DE60123836T2 - Antriebsmechanismus für eine injektionsvorrichtung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in einer Injektionsvorrichtung und insbesondere auf Verbesserungen in einer tragbaren Injektionsvorrichtung zum Spenden geregelter Mengen eines Medikaments.
- Üblicherweise werden solche Injektionsvorrichtungen von denjenigen verwendet, die an Diabetes leiden, um sich selbst eine Dosis Insulin oder eines Medikaments vom Insulintyp zu verabreichen. Es ist verständlich, dass solche Injektionsvorrichtungen für die Injektion von anderen Medikamenten geeignet sind.
- Früher wurden solche Dosierungen unter Verwendung einer Wegwerfspritze verabreicht, wobei die Spritze zuerst aus einer separaten Ampulle oder einem anderen Behälter gefüllt wurde und dann verwendet wurde, um die Dosis zu injizieren. Es bestand jedoch eine Anzahl von Schwierigkeiten bei einer solchen Anordnung. Insbesondere war eine solche Anordnung nicht für Geschwächte geeignet. Für andere machte das gesellschaftliche Stigma, das mit solchen Spritzen verbunden ist, ihre öffentliche Verwendung problematisch.
- Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde eine Anzahl von so genannten schreibstiftartigen Injektoren entwickelt. Diese Vorrichtungen sind klein, wobei sie in einer Jackentasche oder ähnlichem getragen werden können, und erlauben es, eine Anzahl von Dosierungen aus einer Kartusche oder Ampulle zu erhalten, die in dem Injektor enthalten ist. Die vorliegende Erfindung hat besondere Anwendung für solche schreibstiftartigen Injektoren.
- Während solche schreibstiftartigen Injektoren eine erhebliche Verbesserung gegenüber Wegwerfinjektionsspritzen darstellen, verbleiben trotzdem Probleme.
- Insbesondere in Anbetracht der Gestaltung eines Antriebssystems für einen schreibstiftartigen Injektor gibt es eine Anzahl von sich manchmal widersprechenden technischen Anforderungen. Das Antriebssystem muss präzise und zuverlässig und gleichzeitig kompakt und effizient sein. Das Antriebssystem muss zuverlässig und robust sein, wobei es in der Lage sein muss, während der Lebensdauer des Produkts zu funktionieren. Das Antriebssystem muss auch an sich ausfallsicher sein.
- Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie solche Probleme beseitigt oder zumindest im Wesentlichen reduziert. Die vorliegende Erfindung gewährleistet auch einen verbesserten Bedienkomfort und verbesserte Wechselwirkung mit einem Anwender.
- Die Erfindung wird jetzt nur anhand eines Beispiels in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
-
1 eine Draufsicht auf einen schreibstiftartigen Injektor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 eine ähnliche Ansicht wie1 mit einer weggelassenen Endkappe des Injektors zeigt; -
3 eine Querschnittsansicht des Injektors aus1 und2 zeigt und -
4 eine schematische Ansicht eines alternativen Antriebsmechanismus zur Verwendung mit einem Injektor gemäß der Erfindung zeigt. - Zunächst auf
1 bis3 Bezug nehmend, kann dort ein schreibstiftartiger Injektor2 gemäß der vorliegenden Erfindung gesehen werden. Der Injektor2 umfasst ein Hauptgehäuse4 , an dem eine Endkappe oder Abdeckung6 lösbar gesichert ist. - An einem ersten Ende des Hauptgehäuses
4 wird ein Bedienfeldbereich8 bereitgestellt. Dieser Bereich schließt ein Anzeigefeld10 , üblicherweise eine LCD-Anzeige, und einen ersten Dosierungsknopf12 und einen zweiten Dosierungsknopf14 ein, wobei die ersten und zweiten Dosierungsknöpfe betätigt werden, um eine zu liefernde Medikamentendosis zu erhöhen oder zu verringern. Der Bedienfeldbereich10 schließt in der dargestellten Ausführungsform auch einen Ladeknopf16 ein. - Am ersten Ende des Hauptgehäuses wird auch ein Abgabeknopf
18 bereitgestellt. Vorzugsweise ist der Abgabeknopf18 bündig mit dem Hauptgehäuse4 , wenn er nicht gedrückt ist. - Entlang einer longitudinalen Achse des Injektors
2 sind an jeder Seite des Bedienfeldbereichs10 eine Anzahl von Kerben oder Ausnehmungen20 vorgesehen. Diese unterstützen das Greifen des Injektors2 durch einen Anwender. - An einem zweiten Ende des Hauptgehäuses
4 ist eine Nadeleinheit22 lösbar an dem Hauptgehäuse gesichert. Das zweite Ende des Hauptgehäuses4 ist auch mit einem geformten Abschnitt24 ausgestattet. - Bei der Verwendung wird eine Kartusche
40 oder Ampulle mit Medikament in dem Gehäuse4 hinter dem geformten Abschnitt24 aufbewahrt. Vorzugsweise ist der geformte Abschnitt transparent, damit die Kartusche40 von einem Anwender gesehen werden kann. - Es wird auch ein Initialknopf
26 am zweiten Ende des Gehäuses4 vorgesehen. Es ist verständlich, dass wenn sich die Endkappe6 über dem zweiten Ende des Gehäuses befindet, es nicht möglich sein wird, unbeabsichtigt den Initialknopf26 zu drücken oder durch die Nadeleinheit22 gestochen zu werden. Es kann auch ein Abdeckungsdetektionsschalter28 am zweiten Ende des Hauptgehäuses4 eingefügt sein, um zu detektieren, ob die Endkappe oder Abdeckung6 gegenwärtig ist oder nicht. - In
3 können ein Initialkontakt30 , ein Ladekontakt32 , ein erster Dosierungskontakt34 und ein zweiter Dosierungskontakt36 gesehen werden, die zu den entsprechenden Knöpfen gehören. Ein Abgabekontakt19 , zugehörig zu dem Abgabeknopf18 , wird ebenfalls gezeigt. - In Bezug auf
3 kann gesehen werden, dass ein geeigneter Ort für eine Energiequelle38 wie eine Batterie oder Batterien vorgesehen ist. Es gibt auch einen geeigneten Bereich, in dem eine Kartusche40 oder Ampulle mit Medikament angeordnet werden soll. Auf diesen Bereich kann durch den entfernbaren, geformten Abschnitt24 des Hauptgehäuses4 zugegriffen werden, um ein Ersetzen der Kartusche40 oder Ampulle zu ermöglichen, wie es für den Anwender erforderlich ist. Ein alternatives Kartuschenzugriffsmittel wird in Bezug auf16 bis23 offenbart. - In einem dritten Bereich des Hauptgehäuses
4 wird ein Antriebsmechanismus42 vorgesehen, der von der Energiequelle38 betrieben wird und auf die Kartusche40 oder Ampulle mit Medikament wirkt. - Die Kartusche
40 oder Ampulle umfasst einen Behälter44 oder eine Hülse, die an einem Ende durch einen Deckel46 am Kopfende davon verschlossen ist und an dem anderen durch einen beweglichen Spund48 oder Stöpsel verschlossen ist. Wenn in Stellung, durchsticht die Nadeleinheit22 den Deckel46 und eine Bewegung des Spundes48 zu dem Deckel46 hin wird ein Ausstoßen des Medikaments, das in der Kartusche40 oder Ampulle enthalten ist, verursachen. Die Kartusche kann eine 3 ml-Kartusche in Übereinstimmung mit ISO/FDIS 11608 Teil 3 oder jede andere geeignete Kartusche, die zu dem Injektor passt, sein. - Eine Bewegung des Spundes
48 oder Stöpsels wird durch eine Bewegung eines Kolbens oder Stößels50 verursacht, der Teil des Antriebsmechanismus42 ist. Der Kolben oder Stößel50 ist zwischen einer ersten voll zurückgezogenen Position (nicht dargestellt), die ein Ersetzen der Kartusche40 oder Ampulle ermöglicht, und einer zweiten voll ausgefahrenen Position, in der so viel Medikament wie möglich aus der Kartusche40 oder Ampulle ausgestoßen wurde, beweglich. Ein End-Anschlag-Schalter52 kann in dem Hauptgehäuse4 vorgesehen sein, um zu detektieren, wann der Kolben50 in der voll zurückgezogenen Position ist. Ein Auslösen des End-Anschlag-Schalters52 kann einen Verschluss oder eine andere Befestigungsvorrichtung lösen, um einen Zugang zu dem Hauptgehäuse4 zum Ersetzen der Kartusche40 zu ermöglichen. - Der Antriebsmechanismus
42 wird durch einen Motor54 unter der Steuerung einer elektronischen Steuereinheit (nicht dargestellt) betrieben. Der Motor54 sollte reversibel sein, um ein Bewegen des Kolbens50 zwischen den ersten und zweiten Positionen zu ermöglichen. In3 kann der Motor54 gesehen werden, der den Kolben50 durch einen Getriebezug42 antreibt, so dass die Rotation eines dritten Rotors58 ein Bewegen des Kolbens50 relativ zu dem dritten Rotor58 verursacht. - Vorzugsweise kann der Anwender im Betrieb die Vibration des Motors
54 und des dazugehörigen Antriebsmechanismus42 spüren und/oder sie hören. Dadurch wird dem Anwender ein zusätzlicher Grad an Vertrauen in die Tatsache des Betriebes des Injektors2 vermittelt. - Die Funktionsweise eines schreibstiftartigen Injektors gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben, insbesondere in Bezug auf
1 ,2 und3 . - Der Injektor
2 ist mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestattet. Die elektronische Steuereinheit ist sowohl mit dem Antriebsmechanismus als auch einer Anwenderschnittstelle gekoppelt. Die Anwenderschnittstelle schließt das Anzeigefeld10 ebenso wie die vom Anwender bedienbaren Knöpfe (und dazugehörigen Kontakte) ein. Die elektronische Steuereinheit beruht auf einem Mikroprozessor. Es kann entweder ein flüchtiger oder ein nicht-flüchtiger Speicher zum Speichern der „Dosisgeschichte" und patientenspezifischer Informationen verwendet werden. - Die elektronische Steuereinheit wird vorzugsweise von der Injektorenergiequelle
38 mit Energie versorgt. - Der Injektor
2 umfasst vorzugsweise einen Kommunikationskanal zwischen der elektronischen Steuereinheit und einer externen Vorrichtung wie einem PC. - Der Injektor
2 hat eine Initialdetektionseinrichtung (wie einen Neigungsschalter oder Beschleunigungsmesser), um zu identifizieren, wann der Injektor2 umgedreht wird. Bei der Detektion einer umgedrehten Position (Nadel oben) wird der Injektor2 automatisch seinen Zustand ändern, um zur Initialisierung bereit zu sein. Die Initialisierung kann durch das Drücken des Initialknopfes26 ausgelöst werden, um einen festgelegten kleinen Abgabevorgang zu verursachen. Die elektronische Steuereinheit kann einen Lautsprecher zum Ertönen bringen, wenn der Initialknopf26 gedrückt ist. - Der Initialknopf
26 ist zu allen anderen Zeiten nicht aktiviert. Wenn der Initialknopf26 aktiviert ist, sind alle anderen Knöpfe im Bereich des Bedienfeldes nicht aktiviert, also diejenigen Knöpfe, die zum Einstellen oder zur Abgabe einer Dosis verwendet werden sollen. - Die elektronische Steuereinheit kann einen Lautsprecher zum Ertönen bringen, wenn der Ladeknopf
16 während einer ausreichenden Zeitspanne gedrückt ist, um eine hörbare Rückmeldung für den Anwender bereitzustellen. - Die Funktion des Ladeknopfes
16 ist es, den Abgabeknopf18 zu aktivieren. Der Ladeknopf wird vorzugsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne niedergedrückt, bevor der Injektor2 geladen wird. Der geladene Zustand kann zusätzlich auf dem Anzeigefeld10 gezeigt werden. Die Funktionsweise des Ladeknopfes ist vorzugsweise mit dem Abde ckungsdetektionsschalter28 verbunden, so dass der Ladeknopf16 nur zum Laden des Injektors2 funktionieren wird, wenn der Deckel6 nicht anwesend ist. - Zusätzlich wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine Uhr in der elektronischen Steuereinheit detektieren, ob der Abgabeknopf
18 innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls nach dem Laden des Injektors2 gedrückt worden ist. Wenn der Abgabeknopf18 nicht innerhalb des festgelegten Zeitintervalls gedrückt worden ist, wird die elektronische Steuereinheit den Injektor2 entschärfen. Alternativ kann der Injektor, wenn der Ladeknopf ein zweites Mal innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne durch den Anwender gedrückt wird, inaktiviert werden. - In einer alternativen Ausführungsform kann der Abgabeknopf
18 als beides funktionieren, sowohl als Initialknopf als auch als der Abgabeknopf. Wenn der Initialdetektor durch den Injektor2 mit nach oben orientierter Nadel betätigt wird, würde der Abgabeknopf18 seine Funktion zu der des Initialknopfes der vorhergehenden Ausführungsform wechseln. - Die Knöpfe des Injektors
2 sind vorzugsweise von taktiler Art, um eine Sinnesrückmeldung an den Anwender bereitzustellen. - In
4 wird ein Antriebsmechanismus in Form eines Drehmagneten170 gezeigt, der eine Antriebswelle172 aufweist. Der Drehmagnet wandelt üblicherweise lineare Druckzugbewegungen in eine Drehbewegung von wenigen Graden (ungefähr 15°) mittels eines Spiralenkugellagers in dem Magneten um. Die Antriebswelle172 greift in ein erstes Sägezahnmittel178 ein. Das erste Sägezahnmittel178 treibt ein zweites Sägezahnmittel174 an, das an einer Welle180 einer Gewindespindel befestigt ist. Es ist verständlich, dass die Gewindespindel Kolbenmittel für die Vorwärtsbewegung des Spundes48 in einer Medikamentenkartusche40 im Zusammenhang mit dieser Beschreibung umfasst. Die ersten und zweiten Sägezahnmittel178 ,174 sind in einem Gehäuse176 angeordnet. Das zweite Sägezahnmittel174 ist in Richtung des ersten Sägezahnmittels178 vorgespannt (hier durch eine Schraubenfeder182 ). - Bei einem ersten Takt des Magneten wird das erste Sägezahnmittel
178 veranlasst sich zu drehen. Wie in4 zu sehen, bewegen sich die nächstgelegenen Zähne des ersten Sägezahnmittels178 nach oben, wodurch die entsprechenden Zähne des zweiten Sägezahnmittels174 weg und gegen das Vorspannmittel gedrückt werden. Die Zähne sind winkelig um das erste und zweite Sägezahnmittel178 ,174 angeordnet, um gerade weniger als dem Winkelabstand der Antriebswelle des Drehmagneten170 zu entsprechen. Am Ende des Taktes werden die Zähne des ersten Sägezahnmittels178 eingerastet sein, um in das nächste Set von Zähnen des zweiten Sägezahnmittels174 einzugreifen. Beim Rückholtakt des Magneten170 wandert das erste Sägezahnmittel178 in einer entgegengesetzten Richtung, wodurch das zweite Sägezahnmittel174 und die zugeordnete Welle180 der Gewindespindel angetrieben werden.
Claims (3)
- Ein Antriebsmechanismus für eine Injektionsvorrichtung, in dem Kolbenmittel wahlweise angetrieben werden, um ein Medikament aus einer Medikamentenkartusche auszustoßen, wobei der Antriebsmechanismus ein Antriebsmittel (
170 ) umfasst, das mit einem ersten Sägezahnmittel (178 ) verbunden ist, ein zweites Sägezahnmittel (174 ) umfasst, das mit dem Kolbenmittel (180 ) verbunden ist und ein Gehäuse (176 ) umfasst, wobei das erste Sägezahnmittel (178 ) und das zweite Sägezahnmittel (174 ) in dem Gehäuse (176 ) angeordnet sind, wobei das zweite Sägezahnmittel (174 ) durch Vorspannmittel (182 ) in Richtung des ersten Sägezahnmittels (178 ) vorgespannt ist, wobei das Antriebsmittel (170 ) wechselseitig betätigbar ist, um das erste Sägezahnmittel in einer ersten winkeligen Richtung anzutreiben, so dass das erste Sägezahnmittel (178 ) das zweite Sägezahnmittel (174 ) entlang seiner longitudinalen Achse gegen das Vorspannmittel (182 ) zumindest entlang eines Teils seiner Bewegung antreibt und um anschließend das erste Sägezahnmittel (178 ) und das zweite Sägezahnmittel (174 ) gemeinsam in einer zweiten winkligen Richtung anzutreiben, um dadurch das Kolbenmittel (180 ) anzutreiben. - Ein Antriebsmechanismus gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (
170 ) einen Drehmagneten umfasst. - Ein Antriebsmechanismus gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenmittel (
180 ) eine Gewindespindel umfasst.
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