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CN101039712A - 注射装置 - Google Patents

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CN101039712A
CN101039712A CNA2005800346367A CN200580034636A CN101039712A CN 101039712 A CN101039712 A CN 101039712A CN A2005800346367 A CNA2005800346367 A CN A2005800346367A CN 200580034636 A CN200580034636 A CN 200580034636A CN 101039712 A CN101039712 A CN 101039712A
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piston rod
axially
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Novo Nordisk AS
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Abstract

本发明涉及用于将设定剂量的药物从储存器中分配到对象物的注射装置。该注射装置包括剂量设定构件(20，70)，它从外壳(30)拧出以设定剂量，并被轴向推回到外壳(30)，以排出所设定剂量。刻度筒(80)轴向地并不可转动地连接到剂量设定构件(20，70)上，从而当转动剂量设定构件(20，70)以设定剂量时，刻度筒(80)绕螺纹(34)转动上升。当将剂量设定构件(20，70)被轴向推回其初始位置以注射所设定剂量时，为了允许刻度筒(80)绕螺纹(34)转下并回到其初始位置，刻度筒(80)从其不可转动连接被释放。

Description

注射装置
技术领域
本发明涉及如注射笔等的设备，用于最好以皮下方式将药物输送到人体，尤其涉及具有可释放刻度筒的注射装置。
背景技术
在本发明的公开中，主要涉及通过注射胰岛素进行糖尿病的治疗，但这只是本发明的示例性使用。
注射笔主要用于必须经常自己注射的用户，例如患有糖尿病的人。对这种注射笔提出多种要求。剂量的设置必须容易且清楚，并且必须易于读取设置的剂量。必须能很顺畅地取消或改变错误设置的剂量，并且当注射该剂量时，剂量设置必须归零。当预填充的注射笔出现问题时，即储存器排空时抛弃注射笔，该注射笔还必须便宜并用适合于再循环的材料制成。
大多数剂量设置装置与和螺母配合的螺纹活塞杆一起工作，该螺母和活塞杆可以彼此相对转动。可以通过将螺母从止挡件拧开获得剂量设置，通过在注射期间向前按压活塞杆使该螺母返回，直到螺母构件抵靠该止挡件为止。通过其它剂量设置装置，其中一个元件，螺母或活塞杆保持不可转动，并且其它的元件允许根据设置剂量转动一设定角度，从而活塞杆通过螺母构件向前拧动一距离。
在用于分配设定剂量的大多数注射装置中，最好是活塞杆与在注射期间作用在其上的活塞恒定接合，从而防止倒吸。为了实现这一点，采取预防措施，防止活塞杆在最近方向上向后移动。
在US6004297中公开了现有输送设备。在附图11至13中公开的设备包括用于转动螺纹活塞的带键的导向件，从而活塞杆上的螺纹在连接到筒保持器上的螺母中向前拧动。该带键的导向件设置有连接在带键的导向件和筒保持器之间的单向棘齿机构，从而带键的导向件只能够相对于筒保持器在一个方向上转动。该棘齿机构具有初始阻力，导向件为了转动必须克服该阻力。该阻力设置得较大，足以克服转动剂量设置把手时所施加的扭矩，意味着只有足够的注射压力施加在剂量设置把手上才能克服阻力并使得驱动器转动。而且，刻度筒安装在该注射笔内部。该刻度筒由剂量设定构件支承，但是相对于剂量设定构件自由转动，并且当轴向移动时由外壳中的内螺纹迫使转动。设定的剂量可以通过外壳中的窗口看到。
刻度筒和外壳之间的螺纹连接中的公差决定了显示的精确度。如果刻度筒在螺纹中存在例如小的松动，则会显示错误的剂量大小，然而如果螺纹连接太紧，则将难以压回剂量设定把手。
在WO04/078239中公开了类似的注射笔。该注射笔包括螺纹活塞杆，当转动时，该螺纹活塞杆在内部螺纹螺母中向前拧动。当向前轴向移动时，具有螺纹的驱动套筒转动活塞杆，该螺纹配合活塞杆的螺纹。该驱动套筒联接到剂量刻度套筒上，该剂量刻度套筒转动，以调节(dial up)剂量。该剂量刻度套筒从外壳中转出以设置剂量，并转回以释放设定的剂量。当剂量设定时，该驱动套筒与剂量刻度套筒一起转动，但是当注射设定的剂量时，防止该驱动套筒的转动。
在使用中，当剂量设定时，该剂量刻度套筒转出外壳，而当压回剂量刻度套筒以注射所设定剂量时，该剂量刻度套筒沿相反方向转动。从而，随着剂量刻度套筒拧出外壳，剂量刻度套筒上指示剂量大小的标记变得可以被用户看见。当注射药物时，用户可能偶尔会妨碍剂量刻度套筒的转动，例如通过向剂量刻度套筒施加侧向压力，这将增加压回剂量刻度套筒所需要的力。
在US6221053中公开了另一注射笔。在该注射笔中，注射按钮与刻度筒整体形成，并绕设置在驱动器的外部上的螺纹转上或转下以设定剂量。为了注射设定的剂量，以轴向不可转动的运动推回组合的注射按钮和刻度筒，这迫使驱动器转动。由于驱动器具有与带键的活塞杆上的螺纹配合的内螺纹，所以带键的活塞杆通过外壳内部螺母构件中存在的键向前移动。由于刻度筒在注射期间不转动，所以设置沿笔的360度上展开的窗口。设置在驱动器中的第二窗口指示所设定的剂量。
在此方案中，刻度指示在窗口展开的整个360度上都可见。因此，用户必须注意通过设置在驱动器中的额外窗口读取所设定的剂量。
在US6004297和US6221053中公开的活塞杆驱动器基本上包括两个元件。第一元件配合带键的活塞杆，并且带有内螺纹的第二元件配合活塞杆的外螺纹。当第一元件和第二元件相对转动时，该活塞杆向前拧动。
在US6004297中，第一元件为配合带键的活塞杆的活塞杆导向件，并且第二元件为带螺纹的螺母构件，该螺母构件在注射期间使得活塞杆向前转动。而在US6221053中，该第一元件为不可转动地连接到外壳上的带键的螺母构件，并且第二元件为带螺纹的驱动器。在后一种情况下，活塞杆不转动地向前移动。
如胰岛素等的某些药物是自己操作注射的，并且典型的糖尿病人需要在一天之中进行若干次胰岛素的皮下注射。由于这些药物的大多数注射都由用户自己在私人环境下进行，所以很需要非常简单也非常精确的注射装置。
发明内容
考虑到上述现有装置，本发明的目的是提供药物输送装置，它消除了现有技术中药物输送装置的缺点，并提供所设定剂量的更精确显示。
相对应地，设置注射装置，其中，在刻度筒不可转动地连接到剂量设定构件上，从而无论剂量设定构件何时从外壳中拧出，刻度筒都将一一对应地跟随该转动而不会有任何错动。然而，当剂量设定构件沿轴向回到其初始位置时，刻度筒为了返回其初始位置必须能够转动。这通过提供可释放联轴器实现，由此刻度筒可从与剂量设定构件的不可转动连接释放。
通过刻度筒和剂量设定构件之间的不可转动联接，当设定剂量时，可避免这两个元件之间的任何空隙，并且通过剂量设定构件的轴向返回，确保了用户在注射期间无法接触任何转动部件。
在示例性实施例中，在具有非常小直径的螺纹中引导刻度筒，这限制了注射期间能量的损失。由于剂量设定构件和活塞杆导向件之间的驱动螺纹已经具有小直径，所以最好用于引导刻度筒的螺纹也具有小直径。
引导刻度筒的支承管可以通过例如注射模塑与外壳整体形成，或者可以制成不可转动地连接到外壳上的单独构件。
在另一不同的示例性实施例中，可释放联轴器设置在剂量设定构件上的指向外的齿和设置在刻度筒内表面上的带齿环之间。指向外的齿和带齿环都具有较小的宽度、例如2至5毫米，从而当剂量设定构件和刻度筒相对彼此轴向移动例如2至5毫米时，联轴器被释放。
因此，为了释放带齿接合，刻度筒和剂量设定构件必须能够彼此相对轴向移动。
除了使刻度筒和剂量设定构件能够相对彼此轴向移动，该剂量设定构件也可以分成两部分。第一部分连接到按钮上并且第二部分轴相连接到刻度筒上，从而该第二部分和刻度筒在轴向上以一一对应的关系彼此跟随。
可释放联接器在本实施例中设置在第一剂量设定构件和刻度筒之间。当第一剂量设定构件相对于第二剂量设定构件和刻度筒轴向移动时，设置在第一剂量设定构件上的指向内的齿滑出与设置在刻度筒的内侧表面上的带齿环的接合，并且随着第一剂量设定构件和第二剂量设定构件在轴向上在远端方向上移动，刻度筒相对于这些构件自由转动。
在另一示例性实施例中，防护罩设置在按钮和外壳之间。该防护罩不可转动但可滑动地安装在外壳中。在其近端处，该防护罩通过可分离的联轴器联接到按钮上，从而按钮与该防护罩可转动地连接或可转动地分离。
该可分离联轴器最好由设置在防护罩近端上的多个齿形成，该齿可接合设置在按钮内侧上的类似齿，从而当预定压力施加在按钮的近端上时，按钮连接，并且当没有或只有很小压力施加时，按钮分离。
“注射笔”通常是一机构，即具有有点像用于书写的笔那样的椭圆形或伸长形的用户推动注射设备。尽管这种笔通常具有管状横截面，但是它们也能够很容易具有不同横截面，如三角形、矩形或正方形。
在此，术语“药物”包括任何含药物的可流动药品，如液体、溶剂、凝胶体或微悬浮物，它能够以受控的方式通过如空心针之类的输送装置。代表性的药物包括如肽、蛋白质(例如胰岛素、胰岛素类似物和C肽)之类的药剂、和激素、生物衍生或活性剂、激素和基因基试剂、营养处方和处于固体(配制的)或液体形式的其它物质。
对应地，术语“皮下”注射包括经皮下输送到对象物的任何方法。
而且，术语“注射针”限定适合于为了输送或去除液体而穿透物体的皮肤的穿刺构件。
此处所引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)都通过引用整体合并进来，并且仿佛每个参考文献都单独和特别表示将通过引用合并，并在此整体阐明。
所有的标题或子标题此处都只是出于方便而使用，不应当以任何方式构成对本发明的限制。
任何和所有例子或者此处提供的示例性语言(例如，如)的使用都仅仅是为了更好地说明本发明，除非另外声明，否则不对本发明的范围构成限定。说明书中的任何语言都不应当构成表示实现本发明的所需要的任何非声明要素。此处专利文件的引用和合并只是出于方便的目的，并不反应这些专利文件的有效性、专利性和/或可执行性。
本发明包括适用法律所允许的所附权利要求所述主题的所有修改和等效物。
附图说明
下面，将结合优选实施例并参照附图更加完整地解释本发明，其中：
图1示出了注射装置的透视图。
图2示出了不带有剂量设定的注射装置的剖视图。
图3示出了带有剂量设定的注射装置的剖视图。
图4示出了注射装置的部分分解视图。
图5示出了图4中所示的部件的透视图。
为了清楚而示意性地示出并简化附图，并且附图中只示出了为了理解本发明所必需的细节，而省略了其它细节。自始至终，相同的附图标记用于相同或相对应的部件。
具体实施方式
当在下面术语中使用如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平的”和“竖直的”、“顺时针”和“逆时针”或类似相关表达时，它们仅指所附附图而并非指使用的实际情况。所示附图是示意性的，出于此原因，不同结构的构造以及它们的相关尺寸都只是起到说明性目的。
在上下文中，为了方便而限定所附附图中的术语“远端”表示承载注射针的注射装置的端部，而术语“近端”表示远离注射针的相对端部。
附图1公开了包括外壳30和筒保持器100的用户推动的注射笔。外壳30设置有窗口35，通过转动剂量设定按钮1，可以通过该窗口看到剂量设定。筒保持器100在其远端处设置有螺纹102，用于将注射针固定到注射笔上。
在附图2至5中详细公开了该注射笔的内部。
按钮1设置在注射装置的近端处，并通过第一剂量设定构件20的近端中的多个未示出的突起进入狭缝24而连接到第一剂量设定构件20上。按钮1的裙部3的内侧表面由防护罩10的外侧表面以可转动的方式支承。
第一剂量设定构件20可转动地连接到第二剂量设定装置70上。该第一剂量设定构件20位于注射笔的近端处，并且第二剂量设定构件在远端方向上设置在下游。
防护罩10可在外壳30中轴向滑动，但是由在轨道31中滑动的突起11相对于外壳30锁定转动。防护罩10近端上的防护罩齿12的边缘与设置在按钮1内侧上的按钮齿2的相应边缘相互作用。当无压力作用在按钮1上时，按钮1能够相对于防护罩10转动，但是当例如在注射期间作用压力时，按钮齿2和防护罩齿12之间的相互作用锁定按钮1相对于防护罩10的转动。当注射按钮1相对于防护罩10转动时，由滑过防护罩齿12的按钮齿2而产生咔嗒声。按钮齿2和防护罩齿12的数量最好使得所调节的每个国际单位胰岛素都听到一声咔嗒声。
外壳30具有指向内的凸缘32，该凸缘承载指向近端方向的支承管33。指向内的凸缘32示出为与外壳30模制成整体，但是也可以是插入到外壳32中的单独部件。支承管32位于其外侧上、即指向外壳30的内侧，并设置有支承螺纹34。该支承螺纹34通过位于刻度筒80的内侧上的相应螺纹84接合。
活塞杆40对中地位于外壳30内部。该活塞杆40具有配合螺母50内部的螺母螺纹53的活塞杆螺纹41、和配合活塞杆导向件60中的内部键62的键42，从而当活塞杆导向件60转动时，活塞杆40在螺母50中向前旋拧。螺母50通过多个凸起部分52不可转动地固定到外壳30上，该凸起部分与外壳30的内表面上的多个未示出的狭缝接合。
位于螺母50和活塞杆导向件60之间的棘齿机构51、61起到单向联轴器的作用。活塞杆导向件60在其远端处设置有至少一个爪61，该爪与设置在螺母50内侧的螺母齿51的边缘接合。螺母齿51和爪61的相互作用防止活塞杆导向件60在将活塞杆40向注射装置后方拧动的方向上转动。在所公开的实施例中，禁止的方向为逆时针方向。
活塞杆导向件60在其外侧上设置有导向螺纹63，该导向螺纹与第二剂量设定构件70的内螺纹73配合，使得第二剂量设定构件70可能相对于活塞杆导向件60上下旋动。
通过与第二剂量设定构件70近端上的狭槽71接合的第一剂量设定构件20远端上的凸缘21，第二剂量设定构件70可转动地连接到第一剂量设定构件20上。而且，第二剂量设定构件70上的凸缘72进入第一剂量设定构件20上的狭槽22中，从而防止第一剂量设定构件20相对于第二剂量设定构件70转动。
第一剂量设定构件20远端上的凸缘21设置有指向外的齿23，该齿能够与设置在刻度筒80内部的筒刻度齿83的内环接合。
而且，第二剂量设定构件70的近端设置有用于弹簧90的平台74。弹簧90的相对端置靠在位于防护罩10的内侧上的远端凸边(collar)13上，从而在相反方向上推动防护罩10和第二剂量设定构件70。
平台74的远端侧形成颈部75，该颈部固定刻度筒80的筒刻度齿83，将刻度筒80形成为第二剂量设定构件70的从动装置，即刻度筒80跟随第二剂量设定构件70的轴向移动。
由于第二剂量设定构件70和刻度筒80轴向联接到一起，所以弹簧90能够置于在刻度筒80的近端上，而不是第二剂量设定构件70的平台74上。
弹簧90在近端方向上推动防护罩10时，也推动与第一剂量设定构件20连接的注射按钮2。通过刻度筒80上的凸缘85，指向外的齿23的边缘锁定近端方向上的移动，从而不管来自弹簧90的压力如何，第一剂量设定构件20都保持其位置。
弹簧90将第一剂量设定构件20和第二剂量设定构件70分开大于按钮齿2和防护罩齿12的高度的距离，从而当第一剂量设定构件20压靠在第二剂量设定构件70上而将指向外的齿23移出与筒刻度齿83的接合时，按钮齿2将接合防护罩齿12，由此防止第一剂量设定构件20相对于防护罩10转动。
为了设定剂量，用户握住外壳30，并在顺时针方向上转动按钮1。第一剂量设定构件20同时转动，并由于凸缘71和凸缘21之间的相互作用而迫使第二剂量设定构件70转动。第一剂量设定构件20上的指向外的齿23接合刻度筒80上的齿83，这使得刻度筒80也在顺时针方向上转动。
现在转动锁定的第一剂量设定构件20、第二剂量设定构件70和刻度筒80通过刻度筒80内部的内螺纹84绕支承管33上的支承螺纹34转动上升。第二剂量设定构件70绕导向螺纹63转动上升，该导向螺纹具有与支承螺纹34相同的节距。刻度筒80在其远端处抵靠第二剂量设定构件70，从而将第二剂量设定构件70推到导向螺纹63上方。
通过外壳30中(最好设置有放大镜)的开口32可以看到刻度筒80上的未示出标记。
注射按钮1在两个方向上都可以转动；在第一方向上，剂量的大小随着第一剂量设定构件20、第二剂量设定构件70和刻度筒80绕支承螺纹34转动上升而增大。在相反方向上，第一剂量设定构件20、第二剂量设定构件70和刻度筒80绕支承螺纹34向下调节，从而降低设定的剂量。
当已经设定足够剂量时，用户通过将注射按钮2推回其轴向移动的初始位置而排出设定的剂量。
注射按钮1上的齿2与相对于外壳30锁定转动的防护罩10上的齿12接合，从而防止第一剂量设定构件20相对于外壳30转动。
当第一剂量设定构件20轴向移动直到指向外的齿23位于狭槽71的近端为止，刻度筒80和第一剂量设定构件20之间的可释放联接才被释放。注射按钮1上的进一步的压力将第一剂量设定构件20和第二剂量设定构件70都向前推动。由于导向杆螺纹63和第二剂量设定构件70的内螺纹73之间的接合，该轴向的非转动的向前移动迫使活塞杆导向件60在顺时针方向上转动。
活塞杆导向件60的转动迫使活塞杆40也在顺时针方向上转动，并在螺母50的螺纹53中向前拧动。
由于刻度筒80锁定在颈部75中，并在支承螺纹34中受到导向，所以它转回其初始位置。该转动发生在逆时针方向上。
螺母110位于第一剂量设定构件20上，并通过内螺纹111与第一剂量设定构件20上的外螺纹25螺纹连接。通过在位于防护罩10内侧上的纵向狭槽13中受到导向的突起113，螺母110同时不可转动地连接到防护罩10上。
当剂量设定时，第一剂量设定构件20相对于防护罩10和螺母110转动，使得螺母从近端起始点在远端方向上向前移动。螺母110向前移动的距离与所设定的剂量大小有关。
当注射设定的剂量时，螺母110轴向向前移动与第一剂量设定构件20和防护罩10相同的距离。因此，螺母110在外螺纹25上的位置与储存器中药物的残余含量有关。
当螺母110到达平行于注射装置的纵向轴线的螺纹25的远端26时，螺母110无法再进一步拧动，并且禁止第一剂量设定构件20进一步转动。在WO01/019434中提供了这种剂量端部特征的更加详细的描述，其通过引用合并进来。
在前面已经示出了某些优选实施例，但是应当强调的是，本发明不仅局限于此，而是可以以所附权利要求中限定的主题范围内的其它方式实现。

Claims (9)

1.用于从储存器分配设定剂量药物的注射装置，包括
外壳(30)，
具有非圆截面(42)和外螺纹(41)的活塞杆(40)，
活塞杆驱动器(50，60)，包括：
A)配合该活塞杆(40)的非圆截面(42)的第一驱动元件(50，60)，
B)第二驱动元件(50，60)，它具有配合活塞杆(40)的螺纹(41)的内螺纹(53)，
剂量设定和注射机构，包括通过螺纹连接部(63，73)联接到活塞杆驱动器(50，60)上的剂量设定构件(20，70)，剂量设定构件(20，70)通过转动沿着该螺纹连接部从外壳(30)的近端拧出由转动的角度确定的距离，并且该螺纹连接部(63，73)通过剂量设定构件(20，70)的轴向返回而将该轴向移动转换为第一或第二驱动元件(50，60)中的一个相对另一个的转动，
并且其中如刻度筒等的刻度元件(80)由剂量设定构件(20，70)轴向支承，
其特征在于，该刻度元件(80)还通过可释放联轴器(23，83)转动地连接到剂量设定构件(20，70)上，从而该刻度元件(80)在可释放联轴器(23，83)的一个位置中跟随剂量设定构件(20，70)的转动，并在另一不同位置中可转动地从剂量设定构件(20，70)释放。
2.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于，该刻度筒(80)具有内螺纹(84)。
3.如权利要求2所述的注射装置，其特征在于，刻度筒(80)上的内螺纹(84)联接到支承螺纹(34)上，该支承螺纹设置在包含在外壳(30)中的支承管(32)的外表面上。
4.如权利要求1所述的注射装置，其特征在于，该支承管(32)结构连接到外壳(30)上。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的注射装置，其特征在于，所述可释放联轴器(23，83)设置在刻度筒(80)上的筒刻度齿(83)和剂量设定构件(20，70)上的指向外的齿(23)之间，该齿(23，83)可轴向脱离。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的注射装置，其特征在于，所述剂量设定构件(20，70)包括第一剂量设定构件(20)和第二剂量设定构件(70)，所述剂量设定构件可转动地连接并可相对彼此轴向移动。
7.如权利要求6所述的注射装置，其特征在于，该第一剂量设定构件(20)连接到近端按钮(1)上。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的注射装置，其特征在于，防护罩(10)设置在按钮(1)和外壳之间，该防护罩(10)在外壳(30)中被轴向且不可转动地加以导向。
9.如权利要求8所述的注射装置，其特征在于，当按钮(1)和第一剂量设定构件相对于防护罩(10)和外壳(30)转动以设定剂量时，按钮(1)中的多个按钮齿(2)越过设置在防护罩(10)近端处的多个防护罩齿(12)。
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