Устройства введения лекарственного препарата
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам введения лекарственного препарата для введения лекарства в тело человека или животного и, в частности, но не исключительно, к устройствам, имеющим съемный картридж с лекарственным препаратом. Устройство введения лекарственного препарата содержит корпус; телескопический поршневой шток в сборе для приведения в движение заглушки емкости с лекарственным препаратом; и приводной механизм для телескопического поршневого штока в сборе. Телескопический поршневой шток в сборе имеет приводной вал, телескопически подсоединенный к поршню, для приведения в движение заглушки через промежуточное звено связи. Промежуточное звено связи содержит первый и второй элементы, телескопически подсоединенные друг к другу, поршень, телескопически подсоединенный к одному из первого и второго элементов, и приводной вал, телескопически подсоединенный к другому из первого и второго элементов; и шпоночное соединение для сдерживания вращения поршня по отношению к корпусу. Когда приводной механизм приводит в движение приводной вал, то поршень, первый и второй элементы и приводной вал телескопически выдвигаются или задвигаются по отношению друг к другу. Изобретение обеспечивает более компактную конструкцию устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОПИСАНИЕ
Данное изобретение относится к устройствам введения лекарственного препарата для введения лекарства в тело человека или животного и, в частности, но не исключительно, к устройствам, имеющим съемный картридж с лекарственным препаратом. Такие устройства обычно используются теми, кто страдает диабетом, для введения инсулина.
Устройство введения лекарственного препарата используется лицами без специальной медицинской подготовки, то есть пациентами, при этом самоконтроль их состояния становится все более общепринятым. Такие условия выдвигают ряд требований к устройствам введения лекарственного препарата этого типа. Инъекционное устройство должно иметь прочную конструкцию, будучи при этом простым в обращении в смысле работы с ним пользователя и манипулирования его частями. Применительно к лицам, страдающим диабетом, многие пользователи могут иметь ослабленное зрение и могут быть также слабыми физически. Поэтому слишком громоздкие устройства могут быть трудными для использования, особенно для лиц с пониженной сноровкой.
В патентном описании WO 03/061736 представлено устройство введения лекарственного препарата с перемещаемым в осевом направлении винтом подачи. В этом устройстве винт подачи обеспечивает резьбовое зацепление поршня с приводным механизмом, который содержит зубчатую передачу и электродвигатель. Вращательное приводное усилие двигателя преобразуется в осевую силу зубчатой передачей и резьбовым поршнем, и эта осевая сила прикладывается к заглушке или эластомерному поршню картриджа с лекарственным препаратом. Это приводное действие обеспечивает выталкивание некоторого количества лекарства из картриджа. Для того чтобы полностью опустошить картридж, длина винта подачи должна быть по меньшей мере равна длине картриджа, что делает общую длину устройства по меньшей мере равной удвоенной длине картриджа. Проблема, связанная с таким типом инъекционного устройства, заключается в том, что общая его длина слишком велика, чтобы оно могло без затруднений укладываться в карман пиджака или дамскую сумочку.
Для того чтобы создать устройство короче удвоенной длины картриджа, был разработан телескопический поршневой шток. Такой телескопический поршневой шток показан используемым в инъекционном устройстве в WO 97/00091. В этом патентном описании показан линейно перемещающийся поршень шприца, который имеет поршневой шток, содержащий множество отрезков или частей, подсоединяемых друг к другу сопрягаемой винтовой резьбой. Дистальная часть телескопического поршневого штока подсоединяется к эластомерному поршню шприца и предохраняется от поворачивания рядом втулок, окружающих поршневой шток. Втулка с наибольшим диаметром должна входить внутрь диаметра шприца, откуда следует, что такой телескопический поршень подходит только для шприца значительного размера.
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства введения лекарственного препарата, которое имеет более компактный телескопический поршневой шток в сборе.
Согласно настоящему изобретению обеспечено устройство введения лекарственного препарата, которое содержит: корпус, телескопический поршневой шток в сборе для приведения в движение заглушки емкости с лекарственным препаратом; и приводной механизм телескопического поршневого штока в сборе, причем телескопический поршневой шток в сборе имеет приводной вал, телескопически соединенный с поршнем, для приведения в движение заглушки через промежуточное звено связи;
и отличается тем, что:
промежуточное звено связи содержит: первый и второй элементы, телескопически связанные друг с другом, причем поршень телескопически подсоединен к одному из первого и второго элементов, а приводной вал телескопически подсоединен к другому из первого и второго элементов; шпоночное соединение для предотвращения поворачивания поршня по отношению к корпусу;
при этом приводной вал, первый и второй элементы и поршень взаимодействуют, чтобы выдвинуться или задвинуться по отношению друг к другу, когда приводной вал приводится в движение приводным механизмом.
Шпоночное соединение может содержать первую и вторую втулки, которые телескопически связаны и шпоночно закреплены по отношению друг к другу, поршню и корпусу, чтобы они могли перемещаться в осевом направлении, но не поворачиваться относительно корпуса. Другими словами, поршень и промежуточное звено связи не поворачиваются по отношению к корпусу. Шпоночное соединение может быть реализовано посредством шлицев и соответствующих канавок или выемок, выполненных на поршне, первой и второй втулках. Первый и второй элементы могут быть в общем случае цилиндрическими, образуя первый и второй цилиндры. Первая и вторая втулки предпочтительно имеют длины, которые практически соответствуют соответствующим длинам первого и второго цилиндров. Поршень и приводной вал предпочтительно также имеют длины, которые соответствуют длинам первого и второго цилиндров, с тем чтобы минимизировать длину телескопического поршневого штока в сборе, когда он находится в задвинутом положении. Телескопическое соотношение между поршнем, первым и вторым цилиндрами и приводным валом таково, что их относительные диаметры постепенно уменьшаются от поршня к приводному валу. В отличие от этого телескопическое соотношение между поршнем, первой и второй втулками таково, что их относительные диаметры постепенно увеличиваются от поршня к приводному валу.
Поршень может иметь внутреннюю резьбу, которая взаимодействует с наружной резьбой второго цилиндра. Во втором цилиндре нанесена внутренняя винтовая резьба на его конце, удаленном от поршня, которая взаимодействует с наружной резьбой первого цилиндра. Подобным образом в первом цилиндре имеется внутренняя резьба на его конце, удаленном от второго цилиндра, которая взаимодействует с наружной винтовой резьбой, нанесенной на приводном валу. Ведущая шестерня закреплена на конце приводного вала, удаленном от первого цилиндра, для вхождения в зацепление с зубчатой передачей приводного механизма. Это обеспечивает передачу приводного усилия от двигателя приводного механизма, питаемого от аккумуляторной батареи, на телескопический поршневой шток в сборе через зубчатую передачу.
Варианты реализации настоящего изобретения не ограничиваются телескопическими поршневыми штоками в сборе, которые выдвигаются и задвигаются каким-либо конкретным поэтапным или ступенчатым образом. Выдвигание/задвигание телескопического поршневого штока в сборе из/в задвинутое положение, при котором поршень, первый и второй цилиндры и втулки укладываются друг в друга, в некоторых вариантах реализации может выполняться поступательно. Это может происходить тремя ступенями или в три этапа, или же в других вариантах реализации выдвигание/задвигание компонентов телескопического поршневого штока может происходить последовательно. Еще в других вариантах реализации выдвигание или задвигание компонентов телескопического поршневого штока в сборе может происходить без определенного предсказуемого порядка. Порядок, согласно которому поршень, первый и второй элементы и приводной вал выдвигаются или задвигаются, может быть разным в зависимости от структуры внутренней и наружной резьбы, а также от относительных диаметров и фрикционных характеристик границ контакта этих компонентов.
На этапе 1 приводной вал вращается зубчатой передачей приводного механизма, входящей в зацепление с ведущей шестерней, но сдерживается в осевом направлении корпусом. Поэтому приводной вал передает осевые усилия на корпус, передавая при этом крутящее усилие от приводного механизма на первый цилиндр. На этапе 1 первый цилиндр, второй цилиндр, первая и вторая втулки и поршень движутся как одно целое в осевом направлении (но не вращаясь) вдоль длины приводного вала. Это происходит в результате того, что: первый цилиндр передает крутящее усилие от приводного вала и обеспечивает осевое усилие на второй цилиндр; второй цилиндр передает входное осевое усилие от первого цилиндра и передает это входное осевое усилие на поршень; первая втулка воспринимает крутящее усилие от второй втулки и передает его на корпус; вторая втулка воспринимает крутящее усилие от поршня и передает его на первую втулку; и поршень передает осевое усилие на заглушку картриджа с лекарственным препаратом, чтобы ввести лекарственный препарат.
Этап 2 начинается, когда первый цилиндр будет полностью выдвинут, то есть переместится вниз по длине приводного вала до тех пор, пока относительное вращение между ними не будет остановлено стопором выдвигания. В этой точке первый цилиндр больше не движется по оси, но поворачивается с приводным валом. Затем первый цилиндр передает входное крутящее усилие от приводного вала на второй цилиндр, вызывая тем самым перемещение второго цилиндра в осевом направлении без вращения. Второй цилиндр передает крутящее усилие от первого цилиндра и обеспечивает осевое усилие на поршень. Поршень перемещается в осевом направлении, не вращаясь. Поршень передает крутящее усилие от второго цилиндра и обеспечивает осевое усилие на заглушку картриджа с лекарственным препаратом, чтобы ввести лекарственный препарат. Во время этапа 2 первая втулка не движется, но воспринимает крутящее усилие от второй втулки и передает его на корпус приводного механизма. Вторая втулка не движется, воспринимает крутящее усилие от поршня и передает его на первую втулку таким образом, что она не вращается. Шпоночное соединение втулок может быть облегчено посредством легкой посадки между перемещающимися в осевом направлении шлицами и соответствующими канавками. Порядок перемещения втулок не существенен или не предсказуем. Он будет зависеть от относительного трения между втулками и поршнем. Канавки должны быть глухими на одном конце (не показано), чтобы предохранить втулки и поршень от расцепления.
Этап 3 начинается, когда второй цилиндр будет полностью выдвинут, то есть переместится вниз по длине первого цилиндра до тех пор, пока относительное вращение не будет остановлено вторым стопором выдвигания, при этом он больше не перемещается в осевом направлении, но вращается с приводным валом и первым цилиндром. Затем второй цилиндр передает крутящее усилие от первого цилиндра на поршень, так что поршень перемещается в осевом направлении по длине второго цилиндра, не вращаясь. Поршень шпоночно скрепляется со второй втулкой, так что он предохраняется от вращения с приводным валом, чем достигается относительное вращение со вторым цилиндром. Третий стопор выдвигания обеспечен для прекращения относительного вращения между поршнем и вторым цилиндром, когда поршень полностью выдвинут по отношению к нему. Первый, второй и третий стопоры выдвигания, которые могут быть снабжены слепой резьбой на конце, служат также для предохранения телескопического поршневого штока в сборе от расцепления. Прищелкиваемые стопорные кольца могут быть обеспечены для предохранения винтовых компонентов от расцепления. Прищелкиваемые стопорные кольца были специально разработаны, чтобы обеспечить достаточное стопорное усилие, не требуя соединения сваркой или не ограничивая выбор материала для винтовых компонентов.
Порядок работы первой и второй втулок определяется фрикционной эффективностью приводных винтов. Первый цилиндр будет стремиться двигаться первым, предпочтительно перед вторым цилиндром и поршнем, на первом этапе последовательного выдвигания телескопического поршневого штока в сборе благодаря относительно слабому трению на имеющей наименьший размер винтовой границе контакта между приводным валом и первым цилиндром. Другими словами, последовательное выдвигание первого цилиндра, затем второго цилиндра и, наконец, поршня определяется возрастающей силой трения, возникающей на их соответствующих винтовых границах контакта.
Термин "устройство введения лекарственного препарата" применительно к настоящему изобретению будет означать однодозовое, многодозовое или с заданной дозой устройство одноразового или многоразового использования, предназначенное для введения выбранной пользователем или заданной дозы лекарственного препарата, предпочтительно многократных доз, например, инсулина, гормонов роста, низкомолекулярных гепаринов и их аналогов и/или производных и т.п. Упомянутое устройство может быть любой формы, например иметь форму коробочки или авторучки. Введение дозы может производиться с помощью механического (по желанию вручную) или электрического приводного механизма, или запасающего энергию приводного механизма, такого как пружина, и т.п. Выбор дозы может производиться с помощью ручного механизма или электронного механизма. Дополнительно упомянутое устройство может содержать компоненты, предназначенные для текущего контроля физиологических свойств, таких как уровень глюкозы в крови, и т.п. Кроме того, упомянутое устройство может содержать иглу или может не иметь иглы. В частности, термин "устройство введения лекарственного препарата" может относиться к основанному на применении иглы устройству, обеспечивающему многократные дозы и имеющему электрический приводной механизм, который приспособлен для использования лицами без специальной медицинской подготовки, такими как пациенты. Предпочтительно устройство введения лекарственного препарата является устройством автоматического типа, то есть автоматическим инъекционным устройством.
Термин "корпус" применительно к настоящему изобретению будет предпочтительно означать любой внешний корпус ("основной корпус", "кожух", "оболочку") или внутренний корпус ("вкладыш", "внутренний кожух"), имеющий однонаправленную осевую связь для предотвращения проксимального перемещения конкретных компонентов. Корпус может быть предназначен для обеспечения безопасного, правильного и удобного обращения с устройством введения лекарственного препарата или любым его механизмом. Обычно он предназначен для размещения, закрепления, защиты, направления и/или зацепления любого из внутренних компонентов устройства введения лекарственного препарата (например, приводного механизма, картриджа, поршня, поршневого штока), ограничивая воздействие на них загрязняющих веществ, таких как жидкость, пыль, грязь и т.п. В общем случае, корпус может быть единым или состоящим из нескольких частей компонентом трубчатой или нетрубчатой формы. Обычно внешний корпус служит для размещения картриджа, из которого может вводиться ряд доз лекарственного вещества.
Термин "двигатель" применительно к настоящему изобретению будет предпочтительно означать любое моторизованное средство для приведения в движение системы с зубчатой передачей и, в конечном счете, входного приводного средства. В настоящем изобретении предпочтительно используется шаговый двигатель, хотя любое средство для приведения в движение зубчатой передачи или приводного средства, включая сюда механическое или ручное средство приведения в движение, может быть также введено в состав устройства.
"Проксимальный конец" устройства или компонента устройства будет означать конец, наиболее удаленный от выдачного конца устройства.
"Дистальный конец" устройства или компонента устройства будет означать конец, ближайший к выдачному концу устройства.
Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают четырехступенчатый телескопический поршневой шток в сборе для создания более компактных устройств введения лекарственного препарата, что относится как к осевой длине устройства, так и к диаметру картриджа с лекарственным препаратом. Телескопические поршневые штоки, реализующие изобретение, могут быть выполнены из чрезвычайно тонких огороженных литых под давлением частей с использованием современных технических пластмассовых материалов. Приводной вал имеет диаметр, который был специально уменьшен с целью обеспечения пространства для окружающих компонентов. Следовательно, устройства, реализующие изобретение, могут быть успешно применены в многократно используемых устройствах введения лекарственного препарата, которые содержат сменные картриджи с лекарственным препаратом, и могут быть также применены в автоматических инъекционных устройствах.
Изобретение будет далее описано с помощью примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых подобные ссылочные позиции обозначают подобные элементы.
Фиг. 1 - вид спереди устройства введения лекарственного препарата, которое может включать в себя вариант реализации настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид спереди устройства введения лекарственного препарата, показанного на фиг. 1, с дверцей для картриджа с лекарственным препаратом, изображенной в открытом положении для вставления картриджа с лекарственным препаратом;
фиг. 3 - вид в перспективе телескопического поршневого штока в сборе, реализующего настоящее изобретение, на котором показаны двигатель и корпус зубчатой передачи и приводного механизма;
фиг. 4 - вид в перспективе и в разрезе двигателя, зубчатой передачи и приводного механизма, изображенных на фиг. 3;
фиг. 5 - вид в разрезе телескопического поршневого штока в сборе в выдвинутом положении внутри картриджа с лекарственным препаратом;
фиг. 6 - вид в разрезе модифицированного варианта реализации элемента запирания дверцы и телескопического поршневого штока в сборе в выдвинутом положении;
фиг. 7 - вид в разрезе модифицированного варианта реализации телескопического поршневого штока, изображенного на фиг. 3, в задвинутом положении и элемента запирания дверцы в сдвинутом вперед положении; и
фиг. 8 - вид в разрезе модифицированного варианта реализации, изображенного на фиг. 7, с элементом запирания дверцы, отведенным в заднее положение.
Устройство 1 введения лекарственного препарата, показанное на фиг. 1, содержит корпус 2, имеющий дисплей 3 для отображения функциональной информации, относящейся к работе устройства введения лекарственного препарата, включая сюда установленную дозу и число доз, оставшихся в картридже с лекарственным препаратом. Кнопки 4, 5 и 6 пользовательского интерфейса обеспечены, чтобы предоставить возможность пользователю работать с инъекционным устройством, включая сюда заправку, установку дозы, открывание держателя и дверцы 7 для картриджа с лекарственным препаратом и активацию введения установленной дозы. Обеспечено резьбовое приспособление 8 для прикрепления иглы, к которому игла может прикрепляться для введения дозы и затем удаляться и утилизироваться. Может быть обеспечена крышка (не показана), устанавливаемая поверх нижнего участка корпуса 2, помогающая защитить устройство от доступа частиц и текучих сред. На фиг. 2 показано устройство 1 введения лекарственного препарата с держателем и дверцей 7 картриджа с лекарственным препаратом в открытом положении для вставления сменного картриджа 9 с лекарственным препаратом.
На фиг. 3 показан вид в перспективе телескопического поршневого штока 12 в сборе, описанного более подробно ниже со ссылкой на фиг. 5-8, вместе с двигателем 13 и корпусом 15, в котором размещается приводной механизм для передачи приводного усилия на телескопический поршневой шток 12 в сборе. Телескопический поршневой шток 12 в сборе снабжен шпоночным соединением 14, которое будет описано ниже со ссылкой на фиг. 5. Этот узел может располагаться в кожухе 16 устройства 1 введения лекарственного препарата. Кожух устройства 1 введения лекарственного препарата содержит пространство для аккумуляторной батареи (не показана) и пространство для держателя и дверцы 7 картриджа с лекарственным препаратом.
На фиг. 4 показан вид в перспективе и в разрезе узла, изображенного на фиг. 3, со снятым корпусом 15. На этом виде изображен приводной механизм 17, который включает в себя зубчатую передачу 19, ведущую шестерню 21 и приводной вал 23 телескопического поршневого штока 12 в сборе. Зубчатая передача 19 содержит шестерню 25 двигателя и три ступени 27, 29 и 31 составного зубчатого редуктора. Шестерня 25 двигателя насажена с натягом на вал двигателя 13 и имеет пару литых флажков 33, разнесенных на 180° по окружности шестерни 25 двигателя. Флажки 33 прерывают оптический датчик обнаружения движения (не показан), расположенный в кожухе, а этот оптический датчик работает с целью обеспечения выходного сигнала, соответствующего и указывающего скорость вращения двигателя 13. Шестерня 25 двигателя, каждая ступень 27-31 составного зубчатого редуктора и ведущая шестерня 21 служат вместе для уменьшения скорости вращения привода между двигателем 13 и приводным валом 23 в любом подходящем отношении, которое может быть равным, например, 62,8:1, с тем чтобы каждому обороту приводного вала соответствовало 62,8 оборотов двигателя. Передаточная шестерня 35, расположенная между ступенью 31 составного редуктора и ведущей шестерней 21, не является редукторной и служит, таким образом, для обеспечения механической связи. Ступени 27-31 составного зубчатого редуктора смонтированы на двух параллельных осях 37 и 39 из нержавеющей стали. Приводной вал 21 поддерживается внутри корпуса 15 таким образом, чтобы входить во вращательное зацепление с передаточной шестерней 35 с возможностью передачи крутящего приводного усилия на приводной вал 23. Ведущая шестерня 21 и приводной вал 23 являются не перемещаемыми в осевом направлении.
На фиг. 5 показан вид в разрезе телескопического поршневого штока 12 в сборе в выдвинутом положении внутри картриджа 9 с лекарственным препаратом. Телескопический поршневой шток 12 в сборе содержит на проксимальном конце приводной вал 23, на котором закреплена без возможности проворачивания ведущая шестерня 21. Приводной вал 23 имеет резьбовую наружную поверхность 41, которая взаимодействует с имеющим внутреннюю резьбу участком 43 первого цилиндра 45 промежуточного звена связи, который также имеет резьбовую наружную поверхность 47. Резьбовая наружная поверхность 47 первого цилиндра 45 взаимодействует с имеющим внутреннюю резьбу участком 48 на проксимальном конце второго цилиндра 49 промежуточного звена связи, а второй цилиндр также имеет резьбовую наружную поверхность 51. Дистальный конец 63 резьбовой наружной поверхности 51 взаимодействует с имеющим внутреннюю резьбу участком 53 на проксимальном конце поршня 55. Поршень 55 снабжен выступающим наружу фланцем 57 на своем дистальном конце для распределения нагрузки, прилагаемой поршнем 55 к заглушке 59 картриджа 9 с лекарственным препаратом. Нагрузка, прилагаемая к заглушке 9, возникает, когда двигатель приводит в движение телескопический поршневой шток 12 в сборе, так что он выдвигается, перемещая заглушку 55 вдоль картриджа 9 с лекарственным препаратом, чтобы вытолкнуть из него лекарственный препарат во время использования. Выступающий внутрь кольцеобразный вкладыш 61 установлен на дистальном конце поршня 55 и служит для остановки поршня, задвигающегося за дистальный конец 63 второго цилиндра 49. Соответствующий концевой стопор 62 установлен на проксимальном конце первого цилиндра 45 и служит для предотвращения отведения второго цилиндра 49 за проксимальный конец первого цилиндра 45. Дистальные концы приводного вала 23, первого цилиндра 45 и второго цилиндра 49 снабжены глухой резьбой для предохранения их от расцепления друг с другом.
Поршень 55 шпоночно закреплен в корпусе посредством первой втулки 65 и второй втулки 67. Шпоночное соединение 14 (см. фиг. 13) обеспечено для того, чтобы привести поршень 55 и первую и вторую втулки 65, 67 в состояние, исключающее их поворот относительно друг друга и корпуса. Шпоночное соединение 14 образовано продольной (то есть продолжающейся в осевом направлении) канавкой или выемкой, идущей вдоль наружных поверхностей поршня 55 и первой и второй втулок 65, 67. Канавка или выемка взаимодействует с соответствующим штифтом или шлицем 69, обеспеченным на внутренней поверхности корпуса (не показан), а также на внутренней поверхности первой втулки 65 и второй втулки 67.
На фиг. 6-8 показан модифицированный вариант реализации устройства согласно настоящему изобретению. На фиг. 6 изображен телескопический поршневой шток 12 в сборе в выдвинутом положении вместе с детальным изображением запирающего элемента 71, который установлен с возможностью поворота и осевого перемещения внутри корпуса 15. Запирающий элемент 71, который будет более подробно описан ниже со ссылкой на фиг. 7 и 8, имеет выступающее наружу ушко 73, которое при работе входит в зацепление/выходит из зацепления с расцепляющим механизмом защелки дверцы (не показан) в зависимости от его осевого положения по отношению к ведущей шестерне 21 и приводному валу 23. Прищелкиваемые стопорные кольца 75 дополнительно устанавливаются на проксимальных концах первого и второго резьбовых цилиндров 45, 49 для предотвращения разъединения компонентов. Прищелкиваемые стопорные кольца, с одной стороны, обладают достаточной сдерживающей силой, а с другой стороны, не требуют операции сварки.
На фиг. 7 и 8 показаны виды в разрезе телескопического поршневого штока 12 в сборе, изображенного в задвинутом положении, вместе с элементом запирания дверцы, находящимся, соответственно, в сдвинутом вперед положении, когда дверца закрыта, и отведенном назад положении, когда дверца открыта. Когда приводной механизм приводит в движение ведущую шестерню 21 и приводной вал 23, чтобы задвинуть телескопический поршневой шток 21 в сборе, поршень 55, первый и второй цилиндры 45 и 49 в конечном итоге перемещаются в задвинутое положение, как показано на фиг. 7. В этом положении остается зазор "d" между проксимальным концом запирающего элемента 71 и ведущей шестерней 21. В этом положении ушко 73 не отодвинуто или не отведено достаточно далеко, чтобы выйти из зацепления с открывающей защелкой (не показана) дверцы для картриджа с лекарственным препаратом. Когда требуется заменить картридж 9 с лекарственным препаратом, контроллер (не показан) двигателя приводит в действие двигатель 13, с тем чтобы приводной механизм 17 привел в движение приводной вал 23 для задвигания телескопического поршневого штока 12 в сборе до тех пор, пока не закроется зазор "d" и, следовательно, выйдет из зацепления ушко 73, и освободится открывающая дверцу защелка.
Теперь будет описана работа описанного выше устройства 1 введения лекарственного препарата.
Выдвигание телескопического поршневого штока 12 в сборе из первоначального задвинутого положения (как показано на фиг. 7 и 8), в котором поршень 55, первый и второй цилиндры 45, 49 и втулки 65, 67 вдвинуты друг в друга, происходит в три этапа или ступени.
На этапе 1 приводной вал 23 вращается зубчатой передачей 19 приводного механизма 17, входящего в зацепление с ведущей шестерней 21. Приводной вал 23 при этом передает осевые усилия на корпус 15, передавая в то же время крутящее усилие от приводного механизма 17 на первый цилиндр 45. Во время этапа 1 первый цилиндр 45, второй цилиндр 49, первая и вторая втулки 65, 67 и поршень 55 движутся как одно целое в осевом направлении (но не вращаясь) вдоль длины приводного вала 23. Это происходит за счет того, что: первый цилиндр 45 передает крутящее усилие от приводного вала 23 и обеспечивает осевое усилие на второй цилиндр 49; второй цилиндр 49 передает входное осевое усилие от первого цилиндра 45, и передает это входное осевое усилие на поршень 55; первая втулка 65 воспринимает крутящее усилие от второй втулки 67 и передает его на корпус 15; вторая втулка 67 воспринимает крутящее усилие от поршня 55 и передает его на первую втулку 65; и поршень 55 передает осевое усилие от поршня, передавая его на картридж 9 с лекарственным препаратом.
Этап 2 начинается, когда первый цилиндр полностью выдвинут, то есть переместился вниз по длине приводного вала 23 до тех пор, пока относительное вращение между ними не было остановлено стопором 75 выдвигания или глухой резьбой. В этой точке первый цилиндр 45 достиг своего предела в осевом направлении и больше не движется по оси, а только вращается с приводным валом 23. Затем первый цилиндр 45 передает входное крутящее усилие от приводного вала 23 на второй цилиндр 49, принуждая тем самым второй цилиндр двигаться в осевом направлении вдоль первого цилиндра, не вращаясь. Второй цилиндр 49 передает крутящее усилие от первого цилиндра 45 и обеспечивает осевое усилие на поршень 55. Поршень перемещается в осевом направлении, не вращаясь. Поршень 55 передает входное крутящее усилие от второго цилиндра 67 и обеспечивает осевое усилие на картридж 9 с лекарственным препаратом.
На этапе 2 первая втулка 65 не движется, но воспринимает крутящее усилие от второй втулки 67 и передает его на корпус 15 приводного механизма. Вторая втулка 67 не движется, воспринимает крутящее усилие от поршня 55 и передает его на первую втулку 65 таким образом, что она не вращается.
Этап 3 начинается, когда второй цилиндр 49 полностью выдвинут, то есть переместился вниз по длине первого цилиндра 45 до тех пор, пока относительное вращение не было остановлено вторым стопором 75 выдвигания или глухой резьбой, теперь он больше не движется по оси, так как достиг своего предела в осевом направлении, но вращается с приводным валом 23 и первым цилиндром 45. Второй цилиндр 49 затем передает крутящее усилие от первого цилиндра 45 на поршень 55, так что поршень движется в осевом направлении вдоль длины второго цилиндра, не вращаясь. Поршень 55 шпоночно прикреплен ко второй втулке 67, так что он предохраняется от вращения с приводным валом 23, чем достигается относительное вращение со вторым цилиндром 49. Третий стопор выдвигания в форме глухой резьбы обеспечен для остановки относительного вращения между поршнем 55 и вторым цилиндром 49, когда поршень полностью выдвинут относительно него.
Устройство 1 введения лекарственного препарата включает в себя электронную систему управления (не показана) для управления работой устройства. Система управления используется для управления электродвигателем 13 с целью приведения в движение приводного вала 23 через приводной механизм 17. Датчики (не показаны) обеспечены для считывания состояния телескопического поршневого штока 12 в сборе и предоставления пользователю операционной информации.
1. Устройство введения лекарственного препарата, содержащее: корпус; телескопический поршневой шток в сборе для приведения в движение заглушки емкости с лекарственным препаратом; и приводной механизм для телескопического поршневого штока в сборе, причем телескопический поршневой шток в сборе имеет приводной вал, телескопически подсоединенный к поршню, для приведения в движение заглушки через промежуточное звено связи; отличающееся тем, что:
промежуточное звено связи содержит: первый и второй элементы, телескопически подсоединенные друг к другу, поршень, телескопически подсоединенный к одному из первого и второго элементов, и приводной вал, телескопически подсоединенный к другому из первого и второго элементов; и шпоночное соединение для сдерживания вращения поршня по отношению к корпусу;
причем когда приводной механизм приводит в движение приводной вал, то поршень, первый и второй элементы и приводной вал телескопически выдвигаются или задвигаются по отношению друг к другу.
2. Устройство введения лекарственного препарата по п.1, в котором шпоночное соединение содержит первую и вторую втулки, которые телескопически соединены и шпоночно закреплены по отношению друг к другу, поршню и корпусу так, что они могут перемещаться в осевом направлении, но не поворачиваться по отношению к корпусу.
3. Устройство введения лекарственного препарата по п.1, в котором телескопическое соединение между поршнем, первым и вторым элементами и приводным валом выполнено так, что их относительные диаметры постепенно уменьшаются от поршня к приводному валу.
4. Устройство введения лекарственного препарата по п.2, в котором телескопическое соотношение между поршнем, первой и второй втулками выполнено так, что их относительные диаметры постепенно увеличиваются от поршня к приводному валу.
5. Устройство введения лекарственного препарата по любому из пп.1-4, в котором ведущая шестерня установлена на конце приводного вала, удаленном от первого элемента, для вхождения в зацепление с зубчатой передачей приводного механизма.
6. Устройство введения лекарственного препарата по п.2, в котором выдвигание телескопического поршневого штока из первоначального задвинутого положения, в котором поршень, первый и второй элементы и втулки вложены, по меньшей мере частично, друг в друга, выполняется поэтапно.
7. Устройство введения лекарственного препарата по п.6, в котором приводной вал вращается, перемещаясь в осевом направлении, так, что телескопический поршневой шток в сборе перемещается как одно целое в осевом направлении, но без вращения вдоль длины приводного вала.
8. Устройство введения лекарственного препарата по п.7, в котором первый элемент достигает предела в осевом направлении, с тем чтобы вращаться с приводным валом для передачи входного крутящего усилия от приводного вала на второй элемент, что заставляет второй элемент и поршень перемещаться в осевом направлении вдоль первого элемента без вращения.
9. Устройство введения лекарственного препарата по п.8, в котором второй элемент достигает предела в осевом направлении, с тем чтобы вращаться с приводным валом и первым элементом, передавая таким образом крутящее усилие от первого элемента на поршень, так что поршень перемещается в осевом направлении вдоль длины второго элемента без вращения.
10. Устройство введения лекарственного препарата по п.2, в котором каждая из первой и второй втулок имеет длину, которая практически равна длине каждого из первого и второго элементов, с тем чтобы минимизировать длину телескопического поршневого штока в сборе, когда он находится в задвинутом положении.
11. Устройство введения лекарственного препарата по любому из пп.1-4, в котором корпус включает в себя отсек для заменяемого пользователем картриджа с лекарственным препаратом.
12. Автоматическое инъекционное устройство, включающее в себя устройство введения лекарственного препарата по любому из предшествующих пунктов.
