ФИКСИРОВАННО-ДОЗИРОВАННЫЙ ШПРИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМ ВСАСЫВАНИЕМ

Шприц сконструирован с ограниченным максимально используемым объёмом. Шприц, представленный в данном изобретении, предпочтительно, имеет втягивающуюся иглу для предотвращения повторного использования. В предпочтительном варианте осуществления изобретения ограничивающая дозу конструкция состоит из ограничительного кольца, расположенного на головке поршня, которое упирается в ограничитель, находящийся внутри корпуса при движении поршня от иглы, предотвращая тем самым дальнейшее продвижение поршня назад. Предпочтительным является то, что конфигурация шприца, описанного в данном изобретении, позволяет пользователю тактильно почувствовать момент, когда шприц достиг положения, соответствующего номинальной фиксированной дозе. Если пользователь попытается с силой выдернуть ограничи-тельное кольцо за пределы ограничителя, то происходит сдирание или удаление поршневой герметизирующей прокладки с поршневой головки, и шприц становится непригодным к дальнейшему использованию. Данные технические характеристики изобретения могут быть использованы и в шприцах с невтягивающимися иглами.

Представленное изобретение относится к ме-дицинскому устройству, а именно, к фиксировано-дозированному шприцу, сконструированному таким образом, что уровень максимального количества жидкости, втягиваемой в шприц, предварительно определён.
Уровень техники
В развивающихся странах с волнующей быстротой продолжают распространяться такие заболевания как ВИЧ и гепатит. В подавляющем большинстве причина кроется в повторном ис-пользовании шприцев во время программ массовой иммунизации. Во время проведения программ массовой иммунизации в странах третьего мира в целях предупреждения передачи инфекционных заболеваний вакцинаторы, как правило, используют одну и ту же иглу для следующих друг за другом вакцинаций с целью экономии времени и денег. Например, тогда как стандартная доза вак-цины для одного человека составляет 0.5 мл, во время подобных программ массовой иммунизации, чаще всего, в шприцы объёмом Зсм набирают 3 мл вакцины и вакцинируют 6 человек, соответственно по 0.5 мл каждому.
Серьёзность угрозы, которую представляет собой СПИД и гепатит, а также факт распространения страшных болезней при повторном использовании игл во время проведения программ массо-вой иммунизации, привлекло внимание многих людей. В результате в уровне техники раскрыто несколько видов са¬моблокирующихся шприцев (шприцы, предназначенные для одноразового использования), приходящих в негодность после введения заранее предусмотренной максимальной дозы, тем самым, сокращая риск передачи болез-нетворных микроорганизмов, передающихся через кровь. В качестве приме¬ров можно привести патенты США № 4,946,441; 4,961,728; 4,973,310; 5,000,737; 5,562,623; и 6,283,941. Однако, многие устройства существующего уровня техники состо-ят из многочисленных сложных частей, которые существенно повышают их производственную стоимость. Более того, в уровне техники не выяв-лен фиксированно-дозированный шприц массового производства с простой сборкой, надёжный, прибыльный, простота использования которого даёт возможность быстро, удобно, и точно произвести инъекцию.
Поэтому возникла необходимость в фиксированно-дозированном шприце, производство которого экономично и надёжно при высокой скорости, полностью защищающий пользова-телей и окружающих от случайных уколов иглы и распространения болезней, передающихся через кровь. Более того, такой шприц был бы лёгок, быстр и точен в использовании, благодаря ограниченному, максимально используемому объёму. Эти и другие преимущества представлены в изобретении, описанном ниже.
Краткое изложение изобретения
Описываемый здесь фиксированно-дозированный шприц обладает значительными преимуществами по сравнению с существующим уровнем техники. При надлежащем использовании шприца, представленном в данном изобретении, в конце инъекции происходит втяжение иглы, при-водящее шприц в негодность. Данная особенность шприца необходима для предотвращения повторного использования игл, особенно, при проведении программ массовой иммунизации, тем самым, уменьшая вероятность передачи заболеваний. Более того, конструкция шприца позволяет ограничить количество втягиваемой жидкости. Изобре-тение включает в себя ограничи¬вающую дозу конструкцию, которая обеспечивает его лёгкое, быстрое и точ¬ное использование, особенно, во время проведения программ массовой им-мунизации. Очевидным должно быть то, что данное, ограничивающее дозу усовершенствование могло быть заявлено для шприцев без втягивающего механизма.
Фиксировано-дозированный шприц, заявлен-ный в данном изобретении, включает в себя удли-нённый полый корпус, в переднем конце которого установлен втяжной механизм. Втяжной механизм, преимущественно, включает в себя иглодержатель, разъёмный удерживающий элемент и пружи-ну. Втяги¬вающаяся игла, смещаемая при втяжении в обратном осевом направлении, зафиксирована в иглодержателе. Поршень, расположенный в полом корпусе, включает в себя поршневую герметизи-рующую прокладку, находящуюся в скользящем герметичном сцеплении с внутренней стенкой корпуса. Поршень также включает в себя торце-вую заглушку для надавливания большим паль¬цем и полость для втягивания иглы, которая принимает втянутую иглу, когда приводится в действие втяж-ной механизм путём продвижения поршня впе¬рёд после того, как жидкость была выпущена во время инъекции.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения ограничи¬вающая дозу конструкция включает в себя внутренне направленный выступ на внутренней стенке корпуса, расположенный за точкой, соответствующей максимально предусмотренной дозе. Помимо этого, ограничивающая дозу конструкция включает ограничительное кольцо, замыкающее поршень и прилегающее к поршневой герметизирующей прокладке. Во время всасывания жидкости, как только набрана при-близительная номинальная фиксированная доза, ограничительное кольцо упирается во внутренне направленный выступ, ограничивая тем самым дальнейшее втягивание поршня. Под нормальным давлением головка поршня не может продвинуться за пределы дан¬ного выступа. Однако, если пользователь попытается силой протолкнуть головку поршня назад за пределы выступа, то ограничи-тельное кольцо не продвинется за пределы выступа без сдирания поршневой герметизирующей прокладки с поршня, предотвращая тем самым втягивание дополнительной жидкости и, соответ-ственно, повторного использования шприца даже, если игла не втянута.
Краткое описание чертежей
Устройство представленного изобретения раскрыто и описано в следующих рисунках:
Рис. 1 Внешняя вертикальная проекция шпри-ца перед использованием;
Рис. 2 Вид продольно-поперечного сечения, проведённого вдоль линии 2-2Рис.1;
Рис. 3 Вид увеличенного продольно-поперечного сечения, проведённого вдоль линиии 3 - 3 Рис.1, показывающий втянутый поршень до положения, соответствующего номинальной фик-сированной дозе;
Рис. 4 Вид продольно-поперечного сечения при частичном разрушении после применения силы, взятый из Рис.3, показывающего втянутую назад поршневую головку за точку ограничения, где поршневая герметизирующая прокладка ото-рвана от поршня, а ограничительное кольцо, по прежнему, расположено на поршне;
Рис. 5 Детальный вид, взятый из рис. 3, показывающий поршень с ограничительным кольцом, расположенным примыкающее к задней части поршневой герметизирующей прокладки и соприкасающийся с выступом, ограничивающим дозу, расположенным изнутри на стенке корпуса.
Данная нумерация использована для описания деталей всех фигур, изображённых на рисунках.
Подробное описание предпочтительного ва-рианта
Устройство и управление основного (первичного) шприца и втяжного механизма, использо-ванных в настоящем изобретении, раскрыты, например, в патентах США № 5,385,551; 5,578,011; 5,632,733; 6,015,438; и 6,090,077, кото-рые здесь приведены, как имеющие отношение к объекту изобретения. Настоящее изобретение является дальнейшей модификацией шприцев, раскрытых в указанных выше патентах, для кон-троля количества втянутой жидкости в шприц. Несмотря на то, что на рисунках изображён шприц объёмом 1 см3, приспособленный для вве-дения максимальной дозы в 0.5 мл/см3, должно быть очевидным, что данное изобретение не огра-ничивается именно этой дозой или размером шприца. Например, доза может быть ограничена 1.0 мл/см3 в шприце объёмом 3 см3.
Ссылаясь на рисунки 1 и 2, фиксировано-дозированный шприц 10 пре¬имущественно включает в себя трубчатый корпус 12, втяжной механизм 14 и поршень 16. Корпус 12 включает переднюю концевую часть 18 и заднюю концевую часть 20, соединённые продольно вытянутой стенкой 22. Корпус 12, предпочтительно, отливается из прочного прозрачного полимера, такого как полипро-илен и на передней стенке может быть размечена обычная шка¬ла емкости или может включать только метку желаемой заранее определён¬ной дозы, как показано на Рис. 1 объемом «0.5 мл/см3».
На рис. 5 отчётливо видно, что на стенке 22 расположен внутренне направленный выступ 24 со скошенными сторонами 26, 28 и плоской сто-роной 30 внутри корпуса 12. Выступ 24 кольцеоб-разно сужает внутренний диаметр корпуса 12 почти по 0.007 дюйма со всех сторон. Специалисту при чтении данного описания станет очевидным, что подобного сужения можно достичь и другими путями. Например, такое сужение может иметь конфигурацию выступа, расположенного по окружности. В процессе отливания шприца выступ 24 формируется как единая неотъемлемая часть стенки 22, но выступ 24 может быть сформирован или вставлен в корпус 12 и другими спо-собами, из¬вестными из уровня техники, указанном в данном описании. Выступ 24 явля¬ется пространственно установленным ограничением расстояния от передней концевой части 18 корпуса 12 для того, чтобы пользователь мог втянуть заранее установленную максимальную необходимую до-зу.
Предпочитаемый скос угла стороны 26 нахо-дится в пределах 15 и 45 градусов, а наиболее предпочитаемый угол составляет 30 градусов. Скос угла стороны 28 может колебаться от 5 до 10 градусов, а наиболее предпочтитель-ный угол составляет около 10 градусов. Важность этих углов рассматривается ниже, в разделе, отно-сящемся к управлению данным устройством.
Как показано на рис. 2 и 3, втяжной механизм 14 расположен внутри передней концевой части 18 корпуса 12 и предпочтительно включает в себя удлинённый иглодержатель 32, и разъёмный удерживающий элемент 34, пружину 36 и иглу 38. Игла 38, закреплённая на иглодержате-ле 32 посредством связующего вещества 40, про-ходит в невтянутом состоянии сквозь переднюю концевую часть 18 и покрыта съёмным за-щитным колпачком 42. Разъёмный удерживаю-щий элемент 34, предпочтительно имеющий коль-цеобразную конструкцию, фрикционно сцепленный с иглодержателем 32 с возможностью разделения их друг от друга, предназначен для удержания иглы 38 от воздействия втяжной силы сжатой пружины 36.
Ссылаясь на рис. 2, 3 и 4, поршень 16 предпо-чтительно состоит из, главным образом, цилин-дрической боковой стенки 46 с нижней концевой частью 48 и верхней концевой частью 50. Нижняя концевая часть 48 поршня 16 состоит из головки 52 с уменьшенной в диаметре частью 54, по бокам которой сформированы кольцеобразные заплечи-ки 56, 58. Эластомерная поршневая герметизиру-ющая прокладка 60 и ограничительное кольцо 62 установлены на уменьшенной в диаметре части 54 между первым и вторым заплечиками 56, 58. Гер-метизирующая прокладка 60 зажата между пер-вым заплечиком 56 и ограничительным кольцом 62, находится в скользяще герметичном соедине-нии с внутренней стенкой 64 корпуса 12, и имеет выемку вдоль внешней стенки 68, образуя канал 66. Ограничительное кольцо 62 зажато между поршневой герметизирующей прокладкой 60 и вторым заплечиком 58, и может быть сконструи-рована как кольцевая деталь, разъёмная кольцевая деталь, или как любая подобная конструкция. В предпочтительном выполнении ограничительное кольцо 62 изготавливается из подходящего для медицинских целей полимерного материала, являющегося более упругим, чем поршневая герметизирующая прокладка 60. Одним из подоб-ных предпочитаемых материалов является полиа-цеталь, маркированный товарным знаком DELRIN компании DuPont.
Ограничительное кольцо 62 также может быть изготовлено из подходящего для медицин-ских целей металла, такого, как нержавеющая сталь, в этом случае ограничительное кольцо 62 может быть выполнено, при необходимо-сти, как разъёмное кольцо, которое можно устано-вить на кольцеобразном заплечике 56 при сборке шприца 10. Ограничительное кольцо 62 также может быть изготовлено из керамических материалов.
Внутренний диаметр ограничительного кольца 62 подогнан по размеру таким образом, чтобы пропустить поршневую головку 52 через себя, оставив при этом небольшой промежуток, достаточный для того, чтобы позволить ограничитель-ному кольцу 62 двигаться свободно на поршневой головке 52, когда поршневая герметизирующая прокладка 60 не установлена на уменьшенную в диаметре часть 54 поршневой головки 52. Однако, внутренний диаметр ограничительного кольца 62 не настолько велик, чтобы позволить ему двигать-ся за пределы первого и второго заплечиков 56, 58 без достаточной деформации. Размер наружного диаметра ограничительного кольца 62 позволяет ограничительному кольцу 62 проскользнуть внутрь корпуса 12 в камеру для жидкости 44 при установке поршня 16 в шприце 10 с поршневой герметизирующей прокладкой 60, но он достаточ-но большой, чтобы ограничить движение кольца 62 за выступ 24 во время всасывания, как описано ниже.
Поршневая головка 52 также имеет верхнюю концевую часть 70, формирующую входное отвер-стие втяжной полости 72. Разъёмная пробка 74 удерживается во входном отверстии втяжной полости 72 фрикционным сцеплением и вместе с головкой 52 герметично закрывает входное отверстие втяжной полости 72. Разъёмная пробка 74 также имеет передний конец 76, выходящий за пределы верхней концевой части 70. Втяжная полость 72 по меньшей мере частично вмещает в себя втянутую иглу 38, иглодержатель 32, пробку 74 и пружину 36 при втяжении.
Верхний концевой отдел 50 поршня 16 вклю-чает концевую шляпку 78 для нажатия на поршень большим пальцем. Концевая шляпка 78 состоит из циркулярного оголовка с отверстием 80 для заглушки 82. Заглушка 82 снабжена головкой 84, соединённой с продольно вытянутой кольцеобразной юбкой 86. Головка 84 заглушки 82 плотно посажена в отверстие 80 и настолько эффективно герметизирует отверстие 80, что ни малейшая частица жидкости не сможет просочиться сквозь неё. Кольцеобразная юбка 86 фрикционно соеди-нена с внутренней стенкой поршня 16. Воздушный клапан (не показан) может быть расположен на шляпке 78 для вентилирования втяжной поло-сти 72; однако, воздушный клапан также может быть расположен в пределах стенки поршня 16.
Задняя концевая часть 20 корпуса 12 включа-ет вытянутые в стороны крылья 88 и кольцевой выступ 90. Одновременное задействование вытянутых в стороны крыльев 88 и шляпки 78 позволяют управлять шприцем одной рукой. Кольцевой выступ 90 продолжен позади вытяну-тых в стороны крыльев 88 и включает в себя от-верстие 92, в которое плотно вставляется внешний край шляпки 78, когда поршень 16 вдавлен для приведения в действие втяжного механизма. После того, как произошло втяжение, более не возможно ухватиться за поршень 16, так как пляпка 78 пол-ностью плотно входит в отверстие 92.
Возвращаясь к управлению шприцем 10, на Рис. 1 и 2 изображён шприц в положении, готовом к наполнению. Для того, чтобы втянуть жидкость в камеру для жидкости 44, игла 38 вставляется в пузырёк с жидкостью и головка 52 поршня 16 про-тягивается в сторону задней концевой части 20 корпуса 12 до того момента, когда ограничительное кольцо 62 упрётся во внутренне направленный выступ 24. Пользователь почувствует соприкосно-вение ограничительного кольца 62 с внутренне направленным выступом 24. За счёт этого достигается предпочтительный ограниченный, макси-мально используемый объём шприца. На рис. 3 изображен поршень, приближённый к положению, соответствующему номинальному объёму шприца 10. Использованный здесь термин «номинальный объём шприца» означает установленную произво-дителем предполагаемую фиксированную дозу. Использованный здесь термин «ограниченный максимально используемый объём» шприца озна-чает объём достаточный, чтобы втянуть предполагаемый номинальный объём. Например, специалист в данной области техники поймёт, что огра-ничительное кольцо 62 соприкасается с выступом 24, предпочтительно, чтобы в шприц 10 всасалось от 10% до 20 % сверх запланированной жидкости от предполагаемой фиксированной дозы, что поз-волит пользователю удалить пузырьки воздуха или при необходимости вычислить незаполненный объём.
Ссылаясь на рис 2 и 3, после получения зара-нее установленной номинальной максимальной дозы, игла 38 вставляется в пациента (не показа-но) и поршень 16 вдавливается по направлению к передней концевой части 18 до положения конца проведения инъекции. При достижении положения конца проведения инъекции (где некоторое коли-чество жидкости всё ещё может выпускаться из иглы) поршень 16 продавливается далее ниже в корпус 12. Когда это происходит, поршневой за-круглённый конец 70 соприкасается и сдвигает разъёмный удерживающий элемент 34, ослабляя фрикционное сцепление между иглодержателем 32 и разъёмным удерживающим элементом 34. Даль-нейшее вдавливание поршня 16 также отодвигает поршневую деталь 74 из входа во втяжную по-лость 72. Когда фрикционное сцепление между иглодержателем 32 и разъёмным удерживающим элементом 34 становится меньше, чем втягиваю-щая сила пружины 36, пружина 36 быстро растя-гивается, вызывая проталкивание вверх иглодержателя 32 внутрь открывшейся втяжной полости 72, одновременное извлечение иглы 38, по мень-шей мере, в положение, где игла 38 втянута внутрь корпуса 12 и шляпка 78 полностью входит в открытую заднюю концевую часть 20 корпуса 12, предотвращая тем самым повторное использова-ние шприца.
До того, как игла 38 вставлена в пациента, ес-ли пользователь попытается сдвинуть поршень 16 в заднем направлении (отметка 57 на рис. 4) и преодолеть положение, соответствующее предпо-лагаемой максимальной дозе, то он встретит со-противление. Причиной является то, что ограни-чительное кольцо 62 упирается в выступ 24. Для того, чтобы выдвинуть поршень 16 за пределы положения, соответствующего предполагаемой максимальной дозе, пользователю придётся при-ложить силу на поршень, равную 20 фунт-силам. Величина генерированного сопротивления являет-ся результатом предпочтительных размеров огра-ничительного кольца 16 и выступа 24 и материа-лов, использованных для их изготовления. Напри-мер, если бы даже скос угла стороны 28 был бы меньше, то ограничительное кольцо 62 легко про-скочило бы через выступ 24 при погружении поршня 16 во время сборки, больший скос угла стороны 26 способствует увеличению силы, необходимой для продвижения ограничительного кольца за пределы выступа 24. К тому же, ограничительное кольцо 62 должно быть довольно тон-ким, но достаточно твёрдым, чтобы сорвалась поршневая герметизирующая прокладка 60 порш-невой головкой 52, если пользователь тянет пор-шень 16 за пределы положения, соответствующего номинальной фиксированной дозе. Если ограни-чительное кольцо слишком толстое или с лёгко-стью поддаётся деформации то, когда пользова-тель попытается вытянуть поршень 16 за пределы положения, соответствующего номинальной фик-сированной дозе, на поршневую герметизирую-щую проклаку 60 оказывается слишком большое давление или, соответственно, поршневая герме-тизирующая проклака 60 не может противостоять продвижению через выступ 24.
Для наглядности на рис. 4 показано что даль-нейшее продвижение поршневой головки 52 за пределы выступа 24 не втянет в шприц 10 больше жидкости, так как ограничительное кольцо 62 не продвинется за пределы выступа 24 без срыва поршневой герметизирующей прокладки 60 от поршневой головки 52. Без поршневой герметизи-рующей прокладки 60 поршень 16 не может про-извести всасывание, чтобы ввести дополнитель-ную жидкость в шприц 10 и шприц более не пригоден к применению, так как поршневая гермети-зирующая прокладка 60 не может быть снова должным образом установлена на поршневой головке 52 для того, чтобы инициировать всасы-вание. Поэтому срыв поршневой герметизирующей прокладки 60 от поршня 16 предохраняет от повторного использования шприца, даже, если игла 38 не втянута после использования.
После срыва поршневой герметизирующей прокладки 60 с поршня 16, прокладка 60 остаётся в корпусе 12 между направленным внутрь выступом 24 и передним концевым отделом 18. При сорванной от поршневой головки 52 поршневой герметизирующей прокладки 60 ограничительное кольцо 62 остаётся на месте и свободно вращается вокруг поршневой головки 52.
Специалист в данной области техники, основываясь на данном описании, поймёт, что выступ 24 мог быть продлён далее в корпус таким образом, чтобы контакт между поршневой герметизирующей прокладкой 60 и выступом 24 сигнализировал пользователя о том, что уже достигнуто максимально предусмотренное движение поршня 16 и, если пользователь попытается продвинуть поршень 16 назад, то произойдёт отрыв поршне-вой герметизирующей прокладки 60 от поршня 16 без помощи кольца 62.
Другие варианты или модификации данного изобретения будут также очевидны специалистам в данной области техники при чтении данного описания и подразумевается, что объём притязаний изобретения, раскрытого здесь, ограничивается расширенным толкованием прилагаемой формулы, на которую изобретатели имеют законные права.

1. US 5019044 A. (CHIEN-HUA TSAO). 28.05.1991.
2. US 5637092 A. (THOMAS J. SHAW). 10.06.1997.
3. «Одноразовые шприцы. Неизвестное об известном», «Еженедельник Аптека» №13 (284) от 02.04.2001. [онлайн].
4. WO 96/35463 А1. (SHAW. THOMAS. J.). 14.11.1996.