双置压电层叠体的柱塞子组件的制作方法

与各个例示性实施例一致的设备和方法涉及一种用于输送液体药品的柱塞子组件，更具体地涉及一种包括双置压电层叠体的柱塞子组件。

背景技术：

1、糖尿病是一组特征为高水平的血糖的疾病，其起因于糖尿病患者不能维持产生所需的适当水平的胰岛素。如果不治疗，糖尿病对受影响的患者可能是危险的，并且它可能导致严重的健康并发症和过早去世。然而，通过利用一种或更多种治疗选择来帮助控制糖尿病并降低并发症的风险，可以使这样的并发症最小化。

2、糖尿病患者的治疗选择包括特殊饮食、口服药物和/或胰岛素治疗。用于胰岛素治疗和管理糖尿病的有效方法是输注治疗或使用胰岛素泵的输注泵治疗。胰岛素输送装置(idd)可以包括胰岛素泵，胰岛素泵可以以变化的速率向糖尿病患者提供连续的胰岛素输注，以便更接近地匹配产生所需胰岛素的非糖尿病患者的正常工作的胰腺的功能和行为，并且胰岛素泵可以基于糖尿病患者的个体需要帮助糖尿病患者将他/她的血糖水平维持在目标范围内。输液泵治疗需要输液插管，通常是输液针或柔性导管的形式，其刺穿糖尿病患者的皮肤并且通过其进行胰岛素的输液。输注泵治疗提供的优点是胰岛素输注连续、剂量精确和输送时间表可编程。

3、目前，有两种主要的每日胰岛素疗法模式用于治疗1型糖尿病。第一种模式包括注射器和胰岛素笔，其在每次注射时需要针刺，通常每天三到四次，其使用简单且成本相对较低。另一种广泛采用的和有效的治疗糖尿病的方法是使用胰岛素泵。胰岛素泵可帮助使用者基于个体需要，通过连续输注胰岛素，而将血糖水平保持在目标范围内。通过使用胰岛素泵，使用者可以将胰岛素治疗与生活方式相匹配，而不是将生活方式与胰岛素注射如何为使用者工作相匹配。

4、常规胰岛素泵能够通过置于皮肤下的导管每天24小时输送快速或短效胰岛素。胰岛素剂量通常以基础速率和推注剂量施用。基础胰岛素在24小时内连续输送，并且在各次进餐和过夜之间将使用者的血糖水平保持在一致的范围内。一些胰岛素泵能够对胰岛素的基础率进行编程，以根据白天和夜晚的不同时间而变化。推注剂量通常在使用者进餐时施用，并且通常提供单次额外的胰岛素注射以平衡消耗的碳水化合物。一些传统的胰岛素泵使得使用者能够根据所消耗的膳食的大小或类型来对单次剂量的体积进行编程。传统的胰岛素泵还使得使用者能够接受修正或补充的胰岛素推注，以在使用者计算进餐推注时补偿低血糖水平。

5、传统胰岛素泵相对于其它糖尿病治疗方法有许多优点。胰岛素泵随时间输送胰岛素而不是单次注射，因此通常获得由美国糖尿病协会推荐的血糖范围内的较小变化。传统的胰岛素泵还减少了患者必须忍受的针刺的次数，并且使得糖尿病管理对于使用者更容易且更有效，从而显著地提高了使用者的生活质量。

6、现有胰岛素泵的主要缺点是，尽管它们是便携的，但是它们包括多个部件，并且可能笨重和使用麻烦。它们通常也比其它治疗方法更昂贵。从生活方式的观点来看，传统的泵及其相关的管件和输液组件对于使用者来说是不方便的和麻烦的。

7、与传统的输液泵不同，贴片泵是集成装置，其将包括流体储器、泵送机构和用于自动插入插管的机构的大部分或全部流体部件组合在单个壳体中，该壳体粘附到患者皮肤上的输液部位，并且不需要使用单独的输液或管组。一些贴片泵与单独的控制器(如在由insulet公司以商标名称omnipod.rtm.销售的一个装置中)无线通信，而其它的是完全独立的。当胰岛素供应耗尽时，这种装置被频繁地更换，例如每三天更换一次。

8、由于贴片泵被设计为由糖尿病患者佩戴的独立单元，因此优选地，贴片泵尽可能小，以便不会干扰使用者的活动。为了使使用者的不适最小化，优选的是使贴片泵的总体尺寸最小化。然而，为了使贴片泵的总体尺寸最小化，其组成部件的尺寸应当尽可能地减小。

9、关于贴片泵或其它胰岛素输送装置(idd)，泵可由注射器致动器致动。传统的注射器包括连接到杆的柱塞，该杆必须至少与注射器筒的长度一样长。这令人遗憾地增加了贴片泵或其它idd的所需尺寸。

技术实现思路

1、各个例示性实施例可以解决至少上述问题和/或缺点以及上面没有描述的其它缺点。此外，例示性实施例并非必须克服上述缺点，并且可以不克服上述任何问题。

2、根据一个例示性实施例的一方面，一种压电致动器包括：柱塞，附接到柱塞的框架，设置在框架内的推进压电单元，该推进压电单元包括第一压电元件，其中向第一压电元件施加电场导致第一压电元件沿着第一轴线扩张，以及设置在框架内的锁定压电单元，该锁定压电单元包括第二压电元件，其中向第二压电元件施加电场导致第二压电元件沿着与第一轴线正交的第二轴线扩张。或者，第二轴线可相对于第一轴线形成锐角。

3、柱塞可具有被构造为配合在筒内的外周。

4、第一压电元件可以包括布置成层叠体的多个第一压电元件。

5、第二压电元件可以包括布置成层叠体的多个第二压电元件。

6、根据另一例示性实施例的一个方面，一种流体药物输送方法包括：将流体药物保持在注射器的筒内，其中所述注射器包括所述筒和在注射器的筒内的压电致动器，所述压电致动器包括柱塞、附接到所述柱塞的框架、设置在所述框架内并且包括第一压电元件的推进压电单元、以及设置在所述框架内并且包括第二压电元件的锁定压电单元；向第二压电元件施加第一电场，从而使第二压电元件在筒的径向方向上扩张，并且在筒的内周上施加压力，将框架夹持在筒中的后部位置；在保持向所述第二压电元件施加所述第一电场的同时，向所述第一压电元件施加第二电场，从而使所述第一压电元件沿所述筒的轴向方向延伸，所述轴向方向基本上正交于所述径向方向，从而使所述柱塞朝向所述筒的前端前进并将流体药物泵送出所述注射器；在保持施加到第一压电元件的第二电场的同时，从第二压电元件去除第一电场，从而使第二压电元件在径向方向上远离筒的内周而缩回，以释放对于框架的夹持；以及从第一压电元件释放第二电场，从而使第一压电元件沿轴向缩回，将框架拉向柱塞。

7、可重复这些操作，从而将另外的流体药物泵送出注射器。

8、根据另一例示性实施例的一个方面，一种流体药物泵包括：筒和设置在筒内的压电致动器，压电致动器包括：柱塞，附接到柱塞的框架，设置在框架内的推进压电单元，该推进压电单元包括第一压电元件，其中向第一压电元件施加电场导致第一压电元件沿着第一轴线扩张，以及设置在框架内的锁定压电单元，该锁定压电单元包括第二压电元件，其中向第二压电元件施加电场导致第二压电元件沿着与第一轴线正交的第二轴线扩张。或者，第二轴线可相对于第一轴线形成锐角。

技术特征：

1.一种压电致动器，其中，所述压电致动器包括：

2.根据权利要求1所述的压电致动器，其中，所述第二角度相对于所述第一轴线正交。

3.根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述柱塞具有的外周被配置为配合在筒内。

4.根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述第一压电元件包括布置成层叠体的多个第一压电元件。

5.根据权利要求2所述的压电致动器，其中，所述第二压电元件包括布置成层叠体的多个第二压电元件。

6.根据权利要求4所述的压电致动器，其中，所述多个第一压电元件中的每一个第一压电元件在垂直于所述第一轴线的横截面中是圆形的。

7.根据权利要求5所述的压电致动器，其中，所述多个第二压电元件中的每一个第二压电元件在垂直于所述第一轴线的横截面中是圆形的。

8.根据权利要求7所述的压电致动器，其中，向所述多个第二压电元件施加电场使得所述多个第二压电元件中的每一个第二压电元件在其径向方向上扩张。

9.一种流体药物输送方法，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，还包括重复所述保持步骤、施加第一电场步骤；施加第二电场步骤；去除第一电场步骤、以及去除第二电场步骤。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一压电元件包括布置成层叠体的多个第一压电元件。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二压电元件包括布置成层叠体的多个第二压电元件。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个第一压电元件中的每一个第一压电元件在垂直于所述筒的轴向方向的横截面中是圆形的。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个第二压电元件中的每一个第二压电元件在垂直于所述筒的轴向方向的横截面中是圆形的。

15.一种流体药物泵，其中，所述流体药物泵包括：

16.根据权利要求15所述的流体药物泵，其中，所述第二角度相对于所述第一轴线正交。

17.根据权利要求16所述的流体药物泵，其中：

18.根据权利要求16所述的流体药物泵，其中，所述第一压电元件包括布置成层叠体的多个第一压电元件。

19.根据权利要求16所述的流体药物泵，其中，所述第二压电元件包括布置成层叠体的多个第二压电元件。

20.根据权利要求18所述的流体药物泵，其中，所述多个第一压电元件中的每一个第一压电元件在垂直于所述第一轴线的横截面中是圆形的。

21.根据权利要求19所述的流体药物泵，其中，所述多个第二压电元件中的每一个第二压电元件在垂直于所述第一轴线的横截面中是圆形的。

22.根据权利要求21所述的流体药物泵，其中，向所述多个第二压电元件施加电场导致所述多个第二压电元件中的每一个第二压电元件在其径向方向上扩张。

技术总结
一种压电致动器，用于液体药物输送注射器的筒内。致动器包括柱塞、附接到柱塞的框架、设置在框架内的推进压电单元和设置在框架内的锁定压电单元。每个压电单元包括多个压电元件，这些压电元件被布置成使得向锁定单元的压电元件施加电场导致这些元件在筒的径向方向上扩张，从而将框架锁定在筒内的适当位置。将电场施加到推进单元的压电元件上使得元件在筒的轴向上扩张，将设置在注射器内的液体药物泵送出筒。还公开了一种流体药物泵。

技术研发人员：A·E·皮佐凯罗
受保护的技术使用者：贝克顿·迪金森公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16