用于藥物輸送裝置的驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于藥物輸送裝置的驅(qū)動機構(gòu)以及相應(yīng)的藥物輸送裝置。具體地，本發(fā)明涉及尤其包括單次和/或末次劑量限制機構(gòu)的注射裝置(例如，筆型注射器)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于設(shè)定并分配液體藥劑的單劑量或者多劑量的藥物輸送裝置本身是本領(lǐng)域所熟知的。通常，這樣的裝置大致具有與普通注射器類似的用途。
[0003]藥物輸送裝置特別是筆型注射器必須滿足多個用戶特定需求。例如，在患者患有如糖尿病的慢性疾病的情況下，患者可能身體虛弱，并且還可能具有受損的視力。因此，尤其旨在抵抗家庭用藥的合適的藥物輸送裝置需要在構(gòu)造上牢固且應(yīng)當易于使用。另外，對該裝置及其部件的操縱以及一般處理應(yīng)當是明了且可容易理解的。此外，劑量設(shè)定以及劑量分配過程必須易于操作且必須是清晰的。
[0004]通常，這樣的裝置包括殼體或者特定的儲物筒保持器，該殼體或者特定的儲物筒保持器適于接納至少部分地填充有要被分配的藥劑的儲物筒。該裝置進一步包括通常具有可移位活塞桿的驅(qū)動機構(gòu)，活塞桿適于與儲物筒的活塞可操作地接合。借助于驅(qū)動機構(gòu)及其活塞桿，儲物筒的活塞在遠側(cè)或者分配方向上可移位，并且因此可以經(jīng)由刺穿組件排出預(yù)定量的藥劑，該刺穿組件將與藥物輸送裝置的殼體的遠端段可釋放地聯(lián)接。
[0005]在多劑量儲物筒中提供并包含將由藥物輸送裝置分配的藥劑。這樣的儲物筒通常包括在遠側(cè)方向上借助于可刺穿密封件密封且在近側(cè)方向上通過活塞進一步密封的玻璃筒體。在可重復(fù)使用的藥物輸送裝置的情況下，可用新儲物筒更換空儲物筒。與此相反，一次性類型的藥物輸送裝置在儲物筒中的藥劑已被完全分配或者已用完時將被整個丟棄。
[0006]文獻WO 2006/076921 Al描述了一種手持機械注射裝置，其中藥物通過釋放裝置中的儲能部件(power reservoir)而排出。該儲能部件通過定位于注射裝置的上端處或附近的用戶可操作釋放構(gòu)件的驅(qū)動而全部或部分釋放。儲能部件以如下方式設(shè)置于裝置殼體和劑量設(shè)定構(gòu)件之間:當劑量劑量設(shè)定構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時，能量積累于儲能部件中。
[0007]儲能部件包括形成為螺旋彈簧的扭力彈簧，其與關(guān)聯(lián)的活塞桿共軸延伸。扭力彈簧通過棘齒旋轉(zhuǎn)而賦予能量，該棘齒在設(shè)定待注射劑量時可操作地連接至注射裝置的殼體。在劑量設(shè)定位置，棘齒經(jīng)由棘齒臂與殼體部分可操作地連接。積累在扭力彈簧中的能量通過軸向偏移棘齒而釋放，由此其與殼體部分的連接釋放，使得棘齒臂移動至殼體部分中，由此活塞桿能夠旋轉(zhuǎn)并由此排出設(shè)定劑量的藥物。
[0008]扭力彈簧與棘齒組合實現(xiàn)了在設(shè)定劑量時積累并儲存機械能量。然而，如果設(shè)定劑量過大，就需要劑量校正或劑量遞減操作。為了實現(xiàn)劑量校正或劑量遞減，棘齒必須暫時斷開接合或者必須短暫被越過。此外，劑量遞減致動可以與偏置彈簧元件一致地動作，該偏置彈簧元件會對裝置的一般操縱以及調(diào)節(jié)劑量大小的可操作性具有負面作用。
[0009]另外，對劑量精確性的需要會進一步要求棘齒與每個待分配的藥劑的標準單位相繼接合。由于典型的手持藥物輸送在幾何尺寸上受限，這種棘齒的相互內(nèi)部接合的部件不得不相當小且精細，從而提供所需的劑量精度。然而，這樣微小或精細的機械部件需要相當復(fù)雜的組裝過程，并且當裝置被操作時會對機械負載或機械應(yīng)力敏感。
[0010]因此，本發(fā)明的目的為提供一種藥物輸送裝置的改進的驅(qū)動機構(gòu)，實現(xiàn)對清晰的藥劑劑量的相當簡單和直觀的設(shè)定和分配。具體的目的是提供驅(qū)動機構(gòu)的簡單直觀的劑量設(shè)定以及對應(yīng)的劑量校正操作。
[0011]另外，驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)當相當牢固并且對外部施加的機械負載或應(yīng)力不敏感。此外，驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)當易于組裝并應(yīng)當具有高的可靠性。
[0012]本發(fā)明另一目的在于提供藥物輸送裝置，其包括這種驅(qū)動機構(gòu)并且包括以活塞桿密封的儲物筒，以與這種驅(qū)動機構(gòu)的活塞桿可操作地接合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]在第一個方面，提供藥物輸送裝置的驅(qū)動機構(gòu)，用于分配一定量的藥物。該驅(qū)動機構(gòu)包括在軸向上延伸的細長殼體。通常，殼體基本上呈管狀或圓筒形，允許通過用戶的一只手抓握和操作驅(qū)動機構(gòu)或整個藥物輸送裝置。
[0014]驅(qū)動機構(gòu)進一步包括活塞桿，以可操作地接合包含將要通過驅(qū)動機構(gòu)分配的藥劑的儲物筒的活塞。儲物筒包括活塞，活塞借助在軸向遠側(cè)方向上的位移，用來從儲物筒中排出對應(yīng)于活塞軸向位移的藥劑量。通常，活塞在軸向近側(cè)方向上密封儲物筒。驅(qū)動機構(gòu)的活塞桿可操作，以使儲物筒的活塞在軸向遠側(cè)方向上位移。因此，活塞桿可操作，以向儲物筒的活塞施加指向遠端的推力或壓力，用于使得活塞在遠側(cè)方向相對于儲物筒移位，從而從儲物筒中分配預(yù)定量的藥劑。
[0015]驅(qū)動機構(gòu)進一步包括驅(qū)動套筒，其可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體中，并且通?？膳c活塞桿可操作地釋放，用于設(shè)定劑量。通常，為了劑量設(shè)定，驅(qū)動套筒抵抗彈簧元件的作用在劑量遞增方向上相對于殼體可旋轉(zhuǎn)。由于驅(qū)動套筒在劑量設(shè)定過程期間與活塞桿可操作地斷開連接或者斷開接合，活塞桿相對于殼體基本上保持為靜止的，同時驅(qū)動套筒抵抗彈簧元件的作用而在劑量遞增方向上旋轉(zhuǎn)。
[0016]在驅(qū)動套筒的這種劑量遞增旋轉(zhuǎn)期間，彈簧元件被偏置或拉緊，從而累積并儲存機械能量。在接下來的劑量分配過程期間，驅(qū)動套筒通過在相反并因此在劑量遞減方向上釋放彈簧元件而被驅(qū)動。此外，在劑量分配期間，驅(qū)動套筒可操作地連接或可操作地聯(lián)接活塞桿，用來在遠側(cè)方向上驅(qū)動活塞桿，從而從儲物筒中分配先前設(shè)定劑量的藥物。在劑量分配期間，可操作驅(qū)動套筒向活塞桿施加驅(qū)動力或驅(qū)動動量。驅(qū)動力或驅(qū)動動量通常在劑量設(shè)定程序期間由預(yù)先偏置的彈簧元件提供。以此方式，驅(qū)動機構(gòu)為半自動類型的。用戶僅需引發(fā)劑量分配動作，同時驅(qū)動活塞桿的機械能僅通過偏置彈簧元件提供。
[0017]另外，驅(qū)動機構(gòu)包括棘齒機構(gòu)，以相對于殼體可旋轉(zhuǎn)地固定驅(qū)動套筒。借助于棘齒機構(gòu)，機構(gòu)能量在劑量設(shè)定期間被傳遞至彈簧元件。此外，機械能量可以儲存并積累在驅(qū)動機構(gòu)中。僅在用戶的劑量分配動作期間，才釋放棘齒機構(gòu)，從而將驅(qū)動機構(gòu)從劑量設(shè)定模式切換至劑量分配模式。在劑量分配模式中，驅(qū)動套筒通常在彈簧元件的作用下從棘齒機構(gòu)斷開聯(lián)接并因此自由旋轉(zhuǎn)，由此將驅(qū)動力或驅(qū)動動量轉(zhuǎn)移至活塞桿。
[0018]棘齒機構(gòu)包括第一棘齒主體和第二棘齒主體。第一和第二棘齒主體設(shè)置在細長的殼體中并且相對于彼此可旋轉(zhuǎn)。第一棘齒主體具有第一和第二棘齒元件，該第一和第二棘齒元件適于與第二棘齒主體的帶齒輪廓交替接合。以此方式，第二棘齒主體可以如下方式相對于第一棘齒主體旋轉(zhuǎn):第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件與第二棘齒主體的帶齒輪廓連續(xù)地接合。因此，第二棘齒主體能夠相對于第一棘齒主體以如下方式旋轉(zhuǎn):第二棘齒主體以離散的步進可旋轉(zhuǎn)地緊固于第一棘齒主體。
[0019]通常，第一和第二棘齒主體的相互接合提供了第一棘齒主體相對于第二棘齒主體的至少單向的旋轉(zhuǎn)。此外，第一棘齒主體在劑量遞增方向上相對于第二棘齒主體以如下方式可旋轉(zhuǎn):第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件連續(xù)和/或依次地接合第二棘齒主體的帶齒輪廓，由此有效地防止了第二棘齒主體相對于第一棘齒主體在相反的旋轉(zhuǎn)方向由此在劑量遞減方向上的自致動旋轉(zhuǎn)。
[0020]第一和第二棘齒主體中的一個可操作地接合或連接殼體，并且第一和第二棘齒主體中另一個可操作地接合或連接驅(qū)動套筒。第一和第二棘齒主體還可以與殼體和/或驅(qū)動套筒一體成形，并且因此可以分別代表殼體和/或驅(qū)動套筒的一部分。
[0021]由于第一棘齒主體包括至少兩個、即第一和第二棘齒元件，它們可操作地交替接合第二棘齒主體的帶齒輪廓，可以提供相當精確的、精細調(diào)節(jié)的或精細可調(diào)的棘齒機構(gòu)，以實現(xiàn)比較小的間隔的旋轉(zhuǎn)步進，而無需最小化帶齒輪廓和第一棘齒主體的棘齒元件的幾何尺寸。通過以相對于第二棘齒主體的帶齒輪廓的預(yù)定偏移定位第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件，可以提供第一和第二棘齒元件與帶齒輪廓的交替相互接合。
[0022]根據(jù)另一實施方案，第一棘齒主體包括第一棘齒構(gòu)件和第二棘齒構(gòu)件，其中第一棘齒構(gòu)件支撐第一棘齒元件并且其中第二棘齒構(gòu)件支撐第二棘齒元件。第一和第二棘齒元件可以與各自的第一和第二棘齒構(gòu)件一體形成。因此，第一和/或第二棘齒元件可以代表各相應(yīng)的與第二棘齒主體直接接合的棘齒構(gòu)件的特定部分。
[0023]此外，第一和/或第二棘齒元件還可以包括單獨的塊或部件，其可位移地或可旋轉(zhuǎn)地組裝至對應(yīng)的第一和/或第二棘齒構(gòu)件。一般而言，通過在不同的棘齒構(gòu)件上提供第一和第二棘齒元件，可以實現(xiàn)相應(yīng)棘齒元件與第二棘齒主體的清晰的交替接合。
[0024]根據(jù)另一實施例，第一和第二棘齒構(gòu)件的第一和第二棘齒元件位于棘齒構(gòu)件的相反圓周端區(qū)段上。棘齒構(gòu)件一般沿著第二棘齒主體的環(huán)形帶齒輪廓延伸。因此，第一和第二棘齒構(gòu)件中的每個或至少一個可以包括半圓形或弧形的棘齒臂。各自的棘齒元件通常從半圓形或弧形棘齒構(gòu)件徑向向內(nèi)或徑向向外延伸，從而接合第二棘齒主體的帶齒輪廓。
[0025]通常，當?shù)谝患X主體在徑向上受限或者在周向上被第二棘齒主體包圍，第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件在徑向上向外延伸，以接合第二棘齒主體的徑向朝內(nèi)的帶齒輪廓。在另一實施例中，還可以設(shè)想的是，第二棘齒主體在徑向上位于第一棘齒主體內(nèi)部。然后，第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件在徑向上向內(nèi)延伸，以交替接合第一棘齒主體位于其外周上的帶齒輪廓。通過在第一和第二棘齒構(gòu)件的相反圓周端區(qū)段處提供第一和第二棘齒元件，第二棘齒主體的帶齒輪廓的各自相對定位部分可以交替接合第一棘齒主體及其第一棘齒構(gòu)件。通過在第一和第二棘齒構(gòu)件的相反、特別是直徑方向上相反的端部區(qū)段上交替接合第一和第二棘齒元件，第一棘齒元件可以接合帶齒輪廓，同時第二棘齒元件可以基本上與帶齒輪廓斷開接合，并且反過來也是一樣的。
[0026]根據(jù)另一實施例，棘齒元件的位置和幾何形狀使得第一棘齒主體的棘齒元件中的一個接合第二棘齒主體的帶齒輪廓，同時棘齒元件的另一個與帶齒輪廓有效地斷開接合，并且反過來也是一樣的。在典型的實施例中，第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件相對于第二棘齒主體的帶齒輪廓的齒的規(guī)則布置存在相位偏移?？紤]到第二棘齒主體的帶齒輪廓的各種齒分隔開角度距離L，第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件可以彼此分開角度距離η+L/2，其中η表示第二棘齒主體的帶齒輪廓的齒的整數(shù)。以此方式，可以實現(xiàn)第一和第二棘齒元件之間相對于帶齒輪廓的180°相位移位。
[0027]在第一和第二棘齒元件之間除了 180°或相位移位，還可以設(shè)想jt/4、Ji/6或V8。以此方式，可以進一步提高劑量精度和/或可以進一步減少或最小化連續(xù)給藥步進的步進大小。
[0028]根據(jù)另一個實施例，第一棘齒主體的第一和第二棘齒構(gòu)件中的至少一個在徑向方向上可樞轉(zhuǎn)和/或可回彈形變。通常，至少一個或兩個棘齒構(gòu)件抵抗回復(fù)力在徑向方向上可樞轉(zhuǎn)和/或可回彈形變。所述回復(fù)力可以來自于棘齒構(gòu)件和/或其棘齒元件的固有柔性?？商鎿Q地，至少一個棘齒構(gòu)件和/或其棘齒元件可以在如彈簧的回復(fù)力元件的作用下在徑向方向上可樞轉(zhuǎn)。在任一方式中，第一和/或第二棘齒構(gòu)件的可樞轉(zhuǎn)和/或有回彈性的支撐件提供了第一和第二棘齒元件與第二棘齒主體的帶齒輪廓的相當自致動的相互接合。
[0029]在驅(qū)動套筒相對于殼體的劑量遞增旋轉(zhuǎn)期間并且在第一或第二棘齒主體相對于第二或第一棘齒主體的劑量增量旋轉(zhuǎn)期間，第一和第二棘齒構(gòu)件中的至少一個分別以回彈或柔性方式變形或樞轉(zhuǎn)，此時第二棘齒主體的帶齒輪廓相繼或交替嚙合第一棘齒主體的第一和第二棘齒元件。棘齒元件與帶齒輪廓的連續(xù)且規(guī)律的接合還向用戶提供了可聽見的反饋，即劑量設(shè)定程序正在進行中，并且劑量大小以離散步進增加或降低。當作為用于分配例如胰島素的藥物輸送裝置實施時，由棘齒機構(gòu)確定的離散步進可以對應(yīng)于胰島素的單個國際單位IU。
[0030]根據(jù)另一實施例，當在第一和第二棘齒主體之間作用的轉(zhuǎn)矩低于第一預(yù)定閾值時，第一和第二棘齒元件中的至少一個適于阻擋第二棘齒主體相對于第一棘齒主體在劑量遞減方向上的旋轉(zhuǎn)。假設(shè)向驅(qū)動套筒提供的轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動力低于所述第一閾值，棘齒機構(gòu)提供了單向棘齒，僅允許驅(qū)動套筒的劑量遞增旋轉(zhuǎn)，但是禁止其相反方向的劑量遞減旋轉(zhuǎn)。第一和第二棘齒主體之間的轉(zhuǎn)矩的第一預(yù)定閾值通常大于由偏置彈簧元件提供的最大轉(zhuǎn)矩。
[0031]以此方式，棘齒機構(gòu)用來禁止并互鎖驅(qū)動套筒由拉緊的彈簧元件驅(qū)動的自致動旋轉(zhuǎn)位移。以此方式，傳遞至彈簧元件的機械能量可以積累在彈簧元件中，并且可以借助棘齒機構(gòu)安全地儲存在驅(qū)動機構(gòu)中。
[0032]第二棘齒主體的旋轉(zhuǎn)對轉(zhuǎn)矩的敏感性或取決于轉(zhuǎn)矩的阻擋，通過第一棘齒主體及其第一和