三位置柱塞、涂膜的柱塞和相關注射器組件的制作方法
相關申請的交叉引用
本申請要求2014年9月10日提交的美國臨時申請序列號62/048,675和2014年12月17日提交的62/092,944的優(yōu)先權。
發(fā)明領域
本發(fā)明總體上涉及柱塞及其在藥物遞送裝置中的用途，例如(預填充的，在使用前填充的或空的)注射器、藥筒或自動注射器。更具體地，本發(fā)明除其他之外涉及三位置柱塞，這些三位置柱塞在預填充式注射器的保存期限期間提供并維持在膨脹狀態(tài)或儲存模式下的容器封閉完整性，并且這些三位置柱塞在使用時可還原到收縮狀態(tài)或分配模式，以在分配注射器內(nèi)容物時提供相對低且平滑的柱塞力。
背景技術：
本披露主要描述了結(jié)合預填充式注射器使用根據(jù)本發(fā)明的柱塞和柱塞組件。然而，本領域技術人員將容易理解的是，本發(fā)明不限于預填充式注射器，而是可以包括其他藥物遞送裝置，例如(預填充的，在使用前填充的或空的)注射器、藥筒和自動注射器。
通常制備并且銷售預填充的腸胃外容器，例如注射器或藥筒，這樣注射器不需要在使用前由患者或護理者填充。注射器，并且更確切地注射器的筒體，可以預填充有各種不同的注射產(chǎn)品，除其他物品之外包括例如鹽水溶液、注射用染料、或藥物活性制劑。
預填充的腸胃外容器典型地用橡膠柱塞密封，該橡膠柱塞在容器的內(nèi)容物的保存期限內(nèi)提供封閉完整性。為了使用該預填充式注射器，移開包裝和帽，任選地將皮下注射針頭或另一種遞送導管附接到筒體的近端，將該遞送導管或注射器移動到使用位置(諸如通過將它插入患者的血管中或進入有待用該注射器的內(nèi)容物進行沖洗的設備中)，并且使該柱塞在該筒體內(nèi)前進以將該筒體的內(nèi)容物注射到作用點。
由筒體中的橡膠柱塞提供的密封件典型地涉及柱塞的橡膠被壓靠在筒體上。典型地，橡膠柱塞的直徑大于筒體的內(nèi)徑。因此，當要從注射器分配注射產(chǎn)品時移位橡膠柱塞要求克服橡膠柱塞的這種壓制力。此外，不僅在最初移動柱塞時典型地需要克服由橡膠密封件提供的這種壓迫力，而且在注射產(chǎn)品的分配期間當橡膠柱塞沿著筒體移位時，該力也需要繼續(xù)被克服。對推進注射器中的柱塞的相對較高的力的需要可能增加使用者可從注射器施用注射產(chǎn)品的難度。這對于其中注射器被放置到自動注射裝置中并且柱塞由固定彈簧推進的自動注射系統(tǒng)是特別有問題的。因此，關于在預填充的腸胃外容器中使用柱塞的主要考慮包括：(1)容器封閉完整性(“cci”，下面定義)；和(2)分配注射器內(nèi)容物所要求的柱塞力(下面定義)。
實際上，cci和柱塞力傾向于是競爭的考慮。換句話說，沒有其他因素，保持足夠的cci的柱塞與容器的內(nèi)表面之間的配合越緊密，在使用中推進柱塞所需的力越大。在醫(yī)用注射器領域中，重要的是當在筒體中推進時確保柱塞能夠以基本上恒定的速度并且以基本恒定的力移動。另外，啟動柱塞移動并且然后繼續(xù)柱塞的推進所需的力應該足夠低以使得使用者能夠舒適地施用。
柱塞力基本上是接觸表面(即柱塞表面和內(nèi)部注射器壁表面)的每一個的摩擦系數(shù)和由柱塞針對注射器的內(nèi)壁施加的法向力的函數(shù)。各自的摩擦系數(shù)越大并且法向力越大，推進柱塞所需的力越多。因此，改進柱塞力的努力應針對減小摩擦并降低接觸表面之間的法向力。然而，如上所討論，這種努力應該被維持足夠的cci的需要所緩解。
為了減小摩擦并因此改善柱塞力，可以對柱塞、容器的內(nèi)表面或兩者施加潤滑。液體或凝膠狀可流動潤滑劑，例如游離硅油(例如聚二甲基硅氧烷或“pdms”)可提供所希望水平的潤滑以優(yōu)化柱塞力。任選地，在某些實施例中，使用游離硅油以減少柱塞力(特別是以少量)，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，對于一些應用，包括本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不希望使用大量的可流動潤滑劑。例如，可流動潤滑劑可能在注射器中與藥物產(chǎn)品混合并且相互作用，潛在地降解藥物或另外影響其功效和/或安全性。在一些情況下，如果此類潤滑劑與藥物產(chǎn)品一起被注射給患者，則它們可能是有問題的。此外，當與預填充式注射器一起使用時，可流動潤滑劑可隨時間遷移離開柱塞，導致在柱塞與容器的內(nèi)表面之間具有很少或沒有潤滑的點。這可能引起稱為“粘貼(sticktion)”的現(xiàn)象，該粘貼是針對柱塞與筒體之間的粘附的行業(yè)術語，該粘附需要被克服以使該柱塞脫離并且允許它開始移動。
作為可流動潤滑劑的替代物(或除其之外)，柱塞可由具有潤滑特性的材料制成或在其外表面上包括減少摩擦的涂層或?qū)訅杭?。此類柱塞的實例包括，例如：terumo的i-coating，其在加拿大專利號1,324,545中披露，通過引用以其全文結(jié)合在此；w.l.gore在橡膠柱塞上的延伸的etfe薄膜；和west的cz柱塞。雖然這些可商購的柱塞可以補充潤滑的筒體以提供希望水平的柱塞力，但尚未發(fā)現(xiàn)它們在涂覆或未涂覆的塑料腸胃外容器的筒體上沒有潤滑涂層或可流動潤滑劑的情況下提供希望的柱塞力。
作為游離液體潤滑劑的替代物，可以將潤滑涂層施加到容器筒體的內(nèi)壁上。潤滑涂層，例如，根據(jù)在美國專利號7,985,188(通過引用以其全文結(jié)合在此)中披露的方法，特別好地適合于在腸胃外容器中為柱塞提供希望水平的潤滑性。此類潤滑涂層優(yōu)選使用等離子體增強化學氣相沉積(“pecvd”)施加并且可以具有以下原子比之一：siwoxcy或siwnxcy，其中w是1，x是從約0.5至2.4，并且y是從約0.6至約3。此類潤滑涂層可以具有在10與500nm之間的厚度。此類等離子體涂覆的潤滑層的優(yōu)點可以包括相比液體、噴涂或微米涂覆的硅酮更低的移動到藥物產(chǎn)品或患者中的遷移可能性。預期使用此類潤滑涂層以減小柱塞力在本發(fā)明的寬范圍內(nèi)。然而，對于一些應用，包括本發(fā)明的優(yōu)選應用，使用此類潤滑涂層可能不是最佳的。例如，由于相對低的交聯(lián)密度，潤滑層有時可與注射器的內(nèi)容物相互作用，導致存在的硅離子被從潤滑層提取到注射器中。此外，潤滑涂層的施用在容器制造中引入了額外的步驟，因此增加了制造過程的復雜性和成本。
因此，對于在腸胃外容器中優(yōu)化柱塞力，同時保持足夠的cci以防止藥物泄漏、保護藥物產(chǎn)品并獲得足夠的產(chǎn)品保質(zhì)期存在需要。此外，需要提供足夠的潤滑性以實現(xiàn)希望的柱塞力，同時最小化可提取物和與由容器保持的藥物產(chǎn)品的相互作用。進一步需要優(yōu)化這些因素，同時降低與將不連續(xù)的潤滑涂層施用到醫(yī)用筒體相關的制造成本和復雜性。
發(fā)明概述
因此，在本發(fā)明的一個任選方面，提供了一種具有內(nèi)部部分和通常圓柱形外表面的可轉(zhuǎn)換柱塞。該外表面的至少一部分通過內(nèi)部部分的特性保持在初始膨脹狀態(tài)。通過施加到柱塞的內(nèi)部部分以改變該特性的操作，膨脹狀態(tài)可還原到收縮狀態(tài)。該特性可以包括但不限于由設置在柱塞內(nèi)的液體或凝膠狀壓縮材料產(chǎn)生的氣體壓力、機械產(chǎn)生的向外徑向壓力或向外徑向壓力。
本發(fā)明的另一個任選方面是可轉(zhuǎn)換柱塞。該可轉(zhuǎn)換柱塞包括通常圓柱形的外表面，該外表面被配置為在存儲模式下抵靠筒壁的通常圓柱形內(nèi)表面而坐落并且在分配模式中沿著筒壁前進。柱塞中的空腔限定柱塞的內(nèi)表面。內(nèi)表面和外密封表面在它們之間限定柱塞的通常環(huán)形部分。壓縮材料(例如，固體制品(其可以是例如通常在形狀上為球形)或氣體、液體或凝膠的裝料)至少部分地設置在該腔中，并且被配置為在儲存模式下對內(nèi)表面的至少一部分施加向外徑向壓力以在外密封表面與注射器筒壁之間提供密封力。柱塞可被配置為通過減小施加的向外徑向壓力而轉(zhuǎn)換成分配模式，從而減小外表面與注射器筒壁之間的密封力。
本發(fā)明的另一個任選方面是一種包括柱塞桿和柱塞的柱塞組件。該柱塞桿包括外軸和內(nèi)軸。該外軸具有被配置為用于可滑動地插入該內(nèi)軸的至少一部分的內(nèi)部部分。該內(nèi)軸被配置為相對于該外軸從第一位置移位到第二位置。此外，柱塞可操作地連接到該柱塞桿并且被配置為接收該內(nèi)軸的至少一部分的插入。
本發(fā)明的另一個任選方面是一種雙致動柱塞，該雙致動柱塞包括具有第一腔、第二腔和至少一個肋狀物的套筒。該至少一個肋狀物通常與該第一腔對準。此外，該第一腔與該第二腔連通。如前述句子中使用的術語“與...連通”意指套筒內(nèi)的結(jié)構促進插入件在空腔之間的通過，例如通過空腔之間的開口或通道，和/或通過在空腔之間提供當柱塞被致動時被破壞的薄的可破裂膜。該插入件被配置為例如像通過將內(nèi)軸移位到第二位置而從第一腔移位到第二腔。另外，該插入件被配置為當該插入件被放置在該第一腔中時提供對該至少一個肋狀物的壓縮的支撐。然而，根據(jù)某些實施例，當該插入件被放置在第二腔中時，由插入件提供的對該至少一個肋狀物的壓縮的支撐可以減小和/或移除。
此外，本發(fā)明的另一任選方面是一種具有插入件、套筒和連接器主體的雙致動柱塞。該連接器主體的至少一部分被放置在套筒與插入件之間的套筒內(nèi)，并且被配置為提供對該套筒抵靠筒體的側(cè)壁的內(nèi)表面的壓縮的支撐。另外，根據(jù)某些實施例，該插入件被配置為從柱塞中的非致動位置移位到致動位置。此外，該套筒被配置為當插入件處于致動位置時使套筒的長度拉長并且套筒的外寬度減小。這種寬度的減小可以減小壓縮力或徑向壓力，使得套筒的至少一部分，例如套筒上的至少一個肋狀物抵靠相鄰表面(例如像筒體的側(cè)壁的內(nèi)表面)施加。
另外，本發(fā)明的另一個任選方面是一種用于形成涂膜的柱塞的方法。該方法包括由熱塑性彈性體的薄膜形成預成形涂層。另外，該預成形涂層被壓靠在模腔的側(cè)壁和/或基部上以總體上使預成形的涂層的外部形狀與柱塞的形狀一致。該方法還包括將柱塞材料注入該模腔中。注射的柱塞材料可以抵靠預成形涂層的相鄰內(nèi)表面放置以形成涂膜的柱塞。
本發(fā)明的另一個任選方面是一種涂膜的柱塞，其被配置為用于插入到筒體中，該筒體具有含有產(chǎn)品的區(qū)域。該涂膜的柱塞包括柱塞，該柱塞被配置為提供抵靠筒體的側(cè)壁的內(nèi)表面的壓縮力以在柱塞與筒體的側(cè)壁之間形成壓縮密封。該涂膜的柱塞進一步包括圍繞柱塞的至少一部分放置的薄膜涂層。該薄膜涂層被配置為減小涂膜的柱塞與筒體的側(cè)壁的內(nèi)表面之間的摩擦和/或在柱塞與在筒體的含有產(chǎn)品的區(qū)域中含有的產(chǎn)品之間提供阻隔。
本發(fā)明的其他方面將從本披露內(nèi)容和附圖變得明顯。
附圖簡述
圖1示出了柱塞組件的透視圖。
圖2示出了根據(jù)所示實施例的柱塞組件的軸向截面圖。
圖3示出了圖2中所示的柱塞的分離局部截面圖，其中連接器主體是透明的以顯示內(nèi)部結(jié)構。
圖4示出了放置在注射器的筒體內(nèi)的圖3的柱塞的局部截面圖。
圖4a是圖4的注射器的內(nèi)表面的第一替代實施例的放大截面圖，包括設置在其上的三層涂層組。
圖4b是圖4的注射器的內(nèi)表面的第二替代實施例的放大截面圖，包括設置在其上的有機硅氧烷涂層。
圖5示出了根據(jù)所示實施例的柱塞組件的軸向截面圖。
圖6示出了放置在注射器的筒體內(nèi)的圖5中示出的柱塞的局部截面圖。
圖7示出了圖5和6中示出的柱塞的分離局部截面圖。
圖8示出了根據(jù)所示實施例的具有薄膜涂層的柱塞的軸向截面圖。
圖9示出了用于將薄膜的一部分轉(zhuǎn)變成用于薄膜涂層的涂層預成形件的成形模和成形塞的示意性軸向截面圖。
圖10示出了由圖9的成形模和成形塞形成的薄膜涂層的涂層預成形件。
圖11示出了在模腔中經(jīng)受真空的涂層預成形件，并且其中用于柱塞的材料已經(jīng)被注入模腔中并且抵靠涂層預成形件。
圖12示出了在修整工具從薄膜切割或修整涂層之前所形成的柱塞和薄膜涂層的橫截面圖。
圖13示出了根據(jù)所示實施例的柱塞組件的軸向截面圖。
圖14示出了基本上球形的網(wǎng)狀插入件的透視圖。
圖15示出了與圖2中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖，其中連接器主體是透明的以顯示內(nèi)部結(jié)構，柱塞具有設置在其內(nèi)的圖14中示出的基本上球形的網(wǎng)狀插入件。
圖16示出了基本上圓柱形插入件的透視圖。
圖16a示出了圖16的基本上圓柱形插入件在其已經(jīng)向內(nèi)塌陷后的透視圖。
圖17示出了與圖2中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖，其中連接器主體是透明的以顯示內(nèi)部結(jié)構，柱塞具有設置在其內(nèi)的圖16中示出的基本上圓柱形插入件。
圖18示出了與圖13中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖。
圖19示出了具有部分地插入其中的從柱塞桿的內(nèi)軸軸向延伸的凸出部的錐形(tapered)插入件的分離截面圖。
圖20示出了與圖13中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖，柱塞具有設置在其內(nèi)的圖19中示出的錐形插入件。
圖21示出了與圖13中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖。
圖22示出了與圖13中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖。
圖23示出了與圖13中示出的組件類似地構造的替代柱塞組件的分離截面圖，可轉(zhuǎn)換柱塞的外表面處于膨脹狀態(tài)。
圖23a是與圖23中示出的相同的實施例和視圖，除了可轉(zhuǎn)換柱塞的外表面處于收縮狀態(tài)之外。
圖24示出了設置在注射器內(nèi)的替代柱塞的分離截面圖。
圖25示出了設置在注射器內(nèi)的替代柱塞的分離截面圖。
圖26示出了涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的示例性實施例的分離局部截面圖。
圖26a示出了圖26的涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的側(cè)壁的放大截面圖。
圖27示出了蓋帽的可轉(zhuǎn)換柱塞的示例性實施例的分離局部截面圖。
圖28是示出了類似于圖26的涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的實施例從柱塞測試樣品測量的掙脫力和滑動力的圖表。
圖29是示出了為了測試cci的目的柱塞壓縮對壓降的影響的圖表。
圖30是示出了對于四個不同的注射器實施例類似于圖26的涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的實施例從柱塞測試樣品測量的掙脫力和滑動力的圖表。
圖31示出了三位置柱塞的柱塞套筒的示例性實施例的截面圖。
圖32示出了被配置為與圖31的三位置柱塞套筒一起使用的插入件的示例性實施例的透視圖。
圖33示出了包括使用圖31的柱塞套筒和圖32的插入件的柱塞組件的注射器的局部截面圖，其中柱塞處于預加載模式。
圖34示出了圖33的注射器的局部截面圖，其中柱塞處于存儲模式。
圖35示出了圖34的注射器的局部截面圖，其中柱塞處于分配模式。
圖36示出了具有雙肋密封區(qū)段的替代柱塞的透視圖。
圖36a示出了圖36中示出的柱塞的軸向截面圖。
圖37示出了具有雙肋密封區(qū)段的替代柱塞的透視圖。
圖37a示出了圖37中示出的柱塞的軸向截面圖。
圖38示出了具有三肋密封區(qū)段的替代柱塞的透視圖。
圖38a示出了圖38中示出的替代柱塞的截面圖。
圖39示出了放置在注射器的筒體內(nèi)的處于存儲模式的柱塞的局部截面圖。
圖39a示出了放置在注射器的筒體內(nèi)的處于分配模式的圖39的柱塞。
在附圖中使用下面的參考字符：
優(yōu)選實施方式的詳細說明
現(xiàn)在將參照附圖更全面地說明本發(fā)明，在這些附圖中示出了幾個實施例。然而，本發(fā)明可以通過許多不同形式來實施并且不應解釋為局限于在此闡述的這些實施例。而是，這些實施例是本發(fā)明的實例，而本發(fā)明具有通過權利要求書的語言指明的全部范圍。貫穿全文，相同的數(shù)字指代相同的元件。
定義
在本發(fā)明的上下文中，使用了以下定義和縮寫：
出于本發(fā)明的目的，“有機硅前體”是具有至少一個以下鍵的化合物：
該鍵是連接到氧或氮原子和有機碳原子(有機碳原子是鍵合到至少一個氫原子上的碳原子)上的四價硅原子。揮發(fā)性有機硅前體，定義為這樣一種前體，該前體可以作為pecvd設備中的蒸氣被供給，是任選的有機硅前體。任選地，該有機硅前體選自下組，該組由以下各項組成：線性硅氧烷、單環(huán)硅氧烷、多環(huán)硅氧烷、聚倍半硅氧烷、烷基三甲氧基硅烷、線性硅氮烷、單環(huán)硅氮烷、多環(huán)硅氮烷、聚倍半硅氮烷、以及這些前體的任意兩種或更多種的組合。
貫穿本說明書，w、x、y和z的值適用于經(jīng)驗組成siwoxcyhz。貫穿本說明書使用的w、x、y和z的值應該被理解為比率或經(jīng)驗式(例如對于涂層或?qū)佣?，而不是作為對分子中的原子的數(shù)目或類型的限制。例如，具有分子組成si4o4c8h24的八甲基環(huán)四硅氧烷可以通過下面的經(jīng)驗式來說明，由在分子式中的w、x、y、以及z各自除以4獲得(最大公因數(shù))而得到：si1o1c2h6。w、x、y、以及z的值也不限于整數(shù)。例如，(非環(huán)狀)八甲基三硅氧烷(分子組成si3o2c8h24)可簡化為si1o0.67c2.67h8。同樣，雖然sioxcyhz可以被描述為等效于sioxcy，但是不必要以任何比例示出氫的存在以示出sioxcy的存在。
術語“筒體”是指如可用于例如作為用于容納和分配液體產(chǎn)品的醫(yī)療裝置(例如注射器)的一部分的醫(yī)用筒體。
當參考本發(fā)明的任何實施例(與參考本領域的常規(guī)柱塞相反)使用時，術語“柱塞”是指根據(jù)本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換柱塞。
“摩擦阻力”可以是靜態(tài)摩擦阻力和/或動態(tài)摩擦阻力。
在本發(fā)明的上下文中的“柱塞滑動力”(與也在本說明中使用的“滑移力”、“維持力”或fm同義)是例如在抽吸或分配過程中維持注射器筒體中的柱塞頭的移動所要求的力。該柱塞滑動力可以有利地使用本領域中已知的iso7886-1:1993測試來確定。常常在本領域中使用的“柱塞滑動力”的同義詞是“柱塞力”或“推力”。
“容器封閉完整性”或“cci”是指容器封閉系統(tǒng)(例如設置在預填充式注射器筒體中的柱塞)在容器中含有的無菌產(chǎn)品的保質(zhì)期期間提供保護和維持功效和無菌的能力。
在本發(fā)明的上下文中的“柱塞脫離力”(與也在本說明中使用的“脫離力”、“掙脫力”、“啟動力”、fi同義)是要求移動注射器中(例如預填充式注射器中)的柱塞頭的初始力。
“柱塞滑動力”和“柱塞脫離力”以及用于測量它們的方法均在本說明的隨后部分中予以更詳細的描述。這兩種力可以n、lbs或kg表示，并且在此使用了所有三種單位。這些單位相互關系如下：1n＝0.102kg＝0.2248lbs(磅)。
“可滑動地”指的是柱塞頭、封閉件、或其他可移動部件被允許在注射器筒或其他容器中滑動。
術語“注射器”被廣泛地定義成包括藥筒、注射“筆”以及適配成與一個或多個其他部件組裝以提供功能性注射器的其他類型的筒體或貯存器。“注射器”還被廣泛地定義成包括提供用于分配內(nèi)容物的機構的相關物品，如自動注入器。
術語“向外徑向壓力”是指在從柱塞的中心軸線向外(或遠離)的方向上施用或施加的壓力。
術語“薄膜”和“薄膜涂層”在本說明書中可以互換使用。
可轉(zhuǎn)換柱塞和薄膜涂覆的柱塞
圖1-2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的兩位置柱塞組件10。該柱塞組件10可以具有各種不同的形狀和尺寸。例如，根據(jù)示出的實施例，該柱塞組件10可以是大約79毫米長。該柱塞組件10包括可轉(zhuǎn)換柱塞12和柱塞桿14。該柱塞桿14可包括內(nèi)軸16和外軸18。該內(nèi)軸16包括遠端20、近端22和鎖定突片24。根據(jù)某些實施例，內(nèi)軸16的遠端20可被配置為形成致動器26，該致動器在柱塞組件10的使用期間由使用者(例如像，由使用者的拇指)按壓。外軸18可包括第一端28、第二端30、第一凹部32、第二凹部34和內(nèi)部部分36。根據(jù)某些實施例，第一端28可被配置為用于與可轉(zhuǎn)換柱塞12的螺紋接合。例如，如所示，第一端28可包括外螺紋38，該外螺紋被配置為與可轉(zhuǎn)換柱塞12的內(nèi)螺紋40配合。
內(nèi)軸16的至少一部分被配置為用于沿著外軸18的內(nèi)部部分36可滑動移位。另外，鎖定突片24可以從內(nèi)軸16的至少一部分突出。在所示的實施例中，鎖定突片24具有錐形表面25，其可以有助于控制內(nèi)軸16沿著外軸18的內(nèi)部部分36的移位的方向和時間。例如，至少圖2示出了處于相對于外軸18的第一位置的內(nèi)軸16，其中鎖定突片24突出到外軸18的第一凹部32的至少一部分中。當足夠的力被施加在致動器26上時，鎖定突片32的錐形表面25的取向允許鎖定突片32在尺寸上至少暫時被壓縮或變形，使得當鎖定突片25從第一凹部32移動到第二凹部34時鎖定突片24可以至少暫時地進入內(nèi)部部分26。然而，在沒有足夠的力的情況下，鎖定突片32可保持在第一凹部32中，從而將內(nèi)軸16保持在第一位置。
鎖定突片24從第一凹部32行進到第二凹部34的距離，以及因此當從第一位置移動到第二位置時內(nèi)軸16相對于外軸18移位的距離可以對于不同的柱塞組件變化。例如，根據(jù)某些實施例，內(nèi)軸16可以移位約3至5毫米。另外，如圖2和圖5中所示，根據(jù)某些實施例，當內(nèi)軸16處于第一位置時，內(nèi)軸16的近端22可以或可以不容納在外軸18的內(nèi)部部分36中。
此外，鎖定突片24的錐形表面25的取向和尺寸可以為鎖定突片24提供足夠的寬度以防止鎖定突片24在外軸18的第二端30的總的方向上被拉入內(nèi)部部分36中。因此，當鎖定突片24處于第二凹部34中并且因此內(nèi)軸16處于第二位置時，鎖定突片24的錐形表面25的取向和尺寸可以為鎖定突片24提供足夠的寬度以抵抗鎖定突片24被拉回到第一凹部32中。
如至少圖2-4所示，可轉(zhuǎn)換柱塞12被配置為接納在(例如，注射器的)筒體56的內(nèi)部區(qū)域54中。內(nèi)部區(qū)域54可總體上由筒體56的側(cè)壁58限定，側(cè)壁58具有內(nèi)表面60。另外，內(nèi)部區(qū)域54可以包括在可轉(zhuǎn)換柱塞12與筒體56的近端61之間的含有產(chǎn)品的區(qū)域59。
根據(jù)某些實施例，如圖3中最好所示，可轉(zhuǎn)換柱塞12包括插入件42、套筒44和連接器主體45。該連接器主體45可以可操作地連接到該套筒44，例如像，通過使用包覆成型、塑料焊接、粘合劑和/或機械緊固件，例如螺釘、螺栓、銷或者夾子，除其他連接件外。如前所討論，該連接器主體45可以被配置為連接到外軸18，例如像，通過連接器主體45的內(nèi)螺紋40和外軸18的外螺紋38的螺紋接合。另外，根據(jù)某些實施例，除了其他材料外，該連接器主體45可以由相對硬性和/或剛性的材料(例如像，聚乙烯或聚丙烯)模制。
該套筒44可以被配置為提供第一腔48和第二腔50。另外，第一腔和第二腔48，50處于彼此連通，并且被配置為接收插入件42的可移動插入。術語“第一腔”和“第二腔”可以是指物理上不同的隔室(例如，在它們之間具有中斷、過渡區(qū)域、膜或幾何變化，如圖3中所示)或可替代地單個隔室，該單個隔室適合于促進將插入件保持在隔室內(nèi)的第一位置(即，第一腔)并且然后保持在同一隔室內(nèi)的第二位置(即，第二腔)，沒有第一腔與第二腔之間的中斷、過渡區(qū)域、膜或幾何變化。
套筒44的外部部分46包括鼻錐92(通常面向注射器內(nèi)容物)和側(cè)壁90(通常面向筒體56的側(cè)壁58)。術語“鼻錐92”指的是可轉(zhuǎn)換柱塞12的面向注射器內(nèi)容物的表面，并且可以具有任何合適的幾何形狀(例如，圓形的、錐形的、扁平的等)。套筒44的側(cè)壁90包括存儲密封區(qū)段51，該存儲密封區(qū)段包括至少一個優(yōu)選地總體上與第一腔48的至少一部分相鄰和/或?qū)实睦郀钗?2。例如，如由至少圖3所示，該存儲密封區(qū)段51的單個肋狀物52總體上與第一腔48相鄰和/或?qū)?。然而，與第一腔48對準和/或相鄰的存儲密封區(qū)段51的肋狀物52的數(shù)量可以變化。此外，根據(jù)某些實施例，存儲密封區(qū)段51的肋狀物52可以不與第二腔50相鄰和/或?qū)?。除其他材料外，套?4可以由具有良好阻氣特性的熱固性橡膠(例如，丁基橡膠)或熱塑性彈性體構成。存儲密封區(qū)段51的目的是當可轉(zhuǎn)換柱塞12處于“存儲模式”時提供cci和任選地對一種或多種氣體(例如氧氣)的阻隔，例如，以在使用前在儲存時密封預填充式注射器的內(nèi)容物。氣體阻隔應當在產(chǎn)品希望的保質(zhì)期期間有效地防止可能降解包含在注射器內(nèi)的產(chǎn)品的一種或多種氣體的進入。氣體阻隔還應當有效地防止優(yōu)選地保留在注射器的含有產(chǎn)品的區(qū)域59內(nèi)的一種或多種氣體的逸出。其中當柱塞處于存儲模式時存儲密封區(qū)段51任選地提供阻隔的特定的一種或多種氣體可以取決于包含在注射器內(nèi)的產(chǎn)品而變化。任選地(在任何實施例中)，氣體阻隔是氧氣阻隔。當可轉(zhuǎn)換柱塞12從存儲模式轉(zhuǎn)換到分配模式時，由存儲密封區(qū)段51最初提供的密封被或者減少或完全去除(即，使得存儲密封區(qū)段51不再物理接觸筒體56的側(cè)壁58)。
插入件42還可以由多種不同的產(chǎn)品構成，包括允許插入件具有比套筒44更低、類似或更高剛度的產(chǎn)品。優(yōu)選地，在任何實施例中，插入件具有比套筒更高的剛度。另外，插入件42可具有各種形狀并且通常被配置為占據(jù)第一和第二腔48、50中的至少一個。根據(jù)圖2-4中所示的實施例，插入件42具有通常球形的形狀。下面披露了替代的插入件實施例和形狀。
套筒44，特別是存儲密封區(qū)段51的肋狀物52和插入件42被配置為提供將肋狀物52壓靠在筒體56的側(cè)壁58上的力，如圖4中所示。存儲密封區(qū)段的肋狀物52抵靠側(cè)壁58的這種壓縮提供了在可轉(zhuǎn)換柱塞12與側(cè)壁58之間的密封，例如在“存儲模式”下的壓縮密封，其保護在筒體56中含有的注射產(chǎn)品的無菌性和/或完整性。當可轉(zhuǎn)換柱塞12被壓縮以在筒體56中形成密封時，典型的壓縮可以是例如肋狀物52和/或套筒44的總寬度或直徑的小于10％、任選地小于9％、任選地小于8％、任選地小于7％、任選地小于6％、任選地小于5％、任選地小于4％、任選地小于3％、任選地小于2％、任選地從3％至7％、任選地3％至6％、任選地從4％至6％、任選地從4.5％至5.5％、任選地從4.5％至5.5％、任選地約4.8％。壓縮不僅取決于柱塞和注射器筒體的幾何公差，而且取決于柱塞的材料特性(例如，橡膠的硬度)。任選地，可以包括存儲密封區(qū)段51的附加肋狀物52，其可以增加密封的完整性和/或在柱塞12與筒體56的側(cè)壁58之間形成單獨的密封。具有這種附加肋狀物的實施例在圖36-38a中示出并在下面詳細描述。
根據(jù)某些實施例，套筒44和插入件42被定尺寸為使得當柱塞12在筒體56中并且插入件42在第一腔48中時，插入件42防止或最小化第一腔48的尺寸的減小。這種最小化或防止第一腔48的尺寸的減小可以最小化通常與第一腔48相鄰和/或?qū)实拇鎯γ芊鈪^(qū)段51的肋狀物52的尺寸可以通過接合肋狀物52與筒體56的側(cè)壁58減小的程度。根據(jù)這樣的實施例，肋狀物52可以被定尺寸為使得在插入件44在第一腔48中的支撐下，肋狀物52足夠大以在套筒44與側(cè)壁58之間被壓縮以形成用于柱塞12的存儲模式的壓縮密封。此外，根據(jù)某些實施例，插入件42可以被配置為限制肋狀物52和/或套筒44的壓縮，使得當柱塞12在存儲模式期間在筒體56中用于形成密封時，肋狀物52和/或套筒44被壓縮小于套筒44的總寬度的20％。任選地，當柱塞12被壓縮以在筒體56中形成密封時，肋狀物52和/或套筒44被壓縮小于肋狀物52和/或套筒44的總寬度或直徑的10％、任選地小于9％、任選地小于8％、任選地小于7％、任選地小于6％、任選地小于5％、任選地小于4％、任選地小于3％、任選地小于2％、任選地從3％至7％、任選地3％至6％、任選地從4％至6％、任選地從4.5％至5.5％、任選地從4.5％至5.5％、任選地約4.8％。
可替代地，根據(jù)其他實施例，插入件42可以被定尺寸為擴大第一腔48和存儲密封區(qū)段51的肋狀物52的尺寸，以便提供足夠的支撐以推動或迫使肋狀物52抵靠側(cè)壁58以在柱塞12的存儲模式期間形成壓縮密封。
柱塞12可以在柱塞12連接到外軸18之前或之后被放置在筒體56中。當在注射器筒體中(例如在筒體56的含有產(chǎn)品的區(qū)域59中)的注射產(chǎn)品有待從筒體56分配時，使用者可以壓下致動器26以將內(nèi)軸16從第一位置移位到第二位置，如前所述。在圖1-4中所示的實施例中，當內(nèi)軸16移位到第二位置時，內(nèi)軸16的近端22可以離開外軸18的第一端28并進入柱塞12中。當鎖定突片24移動到第二凹部34時，內(nèi)軸16可將插入件42從第一腔48推動到第二腔50。
在插入件42在第二腔50中時，插入件42已經(jīng)提供/施加在存儲密封區(qū)段51的肋狀物52上的支撐和/或力被減小和/或移除。因此，在這種情況下，先前由肋狀物52抵靠筒體56的側(cè)壁58施加的力也至少減小或優(yōu)選地被移除(即，當柱塞12處于“分配模式”時，在密封區(qū)段51的肋狀物52與筒體56的側(cè)壁58之間沒有接觸)。另外，根據(jù)某些實施例，肋狀物52通常可以不與套筒44的第二腔50相鄰和/或?qū)?，使得插入?2在第二腔50中的存在不支撐或推動不同的肋狀物52抵靠側(cè)壁58。因此，在已經(jīng)由肋狀物52抵靠側(cè)壁58施加的力通過插入件42移位到第二腔50而被移除或減小時，沿筒體56移位柱塞12所需的力小于使插入件42保持在第一腔48中的力。因此，當柱塞12為了分配注射產(chǎn)品而移位時，將已經(jīng)通過柱塞12抵靠側(cè)壁58施加的力進行調(diào)節(jié)，并且更具體地減小。此外，力減小的程度使得注射產(chǎn)品可以抵抗由注射產(chǎn)品的粘度和/或針距(needlegauge)引起的背壓被完全向前推出注射器。在插入件42在第二腔50中并且內(nèi)軸16在第二位置時，柱塞組件10可以移位以減小含有產(chǎn)品的區(qū)域的尺寸，并且由此從筒體56分配注射產(chǎn)品。
另外，根據(jù)某些實施例，柱塞12可以任選地被配置為使得當?shù)谝磺?8未被插入件42占據(jù)時，肋狀物52仍然保持與筒體56的側(cè)壁58接觸。此外，在這種條件下，肋狀物52可以被配置為提供擦拭器表面以在柱塞組件10在注射產(chǎn)品的施用/分配期間移位時輔助從筒體56中移除注射產(chǎn)品。
任選地，套筒44的外部部分46可以包括液體密封區(qū)段53，優(yōu)選在套筒44的側(cè)壁90上，任選地鄰近、遠離或以其他方式接近鼻錐92。液體密封區(qū)段53包括液體密封區(qū)段53的至少一個肋狀物55。液體密封區(qū)段53的目的是在柱塞12處于如上所解釋的存儲模式時和當柱塞轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺峙淠Ｊ健睍r，即當存儲密封區(qū)段51減小或停止抵靠筒壁58的壓縮力以便于促進柱塞的推進以分配注射器的內(nèi)容物時，提供液體緊密密封。任選地，液體密封區(qū)段53也可以提供cci。優(yōu)選地，存在將存儲密封區(qū)段51與液體密封區(qū)段53分離的谷部57。
圖36-38a示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的可轉(zhuǎn)換柱塞712、812、912的三個替代選擇的實施例，其中柱塞712、812、912中的每一個包括相應柱塞的存儲密封區(qū)段751、851、951的多于一個肋狀物752、852、952。如圖36-37a中所示，例如，柱塞712、812各自在其各自的存儲密封區(qū)段751、851中包括兩個肋狀物752、852。在圖38和38a中所示的可轉(zhuǎn)換柱塞912的任選替代方案中，柱塞912的存儲密封區(qū)段951包括三個肋狀物952。
在某些方面，柱塞712、812、912包括基本上類似于圖1-4的柱塞12的一些結(jié)構部件并且在某些方面以基本上類似于柱塞12的方式操作。例如，柱塞的連接器主體745、845、945可以被配置為連接到柱塞桿的外軸，例如像，通過連接器主體745、845、945的內(nèi)螺紋740、840、940和相應外軸的外螺紋738、838、938的螺紋接合。以上關于圖1-4的柱塞12的結(jié)構和功能的許多討論同樣適用于柱塞712、812、912并且因此這里將不再全部重復。以下是柱塞712、812、912的一些結(jié)構特征的非限制性概述。
柱塞712、812、912包括插入件742、842、942，套筒744、844、944和連接器主體745、845、945。連接器主體745、845、945可以以在此關于圖1-4的柱塞12描述的任何這種方式可操作地連接到套筒744、844、944。同樣，連接器主體745、845、945可以以在此關于圖1-4的柱塞12描述的任何這種方式連接到柱塞桿。
套筒744、844、944可以被配置為提供第一腔748、848、948和第二腔750、850、950，這些空腔彼此連通并且被配置為接收插入件742、842、942的可移動插入。套筒744、844、944的外部部分746、846、946包括鼻錐792、892、992和側(cè)壁790、890、990。套筒744、844、944的側(cè)壁790、890、990包括存儲密封區(qū)段751、851、951，這些存儲密封區(qū)段包括優(yōu)選地通常與第一腔748、848、948的至少一部分鄰近和/或?qū)实睦郀钗?52、852、952。與圖1-4的柱塞12一樣，相應柱塞712、812、912的存儲密封區(qū)段751、851、951被配置為(當處于存儲模式時)提供cci和任選地對一種或多種氣體的阻隔。當可轉(zhuǎn)換柱塞712、812、912從存儲模式轉(zhuǎn)換到分配模式時，由存儲密封區(qū)段751、851、951最初提供的密封被減少或完全移除(即，使得存儲密封區(qū)段751、851、951不再物理接觸其中設置有柱塞712、812、912的注射器筒體的側(cè)壁)。
任選地，套筒744、844、944的外部部分746、846、946可以包括優(yōu)選地在套筒744、844、944的側(cè)壁790、890、990上的液體密封區(qū)段753、853、953，任選地鄰近、遠離或以其他方式靠近鼻錐792、892、992。液體密封區(qū)段753、853、953包括液體密封區(qū)段753、853、953的至少一個肋狀物755、855、955。液體密封區(qū)段753、853、953的目的是當柱塞712、812、912處于存儲模式時以及當柱塞轉(zhuǎn)變成分配模式時提供液體緊密密封。任選地，液體密封區(qū)段753、853、953也可以提供cci。優(yōu)選地，存在將存儲密封區(qū)段751、851、951與液體密封區(qū)段753、853、953分離的谷部。
任選地，將薄膜涂層或帽施用到柱塞套筒744、844、944的一部分。雖然本發(fā)明的任何柱塞實施例(例如712、812、912)可以包括這樣的薄膜或帽，圖38和38a的柱塞912如所示的包括安裝在涂膜的柱塞912的鼻錐992和側(cè)壁990的一部分上的薄膜涂層988。優(yōu)選地，如所示，薄膜涂層988覆蓋整個鼻錐992。薄膜涂層988還任選地覆蓋液體密封區(qū)段953的肋狀物955和任選地鄰近肋狀物955的谷部的小區(qū)段。任選地，如圖38a中所示，柱塞912的谷部包括從液體密封區(qū)段953向遠側(cè)延伸的下降斜坡，該下降斜坡通向底板，該底板通向朝向儲存密封區(qū)段951的上升斜坡。如所示，薄膜涂層988朝向谷部的下降斜坡的開始終止。任選地，薄膜涂層988在存儲密封區(qū)段之前，任選地在上升斜坡之前，任選地在底板之前終止。在任何情況下，優(yōu)選地沒有覆蓋存儲密封區(qū)段951的任何肋狀物952的薄膜涂層988。薄膜涂層988可以由例如關于薄膜涂層88或薄膜94在本說明書中別處披露的任何材料制成(參見例如圖8-10和26)。
如貫穿本說明書所討論的，根據(jù)本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換柱塞的任選特征是插入件，該插入件可被配置為當柱塞處于存儲模式時在液體密封區(qū)段的一個或多個肋狀物上提供向外徑向壓力。此類插入件可以具有各種材料、形狀和配置。例如，柱塞812的插入件842通常是球形的。當插入件842不在空腔848中時，空腔848任選地具有減小的體積，當插入件842保持在其中時，其通過插入件842施加在套筒844上的徑向壓力膨脹(如圖37a中所示)。柱塞712和912的插入件742和942通常是圓柱形的，具有圍繞相應插入件的側(cè)壁的周邊的略微凹度。通常圓柱形的插入件742和942的中心軸線任選地平行于相應的柱塞712、912的中心軸線或優(yōu)選地與其對準地放置。任選地，第一腔的內(nèi)壁包括稍微凸出的圓柱形輪廓(參見圖36a和38a)，其為插入件742、942的略微凹陷(圍繞其周邊)側(cè)壁提供互補的配合幾何形狀。這種配合幾何形狀可以幫助插入件742、942在柱塞742、942的組裝期間在第一腔內(nèi)找到其“家”，并且此后將插入件742、942保持在該位置，直到柱塞712、912從存儲模式轉(zhuǎn)變?yōu)榉峙淠Ｊ健?/p>
設想的是，插入件的形狀、材料和定位可以被配置為提供所希望水平的徑向壓力分布(例如，甚至，在一個或多個地方，在一個或多個方向上集中等)。
雖然可轉(zhuǎn)換柱塞上的單個密封肋狀物(例如52)在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是設想的是，兩個密封肋狀物(例如752、852)或三個密封肋狀物(例如952)將更好地確保密封的完整性。
如以上所討論，圖1-4中所示的柱塞組件10的實施例包括具有兩個彼此連通的腔(第一腔48和第二腔50)的套筒44。如圖1-4中所示，插入件42的初始位置在第一腔48中，其將存儲密封區(qū)段51的肋狀物52抵靠筒體的側(cè)壁58壓縮。插入件42的這種定位將柱塞12配置在存儲密封模式下，如上所討論的。在注射器的組裝期間，根據(jù)所使用的方法，當柱塞12處于存儲模式配置時，可能難以將柱塞12插入到筒體56中。這是由于柱塞12在存儲模式下提供的壓縮密封。
因此，在另一方面，本發(fā)明針對可轉(zhuǎn)換柱塞組件，其被配置為例如在預填充式注射器的組裝期間便于將柱塞插入到筒體中?，F(xiàn)在參考圖31-35，示出了替代的可轉(zhuǎn)換柱塞，在這種情況下是三位置柱塞612。如圖31所示，三位置柱塞包括套筒644，其任選地被配置為提供在其遠端處的開口643、靠近該開口的預加載腔647、鄰近該預加載腔647的第一腔648和鄰近該第一腔648的第二腔650。如所示，該預加載腔647與該第一腔648連通，該第一腔進而與該第二腔650連通。除了預加載腔647的存在之外，柱塞套筒644可以另外與圖1-4中所示的柱塞12的套筒44基本上相同。
腔647、648、650被配置為接收插入件的可移動插入?？梢耘c三位置柱塞612一起使用的插入件642的分離視圖在圖32中示出。插入件642類似于球形把手的握持部分。插入件642在形狀上可以是通常部分球形的-“部分地”因為插入件642被固定到插入軸642a或與其成一體，其中斷插入件642的另外球形的幾何形狀。插入軸642a被固定到插入凸緣642b或與其成一體。任選地，插入凸緣642b不需要具有與插入軸642a不同的直徑。當插入件642設置在預加載腔647和第一腔648中時，插入凸緣642b可以任選地從套筒644突出。該特征將使得人們能夠在視覺上觀察插入件的位置以確認其在套筒644中的位置。通過觀察注射器或測量插入凸緣642b的位置，人們可以容易地確定插入件642是否設置在預加載腔647或第一腔648中，作為進行質(zhì)量檢查或確認的方式。
參見圖33，示出了具有插入其中的三位置柱塞組件610的筒體56的局部截面視圖。柱塞組件610包括三位置柱塞612和柱塞桿614。包括內(nèi)軸616和外軸618的柱塞桿614連接到柱塞612，并且基本上如上文相對于圖1-4的柱塞組件10所述地操作。簡而言之，內(nèi)軸616可相對于外軸618在近端方向上移動以壓靠插入凸緣642b，并且從而將插入件642從其初始位置(即，在預加載腔647內(nèi))驅(qū)動到第一腔648并且最后到達第二腔650。
三位置柱塞612進一步包括固定到其上的圓形套環(huán)630。圓形套環(huán)630優(yōu)選地由具有比柱塞材料更大的剛度的塑料或另一種材料形成。任選地，預加載腔通常與圓形套環(huán)630的至少一部分對準。任選地，圓形套環(huán)是呈可塌縮的c形環(huán)的形式。圓形套環(huán)630保護柱塞，減少柱塞的暴露橡膠的量，為柱塞612的平滑行進提供引導，并且當致動柱塞612時提供用于柱塞桿614壓靠的剛性表面。
在使用中，注射器可通過提供柱塞612來組裝，其中插入件642被預先插入三位置柱塞612的預加載腔647中。柱塞的外部輪廓和/或柱塞抵靠筒體56施加的壓縮力或徑向壓力不受插入件642在預加載腔647中的安排的影響。因此，柱塞612可以相對容易地插入到筒體56中。一旦柱塞612充分插入到筒體56中，插入件設置在預加載腔647中(即，在“預加載模式”下)，插入件642可通過在插入件642上施加向下的壓力而推進到第一腔648中。一旦插入件642設置在第一腔648中，柱塞612則處于存儲模式。然后柱塞將保持在存儲模式直到到了使用注射器的時候。如上所述，從第一腔到第二腔的過渡將柱塞從使用模式配置轉(zhuǎn)換成分配模式配置。為了清楚起見，圖34示出了設置在第一腔648中的插入件642并且圖35示出了設置在第二腔650中的插入件642。任選地，插入件提供視覺指示器，其從外部顯示在給定時間插入件642設置在哪個腔中，如上所解釋的。該指示可以通過觀察或視覺檢查來確認以驗證插入件被正確定位，即或者處于預加載模式或存儲模式。
任選地，柱塞桿614可以在稍后的時間添加到填充式注射器中。柱塞612和插入件642的所有功能是獨立的。柱塞桿614或其他裝置可以任選地用于軸向移位插入件642。
任選地，可以采用雙位置柱塞配置，其中第二腔用作用于將插入件保持在預加載模式下的預加載腔和用于將插入件保持在分配模式下的第二腔二者，如上所披露的。對于這樣的實施例，插入件可以在第二腔與第一腔之間可逆地軸向移位多于一次。以這種方式，插入件可以被預先插入到預加載腔中，使得柱塞的外部輪廓和/或柱塞抵靠注射器筒體施加的壓縮力或徑向壓力不受插入件在預加載腔中的安排的影響。因此，柱塞可以相對容易地插入筒體中。一旦柱塞充分插入筒體中，插入件以預加載模式設置在預加載腔中，則通過在插入件上施加向上或拉動壓力，插入件可以軸向縮回到第一腔中。一旦插入件設置在第一腔中，則柱塞處于存儲模式。然后柱塞將保持在存儲模式直到到了使用注射器的時候。為了將柱塞轉(zhuǎn)變成分配模式，向插入件施加向下的壓力以將其移位到第二腔中。在這個特定實施例中，插入件在第二腔中的存在將柱塞置于插入模式和分配模式二者下(該模式取決于在給定時刻柱塞旨在促進的動作，即插入或分配)。
圖5-7示出了柱塞組件10的替代實施例，并且具體地，替代柱塞12′。柱塞12′包括插入件62、連接器主體63和套筒64。如圖5所示，根據(jù)某些實施例，套筒64包括腔66，該腔被配置為接收內(nèi)軸16的近端22的放置。插入件62還可以包括相對剛性的軸68，其有助于插入件62的移位和/或柱塞12′的變形，如下所討論的。
根據(jù)某些實施例，該連接器主體63可以由相對硬性和/或剛性的材料(例如像，聚乙烯或聚丙烯)模制。另外，連接器主體63可以具有第一區(qū)段65、第二區(qū)段67和第三區(qū)段69。連接器主體63的第一區(qū)段65被配置為與外軸18可連接地接合。例如，如至少圖7所示，第一區(qū)段65可包括與外軸18的外螺紋38配合的內(nèi)螺紋40。
根據(jù)某些實施例，連接器主體63的第二區(qū)段67可以在柱塞12′中提供內(nèi)部結(jié)構，當柱塞12′插入到筒體56中時，該內(nèi)部結(jié)構最小化和/或防止尺寸減小，例如套筒64的寬度(如圖7中由“w”所示的)。根據(jù)這樣的實施例，套筒64可以被定尺寸為使得當柱塞12′被放置在筒體56中時，套筒64在第二區(qū)段67的支撐下在筒體56的側(cè)壁58與連接器主體63的第二區(qū)段67之間被壓縮。套筒64的這種壓縮可導致在柱塞12′與筒體56之間形成密封件，例如像壓縮密封，其可用于保持在筒體56中存儲的注射產(chǎn)品的無菌性和/或完整性。除了連接器主體63的第二區(qū)段67之外，根據(jù)某些實施例，插入件62還可以被配置為當柱塞12′插入到筒體56中時向套筒64和/或連接器主體63提供支撐。
此外，根據(jù)某些實施例，存儲密封區(qū)段51的一個或多個肋狀物52可以從套筒64延伸并且被抵靠筒體56的側(cè)壁58壓縮，以在柱塞處于“存儲模式”時提供cci，例如，以在使用前在存儲時密封預填充式注射器的內(nèi)容物。柱塞12’可進一步包括液體密封區(qū)段53，該液體密封區(qū)段包括液體密封區(qū)段53的至少一個肋狀物55。液體密封區(qū)段53的目的是在柱塞12處于如上所解釋的存儲模式時和當柱塞轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺峙淠Ｊ健睍r，即當存儲密封區(qū)段51減小或停止抵靠筒壁58的壓縮力或徑向壓力以便于促進柱塞的推進以分配注射器的內(nèi)容物時，提供液體緊密密封。優(yōu)選地，存在將存儲密封區(qū)段51與液體密封區(qū)段53分離的谷部57。
可替代地，根據(jù)任選實施例，每個肋狀物52、55可在抵靠筒體56的側(cè)壁58壓縮時形成單獨的密封。例如，在圖5-7所示的實施例中，套筒64包括兩個肋狀物52、55，其可以用于在筒體56的側(cè)壁58與套筒64之間形成一個或多個密封。此外，根據(jù)某些實施例，第二區(qū)段67和/或插入件42可以被配置為限制肋狀物52和/或套筒64的壓縮，使得當柱塞12′被壓縮以在筒體56中形成密封時，肋狀物52和/或套筒64不被壓縮超過肋狀物52和/或套筒64的總寬度或直徑的20％。任選地，當柱塞12′被壓縮以在筒體56中形成密封時，肋狀物52和/或套筒64被壓縮小于肋狀物52和/或套筒64的總寬度或直徑的10％、任選地小于9％、任選地小于8％、任選地小于7％、任選地小于6％、任選地小于5％、任選地小于4％、任選地小于3％、任選地小于2％、任選地從3％至7％、任選地3％至6％、任選地從4％至6％、任選地從4.5％至5.5％、任選地從4.5％至5.5％、任選地約4.8％。
連接器主體63的第三區(qū)段69可以提供表面，插入件62可以在該表面上施加力以拉長長度(如圖7中由“l(fā)”方向所示的)，并且從而減小當注射產(chǎn)品有待從筒體56分配時柱塞12′的寬度(“w”)，如下所討論的。
根據(jù)某些實施例，插入件62的外部表面70，連接器主體53的第二區(qū)段和套筒64的內(nèi)表面76可以具有多個凹部72、77、80和凸出部74、78、79，如圖7中所示。此外，由插入件62的凹部72和凸出部74提供的形狀通常可以后跟隨連接器主體63的凹部77和凸出部79，其通常后跟隨套筒64的凹部80和凸出部78。這種凹部72、77、80和凸出部74、78、79可以有助于將插入件62保持在筒體56中的密封位置。此外，如例如圖7中所示，凹部72、77、80和凸出部74、78、79可提供防止插入件62過早移位的障礙物。當柱塞12′有待在筒體56中從如圖7所示的非致動位置移位到拉長套筒64的長度的致動位置時，這種手風琴形狀的配置還可以有助于柱塞12′，并且特別是連接器主體53的第二區(qū)段67和套筒64的拉長。
更具體地，當注射產(chǎn)品有待從筒體56分配時，內(nèi)軸16可以從如圖5所示的第一位置移位到第二位置，如前所討論的。當內(nèi)軸16朝向第二位置移位時，內(nèi)軸16的近端22在插入件62上(例如像在插入件62的軸68上)施加推力。當內(nèi)軸16在插入件62上施加力時，插入件62在套筒64內(nèi)通常在筒體56的近端61的方向上移位，并且因此插入件62的外部表面70的至少一部分推靠連接器主體63的第三區(qū)段69。當插入件62移位并壓在第三區(qū)段69上時，連接器主體63的第二區(qū)段67被拉長，從而將第二區(qū)段67的先前的手風琴形狀改變成通常更直或更平的配置。另外，套筒64也通過插入件62在套筒64中的這種移位而被拉長，導致套筒64的寬度(如圖7中由“w”方向所示)和因此可轉(zhuǎn)換柱塞12′被減小。套筒64/可轉(zhuǎn)換柱塞12′的寬度的減小導致已經(jīng)用于在可轉(zhuǎn)換柱塞12′與筒體56的側(cè)壁58之間形成密封的壓縮力的減小。換句話說，套筒64的輕微的軸向拉伸(任選地通過使插入件62從非致動位置移位到致動位置實現(xiàn)的)進而減小套筒64和可轉(zhuǎn)換柱塞12’的寬度，從而導致用于在可轉(zhuǎn)換柱塞12’與筒體56的側(cè)壁58之間形成密封的壓縮力的減小。
因此，隨著套筒64/可轉(zhuǎn)換柱塞12′的寬度減小，在筒體56中移位可轉(zhuǎn)換柱塞12′所需的力也可以減小。此外，如前所討論的，由于內(nèi)軸16可以通過鎖定突片24鎖定在第二位置，所以當從筒體56分配注射產(chǎn)品時，套筒64可以保持拉長形狀。
可轉(zhuǎn)換柱塞1012的替代實施例，在這種情況下是可拉伸柱塞，如圖39和39a中示出。可拉伸柱塞1012可以例如通過連接器主體上的內(nèi)螺紋1040和外軸的外螺紋1038的螺紋接合而連接到柱塞桿14的外軸。
柱塞1012包括套筒1044，其可以由本說明書中披露的其他套筒(例如，44)的任何相同材料構造。套筒1044的外部部分包括與本說明書中披露的其他套筒一樣的側(cè)壁和鼻錐。套筒1044的側(cè)壁包括包括三個肋狀物1052的存儲密封區(qū)段1051(盡管可以使用更多或更少的肋狀物)。與圖1-4的柱塞12一樣，存儲密封區(qū)段1051被配置為(當處于存儲模式時)提供cci和任選地對一種或多種氣體的阻隔。當可拉伸柱塞1012從存儲模式轉(zhuǎn)換為分配模式時，由存儲密封區(qū)段1051最初提供的密封或者被減少或完全移除。
任選地，套筒1044的外部部分可以包括液體密封區(qū)段1053，優(yōu)選在套筒1044的側(cè)壁上，任選地鄰近、遠離或以其他方式接近鼻錐。液體密封區(qū)段1053的目的是當柱塞1012處于存儲模式時以及當柱塞轉(zhuǎn)變成分配模式時提供液體緊密密封。任選地，液體密封區(qū)段1053也可以提供cci。柱塞1012進一步包括帽1094，其覆蓋鼻錐和液體密封區(qū)段1053的一些或全部。帽1094優(yōu)選地由可注射模制的熱塑性材料制成，例如環(huán)烯烴聚合物(cop)、環(huán)烯烴共聚物(coc)或聚碳酸酯。任選地，帽1094是組裝到套筒1044上的可注射模制的零件。帽1094可以包括延伸到套筒1044中的細長桿1095。任選地，套筒1044包括桿蓋1097，該桿蓋接收并保持(例如，通過過盈配合、粘合劑和/或其他手段)桿1095，從而將帽1094牢固地保持在套筒1044上。
使用者在柱塞桿14的內(nèi)軸16上施加向下的壓力進而將該壓力傳遞到桿蓋1097、桿1095和帽1094上。由于帽1094被固定到套筒1044，內(nèi)軸16的初始運動不首先使柱塞1012沿著筒體移位；而是這種初始運動導致帽1094被拉動并因此在方向l上輕微地拉伸套筒1044。在這樣做時，柱塞1012的寬度w稍微減小，從而將柱塞1012從膨脹狀態(tài)還原到收縮狀態(tài)，或從存儲模式到分配模式。
任選地，帽涂覆有阻擋涂層或?qū)右栽谧⑸淦鞯膬?nèi)容物與周圍環(huán)境之間提供氣體阻隔。任選地，可以將至少一個有機硅氧烷涂層或?qū)邮┯迷谧钃跬繉踊驅(qū)拥捻敳可希员Ｗo阻擋層免于被具有寬泛的在5至9范圍內(nèi)的ph的注射器內(nèi)容物降解。任選地，可以將三層涂層組施用到帽。這些涂層、層和涂層組優(yōu)選通過化學氣相沉積、更優(yōu)選等離子體增強化學氣相沉積施用，并且在本說明書別處詳細描述。
可替代地，對于其中內(nèi)軸在遠離柱塞而不是朝向柱塞的方向上相對于外軸從第一位置移位到第二位置的一些應用，雙位置柱塞組件可能是希望的。這種配置可能是希望的，在優(yōu)選地不在柱塞上施加向下的壓力，直到到了將柱塞推進到筒體中以分配注射器的內(nèi)容物的時候。例如，圖13示出了雙位置柱塞組件210，其以與圖2中所示的組件10基本上相同的方式起作用，除了組件210允許使用者通過將內(nèi)軸216遠離柱塞212而不是朝向柱塞212移位而從第一位置移動到第二位置。圖13的組件210的可轉(zhuǎn)換柱塞12，如所示，包括第一腔和第二腔，其中球形插入件設置在第一腔中(例如，如圖3的可轉(zhuǎn)換柱塞12)。應當理解的是，所示的柱塞實施例僅用于說明性目的，并且各種柱塞配置，包括下面討論的配置，可以任選地用作圖13的柱塞組件210的一部分。
該柱塞組件210包括柱塞212和柱塞桿214。該柱塞桿214可包括內(nèi)軸216和外軸218。該內(nèi)軸216包括遠端220、近端222和鎖定突片224。根據(jù)某些實施例，內(nèi)軸216的遠端220可被配置為形成致動器226，該致動器在柱塞組件210的使用期間由使用者(例如像，由使用者的拇指)按壓。外軸218可包括第一端228、第二端230、第一凹部232、第二凹部234和內(nèi)部部分236。根據(jù)某些實施例，第一端228可被配置為用于與柱塞212的螺紋接合。例如，如所示，第一端228可包括外螺紋238，該外螺紋被配置為與柱塞212的內(nèi)螺紋240配合。
圖13示出了處于相對于外軸218的第一位置的內(nèi)軸216，其中鎖定突片224突出到外軸218的第一凹部232的至少一部分中。當足夠的力被施加在致動器226上時，鎖定突片232的錐形表面225的取向允許鎖定突片232在尺寸上至少暫時被壓縮或變形，使得當鎖定突片225從第一凹部232移動到第二凹部234時鎖定突片224可以至少暫時地進入內(nèi)部部分226。然而，在沒有足夠的力的情況下，鎖定突片232可保持在第一凹部232中，從而將內(nèi)軸216保持在第一位置。
鎖定突片224的錐形表面225的取向和尺寸可以為鎖定突片224提供足夠的寬度以防止鎖定突片224在外軸218的第一端228的總的方向上被推入內(nèi)部部分236中。因此，當鎖定突片224處于第二凹部234中并且因此內(nèi)軸216處于第二位置時，鎖定突片224的錐形表面225的取向和尺寸可以為鎖定突片224提供足夠的寬度以抵抗鎖定突片224被推回到第一凹部232中。這樣，按壓致動器226將導致整個柱塞組件210作為單個單元一起移動，例如在預填充式注射器筒體內(nèi)以分配保持在其中的內(nèi)容物。
在一個方面，本發(fā)明廣泛地針對可轉(zhuǎn)換柱塞和結(jié)合其的組件。將根據(jù)本發(fā)明的可轉(zhuǎn)換柱塞適配為抵靠預填充式注射器或藥筒筒體的側(cè)壁提供足夠的壓縮力，以有效地密封和保存筒體的內(nèi)容物在存儲期間的保存期限。當可轉(zhuǎn)換柱塞提供足以有效密封和保存筒體的內(nèi)容物在存儲期間的保存期限的容器封閉完整性(cci)時，柱塞(或其外表面的至少一部分)可以可替代地表征為處于膨脹狀態(tài)或存儲模式。膨脹狀態(tài)或存儲模式可以是例如柱塞的注射器筒體接觸表面的至少一部分的膨脹外徑或輪廓和/或柱塞施加在它被設置在其中的注射器筒體的內(nèi)壁上的法向力的結(jié)果?？赊D(zhuǎn)換柱塞(或其外表面的至少一部分)可還原到可替代地被表征為收縮狀態(tài)或分配模式，其中抵靠筒體的側(cè)壁的壓縮力減小，允許使用者更容易地在筒體中推進柱塞并因此分配注射器或藥筒的內(nèi)容物。收縮狀態(tài)或分配模式可以是例如柱塞的注射器筒體接觸表面的至少一部分的減小的外徑(相對于膨脹狀態(tài)的外徑)和/或由柱塞施加的對注射器筒體的內(nèi)壁的減小的法向力的結(jié)果。以下討論了構成膨脹狀態(tài)對收縮狀態(tài)的其他實例。
因此，在一個方面，本發(fā)明是一種包括內(nèi)部部分和通常圓柱形的外表面的可轉(zhuǎn)換柱塞。如在此所用，“通常圓柱形的”外部柱塞表面可以包括柱塞的其他圓柱形形狀的幾何上的較小的中斷或變化(例如，由于肋狀物、谷部等)。例如，柱塞的通常圓柱形的外表面可以包括一個或多個環(huán)形肋狀物。該外表面的至少一部分通過內(nèi)部部分的特性保持在初始膨脹狀態(tài)。通過施加到柱塞的內(nèi)部部分以改變該特性的操作，膨脹狀態(tài)可還原到收縮狀態(tài)。柱塞可以使用多種方法從膨脹狀態(tài)還原到收縮狀態(tài)，這些方法可以包括兩位置配置，例如如上所述的，或者不是。如在此所用，“膨脹狀態(tài)”和“收縮狀態(tài)”可以是指對比尺寸測量(例如，膨脹狀態(tài)比壓縮狀態(tài)更寬)和/或?qū)χ騼?nèi)壓縮的對比耐受性(“膨脹狀態(tài)”更耐受向內(nèi)壓縮并且“收縮狀態(tài)”較不耐受向內(nèi)壓縮)和/或由柱塞外表面的至少一部分施加的對比向外徑向壓力(柱塞外表面在“膨脹狀態(tài)”下施加更多向外徑向壓力并且在“收縮狀態(tài)”下施加較少向外徑向壓力)。
例如，保持柱塞的外表面的至少一部分在膨脹狀態(tài)下的特性可以包括例如氣體壓力、機械產(chǎn)生的向外徑向壓力或由設置在柱塞內(nèi)的一個或多個腔內(nèi)的液體或凝膠狀壓縮材料產(chǎn)生的向外徑向壓力。在該特性是氣體壓力的情況下，該特性可以通過從一個或多個腔釋放的至少一些壓力來改變。在該特性是機械產(chǎn)生的向外徑向壓力(例如由固體壓縮材料產(chǎn)生的徑向壓力)的情況下，該特性可以通過例如塌縮、破碎、變形、折斷或以其他方式全部地或部分地改變固體壓縮材料的結(jié)構，或者移位固體壓縮材料，以便減小向外徑向壓力而改變。當該特性是由液體或凝膠狀材料產(chǎn)生的向外徑向壓力時，該特性可以通過從腔中移除材料的至少一些來改變。
任選地，可轉(zhuǎn)換柱塞可以是柱塞組件的部件，例如，上述任何柱塞組件。該組件包括具有外軸和內(nèi)軸的柱塞桿。該外軸具有被配置為用于可滑動地插入內(nèi)軸的至少一部分的內(nèi)部部分，并且該內(nèi)軸被配置為相對于該外軸從第一位置移位到第二位置。該組件進一步包括可操作地連接到該柱塞桿的可轉(zhuǎn)換柱塞，可轉(zhuǎn)換柱塞被配置為接收該內(nèi)軸的至少一部分的插入。取決于應用，內(nèi)軸可以在朝向柱塞的方向上(例如，使用圖2或5中所示的組件)或在遠離柱塞的方向上(例如，使用圖13中所示的組件)從第一位置可移位到第二位置。
參考圖14，示出了基本上球形的網(wǎng)狀插入件300。如圖15所示，球形網(wǎng)狀插入件300可以設置在可轉(zhuǎn)換柱塞12a的腔48a內(nèi)。網(wǎng)狀插入件被配置為提供機械產(chǎn)生的向外徑向壓力以將柱塞12a的外表面保持在初始膨脹狀態(tài)。當柱塞12a是柱塞組件中的部件諸如圖2所示的組件10時，內(nèi)軸16相對于外軸18朝向柱塞12a的移位導致內(nèi)軸16接觸并壓入球形網(wǎng)狀插入件300。當對球形網(wǎng)狀插入件300施加足夠的壓力時，其結(jié)構完整性受損，導致其塌縮或變形。這減小了柱塞12a中的向外徑向壓力，從而將柱塞12a的外表面的至少一部分還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12a的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿214，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。球形網(wǎng)狀插入件300可以由例如金屬或塑料制成。本領域技術人員將容易地認識到，本發(fā)明可以使用除了網(wǎng)狀插入件之外的固體材料，例如其他可塌縮的或可破碎的材料和配置來實現(xiàn)。
例如，參考圖16，示出了基本上圓柱形插入件302。圓柱形插入件302可以是呈例如可塌縮網(wǎng)格的形式?？商娲兀瑘A柱形插入件302可以是固體或基本上固體壓縮材料，例如聚合物，其對軸向施加的壓力相比對向內(nèi)徑向壓力機械上較不耐受。盡管對于這種類型的插入件優(yōu)選基本上圓柱形的幾何形狀，但是設想的是，在施加軸向壓力時也可以使用向內(nèi)塌陷或可變形的其他幾何形狀。圓柱形插入件302包括中心部分303。當將足夠的壓力施加到中心部分303時，插入件302向內(nèi)(朝向中心軸線)塌陷。在插入件302向內(nèi)塌陷之前，插入件302具有第一直徑d1。在插入件302向內(nèi)塌陷之后，插入件302減小到收縮的第二直徑d2，如圖16a所示。
參考圖17，圓柱形插入件302可設置在可轉(zhuǎn)換柱塞12b的腔48b內(nèi)。插入件302被配置為提供機械產(chǎn)生的向外徑向壓力以將柱塞12b的外表面保持在初始膨脹狀態(tài)。當柱塞12b是柱塞組件中的部件諸如圖2所示的組件10時，內(nèi)軸16相對于外軸18朝向柱塞12b的移位導致內(nèi)軸16上的窄尖端16’接觸并壓入插入件302的中心部分303。當對中心部分303施加足夠的壓力時，插入件302的結(jié)構完整性受損，導致其向內(nèi)塌縮或變形。這減小了柱塞12b中的向外徑向壓力，使得柱塞12b的外表面的至少一部分還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12b的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿14，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
參考圖18，示出了利用圖13所示的組件210的基本配置的柱塞組件的替代實施例。這個實施例可包括固定到外軸218上的柱塞12c和相對于外軸218可軸向移位的內(nèi)軸216。柱塞12c具有沿著柱塞12c的中心軸線的薄的、基本上圓柱形的腔48c，在柱塞12c的頂部具有開口305。從內(nèi)軸216的近端222軸向延伸的是薄的、基本上圓柱形的凸出部304，其具有與柱塞12c中的腔48c互補或配合的幾何形狀。當腔48c與凸出部304配合或被其占據(jù)時，柱塞12c的外表面的至少一部分保持在初始膨脹狀態(tài)。換句話說，凸出部304提供機械產(chǎn)生的向外徑向壓力以將柱塞12c的外表面保持在膨脹狀態(tài)。
通過在遠離柱塞12c的方向上移位內(nèi)軸216以使凸出部304縮回開口305直到凸出部304不再占據(jù)腔48c，凸出部304從腔48c可移除，并且因此不再提供在柱塞12c內(nèi)機械產(chǎn)生的向外徑向壓力。在這個位置中，空腔48c不抵抗向內(nèi)壓縮并且當其被凸出部304占據(jù)時它抵抗并且因此柱塞12c的外表面還原到收縮狀態(tài)。任選地，例如用硅油或潤滑薄膜涂層(例如下面描述的那些)來潤滑凸出部304和/或腔48c，以便于容易地從腔48c移除凸出部304。一旦柱塞12c的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿214，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
參考圖19，示出了被配置為很像石膏錨的錨定裝置或錐形插入件306。石膏錨是中空的，典型地是錐形管狀構件，其適于在接收螺釘或另一個窄凸出部時膨脹。在移除螺釘或其他窄凸出部時，石膏錨可至少部分地回復到其初始未膨脹狀態(tài)。同樣地，當凸出部304b插入腔304a中時，可以包括圍繞其周邊的一個或多個軸向錐形翼307和窄軸向腔304a的插入件306處于膨脹狀態(tài)。在從腔304a移除凸出部304b時，插入件306還原到較不膨脹的狀態(tài)。雖然如所示的插入件306的實施例是錐形的，但非錐形構型，例如具有基本上平行的翼或側(cè)面，在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
參考圖20，示出了利用圖13所示的組件210的基本配置的柱塞組件的替代實施例。這個實施例可包括固定到外軸218上的柱塞12d和相對于外軸218可軸向移位的內(nèi)軸216。柱塞12d任選地具有沿著柱塞12d的中心軸線的基本上錐形的腔48d，在柱塞12d的頂部具有開口305a。插入件306設置在腔48d內(nèi)，并且可以與柱塞12d(例如，模制在柱塞內(nèi))或插入柱塞腔48d內(nèi)的單獨部件成一體。從內(nèi)軸216的近端222軸向延伸的是薄的、基本上圓柱形的凸出部304b，其具有與插入件306中的腔304a互補或配合的幾何形狀。當腔304a與凸出部304b配合或被其占據(jù)時，柱塞12d的外表面的至少一部分保持在初始膨脹狀態(tài)。換句話說，凸出部304b使插入件的翼307膨脹以便提供機械產(chǎn)生的向外徑向壓力以將柱塞12d的外表面保持在膨脹狀態(tài)。通過在遠離柱塞12d的方向上移位內(nèi)軸216以使凸出部304b縮回離開開口305a直到凸出部304b不再占據(jù)腔304a，凸出部304b從腔304a可移除。一旦凸出部304b已從腔304a移除，翼307朝向插入件的中心軸線略微向內(nèi)縮回，從而減小柱塞12d內(nèi)的向外徑向壓力，從而允許柱塞12d的外表面還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12d的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿214，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
通過將內(nèi)軸216從第一位置拉動到第二位置，凸出部304b可以任選地從腔304a中移除，基本上如上面相對于圖13所示的組件210所述。可替代地，內(nèi)軸216可相對于外軸218旋轉(zhuǎn)，或反之亦然。利用這種配置，凸出部304b可以被螺紋化并且與腔304a內(nèi)的互補螺紋配合。為了從腔304a移除插入件304b，使用者可以相對于外軸218旋轉(zhuǎn)內(nèi)軸216(或反之亦然)，從而使內(nèi)軸216從第一位置(其中插入件304b占據(jù)腔304a)移位到第二位置(其中插入件304b從腔304b中移除)。
現(xiàn)在參考圖21，示出了利用圖13所示的組件210的基本配置的柱塞組件的替代實施例。這個實施例可包括固定到外軸218上的柱塞12e和相對于外軸218可軸向移位的內(nèi)軸216。柱塞12e的內(nèi)部部分的一部分包括多孔材料308，例如泡沫橡膠?？商娲?，柱塞12e的內(nèi)部部分的一部分包括空的空間。柱塞12e進一步包括在其頂部的一個或多個開口305b，從而提供到多孔材料308(或空的空間，視情況而定)的導管。內(nèi)軸216的近端包括塞子309，任選地由橡膠或聚合物制成。塞子309在一個或多個開口305b與外軸218的內(nèi)部部分236之間提供氣密密封。因此，當內(nèi)軸216移位離開柱塞12e時，例如從第一位置到第二位置，塞子有效地從多孔材料308(或空的空間)吸入空氣，在其中產(chǎn)生至少部分真空。這進而導致多孔材料308(或空的空間)塌陷，從而使柱塞12e的外表面的至少一部分從膨脹狀態(tài)還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12e的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿214，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
現(xiàn)在參考圖22，示出了具有密封內(nèi)腔310和/或包括氣態(tài)、凝膠狀或液體壓縮材料310a的密封插入件的可轉(zhuǎn)換柱塞12f。密封內(nèi)腔310和/或密封插入件包括內(nèi)表面或膜312，其有效地密封插入件內(nèi)的壓縮材料310a。壓縮材料310a被配置為提供向外徑向壓力以將柱塞12f的外表面的至少一部分保持在初始膨脹狀態(tài)。當柱塞12f是柱塞組件中的部件，例如圖2所示的組件10時，內(nèi)軸16的近端包括從其軸向延伸的基本上尖銳的尖端311。內(nèi)軸16相對于外軸18朝向柱塞12f的移位使得尖端311接觸并壓入柱塞12f的頂部。當對柱塞12f的頂部施加足夠的壓力時，尖端311使得膜312被刺穿，從而使得壓縮材料310a的至少一些從腔310流出。這減小了柱塞12f中的向外徑向壓力，從而將柱塞12f的外表面的至少一部分還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12f的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿14，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
參考圖23，示出了利用例如圖13所示的組件210的基本配置的柱塞組件的替代實施例。這個實施例可包括固定到外軸218上的可轉(zhuǎn)換柱塞12g和相對于外軸218可軸向移位的內(nèi)軸216。柱塞12g在其內(nèi)部部分內(nèi)具有腔48e。從內(nèi)軸216的近端的端部延伸并進入腔48e中的是至少兩個相對的突出部314。任選地，可以使用三到八個(或甚至更多個)突出部314。當內(nèi)軸216處于第一位置時，突出部314壓入腔48e的內(nèi)表面，從而提供機械產(chǎn)生的向外徑向壓力以將柱塞12g的外表面保持在膨脹狀態(tài)。如圖23a所示，當內(nèi)軸216在遠離柱塞12g的方向上移位并且相對于外軸218進入第二位置時，突出部314朝向內(nèi)軸216的中心軸線向內(nèi)縮回。在這樣做時，突出部314不再接觸腔48e的內(nèi)表面并且因此不再提供在柱塞12c內(nèi)的機械產(chǎn)生的向外徑向壓力。在這個位置中，突出部314不支撐腔408e以抵抗向內(nèi)壓縮，并且因此柱塞12g的外表面還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12g的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿214，如例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
參考圖24，示出了處于膨脹或存儲狀態(tài)的可轉(zhuǎn)換柱塞12h，其設置在注射器筒體內(nèi)。例如，柱塞12h包括具有填充有例如氮氣、二氧化碳、空氣或丁烷的氣體的腔48f的內(nèi)部部分。腔48f內(nèi)的氣體壓力應當高于大氣壓力，以便保持柱塞的外表面的至少一部分處于初始膨脹狀態(tài)。腔48f可以包括閥316，其保持腔48f內(nèi)的氣體壓力，但是可操作以被觸發(fā)以釋放壓力。閥可以例如通過致動柱塞桿的內(nèi)軸16而被觸發(fā)，例如，基本上如上面關于圖2所示的組件所討論的。當閥被釋放時，腔48f內(nèi)的氣體壓力降低到例如大氣壓力。以這種方式，柱塞12h有效地收縮(但是非實質(zhì)地)，從而將外表面的輪廓從膨脹狀態(tài)還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12h的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿14，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
參考圖25，示出了設置在注射器筒體內(nèi)的可轉(zhuǎn)換柱塞12i。柱塞12i包括具有軸向腔48g的內(nèi)部部分，該軸向腔具有彼此軸向間隔開的環(huán)形凹槽322。柱塞12i是具有沿其軸線可移位的滑動軸318的組件的部件?；瑒虞S318包括彼此軸向間隔開的環(huán)形環(huán)320。環(huán)320適配為與凹槽322配合。在圖25中所示的第一位置，環(huán)320不占據(jù)凹槽322，而是壓靠腔的內(nèi)表面，提供保持柱塞12i的相鄰肋狀物152處于膨脹狀態(tài)的向外徑向壓力。當滑動軸318進一步移位到柱塞12i中時，環(huán)320在第二位置與相應的凹槽322配合。在該第二位置，肋狀物152后面的向外徑向壓力減小，從而將柱塞12g的外表面還原到收縮狀態(tài)。一旦柱塞12i的外表面處于收縮狀態(tài)，柱塞桿14，作為例如預填充式注射器的部件，準備被致動以分配注射器的內(nèi)容物。
薄膜涂層和模制帽
在另一方面，本發(fā)明針對應用于柱塞(例如在此所述的任何柱塞，不管是否可轉(zhuǎn)換)的新穎薄膜涂層。應當理解的是，僅僅為了清楚的目的，如附圖(圖8-12、26和26a)中所示的薄膜和薄膜涂層被描繪為具有放大的厚度。薄膜和薄膜涂層實際上將任選地比相關圖中所描繪的薄得多(例如，在100微米以下)。
例如，圖8示出了涂膜的柱塞的截面圖，并且更具體地，柱塞12″具有至少一個肋狀物152，并且更具體地三個肋狀物152，以及在柱塞12″的外表面86上的薄膜涂層88。根據(jù)某些實施例，柱塞12″的側(cè)壁90可以涂覆有材料，該材料使在柱塞12″在注射產(chǎn)品分配期間在筒體56中移位時柱塞12″與筒體56的側(cè)壁58之間的摩擦最小化。另外，根據(jù)某些實施例，柱塞12″的鼻錐92可以涂覆有材料，該材料使柱塞12″，并且更具體地，柱塞12″的材料和其上的任何污染物與筒體56的含有產(chǎn)品的區(qū)域59中含有的注射產(chǎn)品隔離。另外，根據(jù)某些實施例，薄膜涂層88可在柱塞12″的外表面86的不同部分處具有不同的厚度，例如像，鼻錐92具有薄膜涂層88的層，其比沿著側(cè)壁90的薄膜涂層88的層更厚。例如，根據(jù)某些實施例，圍繞鼻錐92的薄膜涂層88可以具有大約50微米(μm)的厚度，而沿著側(cè)壁的薄膜涂層88的厚度可以是大約25-35微米(μm)。涂層厚度的這種差異可以限制薄膜涂層88可以提供的柱塞12″對筒體56的側(cè)壁58施加壓縮力的能力的干擾，同時還在柱塞12″的材料與存儲在含有產(chǎn)品的區(qū)域59中的注射產(chǎn)品之間提供足夠厚的阻隔。另外，根據(jù)其他實施例，薄膜涂層88可以應用于鼻錐92，而不是側(cè)壁90，或反之亦然。
各種不同的材料可用于薄膜涂層88(或帽)，例如像，惰性氟聚合物，包括氟化乙烯丙烯(fep)、乙烯四氟乙烯(etfe)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯全氟乙烯丙烯(efep)、乙烯氯三氟乙烯(ectfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、全氟烷氧基(pfa)，除其他涂層外。任選地，可以使用cpt氟聚合物。cpt是從大金美國公司(daikinamerica,inc.)可商購的改性的全氟烷氧基(pfa)，并且通常包括在聚合期間向pfa主鏈中加入pctfe側(cè)鏈，從而增加標準pfa的氣體和/或液體阻隔特性。任選地，全氟聚醚油，例如從大金美國公司可商購的demnum，可與樹脂混合并擠出成薄膜、模具或帽。另外，根據(jù)某些實施例，用于薄膜涂層88的材料可以不是膨脹氟聚合物。此外，根據(jù)某些實施例，可以將添加劑添加到用于薄膜涂層88的材料中，例如可以改善薄膜涂層88與柱塞12″的粘附性和/或減小柱塞12″與筒體的側(cè)壁58之間的摩擦的添加劑。另外，根據(jù)某些實施例，可以采用粘附促進涂層或方法，例如像電暈處理。
對于一些應用，可能希望共擠出不同的材料以形成薄膜。例如，共擠出的薄膜組合可以包括環(huán)烯烴共聚物(coc)與aclar、聚乙烯(pe)與aclar和fep與pe，除其他組合外。
例如，根據(jù)某些實施例，潤滑添加劑，例如聚(四氟乙烯)(ptfe)或
薄膜涂層88可以以各種不同的方式施用到柱塞12″或柱塞12″的一部分上。例如，參考圖9，薄膜涂層88在施用到柱塞12″之前可以是呈薄膜94(具有或不具有以上討論的添加劑)的形式，例如熱成形fep或其他可熱成形氟聚合物的薄膜，其被放置在一個或多個成形模96上。如所示，熱量可以施加到薄膜94的至少一部分以幫助將薄膜94模制成所希望的成形模96的形狀。然而，在本實例中，柱塞12″的側(cè)壁90可以涂覆有比覆蓋鼻錐92的層更薄的薄膜涂層88的層。該差異厚度可部分地由于側(cè)壁90與鼻錐92之間的薄膜94的不同拉伸程度而獲得。任選地，然而，該差異厚度可以通過提供接觸薄膜94的成形塞98的至少一部分(例如基底壁100)可以是相對冷卻的來增加。根據(jù)某些實施例，冷卻的成形塞98和/或成形塞98的基底壁100的溫度可以取決于薄膜94的材料。例如，根據(jù)某些實施例，成形塞98的冷卻部分可以具有被冷卻到比薄膜94的熔化溫度低約25-50攝氏度的溫度。通過將成形塞98保持在相對較低或冷卻的溫度，當成形塞98將薄膜94的一部分壓入成形模96中時可發(fā)生的薄膜94的拉伸可在較大程度上在薄膜94的最終將沿著柱塞12″的側(cè)壁90的部分發(fā)生。此外，關于成形模96，如例如圖10所示，通過將成形塞98保持在相對低或冷的溫度，成形模和塞96、98可用于形成薄膜涂層88的涂層預成型件106，其中薄膜94的被壓入成形模96的底部部分102中的部分相對于薄膜94的沿著成形模96的側(cè)壁104的部分保持更厚。
根據(jù)某些實施例，成形塞98和成形模96的多個位置基于模具空穴來安排。因此，涂層88的多個涂層預成型件106可以保持在薄膜94的單個件或網(wǎng)上。因此，薄膜94上的薄膜涂層88的每個涂層預成型件106可以保持在薄膜94上的適當位置。涂層預成型件106可以在每個步驟通過索引(indexing)遍及整個過程在薄膜94上一起運輸。然而，根據(jù)其他實施例，而不是經(jīng)由連接到薄膜94的涂層預成型件106將涂層預成型件106一起運輸，涂層預成型件106可以在其他操作之前，例如像，在涂層預成型件106被放置到模腔108中之前從薄膜移除，如下所討論的。
任選地，氟聚合物帽可以在薄膜材料已經(jīng)插入模具中之后且在柱塞材料注入模具中之前形成并插入模具中。因此，在最終產(chǎn)品中，柱塞可以包括柱塞材料、設置在柱塞材料的尖端上的氟聚合物帽和覆蓋帽和柱塞材料的薄膜。該帽可以由氟聚合物制成，例如像高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)或ptfe，除其他之外。
任選地，ptfe粉末可以嵌入到柱塞材料的表面上。這可以例如通過用ptfe粉末涂覆模腔并將柱塞材料注入模具中以形成柱塞來實現(xiàn)。ptfe將提供在藥筒或注射器筒體中插入和操作柱塞所需的潤滑性。
可替代地，高硬度、潤滑的tpe材料可以用作柱塞材料并且沒有設置在其上的薄膜。
圖11示出了在涂層預成型件106已經(jīng)被裝載到模具107的模腔108中并且已經(jīng)施加真空以將涂層預成型件106拉靠在模腔108的側(cè)壁110和底壁112之后由薄膜104形成的涂層預成型件106。因此，根據(jù)某些實施例，薄膜涂層88的形狀可以具有與所希望的柱塞12″的外部形狀匹配的輪廓。在模具107閉合的情況下，用于柱塞12″的材料，例如像熱固性橡膠(例如丁基橡膠)或熱塑性彈性體(tpe)可以通過注射模制工藝注入模腔108中，使得柱塞抵靠涂層預成型件106和模芯103模制和/或模制到其上。然后可以打開模具107并取出模芯103。然后可以從模具107中移除具有薄膜涂層88(其仍然可以附接到薄膜94上)的模制柱塞12″。
圖12示出了在修整工具114將薄膜涂層88從離薄膜94的其余部分切割或修整掉之前所形成的柱塞12″和薄膜涂層88。盡管修整工具114被示出為機械切割裝置，但是可以采用各種不同的切割裝置，例如像激光器，除其他切割器外。另外，至少涂層預成型件106和/或薄膜涂層88從薄膜94修整的時間可以變化。例如，根據(jù)某些實施例，涂層預成型件106和/或薄膜涂層88可以保持連接到薄膜94，使得涂層預成型件106和/或薄膜涂層88可以用于在制造過程期間傳送多個涂層預成型件106和/或薄膜涂層88(沒有或沒有柱塞12″)。根據(jù)這樣的實施例，一個或多個涂層預成型件106和/或一個或多個薄膜涂層88可以保持附接到薄膜94一直到一個或多個涂層預成型件106和/或一個或多個薄膜涂層88從薄膜94修整的時間。
如前所討論，用于薄膜涂層88的材料可以提供筒體56的密封功能所需的柔順性。此外，通過能夠使用某些材料用于薄膜涂層88，例如像氟聚合物薄膜，用于在形成柱塞12″中使用的更廣泛的材料選擇可以是可用的，因為施用到鼻錐92的薄膜涂層88將在柱塞12″的材料與包含在筒體56中的注射產(chǎn)品之間提供阻隔。此外，根據(jù)某些實施例，柱塞12″可以被配置成當柱塞12″插入到筒體56中時限制一個或多個肋狀物52和/或柱塞12″被壓縮的程度。例如，根據(jù)某些實施例，一個或多個肋狀物52和/或柱塞12″被配置為當柱塞12″用于在筒體56中形成密封時不被壓縮超過肋狀物52和/或柱塞12″的整個寬度的20％。上面提供了壓縮百分比的替代選項。
參照圖26，示出了根據(jù)本發(fā)明的涂膜的柱塞12。涂膜的柱塞12包括柱塞套筒44(例如，與圖3的柱塞套筒相同)，其具有安裝在鼻錐92上方的薄膜涂層88和涂膜的柱塞12的側(cè)壁90的一部分。優(yōu)選地，如所示，薄膜涂層88覆蓋整個鼻錐92。薄膜涂層88還任選地覆蓋液體密封區(qū)段53的肋狀物55和任選地鄰近肋狀物55的谷部57的小區(qū)段。任選地，如圖26a中所示，谷部57包括從液體密封區(qū)段53向遠側(cè)延伸的下降斜坡57a，該下降斜坡57a通向底板57b，該底板57b通向朝向儲存密封區(qū)段51的上升斜坡57c。任選地，薄膜涂層88在存儲密封區(qū)段51之前，任選地在上升斜坡57c之前，任選地在底板57b之前終止。在任何情況下，優(yōu)選地沒有覆蓋存儲密封區(qū)段51的肋狀物52的薄膜涂層88，因為熱固性橡膠(如果其是肋狀物52的材料)是比預期的薄膜材料更好的氧氣阻隔。薄膜涂層88可以由例如在此披露的適合于薄膜涂層的任何材料制成，例如惰性氟聚合物，任選聚乙烯或聚丙烯。
任選地，圖26的涂膜的柱塞可以是在此所述并在圖2或13中示出的柱塞組件10、210的一部分。任選地，圖26的涂膜的柱塞是在此所述并在圖3、7、8、15、17、18、20、21、22、23、24或25中所示的柱塞實施例中的任何一個。任選地，圖26的涂膜的柱塞在存儲模式下提供抵靠筒壁的內(nèi)表面的第一密封力并在分配模式下提供第二密封力(其小于第一密封力)。任選地，第一密封力由包含在柱塞12內(nèi)的壓縮材料提供并且至少部分地與存儲密封區(qū)段51的肋狀物52對準。壓縮材料被配置為提供向外徑向力。第二密封力可通過例如以在此所述的許多方式移位和/或改變壓縮材料來實現(xiàn)。
薄膜涂層88可以以各種方式安裝到柱塞套筒44上。例如，平坦的薄膜件可以放置在成形塊的第一表面上，該成形塊具有通向成形塊的另一側(cè)上的第二表面的圓形通道。圓形通道的通向成形塊的第二表面的至少一個端部具有與柱塞大致相同的直徑。柱塞保持器從其后部抓住柱塞的大部分(例如，留下柱塞的部分未覆蓋以被薄膜覆蓋)。柱塞保持器可以通過成形塊的通道軸向地驅(qū)動，例如，利用(優(yōu)選自動的)推桿。任選地，推桿突出到柱塞腔(例如，圖26的柱塞12的48和任選的50)中，輕微地拉伸柱塞。任選地，在軸向插入柱塞和柱塞保持器通過通道之前，將柱塞加熱到例如100℃至200℃、任選110℃至190℃、任選120℃至180℃、任選130℃至170℃、任選135℃至160℃、任選145℃至155℃、任選約150℃。
在任選的加熱步驟(如果采用)之后，柱塞和柱塞保持器被軸向插入通過通道，從而將薄膜件安裝到柱塞。薄膜件的多余部分可以從柱塞修整。對于大批量生產(chǎn)，例如，對于每個柱塞，平坦、連續(xù)的薄膜帶可以優(yōu)選于單個薄膜片?？商娲?，連續(xù)薄膜帶可以是穿孔的或以其他方式削弱成圓形圖案，以便提供用于安裝到柱塞上的預定尺寸的圓形薄膜。優(yōu)選地，此類預定尺寸的圓形薄膜將被定尺寸使得一旦安裝在柱塞上就不留下多余的薄膜。以這種方式，柱塞保持器和柱塞可以與圓形圖案對準，以便當柱塞插入通道中時穿通它們，從而將預定尺寸的圓形薄膜安裝到柱塞上。任選地，薄膜可以通過冷成形(優(yōu)選的)或熱成形施加，其中柱塞套筒本身用于熱成形工藝(例如，模制橡膠柱塞套筒并且然后使薄膜熱成形為橡膠)。
參見圖27，示出了圖3的柱塞套筒44，其具有安裝在鼻錐92上方的帽194和柱塞12的側(cè)壁90的一部分。優(yōu)選地，如所示，帽194覆蓋整個鼻錐92。帽194還覆蓋液體密封區(qū)段53的肋狀物55和鄰近肋狀物55的谷部57的小區(qū)段。優(yōu)選地，帽194不覆蓋存儲密封區(qū)段51的肋狀物52。任選地，帽194終止于如上所述的相對于薄膜涂層88的谷部57中的相同位置，如圖26a所示。帽194可以由氟聚合物制成，例如像高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)或ptfe，除其他之外。雖然設想的是，帽194可以具有比以上討論的薄膜94的厚度更大的厚度，但是應該理解的是，如圖27所示的帽194的厚度不是按比例的，而是為了清楚起見而被放大。
帽194優(yōu)選地是利用套筒44在兩次注射模制工藝中制成的注射模制零件。換句話說，任選地，注射模制帽材料(例如聚合物)并且隨后將套筒材料(例如橡膠)在兩次注射模制工藝中注射模制到與帽材料相同的模腔中。任選地，在模制中，帽194和套筒44通過機械配合(例如過盈配合)配合在一起。有利地，帽可以由或者熱塑性或熱固性材料制成。另外，與相對較薄的薄膜相比，模制帽是制造中管理更容易的部件。
氟聚合物粉末的使用可以與非氟聚合物薄膜-如與熱塑性彈性體/橡膠柱塞材料更加粘合相容的聚乙烯或聚丙烯薄膜組合使用。氟聚合物膜-如fep的挑戰(zhàn)是它們可能不完全粘附到柱塞上并且當感興趣進入注射器筒體中時可能起皺。
諸位發(fā)明人設想的薄膜粘附和起皺問題的潛在解決方案是由液體硅橡膠，優(yōu)選氟液體硅橡膠制造柱塞。氟液體硅橡膠是具有良好的壓縮變形特性的可注射模制的材料，例如，在預填充式藥筒或注射器中的長期存儲，類似于丁基橡膠。此外，它們很好地粘附到氟聚合物。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種氟液體硅橡膠柱塞(任選地結(jié)合在此披露的任何柱塞實施例的特征)，其上設置有氟聚合物薄膜。氟液體硅橡膠柱塞提供與氟聚合物薄膜的增強的粘合，并且因此抵抗薄膜的起皺。這種增強的粘合和抗皺性將使得柱塞對于處理和插入注射器或藥筒中更加堅固。附加潛在優(yōu)點是氟液體硅橡膠可以被注射模制以實現(xiàn)比傳統(tǒng)的壓縮模制柱塞(例如由丁基橡膠制成的柱塞)更好的尺寸公差。
在另一個實施例中，提供了一種不包括設置在其上的薄膜的氟液體硅橡膠柱塞。設想的是，對于一些應用，包括氟液體硅橡膠的柱塞本身(沒有薄膜)具有足夠的壓縮變形特性，并且對于在藥筒或注射器筒體中的插入和處理是足夠潤滑的。
用于根據(jù)本發(fā)明的一個方面的柱塞中的潛在合適的氟液體硅橡膠材料的實例包括，除其他外，由道康寧公司(dowcorningcorporation)銷售的
設想的是，與標準的例如丁基橡膠柱塞相比，氟液體硅酮聚合物柱塞在幾個方面(例如，在壓縮形變、薄膜粘附、柱塞力和柱塞可提取物方面)可具有可比較的或優(yōu)越的特性。
設想的是，在本說明書中描述和在附圖中所示的任何可轉(zhuǎn)換柱塞可任選地包括如在此所述的薄膜涂層或模制帽。
進一步設想的是，在此所述的任何柱塞(無論它們是否包括薄膜涂層)可以由一種或多種材料制成，這些材料包括但不限于熱固性橡膠(例如，丁基橡膠)、熱塑性彈性體(tpe)、液體硅橡膠和氟液體硅橡膠。進一步設想的是，在此所述的沒有薄膜的任何柱塞實施例可以包括薄膜，并且取決于設計要求和/或功能需要，在此所述的具有薄膜的任何柱塞實施例可以在沒有薄膜的情況下使用。
柱塞測試方法和標準
柱塞的壓縮形變特性的測試可以使用本領域已知的方法進行，例如astmd395。
可以使用本領域已知的方法，例如，根據(jù)astmd1995-92(2011)或d1876-08進行薄膜與柱塞之間的粘結(jié)特性或粘合強度的測試。
柱塞滑動力是保持柱塞在注射器或藥筒筒體中的移動所要求的力，例如在吸入或分配期間。它可以有利地使用例如本領域已知的iso7886-1:1993測試或結(jié)合到iso11040-4中的目前未決的公開測試方法來確定。可以使用與測試柱塞滑動力相同的方法測試的柱塞脫離力是啟動在注射器或藥筒筒體內(nèi)移動的固定柱塞所要求的力。在測試柱塞滑動力和脫離力中有用的機械裝置是例如使用50n傳感器的英斯特朗(instron)機器。
對于可提取物的測試，即從柱塞遷移到注射器或藥筒內(nèi)的液體中的材料的量，例如，可以使用歐洲藥典2.9.17測試中對于腸胃外制劑的可提取體積列出的方法進行。
可以使用真空衰減泄漏檢測方法來進行容器封閉完整性(cci)的測試，其中隨時間測量其在測試體積和壓力上升內(nèi)保持的真空。足夠大的壓力上升是流入系統(tǒng)的指示，這是泄漏的證據(jù)。任選地，真空衰減測試在兩個單獨的周期實行。第一周期專用于在非常短的持續(xù)時間內(nèi)檢測大的泄漏。對于第一周期抽相對較弱的真空，因為如果檢測到大泄漏，則不需要大的壓力差來檢測大的壓力上升。如果存在大泄漏，使用如所述的第一周期有助于縮短總測試時間。如果在第一周期中沒有檢測到泄漏，則運行第二周期，其符合astmf2338-09標準測試方法，用于通過真空衰減方法對包裝中的泄漏的非破壞性檢測。第二周期開始于系統(tǒng)評估以降低壓力上升測量中的信噪比。在第二周期中抽相對較強的真空持續(xù)一段長的時間以增加對系統(tǒng)中的壓力上升檢測的機會。
注射器實施例和pecvd涂層
在另一方面，本發(fā)明包括根據(jù)本發(fā)明的柱塞的任何實施例(或?qū)嵤├慕M合)在具有pecvd涂層或pecvd涂層組的注射器中的用途。注射器可以由例如玻璃或塑料制成。任選地，根據(jù)任何實施例的注射器筒體由可注射模制的熱塑性材料制成，其看起來是透明的并且最終形式是玻璃狀的，例如環(huán)烯烴聚合物(cop)、環(huán)烯烴共聚物(coc)或聚碳酸酯。此類材料可以例如通過注射模制制造為非常緊密和精確的公差(通常比玻璃可實現(xiàn)的公差更緊密)。當試圖平衡柱塞設計中的密封緊密性和低柱塞力的競爭考慮時，這是有益的。
本披露的這個部分主要集中在作為本發(fā)明的任選方面的優(yōu)選實現(xiàn)方式的預填充式注射器。此外，然而，應當理解的是，本發(fā)明可以包括使用柱塞的任何腸胃外容器，例如注射器、藥筒、自動注射器、預填充式注射器、預填充式藥筒或小瓶。
對于一些應用，可能希望將一個或多個涂層或?qū)犹峁┑侥c胃外容器的內(nèi)壁上以修改該容器的特性。例如，可將一個或多個涂層或?qū)犹砑拥侥c胃外容器上，例如以改善該容器的阻隔特性并且防止容器壁(或下面的涂層)與被保持在該容器中的藥物產(chǎn)品之間的相互作用。
例如，如圖4a所示，其為圖4的注射器筒體54的放大截面圖的第一替代實施例，該注射器筒體54的側(cè)壁58可包括涂層組400，該涂層組包括一個或多個涂層或?qū)印Ｍ搀w54可包括至少一個銜接涂層或?qū)?02、至少一個阻隔涂層或?qū)?04以及至少一個有機硅氧烷涂層或?qū)?06。有機硅氧烷涂層或?qū)?06優(yōu)選具有ph保護特性。涂層組400的此實施例在此被稱為“三層涂層組”，其中siox阻隔涂層或?qū)?04通過被夾在ph保護有機硅氧烷涂層或?qū)?06與銜接涂層或?qū)?02之間來被保護免受內(nèi)容物的影響，這些內(nèi)容物具有足夠高以致能去除該siox阻隔涂層或?qū)拥膒h。對應層的單位為nm的預期厚度(括號內(nèi)為優(yōu)選范圍)在以下三層厚度表中給出：
現(xiàn)描述構成三層涂層組的這些涂層中的每一個的特性和組成。
銜接涂層或?qū)?02具有至少兩個功能。該銜接涂層或?qū)?02的一個功能是改善阻隔涂層或?qū)?04與基底(例如，筒體54的側(cè)壁58)尤其是熱塑性基底的粘合性，雖然可使用銜接層來改善與玻璃基底或與另一涂層或?qū)拥恼澈闲?。例如，銜接涂層或?qū)?也被稱為粘合層或涂層)可被施加到基底上，并且阻隔層可被施加到該粘合層上以便改善阻隔層或涂層與該基底的粘合性。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)銜接涂層或?qū)?02的另一個功能：施加在阻隔涂層或?qū)?04下方的銜接涂層或?qū)?02可改善施加在阻隔涂層或?qū)?04上方的ph保護有機硅氧烷涂層或?qū)?06的功能。
銜接涂層或?qū)?02可由sioxcy構成、包含sioxcy或基本上由sioxcy組成，其中x介于0.5與2.4之間，并且y介于0.6與3之間?？商娲兀颖瓤杀磉_為式化學式siwoxcy。銜接涂層或?qū)?89中的si、o和c的原子比是如下若干選項：
si100:o50-150:c90-200(即w＝1，x＝0.5至1.5，y＝0.9至2)；
si100:o70-130:c90-200(即w＝1，x＝0.7至1.3，y＝0.9至2)
si100:o80-120:c90-150(即w＝1，x＝0.8至1.2，y＝0.9至1.5)
si100:o90-120:c90-140(即w＝1，x＝0.9至1.2，y＝0.9至1.4)，或
si100:o92-107:c116-133(即w＝1，x＝0.92至1.07，y＝1.16至1.33)。
該原子比可以通過xps測定?？紤]到通過xps無法測量的氫原子，由此銜接涂層或?qū)?02在一個方面中可具有化學式siwoxcyhz(或它的等效物sioxcy)，例如其中w是1，x是從約0.5至約2.4，y是從約0.6至約3，并且z是從約2至約9。典型地，銜接涂層或?qū)?02因此將包含針對100％碳+氧+硅歸一化的36％至41％的碳。
在本說明書中針對任何實施例定義的阻隔涂層或?qū)?除非在具體例子中另外說明)是任選地如美國專利號7,985,188中所指明的通過pecvd來施加的涂層或?qū)?。該阻隔涂層?yōu)選地被表征為“siox”涂層，并且包含硅、氧和任選地其他元素，其中x(氧原子與硅原子的比率)是從約1.5至約2.9?？梢岳缤ㄟ^透射電子顯微鏡(tem)來測量siox或其他阻隔涂層或?qū)拥暮穸?，并且可以通過x射線光電子能譜法(xps)來測量它的組成。阻隔層有效地防止氧氣、二氧化碳或其他氣體進入容器和/或防止藥用材料浸析到容器壁中或通過容器壁。
再次參見圖4a，siox的阻隔涂層或?qū)?04，其中x介于1.5與2.9之間，通過等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)直接或間接施加到筒體54的熱塑性側(cè)壁58上(在這個實例中，銜接涂層或?qū)?02置于它們之間)，這樣使得在填充的注射器筒體54中，該阻隔涂層或?qū)?04位于該筒體54的該側(cè)壁55的內(nèi)表面或內(nèi)部表面與被包含在該筒體54內(nèi)的可注射的藥物之間。
已發(fā)現(xiàn)如此處定義的某些阻隔涂層或?qū)?04諸如siox具有以下特征：因如本說明書中的其他地方所描述的涂覆容器的某些ph相對較高的內(nèi)容物的侵蝕而在不到六個月內(nèi)經(jīng)受阻隔改善因子的顯著減少，尤其是在該阻隔涂層或?qū)又苯咏佑|這些內(nèi)容物的情況下。使用如本說明書中所討論的有機硅氧烷涂層或?qū)涌山鉀Q這種問題。
將該阻隔層和銜接層施加到筒體54的內(nèi)表面上的優(yōu)選方法是通過等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)，諸如例如美國專利申請公開號20130291632中所述，將其以其全文通過引用結(jié)合在此。
本申請人已發(fā)現(xiàn)siox的阻隔層或涂層被一些流體(例如所具有的ph超過約5的水性組合物)腐蝕或溶解。由于通過化學氣相沉積施加的涂層可以是非常薄的-數(shù)十至數(shù)百納米厚-所以即使是相對緩慢的腐蝕速率也可以在小于產(chǎn)品包裝的所希望的保存期的時間里消除或降低阻隔層的有效性。這對于流體藥物組合物而言特別是一個問題，因為許多流體藥物組合物具有類似于血液和其他人或動物流體的ph的大約為7、或更廣泛地在5至9范圍內(nèi)的ph。藥物制劑的ph越高，它腐蝕或溶解siox涂層越快。任選地，這個問題可以用ph保護有機硅氧烷涂層或?qū)?06來保護阻隔涂層或?qū)?04，或其他ph敏感材料來解決。
任選地，ph保護有機硅氧烷涂層或?qū)?06可由siwoxcyhz(或其等效物sioxcy)或siwnxcyhz(或其等效物sinxcy)構成，包含siwoxcyhz(或其等效物sioxcy)或siwnxcyhz(或其等效物sinxcy)或基本上由siwoxcyhz(或其等效物sioxcy)或siwnxcyhz(或其等效物sinxcy)組成。si:o:c或si:n:c的原子比可以通過xps(x射線光電子能譜法)來測定?？紤]到h原子，因此該ph保護涂層或?qū)釉谝粋€方面可以具有式siwoxcyhz，或它的等效物sioxcy，例如其中w是1，x是從約0.5至約2.4，y是從約0.6至約3，并且z是從約2至約9。
通常，表達為化學式siwoxcy，si、o和c的原子比是如下若干選項：
si100:o50-150:c90-200(即w＝1，x＝0.5至1.5，y＝0.9至2)；
si100:o70-130:c90-200(即w＝1，x＝0.7至1.3，y＝0.9至2)
si100:o80-120:c90-150(即w＝1，x＝0.8至1.2，y＝0.9至1.5)
si100:o90-120:c90-140(即w＝1，x＝0.9至1.2，y＝0.9至1.4)
si100:o92-107:c116-133(即w＝1，x＝0.92至1.07，y＝1.16至1.33)，或
si100:o80-130:c90-150。
可替代地，該有機硅氧烷涂層或?qū)涌梢跃哂腥缤ㄟ^x射線光電子能譜法(xps)所確定的、針對100％碳、氧和硅歸一化的、小于50％碳和大于25％硅的原子濃度?？商娲兀@些原子濃度是從25％至45％的碳、25％至65％的硅、以及10％至35％的氧?？商娲兀@些原子濃度是從30％至40％的碳、32％至52％的硅、以及20％至27％的氧。可替代地，這些原子濃度是從33％至37％的碳、37％至47％的硅、以及22％至26％的氧。
任選地，如通過x射線光電子能譜法(xps)所確定的、針對100％的碳、氧和硅歸一化的、該ph保護涂層或?qū)?06中碳的原子濃度，可以大于有機硅前體的原子式中的碳的原子濃度。例如，考慮了多個實施例，其中碳的原子濃度增加了從1個原子百分比到80個原子百分比、可替代地從10個原子百分比至70個原子百分比、可替代地從20個原子百分比至60個原子百分比、可替代地從30個原子百分比至50個原子百分比、可替代地從35個原子百分比至45個原子百分比、可替代地從37個原子百分比至41個原子百分比。
任選地，與有機硅前體相比較，該ph保護涂層或?qū)?06中的碳與氧的原子比可以增加，和/或與有機硅前體相比較，氧與硅的原子比可以減小。
根據(jù)本發(fā)明，用于ph保護涂層的示例性經(jīng)驗性組成是sio1.3c0.8h3.6。
任選地，在任何實施例中，該ph保護涂層或?qū)?06包含pecvd施加的碳化硅、基本上由或由pecvd施加的碳化硅組成。
任選地，在任何實施例中，該ph保護涂層或?qū)?06是通過采用包含硅烷、基本上由或由硅烷組成的前體來施加。任選地，在任何實施例中，該硅烷前體包含無環(huán)或環(huán)狀硅烷中任一個或多個、基本上由或由無環(huán)或環(huán)狀硅烷中任一個或多個組成，該無環(huán)或環(huán)狀硅烷任選地包含以下各項中任一個或多個、基本上由或由以下各項中任一個或多個組成：硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、si2-si4硅烷、三乙基硅烷、四乙基硅烷、四丙基硅烷、四丁基硅烷、或八甲基環(huán)四硅烷或四甲基環(huán)四硅烷。
任選地，在任何實施例中，該ph保護涂層或?qū)?06包含pecvd施加的無定形或類金剛石碳、基本上由或由pecvd施加的無定形或類金剛石碳組成。任選地，在任何實施例中，使用烴前體施加該無定形或類金剛石碳。任選地，在任何實施例中，該烴前體包含以下各項、基本上由或由以下各項組成：直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷烴、飽和或不飽和的烯烴、二烯烴或炔烴例如乙炔、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、正丁烷、異丁烷、丁烷、丙炔、丁炔、環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)己烷、環(huán)已烯、環(huán)戊二烯或這些中兩個或更多個的組合。任選地，在任何實施例中，該無定形或類金剛石碳涂層具有0.1％至40％的氫原子百分比，可替代地0.5％至10％，可替代地1％至2％，可替代地1.1％至1.8％。
任選地，在任何實施例中，該ph保護涂層或?qū)?06包含pecvd施加的sinb、基本上由或由pecvd施加的sinb組成。任選地，在任何實施例中，將硅烷和含氮化合物用作前體來施加該pecvd施加的sinb。任選地，在任何實施例中，該硅烷是無環(huán)或環(huán)狀硅烷，任選地包含以下各項、基本上由或由以下各項組成：硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、si2-si4硅烷、三乙基硅烷、四乙基硅烷、四丙基硅烷、四丁基硅烷、八甲基環(huán)四硅烷或這些的兩個或更多個的組合。任選地，在任何實施例中，該含氮化合物包含以下各項中任一個或多個、基本上由或由以下各項中任一個或多個組成：氮氣、一氧化二氮、氨氣或硅氮烷。任選地，在任何實施例中，該硅氮烷包含以下各項、基本上由或由以下各項組成：直鏈硅氮烷，例如六甲基二硅胺(hmdz)、單環(huán)硅氮烷、多環(huán)硅氮烷、聚倍半硅氧烷或這些中的兩個或更多個的組合。
任選地，在任何實施例中，在基本上不存在或完全不存在氧化氣體的情況下，進行用于該ph保護涂層或?qū)?06的pecvd。任選地，在任何實施例中，在基本上不存在或完全不存在載氣的情況下，進行用于該ph保護涂層或?qū)?06的pecvd。
任選地，ph保護涂層或?qū)?06sioxcyhz的ftir吸收光譜具有以下兩項之間的大于0.75的比率：通常位于約1000cm-1與1040cm-1之間的si-o-si對稱伸縮峰的最大振幅；與通常位于約1060cm-1與約1100cm-1之間的si-o-si不對稱伸縮峰的最大振幅?？商娲兀谌魏螌嵤├?，這個比率可以是至少0.8、或至少0.9、或至少1.0、或至少1.1、或至少1.2。可替代地，在任何實施例中，這個比率可以是至多1.7、或至多1.6、或至多1.5、或至多1.4、或至多1.3。這里說明的任何最小比率可以與這里說明的任何最大比率相組合，作為替代實施例。
任選地，在任何實施例中，該ph保護涂層或?qū)?06在不存在藥劑的情況下具有非油性外觀。在一些情況下已觀察這種外觀來區(qū)分有效的ph保護涂層或?qū)?06與潤滑層(例如，如美國專利號7,985,188中所述)，在一些情況下已觀察到該潤滑層具有油性(即，光亮的)外觀。
ph保護涂層或?qū)?06任選地可以通過前體進料的等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)來施加，該前體進料包含：無環(huán)硅氧烷、單環(huán)硅氧烷、多環(huán)硅氧烷、聚倍半硅氧烷、單環(huán)硅氮烷、多環(huán)硅氮烷、聚倍半硅氮烷、娃三環(huán)(silatrane)、準娃三環(huán)(silquasilatrane)、半娃三環(huán)(silproatrane)、氮雜娃三環(huán)(azasilatrane)、氮雜準娃三環(huán)(azasilquasiatrane)、氮雜半娃三環(huán)(azasilproatrane)或這些前體中的任何兩種或更多種的組合。設想用于這種用途的一些具體的非限制性的前體包括八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts)。
任選地，組合物sioxcyhz的ph保護涂層或?qū)?06的ftir吸收光譜具有以下兩項之間的大于0.75的比率：在約1000cm-1與1040cm-1之間的si-o-si對稱伸縮峰的最大振幅；與在約1060cm-1與約1100cm-1之間的si-o-si不對稱伸縮峰的最大振幅。
其他前體和方法可以用于施加ph保護涂層或?qū)?06或者鈍化處理。例如，可以使用六亞甲基二硅氮烷(hmdz)作為前體。hmdz具有在它的分子結(jié)構中不包含氧的優(yōu)點。設想這種鈍化處理是使用hmdz的siox阻隔層的表面處理。為了減緩和/或消除二氧化硅涂層在硅烷醇鍵合位點處的分解，該涂層必須被鈍化。設想的是，用hmdz對該表面進行鈍化(并且任選地施加hmdz衍生的涂層的幾個單層)將導致表面對抗溶解的韌化，從而導致減少的分解。設想的是，hmdz將與二氧化硅涂層中存在的-oh位點反應，導致nh3釋放以及s-(ch3)3與硅鍵合(設想氫原子將釋放并且與來自該hmdz的氮鍵合以產(chǎn)生nh3)。
施加ph保護涂層或?qū)?06的另一種方式是施加無定形碳或碳氟涂層或這兩種的組合作為ph保護涂層或?qū)?06。
無定形碳涂層可以使用飽和烴(例如甲烷或丙烷)或不飽和烴(例如乙烯、乙炔)作為用于等離子體聚合的前體通過pecvd來形成。氟碳涂層可以衍生自氟碳(例如，六氟乙烯或四氟乙烯)。任一類型的涂層，或兩者的組合可以通過真空pecvd或大氣壓pecvd來沉積。設想的是，這些無定形碳和/或氟碳涂層將為siox阻隔層提供比硅氧烷涂層更好的鈍化，因為無定形碳和/或氟碳涂層將不包含硅烷醇鍵。
進一步設想的是，氟硅前體可以用于在siox阻隔層上提供ph保護涂層或?qū)?06。這可以通過使用作為前體的氟化硅烷前體(如六氟硅烷)和pecvd方法來進行。所得到的涂層也將被預期是非潤濕的涂層。
設想用于保護或鈍化siox阻隔層的又一個涂覆方式是使用聚酰胺胺-表氯醇樹脂涂覆該阻隔層。例如，阻隔層涂布部分可以在流體聚酰氨基胺表氯醇樹脂熔融物、溶液或分散體中浸漬涂布，并且通過在60℃與100℃之間溫度下的高壓蒸養(yǎng)或其他加熱來固化。設想的是，聚酰胺胺-表氯醇樹脂涂層可以優(yōu)選地在ph介于5至8之間的水性環(huán)境中使用，因為已知此類樹脂在處于該ph范圍中的紙張中提供高濕強度。濕強度是維持長時間段經(jīng)受完全水浸泡的紙張的機械強度的能力，所以設想的是在siox阻隔層上的聚酰胺胺-表氯醇樹脂涂層將對在水性介質(zhì)中的溶解具有類似的抗性。還設想的是，因為聚酰胺胺-表氯醇樹脂對紙張賦予了潤滑性改進，所以它還將在由例如coc或cop制成的熱塑性表面上提供涂層形式的潤滑性。
用于保護siox層的又一方法是將聚氟烷基醚的液體施加涂層作為ph保護涂層或?qū)?06施加，之后通過大氣壓等離子體固化該ph保護涂性層或?qū)?06。例如，設想的是，以商標
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于熱塑性注射器壁的ph保護涂層可包含以下中任一個、基本上由或由以下中任一個組成：具有化學式sioxcyhz的等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)施加的碳化硅，其中x是從0至0.5，可替代地從0至0.49，可替代地從0至0.25，如通過x射線光電子能譜法(xps)所測量，y是從約0.5至約1.5，可替代地從約0.8至約1.2，可替代地約1，如通過xps所測量，以及z是從0至2，如通過盧瑟福反向散射光譜術(rbs)所測量，可替代地通過氫前向散射法(hfs)；或pecvd施加的無定形或類金剛石碳，chz，其中z是從0至0.7，可替代地從0.005至0.1，可替代地從0.01至0.02；或pecvd施加的sinb，其中b是從約0.5至約2.1，可替代地從約0.9至約1.6，可替代地從約1.2至約1.4，如通過xps所測量。
ph保護有機硅氧烷涂層-不作為涂層組的一部分
現(xiàn)在參見圖4b，示出圖4的注射器筒體54的放大截面圖的第二替代實施例。如圖4b所示，該注射器筒體54可包括直接布置在該注射器筒體54的壁58上，而不是例如作為涂層組的頂層的有機硅氧烷涂層或?qū)?06。任選地，該有機硅氧烷涂層或?qū)?06具有ph保護特性。因此，本發(fā)明的方面涉及將有機硅氧烷涂層或?qū)佑米髦佑|表面，無論該有機硅氧烷涂層或?qū)邮峭繉咏M的最頂層或自身直接被布置到筒體壁上。
pecvd裝置
適合于施加本說明書中描述的pecvd涂層或?qū)又械娜我粋€的pecvd裝置，在美國專利號7,985,188和美國專利申請公開號20130291632中示出并且描述，該pecvd涂層或?qū)影ㄣ暯油繉踊驅(qū)?02、阻隔涂層或?qū)?04或有機硅氧烷涂層或?qū)?06。該裝置任選地包括容器保持器、內(nèi)部電極、外部電極以及電源。安置在該容器保持器上的容器限定了等離子體反應室，其任選地用作它自己的真空室。任選地，可以提供真空源、反應氣體源、氣體進料或這些中的兩種或更多種的組合。任選地，提供了放氣管(不一定包括真空源)以將氣體傳遞至就位于端口上的容器的內(nèi)部或者自該容器的內(nèi)部傳遞氣體來限定密閉室。
具有潤滑特性的ph保護有機硅氧烷涂層
設想的是，包括有機硅氧烷涂層、沒有單獨的離散潤滑涂層或基本上不存在可流動潤滑劑的具有柱塞接觸內(nèi)表面的注射器仍然可以為柱塞推進提供足夠的潤滑性。如在此所使用的，“基本上不存在可流動的潤滑劑”意指不向注射器筒體提供其量將有助于柱塞-注射器系統(tǒng)的潤滑性的可流動的潤滑劑(例如pdms)。由于在將柱塞組裝到注射器中之前處理柱塞時有時的慣例是使用可流動的潤滑劑，所以“基本上不存在可流動的潤滑劑”在一些情況下可以考慮由于這種處理慣例而存在痕量的此類潤滑劑。
因此，在一方面，本發(fā)明針對在腸胃外容器的內(nèi)表面上的有機硅氧烷涂層，其提供有益于可接受的柱塞操作的潤滑特性。有機硅氧烷涂層可以是例如以上討論的ph保護涂層的任何實施例。有機硅氧烷涂層可以直接施用到容器的內(nèi)壁上或作為多層涂層組(例如以上討論的三層涂層組)上的頂層。優(yōu)選地，這個實施例將消除對離散潤滑涂層(例如，如在美國專利號7,985,188中所描述的)或可流動的潤滑劑(例如硅油)的需要。
有機硅氧烷涂層可以任選地提供多種功能：(1)保護下層或下面的聚合物基底免受具有從4-10、任選地從5-9的ph的藥物產(chǎn)品的ph耐受層；(2)使聚集、可提取物和浸出最小化的藥物接觸表面；(3)在基于蛋白質(zhì)的藥物的情況下，減少蛋白質(zhì)在容器表面上的結(jié)合；和(4)潤滑層，例如有助于在分配注射器的內(nèi)容物時柱塞前進。
在聚合物基容器上使用有機硅氧烷涂層作為柱塞的接觸表面提供了明顯的優(yōu)點。塑料注射器和藥筒可以注射模制成比它們的玻璃對應物更緊密的公差。設想的是，通過注射模制可實現(xiàn)的尺寸精度允許優(yōu)化注射器的內(nèi)徑，以便一方面為柱塞提供足夠的壓縮用于cci，同時不過度壓縮柱塞，以便在施用藥物產(chǎn)品時提供希望的柱塞力。最佳地，這將消除或顯著減少用可流動的潤滑劑或離散潤滑涂層潤滑注射器或藥筒的需要，因此降低制造復雜性并避免與硅油相關的問題。
將參考以下實例更詳細地說明本發(fā)明，但是應當理解的是，本發(fā)明不被認為限于此。
實例
實例1-柱塞力
使類似于圖26的涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的實施例的三個可轉(zhuǎn)換柱塞樣品(樣品a(500)、b(502)和c(504))經(jīng)受柱塞力測試。樣品使用3.45mm直徑的球形插入件。所希望的結(jié)果是低于15n、優(yōu)選低于10n、甚至更優(yōu)選處于或低于5n的滑動力。在具有柱塞接觸表面的注射器中測試樣品，該柱塞接觸表面包含由tmdso前體制成的ph保護涂層作為三層涂層組的一部分，例如，如圖4a所示并如在此所述。樣品柱塞套筒由丁基橡膠制成，并且薄膜由25微米厚的
如圖28中的圖所示，三個樣品的掙脫力在約3.5n-5.5n之間。滑動力相對恒定并且對于每個樣品是一致的，并且在約2.5n與約5n之間。因此，該測試被認為是在實現(xiàn)希望的柱塞力和每個樣品的力分布的一致性(即，對于給定樣品的滑動力沒有劇烈變化)方面的成功。
實例2-cci
上面描述了cci測試方法(真空衰減測試)。使用該測試，并參考圖29中的圖，使用三組柱塞(組a、b和c)，全部在6.35mm直徑的注射器中。組a510包括沒有任何插入件的柱塞，并且因此在柱塞存儲密封區(qū)段與注射器筒體之間沒有壓縮。組b512包括具有3.45mm直徑的球形插入件的柱塞，這導致在它們各自的存儲密封區(qū)段上的柱塞直徑的略小于3％的壓縮。組c514包括具有3.58mm球形插入件的柱塞，這導致在它們各自的存儲密封區(qū)段上的柱塞直徑的約4.8％的壓縮。為了保持預填充式注射器的足夠的cci的目的，約20pa或更小的壓降是可接受的。
圖29中的圖示出了經(jīng)受真空衰減測試的柱塞組a、b和c的壓降。組a510示出了遠遠超過20pa的壓降，而組b512和組c512具有約20pa或更小的壓降，這是積極的結(jié)果。該測試表明球形插入件(類似于圖3和圖26的插入件42)在柱塞12的存儲密封區(qū)段51中提供壓縮，產(chǎn)生可接受的cci。相比之下，沒有插入件的組a510沒有提供足夠的cci。
實例3-對比柱塞
使用四個注射器筒體實施例的力
這個實例描述了若干個類似于圖26的涂膜的可轉(zhuǎn)換柱塞的實施例的可轉(zhuǎn)換柱塞樣品的柱塞力測試。樣品使用3.45mm直徑的球形插入件。這個測試的結(jié)果在圖30中示出。
在以下四個不同的注射器筒體的每一個中測試四個或五個柱塞樣品：(a)沒有可流動的潤滑劑設置在柱塞與內(nèi)壁之間的具有內(nèi)壁的cop注射器筒體(“裸cop注射器”，其力測試結(jié)果由參考標號516標識)；(b)沒有可流動的潤滑劑設置在柱塞與三層涂層組之間的具有施用到其內(nèi)壁的三層涂層組的cop注射器筒體(“三層注射器”，其力測試結(jié)果由參考標號518標識)；(c)沒有任何可流動的潤滑劑設置在柱塞與筒體的內(nèi)壁之間的玻璃注射器筒體(“裸玻璃注射器”，其力測試結(jié)果由參考標號520標識)；和(d)具有可流動的潤滑劑(pdms)設置在柱塞與筒體的內(nèi)壁之間的玻璃注射器筒體(“具有pdms的玻璃注射器”，其力測試結(jié)果由參考標號522標識)。
圖30中描繪的對于給定注射器的掙脫力和最大滑動力代表從每個注射器測試五個柱塞樣品中的四個的結(jié)果的平均值。平均掙脫力如下：(a)對于裸cop注射器516，在6與7n之間；(b)對于三層注射器518，略高于5n；(c)對于裸玻璃注射器520，在7與8n之間；和(d)對于具有pdms522的玻璃注射器，在11與12n之間。平均最大滑動力如下：(a)對于裸cop注射器516，略低于4n；(b)對于三層注射器518，4n；(c)對于裸玻璃注射器520，在6與7n之間；和(d)對于具有pdms522的玻璃注射器，在10與11n之間。
值得注意的是，三層注射器518累積力結(jié)果是最佳的，在于與其他注射器不同，掙脫力和最大滑動力平均值二者都是約5n或更低(這是優(yōu)選的柱塞力)。此外，三層注射器518的掙脫力與最大滑動力之間的差值僅為大約1n，這顯著小于裸cop注射器516的掙脫力與最大滑動力之間的大約2.5n的差值。因此，根據(jù)本發(fā)明的具有柱塞的三層注射器提供與三層注射器本身相關的益處(例如，ph保護、緊密的注射器公差、阻隔特性)以及不含可流動的潤滑劑(或基本上不含可流動的潤滑劑)的柱塞系統(tǒng)，該柱塞系統(tǒng)在使用中提供cci和希望的柱塞力二者。
盡管已參照具體實例詳細描述了本發(fā)明，但是對本領域技術人員來說，顯然在不背離其精神和范圍的情況下可以對其進行各種改變和修改。
權利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種三位置柱塞，包括：套筒，在其遠端具有開口；預加載腔，該預加載腔鄰近該開口并與該開口連通；第一腔，該第一腔鄰近該預加載腔并與該預加載腔連通；第二腔，該第二腔鄰近該預加載腔并與該預加載腔連通；以及至少一個肋狀物，該至少一個肋狀物通常與該第一腔對準；以及插入件，該插入件被配置為從該預加載腔移位到該第一腔并且從該第一腔移位到該第二腔，其中該插入件任選地部分地通常在形狀上是球形的，該插入件被配置為當該插入件被放置在該第一腔中時提供對該至少一個肋狀物的壓縮的支撐。
2.如權利要求1所述的三位置柱塞，進一步包括可操作地連接到該套筒的連接器主體，其中該連接器主體的一部分被放置在該套筒內(nèi)并且被配置為提供對該套筒抵靠筒體的側(cè)壁的內(nèi)表面的壓縮的支撐。
3.如權利要求2所述的三位置柱塞，進一步包括具有軸的柱塞桿，該軸被配置為當該軸從第一位置移位到第二位置時將該插入件從該第一腔移位到該第二腔，其中該柱塞桿可操作地連接到該連接器主體。
4.如任何前述權利要求所述的三位置柱塞，進一步包括在該套筒的至少一部分上、任選地在該套筒的側(cè)壁和鼻錐上的薄膜涂層或模制帽，其中該薄膜涂層或模制帽具有的潤滑性大于該柱塞的側(cè)壁的材料的潤滑性，其中該薄膜涂層或模制帽任選地是惰性氟聚合物。
5.一種注射器，包括設置在其中的如任何前述權利要求所述的三位置柱塞，該注射器由可注射模制的熱塑性材料，任選地cop或coc制成，該注射器包括有機硅氧烷涂層或?qū)?，作為柱塞接觸表面，而基本上不存在可流動的潤滑劑。
6.如權利要求5所述的注射器，其中該有機硅氧烷涂層或?qū)邮莗h保護涂層，任選地作為三層涂層組的頂層。
7.如權利要求5或6所述的注射器，其中該注射器是包含藥物產(chǎn)品的預填充式注射器，該藥物產(chǎn)品包含在含有產(chǎn)品的區(qū)域內(nèi)。
8.一種預填充式注射器，包括具有內(nèi)壁的筒體和包含在含有產(chǎn)品的區(qū)域內(nèi)的藥物產(chǎn)品，該預填充式注射器進一步包括具有內(nèi)部部分和通常圓柱形外表面的可轉(zhuǎn)換柱塞，其中該外表面的至少一部分通過該內(nèi)部部分的特性保持呈初始膨脹狀態(tài)，該膨脹狀態(tài)提供抵靠該內(nèi)壁的壓縮力，該柱塞可還原到收縮狀態(tài)，其中抵靠該內(nèi)壁的該壓縮力通過施加到該柱塞的該內(nèi)部部分以改變該特性的操作還原或移除，其中該可轉(zhuǎn)換柱塞提供低于15n、任選地低于10n、任選地低于9n、任選地低于8n、任選地低于7n、任選地低于6n、任選地在約2.5n與約5.5n之間的掙脫力和滑動力，基本上在該可轉(zhuǎn)換柱塞的該外表面與該筒體的該內(nèi)壁之間不存在可流動的潤滑劑。
9.如權利要求8所述的預填充式注射器，其中該掙脫力比該滑動力高小于2n、任選地高1.5n、任選地高1n、任選地高小于1n。
10.如權利要求8或9所述的預填充式注射器，包括作為柱塞接觸表面的有機硅氧烷涂層或?qū)印?/p>
11.如權利要求8-10中任一項所述的預填充式注射器，其中該有機硅氧烷涂層或?qū)邮莗h保護涂層，任選地作為三層涂層組的頂層。
12.如權利要求8-11中任一項所述的預填充式注射器，其中該特性是由固體壓縮材料提供的機械產(chǎn)生的向外徑向壓力，其中該操作包括在該柱塞的該內(nèi)部部分內(nèi)軸向移位該固體壓縮材料。
13.如權利要求12所述的預填充式注射器，其中該操作包括將該固體壓縮材料從該柱塞的該內(nèi)部部分內(nèi)的第一腔軸向移位到第二腔。
14.如權利要求8-13中任一項所述的預填充式注射器，其中該可轉(zhuǎn)換柱塞提供低于7n的掙脫力和滑動力，并且其中該掙脫力比該滑動力高小于1.5n。
15.如權利要求8-14中任一項所述的預填充式注射器，其中該初始膨脹狀態(tài)在所希望的保存期限內(nèi)為該藥物產(chǎn)品提供容器封閉完整性，如通過真空衰減泄漏檢測方法所證明的。
16.如權利要求15所述的預填充式注射器，其中該初始膨脹狀態(tài)在所希望的保存期限內(nèi)為該藥物產(chǎn)品提供無菌性和任選的氣體阻隔。
17.如權利要求8-16中任一項所述的預填充式注射器，其中該注射器筒體由可注射模制的熱塑性材料，任選地cop或coc制成。
18.如權利要求8-16中任一項所述的預填充式注射器，其中該注射器筒體由玻璃制成。
19.如權利要求8-18中任一項所述的預填充式注射器，其中該可轉(zhuǎn)換柱塞由套筒組成，該套筒包括在該套筒的至少一部分上、任選地在該套筒的側(cè)壁和鼻錐上的薄膜涂層或模制帽，其中該薄膜涂層或模制帽具有的潤滑性大于該柱塞的側(cè)壁的材料的潤滑性，其中該薄膜涂層或模制帽任選地是惰性氟聚合物。
20.一種組裝具有可轉(zhuǎn)換柱塞的注射器的方法，該方法包括以下步驟：
a.提供任選地預填充有注射產(chǎn)品的注射器筒體，該注射器筒體具有柱塞插入開口；
b.提供一種三位置柱塞，包括：套筒，在其遠端具有開口；預加載腔，該預加載腔鄰近該開口并與該開口連通；第一腔，該第一腔鄰近該預加載腔并與該預加載腔連通；第二腔，該第二腔鄰近該預加載腔并與該預加載腔連通；以及至少一個肋狀物，該至少一個肋狀物通常與該第一腔對準；以及插入件，該插入件被配置為從該預加載腔移位到該第一腔并且從該第一腔移位到該第二腔，其中該插入件任選地部分地通常在形狀上是球形的，該插入件被配置為當該插入件被放置在該第一腔中時提供對該至少一個肋狀物的壓縮的支撐；并且
c.將該三位置柱塞插入該注射器筒體的該柱塞插入開口中，同時該插入件設置在該預加載腔中，并且一旦該套筒已經(jīng)完全插入該筒體中，將該插入件推進到該第一腔中。
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