DE60110636T2 - 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 bis6 eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Antriebsmechanismus in drei Betriebszuständen zeigen. - 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 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. Dort ist auch ein geeigneter 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. - 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 Teil3 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-Stopp-Schalter52 kann in dem Hauptgehäuse4 vorgesehen sein, um zu detektieren, wann der Kolben50 in der voll zurückgezogenen Position ist. Ein Auslösen des End-Stopp-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 wird. - 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 wird, um eine hörbare Rückmeldung für den Anwender bereitzustellen. - Die Funktion des Ladeknopfes
16 ist es, den Dosierungsknopf18 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 Abdeckungsdetektionsschalter28 verbunden, so dass der Ladeknopf16 nur zum Laden des Injektors2 funktioniert, wenn der Deckel6 nicht anwesend ist. - Zusätzlich wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine Uhr in der elektronischen Steuereinheit detektieren, ob der Dosierungsknopf
18 innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls nach dem Laden des Injektors2 gedrückt worden ist. Wenn der Dosierungsknopf18 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 Dosierungsknopf
18 als beides funktionieren, sowohl als Initialknopf als auch als der Dosierungsknopf. Indem der Initialdetektor durch den Injektor2 mit nach oben orientierter Nadel betätigt würde, wechselte der Dosierungsknopf18 seine Funktion zu der des Initialknopfes der vorhergehenden Ausführungsform. - Die Knöpfe des Injektors
2 sind vorzugsweise von taktiler Art, um eine Sinnesrückmeldung an den Anwender bereitzustellen. - Das Anzeigefeld
10 ist typischerweise eine LCD-Anzeige und liefert alphanumerische und grafische Informationen in Bezug auf den Betrieb der Vorrichtung. - Aufgrund der Verwendung eines elektromechanischen Antriebs wird die Abgabehandlung durch das Betätigen eines Schalters durch den Anwender initiiert. Dies bedeutet, dass die benötigte Kraft, um den Abgabeknopf zu betätigen, für den Komfort und ergonomische Anforderung von Anwendern optimiert werden kann.
- In
4 ,5 und6 wird ein Antriebsmechanismus in Form einer einzelnen Schaltgetriebeanordnung gezeigt. Es wird ein Druck-Zug-Magnet270 gezeigt, der eine Antriebswelle272 hat. Die Antriebswelle ist an einen Antrieb278 gekoppelt. Der Antrieb278 wird longitudinal in einem Getriebegehäuse276 angetrieben. Eine Welle280 einer Gewindespindel ist an ein getriebenes Rad274 gekoppelt. Es ist im Zusammenhang mit dieser Beschreibung verständlich, dass die Gewindespindel Kolbenmittel umfasst für den Vorschub des Spundes48 in einer Medikamentenkartusche40 . Das getriebene Rad ist zur longitudinalen Bewegung in dem Getriebegehäuse276 angeordnet. Federvorspannmittel, typischerweise eine Schraubenfeder282 , sind zwischen einer Rückseite des getriebenen Rades274 und dem Getriebegehäuse276 angeordnet, um das getriebene Rad274 zu dem Antrieb278 zu drängen. Sowohl das getriebene Rad274 als auch der Antrieb278 sind mit schräg geneigten Zähnen ausgestattet, so dass die Zähne des getriebenen Rades274 mit den Zähnen des Antriebs278 zusammenpassen. - Die Drehung des getriebenen Rades
274 wird durch die Anwesenheit von Keilnuten (nicht dargestellt) auf dem äußeren Durchmesser des getriebenen Rades274 unterstützt, die mit einer Gruppe von Keilen (nicht dargestellt) zusammenwirken, die auf einer inneren Fläche des Gehäuses276 bereitgestellt werden. Die Keile verhindern, dass das getriebene Rad274 vollständig mit dem Antrieb278 in Eingriff steht. Während sich der Antrieb bei einem Drucktakt des Magneten270 vorwärts bewegt, wird das getriebene Rad274 gegen das Federvorspannmittel282 entlang der Keile gedrückt, bis ein Punkt erreicht wird, an dem sich das getriebene Rad274 von den Keilen lösen kann. An diesem Punkt dreht sich das getriebene Rad274 unter dem kombinierten Einfluss der drückenden Kraft des Federvorspannmittels und des Magneten, bis die Zähne des getriebenen Rades274 und des Antriebs278 ineinander eingreifen (5 ). - Bei einem Rückholtakt wird das getriebene Rad
274 unter dem Einfluss des Federvorspannmittels282 zurückgeholt. Aufgrund der Drehung nehmen die Keilnuten jedoch den nächsten Keilort auf, wobei das getriebene Rad274 zu einer longitudinalen Position entsprechend einer Startposition zurückkehren kann, jedoch mit einem Winkelversatz in Bezug auf die vorherige Startposition. - Dieser Antriebsmechanismus hat eine Anzahl von Vorteilen. Insbesondere hat er keine Zwischenposition, die zu einem Blockieren des Antriebsmechanismus führen könnte. Außerdem verriegelt sich der Antriebsmechanismus am Ende jedes Taktes, wodurch eine unbeabsichtigte Abgabe unwahrscheinlich wird.
Claims (6)
- Ein Antriebsmechanismus für eine Injektionsvorrichtung, in dem Kolbenmittel wahlweise angetrieben werden, um ein Medikament aus einer Medikamentenkartusche auszustoßen, der Antriebsmechanismus umfassend Antriebsmittel (
270 ), ein mit dem Antriebsmittel verbundenes erstes Getriebemittel (278 ), ein zweites Getriebemittel (274 ), das zwischen einer ersten Position, in der nur eine Bewegung entlang seiner longitudinale Achse zugelassen ist, und einer zweiten Position, in der das zweite Getriebemittel (274 ) zur Rotation um die longitudinale Achse freigegeben ist, beweglich ist, wobei das Kolbenmittel (280 ) mit dem zweiten Getriebemittel (274 ) verbunden ist, ein Gehäuse (276 ), in dem das erste Getriebemittel (278 ) und das zweite Getriebemittel (274 ) sich zu bewegen gezwungen sind, und ein Vorspannmittel (282 ), das zwischen dem Gehäuse (276 ) und dem zweiten Getriebemittel (274 ) angeordnet ist, um das zweite Getriebemittel (274 ) in die erste Position vorzuspannen. - Ein Antriebsmechanismus gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines von dem zweiten Getriebemittel (
274 ) und dem Gehäuse (276 ) mit einer Vielzahl von Keilen ausgestattet ist und das andere von dem zweiten Getriebemittel (274 ) und dem Gehäuse (276 ) mit Keilnuten ausgestattet ist, in denen die Keile angeordnet sind, wenn das zweite Getriebemittel (274 ) in der ersten Position ist. - Ein Antriebsmechanismus gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bewegung des Antriebsmittels (
270 ) bewirkt, dass sich das erste Getriebemittel (278 ) aus einer Anfangsposition zu dem zweiten Getriebemittel (274 ) hin vorwärts bewegt, wodurch bewirkt wird, dass das zweite Getriebemittel (274 ) aus der ersten Position in die zweite Position versetzt wird und dass eine zweite Bewegung des Antriebsmittels (270 ) bewirkt, dass das erste Getriebemittel (278 ) in die Anfangsposition zurückkehrt, wodurch ermöglicht wird, dass sich das zweite Getriebemittel (274 ) dreht und in die erste Position unter Einwirkung des Vorspannmittels (282 ) zurückkehrt. - Ein Antriebsmechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (
270 ) einen Druck-Zug-Magneten umfasst. - Ein Antriebsmechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (
282 ) eine Schraubenfeder umfasst. - Ein Antriebsmechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenmittel eine Gewindespindel umfasst.
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