ES2212040T3 - Inyector sin aguja. - Google Patents

Abstract

INYECTOR SIN AGUJA QUE CONSTA DE UN CARTUCHO (3) PRECARGADO CON LIQUIDO (9), EN EL QUE EL CARTUCHO CONTIENE UN PISTON DE LIBRE DESLIZAMIENTO (32) Y UN ORIFICIO DE INYECCION (10). HAY UN VASTAGO (22) QUE ES IMPULSADO POR UN MUELLE PRECARGADO (24) PARA GOLPEAR DICHO PISTON Y CAUSAR LA INYECCION. PUEDE PROPORCIONARSE UN SISTEMA DE AJUSTE (6) PARA VARIAR EL VOLUMEN INYECTADO. UN DISPOSITIVO DESENCADENANTE (26, 30) INICIA LA INYECCION SOLO CUANDO SE ALCANZA LA PRESION DE CONTACTO OPTIMA ENTRE EL ORIFICIO DE DESCARGA (1) Y LA EPIDERMIS DEL SUJETO. LA CARGA INICIAL DEL MUELLE (24) ES SUFICIENTE PARA DISPENSAR TODO EL CONTENIDO DEL CARTUCHO DE MEDICAMENTO EN UNA DOSIS O EN VARIAS DOSIS SECUENCIALES. SE DESCRIBEN LAS REALIZACIONES DESECHABLE Y REUTILIZABLE.

Description

Inyector sin aguja.

La presente invención se refiere a inyectores sin aguja, con los que se descarga una dosis de un medicamento líquido en forma de chorro fino a velocidad suficiente para penetrar la epidermis de un ser humano, planta o animal que va a ser tratado, introduciendo así el medicamento en los tejidos del individuo y, más particularmente, a un cartucho para su uso en conjunción con un actuador para formar un inyector sin aguja.

Los inyectores sin aguja se usan como alternativa a los inyectores del tipo de aguja hipodérmica para suministrar fármacos, vacunas, anestésicos locales y otros fluidos en los tejidos. El medicamento se descarga en chorro a alta velocidad para primero perforar la epidermis y a continuación depositarlo en los tejidos del individuo. Una variante consiste en presionar la boquilla de descarga sobre la epidermis y forzar el medicamento a muy alta presión a través de la epidermis.

Este tipo de inyectores ofrecen muchos beneficios potenciales: puesto que el orificio que hace el chorro es menor que el que hace una aguja, el paciente experimenta menos dolor que con la inyección de aguja hipodérmica; suele mejorar la disponibilidad del medicamento en los capilares porque la dispersión del medicamento dentro de los tejidos es mucho mayor que la que se obtiene con una inyección con aguja, la cual deposita el medicamento en forma de bola cerca de la punta de la aguja; Existe menos riesgo de contaminaciones secundarias; los animales que, frecuentemente son poco cooperantes, son inyectados con mayor facilidad porque no existe riesgo de romper o doblar la aguja, y la inyección se efectúa mucho más deprisa que una inyección con aguja; no existen problemas de eliminación de agujas; y se elimina el riesgo de heridas producidas por clavarse la aguja.

Los dispositivos de la técnica anterior usan típicamente una bomba de pistón con muelle para generar la presión de inyección, en la que el pistón retrocede venciendo un muelle para aspirar fluido de un depósito. Al final de la carrera del pistón (que puede ser ajustable) el pistón se desengancha del mecanismo de retroceso y es empujado bruscamente por el muelle para presurizar y descargar el fluido por la boquilla de salida. El mecanismo de retroceso puede ser manual o motorizado. En algunos dispositivos, durante la carrera de expulsión el pistón es empujado por un gas o por un motor eléctrico en lugar de un muelle.

Los inyectores operados manualmente generan una presión en el medicamento de unas 100 barias. Para su uso, el orificio de descarga se coloca a una pequeña distancia (unos 10 mm) de la epidermis, y el chorro a alta velocidad golpea la epidermis y después la penetra (modalidad de chorro libre). En este caso parece ser que el chorro sacrifica parte de su energía cinética para perforar la epidermis, porque si la boquilla se aprieta firmemente sobre la piel (modalidad de contacto), y se acciona el inyector, el líquido se presuriza pero no tiene energía cinética, y es incapaz de perforar la piel. En la modalidad de chorro libre se desperdicia medicamento, puesto que parte del líquido se desvía hacia los lados antes de que se haya completado la punción, mientras que en la modalidad de contacto la epidermis se deforma bajo la presión del líquido, lo cual permite que todo el medicamento se escape sin efectuar la penetración.

Los inyectores motorizados generan una presión más elevada - típicamente 600 barias o más, que es suficiente para penetrar la epidermis aunque el orificio de descarga se coloque firmemente contra la piel (modalidad de contacto). Sin embargo, incluso en la modalidad de contacto se pierde una cantidad variable de líquido en cada inyección, porque la epidermis se deforma inicialmente antes de la punción y permite que se escape algo de líquido. Otra razón por la cual pierden los inyectores de la modalidad de contacto es que a menudo el orificio idóneo para el inyector es de rubí artificial del tipo que se utiliza para cojinetes de los cronómetros (debido a que son económicos, precisos y eficaces), pero el procedimiento para montar el rubí es tal que la superficie del orificio queda siempre a una pequeña distancia de la piel, y el consiguiente ensanchamiento consecuente del chorro produce una menor fuerza por unidad de superficie, y una penetración escasa.

La finalidad básica de todos estos dispositivos es aplicar el medicamento con la fuerza suficiente para perforar la epidermis, pero lo importante es la velocidad del incremento de la fuerza y no la presión nominal utilizada, y pocos inyectores de la técnica anterior pueden alcanzar una velocidad de incremento de presión suficientemente alta para asegurar inyecciones fiables y repetibles.

Las pruebas en laboratorio de los inyectores, tanto manuales como motorizados, suelen dar resultados prometedores, pero en situaciones prácticas, tales como la vacunación de animales, se inyectan cantidades muy variables - frecuentemente puede desperdiciarse más del 50% de la vacuna, debido a los pelos y a la suciedad de la piel, y a los movimientos del animal. La dificultad para obtener inyecciones satisfactorias aumenta si el individuo no coopera, como es el caso de los animales, los niños pequeños y los pacientes ancianos. Es habitual el funcionamiento prematuro del inyector, como lo es el desplazamiento relativo entre el orificio del inyector y la epidermis, lo cual puede provocar el desgarramiento de la epidermis durante la inyección. La magnitud de la presión de contacto aplicada varía entre operadores, y la acción de apretar el mecanismo del gatillo suele provocar una sacudida del inyector en el momento de su funcionamiento, lo cual provoca también inyecciones y una reproducibilidad deficientes.

Se han propuesto diversos procedimientos para superar estos problemas, aunque en el caso de los de tipo de chorro libre, poco puede obtenerse. Los inyectores motorizados emplean frecuentemente un dispositivo de vacío para aspirar firmemente la epidermis sobre el orificio de descarga (véanse los documentos WO 82/02835 - Cohen, y EP-A-347190 - Finger) y aumentar así el cierre hermético entre el orificio y la epidermis, y evitar su desplazamiento relativo. Alternativamente, se coloca sobre el individuo un manguito sensible a la presión del inyector (véase el documento US-A-3859996 - Mizzy), con lo cual se evita que el inyector funcione antes de que se alcance una presión de contacto correcta entre el orificio y la piel.

Los inyectores motorizados disponen de diversos dispositivos de detección y de control para mejorar sus prestaciones, los cuales no están disponibles para los inyectores accionados manualmente. Sin embargo, suelen ser más complejos y no se adaptan fácilmente para el uso portátil. El hecho de que desarrollen mayores presiones que los inyectores manuales significa que su consumo de energía es alto; los inyectores accionados por gas requieren un pesado cilindro de gas comprimido, y los inyectores accionados eléctricamente suelen utilizar corriente de la red; los inyectores accionados por baterías requieren un pesado paquete de baterías, y la disponibilidad limitada o la inconveniencia de las fuentes de energía significa que el uso de los inyectores motorizados se haya limitado principalmente a los programas de vacunación en masa. En el caso de las baterías y de los cilindros de gas, suele ser difícil conocer la cantidad de operaciones disponibles con la energía almacenada. Además, los métodos de detección usados para obtener un funcionamiento óptimo son invariablemente secundarios o indirectos. Por ejemplo, el documento US-A-3859996 - (Mizzy) describe un procedimiento de control de fugas que asegura que el orificio del inyector esté correctamente colocado a la presión adecuada sobre la piel del individuo. Cuando se cumplen las condiciones de colocación, la fuga controlada queda herméticamente cerrada por el contacto con la piel del individuo, y la presión dentro del circuito de control del inyector aumenta hasta que una válvula piloto sensible a la presión abre el paso del gas a alta presión hacia el pistón de accionamiento. Sin embargo, no se mide la presión real del orificio sobre la piel; un pelo, una suciedad u otra irregularidad sobre la piel o la superficie de sellado del orificio puede impedir o retardar la subida de presión en el circuito de control, y el operador puede apretar inconscientemente el inyector con más fuerza sobre la piel. Además, las características de secuencia pueden variar debido a dicho sellado ineficaz, a la histérisis del conmutador de presión, y a las variaciones en el suministro de la presión. En otras palabras, los parámetros que se miden son la efectividad del cierre hermético del sensor de fugas controladas sobre la piel y la respuesta de la válvula piloto, no la presión real del orificio sobre la epidermis. Quedan otros dispositivos que usan un manguito deslizante en contacto con la piel del individuo, en los cuales se utiliza el desplazamiento del manguito para iniciar la inyección, pero este procedimiento mide la carga sobre el manguito, no sobre el orificio según se requeriría.

Puede observarse por lo tanto que aunque la inyección sin aguja es potencialmente más eficaz para ciertas aplicaciones que las inyecciones con aguja hipodérmica, la técnica es muy dependiente de la habilidad del operador y de la colaboración del individuo. Aquellos inyectores que tienen unas características diseñadas para reducir estos problemas tienden a ser más complejos y costosos, y menos portátiles. Además, los inyectores más sencillos diseñados para su uso por el paciente son invariablemente complicados de carga, limpieza, ajuste y operación, y no están particularmente bien diseñados para que sean de "uso amigable". Por ejemplo, la autoinyección de insulina por el paciente diabético ha sido un área de intenso desarrollo, porque estos pacientes a menudo tienen que inyectarse a sí mismos cuatro veces al día, y los inyectores sin aguja ofrecen la posibilidad de menos dolor y menores daños a los tejidos. Sin embargo, la citada variabilidad de las prestaciones ha impedido una adopción generalizada de esta técnica, y los procedimientos recomendados para la limpieza y la esterilización son extremadamente incómodos.

El documento WO 93/03779 describe un inyector sin aguja del presente inventor, que intenta superar, o al menos mitigar, los problemas descritos anteriormente. En resumen, proporciona un inyector sin aguja que comprende una cámara que contiene el líquido a inyectar, estando provista la cámara de una salida de líquido; un miembro dispensador que puede desplazarse en un primer sentido para reducir el volumen de la cámara y hacer que el líquido contenido en la misma sea expulsado a través de dicha salida de líquido; y un miembro de percusión preparado para golpear dicho miembro de dispensación y provocar el desplazamiento del mismo en dicho primer sentido; incluyendo el inyector una parte delantera que lleva un medio que define dicha salida de líquido, una parte trasera que tiene un medio que define un asa para el inyector, un medio para empujar la parte trasera separándola de la parte delantera, y un medio para accionar el inyector, o permitir el accionamiento del mismo, en respuesta al desplazamiento de la parte trasera hacia la parte delantera venciendo la fuerza del medio que las empuja para separarlas entre sí.

El inyector descrito en el documento WO 93/03779 ha dado excelentes resultados. El diseño descrito con detalle en dicho documento está, sin embargo, esencialmente previsto para dispensar un gran número de dosis, digamos 1500, y usa un motor eléctrico integrado y una batería que proporciona la energía.

El documento US-A-3688765 describe un cartucho para su uso en conjunción con un actuador para formar un inyector sin aguja, que comprende un cuerpo y un pistón deslizable montado en el cuerpo, en el que el cuerpo es de vidrio y el pistón comprende un material plástico.

De acuerdo con la presente invención se provee un cartucho del tipo antes definido, caracterizado porque el material de plástico es un polímero o copolímero que comprende un hidrocarburo fluorado.

El cartucho es, preferiblemente, un cartucho cilíndrico hueco que contiene el medicamento, que tiene un orificio de salida que puede estar formado como parte del cartucho, o comprender una boquilla aparte ajustada de manera sellada al extremo de la salida del cartucho. El vidrio del que está hecho el cartucho es, preferiblemente, transparente, y puede tener marcas para indicar la cantidad de medicamento contenido en el mismo.

El cartucho, que puede estar previamente lleno de líquido, se puede suministrar para su inserción en el actuador por el usuario, o se puede suministrar ya fijo en el actuador por el fabricante. El término "líquido" como se usa en este documento incluye, en otros, soluciones, suspensiones, emulsiones y coloides. El material preferido para el pistón del cartucho es politetrafluoretileno.

El cartucho puede ser un cartucho previamente lleno como se describió anteriormente, con un extremo de salida sellado por una membrana frangible. Seguidamente, el cartucho se puede insertar en el aparato y quedar retenido por una tapa atornillada o dispositivo similar, con una boquilla de descarga interpuesta dotada con un tubo perforador que perfora el diafragma frangible para crear una conexión hidráulica con el medicamento contenido en el cartucho. Alternativamente, la tapa de retención puede servir también de boquilla, y tener un tubo perforador integral.

En una realización del actuador con el que se puede usar el cartucho, el muelle puede ser un muelle de compresión que actúa contra el miembro de percusión (en adelante denominado el "ariete") que está retenido sin movimiento por una tuerca ajustable manualmente y por un pestillo. La tuerca se puede ajustar alejándola de su apoyo, una distancia que representa la carrera necesaria del pistón más una distancia de aceleración entre la superficie del ariete y el pistón del cartucho de medicamento, estando el ariete retenido temporalmente por el pestillo. Al desengancharse el pestillo, el muelle acelera el ariete en un sentido de avance de manera que golpea el pistón para aplicar sobre él una fuerza grande para perforar la piel estando el medicamento en el orificio de descarga del cartucho y, seguidamente, continúa desplazando el pistón para descargar el medicamento hasta que la tuerca llega a apoyarse en su apoyo.

Con ello se puede observar que el inyector puede emplear la percusión para crear una alta presión de perforación en el medicamento, puede dispensar dosis múltiples de un cartucho previamente lleno, tiene solo un botón de ajuste que fija la dosis y el la distancia de percusión, y usa un sensor de presión de contacto directo para iniciar la inyección y asegurar un funcionamiento repetible. El inyector se puede configurar como artículo desechable de dosis única o múltiples, suministrado con el muelle pretensado y el cartucho previamente lleno, o con una instalación para la carga de un cartucho nuevo. El medicamento puede ser un líquido único o un líquido de varios componentes o un líquido y un sólido que se pueden mezclar inmediatamente antes de la inyección.

Los inyectores cuya fuente de energía es recargable, por ejemplo los dispositivos de la técnica anterior que tienen un muelle recargable, deben emplear un cierto factor de seguridad para asegurar una vida útil razonable. Esto es debido a que un muelle repetidamente tensado y destensado pierde elasticidad. Esta pérdida es más pronunciada si el muelle se tensa totalmente al inicio de cada ciclo de trabajo. Por lo tanto, es necesario operar con una tensión en el muelle menor que la tensión máxima, en lo posible, digamos al 60% del máximo. Por el contrario, cuando se usa un muelle no recargable durante el uso del dispositivo, se puede emplear un muelle cargado con la tensión máxima posible. Por lo tanto, se puede tener un muelle más pequeño para una cantidad determinada de energía almacenada, o más potente para un determinado tamaño del muelle. En cualquier caso, se obtiene un aumento apreciable en la densidad de energía del dispositivo, es decir, cantidad de energía almacenada por unidad de volumen. Además, al evitarse la necesidad de un mecanismo para recargar el muelle, se reduce el tamaño, el peso y la complejidad del dispositivo, y se evita el problema de diseñar un mecanismo de recarga que sea ergonómicamente correcto.

Una realización del inyector comprende un cuerpo tubular, uno de cuyos extremos termina como una placa de apoyo con un orificio coaxial en la misma, y el otro extremo está configurado para recibir un cartucho cilíndrico de medicamento líquido. Una varilla roscada que pasa a través del orificio de la placa de apoyo, se atornilla totalmente en un tubo roscado situado dentro del cuerpo tubular. El tubo roscado termina en una superficie curva y tiene además un reborde externo sobre el que se apoya un muelle de compresión situado coaxialmente; este conjunto constituye un ariete. El otro extremo del muelle se apoya en la superficie exterior de la placa de apoyo y se engancha elásticamente a uno o más hilos de rosca de la varilla roscada. Antes de que se ponga un cartucho en el cuerpo del inyector, se comprime el muelle presionando sobre la superficie curvada del ariete, y se mantiene en estado comprimido por el pestillo.

El cartucho tiene una boquilla de descarga en un extremo y, en el otro extremo, está sellado por un pistón deslizante libremente que está en contacto con el medicamento. El cartucho está colocado longitudinalmente dentro del cuerpo tubular apoyado en un reborde del cuerpo tubular, de manera que el pistón toca la superficie curvada del ariete. Es cartucho está retenido en el cuerpo tubular por engarce o de otro modo por deformación del cuerpo alrededor del extremo del orificio del cartucho, dejando una abertura para el orificio.

En la varilla roscada se atornilla una tuerca que reacciona contra la superficie exterior de la placa de apoyo por medio de un puente sobre el pestillo. La rotación inicial de la tuerca sobre la varilla roscada en un primer sentido hasta una posición tope hace retroceder más el ariete y crea una separación entre la superficie del ariete y el pistón. Durante la traslación de la varilla roscada, que no puede girar, el pestillo actúa como un gatillo sobre los hilos de rosca. Seguidamente se hace girar la tuerca en un segundo sentido hasta una posición tope en la que se bloquea sobre la varilla roscada, de manera que en el giro continuado ahora también gira la varilla roscada. La varilla roscada se destornilla del miembro tubular roscado internamente, de manera que ahora hay una separación entre las superficies tope de la tuerca y de la placa de apoyo, representando esta separación la distancia de percusión más la carrera necesaria del pistón; el ariete no se puede desplazar a partir del desplazamiento del pestillo. Al desengancharse el pestillo, el muelle acelera el ariete en el sentido de avance en una distancia fijada por la primera rotación de la tuerca, de manera que golpea el pistón con una fuerza considerable y, a continuación, sigue empujando el pistón durante una distancia determinada por la separación fijada por la segunda rotación de la tuerca entre las superficies de apoyo de la tuerca y de la placa base, siendo esta distancia la suma de la separación de percusión y la carrera del pistón. Este ciclo se puede repetir hasta que el muelle se extienda completamente y se haya dispensado todo el medicamento.

La operación del pestillo lo permite un manguito deslizante montado coaxialmente en el cuerpo tubular, y empujado en un sentido de avance por un muelle de compresión. En uso, el orificio del inyector se coloca sobre la piel del individuo y el inyector se empuja firmemente en el sentido de avance sobre la piel actuando sobre el manguito deslizante. El manguito se desplaza hacia adelante venciendo la fuerza del muelle y en una posición que representa la fuerza de contacto necesaria, la superficie de una leva del manguito desengancha el pestillo de la varilla roscada, que se acelera por la acción del muelle principal produciéndose la inyección, como se ha descrito.

En otra realización, el inyector está configurado como se ha descrito, excepto que el usuario puede instalar un cartucho de medicamento seleccionado y que el cartucho queda retenido dentro del cuerpo tubular por una tapa ajustada a rosca o a bayoneta. Una variante de esta realización, es que el cartucho de medicamento está ajustado con un sello de membrana frangible en lugar de un orificio de descarga, y el orificio está contenido en la tapa de retención, que tiene un tubo de perforación para perforar la membrana y establecer una conexión hidráulica con el medicamento.

Frecuentemente es deseable inyectar una sola dosis y desechar el inyector después de su uso, y otra realización comprende un cartucho previamente lleno de medicamento que tiene un pistón libre en contacto con el medicamento y un orificio de salida, retenido en la carcasa del inyector, que soporta un miembro de ariete empujado por un muelle, pero retenido por un pestillo. El pestillo puede ser de un material elástico y adicionalmente puede presionar sobre un miembro disparador deslizante, de forma que el desplazamiento relativo del miembro disparador hacia la carcasa del inyector venciendo el empuje desengancha el pestillo y permite que el ariete acelere y golpee el pistón libre, como se ha descrito.

Para permitir la inyección de fármacos de dos partes -por ejemplo, un fármaco liofilizado (deshidratado por congelación)y un disolvente- la realización describe además un procedimiento de almacenamiento y seguidamente mezclado de los componentes antes de realizar la inyección.

En este documento se describen también realizaciones de inyector en las que se provee un muelle de gas en lugar de un muelle de compresión, por ejemplo, por aire comprimido con el que se llena una cámara del inyector durante la fabricación.

En los dibujos adjuntos:

la Figura 1 es una vista externa general de la primera realización de inyector, mostrando una vista en planta del mismo;

las Figuras 1a y 1b son unos alzados lateral y por el extremo respectivamente del inyector de la Figura 1;

la Figura 2 es una vista en sección longitudinal del inyector, totalmente cargado con un medicamento, tal como se suministraría en forma desechable;

la Figura 2a muestra la parte derecha del actuador de la Figura 2, a una escala mayor;

la Figura 3 es una vista correspondiente a la Figura 2, pero mostrando la tuerca girada en un primer sentido para crear una separación de percusión entre la superficie del ariete y el pistón del medicamento;

la Figura 4 muestra el inyector con la tuerca desenroscada para ajustar la carrera del ariete;

la Figura 5 corresponde a las vistas anteriores, pero mostrando los componentes en una posición inmediatamente posterior a la inyección, con el manguito deslizante desenganchando el pestillo;

la Figura 6 es una vista en sección longitudinal ampliada del pestillo;

la Figura 6a es una vista ampliada por el extremo del pestillo;

la Figura 7 muestra parte del inyector modificado para que permita cargar un cartucho de medicamento seleccionado;

las Figuras 8a y 8b muestran respectivamente un cartucho que tiene un sello de diafragma frangible y una tapa de boquilla montada sobre el mismo;

las Figuras 9a y 9b representan un inyector desechable de una sola dosis, listo para usar e inyectar un medicamento en los tejidos de un individuo;

las Figuras 10a y 10b muestran un inyector desechable de una sola dosis en el cual el pistón libre está preparado para almacenar un componente de un medicamento en dos partes, y tiene un medio para juntar los componentes y mezclarlos antes de la inyección; y

las Figuras 11, 11a y 11b muestran otra realización de inyector en una vista en sección longitudinal antes del uso, en una vista en sección transversal y en una vista en sección longitudinal después del disparo, en, respectivamente.

Por conveniencia y para evitar confusiones, las partes iguales llevan los mismos números de referencia en toda la presente memoria.

El inyector representado en la Figura 1 comprende un cuerpo tubular 1, que retiene un cartucho 3 previamente lleno con un medicamento que visible a través de una o más ventanas 4 practicadas en el cuerpo 1. El cuerpo 1 tiene una abertura en el extremo para que pueda sobresalir una boquilla 5. Para controlar el volumen de la dosis, el operador utiliza una tuerca de mariposa 6 que tiene unas marcas 7 para indicar su posición con respecto a una escala 8 existente sobre el manguito deslizante 2 que está colocado coaxialmente sobre el cuerpo 1.

En la Figura 2, el cartucho 3 aparece lleno de medicamento, y equipado con una boquilla 5 que tiene un orificio 10 y un pistón libre 32. La boquilla 5 puede ser un componente separado tal como se muestra, unido herméticamente al cartucho 3, o puede formar parte integral del cartucho 3. El cartucho 3 se fabrica con un vidrio transparente compatible con el medicamento 9 para que pueda verse el contenido a través de las ventanas 4 del cuerpo 1. El cartucho 3 se apoya sobre un reborde 11 formado en el cuerpo 1, y queda retenido en esta posición por el extremo aboquillado 13 del cuerpo 1. El cartucho 3 está empujado hacia el extremo aboqillado 13 por una junta elástica o una arandela ondulada 12 interpuesta entre el reborde 11 y la superficie extrema del cartucho 3.

El manguito deslizante 2 está montado coaxialmente sobre el cuerpo 1 y está empujado para separarse de la boquilla 5 por un muelle 14 apoyado sobre un reborde 16 del cuerpo 1 y que actúa sobre un reborde 15. La amplitud del desplazamiento de retroceso está limitado por el reborde 15 que se apoya en uno o más topes 17. En el interior del manguito está formada una leva 30 de modo que cuando el manguito se desplaza hacia la boquilla 5 la leva golpea un pestillo 26 para iniciar la inyección.

En el extremo del cuerpo 1 está formada una pestaña de apoyo 18 que tiene practicado un orificio coaxial a través del cual pasa una varilla roscada 19, que puede ser hueca para ahorrar peso. En el interior de la parte trasera del cuerpo 1 está situado un miembro tubular 20 que tiene en un extremo una rosca interior 21 en la cual se enrosca la varilla 19. El otro extremo del miembro tubular 20 lleva un botón que tiene una superficie convexa 22 comprimida en el mismo. Alternativamente, el miembro tubular 20 puede estar formado con una superficie convexa 22. En el miembro tubular está formada una pestaña 23 que sirve de apoyo para un muelle 24, cuyo otro extremo se apoya en la superficie interior de la pestaña de apoyo 18. En la posición que se muestra, el muelle 24 se encuentra totalmente comprimido, y por tanto está sujeto por la tuerca 6 que está enroscada sobre la varilla roscada 19, y se apoya contra la superficie del puente 25. En la realización ilustrada la tuerca 6 consta de tres componentes, firmemente sujetos entre sí, concretamente un cuerpo 6a, una tapa final 6b y un inserto roscado 6c. El inserto 6c es el componente que se enrosca sobre la varilla 19 y está preferiblemente hecho de metal, por ejemplo latón. Los otros componentes de la tuerca pueden ser de materiales plásticos.

Debajo del puente y guiado por el mismo se encuentra un pestillo 26 que está unido al cuerpo 1 y enganchado elásticamente a uno o más hilos de rosca de la varilla roscada 19. El pestillo 26 se muestra con mayor detalle en la Figura 6, y está hecho de un material flexible y tiene una proyección 27 sobre la cual está formada una rosca parcial, de manera que se enganche totalmente en la rosca formada sobre la varilla 19. El pestillo 26 está unido al cuerpo 1 y tiene un empuje elástico en el sentido de la flecha X, manteniendo así su enganche con la rosca de la varilla 19. El desplazamiento contrario al sentido de la flecha X desengancha el pestillo de la rosca. Según se describirá, la varilla 19 se puede trasladar sin rotación en el sentido de la flecha Y cuando se fije la separación de percusión, y el pestillo 26 actuará como retén de gatillo. La rosca de la varilla 19 tiene preferiblemente una forma de sostén (cada hilo de rosca tiene una superficie perpendicular o prácticamente perpendicular, digamos a 5º, al eje de la varilla, y la otra superficie tiene un ángulo mucho mayor, digamos 45º), proporcionando una máxima resistencia como miembro de pestillo, y una acción ligera como miembro de gatillo.

Con referencia de nuevo a la Figura 2, la tuerca 6 está parcialmente enroscada en la varilla roscada 19, de modo que queda una parte de rosca libre 28 en la tuerca 6, definida por el extremo de la varilla 19 y la superficie tope 29 de la tuerca 6. Un pasador tope 31 tiene una cabeza que se apoya contra la superficie tope 29, y un eje que está asegurado fijamente al interior de la varilla 19, por ejemplo, por un adhesivo. El pasador tope 31 evita que la tuerca 6 pueda desenroscarse completamente de la varilla 19, ya que cuando se gira la tuerca 6 hasta que la cabeza toque la superficie de apoyo de la tuerca 6 en la que está situada. El pasador 31 también define la longitud máxima de la rosca libre en la tuerca 6 cuando está completamente desenroscada.

Con referencia a la Figura 3, el primer paso del ciclo de operación es girar la tuerca 6 sobre la varilla roscada 19 en el sentido de las agujas del reloj (suponiendo roscas a derechas, y mirando en el sentido de la flecha Z). La varilla 19 no puede girar, ya que el rozamiento entre la rosca y el pestillo 26 es mucho mayor que el existente entre la tuerca 6 y la varilla 19. Esto es debido principalmente a que la tuerca está descargada, mientras que la varilla 19 tiene toda la carga del muelle que la engancha al pestillo 26. Por lo tanto la varilla 19 se desplaza penetrando en la rosca 6 hasta llegar a la superficie de tope 29. Podrían usarse medios alternativos para impedir que gire la varilla 19, por ejemplo usando un gatillo o similar, o un pasador de detención accionado manualmente. Puesto que la varilla roscada está unida al miembro tubular 20, por el enganche entre la rosca de la varilla 19 y la rosca 21 del miembro 20, este último también se desplaza hacia atrás (es decir hacia la derecha según se ve en la Figura 2) aumentando la compresión sobre el muelle 24, y crea así una separación A_{1} entrela superficie convexa 22 del miembro tubular 20 y la superficie interior 33 del pistón 32. Cuando la varilla 19 está totalmente enroscada en la tuerca 6, el pasador tope 31 se proyecta una distancia A_{2} desde la superficie 34 que es igual a la separación A_{1}.

Con referencia a la Figura 4, se gira ahora la tuerca 6 en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que entre en contacto con el pasador de tope 31, que bloquea la tuerca 6 sobre la varilla roscada 19. Queda ahora una separación entre la superficie 35 de la tuerca 6 y la superficie de apoyo 36, cuya separación es igual a la separación A_{1}. Ahora, si se gira la tuerca también gira la varilla roscada, debido a la unión del eje del pasador 31 al costado de la varilla 19, y se desenrosca en el sentido del retroceso. La superficie 35 de la tuerca 6 sigue separándose de la superficie de su apoyo 36 situada en el puente 25. El aumento de la separación es equivalente a la carrera requerida por el pistón, y por tanto la separación total es la suma de la separación de percusión A_{1} y de la carrera requerida. La tuerca 6 tiene en su perímetro unas marcas que coinciden con una escala existente en el manguito deslizante 2, a la manera de un micrómetro. La indicación de la carrera cero se refiere a la posición de la tuerca 6 en la que comienza a bloquearse sobre la varilla roscada 19, inmediatamente antes de que se gire la varilla roscada para ajustar la carrera.

El inyector está ahora listo para inyectar, y con referencia a la Figura 5, el inyector se coge con la mano por el manguito deslizante 2, y se coloca el orificio 10 sobre la epidermis 38 del individuo. Se aplica una fuerza sobre los topes de parada 37 en el sentido de la flecha W. El manguito deslizante 2 comprime el muelle 15 y se desplaza hacia el individuo de manera que la fuerza se transmite a través del muelle 14 hasta el cuerpo 1 y por tanto hasta el orificio 10, realizando un cierre hermético entre el orificio 10 y la epidermis 38. Cuando la fuerza del contacto ha llegado al nivel predeterminado, la leva 10 del manguito deslizante 2 se apoya sobre el pestillo 26 y lo desengancha de la varilla roscada 19. El muelle 24 acelera el miembro tubular 20 hacia el pistón a lo largo de la distancia A_{1}, y la superficie convexa 22 golpea sobre la superficie 33 del pistón 32 con un impacto considerable. El miembro tubular 20 actúa pues como un miembro de percusión o ariete. A continuación el muelle 24 sigue desplazando el pistón 32 hacia delante hasta que la superficie 35 de la tuerca 6 se encuentre con la superficie 36 del puente 25. El impacto sobre el pistón crea en el interior del medicamento un aumento muy rápido de la presión - verdaderamente una onda de choque - que surge casi simultáneamente en el orificio de inyección y perfora fácilmente la epidermis. La consiguiente descarga del medicamento se produce a una presión relativamente baja pero suficiente para mantener abierto el orificio de la epidermis.

El muelle 24 tiene que recibir una compresión previa suficiente para asegurar inyecciones fiables a lo largo de toda la carrera del ariete. Se ha descubierto que una reducción del 30% de la fuerza a medida que se dilata el muelle produce resultados fiables. Alternativamente, una pila de arandelas elásticas Belleville en lugar de un muelle helicoidal convencional puede producir una fuerza prácticamente constante, aunque la masa y el coste pueden ser ligeramente superiores.

La estructura así descrita proporciona un inyector sin aguja desechable que es económico, compacto, conveniente y fácil de usar, y capaz de efectuar inyecciones secuenciales con un único cartucho de medicamento. La fuente de energía es un muelle que está pretensado por el fabricante, y el cartucho de medicamento está también previamente lleno y montado en el inyector. Por lo tanto el usuario sólo tiene que girar la única tuerca de ajuste y presionar el inyector sobre la epidermis, y la inyección se dispara automáticamente. El tamaño y la masa del inyector dependerán de la cantidad de medicamento contenido en el mismo, pero típicamente, usando un cuerpo ligero de aluminio y una construcción de paredes lo mas finas posibles, un inyector de 5 ml podría tener unos 135 mm de longitud, 24 mm de diámetro (tuerca), y una masa de unos 85 g, incluido el fluido.

Puede ser deseable que el usuario pueda seleccionar una combinación particular de medicamento y de actuador. Por ejemplo, un veterinario puede tener una amplia selección de dosis y de tipos de medicamentos, y puede querer combinar uno de estos con un actuador que tenga las características adecuadas para el animal a tratar. La Figura 7 muestra una modificación del inyector que permite al usuario instalar un nuevo cartucho de medicamento en el cuerpo 1 del inyector. En esta modificación se provee una rosca 40 en el cuerpo 1, y una tapa roscada de retención 39 que abraza firmemente el cartucho 3 contra la arandela elástica 12. Alternativamente la tapa 39 puede tener una conexión a bayoneta con el cuerpo 1.

En el ejemplo del segundo inyector así descrito el orificio de descarga aparece formando parte del cartucho de medicamento. Sin embargo, pueden existir ocasiones en las que se puede necesitar una boquilla diferente. Por ejemplo, la epidermis de los cerdos pequeños es muy diferente de la de las cerdas adultas, y pueden requerirse boquillas especialmente configuradas. O en el caso de los pacientes diabéticos, el paciente puede encontrar que una forma particular de boquilla le proporciona inyecciones más cómodas. En otra modificación más, representada en las Figuras 8a y 8b, se proporciona un cartucho 41 que contiene un medicamento 9, cerrado herméticamente en un extremo con un pistón libre 32, y que tiene en el otro extremo un sello de diafragma frangible 42. Preferiblemente, el material del diafragma debe ser rompible y que no se rompa en trozos pequeños cuando se rompa. El cuerpo 1 tiene una rosca 40 en la que puede enroscarse una boquilla 43, que también retiene el cartucho 41 dentro del cuerpo 1. La boquilla 43 lleva un tubo de perforación 44, de manera que cuando se monta por primera vez la boquilla sobre el cuerpo 1, el tubo de perforación 44 rompe el diafragma frangible 42, realizando una conexión hidráulica con el médicamente 9. El sellado de la boquilla 43 con el cartucho 41 se realiza mediante un sello 45. Alternativamente puede proveerse una boquilla y una tapa de retención independientes (no representados) que pueden servir para una función equivalente. El cartucho con un sello frangible puede ser menos costoso que el cartucho que tenga una boquilla integral, y esto puede ser importante cuando se usan grandes cantidades de cartuchos, como sería el caso de la insulina, por ejemplo.

El inyector que se muestra en las Figuras 9a y 9b es un inyector desechable de un sólo uso. Con referencia a la Figura 9a, el cartucho 3 que contiene el medicamento 9 y el pistón libre 32 está firmemente colocado en la carcasa 44 del inyector y retenidos por una o más orejetas elásticas 45, de manera que no existe juego longitudinal alguno. Un ariete 46 está situado concéntricamente con el cartucho y de tal modo que existe una separación de percusión A_{1} entre las superficies adyacentes del pistón 32 y del ariete 46. El ariete 46 es empujado hacia el pistón 32 por el muelle 24, pero no puede moverse debido al pestillo 26 apoyado en la pestaña 18 y enganchado en la muesca 47 del vástago del ariete 46. El pestillo 26 está hecho de un material elástico, y está configurado para que aplique una presión en el sentido de la flecha X. Sobre la carcasa 44 está situado un manguito deslizante 2, con la superficie de leva 30 tocando la curva 53 del pestillo 26, y retenido en la carcasa 44 por la orejeta 54. Por lo tanto el pestillo 26 actúa también como un muelle para empujar el manguito 2 en el sentido de la flecha X con respecto a la carcasa 44. El medicamento 9 y el orificio 10 están protegidos por una tapa 51 encajada a presión en el manguito deslizante 2 según se muestra, o sujeto al cartucho 3. El extremo distal 48 del ariete 46 está situado dentro de la abertura 49 del manguito deslizante 2, proporcionando una indicación visual y táctil de que el inyector está cargado y listo para su uso.

Con referencia ahora a la Figura 9b, para efectuar una inyección se retira la tapa 51 y se coloca el orificio 10 sobre las piel 38 del individuo, con el eje del inyector aproximadamente perpendicular a la piel. Se aplica una fuerza suficiente sobre el manguito deslizante 2 en el sentido de la flecha W para vencer la fuerza de empuje del pestillo 26 sobre la superficie de leva 30. El manguito 2 se desplaza en el sentido de la flecha W y, de esta manera, la superficie de leva 30 desengancha el pestillo 26 de la muesca 47 del ariete 46, el cual es acelerado entonces rápidamente por el muelle 24 para que golpee sobre el pistón 32, y la inyección se realiza según se describió anteriormente. El momento en el cual el pestillo 26 se desengancha del ariete 46 está directamente relacionado con la fuerza de reacción sobre la piel del individuo, y mediante una adecuada selección de los componentes, pueden conseguirse unas condiciones de colocación precisas y repetibles que permitan un disparo predecible de la inyección. Una varilla de seguridad 50 existente en el manguito deslizante 2 impide el desenganche accidental del pestillo 26 (por ejemplo por una caída), y esta característica de seguridad puede aumentarse mediante un retén accionado manualmente (no representado) que impida que el manguito deslizante 2 pueda desplazarse antes de su funcionamiento. En una disposición alternativa (no representada) el pestillo 26 puede estar empujado en el sentido opuesto al descrito, de manera que intente desengancharse de la muesca 47 sin que pueda hacerlo a causa de una varilla existente en el manguito deslizante 2. El desplazamiento del manguito deslizante 2 y de la varilla permite que el pestillo 26 se desenganche de la muesca 47, iniciándose así la inyección: en este ejemplo puede que se requiera un medio elástico independiente para que empuje el manguito deslizante 2 en sentido contrario a la flecha W.

El inyector que se muestra en las figuras 10a y 10b es similar al que se muestra en las Figuras 9a y 9b antes descrito, pero modificado para que permita el almacenamiento de una medicina liofilizada y un disolvente, u otras formulaciones en dos partes. La Figura 10a muestra un inyector de una sola dosis, cargado y listo para su uso. El pistón libre 56 es hueco y almacena un componente 60 del medicamento - por ejemplo un fármaco liofilizado - que está retenido en el pistón 56 por una membrana frangible 57 que además separa el fármaco 60 de su disolvente 61 almacenado en el cartucho 3. Un cortador 58 de membranas, que tiene uno o más bordes cortantes, está colocado de modo hermético y deslizante en el pistón 56, de manera que su borde cortante se encuentra a una corta distancia de la membrana frangible 57. El ariete 55 es hueco, y en su interior está situada una varilla 59 de accionamiento del cortador. Con referencia también a la Figura 10b, la varilla 59 es empujada en el sentido de la flecha W de modo que actúe sobre el cortador 58 de membranas. El cortador 58 de membranas corta la membrana 57, dejando con ello que el disolvente 61 se mezcle con el fármaco 60 y lo disuelva. Puede agitarse el inyector para acelerar el proceso de mezcla. Durante el período de corte de la membrana y de mezcla, la tapa protectora 51 sella el orificio 10 para evitar la pérdida de fluido. Una vez transcurrido el tiempo suficiente para asegurar la disolución completa del fármaco, se retira la tapa 51, se sitúa el orificio 10 sobre la piel del individuo, y se efectúa la inyección según se describió anteriormente.

Excepto durante la inyección, las fuerzas de reacción principales del muelle 24 y del pestillo 26 se reciben en la pestaña soporte 18. Durante la inyección, aunque las fuerzas de choque son elevadas, son de muy corta duración, y por lo tanto los componentes del cuerpo pueden ser de construcción muy ligera. Así pues, aunque se describió en las realizaciones el uso de un tubo de metal delgado, puede usar plástico en la mayoría de las piezas estructurales porque no van a estar sometidas a fuerzas prolongadas que pudieran producir fisuras y distorsiones.

Aunque la forma de la boquilla puede ser una que obtenga una eficacia de sellado y una comodidad óptimas, la geometría del orificio dentro de la boquilla debe tener una relación entre longitud y diámetro preferiblemente no superior a 2:1, preferiblemente del orden de 1:2, y la salida del orificio debe colocarse directamente sobre la epidermis. A veces es necesario usar boquillas con orificios múltiples, particularmente cuando se dispensan grandes volúmenes, y cada orificio de la boquilla debería tener idealmente una relación máxima L:D de 2:1, preferiblemente 1:2.

En los inyectores descritos, la fuerza para mover el ariete está proporcionada por un muelle, según se ha descrito, (un muelle de compresión) que inicialmente se encuentra en su estado de alta energía (es decir, comprimido en el caso de un muelle de compresión). El miembro de ariete se mueve dejando que el muelle se desplace hasta un estado de menor energía (es decir descomprimido, o menos comprimido, en el caso de un muelle de compresión). Por el contrario, la realización que se describe a continuación con referencia a las Figuras 11, 11a y 11b usa gas a presión para proporcionar la fuerza de accionamiento del
ariete.

La realización ilustrada comprende un cilindro de gas 101 que contiene un ariete 102 que tiene un extremo de pistón 104 montado de manera hermética y deslizante en el interior del cilindro 101. El ariete 102 está guiado en un casquillo 103 y temporalmente está impedido de moverse longitudinalmente por un pestillo elástico 105 enganchado en una ranura de retén 106. El casquillo 103 está engarzado o retenido de algún otro modo en el cilindro 101 para resistir las fuerzas producidas durante el almacenamiento y operación de la inyección, que en caso contrario provocarían la separación del cilindro y del
casquillo.

Se introduce un gas a alta presión, tal como aire, en la cámara 117 a través de un agujero de llenado 118 y se sella mediante un tapón elastomérico 107. De esta manera, el pistón 104 y el ariete 102 son empujados en un primer sentido, pero quedan retenidos por el pestillo 105 enganchado en el retén 106. Se debe advertir que el gas de la cámara 117 aplica la presión directamente sobre el pistón, y con ello se ejerce fuerza en todo momento sobre el pistón. Un cartucho 109 que contiene el fármaco 110 y un pistón accionable 108 están firmemente ajustados en el casquillo 103. Una caja exterior 111 está ajustada de modo deslizante sobre el conjunto del cilindro 101 y del casquillo 103, y no puede salirse del conjunto por una o más orejetas de retención 112. El inyector está ahora listo para su uso.

Para operar el inyector, se coloca el cartucho de fármaco sobre la piel del individuo y se aprieta la caja exterior hacia la piel. Una leva 113, que forma parte integrante de la caja 111, empuja sobre el pestillo 105 para desengancharlo de la ranura de retén 106 existente sobre el ariete 102. El ariete 102 puede así acelerarse rápidamente bajo la acción del gas a presión de la cámara 117 existente en el pistón de accionamiento 104, y golpea el pistón accionable 108 para provocar la inyección.

Para impedir la operación inadvertida, el pestillo 105 no puede desengancharse del retén 106 hasta que una ranura 116 de la pared de la caja 111 se haya desplazado en dicho primer sentido cuando se inicia la inyección. Otra característica de seguridad (no representada) es un tapón desmontable que encaja en el orificio 116 e impide la operación del pestillo 105 hasta que esta no se haya retirado.

Cuando el pistón 104 se desplaza en el primer sentido, el aire contenido en la parte de baja presión del cilindro 101 se escapa a través de una salida 114. Cuando el pistón 104 llega a apoyarse, el gas a presión residual de la cámara 117 se purga por un orificio de purga de seguridad 115 que tiene un área pequeña para que no afecte negativamente a la parte final de la carrera del pistón 104 cuando destapa el orificio
115.

Según se mencionó anteriormente, los cartuchos de la presente invención tienen sus cuerpos hechos de vidrio. En una realización preferida de la misma, el extremo delantero de cada cartucho tiene un orificio circular, de diámetro comprendido preferiblemente entre 0,15 y 0,3 mm, formado en el mismo como orificio de salida. El pistón libre dentro del cartucho, preferiblemente, es de politetrafluoretileno (PTFE) como el material de todo o parte del mismo. El PTFE tiene la ventaja de que sus coeficientes de rozamiento estático y dinámico son similares entre sí y extremadamente bajos (aproximadamente 0,01). Tiene además la propiedad de que prácticamente no es elástico cuando se le somete a una fuerza aplicada lentamente pero es altamente elástico cuando se le somete a una fuerza aplicada rápidamente. Esto lo hace particularmente adecuado para su uso en el contexto de la presente invención, en el que en el momento del impacto se ejerce sobre el pistón una fuerza aplicada rápidamente. Otros materiales que se pueden usar en lugar del PTFE, o en combinación con el mismo, incluyen copolímero de tetrafluoretileno-exafluorpropileno, copolímero de tetrafluoretileno-etileno, policlorotrifluoretileno, poli (floruro de vinilideno), copolímero de tetrafluoretileno-perfluor (propil vinil éter), y copolímero de floruro hexafluorisobutileno-vinilideno. El diámetro inicial del pistón libre, al menos cuando está hecho de PTFE, puede superar al diámetro interno del cartucho hasta en unos 0,25 mm. Cuando se fuerza en el cartucho, la fluencia de PTFE es suficiente para permitirlo, y el sellado resultante entre el pistón y la pared del cartucho es excelente.

Claims (14)

1. Un cartucho para su uso en conjunción con un actuador para formar un inyector sin aguja, que comprende un cuerpo y un pistón (32, 108) montado en el cuerpo de manera deslizable, en el que el cuerpo es de vidrio y el pistón comprende un material plástico, caracterizado porque el material plástico es un polímero o un copolímero que comprende un hidrocarburo fluorado.

2. Un cartucho como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que dicho material plástico está seleccionado del grupo constituido por copolímero de tetrafluoretileno-hexafluoropropileno, copolímero tetrafluoretileno-etileno, policlorotrifluoretileno, poli (fluoruro de vinilideno), copolímero de tetrafluoretileno-perfluoro (propil vinil éter), copolímero de fluoruro de hexafluorisobutilleno-vinilideno, politetrafluoroetileno.

3. Un cartucho como el reivindicado en la reivindicación 2, en el que dicho material plástico es politetrafluoretileno.

4. Un cartucho de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el pistón está hecho completamente de politetrafluoretileno.

5. Un cartucho de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el pistón está hecho parcialmente de politetrafluoretileno.

6. Un cartucho como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el vidrio es transparente.

7. Un cartucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene una salida de líquido en el mismo para descargar a su través un chorro de líquido que se va a inyectar.

8. Un cartucho de acuerdo con la reivindicación 7, lleno previamente con un líquido y que tiene dicho pistón en contacto con el líquido.

9. Un cartucho de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho líquido es un medicamento.

10. Un cartucho de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho medicamento es un medicamento para su inyección en un ser humano.

11. Un cartucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que tiene una abertura de extremo sellada con un diafragma (42) frangible.

12. Un conjunto de cartucho/boquilla formado por un cartucho de acuerdo con la reivindicación 11 y una boquilla (43) que tiene un tubo (44) de perforación que rompe el diafragma (42) frangible, estando la boquilla sellada al cartucho.

13. Un inyector sin aguja que comprende un actuador y un cartucho de acuerdo con la reivindicación 8, 9 ó 10 o un conjunto cartucho/boquilla de acuerdo con la reivindicación 12, montado en su interior, comprendiendo el actuador un miembro de percusión (20; 46; 102) empujado por un muelle (24; 101) y retenido temporalmente por un pestillo (26; 105), siendo el miembro de percusión desplazable en un primer sentido por la fuerza del muelle primero para golpear el pistón libre y después continuar desplazando el pistón en el primer sentido para expeler una dosis de líquido a través de la salida de líquido.

14. Un inyector sin aguja de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicho muelle es un muelle de gas formado por un gas a presión.