Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к средствам парентерального введения фармацевтических препаратов. Технический результат заключается в обеспечении изменяемой во времени подачи жидкости. Устройство содержит цилиндрический контейнер. Канал на переднем его конце предназначен для выхода жидкости и выполнен с сужением. У заднего конца контейнера расположена подвижная стенка, действующая подобно поршню. Стенка перемещается под действием атмосферного давления в первом вакуумном пространстве и выталкивает жидкость из контейнера через канал для выхода жидкости. Вспомогательные средства для воздействия на подвижную стенку оказывают дополнительное усилие на первый поршень на начальной стадии его перемещения в первом вакуумном пространстве. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2134592
Класс(ы) патента: A61M5/145
Номер заявки: 96101968/14
Дата подачи заявки: 14.06.1994
Дата публикации: 20.08.1999
Заявитель(и): Фармация энд Апджон (SE)
Автор(ы): Биргер Хьертман (SE)
Патентообладатель(и): Фармация энд Апджон (SE)
Описание изобретения: Изобретение относится к устройству для контролируемой подачи жидкостей. Точнее, изобретение относится к устройству для такой подачи, которая может быть изменена в течение времени ее выполнения. Если говорить еще точнее, то изобретение относится к устройству для подачи фармацевтического препарата посредством парентерального введения или вливания. Изобретение главным образом относится к такому устройству, которое для выполнения этой функции не зависит от какого-либо внешнего источника энергии.
Предшествующий уровень техники
Известны устройства для контролируемой подачи жидкостей главным образом посредством парентерального введения или вливания. Такие устройства используются в том случае, когда желательно вводить жидкий препарат в организм пациента в течение продолжительного периода времени. Препарат выталкивается из надлежащего контейнера посредством соответствующей движущей силы, при этом подача контролируется путем расположения соответствующего сужения в канале или линии от контейнера к пациенту, который получает вводимую жидкость.
Не возникает никаких проблем при выполнении такой контролируемой подачи в больнице, где движущая сила может представлять собой простой гидростатический напор, достигаемый путем подвешивания контейнера на предназначенной для выполнения вливания стойке известного типа. Кроме того, известно определенное количество насосов для вливания, которые зависимы от внешнего источника энергии, например от электроэнергии или сжатого воздуха. Эти насосы также могут быть запрограммированы таким образом, чтобы обеспечить подачу, которая может изменяться по времени.
Однако возникают трудности, когда контролируемое вливание или инъекция должна быть выполнена за продолжительное время, причем в условиях, когда больничное оборудование отсутствует, например при амбулаторной обработке травм или при внезапных заболеваниях, таких как сердечный приступ. Например, при терапии инфаркта введение антитромбозного агента, такого как стрептокиназа, часто должно проводиться в течение продолжительного периода времени, составляющего порядка часа или более, причем там, где отсутствуют запрограммированные насосы для вливания, зависящие от внешнего источника энергии.
Разработаны устройства для введения парентеральных вливаний или инъекций в течение продолжительного периода времени, которые не зависят от какого-либо внешнего источника энергии для привода в движение насоса, предназначенного для выполнения вливания. В одном из приемлемых вариантов осуществления конструкции таких устройств в камере, которая обеспечена подвижным поршнем, создается вакуум. Атмосферное давление на противоположной стороне стремится переместить поршень в вакуумную камеру, а при помощи надлежащего механического соединения, например штока, это перемещение приводит в действие поршень насоса или шприца, выполняющего вливание, с тем чтобы вытолкнуть препарат из упомянутых насоса или шприца для введения его в организм пациента. Время введения контролируется надлежащим сужением на пути течения вводимого препарата.
Такие устройства имеют ряд важных преимуществ. Поскольку движущая сила обеспечивается атмосферным давлением, действующим против вакуума, а не газообразующим материалом какого-либо вида, что также хорошо известно, усилие будет постоянным в течение всего времени введения. Это означает, что за единицу времени будет вводиться постоянное количество препарата. Далее, не приходится иметь дело с газообразующими и потенциально опасными материалами. Кроме того, в особо предпочтительном варианте осуществления конструкции вакуум создается непосредственно перед проведением вливания. Этим исключается опасность того, что устройство станет неработоспособным из-за утечек, которые могли бы привести к срыву предварительно установленного вакуума.
Устройства вышеупомянутого типа раскрыты в международной заявке на патент N PCT/SE 91/00506 и служат весьма удовлетворительно. Однако все же остаются возможности для усовершенствования этих устройств. Как указывалось выше, количество препарата, вводимого в единицу времени, по существу постоянно, поскольку на поршень, действуя против вакуума, воздействует постоянное давление. Однако в определенных случаях применения желательно ввести большее количество препарата в течение начальной стадии вливания и меньшее, постоянное в единицу времени количество в течение последующей стадии. Один из примеров такого применения - это тот случай, когда вводятся агенты, которые вначале соединяются с клетками крови и таким образом становятся пассивными и только позднее будут действовать в их свободной форме. Это имеет место, например, в случае плазминного активатора ткани (ТРА). Также может оказаться желательным, чтобы упомянутое большее количество было постоянным в единицу времени, либо чтобы оно менялось по времени.
В основу настоящего изобретения положена задача создать изобретение, способное устранить все вышеуказанные недостатки.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решается при помощи устройства для контролируемой, изменяемой по времени подачи жидкого препарата из цилиндрического контейнера с жидкостью, на переднем конце которого выполнен канал для выхода жидкости, имеющий сужение, а задний конец контейнера обеспечен подвижной стенкой, которая функционирует подобно поршню для выталкивания жидкости из упомянутого контейнера через выходной канал, при этом упомянутая подвижная задняя стенка смещается вперед посредством механического воздействия, усилие которого создается атмосферным давлением, смещающего первый поршень в первое, по существу пустое вакуумное пространство, причем согласно изобретению установлены вспомогательные средства для воздействия на упомянутую подвижную стенку в контейнере с жидкостью посредством приложения дополнительного усилия к первому поршню на начальной стадии его перемещения в упомянутое первое вакуумное пространство.
В первом варианте осуществления изобретения упомянутое вспомогательное средство представляет собой нажимную пружину, действующую на первый поршень против вакуумного пространства.
Во втором варианте осуществления изобретения упомянутое вспомогательное средство представляет собой по меньшей мере одно вспомогательное вакуумное пространство, при этом атмосферное давление действует по меньшей мере на один вспомогательный поршень, который механически соединен с упомянутым первым поршнем в первом вакуумном пространстве.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит две основные части - подающий узел, который содержит вводимый препарат, и силовой узел, который содержит вакуумную камеру и поршень, обеспечивающие движущую силу для выполнения подачи. Эти два узла расположены таким образом, что соосно соединяются друг с другом, причем когда выполнена их совместная сборка, создается вакуум и атмосферное давление начнет создавать силу, действующую на поршень. Посредством штока эта сила будет передаваться к поршню насоса или шприца, выполняющих вливание, с тем чтобы вытеснить жидкий препарат.
Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения подающий узел выполнен в виде держателя инъекционного патрона однокамерного или двухкамерного типа.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его выполнения, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает схему, показывающую разные режимы подачи. Фиг. 2 - подающий узел устройства. Фиг. 3 и 4 - собранное устройство согласно первому варианту осуществления изобретения. Фиг. 5 и 6 изображают устройство согласно второму варианту осуществления изобретения.
В описании устройства выражения "передняя часть" и "передний" указывают направление, в котором жидкий препарат подается от упомянутого устройства. Следовательно выражения "задняя часть" и "задний" указывают противоположное направление.
Вариант наилучшего осуществления изобретения.
Схема на фиг. 1 демонстрирует скорость подачи жидкого препарата, как функцию времени. График A (сплошная линия) характеризует известный режим подачи. В случае этого режима скорость подачи вначале остается постоянной и резко падает до нуля, когда источник вакуума истощается и подача заканчивается График B (пунктирная линия) характеризует режим подачи согласно первому варианту осуществления изобретения. В случае этого режима вначале скорость подачи высока, а затем она по существу линейно уменьшается до тех пор, пока не приблизится к определенной величине и не останется постоянной до окончания подачи. График C (штрихопунктирная линия) характеризует режим подачи согласно второму варианту осуществления изобретения. В случае этого режима подача начинается с высокой скоростью, причем на протяжении определенного отрезка времени она остается постоянной, после чего она резко падает до меньшей величины, оставаясь постоянной в течение остальной части подачи. Различные режимы подачи, показанные на схеме, могут быть осуществлены посредством устройства согласно изобретению.
На фиг. 2, частично, в сечении представлен вид подающего узла устройства согласно изобретению.
Подающий узел содержит втулку 1, имеющую отверстие 2, через которое может быть вставлен инъекционный патрон 3. На другом конце втулка 1 имеет меньшее отверстие 4 и внутренний фланец 5, о который опирается выпускной конец патрона 3. Меньшее отверстие 4 снабжено соединительной трубкой 6, имеющей резьбовую нарезку, на которую навинчивается резьбовая соединительная деталь 7. Как показано на фиг. 1, эта соединительная деталь 7 обеспечивает соединение между меньшим отверстием 4 втулки 1 и эластичной трубкой 8, которая одним концом подсоединена к игле 9 для подкожных инъекций. Для крепления иглы к коже пациента используется клейкая лента 10. Безусловно, также можно подсоединить иглу 9 непосредственно к соединительной детали 7 без промежуточной трубки.
Инъекционный патрон 3 может иметь общепринятую конструкцию. Он содержит жидкость 11, предназначенную для инъекции, и у своего заднего конца закрыт плунжером или поршнем 12. Этот плунжер на заднем торце может иметь углубление 13, предназначенное для захождения в него соединительного штока, что более подробно будет разъяснено ниже.
На переднем конце инъекционный патрон 3 закрыт обычным способом посредством резиновой перегородки, которая удерживается на своем месте с помощью металлической капсулы 14. Соединение между патроном 3 и трубкой 8 посредством соединительной детали 7 также содержит полую иглу (не показана), которая известным способом прокалывает резиновую перегородку, так что между внутренней частью патрона и трубкой 8 с иглой 9 образуется соединение для прохода жидкости.
На чертеже инъекционный патрон 13 представлен в виде простого однокамерного патрона. Однако он также может представлять собой двухкамерный патрон, содержащий сухое активное вещество в одной из камер и жидкость в другой камере, при этом две камеры отделены друг от друга подвижной стенкой. Обычно сухое вещество находится в передней камере, а жидкость в задней камере. В стенке патрона расположен обводной канал, который может быть рабочим или нерабочим в зависимости от положения разделительной подвижной стенки.
В том случае, когда двухкамерный патрон должен быть подготовлен к его использованию, задний плунжер перемещается вперед и при этом будет вытеснять вперед жидкость в задней камере. Поскольку жидкость преимущественно несжимаема, она, в свою очередь, будет смещать подвижную стенку вперед, пока та не окажется в таком положении, что заднее отверстие обходного канала не обнажится для захождения в него жидкости. Дальнейшее перемещение заднего плунжера будет обеспечивать принудительную подачу жидкости через обводной канал в переднюю камеру для растворения сухого вещества.
Такая схема весьма пригодна для введения веществ, которые неустойчивы при их хранении в форме раствора, например некоторых гормонов и протеинов. В этом случае раствор готовится лишь непосредственно перед его введением, причем для чувствительных веществ процесс перемешивания может быть выполнен весьма тщательно. Использование двухкамерного патрона представляет собой предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Важный отличительный признак устройства состоит в обеспечении ограничения потока на пути течения жидкости от инъекционного патрона 3 к игле 9 для подкожного вливания. Это ограничено может быть выполнено в соединительной детали 7 и может, например, представлять собой сужение, такое как капиллярная трубка на пути потока жидкости. Диаметр сужения выбирается соответственно впрыскиваемой жидкости, так чтобы получался надлежащий поток. Такой выбор может быть осуществлен квалифицированным специалистом в этой отрасли на основе произведения обычных испытаний.
Ограничение потока может быть выполнено и иными способами. Так, трубка 8 и/или игла 9 для вливания сами по себе могут иметь такие размеры, чтобы они действовали в качестве соответствующего ограничения.
Кроме того, ограничение потока может быть регулируемым, например в виде регулируемого зажима на эластичной трубке 8.
Втулка 1 также обеспечена средствами для соединения подающего узла с силовым узлом, показанным на фиг. 2. Эти средства могут быть выполнены в виде штыкового затвора 15. Возможны и другие схемы соединения, например защелкивающееся соединение, либо резьбовое соединение для свинчивания двух узлов. Важно, чтобы соединение было надежным, но при желании могло бы быть разъединено.
На фиг. 3 представлен вид в сечении силового узла устройства согласно изобретению. Это сечение содержит втулку 21, которая выполнена таким образом, чтобы заходить по скользящей посадке поверх задней части втулки 1 подающего узла, показанно на фиг. 1. Образованы средства 22 для взаимодействия со средством 15 (фиг. 1), чтобы соединить две втулки друг с другом, например, посредством штыкового затвора, причем с возможностью их разъединения.
Втулка 21 у заднего торца закрыта торцевой стенкой 23, которой придана форма фланца. К этому фланцу с возможностью отсоединения крепится фланец 24 цилиндра 25. Между двумя фланцами посредством уплотнительного кольца 26 обеспечивается воздухонепроницаемое уплотнение.
У своего заднего конца цилиндр 25 снабжен плечом 27 и продолжается в виде цилиндрической соосной части 29, диаметр которой меньше диаметра цилиндра 25. Эта задняя часть 29 снабжена наружной резьбовой нарезкой 30, на которую может быть навинчен колпачок 31 с внутренней резьбовой нарезкой. Колпачок 31 у заднего торца закрыт поперечной стенкой 32, которая имеет отверстие 33. Через это отверстие 33 внутреннее пространство 34 в цилиндре 25 сообщается с наружной атмосферой.
Внутри колпачка 31, имеющего резьбовую нарезку, и цилиндрической части 29 расположена спиральная нажимная пружина 35, передний конец 36 которой выступает в пространство 34 цилиндра 25. Пружина 35 крепится к передней поверхности поперечной стенки 32 колпача 31, при этом расстояние, на которое передний конец 36 пружины 35 выступает в пространство 34, может регулироваться посредством выполняемого в большей или меньшей степени навинчивания резьбового колпачка 31 по резьбе 30 на цилиндрическую часть 29.
Внутри цилиндра 25 расположен поршень 37, который находится в обеспечивающем уплотнение контакта с внутренней стенкой цилиндра посредством уплотнительного кольца 38. В своем положении покоя поршень опирается о заднюю поверхность торцевой стенки 23 втулки 21.
К передней стороне поршня прикреплен шток 39, который с обеспечением уплотнения пересекает торцевую стенку 23 через отверстие 40. Воздухонепроницаемое уплотнение между штоком 38 и стенкой отверстия 39 обеспечивается уплотнительным кольцом 41.
Таким образом, когда шток 39 и поршень 37 перемещается в заднем направлении, в цилиндре 25 перед поршнем 37 создается вакуум, в то время как в цилиндре позади поршня будет преобладать атмосферное давление, поскольку эта часть цилиндра соединена с окружающей атмосферой через отверстие 28.
На фиг. 4 представлено устройство согласно изобретению в собранном состоянии, которое готово к применению. Втулка 21 силового узла располагается вокруг задней части втулки 1 подающего узла, при этом две втулки надежно соединены друг с другом посредством штыкового затвора 15, 22.
Когда две втулки 1, 21 соосно сводятся друг с другом, передний конец штока 39 будет входить в зацепление с углублением 13 в задней торцевой поверхности плунжера 12 инъекционного патрона 3, с тем чтобы надежно покоиться в упомянутом углублении. Затем шток 39 и поршень 37 будут перемещаться в цилиндре 25 в заднем направлении, когда две втулки сведены друг с другом, при этом в цилиндре перед поршнем 29 будет образовано пространство. Вследствие уплотнений, обеспеченных уплотнительными кольцами 26, 38 и 41, воздух не может проникать в это пространство, так что в нем будет создаваться вакуум. С другой стороны поршня 37 на него действует атмосферное давление воздуха, поскольку цилиндр с этой стороны соединен с окружающей атмосферой через отверстие 33.
Когда две втулки 1, 21 соединены друг с другом посредством штыкового затвора 15, 22, поршень 37 будет находиться в цилиндре 25 в его самом заднем положении. В пространстве цилиндра перед поршнем фактически будет иметь место полный вакуум, когда поршень в своем начальном положении опирается о торцевую стенку 23 втулки 21, при этом перед ним фактически отсутствует пространство.
Когда поршень 37 перемещается в заднем направлении через сборку из подающего узла и силового узла, его задняя поверхность ударит по переднему концу 36 спиральной пружины 35, при этом дальнейшее движение поршня 37 в заднем направлении приведет к сжатию спиральной пружины. Степень сжатия пружины может регулироваться посредством большего или меньшего навинчивания колпачка 31 на резьбу 30 цилиндрической части 29.
Теперь атмосферное давление будет действовать на заднюю поверхность поршня 37, с тем чтобы заставить его перемещаться против вакуума, который создан в большей части пространства 34 в цилиндре 25. Кроме того, усилие сжатой пружины 35 будет содействовать усилию, оказываемому атмосферным давлением. Комбинированное усилие будет передаваться штоком 38 для воздействия на заднюю поверхность плунжера 12 в инъекционном патроне 3, с тем чтобы заставить жидкость 11 в патроне выходить через трубку 8 и иглу 9.
На фиг. 5 представлен другой вариант осуществления подающего узла устройства согласно изобретению. В этом варианте осуществления передняя часть силового узла та же, что и показанная на фиг. 3 и 4, при этом она предназначена для подсоединения к подающему узлу, который аналогичен показанному на фиг. 2. Таким образом силовой узел содержит переднюю втулку 21 со средством 22 для ее соединения с подающим узлом, и цилиндр 25, в котором с обеспечением уплотнения установлен поршень 37, имеющий шток 39, который с обеспечением уплотнения проходит через отверстие 40 в торцевой стенке 23.
У своего заднего конца цилиндр 25 заканчивается поперечной стенкой 50, которая имеет отверстие 51. Через это отверстие 51 внутреннее пространство 34 цилиндра 25 находится в свободном соединении с окружающей атмосферой.
Вблизи от своего заднего конца цилиндр 25 окружен вторым цилиндром 52, который соосен с первым цилиндром 25. Этот второй цилиндр 52 соединен с первым цилиндром 25 плечевой частью 53 и проходит в заднем направлении обычно, но необязательно, на некоторое расстояние за задний конец первого цилиндра 25. Таким образом между наружной стороной первого цилиндра 25 и внутренней стороной второго цилиндра 52 образуется кольцевое пространство.
В этом кольцевом пространстве расположен кольцевой поршень 54, который уплотнен относительно стенок кольцевого пространства посредством уплотнительных колец 55 и 56. Кольцевой поршень 54 подсоединен к вилке 57. На чертеже эта вилка 57 показана, как имеющая два плеча 58, подсоединенных к кольцевому поршню 54, но можно и не говорить о том, что вилка может быть снабжена более, чем двумя плечами.
Поперечная часть вилки 57 снабжена отверстием 59 с резьбовой нарезкой, в котором установлен винт 60. Предпочтительно, чтобы отверстие 59 и винт 60 были соосны с первым и вторым цилиндром 25 и 52. Передний конец 61 винта 60 выступает через отверстие 51 в пространство 34 цилиндра 25 на определенное расстояние, которое может регулироваться вращением винта 60 посредством головки 62 с накаткой, находящейся на его заднем конце.
Кольцевой поршень 54 может перемещаться в кольцевом цилиндре 52 в заднем направлении путем перемещения вилки 57. В своем начальном положении кольцевой поршень 54 опирается о плечевую часть 53 у переднего конца второго цилиндра 52, при этом перед упомянутым поршнем 54 фактически нет свободного пространства. Таким образом, когда кольцевой поршень 54 смещен в заднем направлении, в создаваемом перед ним пространстве обеспечивается вакуум, поскольку он уплотнен относительно стенок кольцевого цилиндра посредством уплотнительных колец 55 и 56. Задняя поверхность кольцевого поршня 54 подвержена воздействию окружающей атмосферы, следовательно атмосферное давление будет пытаться переместить кольцевой поршень 54 вперед, против вакуума перед ним.
На фиг. 6 представлен силовой узел согласно фиг. 5, подсоединенный к подающему узлу согласно фиг. 2. Можно видеть, что соединение между подающим узлом и силовым узлом такое же, что и описание ранее применительно к фиг. 4. Различие между двумя схемами соединения очевидно при рассмотрении заднего конца силового узла.
Когда поршень 37 перемещается в заднем направлении посредством сборки из подающего и силового узлов, его задняя поверхность будет ударять по переднему концу 61 винта 60. Дальнейшее движение поршня 37 в заднем направлении будет перемещать назад винт 60 и вилку 57. Когда кольцевой поршень 54 соединен с вилкой 57 посредством плеч 58, он также будет перемещаться в кольцевом цилиндре в заднем направлении, так что в пространстве 63 этого цилиндра создается вакуум. Расстояние, на которое кольцевой поршень 54 переместится в кольцевом цилиндре в заднем направлении, может регулироваться поворотом винта 60 посредством головки 62 с накаткой.
Функции устройства согласно изобретению таковы.
Когда устройство должно быть подготовлено к использованию, во втулку 1 подающего узла вставляют свежий инъекционный патрон 3, после чего подающий узел подсоединяют к силовому узлу посредством втулки 21 и соединительных средств 15 и 22. Когда два узла сведены друг с другом, передний конец штока 39 будет входить в зацепление с углублением 13 задней поверхности плунжера 12 инъекционного патрона 3, и поршень 37 будет смещаться в цилиндре 25 в заднем направлении. Затем в цилиндре 25 перед поршнем 37 будет создан вакуум, а поскольку пространство цилиндра позади поршня 37 соединено с окружающей атмосферой, атмосферное давление будет способствовать перемещению поршня 37 в переднем направлении.
В течение перемещения поршня 37 в цилиндре 25 в заднем направлении задняя поверхность поршня ударит по переднему концу 36 пружины 35, как показано на фиг. 4, или по переднему концу 61 винта 60, как показано на фиг. 6. Дальнейшее движение поршня 37 в заднем направлении будет выполняться против дополнительного усилия пружины 35 (фиг. 4) или против дополнительного усилия, создаваемого атмосферным давлением, действующим против вакуума, созданного в кольцеобразном пространстве 63 (фиг. 6).
Когда жидкий препарат должен вводиться из инъекционного патрона 3, на переднем конце патрона посредством прокалывания его резиновой перегородки полой иглой, которая подсоединена к соединительной детали 7 и к трубке 8, открывается соединение для прохода жидкости. Такое соединение для прохода жидкости также может быть образовано перед подсоединением друг к другу подающего и силового узлов. Предпочтительно, чтобы на этой стадии ограничение на пути прохождения потока жидкости было бы закрыто.
Когда ограничение открыто до приемлемой степени, сила, действующая на поршень 37, будет передаваться штоком 39 к плунжеру 12 инъекционного патрона 3, с тем чтобы сместить упомянутый плунжер в переднем направлении и вытолкнуть жидкий препарат из патрона. В начальной стадии перемещения поршня 37 в переднем направлении в дополнение к усилению, оказываемому на упомянутый поршень 37 атмосферным давлением, на него будет действовать вспомогательное усилие. Это вспомогательное усилие будет действовать в соответствии с одним из двух вариантов осуществления изобретения.
В первом варианте, показанном на фиг. 4, вспомогательное усилие создается сжатой пружиной. Поскольку усилие, оказываемое пружиной, пропорционально ее сжатию, это означает, что вспомогательное усилие будет наибольшим, когда пружина сжата в наибольшей степени, при этом оно будет приблизительно линейно уменьшаться при уменьшении сжатия. Кроме того, количество, которое выталкивается из инъекционного патрона в единицу времени, приблизительно пропорционально усилию, действующему на плунжер 12. Это означает, что на начальной стадии введения вводимое количество будет уменьшаться фактически линейно по времени.
Когда поршень 37 настолько переместится вперед, что задний конец больше не находится в контакте с пружиной 35, действие вспомогательного усилия, обеспечиваемого пружиной, закончится. В течение дальнейшего перемещения поршня 37 в переднем направлении он будет приводиться в движение в переднем направлении только посредством атмосферного давления, действующего против вакуума в цилиндре 25 перед упомянутым поршнем. Упомянутое усилие постоянно, пока здесь существует вакуум, а это означает, что вводимое количество также будет постоянным по времени.
Совокупный результат двух сил, действующих на поршень 37, согласно первому варианту осуществления конструкции, проявится в режиме введения, который представлен графиком B на фиг. 1. Можно видеть, что вначале вводимое количество велико, а затем оно линейно уменьшается, пока не достигнет постоянной величины, которая сохраняется до конца введения.
Во втором варианте осуществления конструкции, который показан на фиг. 6, вспомогательное усилие создается атмосферным давлением, действующим на кольцевой поршень 54 в кольцевом цилиндре между первым цилиндром 25 и вторым цилиндром 52. Это вспомогательное усилие остается постоянным, пока перед кольцевым поршнем 54 существует вакуум.
Когда поршень 37 переместится в переднем направлении настолько, что его задняя поверхность более не будет находиться в контакте с передним концом 61 винта 60, кольцевой поршень 54 будет покоиться у задней поверхности плечевой части 53 второго цилиндра 52, при этом перед упомянутым кольцевым поршнем больше вакуума не будет. Это означает, что вспомогательная сила исчезнет и в течение дальнейшего перемещения поршня 37 в переднем направлении он будет приводиться в движение только за счет атмосферного давления, действующего на его заднюю поверхность. Это усилие также постоянно, поскольку перед поршнем 37 существует вакуум.
Совокупный результат двух сил, действующих на поршень 37 согласно второму варианту осуществления конструкции проявится в режиме введения, который представлен на фиг. 1 графиком C. Можно видеть, что поскольку атмосферное давление действует на кольцеобразный поршень 54, а также на поршень 37, вводимое количество остается постоянно высоким. Когда вспомогательное усилие, обусловленное кольцевым поршнем, исчезает, вводимое количество резко падает до нового значения, которое остается постоянным до конца введения.
В случае устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, который представлен на фиг. 3 и 4, режим введения может регулироваться посредством колпачка 31 с резьбовой нарезкой. К передней поверхности задней поперечной стенки 32 колпачка 31 крепится пружина 35 и путем навинчивания этого колпачка на внешнюю резьбу 30 на более короткое или более длинное расстояние можно отрегулировать расстояние, на которое передний конец 36 пружины 35 выступает в цилиндр 25. Это расстояние определяет, насколько нужно переместить поршень 37, чтобы пружина 35 создавала вспомогательное усилие. Величина этого вспомогательного усилия может регулироваться посредством выбора пружины 35, имеющей соответствующую жесткость. При этом, если пружина 35 выступает в цилиндр 25 на большое расстояние, начальное вспомогательное усилие будет выше и пройдет больше время, пока оно не снизится до нуля, когда преобладающее воздействие на поршень 37 будет оказывать постоянное усилие.
В случае устройства согласно второму варианту осуществления изобретения, который представлен на фиг. 5 и 6, режим введения может регулироваться посредством винта 60, который проходит по резьбе через поперечную часть вилки 57. Если винт 60 далеко ввинчивается в цилиндр 25 через вилку 57, задняя поверхность поршня 37 раньше ударит по переднему концу 61 винта 60 при перемещении в заднем направлении. Это означает, что кольцевой поршень 54 будет перемещаться в заднем направлении на большое расстояние, когда перед ним создан вакуум. Поэтому при последующем движении поршня 37 в переднем направлении вспомогательное усилие, оказываемое кольцевым поршнем посредством вилки 57, будет действовать более продолжительное время. На графике C фиг. 1 введение далее будет выполняться с более высокой постоянной величиной за более продолжительное время, перед тем как она упадет до более низкой постоянной величины. В этом варианте осуществления конструкции величина вспомогательного усилия определяется площадью кольцевого поршня 54, который подвергается воздействию атмосферного давления.
Следует заметить, что во втором варианте осуществления изобретения сборка, состоящая из второго поршня и цилиндра, необязательно должна быть выполнена в виде кольцевого поршня в кольцевом цилиндре, который окружает первый цилиндр, как показано на фиг. 5 и 6. Вместо этого второй цилиндр может состоять из устройства, содержащего определенное количество цилиндров, расположенных вдоль наружной стенки первого цилиндра, предпочтительно равноудаленных друг от друга, с их осями, по существу параллельными оси первого цилиндра. В каждом из этих вторых цилиндров расположен поршень, причем все эти поршни соединены с вилкой, как показано на фиг. 5 и 6. Это устройство будет функционировать таким же образом, как описано ранее, однако его конструкция несколько усложнена.
Во всех иных отношениях, помимо обеспечения вспомогательного усилия, устройство согласно изобретению выполнено так, как известно из существующих технических решений. Так, подающий узел аналогичен описанному в международной заявке на патент PCT/SE 91/00506 и может содержать однокамерный или двухкамерный инъекционный патрон. Вариант конструкции с двухкамерным патроном предпочтителен. В этом случае подготовка двухкамерного патрона для инъекции известным самим по себе способом происходит на начальной стадии сборки друг с другом подающего узла и силового узла. Затем задний поршень патрона будет перемещаться вперед в задней камере патрона для смещения переднего поршня вперед, чтобы обнажить обходной канал и подать жидкость из упомянутой задней камеры в переднюю камеру для ее перемешивания с находящимся здесь твердым компонентом. Для квалифицированных специалистов в этой отрасли будет совершенно очевидны необходимые модификации конструкции.
Важный отличительный признак устройства согласно изобретению заключается в том, что подающий узел и силовой узел расположены вдоль общей оси. При этом силовой узел будет приведен в действие непосредственно после того, как два узла будут соединены друг с другом, а усилие поршня будет передаваться в линейном направлении от силового узла непосредственно к плунжеру в подающем узле посредством прямого механического соединения в форме поршневого штока.
Выходной поток жидкого препарата из подающего узла контролируется ограничением на пути потока жидкости, что описано ранее. Это ограничение может быть постоянным в форме капилляра, расположенного на пути потока, либо оно может быть изменяемым и выполняться в виде зажима, например, на выходной трубке. Вначале путь потока может быть закрыт, а затем, когда начинает выполняться вливание, он может постепенно открываться.
Ограничение обычно настраивается таким образом, чтобы жидкость в патроне подавалась за время по меньшей мере порядка 30 минут, а обычно за час или более. Однако эти величины времени не являются критичными для изобретения и могут регулироваться в весьма широких пределах примерно от секунды до 24 часов и более.
Когда содержимое патрона введено, штыковой затвор 15, 22 освобождается и два узла отводятся друг от друга. Под воздействием атмосферного давления поршень 37 в цилиндре 25 силового узла возвращается в свое самое переднее положение. Инъекционный патрон 3 удаляется из подающего узла через заднее отверстие 2 и выбрасывается. Соединительная деталь 7 свинчивается с соединительной трубки 6, так что трубка 8 с иглой 9 для подкожных инъекций на одном ее конце и с соединительной иглой на другом конце может быть удалена и выброшена. Затем во втулку 1 подающего узла вставляется свежий патрон, после чего подающий узел вновь может быть подсоединен к силовому узлу для выполнения нового вливания. До и после того, как подающий узел и силовой узел соединяются друг с другом, может быть создано соединение с внутренней частью патрона для прохода жидкости.
Преимущество устройства согласно изобретению заключается в том, что втулка подающего узла и готовый силовой узел могут повторно использоваться бесконечное количество раз, при этом они не должны подвергаться обширной стерилизации, поскольку не входят в контакт с вводимым жидким препаратом. Силовой узел с его вспомогательными силовыми деталями не зависит от какого-либо внешнего источника энергии, при этом вакуум, который обеспечивает его движущую силу, создается только перед непосредственным использованием устройства. Этим значительно снижается опасность возможных утечек. Кроме того, движущая и вспомогательная силы преимущественно не зависят от изменений температуры. Как подающий, так и силовой узел просты по конструкции, и поэтому недороги в изготовлении.
Выбор материала не критичен для устройства, поэтому квалифицированный специалист в этой отрасли легко может выбрать подходящий материал. Часто желательно, чтобы устройство могло легко стерилизоваться, например путем обработки в автоклаве при повышенной температуре, составляющей по меньшей мере порядка 120oC. Пригодны различные пластмассы, а также металлы, такие как нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы.
Ранее указывалось, что в предпочтительном варианте осуществления изобретения используется инъекционный патрон главным образом двухкамерного типа. Однако это не единственный возможный вариант конструкции. Возможно также использование самой втулки 1 подающего узла в качестве контейнера или шприца для жидкого препарата. Для заполнения этого контейнера жидкость вытягивается из соответствующего резервуара с жидкостью через иглу, прикрепленную к переднему концу втулки, посредством плунжера, надлежащим образом установленного во втулке. После заполнения контейнера указанным способом функционирование контейнера происходит так, как указано выше.
Следует заметить, что настоящее изобретение не ограничено лишь теми вариантами конструкции, которые конкретно показаны на чертежах и раскрыты в описании. Для квалифицированных специалистов очевидны и другие возможные варианты и модификации изобретения, не отклоняющиеся от его объема и существа и определяемые прилагаемой формулой изобретения.
Формула изобретения: 1. Устройство для контролируемой подачи жидкого препарата, содержащее цилиндрический контейнер для жидкого препарата, имеющий на переднем конце канал для выхода жидкости, выполненный с сужением, а у заднего конца - подвижную стенку, имеющую возможность функционировать подобно поршню, перемещаться под действием атмосферного давления на первом вакуумном пространстве и выталкивать жидкость из контейнера через канал для выхода жидкости, отличающееся тем, что в него введены вспомогательные средства для воздействия на подвижную стенку путем оказания дополнительного усилия на первый поршень на начальной стадии его перемещения в первом вакуумном пространстве.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вспомогательные средства выполнены в виде нажимной пружины.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит вспомогательное пространство и вспомогательный поршень, механически соединенный с первым поршнем в первом вакуумном пространстве и установленный с возможностью воздействия по меньшей мере на него атмосферного давления.
4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что содержит собираемые соосно подающий узел, в котором размещен контейнер для жидкого препарата, и силовой узел, содержащий первый цилиндр с первым вакуумным пространством и первым поршнем, установленным с возможностью перемещения в первом цилиндре посредством поршневого штока, при этом первое вакуумное пространство расположено перед первым поршнем, вспомогательные средства расположены вблизи от заднего конца первого цилиндра, а в задней части силового узла выполнено отверстие, сообщающееся с атмосферой для оказания давления на первый поршень и подвижную стенку контейнера для жидкого препарата передней движущей силой.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что нажимная пружина установлена внутри первого цилиндра на задней стороне первого поршня.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в него введены по меньшей мере один второй цилиндр, расположенный вблизи от заднего конца переднего цилиндра, второй поршень, расположенный во втором цилиндре с возможностью перемещения и механически соединенный с первым поршнем и перемещаемый с ним совместно в заднем направлении с созданием во втором цилиндре вакуумного пространства.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что второй цилиндр расположен по кольцу вокруг первого вблизи его заднего конца, при этом второй поршень выполнен кольцевым и расположен во втором цилиндре с возможностью его перемещения в переднем направлении.
8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что в него введены механизм регулировки расстояния, на котором первый поршень подвергается воздействию вспомогательных средств во время его перемещения в переднем направлении.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что механизм регулировки расстояния выполнен в виде винта.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что контейнер для жидкого препарата выполнен в виде инъекционного патрона, имеющего одну или более камер.