專利名稱：移位注射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的實施例總體涉及移位注射器。
背景技術(shù)：
提供以下背景信息是為了有助于讀者理解下文所公開的實施例以及可以使用所述實施例的環(huán)境。在本文件中，除非通過其它方式清楚聲明(明確地或者隱含地)，否則不期望本文中所使用的術(shù)語限于任何特別狹義的解釋。注射器用于輸送流體、凝膠和其它漿料(其中包括但不限于細胞漿)。應(yīng)當理解，當從正在討論的所公開的注射器中的一個注射器分配時，所有未來對這些類型的物質(zhì)中的一種或多種類型的物質(zhì)的引用，或者概括而言對“物質(zhì)”的引用都不意味著排除其它類型的物質(zhì)。例如，“流體”可以表示流體、凝膠、或者其它漿料，即使在給定時間可能僅分配這些物質(zhì)中的一種物質(zhì)。但是，由于與尺寸、體積、流量、制造、密封件等相關(guān)的問題，注射器在準確輸送非常小量的物質(zhì)方面具有限制?？傮w而言，隨著注射器的尺寸增大，并且尤其是隨著所分配的體積減小，準確度和輸送變得更成問題。目前的注射器在以極小的體積(例如，〈100微升)從注射器輸送精確量的物質(zhì)方面可能是裝備不良的。此外，需要以小量精確輸送的物質(zhì)通常是非常昂貴或易損的，例如藥物或細胞漿。此外，需要能夠從體積很大的物質(zhì)或大型物質(zhì)儲存器高效和準確地多次輸送小量物質(zhì)的注射器。這樣一來，能夠?qū)崿F(xiàn)以下目標的注射器將是期望的(i)準確地輸送非常小量的物質(zhì)；(ii)每一次輸送物質(zhì)之后都在注射器內(nèi)重新填充該物質(zhì)；(iii)自動復(fù)位注射器柱塞；以及/或者(iV)完全排空注射器，使得很少甚至沒有殘余物質(zhì)留在注射器中。具有這些特征中的一個或多個特征的注射器可以用于多種應(yīng)用中，例如藥物輸 送、涂層醫(yī)療裝置(例如，球囊導(dǎo)管等)、細胞培養(yǎng)技術(shù)、稀釋、混合(例如，干細胞混合等)、以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的需要精確輸送流體、凝膠、或漿料的其它應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
總體而言，本公開的各實施例涉及移位注射器。在一個實施例中，所公開的移位注射器具有殼體，該殼體具有遠側(cè)尖端和近端；可移動的外部柱塞，該可移動的外部柱塞位于殼體內(nèi)，該可移動的外部柱塞具有細長通道；至少一個可移動的內(nèi)部柱塞，該至少一個可移動的內(nèi)部柱塞位于外部柱塞的通道內(nèi)；至少一個第一密封件，該至少一個第一密封件位于外部柱塞與殼體之間；以及至少一個第二密封件，該至少一個第二密封件位于內(nèi)部柱塞與外部柱塞之間。該注射器可以具有位于殼體的近端處的鎖定件和/或位于殼體的遠側(cè)尖端處的閥。內(nèi)部柱塞可以是無心接地桿、螺紋螺桿、組合、或者具有確切體積的任何外形。該注射器可以具有多個內(nèi)部柱塞，所述多個內(nèi)部柱塞具有各種直徑。內(nèi)部柱塞可以是較小的柱塞。內(nèi)部柱塞可以被標記或者具有刻度，以表示體積。該注射器可以具有按鈕、彈簧機構(gòu)、壓電疊堆、電活性聚合物、或者馬達，以使內(nèi)部柱塞移動。該注射器可以具有柔性尖端、可膨脹囊狀物、或者內(nèi)部柱塞與外部柱塞之間的無菌流體，使得內(nèi)部柱塞通過不與待分配的物質(zhì)接觸而保持無菌，并且因此能夠重復(fù)使用。該注射器可以具有鎖定機構(gòu)，以在大體積移位時鎖定內(nèi)部柱塞和外部柱塞。 在另一個實施例中，公開了一種輸送系統(tǒng)，該輸送系統(tǒng)具有儲存器；第一閥，該第一閥定位在儲存器的下方并且連接至殼體，該殼體具有封閉端和開口端，開口端具有第二閥，以控制分配；以及至少一個柱塞，該至少一個柱塞封閉在殼體中，該至少一個柱塞具有至少一個密封件，以防止泄漏。該柱塞可以是無心接地桿、螺紋螺桿、組合、或者具有確切體積的任何外形。該系統(tǒng)可以具有按鈕、彈簧機構(gòu)、壓電疊堆、電活性聚合物、或者馬達，以使柱塞移動。在另一個實施例中，公開了一種傳輸系統(tǒng)，該傳輸系統(tǒng)具有第一注射器，該第一注射器具有位于遠側(cè)尖端處的鎖定件；以及第二注射器，該第二注射器具有遠側(cè)閥和柱塞，該柱塞具有回流閥和鎖定件，該鎖定件與位于第一注射器上的鎖定件連接。第一注射器可以如本文中所實施地具有柱塞，該柱塞是無心接地桿、螺紋螺桿、組合、或者具有確切體積的任何外形。第一注射器可以容納濃縮物(例如，干細胞)，并且第二注射器可以容納稀釋劑(例如，緩沖液)，使得系統(tǒng)可以用于混合和分配。通過以下描述和示出了本公開的實施例的附圖，本公開的這些和其它的細節(jié)、目標、和優(yōu)點將變得更好理解或者顯而易見。


附圖示出了本公開的實施例的示例。在附圖中圖1示出了根據(jù)本公開的各實施例的注射器的示圖，該注射器具有內(nèi)部移位柱塞和外部大體積柱塞；圖2示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有體積保存尖端、閥、和單向棘輪鎖，單向棘輪鎖具有釋放機構(gòu)；圖3示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有螺紋螺桿型內(nèi)部柱塞和馬達；圖4示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有多個內(nèi)部柱塞；圖5示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有靠近近端的位于內(nèi)部柱塞上的止動件；圖6示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有內(nèi)部柱塞，內(nèi)部柱塞并不延伸超過外部柱塞，并且外部柱塞的形狀與殼體的形狀相對應(yīng)；圖7示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有靠近近端的第二密封件；圖8示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有固定的外部柱塞和位于殼體上的棍；圖9A至圖9C示出了根據(jù)本公開的各實施例的位于移位注射器的外部柱塞與殼體之間的楔形部的示圖10示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，其中流體通過封閉在囊狀物內(nèi)的電活性聚合物移位(IOA)或者與待分配的流體直接接觸并且膨脹(IOB)；圖11示出了根據(jù)本公開的各實施例的內(nèi)部柱塞的示圖，該內(nèi)部柱塞具有位于遠端處的鎖定件和/或止動件，以用于固定在外部柱塞內(nèi)；圖12示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有位于外部柱塞的遠端上的柔性尖端；圖13示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有位于外部柱塞的近端上的可膨脹囊狀物；圖14示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有處于內(nèi)部柱塞與外部柱塞之間的流體；圖15示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有處于內(nèi)部柱塞與外部柱塞之間的流體，其中外部柱塞對較小的注射器的移動進行控制；圖16示出了根據(jù)本公開的各實施例的流體輸送系統(tǒng)的示圖，該流體輸送系統(tǒng)具有連接至垂直柱塞的儲存器；圖17示出了根據(jù)本公開的各實施例的移位注射器的示圖，該移位注射器具有按鈕致動機構(gòu)；以及圖18示出了根據(jù)本公開的各實施例的流體傳輸系統(tǒng)的示圖，該流體傳輸系統(tǒng)具有聯(lián)鎖注射器。
具體實施例方式在本公開的所有實施例中，本公開涉及移位注射器8，移位注射器8能夠準確分配非常小量的物質(zhì)9或者大體積量的相同物質(zhì)9。在一個實施例中，如圖1中所示，移位注射器8具有殼體10，殼體10具有遠側(cè)尖端12和近端14 ;可移動的外部柱塞16，可移動的外部柱塞16位于殼體10內(nèi)，可移動的外部柱塞16具有細長通道17 ;至少一個可移動的內(nèi)部柱塞20,該至少一個可移動的內(nèi)部柱塞20位于外部柱塞16的通道17內(nèi)；位于外部柱塞16與殼體10之間的至少一個第一密封件22 ;以及位于內(nèi)部柱塞20與外部柱塞16之間的至少一個第二密封件24。密封件22、24防止物質(zhì)離開細長通道17或者殼體10。移位注射器8可以具有鎖定機構(gòu)18，以將外部柱塞16鎖定就位，同時允許內(nèi)部柱塞20移動。在一個示例中，如圖1中所示，鎖定機構(gòu)18可以定位在殼體10的近端14處。在備選實施例中，外部柱塞16可以被鎖定至殼體10，或者可以通過手動扭轉(zhuǎn)外部柱塞16而使鎖定機構(gòu)脫離。如圖2中所示，移位注射器8還可以具有位于殼體10的遠側(cè)尖端12處的閥26，以控制流體分配。閥26例如可以是單向止回閥、旋塞閥、或者任何其它合適的自動或手動操作閥。對于本文中所公開的實施例中的任何一個實施例而言，注射器8的殼體10可以例如由玻璃、塑料、聚丙烯、聚碳酸酯等或者能夠保持一定體積的流體或其它物質(zhì)的任何材料構(gòu)成。可以對殼體10進行標記，以便例如以微升或者其它的體積指標來表示體積。在一個示例中，殼體10是漢密爾頓(Hamilton)注射器。如圖2中所示，殼體10的遠側(cè)尖端12可以是體積保存尖端。用于本文中所公開的實施例中的任何一個實施例的外部柱塞16都可以例如由塑料、聚丙烯、聚乙烯等構(gòu)成。外部柱塞16的形狀可以與注射器8的殼體10的外形相匹配。也可以對外部柱塞16進行標記，以便表示例如以微升等輸送的體積。
本文中所公開的實施例中的任何一個實施例的內(nèi)部柱塞20都可以是桿(圖1和圖2)、螺紋螺桿(未示出)、或組合(圖3)、或者具有確切體積的任何外形(例如具有精確受控直徑的無心接地桿)中的一種。內(nèi)部柱塞20可以例如由不銹鋼、玻璃、陶瓷、TeflmT聚四氟乙烯、塑料、填充塑料(Ioadedplastic)(例如，與至少一種其它材料混合的塑料)等構(gòu)成,并且例如通過精確磨削、無心磨削、注射成型、擠壓等制成。如圖2和圖3中所示，內(nèi)部柱塞20所具有的直徑能夠配合到遠側(cè)尖端12內(nèi)并且/或者內(nèi)部柱塞20可以成形為能夠與遠側(cè)尖端12 (例如，體積保存尖端)的外形相匹配。在另一個示例中，內(nèi)部柱塞20可以呈階梯形或者逐漸變細。在這種實施例中，能夠在操作期間輸送殼體10中的全部體積。在所有實施例中，由于殼體10內(nèi)的物質(zhì)處于真空壓力下，因此無論輸送多小的流體或物質(zhì)，都將造成外部柱塞16隨著注射器排空而朝向遠側(cè)尖端12逐漸移動。內(nèi)部柱塞20可以在外部柱塞16的內(nèi)側(cè)、殼體10的內(nèi)側(cè)移動，并且/或者移動到殼體10的遠側(cè)尖端12中。在一個不具有限制意義的示例中，注射器8的殼體10可以保持處于大約l-50ml的范圍內(nèi)的體積，并且內(nèi)部柱塞20可以通過軸向移位而準確地分配處于大約O. 7-120 μ I的范圍內(nèi)的體積。經(jīng)過移位的流體9的精確體積是內(nèi)部柱塞20的行進長度乘以內(nèi)部柱塞20的面積的函數(shù)；因此，經(jīng)過移位的流體9的總體積受到內(nèi)部柱塞20的直徑和行進距離以及注射器8的殼體10中的剩余長度的限制。內(nèi)部柱塞20可以在外部柱塞16內(nèi)同心。在各實施例中，如圖4中所示，移位注射器8可以包括直徑相同或直徑不同的多個內(nèi)部柱塞20，以通過單個移位注射器8準確控制各種劑量。多個內(nèi)部柱塞20可以例如是同軸的(未示出)。在一個示例中，內(nèi)部柱塞20中的一個內(nèi)部柱塞20可以具有能夠精確移位10微升的特定長度和直徑，并且另一個內(nèi)部柱塞設(shè)計成能夠精確移位30微升，使得能夠分配10、30或40微升。內(nèi)部柱塞20中的每一個內(nèi)部柱塞20都可以向后拉動和復(fù)位。每一個內(nèi)部柱塞20都可以具有至少一個密封件24，或者注射器8可以具有 一個密封件，該一個密封件具有與內(nèi)部柱塞20相對應(yīng)的多個孔。內(nèi)部柱塞可以具有位于近端處的止動件25和/或位于遠端處的止動件36，如圖5和圖11中所示。如圖5中所示，內(nèi)部柱塞20可以具有靠近近端14的止動件25，以用于可重復(fù)的劑量體積。內(nèi)部柱塞可以具有位于近端14與止動件25之間的彈簧(未示出)。通過使用止動件25，無論具有或不具有彈簧，都能夠在每一次輸送流體或其它物質(zhì)時隨著外部柱塞16移動更靠近遠側(cè)尖端12而輸送一致量的體積。如圖6中所示，內(nèi)部柱塞20不可以移動超過外部柱塞16。內(nèi)部柱塞20與外部柱塞16之間的間隙37允許內(nèi)部柱塞20使流體9移位而不會延伸超過外部柱塞16的尖端。位于近端14附近的密封件24能夠防止流體9離開注射器8的近端14。外部柱塞16可以成形為與殼體10的形狀相對應(yīng)，使得能夠分配所有的流體9。如圖1和圖2中所示，第一密封件22和第二密封件24允許外部柱塞16在通過縮回內(nèi)部柱塞20所產(chǎn)生的真空下前進。在本文中所公開的實施例中的任何一種實施例中，第一密封件22和第二密封件24可以由任何合適的材料構(gòu)成，例如但不限于丁腈橡膠、橡膠、三元乙丙橡膠(EPDM)、精度石墨粉、Teflor^聚四氟乙烯、涂硅彈性體(例如化學(xué)鍵合或涂層聚對二甲苯)等。例如，密封件22和24是至少一個O形環(huán)密封件。具有多于一個的O形環(huán)(例如，如圖1和圖2中所示為兩個)可以提供更高的穩(wěn)定性。在另一個示例中，密封件22和24由一個橡膠蓋形成，該橡膠蓋具有用于內(nèi)部柱塞20的孔。在又一個示例中，如圖7中所示，第二密封件24可以靠近外部柱塞16的近端。在備選示例中，至少除了第一密封件22之外，外部柱塞16的通道還可以在近端14處具有較小直徑，使得存在用于內(nèi)部柱塞16的緊密容限或緊密配合，由此提高穩(wěn)定性。如圖1和圖2中所示，位于殼體10的近端14處的鎖定件18可以是能夠?qū)⑼獠恐?6相對于殼體10保持就位以防止外部柱塞16向后移動的任何裝置。例如，鎖定件18可以是夾具、具有釋放機構(gòu)的單向棘輪(圖2)、按鈕鎖、鎖定件和銷等。在如圖2中所示的具有釋放機構(gòu)的單向棘輪型鎖定件的示例中，鎖定件18附連至殼體10并且外部柱塞16具有與鎖定件18相對應(yīng)的齒28。在這種實施例中，可能不得不略微向后拉動外部柱塞16，以將外部柱塞16固定就位。鎖定件18可以備選地具有彈簧負載偏置30。在另一個示例中，殼體10可以安裝就位并且可以通過鎖定裝置(例如銷)來固定外部柱塞16，所述鎖定裝置鎖定到安裝裝置或適配器板(未示出)中。呈銷的形式的鎖定裝置可以適于配合到外部柱塞16中的一個或多個孔中以及殼體10中的一個或多個孔中。在操作中，鎖定裝置將外部柱塞16固定至殼體10，并且能夠接著使內(nèi)部柱塞20前進，以用于準確輸送流體9?？梢允箖?nèi)部柱塞20前進直到它不存在行進空間，此時能夠閉合閥26。鎖定裝置可以接著與外部柱塞16脫離并且可以使外部柱塞16前進，從而造成向后拉動內(nèi)部柱塞20。使外部柱塞16前進直到外部柱塞16中的孔與殼體10中的孔對齊，并且可以接合鎖定裝置。接著可以打開閥26，并且通過使內(nèi)部柱塞20前進而再次輸送流體9。如圖8中所示，殼體10可以位于輥32上，以允許移動。在這種實施例中，外部柱塞16被固定就位，并且在輸送流體9期間，當內(nèi)部柱塞20前進時，通過摩擦將殼體10保持就位。當閥26閉合并且拉回內(nèi)部柱塞20時，真空力朝向外部柱塞16向后拉動殼體10。
`
在圖9A、圖9B和圖9C中所示的備選實施例中，代替鎖定件18，注射器8具有向前鎖定但是沿反向釋放的單向鎖定機構(gòu)，例如楔形件34、35。在操作中，隨著內(nèi)部柱塞20向前移動，楔形件34由于摩擦力而被向前拉動。隨著楔形件34移動，楔形件34、35滑動并且產(chǎn)生徑向鎖定力。圖9A、圖9B和圖9C中所示的注射器8包括止動件41，止動件41不允許楔形件35向后移動的距離超過相對于楔形件34的預(yù)置距離。閥26對從遠側(cè)尖端12分配的流體進行控制。例如，如圖2和圖7中所示，閥26是手動或自動旋塞閥、單向止回閥、手動或自動打開/閉合閥等。在一個實施例中，在操作中，通過同時向后拉動內(nèi)部柱塞20和外部柱塞16，使注射器8的殼體10填充有一定體積的流體9。接著將外部柱塞16鎖定至殼體10?？梢允箖?nèi)部柱塞20準確地前進，以輸送非常小的劑量，直到內(nèi)部柱塞20到達殼體10的遠側(cè)尖端12處的最底部。被分配到遠端12外部的流體9等于通過精確受控的內(nèi)部柱塞20移位的體積。分配準確度獨立于殼體10的尺寸、形狀、和容限。為了復(fù)位內(nèi)部柱塞20，可以在殼體10的遠端12處致動或閉合閥26，并且使鎖定件18脫離。通過推動外部柱塞16，內(nèi)部柱塞20通過壓力被向后驅(qū)動。備選地，通過向后拉動內(nèi)部柱塞20，通過流體9中所產(chǎn)生的較低壓力使外部柱塞16前進。當內(nèi)部柱塞20回到期望位置時，接合鎖定件18并且打開閥26?？梢越又箖?nèi)部柱塞20前進，以用于準確分配流體9。在該實施例中，可以從注射器8的殼體10中的較大體積分配多個非常小量的小劑量。通過使精確受控的內(nèi)部柱塞20與外部柱塞16循環(huán)，可以輸送注射器8的殼體10中的全部體積。
例如可以通過按鈕或彈簧機構(gòu)用手，或者如圖3中所示地通過馬達32(例如，直線馬達或壓電馬達)來主動和精確地控制內(nèi)部柱塞20。在示例中，可以向前推動或旋擰內(nèi)部柱塞20。在另一個示例中，可以給內(nèi)部柱塞20標上特定體積的刻度，或者內(nèi)部柱塞20可以是清晰的并且標記有刻度。在一個實施例中，內(nèi)部柱塞20上的標記可以構(gòu)造成使得外部柱塞16的邊緣19 (圖1)可以用作參考依據(jù)，以表示內(nèi)部柱塞20上有多少標記或者內(nèi)部柱塞20上的哪一個標記已經(jīng)通過了外部柱塞16的邊緣19。在進一步的示例中，內(nèi)部柱塞20可以同時標有刻度和具有用于每次復(fù)位系統(tǒng)的按鈕。在又一個示例中，如圖3中所示，馬達32可以與花鍵33以及編碼器閱讀器36或計數(shù)器一起使用，以控制螺桿型內(nèi)部柱塞20的轉(zhuǎn)數(shù)。用于控制內(nèi)部柱塞20的移動的其它示例包括壓電疊堆、電活性聚合物、以及蠟或聚合物膨脹材料。壓電疊堆或電活性聚合物在已知的電壓或電流下膨脹的量是一定的。隨著壓電疊堆或電活性聚合物膨脹，內(nèi)部柱塞20移動精確的距離，由此使流體9移位。在圖10中所示的備選實施例中，壓電疊堆或電活性聚合物43可以與待分配的流體9流體接觸或者封閉在囊狀物44內(nèi)(圖10A)，并且隨著聚合物膨脹，將分配精確量的流體(圖10B)。電活性聚合物43附連至導(dǎo)線74，導(dǎo)線74將電活性聚合物43連接至電壓源(未示出)。導(dǎo)線74可以直接連接通過殼體(圖10)，或者連接在允許電活性聚合物43能夠接近電流或電壓的任何位置處。打開閥26并且施加已知的電壓，以使電活性聚合物43膨脹，由此分配期望量的流體或物質(zhì)9。接著，閉合閥26，使鎖定件18脫離，并且移除電壓，使得電活性聚合物43放松，從而使得固體柱塞16能夠復(fù)位以用于進一步分配。在備選實施例中，隨著鎖定件18脫離并且閥26打開，能夠通過朝向遠端12同時移動外部柱塞16和內(nèi)部柱塞20來分配大體積的物質(zhì)9。在一個示例中，鎖定機構(gòu)可以用于將內(nèi)部柱塞20和外部柱塞16鎖定在一起，由此允許同時移動內(nèi)部柱塞20和外部柱塞16。如圖11中所示，內(nèi)部柱塞20可以具有位于遠端上的止動件36，以將內(nèi)部柱塞20鎖定至外部柱塞16，以用于縮回、填充、和/或大體積輸送。內(nèi)部柱塞20或止動件36還可以通過使外部柱塞16膨脹來將外部柱塞16鎖定至殼體10，由此增大密封件22與殼體10之間的摩擦。例如，內(nèi)部柱塞20和/或止動件36可以成形為(例如，成形為橢圓形)使得隨著內(nèi)部柱塞20和/或止動件36扭轉(zhuǎn) 到外部柱塞16的類似成形的通道17中，外部柱塞16膨脹并且通過增大的摩擦來鎖定殼體10。當內(nèi)部柱塞20和/或止動件36的形狀與通道17對準時，內(nèi)部柱塞20和/或止動件36在通道17內(nèi)移動。在另一個示例中，內(nèi)部柱塞20可以膨脹或者通過任何機構(gòu)(例如，鎖定件和銷)鎖定外部柱塞16。在備選實施例中，同樣如圖11中所示，外部柱塞16不可以延伸超過殼體10的近端14。通過如上文所描述地將內(nèi)部柱塞20鎖定至外部柱塞16，能夠根據(jù)需要通過內(nèi)部柱塞20向前推動或縮回外部柱塞16。能夠允許內(nèi)部柱塞20保持無菌并且不與待分配的流體9接觸從而使得內(nèi)部柱塞20能夠重復(fù)使用的實施例包括位于外部柱塞20的遠端處的可膨脹柔性尖端38 (圖12)或位于外部柱塞20的近端的可膨脹囊狀物40 (圖13)。內(nèi)部柱塞20推動柔性尖端38或囊狀物40，以分配經(jīng)過移位的體積的流體9。囊狀物40通過卡環(huán)42卡合到外部柱塞16的近端中。柔性尖端38或囊狀物40不允許待分配的流體9與內(nèi)部柱塞20相接觸，使得內(nèi)部柱塞20可以重復(fù)使用而沒有污染，并且由此可以降低成本。在備選實施例中，如圖14中所示，內(nèi)部柱塞20可以被推入不可壓縮的無菌流體43 (例如，生理鹽水)中，從而驅(qū)動外部柱塞16向前，以使待分配的流體9移位。流體43使內(nèi)部柱塞20與待分配的流體或物質(zhì)9隔離，使得內(nèi)部柱塞20能夠重復(fù)使用。在另一個備選實施例中，如圖15中所示，內(nèi)部柱塞20可以被推入不可壓縮的無菌流體43 (例如，生理鹽水)中，從而驅(qū)動另一個注射器的柱塞45使精確量的待分配的流體9移位。在該實施例中，所分配的流體9的體積是內(nèi)部柱塞20的行進長度乘以內(nèi)部柱塞20的面積以及柱塞16與45的直徑比的函數(shù)。如果柱塞45比外部柱塞16小，那么根據(jù)柱塞16與45的直徑比，經(jīng)過移位的流體的量將減小，并且分離度(resolution)將增加。在另一個實施例中，如圖16中所不,輸送系統(tǒng)75可以具有儲存器或大型容器47，所述儲存器或大型容器47具有能夠?qū)⒘黧w分配到殼體77中的第一控制閥76，殼體77具有封閉端、開口端，開口端具有第二控制閥78，以控制流體分配；以及至少一個柱塞46(例如,本文中所描述的內(nèi)部柱塞20)，以用于通過位于開口端處的閥78分配精確量的流體?？刂崎y76、78例如可以是但不限于單向止回閥。密封件49 (例如，O形環(huán)密封件)防止流體離開圍繞柱塞46的殼體。隨著使柱塞46前進，通過閥78分配精確量的流體或物質(zhì)。柱塞46可以定位在殼體77內(nèi)的任何位置處，從而允許足夠的行進長度來分配精確體積的流體。殼體77可以呈能夠為柱塞46提供足夠的行進長度以使精確量的流體移位的任何形狀。在一個示例中，柱塞46與儲存器47垂直，如圖16中所示。為了復(fù)位系統(tǒng)，限制了通過閥78的反向流動，向后拉回柱塞46，并且從容器47供給流體?？梢允謩拥亍⑼ㄟ^馬達(例如，直線馬達或壓電馬達)、通過壓電疊堆、或者如本文中上文所描述的任何其它的裝置控制柱塞46。本文中所公開的該實施例和其它實施例中的對柱塞46的這種控制能夠提供對例如在生產(chǎn)線中所使用的相同量的流體的精確、可重復(fù)輸送。通過自動重新填充圖16中所公開的裝置，能夠以小的、重復(fù)的劑量自動輸送儲存器47的全部流體，而無需手動干預(yù)。在本文中所公開的實施例中的任何一個實施例中，如果需要從本文中所描述的輸送系統(tǒng)75 (圖16)或者注射器 8 (圖2)分配流體或物質(zhì)的樣本時，無需被記錄成通過移位輸送的量，注射器8或者輸送系統(tǒng)75可以具有能夠接近物質(zhì)的取樣閥(未示出)。例如，注射器8 (圖2)可以具有靠近遠側(cè)尖端的取樣閥，并且輸送系統(tǒng)75 (圖16)可以具有靠近開口端或位于儲存器47上的取樣閥。在示例中，取樣閥可以是回流閥、T形連接器、或者三通旋塞閥。在一個示例中，為了從圖2中所示的注射器8取樣，閉合閥26，使鎖定件18 (如果適用的話)脫離，通過打開和閉合取樣閥(未示出)取樣，并且接著打開出口閥26，使得系統(tǒng)復(fù)位。在如圖17中所示的一個實施例中，移位注射器8包括按鈕50，按鈕50使內(nèi)部柱塞20前進預(yù)定距離，使得每次手動或自動致動(即，按下)按鈕50時都分配預(yù)定量的流體。內(nèi)部柱塞20包括棘輪齒52，棘輪齒52由按鈕50接合。外部柱塞16包括止動件54，當按下按鈕50時，止動件54能夠防止按鈕50前進超過預(yù)定距離。后部止動件56防止按鈕50離開外部柱塞16。在圖17中所示的一個實施例中，內(nèi)部柱塞16的前端的形狀與殼體10的外形相匹配。此外，在如圖17中所不的一個實施例中，注射器8包括位于殼體10上的柱塞鎖定件58,柱塞鎖定件58具有棘輪齒60，棘輪齒60與位于外部柱塞16上的棘輪齒61相接合。彈簧62使鎖定件58朝向外部柱塞16偏置，使得棘輪齒60、61通常接合，以在鎖定件58不向下移動時防止外部柱塞16向后移動，同時允許外部柱塞16向前移動。
在另一個實施例中，如圖18中所不,公開了傳輸系統(tǒng)62,傳輸系統(tǒng)62具有聯(lián)鎖注射器，以用于混合物質(zhì)、細胞等。注射器64將準備有濃縮物65，例如并且不限于細胞(例如，干細胞、藥物等)。注射器66將準備有稀釋劑67，例如生理鹽水、緩沖液、細胞培養(yǎng)基等。在準備了注射器64和66之后,連接注射器64和66,例如通過將位于注射器64上的公魯爾(Iuer)鎖68連接至位于注射器66上的母魯爾鎖69。通過連接，位于注射器66的柱塞70上的回流閥74打開，并且位于注射器66的遠側(cè)尖端73處的遠側(cè)閥72 (例如旋塞閥或者單向止回閥)閉合。接著，通過推動和拉動注射器64的柱塞63,分別處于注射器64和66中的物質(zhì)65和67混合。通過使柱塞63向注射器64的端部前進、打開閥72、并且接著通過向前推動注射器64而使注射器66的柱塞70前進來輸送混合物。在多個實施例中，可以在使用之前預(yù)裝載注射器66、通過閥72裝載注射器66、或者在注射器64連接至注射器66之后使用注射器64裝載注射器66。在備選實施例中，注射器64的柱塞63可以是上文本文中所描述的內(nèi)部柱塞20，例如無心接地桿。在混合之后，縮回內(nèi)部柱塞20，打開閥72，并且通過使內(nèi)部柱塞20前進來輸送精確量的混合物。本文中所公開的移位注射器8和系統(tǒng)62、75提供了使用一個包裝或系統(tǒng)來輸送多種劑量同時限制浪費試劑并且節(jié)約時間和資源的能力。本文中所公開的實施例例如可以用于藥物輸送、涂層醫(yī)療裝置(例如但不限于氣囊導(dǎo)管)、細胞培養(yǎng)技術(shù)、稀釋、混合等。
示例以下討論對本公開的實施例的非限制性示例進行說明。一個2. 5英寸長的具有O. 43英寸的內(nèi)側(cè)直徑的5ml塑料移位注射器，具有3. 5英寸長的聚丙烯外部柱塞，并且所具有的如本文中所描述的4. 2英寸長的螺桿型內(nèi)部柱塞具有O. 15英寸的直徑并且O. 31英寸/旋轉(zhuǎn)的移動使9. 4 μ I/旋轉(zhuǎn)移位。類似地，桿型內(nèi)部柱塞使經(jīng)過移動的桿的12 μ 1/mm移位。已經(jīng)參照本公開的特定 實施例的具體細節(jié)對本公開進行了描述。除了這些細節(jié)包含在所附權(quán)利要求中之外，不期望這種細節(jié)被認為是對本公開的范圍構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種注射器，所述注射器包括殼體，所述殼體具有遠側(cè)尖端和近端；可移動的外部柱塞，所述可移動的外部柱塞位于所述殼體內(nèi)，所述可移動的外部柱塞具有細長通道；至少一個可移動的內(nèi)部柱塞，所述至少一個可移動的內(nèi)部柱塞位于所述外部柱塞的所述通道內(nèi)；至少一個第一密封件，所述至少一個第一密封件位于所述外部柱塞與所述殼體之間；以及至少一個第二密封件，所述至少一個第二密封件位于所述內(nèi)部柱塞與所述外部柱塞之間。所述的注射器，所述注射器進一步包括鎖定機構(gòu)。所述的注射器，所述注射器進一步包括位于所述殼體的所述遠側(cè)尖I所述的注射器，其中所述殼體包括玻璃、塑料、聚丙烯、和聚碳酸酯 I所述的注射器，其中所述外部柱塞包括塑料、聚丙烯、和聚乙烯中的
2.根據(jù)權(quán)利要求1
3.根據(jù)權(quán)利要求1 端處的閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞包括不銹鋼、陶瓷、聚四氟乙烯、 塑料、和填充塑料中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞是無心接地桿、螺紋螺桿、或者組合ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞是具有確切體積的任何外形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括具有各種直徑的多個內(nèi)部柱塞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的注射器，其中所述多個內(nèi)部柱塞在彼此內(nèi)共軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞在所述外部柱塞內(nèi)同心。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述遠側(cè)尖端是體積保存尖端。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞能夠在所述外部柱塞內(nèi)、所述殼體內(nèi)側(cè)移動，或者能夠移動到所述遠側(cè)尖端中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞所具有的直徑與所述遠側(cè)尖端的內(nèi)部直徑相對應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞成形為能夠與所述遠側(cè)尖端的外形相匹配。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞呈階梯形或者逐漸變細。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞是較小的柱塞。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述第一密封件和所述第二密封件包括丁腈橡膠、橡膠、三元乙丙橡膠、精度石墨粉、聚四氟乙烯、或者涂硅彈性體。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述第一密封件和所述第二密封件是O形環(huán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述第一密封件和所述第二密封件定位在所述遠側(cè)尖端附近。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述第二密封件定位在所述近端附近。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述外部柱塞的所述通道朝向所述近端具有較小的直徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的注射器，其中所述鎖定機構(gòu)是夾具、具有釋放機構(gòu)的單向棘輪、按鈕鎖、或者鎖定件和銷。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述殼體安裝就位并且所述外部柱塞通過鎖定件固定至安裝裝置或者適配器板。
25.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射器，其中所述閥是旋塞閥或單向止回閥。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括按鈕、彈簧機構(gòu)、壓電疊堆、 電活性聚合物、或者馬達，以使所述內(nèi)部柱塞移動。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的注射器，其中所述馬達是直線馬達或壓電馬達。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，其中所述內(nèi)部柱塞具有刻度或者標記有刻度。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的注射器，所述注射器進一步包括花鍵、編碼器閱讀器、或者計數(shù)器中的至少一種。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括鎖定機構(gòu)，以將所述外部柱塞與所述內(nèi)部柱塞鎖定在一起。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括在遠端處位于所述內(nèi)部柱塞上的止動件。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括位于所述外部柱塞的遠端處的柔性尖端。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括位于所述外部柱塞的近端處的可膨脹囊狀物。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括所述內(nèi)部柱塞與封閉的外部柱塞之間的無菌流體。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射器，所述注射器進一步包括輥，所述輥連接至所述殼體。
36.一種輸送系統(tǒng),所述輸送系統(tǒng)包括儲存器；第一閥，所述第一閥定位在所述儲存器的下方并且連接至殼體，所述殼體具有封閉端和開口端，所述開口端具有第二閥；以及至少一個柱塞，所述至少一個柱塞封閉在所述殼體中并且具有至少一個密封件。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的輸送系統(tǒng)，其中所述柱塞是無心接地桿、螺紋螺桿、組合或者具有確切體積的任何外形。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的輸送系統(tǒng)，所述輸送系統(tǒng)進一步包括按鈕、彈簧機構(gòu)、壓電疊堆、電活性聚合物、或者馬達，以使所述柱塞移動。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的輸送系統(tǒng)，其中所述第一閥和所述第二閥是單向止回閥。
40.一種傳輸系統(tǒng)，所述傳輸系統(tǒng)包括第一注射器，所述第一注射器具有位于遠側(cè)尖端處的鎖定件；以及第二注射器，所述第二注射器具有遠側(cè)閥和柱塞，所述柱塞具有回流閥和鎖定件，所述鎖定件與所述第一注射器的所述鎖定件連接。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的傳輸系統(tǒng),其中所述第一注射器具有柱塞，所述柱塞包括無心接地桿、螺紋螺桿、組合、或者具有確切體積的任何外形。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的傳輸系統(tǒng)，其中所述第一注射器容納濃縮物。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的傳輸系統(tǒng)，其中所述第二注射器容納稀釋劑。
全文摘要
本文中公開了一種移位注射器，該移位注射器具有殼體，該殼體具有遠側(cè)尖端和近端；可移動的外部柱塞，該可移動的外部柱塞位于殼體內(nèi)，該可移動的外部柱塞具有細長通道；至少一個可移動的內(nèi)部柱塞，該至少一個可移動的內(nèi)部柱塞位于外部柱塞的通道內(nèi)；至少一個第一密封件，該至少一個第一密封件位于外部柱塞與殼體之間；以及至少一個第二密封件，該至少一個第二密封件位于內(nèi)部柱塞與外部柱塞之間。該注射器可以具有位于殼體的近端處的鎖定件和/或位于殼體的遠側(cè)尖端處的閥。該注射器還可以具有多個內(nèi)部柱塞，多個內(nèi)部柱塞具有各種直徑。本文中還公開了一種傳輸系統(tǒng)和一種輸送系統(tǒng)。還公開了使用該移位注射器準確和高效地輸送小體積的方法。
文檔編號A61M5/315GK103037921SQ201180023395
公開日2013年4月10日 申請日期2011年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者K·P·考恩, M·特羅基, B·L·特克, E·J·里尼哈特, R·C·霍夫曼, D·H·貝里, A·E·烏伯三世 申請人:拜耳藥業(yè)股份公司