FR2716375A1 - Injector with driven piston - Google Patents

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Abstract

The injector, for use e.g. in the rebuilding of intervertebral discs or for injecting anaesthetic into the jawbone in dentistry, has a piston (4) which is driven by an electric motor (2) enclosed in a cage (3) which can move inside a casing (1). The motor shaft is fixed to a nut (9) which engages with a thread (10) on the inner surface of the envelope, so that the rotation of the motor causes both the motor and piston to travel along inside the casing. The injector can incorporate a second motor which rotates a cartridge and a needle with the aim of facilitating the needle's penetration. The operation of the injector motor is controlled by a switch (5) with its control lever (6) projecting through a slot (6a) in the casing.

Description

INJECTEUR MEDICAL
La présente invention a pour objet un injecteur destiné en particulier, mais non exclusivement à un usage médical, notamment dans la reconstitution de disques intervertébraux ou en dentisterie pour réaliser des injections d'anesthésique intramédullaires ou intradiploîques. MEDICAL INJECTOR
The present invention relates to an injector intended in particular, but not exclusively for medical use, in particular in the reconstitution of intervertebral discs or in dentistry for carrying out intramedullary or intradiploic anesthetic injections.

II est connu de reconstituer les disques intervertébraux à l'aide d'une pâte de constitution appropriée. Mais, le problème consiste à injecter la pate exactement à l'endroit voulu à l'aide d'une canule de grande longueur. Or, cette pate est très consistante, de sorte que les injecteurs connus ne sont pas adaptés à de telles injections. It is known to reconstitute the intervertebral discs using a paste of suitable constitution. However, the problem is to inject the paste exactly where you want it using a very long cannula. However, this paste is very consistent, so that the known injectors are not suitable for such injections.

En chirurgie dentaire, la solution classique consiste à injecter à l'aide d'une seringue une quantité déterminée d'anesthésique liquide dans la gencive du patient à une certaine distance de la dent à soigner. Mais cette procédure présente des inconvénients qui sont, en particulier un temps de latence important entre l'injection et l'action anesthésiante, I'injection d'une quantité d'anesthésique plus importante que nécessaire. Pour remédier à ces inconvénients, il a déjà été proposé de réaliser des anesthésies intradiploîques dans lesquelles l'injection est effectuée directement dans la moelle de l'os maxillaire, après traversée de la corticale. A cet effet, il est connu de faire tourner l'aiguille d'injection pour faciliter la pénétration de l'aiguille dans la corticale qui est une région dure. Après quoi, un piston est déplacé qui porte contre le fond mobile de la cartouche contenant l'anesthésique.In dental surgery, the classic solution consists in injecting with a syringe a determined quantity of liquid anesthetic into the gum of the patient at a certain distance from the tooth to be treated. However, this procedure has drawbacks which are, in particular a long lag time between the injection and the anesthetic action, the injection of a larger quantity of anesthetic than necessary. To remedy these drawbacks, it has already been proposed to carry out intradiploic anesthesia in which the injection is carried out directly into the marrow of the maxillary bone, after crossing the cortex. For this purpose, it is known to rotate the injection needle to facilitate penetration of the needle into the cortex which is a hard region. After which, a piston is moved which bears against the movable bottom of the cartridge containing the anesthetic.

Un injecteur permettant de réaliser une telle anesthésie est décrit dans FR-A-2 581 548. Dans ce brevet, les moyens d'entrainement en rotation de la cartouche et de translation du fond mobile de la cartouche sont constitués de deux micromoteurs la liaison mécanique entre le moteur d'entraînement en rotation de la cartouche et celle-ci étant obtenu par l'intermédiaire d'engrenages. II en va de même de l'entraînement du piston que est obtenu par un engrenage réducteur. II est ainsi possible d'obtenir une injection continue et régulière ce qui n'était pas le cas avec les seringues à main. Mais il est apparu que ces entrainements généraient des bruits indésirables. Par ailleurs, si l'injecteur décrit fonctionnait convenablement pour l'injection d'anesthésique liquide, il était inapte à l'injection de produits pâteux qui nécessitent des pressions d'injection considérables et des volumes relativement importants.An injector for performing such anesthesia is described in FR-A-2 581 548. In this patent, the means for rotating the cartridge and translating the movable bottom of the cartridge consist of two micromotors, the mechanical connection between the motor for rotating the cartridge and the latter being obtained by means of gears. The same goes for the piston drive which is obtained by a reduction gear. It is thus possible to obtain a continuous and regular injection, which was not the case with hand syringes. But it appeared that these trainings generated undesirable noises. Furthermore, if the injector described worked properly for the injection of liquid anesthetic, it was unsuitable for the injection of pasty products which require considerable injection pressures and relatively large volumes.

La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et d'élargir le champ d'application de tels injecteur dans le domaine médical. Elle est basée sur l'idée que tous les efforts à transmettre doivent l'être dans l'axe de l'injecteur en évitant tout renvoi mécanique qui se traduit assez fréquemment par une excentricité des efforts appliqués entraînant des btis de cartouche.The object of the present invention is to overcome these drawbacks and to widen the field of application of such injectors in the medical field. It is based on the idea that all the forces to be transmitted must be in the axis of the injector, avoiding any mechanical deflection, which quite often results in an eccentricity of the applied forces resulting in cartridge btis.

Selon l'invention, I'injecteur comprenant un piston entraîné en translation par un moteur électrique pour venir porter sur le fond mobile d'une cartouche fixée sur le corps de l'injecteur d'une manière amovible, est caractérisé en ce que le moteur d'entrainement du piston est coaxial à celui-ci et est mobile en translation à l'intérieur du corps cylindrique de l'injecteur. Ainsi, I'effort appliqué sur le fond de la cartouche ou container est parfaitement coaxial à celle-ci.According to the invention, the injector comprising a piston driven in translation by an electric motor to come to bear on the movable bottom of a cartridge fixed to the body of the injector in a removable manner, is characterized in that the engine for driving the piston is coaxial with the latter and is movable in translation inside the cylindrical body of the injector. Thus, the force applied to the bottom of the cartridge or container is perfectly coaxial with it.

Selon une autre caractéristique de l'invention, I'arbre moteur est fileté et tourne à l'intérieur d'un écrou prisonnier. Ainsi, la rotation de l'arbre moteur se traduit par une translation de celui-ci. According to another characteristic of the invention, the motor shaft is threaded and turns inside a captive nut. Thus, the rotation of the motor shaft results in a translation of the latter.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, L'arbre moteur est solidaire d'un manchon fileté extérieurement, muni de butées. Ainsi, la charge est transmise à la cage du moteur et non directement sur l'arbre de celui-ci. According to yet another characteristic of the invention, the drive shaft is integral with an externally threaded sleeve, provided with stops. Thus, the load is transmitted to the motor cage and not directly on the shaft of the latter.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'injecteur comporte un moteur d'injection destiné à pousser une paroi mobile à l'aide d'un piston et un moteur de rotation pouvant entrainer en rotation la partie avant de l'injecteur en vue par exemple de faciliter la pénétration de l'aiguille dans un endroit donné. In a particular embodiment of the invention, the injector comprises an injection motor intended to push a movable wall using a piston and a rotation motor which can drive the front part of the injector in rotation for example to facilitate penetration of the needle into a given place.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent:
- La Figure 1, une vue partielle en coupe d'un injecteur selon l'invention
- La Figure 2, un montage particulier du moteur d'injection;
- La figure 3, une vue d'un injecteur utilisé après nudéotomie;
-La Figure 4, une vue en coupe d'un injecteur d'anesthésie dentaire.Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows of particular embodiments, given solely by way of nonlimiting examples, with reference to the drawings which represent:
- Figure 1, a partial sectional view of an injector according to the invention
- Figure 2, a particular assembly of the injection engine;
- Figure 3, a view of an injector used after nudeotomy;
-Figure 4, a sectional view of a dental anesthesia injector.

Sur la figure 1, qui est un schéma de principe du déplacement du moteur d'injection, on voit qu'à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique 1 est monté coulissant un moteur électrique 2. Le moteur est inclus dans une cage 3 qui renferme également un commutateur 5 au-dessus duquel fait saillie un interrupteur 6 dont le rôle sera expliqué par la suite. La cage 3 est également solidaire d'un piston 4 dont seule l'extrémité postérieure apparait sur la figure.In Figure 1, which is a block diagram of the displacement of the injection engine, it can be seen that inside an cylindrical casing 1 is slidably mounted an electric motor 2. The engine is included in a cage 3 which also contains a switch 5 above which projects a switch 6, the role of which will be explained below. The cage 3 is also secured to a piston 4 of which only the rear end appears in the figure.

Le commutateur 5 est relié par un cordon 7 à une source d'alimentation électrique. La cage 3 est mobile en translation à l'intérieur de l'enveloppe 1 de manière à pousser le piston 4 vers l'avant ( à gauche de la figure), puis le ramener vers l'arrière une fois l'injection effectuée.The switch 5 is connected by a cord 7 to a source of electrical power. The cage 3 is movable in translation inside the envelope 1 so as to push the piston 4 forwards (on the left of the figure), then bring it back after the injection has been carried out.

A la partie arrière du moteur 2 fait saillie l'arbre de sortie 8 du moteur. Cet arbre est solidaire d'une vis 9 dont le filetage périphérique engrène avec un filetage interne 10 prévu dans l'enveloppe 1. Une rondelle 11, à faible coefficient de frottement, par exemple en Téflon est interposée entre la vis 9 et la cage 3. On comprend que, dans ces conditions, la rotation de l'arbre moteur dans un sens déterminé entraine la vis 9 dans le même sens. II en résulte un mouvement de translation de la vis à l'intérieur de l'enveloppe, mouvement qui est transmis, par l'intermédiaire de la rondelle 11 à la cage 3 qui se déplace ainsi en translation en entraînent le piston 4. Il est ainsi possible de disposer d'une poussée axiale régulière par le déplacement du moteur tournant à faible vitesse. Le déplacement du guide 12 dans la rainure 13, empêche toute rotation de la cage 3.At the rear part of the motor 2 protrudes the output shaft 8 of the motor. This shaft is secured to a screw 9, the peripheral thread of which meshes with an internal thread 10 provided in the envelope 1. A washer 11, with a low coefficient of friction, for example made of Teflon, is interposed between the screw 9 and the cage 3 It is understood that, under these conditions, the rotation of the motor shaft in a determined direction causes the screw 9 in the same direction. This results in a translational movement of the screw inside the envelope, movement which is transmitted, via the washer 11 to the cage 3 which thus moves in translation, driving the piston 4. It is thus possible to have a regular axial thrust by moving the engine running at low speed. The movement of the guide 12 in the groove 13 prevents any rotation of the cage 3.

Un autre montage d'entrainement du moteur en translation est représenté sur la figure 2. Sur cette figure, les mêmes références désignent les mêmes éléments. L'arbre moteur 8 est inclus dans un manchon 14 solidaire de l'arbre moteur de sorte que le manchon soit entrainé sans glissement sur l'arbre. Le manchon 14 porte un filetage extérieur 15 qui pénètre dans un trou fileté 16 de l'écrou 9 qui, comme dans la figure précédente rengrène avec le filetage interne 10 de l'enveloppe 1. Le manchon 14 porte à son extrémité arrière une collerette 16 jouant le rôle de butée pour l'écrou 9. L'extrémité avant du manchon 14 forme également une butée 17 pour l'écrou 9, mais sa partie avant présente une couronne 18 portant sur une rondelle 19 qui à son tour prend appui contre la face arrière de la cage 3. Un palier à aiguilles ou à billes peut être interposé entre la couronne 18 et la rondelle 19. La rondelle 19 a pour but de transmettre la charge à la cage 3 renfermant le moteur 2 et non pas directement à l'arbre de celui-ci.Another assembly for driving the motor in translation is shown in FIG. 2. In this figure, the same references designate the same elements. The drive shaft 8 is included in a sleeve 14 integral with the drive shaft so that the sleeve is driven without sliding on the shaft. The sleeve 14 carries an external thread 15 which penetrates into a threaded hole 16 of the nut 9 which, as in the preceding figure, meshes with the internal thread 10 of the casing 1. The sleeve 14 carries at its rear end a flange 16 playing the role of stop for the nut 9. The front end of the sleeve 14 also forms a stop 17 for the nut 9, but its front part has a crown 18 bearing on a washer 19 which in turn bears against the rear face of the cage 3. A needle or ball bearing can be interposed between the crown 18 and the washer 19. The purpose of the washer 19 is to transmit the load to the cage 3 containing the motor 2 and not directly to the tree of it.

Lorsque le moteur tourne dans un sens ou dans l'autre, il transmet ce mouvement de rotation au manchon 14 qui se déplace à l'intérieur de l'écrou 9. Le moteur 2 se déplace alors longitudinalement. Quand ce mouvement amène la surface 16 ou la surface 17 en butée, I'écrou 9 est à son tour entrainé en rotation et il avance ou recule à l'intérieur de l'enveloppe 1.When the engine turns in one direction or the other, it transmits this rotational movement to the sleeve 14 which moves inside the nut 9. The engine 2 then moves longitudinally. When this movement brings the surface 16 or the surface 17 into abutment, the nut 9 is in turn driven in rotation and it advances or retreats inside the envelope 1.

Le couple transmis, et par suite la force de poussée exercée par le piston est inversement proportionnel au diamètre du manchon. Avec des pas identiques, si le diamètre du manchon 14 est égal à la moitié du diamètre de l'écrou 9, la force exercée sur le piston est égale à deux fois la force de déplacement de l'écrou 9.The transmitted torque, and consequently the thrust force exerted by the piston is inversely proportional to the diameter of the sleeve. With identical steps, if the diameter of the sleeve 14 is equal to half the diameter of the nut 9, the force exerted on the piston is equal to twice the displacement force of the nut 9.

La figure 3 représente en coupe un injecteur de nucléotomie. On retrouve sur cette figure des éléments précédemment mentionnés et notamment le moteur 2, rnonté dans une cage 3 mobile en translation solidaire d'un piston 4. Sur l'extrémité avant du corps 1 est monté un container 20, par exemple par vissage ou par un montage à balonnefle. Le container 20 est d'un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'enveloppe 1 de l'injecteur. II se prolonge par une canule de nucléotomie 21 correspondant avec le volume interne 23 du container. Du cdté opposé à la canule, est monté une paroi mobile 24 jouant le rôle de piston poussant la pâte dans la canule et, de là dans l'endroit prévu, par exemple les espaces intervertébraux. L'interrupteur 6 permet d'entraîner le moteur dans un sens ou dans l'autre de sorte qu'il avance ou recule, soit de l'arrêter. Dans un premier temps, le container 20 est fixé avec la canule dont le volume est d'environ 4 millilitres sur le corps de l'injecteur et, après pénétration de la canule dans le corps, un premier mouvement de l'interrupteur provoque l'injection de la pâte. Après injection totale de celle-ci.Figure 3 shows in section a nucleotomy injector. This figure shows elements previously mentioned and in particular the motor 2, mounted in a cage 3 movable in translation secured to a piston 4. On the front end of the body 1 is mounted a container 20, for example by screwing or by a balloon mounting. The container 20 has a diameter substantially equal to the diameter of the casing 1 of the injector. It is extended by a nucleotomy cannula 21 corresponding with the internal volume 23 of the container. On the side opposite to the cannula, there is mounted a movable wall 24 acting as a piston pushing the dough into the cannula and, from there in the intended place, for example the intervertebral spaces. The switch 6 makes it possible to drive the motor in one direction or the other so that it moves forward or backward, or to stop it. Initially, the container 20 is fixed with the cannula whose volume is approximately 4 milliliters on the body of the injector and, after penetration of the cannula in the body, a first movement of the switch causes the injection of the dough. After total injection of it.

le container 20 est dévissé pour éviter la réaspiration de la pâte. Puis, par appui sur l'interrupteur 5, le moteur est ramené dans sa position arrière d'origine. Dans ce mode de réalisation; la course du moteur est inférieure à la longueur de la canule en raison des différences de section.the container 20 is unscrewed to avoid re-sucking the dough. Then, by pressing the switch 5, the motor is returned to its original rear position. In this embodiment; the stroke of the motor is less than the length of the cannula due to the differences in section.

Le prix de la pâte injectée étant très élevé, il est souhaitable qu'aucune quantité de pâte ne subsiste dans la canule après injection. II est également possible de monter sur le corps de l'injecteur un piston 4 dont le diamètre soit sensiblement égal à celui de la canule. Dans ces conditions, la course du moteur est égale à la longueur de la canule ce qui permet de vider complètement celle-ci.The price of the paste injected being very high, it is desirable that no quantity of paste remains in the cannula after injection. It is also possible to mount a piston 4 on the injector body, the diameter of which is substantially equal to that of the cannula. Under these conditions, the stroke of the motor is equal to the length of the cannula, which makes it possible to empty it completely.

L'interrupteur 5 est un inverseur unipolaire qui selon la position de la manette 6 alimente le moteur dans un sens ou dans l'autre. La manette se déplace avec le moteur dans une fente longitudinale 6a du corps de l'injecteur. En fin de course du moteur, la manette 6 vient en butée contre une extrémité 6b de la fente 6a. Ce contact fait basculer le manette de sorte que le sens de rotation de l'arbre moteur soit inversé, le moteur repartant alors en direction inverse de la précédente. Mais la manette 6 étant accessible, l'injection peut être arrêtée à tout moment par une action manuelle du praticien.The switch 5 is a unipolar inverter which, depending on the position of the lever 6, supplies the motor in one direction or the other. The lever moves with the engine in a longitudinal slot 6a of the body of the injector. At the end of the engine stroke, the handle 6 abuts against one end 6b of the slot 6a. This contact switches the lever so that the direction of rotation of the motor shaft is reversed, the motor then starting in the opposite direction to the previous one. But the handle 6 being accessible, the injection can be stopped at any time by a manual action of the practitioner.

La figure 4 représente un injecteur destiné à l'anesthésie dentaire de type intradiploîque c'est-à-dire impliquant la pénétration de l'aiguille dans un os avant injection. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un moteur supplémentaire susceptible de communiquer à l'aiguille un mouvement de rotation facilitant la traversée de l'os avant l'injection proprement dite.FIG. 4 represents an injector intended for dental anesthesia of the intradiploic type, that is to say involving the penetration of the needle into a bone before injection. In this case, it is necessary to provide an additional motor capable of communicating to the needle a rotational movement facilitating the crossing of the bone before the injection proper.

Conformément à l'invention, le moteur de rotation est coaxial au moteur d'injection, à la cartouche ou réservoir d'anesthésique et à l'aiguille. Comme cela apparait sur la figure 4, le moteur 25 est disposé à I'avant du moteur d'injection dans la cage 3 et son arbre de sortie est mécaniquement relié au piston 4. A l'extrémité avant de l'injecteur est fixé dans un logement 26 prévu à cet effet une cartouche 27 et, sur lavant du logement 26 est fixé une aiguille 28 dont l'extrémité arrière traverse le joint avant de la cartouche pour établir une communication entre la cartouche 27 et le canal intérieur de l'aiguille 28.According to the invention, the rotation motor is coaxial with the injection motor, the anesthetic cartridge or reservoir and the needle. As shown in FIG. 4, the engine 25 is disposed at the front of the injection engine in the cage 3 and its output shaft is mechanically connected to the piston 4. At the front end of the injector is fixed in a housing 26 provided for this purpose a cartridge 27 and, on the front of the housing 26 is fixed a needle 28 whose rear end passes through the front seal of the cartridge to establish communication between the cartridge 27 and the inner channel of the needle 28.

Le logement 26 forme un palier pour la cartouche et l'aiguille.The housing 26 forms a bearing for the cartridge and the needle.

Le fonctionnement d'un tel injecteur est le suivant: Dans un premier temps la muqueuse est traversée par l'aiguille 28 dont l'extrémité avant arrive au contact de l'os. Le contacteur 6 permet dans une position l'alimentation du moteur 25 et la mise en rotation de son arbre moteur. L'os est alors traversé et l'extrémité avant de l'aiguille arrive au contact de la moelle. Le moteur 25 est alors stoppé et le moteur 2 est alimenté ce qui provoque l'injection de
I'anesthésique contenu dans la cartouche. Après quoi, le sens de rotation du moteur 2 est inversé et l'aiguille 28 est retirée de la mâchoire.The operation of such an injector is as follows: Firstly, the mucosa is crossed by the needle 28, the front end of which comes into contact with the bone. The contactor 6 allows in a position the supply of the motor 25 and the rotation of its motor shaft. The bone is then crossed and the front end of the needle comes into contact with the cord. The motor 25 is then stopped and the motor 2 is supplied, which causes the injection of
The anesthetic contained in the cartridge. After which, the direction of rotation of the motor 2 is reversed and the needle 28 is withdrawn from the jaw.

II va de soi que de nombreuses variantes peuvent etre apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de rinvention  It goes without saying that many variants can be made, in particular by substitution of equivalent technical means, without departing from the scope of the invention.

Claims (1)

REVENDICATIONS 10 Injecteur comprenant un piston (4) entraîné en translation par un moteur CLAIMS 10 Injector comprising a piston (4) driven in translation by a motor électrique pour venir porter sur le fond mobile d'un container (20,27) electric to come and carry on the moving bottom of a container (20,27) dont le fond est mobile, fixé sur le corps (1) de l'injecteur d'une manière the bottom of which is movable, fixed to the body (1) of the injector in a way amovible, caractérisé en ce que le moteur (2) est indus dans une cage removable, characterized in that the motor (2) is included in a cage (3) mobile en translation à l'intérieur de l'enveloppe (1) et coaxial à (3) movable in translation inside the envelope (1) and coaxial with ladite enveloppe. said envelope. 2" Injecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'arbre moteur (8) 2 "Injector according to claim 1 characterized in that the motor shaft (8) est solidaire d'une vis engrenant avec un filetage (10) interne à is secured to a screw meshing with a thread (10) internal to l'enveloppe (1) de l'injecteur, la rotation de l'arbre moteur (8) se the injector casing (1), the rotation of the motor shaft (8) is traduisant par une translation du moteur (2) entraînant le piston (4). resulting in a translation of the motor (2) driving the piston (4). 3 Injecteur selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que 3 injector according to one of claims 1 or 2 characterized in that l'arbre moteur est solidaire d'un manchon (14) fileté extérieurement, the drive shaft is integral with a sleeve (14) threaded on the outside, muni de butées (16,17), une vis (9) formant écrou pour le manchon (14) provided with stops (16,17), a screw (9) forming a nut for the sleeve (14) et engrenant avec le filetage (10) interne de l'enveloppe (1). and meshing with the internal thread (10) of the casing (1). 4" Injecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que qu'il comporte un 4 "Injector according to claim 1 characterized in that it comprises a moteur d'injection (2) destiné à pousser une paroi mobile à l'aide d'un injection engine (2) intended to push a movable wall using a piston (4) et un moteur de rotation (25) pouvant entrainer en rotation une piston (4) and a rotation motor (25) capable of rotating a cartouche (27) et une aiguille (28) en vue de faciliter la pénétration de cartridge (27) and a needle (28) to facilitate penetration of l'aiguille. the needle. 5 Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes 5 injector according to any one of the preceding claims caractérisé en ce que le moteur d'injection est commandé par un characterized in that the injection engine is controlled by a commutateur (5) solidaire de la cage (3) dont la manette de commande switch (5) integral with the cage (3) including the control lever (6) fait saillie à la partie supérieure de l'injecteur. (6) protrudes from the upper part of the injector. 6" Injecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manette (6) 6 "Injector according to claim 5, characterized in that the handle (6) passe dans une fente (6a) du corps de l'injecteur et, par venue en butée passes through a slot (6a) in the body of the injector and, by abutting contre les extrémités (6b) de la fente (6a), inverse l'alimentation du against the ends (6b) of the slot (6a), reverse the supply of moteur (2).  motor (2).
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