專利名稱：具有伸縮式針頭部件的注射器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及注射器，更具體地是涉及可提供防止意外刺傷的注射器。
意外刺傷，此處是指針刺，長期以來一直被認為是醫(yī)護工作者的潛在危險。最近，由此類刺傷所引起的嚴重的和潛在致命的感染的傳播引起了極大的關(guān)注。在(美國)職業(yè)安全與健康局之前之前，已有很多州考慮通過立法來要求安全的針頭技術(shù)。
已采取了許多方法來提供防止此類刺傷。國際公布WO01/41843A1公開了一種具有伸縮式針頭的注射器，該注射器包括一個活塞，該活塞中具有一個縱向延伸的空腔。一個彈性元件被放置在該空腔中并被固定到一個心軸上，該心軸從該心軸延伸到注射筒中，且該心軸連接到針頭并可將針頭縮回到注射筒中。該彈性元件的另一端與卡子相連，當(dāng)活塞在注射筒內(nèi)向前運動時，卡子可使彈性元件處于緊張狀態(tài)。與活塞的這一端相連的保持部件接收卡子并確?？ㄗ邮箯椥栽３衷诰o張狀態(tài)下。當(dāng)活塞向前運動到其行程末端時，可導(dǎo)致針頭部件被心軸抓緊，而且心軸從活塞的封閉端松開，從而導(dǎo)致針頭部件的縮回。
前述設(shè)計的一個進一步改進裝置公開于國際公布WO 01/41830A2中。對后一裝置的改進包括將針頭部件保持在注射筒前端的彈性卡爪(dogs)?；钊系尿?qū)動表面使卡爪脫離嚙合以縮回針頭部件。此外，沿貫穿活塞的空腔的兩側(cè)設(shè)置有齒狀物，從而為彈性元件后端上的卡子提供一個嚙合范圍。上述專利公布所公開的內(nèi)容以引用方式并入此處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種皮下注射器，該皮下注射器包括一個注射筒，一個活塞被可滑動地放置在該注射筒中。該活塞具有一個縱向延伸的空腔。一個孔延伸穿過活塞的封閉端并接收一個心軸。該空腔內(nèi)的一個彈性元件的一端被固定到該心軸上，而另一端在緊張狀態(tài)下相對于活塞是可固定的。針頭接口可松開地安裝在位于注射筒一端的接口固定器中。提供了許多具體特征以改善注射器的操作。
在本發(fā)明的第一個單獨方面中，位于所述孔中的心軸包括一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣在活塞的縱向方向上是柔性的，并且與伸入所述孔中的一個或多個棘爪相嚙合。該柔性凸緣提供更均勻(uniform)的釋放，即不需要非常精密的公差也不需要彎曲弱彈性材料。一個或多個棘爪的每個均可提供一個嚙合表面，該嚙合表面與活塞的縱向成銳角以進一步增強心軸釋放的均勻性。
在本發(fā)明的第二個單獨方面中，心軸具有沿活塞縱向的尖齒。這些尖齒互相之間有間隔且每個均具有倒鉤，該倒鉤具有朝外的圓錐形表面。圓錐形倒鉤表面的軸互相偏移，以致當(dāng)彈性尖齒互相之間相向彎曲時軸可互相靠近。這些倒鉤的布局如下隨著倒鉤的移動，倒鉤表面的相應(yīng)元件移動以界定一個圓。當(dāng)用力使尖齒進入針頭接口上的嚙合孔時，就會發(fā)生這個動作。因此，倒鉤表面的中心確定了插入嚙合孔的阻力，從而確保了更加可預(yù)測的、均勻的阻力。
在本發(fā)明的第三個單獨方面中，注射筒包括位于其一端的用來保持針頭接口的卡爪。注射筒還包括與注射筒縱向方向垂直的且朝向注射筒內(nèi)部的凸肩。針頭接口所包括的凸肩也與注射筒的縱向方向垂直，并且朝向第一個凸肩?？ㄗ屯辜缦薅藘蓚€位置，一個是針頭接口緊靠卡爪的位置，另一個是凸肩被嚙合的位置。這些位置互相之間有間隔。凸肩的法向平面提供了一個位于凸肩嚙合點之上的固定位置以有利于針頭接口與心軸的嚙合與縮回。位置間的位移有助于確保針頭接口與卡爪的脫離。也可行的是，針頭接口與注射筒之間的O形密封圈可以使該接口偏向第一位置以得到穩(wěn)定放置用以注射。凸肩的位置最好沿針頭接口的長度方向選擇。
在本發(fā)明的第四個單獨方面中，彈性元件包括一個卡子，該卡子被可滑動地安裝在活塞的空腔內(nèi)?？ㄗ影ó?dāng)活塞進一步向注射筒內(nèi)移動時可與注射筒嚙合的元件。另外一些元件與限定于活塞空腔內(nèi)的凸肩相嚙合?？涨粌?nèi)有兩個相對的光滑壁，且每個壁上有一個凸肩。這可使凸肩的布置能夠保持卡子，這樣，多個嚙合元件就不會遇到阻力，且活塞為了嚙合不再需要完全伸入到注射筒中。
在本發(fā)明的第五個單獨方面中，任何前述單獨方面可被結(jié)合以更加有利。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有伸縮式針頭的改進型安全注射器。其它的以及進一步的目的和優(yōu)點將在后文中描述。


圖1是一個伸縮式皮下注射器的透視圖。
圖2是透視圖1所示裝置的分解裝配圖。
圖3是圖1所示裝置的側(cè)視圖。
圖4是沿圖3中的線4-4剖切的剖視圖。
圖5是活塞已被移動的類似于圖4的剖視圖。
圖6是活塞已被移動的類似于圖4的剖視圖。
圖7是針頭已被縮回的類似于圖4的剖視圖。
圖8是一個心軸的側(cè)視圖。
圖9是一個心軸的主視圖。
圖10是沿圖8中的線10-10剖切的剖視圖。
圖11是一個活塞的主視圖。
圖12是沿圖11中的線12-12剖切的剖視圖。
圖13是沿圖11中的線13-13剖切的剖視圖。
圖14是沿圖3中的線4-4剖切的注射筒前端的詳細剖視圖。
圖15是針頭接口已被向前推進的類似于圖14的剖視圖。
圖16是第二實施例的類似于圖14的剖視圖。
圖17是第二實施例的類似于圖15的剖視圖。
圖18是第三實施例的類似于圖14的剖視圖。
圖19是第三實施例的類似于圖15的剖視圖。
圖20是在注射筒內(nèi)向前看的圖14至19的任意一個的剖視圖。
具體實施例方式
詳細查閱圖紙，圖1示出了一個具有伸縮式針頭的注射器。該圖所示的裝置是已裝配好的。圖2在一個分解裝配圖中示出了同一裝置，該裝置包括注射筒80、活塞部件30、保護性針頭帽160以及具有相應(yīng)針頭106的針頭接口100。
圖4、圖5、圖6和圖7中所示的活塞部件分別位于注射筒80內(nèi)不同位置處。此外，在圖11中示出了活塞部件本身?；钊考?0包括一個模塑而成的主體32，其具有一個封閉端34和一個外端36。外端36限定了一個用于驅(qū)動注射器的拇指按鈕，同時封閉端34起到了活塞(具有套到細部40周圍的環(huán)形密封圈38)的作用?；緸閳A錐形的前表面限定了一個驅(qū)動表面42，其與注射筒前端的相互作用將在后面描述。
在封閉端34和外端36之間具有一個空腔44。該空腔被示為在兩側(cè)是開口的，并由兩個光滑表面46限定，這兩個光滑表面是相對置的且長度與空腔44的長度基本相同。每個光滑表面46均具有一個凸肩48。這兩個表面內(nèi)的凸肩48朝向外端36。這兩個凸肩48相互對齊以接收一個卡子，如后文所述。光滑表面46在主體32中部附近是彎曲的，從而使空腔的寬度變窄。當(dāng)針頭正被縮回到注射器中時，這可被用來阻止針頭的運動，這將在下文中論述。
安裝孔50沿活塞部件30穿過封閉端縱向地延伸到空腔44。該孔50在圖12中被最佳地示出。安裝孔50在除了兩個棘爪52之外的所有橫截面上都基本上是圓形的，棘爪52在直徑方向上相對置地位于活塞部件30的封閉端34的附近?；钊黧w32在棘爪52周圍被減弱或被鏟削(relieved)，以使它們具有一些彈性。由于這種減弱在棘爪52周圍向下延伸，因而可實現(xiàn)較大的彈性。棘爪52包括一個嚙合表面54，其與活塞部件30的縱向方向成銳角。另外，這些嚙合表面54向內(nèi)延伸到大致圓柱形的安裝孔50中。
心軸56在安裝孔50中與活塞部件30相連。該心軸56包括容納O形密封圈60的環(huán)形密封空腔58。在圖12中可以很清楚地看到，安裝孔50在O形密封圈60的位置附近被減弱，這樣有助于心軸56從安裝孔50縮回。心軸56的內(nèi)端包括一個具有各種不同外形的固定銷62，用以與一個彈性束(bungee)相結(jié)合，該彈性束模塑固定在銷62上。
心軸56通過環(huán)形槽被減弱以確定環(huán)形凸緣64。此外，心軸56優(yōu)選使用比活塞30的主體32更有彈性的材料制成。該材料的柔性以及環(huán)形凸緣64的幾何形狀共同使凸緣64在活塞縱向上能夠變形。其徑向地向外延伸并將心軸56限定到該位置。凸緣64的外圍被圓化成橫截面為大致半圓形的表面。該環(huán)形凸緣64由棘爪52的嚙合表面54固定以防止心軸56的縮回。這種結(jié)構(gòu)使心軸56從安裝孔50中拔出的力更加一致。
彈性尖齒66位于心軸56的外端。這些尖齒66被間隔分開，并且每個尖齒66均包括一個倒鉤68。倒鉤68朝外彼此遠離，并由一段截去頂端的圓錐形表面70限定。每個表面70限定了一個沿心軸56的縱向延伸的圓錐軸。這兩個表面70的圓錐軸互相偏移，以致當(dāng)彈性尖齒66互相之間相向彎曲時，這兩個圓錐軸互相靠近。因此，確定插入下述針頭接口阻力的是圓錐形表面的中心，而不是圓錐形表面的邊緣。
注射筒80包括一個開口端82和一個接口端84。圖14-圖20中詳細示出了接口端的多種實施例。注射筒在接口端84包括一個接口固定器86。注射筒80的主體在其接口端84具有一個嚙合凸緣88。這個嚙合凸緣88接收接口固定器86上的凸肩90，接口固定器具有等間隔縱向狹縫92以方便裝配。固定器86包括一個與注射筒80同軸的貫穿其中的孔94。三個卡爪96延伸到孔94中以防止針頭接口向內(nèi)移動到注射筒80中?？ㄗ?6被彈性地安裝并具有一個與活塞部件30相互作用的傾斜表面98。
針頭接口100在接口端84位于注射筒80的孔94中。針頭接口100包括一個安裝主體102和一個下部的嚙合主體104。安裝主體102通常是圓柱形的，并具有接收針頭106的空腔。針頭106可被粘接定位。
嚙合主體104包括一個同心地布置在針頭接口100內(nèi)端的嚙合孔108。該孔108的尺寸被設(shè)計成用來接收心軸56的尖齒66，這將對所述倒鉤施加向內(nèi)的力。一旦倒鉤穿過孔108，嚙合凸肩110就可接收所述倒鉤。這就將針頭接口100固定到心軸56上。在嚙合主體104的內(nèi)端設(shè)有一個內(nèi)表面112，用于與卡爪96形成可松開的保持狀態(tài)。注射筒80的主體和接口固定器86在安裝主體102和嚙合主體104交會處的附近提供了一個環(huán)形空間，用以容納O形圈114。針頭接口100能夠在接口固定器86內(nèi)進行少量的軸向移動。該移動受到O形圈114的阻礙。
已經(jīng)一般性地描述介紹了注射筒80的接口端84內(nèi)的針頭接口100的安裝，這里將具體說明不同實施例間的區(qū)別。圖14和圖15構(gòu)成第一實施例。在該實施例中，六條縱向延伸的肋116位于安裝主體102外圍。這些肋將一系列止塊限定為復(fù)合凸肩118。接口固定器86包括一個向內(nèi)延伸的凸緣120，凸緣具有一個與凸肩118相對的凸肩122。這些凸肩118和122與注射筒80的縱向方向垂直。通過對比圖14和圖15，可看出在第一位置處針頭接口100緊靠卡爪96。而在圖15所示的第二位置處，凸肩118和122相嚙合。這兩個位置之間相距一小段距離。該間距使心軸56與針頭接口100在嚙合之后還可向前移動一段額外的距離。阻礙針頭接口100移動的O形圈114有助于心軸56嚙合。然而，可能需要活塞部件30的進一步前移以松開卡爪96。操作者將覺得越來越難推動，直到針頭接口100被松開且針頭106縮回。與注射筒80縱向方向相垂直的凸肩可限定一個固定的第二位置。如果沒有這樣的固定的移動限制，那么O形圈114可被接口100拖起來，或者組件擠在一起并抑制針頭縮回。
在圖16和圖17中，使用了另一個實施例，其中凸肩124形成于針頭接口100的外端，且凸緣120包括一個接收凸肩124的凸肩126。圖18和圖19還表示了另一種實施例，其中凸肩128被限定在安裝主體102和嚙合主體104的交會處，同時阻礙凸肩130形成了孔94的上部的低端。還考慮了另一種實施例，其中在安裝主體102的整個外圍附近的一個類似于由肋116所限定的位置上形成整個圓形擱板。
彈性束140形式的彈性元件位于活塞部件的空腔44內(nèi)。彈性束140的一端被模塑在心軸56的固定銷62的周圍。彈性束140的另一端被模塑在卡子144的另一個固定銷142上?？ㄗ?44包括從固定銷142向外延伸的元件146。注射筒80包括向內(nèi)延伸的凸肩148，其與元件146相嚙合以阻止卡子移動到注射筒80內(nèi)部。
卡子144還包括從固定銷142稍稍向外延伸的側(cè)元件150。這些側(cè)元件150沿限定空腔44的光滑表面146滑動?；钊倪@些表面處有一定的彈性恢復(fù)力，因此在松弛位置下，側(cè)元件150將與兩個凸肩48嚙合，但卡子144仍可在空腔44內(nèi)相當(dāng)容易地向凸肩48移動。這一套凸肩48幫助確定活塞部件30準備工作的位置?？纱_定凸肩48的位置，以使拇指按鈕可被控制且活塞可容易地被縮回，從而填充注射筒80。同樣地，在推進活塞部件30過程中用力程度(force profile)會有一個了比較明顯的變化，這樣可更容易地避免針頭的提前縮回。
在操作中，如圖1所示，注射器的活塞部件30部分插入注射筒80中。保護性針頭帽160使針頭106與外界隔離。圖1的結(jié)構(gòu)也展示于圖4中。如圖所示，彈性束140可處于松弛的或大體上松弛的狀態(tài)以避免長期蠕變(creep)，從而延長了注射器的閑置壽命。
圖5示出了活塞30已向前基本上完全進入注射筒80。因為卡子144由于元件146嚙合凸肩148而被阻止進入注射筒，所以彈性束140被該插入過程拉長并處于緊張狀態(tài)。此外，卡子144與凸肩148在空腔44的光滑表面46上嚙合。
隨著凸肩48與卡子144嚙合，彈性束將保持緊張狀態(tài)直到心軸56從安裝孔50中抽出為止。當(dāng)活塞部件30被拉回以吸入待注射物質(zhì)時彈性束仍然保持緊張狀態(tài)。
一旦適量液體被抽入到注射器中，便可進行注射直到活塞部件30再次完全進入注射筒80。然后，注射器可從注射點撤走，并進一步對活塞部件30的外端36的拇指按鈕施力。該動作驅(qū)使彈性尖齒66進入針頭接口100的嚙合孔108并到達倒鉤68與嚙合凸肩110在嚙合主體104內(nèi)嚙合的點。同時，活塞部件30的封閉端34上的驅(qū)動表面42與卡爪96的傾斜表面98嚙合，并強迫它們向外移動以松開針頭接口100。與心軸56從安裝接口50的脫離相比，針頭接口100與心軸56的嚙合需要力較小并且先于該脫離。
隨著卡爪96縮回以及心軸56和針頭接口100嚙合，心軸56從活塞部件30的封閉端34脫離，而且處于緊張狀態(tài)的彈性束使針頭接口100和針頭106縮回到活塞部件30的空腔44中。這一最終狀態(tài)可在圖7中清楚地看到。在縮回過程中，環(huán)形凸緣64通過朝心軸56的外端下陷而被縱向地彎曲。這使心軸56與棘爪52脫離以允許彈性束140收縮、心軸56收回。一旦心軸與安裝孔50分離開，如果不對該裝置進行充分拆卸，那么部件不能作為注射器重新使用。
因此，本發(fā)明公開了一種具有伸縮式針頭的改進型注射器。雖然示出和描述了本發(fā)明的具體實施例和具體應(yīng)用，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，在不脫離本發(fā)明原理的情況下可以作出非常多的修改。因此，除了所附權(quán)利要求的精神外，本發(fā)明不應(yīng)受到其他任何限制。
權(quán)利要求
1.一種皮下注射器，其包括一個注射筒，該注射筒包括一個開口端和一個接口端，該接口端具有一個接口固定器；一個活塞，該活塞包括一個可滑動地放置于所述注射筒內(nèi)的封閉端，一個從所述注射筒的所述開口端延伸來的外端，一個位于所述外端和所述封閉端之間的空腔，一個穿過所述封閉端縱向延伸到所述空腔的安裝孔，以及至少一個延伸到所述安裝孔中的棘爪；一個位于所述安裝孔中的心軸，該心軸包括一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣在所述活塞的縱向方向上是柔性的，并且與所述至少一個棘爪嚙合；一個位于所述空腔內(nèi)的彈性元件，該彈性元件的第一端被固定到所述心軸上，第二端在緊張狀態(tài)下相對于所述活塞是可固定的；一個位于所述接口固定器中的針頭接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮下注射器，其中在所述活塞縱向方向上是柔性的所述環(huán)形凸緣徑向向外延伸并限定了所述心軸的界限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮下注射器，其中所述至少一個棘爪具有一個與所述活塞縱向成銳角的棘爪嚙合表面，在所述活塞縱向方向上是柔性的所述環(huán)形凸緣徑向向外延伸并限定了所述心軸的界限，所述環(huán)形凸緣的外圍具有一個剖面為半圓的表面。
4.一種皮下注射器，其包括一個注射筒，該注射筒包括一個開口端和一個接口端，該接口端具有一個接口固定器；一個位于所述接口固定器中的針頭接口；一個活塞，該活塞包括一個可滑動地放置于所述注射筒內(nèi)的封閉端，一個從所述注射筒的所述開口端延伸來的外端，一個位于所述外端和所述封閉端之間的空腔，以及一個穿過所述封閉端縱向延伸到所述空腔的安裝孔；一個位于所述安裝孔中的心軸，該心軸包括多個沿所述活塞縱向延伸的彈性尖齒，這些尖齒互相之間有間隔且每個尖齒均具有一個倒鉤，該倒鉤具有一段圓錐形表面且該倒鉤的表面朝外，這個圓錐形倒鉤表面的軸互相偏移，以致當(dāng)所述彈性尖齒互相之間相向彎曲時所述軸相互靠近，所述針頭接口具有一個嚙合孔，該嚙合孔具有一個嚙合凸肩，該嚙合凸肩朝向遠離所述活塞的方向，且在所述尖齒相互之間相向彎曲時用于接收所述倒鉤；一個位于所述空腔內(nèi)的彈性元件，該彈性元件的第一端被固定到所述心軸，另一端在緊張狀態(tài)下相對于所述活塞是可固定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的皮下注射器，其中所述活塞進一步包括至少一個延伸到所述安裝孔中的棘爪，所述心軸進一步包括一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣在所述活塞的縱向方向上是柔性的，并且與所述至少一個棘爪嚙合。
6.一種皮下注射器，其包括一個注射筒，該注射筒包括一個開口端和一個接口端，該接口端具有一個接口固定器；一個活塞，該活塞包括一個可滑動地放置于所述注射筒內(nèi)的封閉端，一個從所述注射筒的所述開口端延伸來的外端，一個位于所述外端和所述封閉端之間的空腔，一個穿過所述封閉端縱向延伸到所述空腔的安裝孔，以及一個位于所述封閉端上的驅(qū)動表面；一個位于所述安裝孔中的心軸；一個位于所述空腔內(nèi)的彈性元件，該彈性元件的第一端被固定到所述心軸上，第二端在緊張狀態(tài)下相對于所述活塞是可固定的；一個位于所述接口固定器中的針頭接口，所述注射筒的所述接口端包括彈性安裝的卡爪，這些卡爪可松開地固定所述針頭接口以防止其縱向移動到所述注射筒中，并可與所述驅(qū)動表面嚙合以松開所述針頭接口從而使其縱向移動到所述注射筒中，所述接口固定器具有一個第一凸肩，該第一凸肩朝向所述活塞并垂直于所述注射器的縱向方向，所述針頭接口包括一個第二凸肩，該第二凸肩朝向所述第一凸肩且垂直于所述注射筒的縱向方向，在一個第一位置處，所述針頭接口緊靠所述卡爪，在一個第二位置處，所述第二凸肩緊靠所述第一凸肩，所述第一和第二位置相互之間有位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的皮下注射器，進一步包括一個O形圈，所述針頭接口進一步包括一個向外延伸的凸緣，所述O形圈位于所述凸緣和所述接口固定器之間，并且彈性地阻礙所述針頭接口從所述第一位置運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的皮下注射器，其中所述第二凸肩位于所述凸緣上，所述接口固定器具有一個孔，所述第一凸肩位于所述孔中。
9.一種皮下注射器，其包括
全文摘要
一種皮下注射器，其采用了一個可滑動地放置于注射筒(80)中的活塞(30)?；钊?30)具有一個安裝孔(50)，該安裝孔延伸過活塞(30)的封閉端(34)以容納心軸(56)。心軸(56)具有一個柔性凸緣(64)，其與活塞(30)可松開地嚙合。當(dāng)活塞完全伸入注射筒(80)中時，彈性元件(140)將心軸(56)收回到活塞(30)中的空腔(44)里。注射筒(80)包括一個位于其前端的接口固定器(86)以及一個固定于其中的針頭接口(100)。心軸(56)包括帶倒鉤的尖齒(66，68)，尖齒表面具有互相之間有位移的圓錐形表面的軸，以致尖齒(66)互相之間的相向移動也同時使兩軸靠近。與彈性元件(140)的后端相連的卡子(144)與空腔內(nèi)光滑表面上的凸肩相協(xié)作以保持彈性元件的緊張狀態(tài)，彈性元件(140)的另一端與心軸(56)相連。接口固定器(86)和針頭接口(100)相協(xié)作以保證針頭接口(100)被約束成作有限運動，以使心軸(56)與針頭接口(100)完全嚙合。
文檔編號A61M5/50GK1694738SQ03825053
公開日2005年11月9日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者R·蒙特諾夫, R·P·菲什, S·邁克康奈爾蒙特諾夫, A·瑪拉諾福特 申請人:未來醫(yī)療技術(shù)公司