DE60021425T2 - Dosierungsbegrenzer - Google Patents

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Steffen Hansen
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Description

  • Die Erfindung betrifft Injektionsvorrichtungen, bei denen der Inhalt einer Kartusche als eine Anzahl individuell eingestellter Dosen injiziert wird.
  • Solche Vorrichtungen besitzen einen Dosiseinstellmechanismus, durch den die Dosen für die anschließende Injektion eingestellt werden, wenn ein Injektionsknopf betätigt wird. Dies wird dadurch erzielt, dass ein Träger entlang einer Kolbenstange um einen Abstand proportional zu der gewollten Dosis und anschließend der Träger zurück zu seiner ursprünglichen Position bewegt wird, so dass der Träger die Kolbenstange mitträgt anstelle entlang der Kolbenstange bewegt zu werden.
  • Aus der EP 327 910 ist eine Spritze bekannt, durch die eine Dosis dadurch eingestellt wird, dass ein Mutterelement entlang einer mit einem Gewinde versehenen Kolbenstange von einem Anschlag weg in einem Gehäuse bewegt wird. Die eingestellte Dosis wird durch Drücken auf das Ende des Mutterelementes injiziert, das einen Injektionsknopf bildet, wodurch das Mutterelement so weit zu dem Anschlag zurückbewegt wird, bis es an diesen angrenzt. Bei der letzteren Bewegung des Mutterelementes wird die Kolbenstange durch die Mutter getragen, die sich nicht relativ zu dieser Kolbenstange bei der Injektion bewegt.
  • Beim Einstellen einer Dosis ist es günstig, wenn eine Begrenzungsvorrichtung vorgesehen ist, die das Einstellen einer Dosis verhindert, welche die Menge eines Arzneimittels überschreitet, die noch in der Kartusche vorhanden ist. In der EP 327 910 wird dies dadurch erzielt, dass das Gewinde der Kolbenstange eine solche Länge besitzt, dass die Kartusche gerade dann leer ist, wenn die Mutter bis zu dem Ende des Gewindes bewegt worden ist und anschließend so weit gedrückt wird, bis es an den Anschlag angrenzt. Beim Einstellen einer Dosis kann die Mutter lediglich bis zu dem Ende des Gewindes bewegt werden, und dabei ist die Größe der letzten Dosis auf die vorhandene Menge in der Kartusche begrenzt.
  • Der Abstand, um den der Injektionsknopf bewegt werden muss entspricht dem Abstand, um den der Kolben in der Kartusche bewegt werden muss, um die eingestellte Dosis zu injizieren. Besonders bei größeren Kartuschen mit einem großen Querschnittsdurchmesser kann dieser Abstand sehr kurz sein. Um eine größere Bewegung des Injektionsknopfes zu erhalten kann eine Art Übersetzung verwendet werden, so dass der Abstand, um den der Injektionsknopf bewegt werden muss, proportional zu der injizierten Dosis ist, aber ein Vielfaches der Bewegung des Kolbens in der Kartusche beträgt.
  • Die EP 608 343 beschreibt ein Beispiel eines solchen Dosiseinstell- und Injektionsmechanismus mit einer Übersetzung. In dieser Vorrichtung wirkt der Träger nicht direkt mit der Gewindekolbenstange zusammen, sondern mit einem Antriebselement, das die Kolbenstange bewegen kann, wenn eine eingestellte Dosis injiziert wird. In dieser Vorrichtung weist das Antriebselement ein Mutterelement auf, das gegenüber einer axialen Verschiebung in der Injektionsvorrichtung fixiert ist. Das Gewinde des Mutterelementes tritt in Eingriff mit einem Außengewinde der Kolbenstange, die gegenüber einer Drehung in der Injektionsvorrichtung gesichert ist. Durch das Einstellen einer Dosis wird der Träger von einem Anschlag weg gedreht, zu dem er zurückkehrt, wenn der Injektionsknopf betätigt wird. Bei seiner Rückkehr dreht der Träger das Antriebselement, das die Kolbenstange weiter in die Kartusche bewegt, um den Kolben dieser Kartusche so zu drücken, dass eine eingestellte Menge des Arzneimittels in der Kartusche durch eine Injektionsnadel an dem distalen Ende der Kartusche herausgedrückt wird. Da das Mutterelement nicht relativ zu der Kolbenstange beim Einstellen einer Dosis bewegt wird, kann ein wie voranstehend beschriebener Begrenzungsaufbau nicht vorgesehen werden, der die Dosis derart begrenzt, dass sie nicht die Menge der in der Injektionsvorrichtung vorhandenen Flüssigkeit überschreitet.
  • Die WO 91/14 467 offenbart eine stiftförmige Injektionsvorrichtung mit einem Begrenzungsmechanismus, der das Einstellen einer solchen Dosis verhindert, die die in der Kartusche vorhandene Flüssigkeitsmenge überschreitet. Der Begrenzungsmechanismus weist ein mit dem Injektionsknopf gekoppeltes Dosiseinstellelement und eine Kolbenstange auf, die ein integriertes Antriebselement oder oberes Gewinde besitzt, das mit dem Dosiseinstellelement derart zusammenwirkt, dass das Dosiseinstellelement und das obere Gewinde sich relativ zueinander bewegen, wenn das Dosiseinstellelement zu Einstellung einer Dosis gedreht wird, und dass sie sich zusammen bewegen, wenn die eingestellte Dosis freigegeben ist. Das Dosiseinstellelement ist ferner mit einer Anzahl von Sperrklinken vorgesehen, von denen eine in eine Vertiefung in der Kolbenstange fällt, wenn das Dosiseinstellelement um einen vorbestimmten Abstand relativ zu der Kolbenstange bewegt worden ist. Der vorbestimmte Abstand bezieht sich auf die Gesamtmenge der Flüssigkeit in der Kartusche.
  • Die in der WO 91/19 467 beschriebene Lösung ist jedoch problematisch und nicht für Injektionsvorrichtungen mit einer Gewindekolbenstange mit einem kreisförmigen Querschnitt geeignet, was dem normalen Erscheinungsbild einer Kolbenstange in einer Injektionsvorrichtung entspricht, und ist bestimmt keine nützliche Lösung, falls die Kolbenstange gekrümmt ausgebildet ist.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Injektionsvorrichtung mit einem Begrenzungsmechanismus vorzusehen, der zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik überwindet oder abmildert. Es ist eine besondere Aufgabe einen Begrenzungsmechanismus vorzusehen, der für einfachere Injektionsvorrichtungen mit entweder einer Gewindekolbenstange mit kreisförmigen Querschnitt, die drehbar sein kann, oder mit einer gekrümmten Kolbenstange geeignet ist.
  • Solch ein erfindungsgemäßer Mechanismus ist dadurch gekennzeichnet, dass das Treibelement mit einer Spur versehen ist, die eine Länge besitzt, welche in Beziehung zu der Gesamtmenge des Arzneimittels in der Kartusche steht, und die mit einem Spurnachläufer in Eingriff gebracht wird, der mit dem Dosiseinstellelement gekoppelt ist, um einer Drehung des Dosiseinstellelementes zu folgen. Bei der Einstellung einer Dosis bewegt sich der Spurnachläufer in der Spur des Treibers bis zu einer Position vorwärts, die von der eingestellten Dosis abhängt, da bei der Einstellung der Dosis das Dosiseinstellelement und der Treiber relativ zueinander gedreht werden. Da bei der Injektion der Treiber der Drehung des Dosiseinstellelementes folgt, behält der Stift des Dosiseinstellelementes seine Position in der Spur des Treibers bei, wenn die eingestellte Dosis injiziert wird. Die Länge der Spur ist derart, dass der Stift das Ende der Spur erreicht und so eine Erhöhung der eingestellten Dosis verhindert, wenn eine Dosis eingestellt wird, die der in der Kartusche vorhandenen Flüssigkeitsmenge entspricht.
  • Gemäß der Erfindung kann der Treiber scheibenförmig sein und eine spiralförmige Spur besitzen, die mit einer Nocke auf einem Element in Eingriff gebracht wird, das elastisch mit dem Dosiseinstellelement derart gekoppelt ist, dass der Stift in radialer Richtung bewegt werden kann, wenn er der Spur des Treibers folgt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Treiber zylindrisch sein und eine schraubenförmige Spur besitzen, die mit einer Nocke auf dem Dosiseinstellelement in Eingriff gebracht wird, das ein mit dem Treiber konzentrischer Zylinder ist.
  • Die Spur kann als ein Gewinde in dem Treiber vorgesehen sein, und der Spurnachläufer kann ein mutterförmiges Element sein, das mit dem Dosiseinstellelement gekoppelt ist und mit einem Gewinde versehen ist, das mit dem Gewinde des Treibers in Eingriff tritt. Wird eine Dosis eingestellt, wird das Dosiseinstellelement mit seinem Gewinde entlang dem Gewinde des Treibers bewegt. Die Begrenzung der eingestellten Dosis wird dadurch erhalten, dass die Gewinde eine geeignete Länge besitzen.
  • Im Anschluss wird die Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt, von denen
  • 1 eine Explosionsansicht einer Spritze mit einem Dosisbegrenzer gemäß der Erfindung zeigt,
  • 2 eine vergrößerte Ansicht des Dosiseinstellelementes und des Treiberelementes der Spritze in 1 ist,
  • 3 das Dosiseinstellelement, den Treiber und den Spurnachläufer einer weiteren Ausführungsform einer Injektionsspritze zeigt.
  • Die Spritze in 1 weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Kartusche 2 untergebracht ist, aus der dessen Inhalt durch eine Kolbenstange 3 herausgedrückt werden kann, was durch Injektion durch Vorwärtsbewegung von Zahnrädern 4 und 5 um einen Abstand geschieht, der einer durch Dosiseinstellung eingestellten Dosis entspricht. Ein Dosiseinstellelement 6 ist mit einem gezahnten Rad 7 versehen, das eine mittlere Bohrung umgibt, durch das ein Ritzel 8 auf einem Treiber 9 übersteht, wie dies in 2 gezeigt ist. Das Dosiseinstellelement 6 wird über ein Bedienelement 10 betrieben, das einen Fingergriff 11, einen Träger 12, der in Eingriff mit dem Dosiseinstellelement 6 tritt, und einen Pfeil 13, der auf einem Deckel 15, der einen Teil des Gehäuses 1 bildet, auf eine vorgesehene Skala 14 zeigt, besitzt. Die 1 zeigt ferner eine Kappe 25, die aufgesetzt werden kann, um eine nicht gezeigte Nadel zu schützen, welche auf die Spritze befestigt werden kann, und einen Injektionsknopf 16, der verschiebbar in dem Gehäuse 1 befestigt ist und eine Vertiefung 17 besitzt, die an einer seiner Seitenoberflächen vorhanden ist, und die mit einer Verzahnung 18 versehen ist.
  • In der zusammengebauten Spritze tritt das verzahnte Rad 7 auf dem Dosiseinstellelement 6 in Eingriff mit der Verzahnung 18 des Knopfelementes 16, während das Ritzel 8 auf dem Treiber 9 in Eingriff mit dem Teil des Zahnrades 5 tritt, der den größeren Durchmesser aufweist, wobei der Teil mit dem kleineren Durchmesse in Eingriff mit dem anderen Zahnrad 4 tritt, das weiter in Eingriff mit einer Verzahnung 19 auf der Kolbenstange 3 tritt.
  • Das Treibelement 9 ist mit einer Sperrklinke 26 versehen, das mit nicht gezeigten Zähnen in dem Gehäuse eine unidirektionale Kopplung bildet, was dem Treiber 9 gestattet, sich lediglich in der Richtung zu drehen, in die die Kolbenstange 3 in der Kartusche 2 vorwärtsbewegt wird. Ein Zahngesperre ist durch sägezahnförmige Vorsprünge auf dem Dosiseinstellelement 6 vorgesehen, die in Eingriff mit einer Sägezahnverzahnung 27 an dem Umfang des Treibers 9 in Eingriff treten, wobei dieses Zahngesperre derart ausgerichtet ist, dass lediglich eine Drehung des Dosiseinstellelementes in die Richtung, in die der Treiber 9 sich bewegen kann, von dem Dosiseinstellelement 6 auf den Treiber 9 übertragen wird. Durch Drehung des Dosiseinstellelementes 6 in die gegenüberliegende Richtung bewegen sich die Zähne der Teile des Zahngesperres übereinander hinweg.
  • Um eine Dosis einzustellen wird der Fingergriff 11 des Bedienelementes 10 gegriffen und das Element 10 wird im Uhrzeigersinn so weit gedreht, bis der Pfeil auf die gewollte Dosis auf der Skala 14 zeigt. Wie voranstehend erwähnt bewirkt diese Drehung, dass die Zahngesperreteile des Dosiseinstellelementes und des Treibers sich übereinander hinweg bewegen. Falls das Dosiseinstellelement 6 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, um so die eingestellte Dosis zu verringern, bewirkt das Zahngesperre eine Übertragung der Drehung von dem Dosiseinstellelement 6 auf den Treiber 9, wird aber ein Drehmoment in diese Richtung von dem Bedienelement durch den Träger 12 auf das Dosiseinstellelement 6 übertragen, wird das Dosiseinstellelement deformiert, so dass der Vorsprung auf dem Dosiseinstellelement 6 aus seinem Eingriff mit den Zähnen 27 des Treibers 9 herausgezogen wird und eine Drehung des Dosiseinstellelementes 6 im Gegenuhrzeiger ermöglicht wird, ohne dass die Drehung auf den Treiber 9 übertragen wird.
  • Aufgrund des Eingriffes des verzahnten Rades 7 auf dem Dosiseinstellelement 6 und der Verzahnung 18 des Injektionsknopfes 16 wird dieser Knopf von dem Ende des Gehäuses 1 angehoben, wenn eine Dosis eingestellt wird, und wird herabgesenkt, wenn eine Dosis verringert wird.
  • Wird der Injektionsknopf 16 gedrückt, um eine eingestellte Dosis zu injizieren, bewirkt der Eingriff zwischen dem verzahnten Rad 7 auf dem Dosiseinstellelement 6 und der Verzahnung 18 des Injektionsknopfes 16, dass sich das Dosiseinstellelement 6 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Da das Drehmoment nicht auf das Dosiseinstellelement 6 durch das Bedienelement 10 übertragen wird, ist die Zahngesperrekopplung zwischen dem Dosiseinstellelement 6 und dem Treiber 9 aktiv und der Treiber 9 wird mit dem Dosiseinstellelement 6 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und treibt die Kolbenstange 3 in die Kartusche.
  • Wie anhand der 2 zu sehen ist, besitzt der scheibenförmige Treiber 9 an seiner Seite, die dem Dosiseinstellelement 6 zugewandt ist, eine spiralförmige Spur 20, die mit einer Nocke 21 in Eingriff gebracht wird, welche an dem Ende eines Armes 22 vorgesehen ist, der über einen elastischen Stab 23 an dem Dosiseinstellelement 6 angebracht ist, so dass der Arm 22 schwingen kann, um so der Nocke 21 zu gestatten, sich in der radialen Richtung des Treibers 9 zu bewegen. Wird das Dosiseinstellelement 6 beim Einstellen einer Dosis relativ zu dem Treiber 9 gedreht, bewegt sich die Nocke entlang der Spur 20, während die Nocke bei der Injektion aufgrund der gleichzeitig stattfindenden Drehung des Dosiseinstellelementes 6 und des Treibers 9 in ihrer Position in der Spur 20 bleibt, in die sie bei der Einstellung der Dosis gelangt ist. Auf diese Weise gibt die Position der Nocke in der Spur die Gesamtmenge des zu verabreichenden Arzneimittels wieder. Falls die Nocke 21 an die Endwand 24 der Spur 20 angrenzt, kann die eingestellte Dosis nicht erhöht werden, und durch Anpassen der Spurlänge an die Gesamtmenge des Arzneimittels in der Kartusche wird sichergestellt, dass eine Dosis, die größer als die in der Kartusche vorhandenen Menge des Arzneimittels ist, nicht eingestellt werden kann.
  • 3 zeigt ein Dosiseinstellelement 30, das einen Treiber 31 einer weiteren Ausführungsform eines Dosiseinstellbegrenzers umgibt. Das Dosiseinstellelement 30 ist zylindrisch und ist an seiner Außenwand mit einer schraubenförmigen Spur 29 versehen, die für das Zusammenwirken mit einer schraubenförmigen inneren Erhöhung in einem nicht gezeigten Gehäuse ausgestaltet ist, so dass das Dosiseinstellelement 30 in dem Gehäuse beim Drehen nach außen geschraubt oder bewegt wird, um eine Dosis einzustellen, und nach innen in dem Gehäuse beim Drehen bewegt wird, um eine zu groß eingestellte Dosis zu verringern. Bei der Dosiseinstelldrehung dreht sich das Dosiseinstellelement 30 frei relativ zu dem Treiber 31, das diesen umgibt. Zwischen dem Dosiseinstellelement 30 und dem Treiber 31 ist ein Mutterelement 32 gekoppelt, das, wenn es relativ zu dem Treiber 31 gedreht wird, entlang diesem Treiber hinauf bewegt wird, der an seiner Außenoberfläche mit einer schraubenförmigen Spur 33 versehen ist. An seiner Außenwand ist das Mutterelement 32 in der axialen Richtung mit einer Vertiefung 34 versehen, die durch eine Erhöhung 35 in der axialen Richtung an der Innenseite des Dosiseinstellelementes 30 in Eingriff gebracht wird.
  • Beim Einstellen einer Dosis wird das Mutterelement 32 aufgrund des Eingriffes zwischen der Erhöhung 35 und der Vertiefung 34 mit dem Dosiseinstellelement 30 relativ zu dem Treiber 31 gedreht, so dass die Position des Mutterelementes 32 auf diesem Treiber abhängig von der eingestellten Dosis ist. Wird die Dosis durch Drücken eines nicht gezeigten Injektionsknopfes injiziert, der in einem Endteil 36 des Dosiseinstellelementes 30 vorhanden ist, drückt dieser Knopf einen Flansch 37 an einem Ende des Treibers 31 in Eingriff mit Kopplungszähnen 38 an dem Boden des Endteils 36 des Dosiseinstellelementes 30. An seiner nicht sichtbaren unteren Seite ist der Flansch 37 mit Kopplungszähen versehen, und zwar entsprechend den Kopplungszähnen 38 des Dosiseinstellelementes 30, und wenn das Dosiseinstellelement 30 aufgrund des Eingriffes zwischen der Spur 29 in dem Dosiseinstellelement 30 und der Erhöhung in dem Gehäuse dazu gezwungen wird, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen, wenn es in das Gehäuse gedrückt wird, wird die Drehung auf den Treiber 31 übertragen, welcher aufgrund der sich im Eingriff befindlichen Kopplungszähne gezwungen wird, sich mit dem Dosiseinstellelement zu drehen, und bei dieser Drehung behält das Mutterelement 32 seine Position auf dem Treiber 31 bei. Auf diese Weise zeigt die Position des Mutterelementes 32 auf dem Treiber 31 ständig die Gesamtsumme von eingestellten und injizierten Dosen an. Ist die Länge der schraubenförmigen Spur 33 in dem Treiber 31 auf die Menge des Arzneimittels in einer Kartusche angepasst, erreicht das Mutterelement 32 das Ende der Spur 33 und hält dann an, wenn eine Dosis eingestellt wird, die größer als die in der Kartusche vorhandenen Menge ist.

Claims (4)

  1. Injektionsvorrichtung mit: einem eine Kartusche (2) haltenden Gehäuse (1), einem Injektionsknopf (16) zum Freigeben einer eingestellten Dosis, einer Kolbenstange (3) zum Vorwärtsbewegen eines Kolbens in der Kartusche (2) und einem Begrenzungsmechanismus, der das Einstellen einer Dosis verhindert, die die in der Kartusche (2) verbleibende Flüssigkeitsmenge überschreitet, bei der der Begrenzungsmechanismus aufweist: ein mit dem Injektionsknopf (16) gekoppeltes Dosiseinstellelement (6, 30), und ein mit der Kolbenstange (3) gekoppeltes Treibelement (9, 31), wobei das Dosiseinstellelement (6, 30) und das Treibelement (9, 31) sich relativ zueinander bewegen, wenn das Dosiseinstellelement (6, 30) zum Einstellen einer Dosis gedreht wird, wodurch der Injektionsknopf (16) von dem Gehäuse (1) weg bewegt wird, und das Dosiseinstellelement (6, 30) und das Treibelement (9, 31) sich zusammen bewegen, wenn die eingestellte Dosis durch Zurückbewegen des Injektionsknopfes (16) freigegeben wird, wodurch die Kolbenstange (3) vorwärts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibelement (9, 31) mit einer Spur (20, 33) versehen ist, die eine Endwand (24) besitzt, welche eine Spurlänge bestimmt, die in Beziehung zur Gesamtmenge des Arzneimittels in der Kartusche (2) steht, und die Spur (20, 33) durch einen Spurnachläufer (21, 22, 32) in Eingriff gebracht wird, der mit dem Dosiseinstellelement (6, 30) gekoppelt ist, um so der Drehung des Dosiseinstellelements (6, 30) zu folgen, so dass sich beim Einstellen einer Dosis der Spurnachläufer (21, 22, 32) und das Dosiseinstellelement (6, 30) zusammen relativ zu dem Treibelement (9, 31) drehen, und sich beim Abgeben einer Dosis der Spurnachläufer (21, 22, 32) und das Dosiseinstellelement (6, 30) gleichzeitig mit dem Treibelement (9, 31) drehen.
  2. Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibelement (9) scheibenförmig ist und seine Spur (29) eine Spiralform besitzt, die durch eine mit dem Dosiseinstellelement (6) elastisch gekoppelte Nocke (21) in Eingriff gebracht wird, so dass die Nocke (21) in radialer Richtung bewegt werden kann, wenn sie der Spur (20) des Treibelements (9) folgt.
  3. Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibelement (31) zylindrisch ist und seine Spur (33) eine Helixform besitzt, die durch eine mit dem Dosiseinstellelement gekoppelte Nocke in Eingriff gebracht wird, welches ein zu dem Treibelement (31) konzentrischer Zylinder (30) ist.
  4. Injektionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spur (33) als ein Gewinde in dem Treibelement (31) vorgesehen ist, und der Spurnachläufer (32) ein mutterförmiges Element ist, das mit dem Dosiseinstellelement (30) gekoppelt und mit einem Gewinde versehen ist, welches mit dem Gewinde des Treibelements (31) in Eingriff tritt.
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