具有双层弹簧的药物输送装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力协助的药物输送装置，例如，诸如自动注射装置。本发明具体地涉及使用紧凑弹簧元件以用于输送能量来从储器排出药物的药物输送装置。
【背景技术】
[0002]药物输送装置(诸如注射装置)广泛用于将液体药物输注到需要治疗的人。许多注射装置能够在装置中的相应剂量设置和剂量排出机构的操作时重复地设置和注射固定或可变体积的药物。一些注射装置适于装载包含一定体积的足以提供若干可注射剂量的药物的预填充药物储器。当储器为空的时，使用者用新的将其替换，且注射装置因此可反复地使用。其它注射装置在输送至使用者时是预填充的，且仅可在药物储器排空之前使用，此后装置将弃置。各种注射装置包括剂量排出机构，其通常通过使用运动控制的活塞杆使活塞在储器中前移来排出药物。
[0003]—些注射装置需要使用者朝壳体压下按钮一定距离，从而人工地引起活塞杆对储器加压，且使其中的活塞前移以用于排出剂量。必须施加到按钮上以执行此操作的力通常并非微小的，且可能对于手指力量和/或灵巧性较小的人造成处理问题。
[0004]由于弹簧一旦释放就提供完成注射所需的所有能量，故响应于旋塞弹簧的释放提供药物剂量的自动排出的自动注射装置变得普遍。此装置通常仅需要使用者施加很小的短持续时间的力来触发注射。弹簧可布置成在每次注射之前张紧，或其可为预张紧的(例如，由制造者)以储存足以应对在一次或多次注射中排空药物储器的情形的能量。
[0005]W02006/045528 (Novo Nordisk A/S)公开了一种自动注射装置，其使用螺线扭力弹簧来提供能量以用于使活塞在药筒中前移。弹簧的一端连接到壳体，且另一端连接到可旋转的驱动机构，驱动机构又连接到活塞杆。弹簧在剂量设置期间张紧，且通过从驱动部件除去锁定部件来释放。
[0006]自动注射装置的另一个示例在W02008/053243(0wen Mumford Ltd)中发现，其公开了使用压缩弹簧来提供用于从装载的筒喷射药剂的驱动力。弹簧布置在装置的近端处的剂量旋钮与装置壳中的锁定元件之间。
[0007]上文提到的注射装置的常见缺陷在于，弹簧必须对于装置相对较长来令人满意地起作用。在扭力弹簧的情况中，该扭力弹簧适于释放能量以用于活塞杆的旋转，重要的是，弹簧具有足够的能力使驱动部件旋转输送对应于最大可设置剂量的药物体积所需的回转数。此外，在注射期间由弹簧传送的转矩由于弹簧松弛引起的减小应当尽可能小以提供相对恒定的输送轮廓，且确保留下足够的动力来排出剂量的最后部分。因此，弹簧必须具有大量圈数，且在注射装置的最终剂量状态中部分地张紧。然而，如指出那样，这对注射装置的构造的影响在于其必然有相当大的轴向尺寸。
[0008]对应地，在压缩弹簧的情况下，弹簧必须具有足够的能力来向前推动锁定件和活塞杆以排出对应于最大可设置剂量的药物体积，且注射期间由弹簧施加的力由于弹簧松弛引起的减小应当尽可能小以提供相对恒定的输送轮廓，且确保留下足够的动力来排出剂量的最后部分。
[0009]清楚的是，如果上文提到的弹簧中的一者要预张紧地应用在注射装置中，由于不可能再张紧，其必须甚至更长以便具有足够的能力来排空整个筒。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于消除或减少现有技术的至少一个缺陷，或提供对其有用的备选方案。具体而言，本发明的一个目的在于提供紧凑的自动药物输送装置，其容易制造、需要较少构件且具有较低的制造成本。
[0011]本发明的另一个目的在于提供一种药物输送装置，其在弹簧的事实上不费力气的释放时提供自动药物输送，且提供越过可输送剂量的整个范围的相对恒定的输送轮廓。
[0012]在本发明的公开内容中，描述了将解决一个或多个上述目的和/或将解决从下文清楚的目的的方面和实施例。
[0013]在使用本发明的原理的药物输送装置中，药物排出机构由双层弹簧供以动力。相比于常规单层弹簧，双层弹簧可在大大减小的轴向尺寸的情况下具有相似的能力，提供了紧凑的药物输送装置构造的可能性。
[0014]因此，在本发明的一个方面中，提供了一种药物输送装置，其包括药物排出机构和弹簧，弹簧在药物输送装置的使用期间可释放以将储存的能量传送至药物排出机构。弹簧包括能够储存第一量的能量的第一螺线部分或第一螺旋部分，以及能够储存第二量的能量的第二螺线部分或第二螺旋部分。第一螺线部分和第二螺线部分形成一个连续件，且第二螺线部分包绕第一螺线部分的至少一部分。
[0015]药物输送装置适于从可为药物输送装置的组成部分的药物储器排出药物，这是所谓的预填充药物输送装置的通常情况，或者其作为备选可为单独的可附接部分，例如，诸如可更换部分，这是所谓的可再用药物输送装置的通常情况。
[0016]弹簧可由不间断的单件材料构成，例如，不间断的金属丝件。作为备选，弹簧可由多个结合的材料件构成，例如，焊接或以其它方式连结在一起以形成连续的弹簧结构。
[0017]除双层弹簧允许药物输送装置的设计和尺寸方面的较大灵活性之外，由于制造者可选择为优先的是具有与使用常规单层弹簧的装置相似的能力的较短的装置，或具有较大能力的常规长度的装置，或其之间的某种情形，具有双层弹簧的药物输送装置提供更恒定的力轮廓或转矩轮廓(取决于弹簧的特定类型)，随着时间的过去产生对药物储器更恒定的加压，且因此药物至身体的更恒定的流动。此外，如果例如在改造的盘绕机器上由不间断的单件材料制成，则双层弹簧可在对单层弹簧仅很小的新增成本下以简单方式制造。
[0018]弹簧还可包括作为第一螺线部分的端部的第一弹簧端部、作为第二螺线部分的端部的第二弹簧端部，以及连结第一螺线部分和第二螺线部分的过渡部分。
[0019]弹簧可通过以下形成:围绕轴线沿任意(例如，顺时针)方向卷绕一定长度的一条丝以产生第一螺线部分，且然后改变变形角且继续在第一螺线部分上沿相同旋转方向(例如，顺时针)向后卷绕丝来产生第二螺线部分。因此，第一螺线部分变为内螺线，且第二螺线部分变为外螺线。
[0020]第二螺线部分可直接地卷绕在第一螺线部分上或成形模型上，例如，诸如圆柱，由此其可与第一螺线部分沿径向间隔开。此外，第一螺线部分和第二螺线部分可同心，以使具有给定能力的弹簧的径向尺寸尽可能小。
[0021]第一螺线部分和第二螺线部分的相应轴向程度可由制造者根据关于药物输送装置的弹簧的期望性质来选择。为了相对于药物输送装置的轴向尺寸的减小从弹簧构造明显受益，第二螺线部分的轴向程度应当优选地在第一螺线部分的轴向程度的50%到150%之间，特别是在50%到100%之间。
[0022]药物输送装置还可包括与可变容量的药物储器联接或适于与其联接的壳体，且药物排出机构可包括可相对于壳体移位以减小储器的容积的促动器。在从弹簧释放能量期间，促动器可直接通过弹簧，或经由驱动结构前移穿过壳体，驱动结构构造成由弹簧将电动机输出转换成促动器的位移。在任一情况中，第一弹簧端部和第二弹簧端部中的一者可在此释放期间相对于壳体固定地布置，而第一弹簧端部和第二弹簧端部中的另一者可与促动器可操作地联接。
[0023]药物输送装置可为注射装置类型，例如，具有对应于自来水笔的构造。在此情况下，壳体可包括圆柱形(或大致圆柱形)的壁，弹簧可同轴地布置在壁内。
[0024]弹簧可在预张紧状态中布置在药物输送装置中，其允许排出储器的全部内容物，而不必由使用者张紧或再张紧弹簧。作为备选，弹簧可适于由使用者在每次药物输注之前张紧。不管怎样，以常规方式，弹簧可布置成使得，在药物输送装置的最终剂量状态中至少略微张紧，以确保能够在药物排出行程结束时将足够的力或转矩传送至促动器，以允许剂量的最后部分同样适当的输送。
[0025]药物输送装置还可包括允许使用者设置待从储器排出的剂量的剂量设置机构。弹簧可与剂量设置机构可操作地联接，且构造成响应于增大待排出剂量的剂量设置机构的操作来经历张紧，且响应于减小待排出剂量的剂量设置机构的操作经历松弛。因此，额外的能量与设置的剂量的大小相一致地储存在弹簧中。
[0026]在本发明的特定实施例中，第一螺线部分和第二螺线部分中的一者用作张力弹簧，且第一螺线部分和第二螺线部分中的另一者用作压缩弹簧，从而允许累积的力传送至药物排出机构。例如，第一螺线部分可为开放卷绕的(即，构造为压缩弹簧)，且第二螺线部分可为闭合卷绕的，构造为张力弹簧。
[0027]在本发明的其它特定实施例中，第一螺线部分和第二螺线部分两者都闭合卷绕，且用作张力弹簧。
[0028]在本发明的某些实施例中，药物输送装置包括a)沿纵轴线延伸的壳体，b)包括出口部分的可变容积的药物储器(例如，包括可滑动活塞和由可穿透隔膜覆盖的出口的药筒)，c)包括第一弹簧端和第二弹簧端的扭力弹簧，扭力弹簧被张紧以相对于第一弹簧端沿弹簧展开方向偏压第二弹簧端，d)适于保持第一弹簧端的第一弹簧保持部件，第一弹簧保持部件至少在储器的容积减小期间相对于壳体不可旋转，e)触发按钮，f)适于保持第二