道514c内。如图1b关于螺杆30和柱塞14所示，螺杆530的近侧长度530c与柱塞514轴向键合以沿轴向方向进行滑动相对移动。以这种方式，柱塞514的轴向旋转引起螺杆530的轴向旋转。与上述实施例一样，本领域的技术人员应当理解，轴向键合可以不同于图1b中具体示出的那样。

与前面讨论的实施例一样，螺杆530的远侧长度530b具有外螺纹，以与转接件518的内螺纹部分518f互补接合。结果，轴向键合柱塞514的旋转可能引起的螺杆530的旋转将导致螺杆530在转接件518内旋转。由于螺杆530平移的轴向方向将取决于螺杆530的旋转方向，因此相关联的柱塞杆534和柱塞密封件536的平移将取决于螺杆530的旋转方向。

柱塞514容纳在壳体520内的纵向延伸通道520d内。为了提供柱塞514相对于壳体520和在其中的轴向和旋转移动，纵向延伸通道520d和柱塞514通过接合螺杆螺纹装置联接。为此，纵向延伸通道520d和柱塞514中的一个包括一段螺纹，而纵向延伸通道520d和柱塞514中的另一个包括被设置成与粗螺纹接合的至少一个螺纹节段。在所示实施例中，纵向延伸通道520d包括螺纹520c，而柱塞514包括螺纹节段514b；在这种情况下，由于纵向延伸通道520d的螺纹520c是双螺纹的，因此柱塞514包括一对螺纹节段514b。

然而，本领域的技术人员应当理解，在至少一个实施例中，相对于柱塞514和壳体520，接合螺杆螺距的构型可以反向。换句话讲，柱塞514的外表面可以包括一段粗螺纹，而纵向延伸通道520d包括被设置成与柱塞514的螺纹接合的至少一个螺纹节段。本领域的技术人员将进一步理解，沿着纵向延伸通道520d的内表面的螺纹节段可以包括一段螺杆螺纹凹部，当这段螺杆螺纹凹部旋转并轴向平移时，柱塞514的外螺纹可在该螺杆螺纹凹部内行进(ride)。出于本披露的目的，术语“螺纹节段”将包括可容纳螺纹的螺纹凹部和可以容纳在螺纹凹部内的螺纹。

根据图8a至图9b的实施例的一个方面，柱塞514与壳体520之间的接合借助于可变螺距螺纹520c而不是均匀的粗螺距螺纹提供，如参照图1a至图3b的实施例所示。以这种方式，可以更精确地定制柱塞514相对于柱塞514在壳体520内的轴向平移的旋转，并且因此定制螺杆530相对于壳体520的旋转和轴向平移。另外，这种布置可以允许使用者更容易且快速地填充注射器。

出于本披露的目的，术语“可变螺距螺纹”520c意指螺纹包括至少两个螺距以便与螺纹节段514b(参见图9b)接合。第一螺距520e朝向壳体520的远端设置，而第二螺距520f从第一螺距520e朝近侧设置在壳体520内。

在该实施例中，第一螺距520e是粗螺距螺纹，如参照图1a至图3b的实施例所示，而第二螺距520f是比第一螺距520e相对较细的螺距。因此，当柱塞514旋转并且螺纹节段514b接合第一螺距螺纹520e时，柱塞514将沿轴向方向移动，如上文参照图1a至图3b的实施例所述。换句话讲，当使用者推进柱塞520且螺纹节段514b接合第一螺距520e时，柱塞520将轴向移动比键合的相对较细螺距螺杆530更长的距离。相反，当使用者推进柱塞520且螺纹节段514b接合第二螺距520f时，柱塞520和螺杆530的螺距更紧密地对齐。因此，柱塞520和螺杆530行进的轴向距离将更紧密地匹配。以这种方式，当使用者以相对恒定的速度沿近侧方向移动柱塞520以将药物抽吸筒体540中时，在螺纹节段514b设置在第一螺距520e中时，药物将首先被缓慢地抽吸到筒体540中，并且当螺纹节段514b设置在第二螺距520f中时，药物将被更快速地抽吸。因此，可变螺距螺纹520c有利于比图1a至图3b的实施例更快速地抽吸更大体积的药物。同样，当下压柱塞520以对注射器进行排气充注或施用药物时，柱塞密封件536在筒体40内移动的速率将取决于螺纹节段514b在可变螺距螺纹520c内的位置，从而允许最初更快速的排气充注以及更缓慢的最终药物递送。在至少一个实施例中，在完成排气充注操作步骤时，螺纹节段514b设置在可变螺距螺纹520c的第一螺距520e中。这允许使用上文结合图1a至图3b描述的机械优点将药物准确地递送至靶标。

转到图8a，示出注射器500，其中柱塞514处于完全抽吸位置。应当注意，螺纹节段514b设置在可变螺距螺纹520c的第二螺距520f部分中。当下压柱塞514例如以对注射器500进行排气充注时，螺纹节段514b横穿可变螺距螺纹520c的第二螺距520f，通常移动到第一螺距520e中，如图8b所示。在排气充注期间，空气通常从筒体540排出，可能与少量药物一起排出。应当理解，当螺纹节段514b进入第一螺距520e时，螺杆530的旋转速度将减小，以使柱塞514均匀地轴向移动。以这种方式，使用者可以准确地将注射器500排气充注到所需的剂量。然后当使用者下压柱塞512或旋转柱塞转盘517时，可以递送排气充注剂量，螺纹节段514b相对于可变螺距螺纹520c的第一螺距520e旋转，以向螺杆530提供旋转移动以便递送药物(参见图8c)。以这种方式，可对注射器进行快速的填充和排气充注。例如，第一螺距520e与转接件螺母的螺距比率可为1:1。因此，当螺纹节段514b设置在第一螺距520e中时，柱塞密封件536的轴向平移将等于柱塞512的轴向平移。这允许注射器在填充和排气充注步骤期间作为标准注射器执行，从而为医疗保健专业人员提供熟悉的体验。在排气充注之后，利用设置在第二螺距520f中的螺纹节段514b，注射器提供对如上文结合图1至图7b所述施用的药物的体积的精细控制。

因此，本领域的技术人员应当理解，可变螺距螺纹520c因此可被定制为提供螺杆530的所需旋转以及因此轴向移动，以实现柱塞512的相对均匀的轴向移动。此外，应当理解，可变螺距螺纹520c可以包括两个以上的螺距。例如，可变螺距螺纹520c可以包括三个或更多个不同的螺距。螺距可以沿其整个长度逐渐从一个螺距转到另一个螺距，例如逐渐从粗螺距过渡到细螺距。此外，可变螺距螺纹520c可以包括不同螺距之间的过渡螺距，例如粗螺距与细螺距之间的过渡螺距。

虽然图8a至图9b示出一体形成的壳体520，但应当理解，壳体520可以由多个部件构成。本领域的技术人员将进一步理解，包括多个部件的壳体不仅可以方便制造和组装，还可以增强装置的定制选项和功能。

例如，壳体520可以包括下壳体和上壳体。例如，图15示出具有壳体520的本发明的示例性实施例，该壳体包括下壳体522和上壳体524。下壳体522和上壳体524可通过例如螺纹接合、卡扣配合、过盈配合、钩/插针和窗口接合(如图15的截面所示)或多种已知方法组装在一起。如图15所示，上壳体524可以包括一个或多个钩524a，该钩被构造成接合下壳体522的一个或多个窗口522a。在又一个实施例中，转接件518可以与下壳体分开形成，并且组装到下壳体522。

除了有助于这些部件的制造和组装之外，将壳体520二分或甚至三分成多个部件可以具有额外的功能益处。例如，可以改变各个上壳体524和下壳体522的螺距比率以提供定制选项，从而实现剂量递送的不同准确性或调整。因此，无论剂量准确性参数如何，装置的其余部分可以是均匀结构，但可以简单地通过改变或选择正确的下壳体和上壳体以及柱塞杆的连接螺杆部分来改变每个装置的特定所需剂量准确性。因此，装置可以具有大量可定制性，同时最小化需要改变以满足具体的所需递送参数的部件。可通过改变例如螺杆530的螺距和转接件518的内螺纹部分518f来提供进一步的定制。在这种布置中，转接件518可以如图所示形成有下壳体522，或者与下壳体522分开形成并组装到下壳体。以这种方式，装置可通过改变转接件518和螺杆530来进一步定制。本领域的技术人员应当理解，这种布置可通过利用可以混合和匹配以提供所需的递送参数的多个标准化部件来提供定制装置的多个选项。改变这些部件还可以允许制造商、制药公司或使用者改变其他参数，例如药物递送计量、施加的力和填充体积，因为所有这些参数至少部分地取决于这些子部件的所选螺距比率。

类似地，一个或多个部件的功能可以进一步分成单独的子部件。例如，壳体可以进一步细分，使得上壳体具有内上壳体和外上壳体。在这种情况下，内上壳体可以包括螺杆螺纹部分并且与外上壳体连接。这可以进一步有助于装置的制造和组装，和/或通过替换仅一个子部件来改进装置的定制范围。在该实例中，内上壳体可以容易地替换以改变螺杆螺纹，并且因此改变药物递送的准确性或调整。除此之外或替代性地，可以修改一个或多个部件以提供本文所述的另一部件的功能、与其类似的功能或其补充功能。例如，在至少一个实施例中，可修改盖516以包括螺杆螺纹部分，该螺杆螺纹部分补充上壳体的螺杆螺纹部分。这可以用于提供柱塞的进一步轴向平移和/或可用于提供柱塞的具有变化的螺距比率的另一部分。在本发明的又一个实施例中，螺纹盖可以是细长的并与内上壳体结合，使得盖具有螺纹部分，该螺纹部分基本上延伸壳体或上壳体的长度。因此，壳体的螺纹部分可以是与壳体外部分开的部件。结果，可以容易地替换螺纹部分。

另外，装置的螺纹部分和/或其子部件可以具有任何范围的螺纹轮廓或截面构型。例如，图8a至图9b示出了利用矩形螺纹轮廓的构型。图10a至图11b所示的实施例示出了利用三角形螺纹轮廓的构型。在这个意义上，术语“轮廓”是指装置的螺杆螺纹部分的每个螺纹的截面形状。

可对螺纹轮廓或形状进行选择以满足功能装置的所需参数。例如，三角形螺纹轮廓可以减小使用者感觉到的滑动力，并且在对应的螺纹部件之间提供较少的粘性接合。这可能是因为对应的螺纹部件的接合表面被改变或位于被使用者感觉为更容易有触觉或操作的不同平面上。另外，三角形螺纹轮廓可以在较小的轴向长度上实现更多的旋转。这可以为装置提供更精细的准确性、调整或体积控制。因此，虽然本发明的实施例示出了矩形/方形螺纹轮廓或三角形正方形轮廓，但本发明的装置可以使用多个螺纹轮廓，同时仍在本发明的范围内。类似地，可以改变螺纹方向，同时仍在本发明的范围内。

在图10a至图14所示的实施例中，剂量控制机构610还包括壳体620，该壳体具有至少第一壳体668和第二壳体670，该第一壳体和第二壳体适于在回缩位置与伸展位置之间相对于彼此选择性地伸缩移动。以这种方式，剂量控制机构610可以设置在回缩位置，然后延伸以将药物抽吸到筒体中。在至少一个实施例中，第一壳体668和第二壳体670然后可以相对于彼此平移到排气充注位置，药物可以从该排气充注位置施用。第一个这样的实施例示于图10a至图11b中，第二个这样的实施例示于图12a至图14中。所述第一个与第二个这样的实施例之间的区别在于控制第一壳体区段668与第二壳体区段670之间的相对运动的机构。因此，相同的附图标记用于两个实施例之间的类似部件。本领域的技术人员应当理解，图12a至图12e所示的剂量控制机构600可以类似于图10a至图10f的实施例的方式联接到注射器的筒体。

更具体地，在所示实施例中，第二壳体区段670定位在第一壳体区段668与柱塞614之间。在这样的实施例中，第二壳体区段670包括被构造成与柱塞614的外螺纹节段614b接合的内螺纹670d，该内螺纹可以是恒定螺距或可变螺距。第二壳体区段670被构造成使得在第一构型中，第二壳体区段能够相对于第一壳体区段668轴向平移。在第二构型中，套管670相对于第一壳体区段668是固定的。如下所述，这允许当第一壳体区段668和第二壳体区段670从回缩位置移动到伸展位置然后移动到排气充注位置时，以使用者熟悉的方式快速填充和对注射器进行排气充注，同时在递送期间提供准确的剂量控制。

为了填充注射器，使用者沿近侧方向拉动按钮612。这使得柱塞614、第二壳体区段670、螺杆630、柱塞杆634和柱塞密封件636相对于第一壳体区段668在近侧方向上从图12a和图13a所示的回缩位置平移到图10a、图10b、图12b、图13b所示的伸展位置，从而将流体内容物抽吸到注射器的筒体中。在填充注射器之后，使用者可通过沿远侧方向下压按钮612来对注射器进行排气充注。这使得柱塞614、第二壳体区段670、螺杆630、柱塞杆634和柱塞密封件636作为一个单元移动并排出筒体中容纳的流体的一部分(该位置如图10c、图10d和图12c所示)。在完成该排气充注移动时，第二壳体区段670接合第一壳体区段668，使得第二壳体区段670不能相对于第一壳体区段668旋转或平移。在该构型中，剂量控制机构以与上文结合图1a至图7b描述的实施例类似的方式起作用。

图10a至图11b示出了锁定机构的一个实施例，该锁定机构限制第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的相对移动。第二壳体区段670可以包括引导凸台670a和锁定突片670b。第一壳体区段668可以包括纵向狭槽668h。如图10b所示，在第二壳体区段670朝近侧平移以填充注射器时，引导凸台670a和锁定突片670b都设置在纵向狭槽668h内。这限制了第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的旋转。如图10d所示，在第二壳体区段670沿远侧方向平移例如以对注射器进行排气充注时，锁定突片670b已接合第一壳体区段668以限制第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的后续平移。除此之外或替代性地，引导凸台670a与纵向狭槽668h的相互作用可以限制第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的远侧平移。

在至少一个实施例中，如图12a至图14所示，第二壳体区段670具有轨道672，该轨道接合第一壳体区段668的引导面。最初，引导面668g设置在轨道672的第一部分672a中，如图13a所示。在柱塞614、第二壳体区段670、螺杆630、柱塞杆634和柱塞密封件636从图12a和图13a的回缩位置沿近侧方向平移时，引导面668g和轨道672的相互作用使得第二壳体区段670相对于第一壳体区段668旋转到图12b和图13b所示的位置。也就是说，除了轴向平移之外，第二壳体区段670还相对于第一壳体区段668旋转。随后，在第二壳体区段从图12b和图13b所示的伸展位置平移到图12c和图13c所示的排气充注位置时，第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的远侧平移导致引导方面668g横穿轨道672的第二部分672b。轨道672可以包括锁定面672c，该锁定面接合引导面以限制第二壳体区段670相对于第一壳体区段668的进一步平移。

在填充和排气充注的步骤期间，第二壳体区段670和柱塞614的旋转可以联接以防止它们之间的相对旋转。例如，如图12a至图14所示，剂量控制机构610可以包括与柱塞614呈键合关系的联接器680。在填充和排气充注步骤期间，联接器680的凸片680a可设置在第二壳体区段670的凹口670f内，从而限制第二壳体区段670相对于联接器680的旋转。由于联接器680和柱塞614的键合关系，该接合还防止第二壳体区段670相对于柱塞614旋转。使用者可通过沿近侧方向平移联接器680而使联接器680的凸片680a与第二壳体区段670的凹口670f脱离(比较图12c和图12d)。在联接器680处于该位置的情况下，剂量控制机构可以如前所述进行操作，柱塞614相对于壳体620旋转，凸片680a沿着壳体620的上倾斜表面行进，以旋转螺杆630，从而排出注射器筒体的内容物。图12a至图14的剂量控制机构610的其余元件基本上如图10a至图11b所示。

在任一所述实施例中，剂量控制机构可以包括一个或多个另外的螺纹部件。这可以为使用者提供额外的机械优点。例如，剂量控制机构可以包括内柱塞和外柱塞。外柱塞具有与壳体的内螺纹接合的外螺纹以及与内柱塞的外螺纹接合的内螺纹。内柱塞还具有与螺杆接合的内螺纹。以这种方式，可增加旋钮与柱塞密封件之间的位移比。

根据又一个特征，一些实施例可以例如结合对所需递送体积的识别向使用者提供触觉反馈。以这种方式，当使用者将柱塞杆/螺杆拨到其所需的剂量体积时(例如，当柱塞514旋转直到在窗口520a中可见特定的微升设置时)，使用者将感觉到触觉凹口或停止点以指示预设剂量体积的定位。剂量控制机构510可以设置有多个基于体积的卡位以指示各个剂量体积。仅举例而言，剂量控制机构510可以包括对于20微升、10微升和5微升的注射器递送体积的此类反馈。

尽管可通过任何适当的布置来提供触觉反馈，但图16a至图16c中示出一个这样的实施例。例如，壳体520和柱塞514可以包括在对齐时提供触觉反馈的结构。如图16c中最清楚地示出，壳体520可以包括突起部526，并且柱塞514可以包括至少一个凹部514b，该凹部在对齐时为使用者提供柱塞514的正常旋转的变化。

柱塞514中的凹部514b可通过任何适当的方法形成。例如，凹部514b可以由凹坑或延伸穿过柱塞514的壁的孔形成。

类似地，突起部526可以由任何适当的结构提供，例如在壳体520的内壁上的模制构造。然而，在所示实施例中，壳体520包括至少一个径向延伸孔520g，插针通过该径向延伸孔径向向内延伸以提供突起部526。在该实施例中，提供一对孔520g和一对突起部526。突起部526可以从单独的夹子528延伸，该夹子可以附接到壳体520的外表面，如图16a至图16c所示。

应当理解，可以在沿着壳体520的长度的位置处提供任何数量的这种夹子528，以识别对应数量的所需设定点/停止点，从而识别预设剂量体积。替代性地或除此之外，柱塞514可设置有对应于预设剂量体积的任何数量的凹部514b。当使用者轴向旋转柱塞杆/螺杆以拨到他们所需的递送体积时，使得从夹子528径向延伸的突起部526接触/接合对应于限定的设定点/停止点的凹部514b。凹部514b和突起部526的尺寸被设计成使得每一个对应于用于药物递送的注射器中的预设剂量体积。

上述任一剂量控制机构可以与这种混合注射器结合使用。因为本文所述的剂量控制机构允许柱塞杆相对于药物容器的近侧平移，所以它们特别适于这种混合注射器。

因此，本发明的新型实施例提供了允许对药物治疗剂进行准确剂量配给和递送的剂量控制机构，以及结合这种控制机构的药物递送注射器。这种新型装置允许识别和控制剂量，允许注射器在药物递送之前被“排气充注”(即，排出气泡)，并且确保微升体积剂量的准确递送，所有这些均结合在与市场上可获得的常用的常规注射器类似的装置尺寸内。这种新型装置安全且易于使用，并且对于临床医师而言在美学和人体工程学方面具有吸引力。本发明的新型装置提供了这些所需的特征，而不存在与已知现有技术装置相关联的任何问题。

可利用许多已知的填充工艺和设备来实现注射器制造过程的填充步骤。在这些制造和组装过程中描述的筒体组件、针头、柱塞密封件、柱塞杆和其他部件可以如上所述，或者可以是实现与这些部件相同功能的许多类似部件。在说明书通篇中，目的在于描述本发明的优选实施例而不使本发明限于任何一个实施例或具体的特征集合。在不脱离本发明的情况下，可以对所描述和所示出的实施例进行各种改变和修改。本说明书中所提及的每个专利和科学文献、计算机程序和算法的披露内容通过援引以其全文并入。