專利名稱：具有低壓強分布的帶雙阻擋器的無針型注射裝置的制作方法
具有低壓強分布的帶雙阻擋器的無針型注射裝置
本發(fā)明涉及預灌裝的一次性無針型注射裝置的技術領域，所述注射 裝置與例如氣體發(fā)生器的能量源 一起工作，并用于人類或獸類醫(yī)學的的治 療用途的液體有效成分的皮內(nèi)、皮下以及肌肉注射。
有效成分或多或少地含有粘性液體、液體混合物、或膠體。該有效成分 還可以是溶解于適于注射的適合溶劑中的固體，或由在合適的液體中以特 定濃度懸浮的粉末狀固體。因此有效成分的顆粒大小必須與導管的直徑兼 容以防止將導管阻塞。
如本發(fā)明所用的，術語"液體有效成分"構成涵蓋全部之前提到的 有效成分的實施例的一般定義。
包括液體有效成分儲存器的無針型注射裝置以管狀形式存在，并且
已經(jīng)成為多個發(fā)明的主題。例如，可以參見專利申請FR2 853 837，其涉 及一種無針型注射裝置，該注射裝置包括注射噴嘴和用于容納待注射液 體有效成分的管道，所述管道通過連接裝置固定到所述噴嘴。
本領域技術人員傳統(tǒng)地嘗試一方面最小化或甚至消除包含液體有效 成分的管道被損壞的危險，另一方面最小化或甚至消除"雙阻擋器"具 體配置中的下游阻擋器(其具體地在專利申請WO 01/58512中描述)被損 壞的風險。所述配置的特征在于存在一方面由管道的側(cè)壁限定、另一方 面由之間裝有液體有效成分的上游阻擋器和下游阻擋器限定的液體柱。 在氣體生成的作用下，所述柱在管道中移動直至下游阻擋器與位于噴嘴 內(nèi)的容器的基部接觸，以便釋放注射導管以排出所述有效成分。然而， 當下游阻擋器碰撞所述容器的基部時，產(chǎn)生將要通過管道傳播的震蕩波， 其強度在所述管道的與噴嘴接觸的端部最大。在"雙阻擋器"配置中， 下游阻擋器和玻璃管道是無針型注射裝置的操作中兩個最受壓的元件。 因此后者必須被構建為使得在容器中下游阻擋器的沖擊的速度小于所述 注射裝置的組件的機械強度可接受的限制速度。另外，已經(jīng)知道分離注
4射導管打開的時間和從注射導管輸出噴射流的起點必須比由注射導管的 打開產(chǎn)生的壓強振蕩的衰減時間長。
在所關注領域的技術文獻中，通常提到需要對將待注射的液體有效
成分一方面施加200到500巴(bar)的高壓以穿透皮膚，另一方面直至注 射的結(jié)束施加恒定或降低的壓強以確保液體有效成分的傳遞，最終值通 常在40到250巴。
然而，降低工作壓強以便構建堅固和廉價的無針型注射裝置(更具 體地，對于可重復使用裝置的單次使用裝置或一次性部件，例如注射噴 頭來說)同時保證注射的良好的重復性，存在很大風險。
已經(jīng)觀察到在壓強分布(profil)為50到150巴的初始值，優(yōu)選為70 到100巴，即明顯地低于所涉及領域中通常接受的值的情況下，本發(fā)明的 主題能夠精確地獲得優(yōu)良的無針型注射結(jié)果。
更具體地，本發(fā)明的主題涉及一種無針型注射裝置，其包括例如氣 體發(fā)生器的能量源、由之間裝有液體有效成分的上游阻擋器和下游阻擋 器阻隔的儲存器、以及配備有容器和至少一個注射導管的注射噴嘴，所 述容器包含腔體，所述腔體的高度等于由下游阻擋器在打開每個注射導 管之前覆蓋的距離，其特征在于所述裝置被設計為
-以毫米為單位的所述腔體的高度處于分別由以下等式定義的最小 高度和最大高度之間
最小高度=3
最大高度=15 x exp(-(V/9)2) + 10
其中V是以巴每^:秒為單位的壓強分布的初始增加的速度； -每個所述注射導管的長度與所述腔體的高度之間的比為1到2之間。
壓強的初始增加的速度將被理解為涉及在大致從O到0.5毫秒的時間 段內(nèi)計算dP/dt。
另外，與文獻中當前通常接受的情況相比，利用根據(jù)本發(fā)明的無針 型注射裝置，能夠獲得并非必須平坦地或均勻減小的壓強分布。
盡管諸如注射導管中的開口的數(shù)量和直徑、或液體有效成分的數(shù)量
5的多個參數(shù)在控制注射深度中起作用，本發(fā)明的關鍵優(yōu)點仍在于依賴于所用能量源類型的壓強分布的可用形狀的大量變化能夠確保注射深度的精細和優(yōu)化管理。
另外，與文獻中通常接受的40到250巴的最終值相比，根據(jù)本發(fā)明的
無針型注射裝置的另一個顯著優(yōu)點在于，已經(jīng)觀察到只要最終壓強大于
20巴，其對性能將不產(chǎn)生影響。
有利地，以毫米為單位的腔體的最小高度由以下等式限定 最小高度=12 x exp(畫(V,/18)2) + 4。
有利地，以毫米為單位的腔體的最大高度由以下等式限定 最大高度=14 x exp(-(V/9)2) + 9。
優(yōu)選地，每個注射導管的長度與腔體的高度之比在1.1到1.6之間。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的無針型注射裝置設計為使得壓強增加到80巴的時間大致在0.2到2.0毫秒之間。
有利地，能量源由配備有煙火裝料和點火系統(tǒng)的煙火氣體發(fā)生器組成。
通過以下結(jié)合附圖
的詳細描述，本發(fā)明將得到更好的理解，附圖中圖l是根據(jù)本發(fā)明的無針型注射裝置的示意性縱向截面圖；圖2至圖5示出了作為所使用能量源的速度的函數(shù)而獲得的壓強分布曲線的示例。
如圖l所示，根據(jù)本發(fā)明的無針型注射裝置1包括內(nèi)裝有儲存器3的主體2，儲存器3容納有液體有效成分6。
包括容器7的注射噴嘴設置在主體2的下游端，注射系統(tǒng)傳統(tǒng)地由外部保護件(未示出)覆蓋，以確保注射裝置l的無菌。
包含煙火裝料72的煙火氣體發(fā)生器70通過支承在儲存器3上的連接部件71螺絲固定到主體2的上游端，并通過O形圈來確保密封。
注射裝置1的主體2包括兩個直徑上相對的窗口 ，以用于觀察儲存器3中包含的液體有效成分6。隨后將要詳細描述的適當?shù)那惶判问降娜萜?收緊在主體2的下游。儲存器3支承在容器7上并且中心定位在主體2的下游部分，中間透明材料9設置在所述儲存器3周圍。在上游，主體2容納中心定位在儲存器3的端部周圍的連接部件71。儲存器3實質(zhì)上由兩端被可移動的上游阻擋器4和可移動的下游阻擋器5閉合的玻璃管道組成，這些是無針型注射裝置中通常使用的元件，并通過與液體有效成分6長時間兼容的彈性體的模制獲得，例如邵氏硬度大致在45到70之間的丁基合成橡膠或溴化丁基橡膠。這些元件可以接受表面處理，具體地有助于其在管狀儲存器3中的移動。在靜止時，每個元件具有比儲存器3的內(nèi)徑約大10%的直徑，以及直徑的大致0.5到0.8倍之間的高度。在裝配后，每個元件由于所承受的形變，高度為儲存器3的內(nèi)徑的大約0.6到1.0倍。
在本示例性實施例中，容器7通過包括將要裝有下游阻擋器5的中心腔體10的柱-錐形外形的一部分實現(xiàn)。在其周圍，容器7包括三個相對于彼此均勻偏移的注射導管8。中心腔體10的直徑等于儲存器3的直徑，其自由高度等于下游阻擋器5的高度。當由于煙火氣體發(fā)生器70的促動，下游阻擋器5到達容器7的基部7a時，每個注射導管8通過入口 8a與液體有效成分6連通，所述液體有效成分6以與上游阻擋器4傳遞的壓強對應的速度流動。
更精確地，以毫米為單位的腔體10的高度被選擇為處于分別由以下等式定義的最小高度和最大高度之間 最小高度=3
最大高度=15 x exp(-(V/9)2) + 10
其中V是以巴每樣i秒為單位的壓強分布的初始增加的速度。壓強的初始增加的速度將被理解為涉及在大致從O到0.5毫秒的時間段內(nèi)計算dP/dt。另外，每個注射導管8被形成為使得所述注射導管8的長度與腔體10的高度之間的比是1到2之間。
根據(jù)優(yōu)選實施例，以毫米為單位的腔體IO的高度處于分別由以下等式定義的最小高度和最大高度之間
最小高度=12 x exp(-(V/18)2) + 4
最大高度=14 x exp(-(V/9)2) + 9
以及，每個注射導管8的長度與腔體10的高度之比在1.1到1.6之間。即-使諸如注射導管8中的開口的數(shù)量和直徑、或液體有效成分6的數(shù)量的多個參數(shù)在控制注射深度中起作用，也應完全理解可以采用壓強分布的大量變化。
實際上，參照圖2到圖5，將注意到對于高強度的煙火裝料72，圖2所示的其壓強分布的特征在于壓強增加到80巴的時間約為0.2毫秒，對于中、低或非常低強度的其他煙火裝料72，圖3到圖5所示的其壓強分布的特征在于壓強增加到80巴的時間分別是大約0.5毫秒、1.0毫秒以及2.0毫秒，根據(jù)用于啟動煙火裝料72的引物73的類型，針對給定的強度能夠獲得不同的壓強分布。通過圖示，在圖2到圖5所示的每個配置中，描繪了不同壓強分布曲線的兩個實例。具有最低的最終壓強的優(yōu)選壓強分布曲線以連續(xù)線示出，而具有最高的最終壓強的壓強分布曲線以虛線示出。
已經(jīng)觀察到例如對于配備了三個250微米直徑的注射導管8注射裝置1，在注射開始時用大約80巴的壓強，在注射結(jié)束時用30巴的壓強，能夠執(zhí)行0.5毫升的液體有效成分6的完全滿意的皮下注射。當然，壓強值和注射導管8的數(shù)量/直徑與待注射的液體有效成分6的數(shù)量、以及粘度和期望的注射深度相適合。
在本實施例中，煙火氣體發(fā)生器70通過有效截面積等于所述上游阻擋器4有效截面積的活塞11作用在上游阻擋器4上。由于該活塞ll與上游阻擋器4相接觸，因此在操作開始時沒有振動或撞擊效應。該活塞ll由于
接觸，因此可防止其損壞以及氣體泄露到儲存器3中包含的液體有效成分6內(nèi)。具有合適的顏色的活塞11還可通過在主體2的觀察窗中出現(xiàn)而用作操作指示器。
以下將描述煙火氣體發(fā)生器70的位于煙火裝料72和引物73頂端的主要元件。更具體地，煙火氣體發(fā)生器70包括設置在活塞11周圍的連接部件71,煙火裝料72放置在其中，位于所述阻塞ll之上。引物73安裝在煙
在初始位置，通過使球77部分地嚙合在沖擊器74的凹槽中，沖擊器74被保持在螺接到連接部件71的沖擊器導軌75內(nèi)。還提供了沖擊裝置，其在具有更大的凹槽79和內(nèi)部彈簧76的推進器78內(nèi)分解(d6compos6)。推進器78在沖擊器導軌75的外側(cè)滑動，并由在側(cè)向凹槽中移動的凸耳保持。在本實例中推進器78由觸發(fā)元件組成。
當然，為了啟動煙火裝料72的燃燒，可以使用與以上描述的沖擊裝置不同的啟動裝置，而不背離本發(fā)明的范圍。在此提出電池啟動裝置或者壓電啟動裝置作為示例，但本文中不再對其進行詳細描述，并且所述示例并非窮盡性的。
煙火氣體發(fā)生器70可以可選地用由快開閥門封閉的壓縮氣體的儲存器組成的氣體發(fā)生器替代。觸發(fā)元件將打開所述閥門，并且來自儲存器的壓縮氣體將能夠擴張并作用在推進裝置上。
根據(jù)本發(fā)明的注射裝置1的使用如下在移除無菌帽并將所述注射裝置l的下游側(cè)放置在待治療目標的皮膚上后，操作員用他/她的拇指按下推進器78，推進器78被推進以壓縮彈簧76。推進器78平移直至沖擊器74的放大的凹槽79到達球77的高度。此時，球在重力的作用下嚙合在放大的凹槽79內(nèi)，由此釋放沖擊器74，沖擊器74繼而猛烈地撞擊引物73,引物73的引發(fā)將點燃煙火裝料72。后者產(chǎn)生的氣體將以已知的方式迫使由上游阻擋器4、液體有效成分6和下游阻擋器5組成的柱體沿著儲存器3滑動，直至下游阻擋器5抵靠容器7的基部7a停止。在形變的作用下，下游阻擋器5釋放注射管道8的入口8a，因此允許液體有效成分6以高速度注射，以使其穿過待被治療的人的皮膚。
盡管結(jié)合示例性的具體實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明顯然不限于此，并且其覆蓋了落入本發(fā)明范圍的、所描述的裝置的所有技術等同物及其組合。
9
權利要求
1. 一種無針型注射裝置(1)，包括例如氣體發(fā)生器的能量源、由之間裝有液體有效成分(6)的上游阻擋器(4)和下游阻擋器(5)阻隔的儲存器(3)、以及配備有容器(7)和至少一個注射導管(8)的注射噴嘴，所述容器包含腔體(10)，所述腔體(10)的高度等于由下游阻擋器在打開每個注射導管之前覆蓋的距離，其特征在于所述裝置被設計為-以毫米為單位的所述腔體的高度處于分別由以下等式定義的最小高度和最大高度之間·最小高度＝3·最大高度＝15×exp(-(V/9)2)+10其中V是以巴每微秒為單位的壓強分布的初始增加的速度；-每個所述注射導管的長度與所述腔體的高度之間的比為1到2之間。
2. 根據(jù)權利要求l所述的注射裝置(1)，其特征在于，以毫米為單 位的所述腔體(10)的最小高度由以下等式定義 最小高度=12xexp(-(v/18)2) + 4。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的注射裝置(1),其特征在于，以毫米 為單位的所述腔體(10)的最大高度由以下等式定義 最大高度=14xexp(-(V/9)2) + 9。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的注射裝置(1)，其特征在 于，每個所述注射導管(8)的長度與所述腔體(10)的高度之比在l.l 到1.6之間。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的注射裝置(1)，其特征在 于，所述裝置被設計為使得壓強增加到80巴的時間在0.2到2.0毫秒之間。
6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的注射裝置(1 )，其特征在 于，所述能量源由配備有煙火裝料(72)和點火系統(tǒng)的煙火氣體發(fā)生器(70)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無針型注射裝置(1)，其包括由之間裝有液體有效成分(6)的上游阻擋器(4)和下游阻擋器(5)阻隔的儲存器(3)、以及包括至少一個注射導管(8)的容器(7)，所述容器包含腔體(10)，所述腔體(10)的高度等于由下游阻擋器在打開每個注射導管之前覆蓋的距離，其中-以毫米為單位的所述腔體的高度處于分別由以下等式定義的最小高度和最大高度之間·最小高度＝3，·最大高度＝15×exp(-(V/9)²)+10，其中V是以巴每微秒為單位的壓強分布的初始增加的速度；-每個所述注射導管的長度與所述腔體的高度之間的比為1到2之間。
文檔編號A61M5/30GK101489609SQ200780027013
公開日2009年7月22日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權日2006年7月18日
發(fā)明者帕特里克·亞歷山大 申請人:克魯斯杰克特公司