CN110099709B - 针插入和回缩机构 - Google Patents

Abstract

一种用于药物输送装置的针插入和回缩机构，包括：运动源；用户操作控制器，其用于运动源；中断器，其用于在预定位置停止运动源的运动，并由此将运动分为相对于彼此连续的两部分。运动转变机构将连续运动源连接到针，在第一运动部分过程中使针伸出和在第二运动部分过程中使针回缩。针因而通过连续操作单个张力源而非通过两个彼此相反操作的张力源而伸出和回缩。运动源可为弹簧，并且卷绕机构可设置为卷绕弹簧。第二运动部分可通过从皮肤牵拉被粘接的输送装置而启动。

Description

针插入和回缩机构

技术领域

本发明在其一些实施例中涉及一种用于注射筒和/或药物输送装置的针插入和回缩机构，更特别地但非排斥性地涉及用于具有弯曲尖端注射筒的药物输送装置的这样的机构。

背景技术

具有弯曲尖端注射筒的药物输送装置是容纳待注射物质且安置为平坦抵靠皮肤的装置。针从抵靠皮肤的装置的基底垂直地伸出以刺穿皮肤并注射药物。

美国专利6500150公开了一种药物输送装置，其具有限定皮肤接触表面的基底构件、用作药物储存器的注射筒和用于将药物从注射筒排出的机构。注射筒连接到基底构件，使得注射筒的纵向轴线大致平行于皮肤表面。输送针与注射筒连通。针具有成角度的弯曲部，其导引针尖端大致垂直于皮肤接触表面。在使用时，针尖端适于穿透受试者皮肤。

美国专利6824529公开了一种药物输送装置，其具有限定皮肤接触表面的基底构件、用作药物储存器的注射筒和用于将药物从注射筒排出的机构。注射筒连接到基底构件，使得注射筒的纵向轴线大致平行于皮肤表面。输送针与注射筒连通。针具有成角度的弯曲部，其导引针尖端大致垂直于皮肤接触表面。在使用时，针尖端适于穿透受试者皮肤。

美国专利6843782公开了一种药物输送装置，其具有限定皮肤接触表面的基底构件、用作药物储存器的注射筒和用于将药物从注射筒排出的机构。注射筒连接到基底构件，使得注射筒的纵向轴线大致平行于皮肤表面。输送针与注射筒连通。针具有成角度的弯曲部，其导引针尖端大致垂直于皮肤接触表面。在使用时，针尖端适于穿透受试者皮肤。

美国专利5858001公开一种液态药物输送装置，适于通过基底构件粘接到受试者皮肤，基底构件限定具有粘接涂层的皮肤接触表面。圆柱形的药筒用作药物储存器，且被包含在壳体中，壳体连接到基底构件，使得在使用时，药筒的纵向轴线被设置为大致平行于皮肤接触表面。当壳体相对于基底构件向下卡扣时，在使用时与药筒内部连通的输送针穿透受试者皮肤。这种动作还引起柠檬酸/碳酸氢钠气体发生器(其生成气体使药筒内的柱塞运动)致动，从而压缩药物隔间。这种压缩使塞体被连通于输送针的导管穿透，从而允许药物从隔间通过针外喷并进入受试者皮下组织中。

美国专利公开No.20140163526公开了一种自动注射装置可以加载标准类型的注射筒和/或皮下注射针。可选地，注射筒可被供应加载药剂和/或覆盖以无菌针盖。注射筒可以通过就位的针盖而以无菌状态被加载到注射器中。注射器可以包括例如紧固体(例如粘接基底)。在一些实施例中，紧固体可以辅助用户使注射器在患者皮肤上稳固保持更长时段。例如，注射器可用于在30秒至180秒范围的时段中提供范围在0.5至3.0毫升之间的注射量。

美国专利公开No.20150088071公开了一种启动机构和一种安全闩锁。启动机构可操作将针展开以突出到壳体外，其中针具有纵向轴线。安全闩锁被可动地安装到壳体上，并形成有针开口以允许针穿过其中。安全闩锁具有第一位置和第二位置，在第一位置中，针对准以穿过针开口，在第二位置中，安全闩锁相对于壳体运动，使得通过安全闩锁的与针开口相距一定距离的部分，针被阻止沿平行于其纵向轴线的方向运动。

国际公开专利申请2015048791公开一种制备复合设备进行使用的方法。所述装置可包括密封部件和活性外表面。外表面可通过表面盖保护。制备所述装置可包括：通过移除表面盖而启动活性外表面，通过解封密封部件使密封部件的内部分暴露于所述装置的外部，和使用附接到表面盖和密封部件的联接器使启动和所述解封同步。

国际专利公开No.2013/115843公开一种用于物质的自主可变速率输送的设备。在一些实施例中，输送设备可为可编程的。在一些实施例中，输送设备可为一次性的。可选地，输送速率可取决于设备部件的温度。可选地，在设备启动与物质输送之间可存在时间延迟。

另外的背景技术包括：美国专利No.6189292、美国专利公开No.20130253434、美国专利公开No.2009/093,792、美国专利No.7967795。

皮肤接触表面意在使装置易于进行自给药。所述表面被安置抵靠皮肤，并且按压按钮或者释放杆以释放待插入皮下的针。针插入因而简易而足以由患者单独进行。然而，在实践中，许多患者发现难以将针插入皮下，并且通常需要一些努力释放卡锁，这是因为，针克服恢复力而释放，通常弹簧意在使针在使用后回缩。本实施例涉及改善通常在心理上受影响的操作中的易用性问题。

发明内容

本实施例涉及一种用于所述装置的注射针的插入和回缩机构，其中，所述机构通过单个张力源操作以驱动插入和回缩运动。结果，按压按钮或释放闩锁的执行不需克服任何相反张力，因而更易于非技术用户操作。

在实施例中，插入和回缩机构可以为沿周向张紧的旋转部件，例如轮或棘轮或者在注射装置对准皮肤之后通过按压按钮利用张力自动旋转的其它旋转部件。一次按压可利用张力使轮或棘轮旋转，或者利用张力使轮释放，以使针伸出而刺穿皮肤，并且第二动作在相同张力的连续作用下通过继续相同旋转使针回缩。第二动作可为自动的，并相关于所述装置从用户皮肤移除或者相关于药物输送完成。

轮或棘轮可通过发条机构(典型地基于张紧元件，例如螺旋弹簧)操作。张紧机构(例如棘轮)可设置为允许所述机构张紧进行使用。

在一个实施例中，第三次和随后的释放不会引起所述机构的任何反应，以确保在药物已释放之后针不会从所述装置伸出。

也就是说，在实施例中，插入和回缩是来自张力源的不中断连续运动(可为线性或旋转运动)的两个转变部分。张力源可为片簧或螺旋弹簧，并可转动轮或施压于柱塞或以其它方式操作针伸出和回缩。

在一个实施例中，所述按钮是分立于装置壳体的部件，使得壳体遮蔽所述钮免于意外按压，从而增大装置的安全性。

根据本发明的一些实施例的方面，提供一种用于药物输送装置的针插入和回缩机构，包括：

运动源；

控制器，其用于所述运动源；

中断器，其用于在预定位置停止所述运动源的运动，并由此将所述运动分为第一运动部分和第二运动部分，所述第二运动部分与所述第一运动部分是具有连续性的；

运动转变机构，其将连续运动源连接到针，所述运动转变机构被构造为：在所述第一运动部分过程中使所述针伸出和在所述第二运动部分过程中使所述针回缩。

在一个实施例中，所述运动的所述连续性是成角度的连续性；并且所述连续运动源包括张紧旋转器。

在一个实施例中，所述张紧旋转器包括轮。

在一个实施例中，所述张紧旋转器包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被连接为围绕其轴线使所述轮解绕。

在一个实施例中，用户操作控制器被构造为释放所述连续运动源至所述第一运动部分中。

在一个实施例中，所述用户操作控制器还被构造为释放所述中断器以引起所述第二运动部分。

一个实施例可包括接近探测器，其被构造为探测皮肤接近距离，并当探测到所述装置从所述皮肤移除时释放所述中断器以引起所述第二运动部分。

一个实施例可包括闩锁机构，用于除非当皮肤出现时防止所述针伸出；所述闩锁机构包括：具有臂的杆，所述杆在所述药物输送装置的基底下方以预定角度延伸以插入所述臂，以防止所述用户操作控制器的运动，从而使所述用户操作控制器不能操作，通过当所述用户的皮肤出现所述杆能够从所述预定角度移位，由此使所述臂运动并释放所述用户操作控制器。

一个实施例可包括：粘接层，其处于所述基底下方，以使所述药物输送装置粘接到所述用户的皮肤，从所述皮肤克服所述粘接将所述药物输送装置移除引起在所述基底上的牵拉力，所述牵拉力使所述中断器释放以引起所述第二运动部分。

一个实施例可包括：药物水平探测器，其被构造为探测所述装置给送的药物的水平，并且被构造为当探测到给送所述药物完成时释放所述中断器以引起所述第二运动部分。

在一个实施例中，所述药物水平探测器包括位置探测器，用于探测将被给送的所述药物推动到所述针中的柱塞的位置。

在一个实施例中，所述连续性是线性的。

在一个实施例中，所述第一运动部分和第二运动部分是由于单个张力源的相继释放所致。

在一个实施例中，所述单个张力源包括螺旋弹簧。

一个实施例可包括张紧机构，其用于允许外部张紧所述运动源。

在一个实施例中，所述运动源是螺旋弹簧，并且所述张紧机构是卷绕机构。

一个实施例可包括闩锁机构，其用于防止所述针当所述针已回缩之后伸出。

在一个实施例中，所述运动源连接到外部卷绕机构，其用于在使用前准备好。

根据本发明的第二方案，可提供一种方法，所述方法包括：

释放张紧的运动源，所述运动源具有包括第一运动部分和第二运动部分的连续运动，所述运动源被释放以执行所述第一运动部分；

将所述第一运动部分转变为针的伸出运动；

释放所述张紧的运动源以执行所述第二运动部分，且所述第二运动部分与所述第一运动部分在方向上连续；并且

将所述第二运动部分转变为所述针的回缩运动。

除非另行限定，否则在此所用的所有技术和/或科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然与本文所述相似或等同的方法和材料可用于实践和检测本发明的实施例，但是示例性的方法和/或材料描述如下。在有冲突的情况下，将以包括定义的本专利文件为准。此外，材料、方法和示例仅为例示性的，并且不意在必定是限制性的。

附图说明

本发明的一些实施例在此仅示例性地参照附图描述。现在详细地具体参照附图，重要的是，所示细节是示例性的，并且用于对本发明的实施例的例示性论述的目的。对此，通过附图进行的描述使得本发明的实施例可以如何实践对于本领域技术人员而言是显见的。

在图中：

图1是显示出根据本实施例的注射装置的通常操作的简化流程图；

图2A是显示出根据本实施例的注射装置的简化示意图；

图2B是显示出图2A所示注射装置的仰视图的简化示意图，其中针被移除；

图3是显示出根据本发明实施例的螺旋弹簧的简化示意图，该螺旋弹簧提供了转变为针的外伸和回缩的运动；

图4A、图4B和图4C是显示出根据本发明实施例的操作凸轮的线性柱塞的简化示意图；

图5是显示出操作凸轮的线性柱塞的可替代实施例的简化示意图；

图6是显示出操作凸轮的线性柱塞的第二可替代实施例的简化示意图；

图7是显示出根据本发明实施例的从内部操作凸轮的旋转嵌齿的简化示意图；

图8是显示出通过张紧轮操作并适用于图2的实施例的凸轮的简化示意图；

图9是显示出根据本实施例的装置在使用前的简化示意图，其中安全闩锁、按钮和盖被锁定；

图10是显示出图9所示装置的简化示意图，其中安全闩锁被移除，钮被松开并且盖被锁定；

图11是显示出图9所示装置的简化示意图，其中按钮被按压以释放加载轮机构；

图12是显示出图9所示装置在针已插入进行注射之后的简化示意图；

图13是显示出图9所示装置的简化示意图，其中安全闩锁开启以释放轮用于回缩；

图14是显示出图9所示装置在使用后锁定的简化示意图；

图15是显示出本发明的使用近距离传感器来探测注射过程的结束的实施例的简化示意图；

图16是显示出本发明的使用药物水平探测器确定何时药物注射完成的实施例的简化示意图；

图17是显示出本发明的使用位置探测器探测注射筒柱塞的位置以确定何时装置的药物注射完成的实施例的简化示意图；

图18是显示出根据本发明实施例的针插入和回缩的流程图的简化示意图；

图19是例示出根据本发明实施例的用于在使用前卷绕初始松散的弹簧的外部卷绕机构的简化示意图；

图20例示出本发明的实施例，其中，使用粘接层对皮肤的粘接用于当注射器从皮肤撤回时探测皮肤和操作针回缩机构；

图21例示出根据本发明实施例的用于卷绕螺旋弹簧运动源的外部卷绕机构；

图22是显示出外部卷绕机构如何连接到螺旋弹簧的剖切图。

具体实施方式

本发明在其一些实施例中涉及一种注射机构，而且更特别地但非排斥性地涉及一种用于使注射筒或其它药物输送装置中的注射针伸出的机构。

一种用于药物输送装置的针插入和回缩机构，包括：运动源；用户操作控制器，用于运动源；和中断器，用于在预定位置停止运动源的运动，并由此将运动分为相对于彼此连续的两部分。运动转变机构将连续运动源连接到针，在第一运动部分过程中使针伸出和在第二运动部分过程中使针回缩。因而，针通过连续操作单个张力源而非通过彼此相反操作的两个张力源而伸出和回缩。

在一个实施例中，用户启动机构包括按钮，按钮是分立于装置壳体的部件。在一个实施例中，壳体遮蔽所述按钮免于意外按压，从而提供两级启动系统并增大装置的安全性。还可设置闩锁以闩锁所述按钮，通过将药物输送装置邻近皮肤安置而释放闩锁。

在使用时，药物输送装置可粘接到皮肤，特别是用于慢速注射操作，其需要被注射材料在比易于稳定固持输送装置的时间更长的预定时段中配发。在这样的情况下，被粘接的装置在注射结束后撤回可能施加力通过装置的基底，所述力可被探测到以操作第二运动部分和撤回针。

现在整体考虑药物输送装置。药物注射筒和/或药物储存器可设置有从注射筒相对于注射筒筒体的轴线成角度突出的针。可选地，注射筒可包括毂，毂具有用于针帽和/或针配件和/或鲁尔配件的安装部；例如，毂可相对于注射筒筒体的轴线成角度。可选地，注射筒或储存器被构造为预先填充用于通过针注射的药物。可选地，毂包括内置的针和/或针安装部和/或用于无菌针帽的安装部，其相对于注射筒筒体的轴线成角度。

在一些实施例中，用户在使用前将无菌针帽从预填充的无菌注射筒移除。可选地，移除针帽使所述装置启动和/或剥离粘接盖和/或触发针遮蔽闩锁从开启位置向遮蔽位置展开。在一些实施例中，将装置的基底安置到受试者皮肤上使针遮蔽闩锁运动到准备位置。可选地，所述装置将药物排放到受试者中，预填充的注射筒的轴线大致平行于装置基底和/或受试者皮肤。可选地，安装到药筒上的针可插入受试者皮肤中和/或可用作直接从药筒到受试者的流体路径。可选地，将装置从受试者皮肤移除以重新展开针遮蔽闩锁和/或停用所述装置。本实施例特别涉及针的伸出和回缩。

在一些实施例中，药物输送装置可包括预填充注射筒和/或具有针的储存器和/或相对于储存器筒体的轴线成角度的毂，例如如本文各个实施例中所述。例如，药物输送装置可包括针遮蔽体和/或安全闩锁和/或针回缩机构，例如如本文各个实施例中所述。例如，输送装置可包括针帽和/或盖移除器，例如如本文中各个实施例中所述。例如，输送装置可包括双运动枢轴，以例如将针插入受试者中，如本文各个实施例中所述。

针需要以对用户来说简单的方式插入和移除。插入是线性的，移除也是如此，并且实现插入和移除两者的一种方式在于：具有两个对彼此起作用的弹簧或类似张力源针，或者通过按压按钮克服意在利于针撤回的弹簧张力以将针插入。

在任一情况下，患者需要用力按压以将针插入，这是因为，按压动作需要克服用于撤回的弹簧张力而使针伸出。这可能在心理上有困难，而且当装置将抵靠软组织使用时也存在问题，这是因为，用户可能无意中推动装置，无意中将组织推到一旁并使针非预计地插入。

本实施例可以因而使用单个张力源操作针的插入和回缩。一个实施例可使用旋转构件承载单个张力源围绕其旋转轴线并在全程旋转的两部分的过程中将针插入和回缩。旋转构件具有：针回缩的初始位置、使针从装置伸出的第一旋转位置和使针撤回的第二旋转位置。每次用户执行释放动作(例如按压按钮)时，轴向张力可以牵拉旋转构件从一个位置到下一个位置。

在本实施例中，力是局部的。基底在插入过程中拉动盖并且在回缩过程中推动盖，因而用户涉及的仅有的力是按钮按压力，其在本设计中可准确校准。

使盖升降的力也可取决于螺旋弹簧，仍可使用本设计准确校准。这样，针的插入力和速度可以被控制。

在本实施例中，也可以明确限定状态(A准备，B注射，C锁定结束)，因而不需要任何中间位置或状态。

在详细阐释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明不必在其应用中局限于在以下描述中所述的和/或在附图和/或示例中所示的部件的结构和布置和/或方法的细节。本发明能够实现其它实施例或者能够通过不同方式实践或执行。

现在参照附图，图1是例示出根据本发明的实施例的输送药物和/或遮蔽针的方法的流程图。可选地，单用途的药物输送装置(例如注射器，如自动注射器或补丁注射器、弹丸式注射器和/或身体穿戴注射器)可预先加载以药物。例如，所述装置可包括药筒。可选地，药筒包括：无菌注射筒，其具有毂和/或相对于注射筒筒体的轴线成角度安装的无菌针。注射筒可选地预先填充以药物。可选地，所述装置可以包括针遮蔽闩锁和/或状态指示器。可选地，所述装置可以包括附接机构，例如用于附接到受试者的粘接体。

在一些实施例中，在组装之前和/或在被运输到零售商和/或健康提供者和/或用户之前，药筒可以安装10到输送装置。可替代地或另外地，药筒可以通过用户、例如为健康提供者(例如护士和/或药剂师和/或医生和/或健康助理)和/或注射受试者(例如接受药物的患者)和/或护理人员安装10药物输送装置中。

在一些实施例中，组装的注射器(安装10有药筒)可以供应12到用户。可选地，当供应12到用户时，药筒和/或毂和/或针可为无菌的和/或覆盖以无菌针帽。可选地，自动注射器可以具有针遮蔽闩锁。例如，当针帽就位时，针遮蔽闩锁可处于开启位置，从而允许访问针帽。例如，当针遮蔽闩锁处于开启位置时，可以存在空间供帽和/或帽移除器从自动注射器突出。例如，在开启位置，针遮蔽闩锁可以回缩。在一些实施例中，针遮蔽闩锁可从一个位置和/或状态枢转和/或滑动到另一个位置和/或状态。可替代地或另外地，药筒和/或注射器可以分别供应12到用户和/或由可用户组装。

在一些实施例中，在注射器使用之前，针帽可被移除14。例如，针帽可以通过注射器壳体中的口被拉离药筒。可选地，移除14针帽可以使输送装置启动16和/或针遮蔽体运动到遮蔽位置。例如，帽和/或移除工具可以连接到开关和/或电池隔离器和/或粘接保护器。移除帽可选地使开关启动和/或引起电池隔离器移除和/或粘接保护器移除。一旦启动16，则输送装置可选地指示18其准备放置到受试者上。可选地，一旦针遮蔽体处于遮蔽位置，则其可防止针帽更换。可选地，当针遮蔽体处于遮蔽位置时，其可防止针露出。例如，在遮蔽位置，针遮蔽体可以阻挡针尖端伸出到注射器外部。可替代地或另外地，当遮蔽体处于遮蔽位置时，针伸出机构可以被锁定和/或禁用，由此防止针伸出到注射器外部，和/或在遮蔽位置时，针遮蔽体可以遮蔽伸出的针尖端。

在一些实施例中，注射器安置20到受试者皮肤上。例如，输送装置可以在启动16后安置20到受试者皮肤上。可选地，安置到皮肤上使得针遮蔽体运动22到准备位置。例如，遮蔽体可以被受试者皮肤推动到准备位置。遮蔽体运动22到准备位置可以使针从注射装置伸出和/或使针插入穿过受试者皮肤。例如，遮蔽体可以向内塌陷而露出针和/或允许针进入受试者和/或遮蔽体的运动22可触发插入机构。可替代地或另外地，遮蔽体运动22到准备位置可以开启供针离开注射器的路径。例如，遮蔽体运动22到准备位置可以使遮蔽体中的孔对准针而允许针伸出到装置外部，例如通过针帽中的孔。可替代地或另外地，附加步骤可以引起针插入，例如朝向受试者皮肤推动按钮和/或推动注射器的一部分。

在针插入之后，药物可输送24到受试者中。例如，针可为中空的，药物可通过针输送24到受试者中。可选地，一旦注射完成，则所述装置可指示26注射结束和/或所述装置可被移除。可选地，当发生故障时(例如流体路径堵塞)，指示器可指示已发生故障和/或注射器应被移除。在一些实施例中，针可在注射完成时和/或出现特定故障时回缩。可替代地或另外地，针可在输送24之后保持伸出。

在一些实施例中，在输送24后和/或发生错误和/或当如此指示时，用户可从受试者皮肤移除28注射器。在一些实施例中，当注射器被移除28时，针遮蔽体可以重新展开30。针保护器重新展开30可保护针和/或停用所述装置。可替代地或另外地，针回缩可保护针。可替代地或另外地，在输送24完成之后和/或在发生特定故障时，所述装置可以立刻停用和/或禁用。可替代地或另外地，所述装置可在输送(24)完成之后特定时段之后和/或在发生特定故障时停用和/或禁用。

现在参见图2，其为例示出药物输送装置40的简化示意图。药物输送装置包括上和下纵向表面42、44，其中，下纵向表面44用于安置抵靠皮肤。储存器46容纳待注射药物，并且柱塞48清空药物到针中以进行注射。柱塞由包括小电动马达50、电池52和运动转变构造54的柱塞操作机构操作。针插入机构56位于药物输送装置40的前端58处，以将针60插入患者皮肤中和使针向后撤回。

运动源可设置为操作针60。运动源在一个实施例中可为张紧轮62。在另一实施例中，柱塞可由弹簧推动。张紧轮可包括中断轮运动的两个凸耳64、66。

用于运动源的用户操作控制器可以包括按钮68。一旦所述按钮被按压，则第一凸耳64被释放，允许轮旋转半周。半周运动转变为针60的插入运动，从而使针插入。在一个实施例中，按钮68是分立于装置壳体的部件，使得壳体遮蔽所述按钮免于意外按压。为了接触所述按钮，壳体的盖部分可以降低，从而为所述装置提供两级启动系统和附加安全。

第二凸耳66于是用作中断器，在针插入运动完成的预设位置处停止轮运动。第二凸耳因而将轮运动分为第一运动部分和第二运动部分，这两个运动部分是连续相接的。

第二轮可设置在所述按钮的另一侧上(本图中不可见)以提供更平衡的运动。

当轮第二次被释放时，其在完整旋转的第二部分上从第二凸耳旋转到第一凸耳，所述运动转变为针的回缩。

在可替代实施例中，当所述装置从皮肤移除时，针可能不回缩，而是基底可延伸以遮蔽针。

可替代地或另外地，针回缩的线性运动可以例如利用多个致动器或弹簧使针沿相反方向运动。在一些实施例中，启动按钮可在注射后返回到初始位置和/或被锁定。

可替代地或另外地，针回缩可由开关启动。例如，可存在针回缩开关和/或在针插入之后，启动按钮可再次用作针回缩开关。

运动转变机构(将在下文中更详细论述)将轮或任何其它连续运动源连接到针60。运动转变机构可以在第一运动部分过程中使针插入并可在第二运动部分过程中使针回缩。

在轮作为运动源的情况下，所述运动的连续性是成角度的。

如将在下文中所述，替代具有凸耳的轮或者除了具有凸耳的轮，可以使用适合形状的凸轮。

现在参见图2B，其为显示出轮如何通过销70连接到装置40的盖的简化示意图。

凸耳62、64是可选的，并且在一些实施例中可以省略。然而，需要元件负责防止盖在使用前降低。这样的元件可为所述按钮与所述结构(基底/盖)或轮凸耳62、64或销70之间的接触部。第二元件或接触部负责当轮保持在较低或外伸位置时防止运动。所述特征仍可通过在安全闩锁凸耳与轮销之间的接触部提供。第三元件/接触部负责在行程结束时阻止运动，从而确保针一旦回缩则不能再次外伸。这样的特征可通过在轮凸耳或轮销与所述结构之间的接触部提供。

现在参见图3，其为示出其中运动源是直接连接到运动转变单元82的螺旋弹簧80的实施例的简化示意图。运动转变单元包括一系列杆，其将弹簧80的旋转解绕转变为针84的降低和升高部分运动。也就是说，当弹簧解绕时，所述运动分为两部分，一部分转变为第一方向，并且另一部分转变为相反的第二方向。

现在参见图4A。在图4A中，运动源是柱塞90，其通过螺旋弹簧92张紧。柱塞通过螺旋弹簧92线性地推动，并枢转地附接到围绕轮96旋转的梁94。梁94枢转地附接到凸轮98，凸轮98进而枢转地附接到枢转部位100处，使得初始向下行进而且随后向上行进。由于柱塞通过螺旋弹簧推动，因而所述运动分为两部分，一部分转变为第一方向，另一部分转变为相反的第二方向，如箭头102所指。

现在参见图4B，其为运动转变机构的可替代实施例。运动源仍为通过螺旋弹簧92张紧的柱塞90。柱塞通过螺旋弹簧92线性地推动，并在枢轴93处枢转地附接到梁94，梁94使凸轮98旋转。由于装配限制，因而轮首先沿一个方向转动且然后沿相反方向转动，如箭头102所指。

现在参见图4C，其为运动转变机构的另一可替代实施例。运动源仍为通过螺旋弹簧92张紧的柱塞90。柱塞在此情况下通过螺旋弹簧92旋转并具有成形缝104。销106骑跨在缝中，沿伸出纸面的方向延伸，并因而使轮在与图像成90度的平面中首先沿一个方向转动并然后沿另一方向转动。

现在参见图5，其例示出图4的变例，其中，螺旋弹簧110操作柱塞112使枢转的凸轮114在成角度的梁116上滑动。凸轮114在枢转部位118处枢转。当柱塞运动时，所述运动分为两部分，一部分转变为第一方向，并且另一部分转变为相反的第二方向，如箭头120所指。

现在参见图6，其为简化示意图，例示出图5的实施例的变例。在图6中，螺旋弹簧130自身在枢转部位132处枢转，并操作柱塞134推动凸轮136抵靠成角度的梁138。凸轮136在枢转部位140处枢转。当柱塞被推动时，所述运动分为两部分，一部分转变为第一方向，而另一部分转变为相反的第二方向，如箭头142所指。

现在参见图7，其例示出本实施例的进一步的变例。在图7中，凸轮150在枢转部位152处枢转，并且预张紧的嵌齿轮154在处于具有对应的齿158的凹形内腔156中位于凸轮内。当嵌齿轮154旋转时，所述运动分为两部分，一部分转变为第一方向，另一部分转变为相反的第二方向，如箭头160所指。

现在参见图8，其为例示出图2的轮实施例的运动转变机构的简化示意图。凸轮170在枢转位置172处枢转。轮174通过旋转器张紧并具有枢轴176，枢轴176在凸轮170内的缝178中运动。凸轮上下运动，如箭头180所示。轮通过典型地为螺旋弹簧的张紧旋转器操作，并且螺旋弹簧解绕使轮围绕其轴线旋转。

现在参见图9，其为显示出根据本实施例的装置的简化示意图。该装置具有：盖190、用户操作按钮192、张紧轮194和安全闩锁196。所述装置在使用前加载药物，并且按钮和盖锁定而使得所述按钮不能被按压而且所述盖不能被压下。特别地，安全闩锁196由于位于按钮延伸部198下方的臂197而可阻挡按钮的按压。

现在参见图10，其为显示出图9所示装置处于恰在使用前的状态的简化示意图。与图9中相同的部分给出相同的附图标记，且不再描述，除非出于理解本图的需要。所述装置被抵靠皮肤安置为在注射部位上，其上推安全闩锁196抵靠装置基底，从而允许按钮被按压。所述按钮现在可以按压，这是因为臂197已向前旋转而不再位于按钮延伸部198下方。然而，盖190仍然锁定，但所述按钮可以现在被按压以释放针。

安全闩锁因而确保所述按钮不能被按压，直到注射器安置为与平坦表面齐平。安全闩锁机构不限于本实施例，而是适合用于安置为与患者皮肤齐平的任意类型的注射器。更通常地，安全闩锁是闩锁机构，用于除了皮肤出现时防止针伸出，并包括具有臂197的杆，即安全闩锁196，所述杆在药物输送装置的基底下方以预定角度延伸以插入所述臂以防止所述用户操作控制器(即，按钮192)的运动，从而使所述按钮不能操作。随着通过皮肤出现所述杆被按压为与基底齐平，其从图9中所示预定角度移位，由此使所述臂向前运动并释放所述按钮。

图11是显示出图9所示装置的简化示意图，其中按钮192被按压以使针插入。与图9中相同的部分给出相同的附图标记，且不再描述，除非出于理解本图的需要。按钮192被按压，并且轮194被释放，以在张力下旋转，并使针插入。

图12是显示出针已插入进行注射之后的图9所示装置的简化示意图。与图9中相同的部分给出相同的附图标记，且不再描述，除非出于理解本图的需要。轮194已旋转半圈，并且针198从所述装置伸出，从而进行注射。

图13是显示出图9所示装置的简化示意图，其中安全闩锁开启以释放轮进行回缩。与图9中相同的部分给出相同的附图标记，且不再描述，除非出于理解本图的需要。在图13中，当所述装置在使用之后从皮肤撤回时，安全闩锁196向下伸出，释放张紧轮194，进行其第二个半周。所述半周使针撤回。在所述半周结束时，轮被阻止，从而不可能进行进一步的转动。

图14是显示出在使用后锁定的图9所示装置的简化示意图。与图9中相同的部分给出相同的附图标记，且不再描述，除非出于理解本图的需要。在图14中，盖190升高，再次锁定所述装置，使得使用后的针不露出。

在以上实施例中，安全闩锁用作机械近距离传感器。现在参见图15，接近探测器200可用于探测皮肤接近距离，并在探测到所述装置从用户皮肤移除时释放202轮、或在轮上的中断器以引起第二运动部分。这样，当所述装置从用户移除时，针的回缩自动进行。如前所述，近距离传感器是机械式的，不过也可使用光学或红外的近距离传感器并电致动使轮释放。

现在参见图16，其例示出进一步的可替代实施例，其中，药物水平探测器204探测通过装置给送的药物水平，并在探测到药物给送完成时释放轮以引起第二运动部分。也就是说，当储存器或注射筒被确定为空时，针自动回缩。

现在参见图17，并且在一个实施例中，药物水平探测器简单地是位置探测器206，其探测将被给送药物推动到针中的注射筒柱塞48的位置(图1)。当柱塞被确定在其行进结束时，则可推断注射过程完成，并且轮被释放以执行其运动的第二部分并使针回缩。

现在参见图18，其为显示出本实施例的针插入和回缩机构的操作的简单流程图。一种操作针插入和回缩机构的方法包括：释放张紧的运动源250，并执行第一运动部分252。第一运动部分然后转变为针的伸出运动254。

所述机构被闩锁以允许针保持在伸出位置持续注射时长256，然后张紧的运动源第二次释放以执行与第一运动部分连续相接的第二运动部分258。第二运动部分然后转变为针的回缩。

如前所述，当使用轮和解绕以使该轮旋转的螺旋弹簧时，第一和第二运动部分是成角度连续的。在柱塞按线性运动被推动的情况下，第一和第二运动部分是线性连续的。第一和第二运动部分可由于单个张力源的相继释放所致。

现在参见图19，其例示出本发明的进一步的实施例，其中，设置棘轮机构卷绕用于运动转变机构的弹簧。在图19中，例示出棘轮机构270，其卷绕或张紧初始松散设置的弹簧272。如前所述，弹簧272的解绕操作运动转变机构274，运动转变机构使针276运动伸出并随后回缩，如箭头278所指。思路在于：弹簧松弛安装，而且包括外部卷绕系统以在注射器组装之后卷绕弹簧。也就是说，实施例包括用于驱动针插入/回缩的弹簧272的外部卷绕机构。使用这种机构的一个原因是：将注射器系统与已卷绕起来的弹簧组装和/或储存引起对于敏感和/或昂贵部件的磨损和/或故障和/或损伤的各种机构。

这样，本实施例允许在弹簧松弛时组装注射器，并允许弹簧此后和在更接近于使用时间时(典型地恰在包封之前或者刚刚在提供到患者之前)卷绕。

在使用时，弹簧可先行卷绕或者在一切都已准备好之后通过棘轮270卷绕。棘轮是更上位的卷绕机构的特定情况，并且仅允许弹簧张紧而非释放。

现在参见图20，其为例示出本发明的进一步的实施例的简化示意图，其中，具有粘接层282的注射器280使用粘接层操作针的回缩。粘接层282用作皮肤传感器以替代先前实施例的闩锁296。粘接层在任意情况下用于使注射器保持就位而持续注射过程的时长(在一些情况下可为更长的时长)。当注射结束时，注射器从皮肤移除，但是粘接剂具有沿退缩皮肤和箭头284的方向牵拉注射器基底的作用。皮肤牵拉下推注射器基底并操作回缩机构。这样，皮肤探测通过注射器基底提供，注射器基底粘接到皮肤用于注射过程。当基底从皮肤移除时，所述运动牵拉壳体并引起针回缩。更特别地，在基底下方的粘接层282将药物输送装置粘接到用户皮肤持续注射时长。从皮肤克服粘接力将被粘接的药物输送装置移除引起基底上的牵拉力。牵拉力操作任意适合机构以释放中断器并由此引起使针回缩的第二运动部分。

现在参见图21，其为示出允许所述装置设置有处于未卷绕状态且随后卷绕进行使用的弹簧的实施例的简化示意图。组装和运输具有储存能量的注射器可能导致意外排放。例如，这样的排放可能禁用注射器和/或毁坏贵重药物。处理具有储存能量的装置可能比处理未装备装置更昂贵。在根据上述实施例的注射器中，驱动系统可以已插入完全装备的装置中，例如具有处于压缩状态的弹簧。

图21的实施例在加载注射器之后使用卷绕机构卷绕弹簧。这样的弹簧可在组装之后通过可接合的键孔300从装置外侧方便地卷绕。键孔包括：旋转环301，其附接到待卷绕的弹簧；和堵塞体302，其接合对应成形的键以沿箭头304的方向转动所述环并由此卷绕弹簧。

图22所示的剖切图显示出环301如何连接到螺旋弹簧305。棘轮306确保弹簧沿正确方向卷绕。

所述装置并非与已卷绕的弹簧组装，而是弹簧松弛安装，而且包括外部卷绕系统以在注射器组装之后卷绕弹簧。也就是说，实施例包括用于驱动针插入/回缩的弹簧的外部卷绕机构。使用这种机构的一个原因是：将注射器系统与已卷绕起来的弹簧组装和/或储存，造成可能对敏感和/或昂贵部件引起故障和/或损伤的各种磨损机构。

这样，本实施例允许在弹簧松弛时组装注射器，并允许注射器在此后和在更接近于使用时间时(典型地恰在包封之前或者刚刚在提供到患者之前)卷绕。

当所述装置安置到皮肤上时，皮肤传感器用于两件事。

一个目的在于：解锁所述按钮。皮肤传感器解锁所述按钮以允许针伸出，如前所述。在一个在此所述的实施例中，皮肤传感器被皮肤下推，由此可形成阈值角度X，使得当传感器到达小于角度X的角度Z时，所述按钮解锁。

一旦超过阈值，则皮肤传感器引起螺旋弹簧轮的轨迹解锁，使得轮可在半转后停止。在半程位置处，针伸出，并且所述机构现在锁定在伸出位置以执行注射。此后，当所述装置撤回时，角度增大并超过阈值，并且所述机构第二次释放以进行回缩操作。

在实施例中，设计可要求X<Y，原因在于：如果不存在与搁置角度不同的阈值，则具有曲形或柔软皮肤的人可以将所述装置放置在皮肤上，传感器成角度Z，其中X>Z>Y。然后他将推动所述按钮，并且弹簧将可为360度的整周，使针在其注射之前回缩。

应注意，在传统装置中，当针回缩时，驱动机构朝向其初始状态返回。在本实施例中，不同的是，当针回缩时，驱动器进一步沿相同方向继续，才在与初始位置相反的旋转端处停置。

预计在源自本申请的专利的有效期内，多种相关药物输送装置和注射机构将被开发，并且对应术语的范围意在包括所有这样的先行新技术。

术语“包括”及其变体、“包含”及其变体、“具有”以及它们的同源词是指“包括但不限于”。

术语“由……构成”是指“包括且限于”。

术语“基本由……构成”是指组分、方法或结构可包括另外的成分、步骤和/或部分，不过仅当所述另外的成分、步骤和/或部分不实质上改变所要求保护的组分、方法或结构的基本和新颖特征时如此。

如在此所用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数形式，除非在上下文中明确另行规定。

应认识到，本发明的特定特征(其为了清楚起见而在分立实施例的上下文中描述)也可在单个实施例中组合提供。相反地，本发明的各个特征(其为了简要起见而在单个实施例的上下文中描述)也可以分立地提供或者以任意适合的子组合方式提供或在本发明的任意其它所述实施例中适合地提供。各个实施例的上下文中所述的特定特征不应被认为是这些实施例中的必不可少的特征，除非所述实施例在没有这些元件时无法操作。

虽然本发明已结合其特定实施例进行描述，但是明显的是，多种可替代例、修改例和变例对于本领域技术人员而言将是显见的。因此，意在包含处于所附权利要求书的精神和广义范围内的所有这样的可替代例、修改例和变例。

在本专利文件中提及的所有公开物、专利和专利申请在此通过引用被全文并入本专利文件中，其程度等同于每个独立的公开物、专利或专利申请具体且独立地指明通过引用并入本文中。此外，在本申请中的任何引用和识别参考应被理解为承认这样的参考可用作相对于本发明的现有技术。在使用段落标题方面，则它们不应被理解为必定是限制性的。

Claims (13)

1.一种用于具有粘接到表面的基底的药物输送装置的针插入和回缩机构，包括：

连续运动源，其包括能够围绕其轴线旋转的张紧旋转器，所述旋转器通过与所述旋转器连接的张紧元件被张紧并且所述张紧元件构造为使所述旋转器围绕其轴线解绕；

用户操作控制器，其用于所述运动源，所述控制器包括按钮和杆，所述杆在所述药物输送装置的所述基底下方以预定角度延伸以防止所述按钮的运动，并且能够通过所述表面从所述预定角度移位，由此释放所述按钮；

中断器，其在预定位置停止所述张紧旋转器的旋转，由此将所述旋转分为第一运动部分和第二运动部分，所述第二运动部分与所述第一运动部分具有成角度的连续性；

运动转变机构，其包括将所述张紧旋转器连接到注射针的凸轮，其中：

在所述杆通过所述表面从所述预定角度移位并且所述按钮被下压时，所述运动转变机构将所述张紧旋转器的旋转转变成所述注射针的插入运动，以在所述第一运动部分过程中使所述注射针伸出，并且所述中断器在所述预定位置停止所述旋转器的旋转，并且

当所述杆此后从所述表面移除时，所述中断器释放并且所述旋转器的旋转继续，允许所述运动转变机构将所述张紧旋转器的继续旋转转变成所述注射针的回缩运动，以在所述第二运动部分过程中使所述注射针回缩。

2.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，其中，所述张紧旋转器包括轮。

3.如权利要求2所述的针插入和回缩机构，其中，所述张紧旋转器包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被连接为围绕其轴线使所述轮解绕。

4.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，其中，所述杆限定接近探测器，其被构造为探测表面接近距离，并当探测到所述装置从所述表面移除时释放所述中断器以引起所述第二运动部分。

5.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，其中，所述杆包括臂，以防止在所述杆在所述药物输送装置的所述基底下方以所述预定角度延伸时的所述按钮的运动，并且当所述杆通过所述表面从所述预定角度移位时，所述臂运动以释放所述按钮。

6.如前述权利要求中任一项所述的针插入和回缩机构，还包括：粘接层，其处于所述基底下方，以使所述药物输送装置粘接到所述表面，从所述表面克服所述粘接将所述药物输送装置移除引起在所述基底上的牵拉力，所述牵拉力使所述中断器释放以引起所述第二运动部分。

7.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，还包括药物水平探测器，其被构造为探测正由所述装置给送的药物的水平，并且被构造为当探测到给送所述药物完成时释放所述中断器以引起所述第二运动部分。

8.如权利要求7所述的针插入和回缩机构，其中，所述药物水平探测器包括位置探测器，用于探测将被给送的所述药物推动到所述针中的柱塞的位置。

9.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，其中，所述第一运动部分和所述第二运动部分是由于单个张力源的相继释放所致。

10.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，还包括张紧机构，其用于允许外部张紧所述张紧元件。

11.如权利要求10所述的针插入和回缩机构，其中，所述张紧元件是螺旋弹簧，并且所述张紧机构是卷绕机构。

12.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，还包括闩锁机构，其用于防止所述针在所述针已回缩之后伸出。

13.如权利要求1所述的针插入和回缩机构，其中，所述连续运动源连接到外部卷绕机构，其用于在使用前准备好。

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