PL204122B1 - Strzykawka bezigłowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest strzykawka bezigłowa stosowana do doskórnego, podskórnego i domięśniowego wstrzykiwania ciekłego czynnika aktywnego do użytku terapeutycznego przy leczeniu ludzi lub zwierząt.

W przypadku urządzeń wstrzykujących ciekły aktywny czynnik zawiera bardziej lub mniej lepką ciecz, albo mieszaninę cieczy, albo żel. Czynnikiem aktywnym może być ciało stałe, rozpuszczone w celu wstrzyknięcia w odpowiednim rozpuszczalniku. Może to być także sproszkowane ciało stałe w bardziej lub mniej stężonej zawiesinie w odpowiedniej cieczy. Rozmiar cząsteczek czynnika musi odpowiadać średnicy przewodów, w celu uniknięcia zablokowania.

Z opisu patentowego USA nr 4,913,699, znana jest strzykawka bezigł owa przeznaczona do zawierania zmiennej ilości ciekłego czynnika aktywnego. Ciśnienie cieczy opuszczającej strzykawkę jest regulowane przez różnicę przekroju pomiędzy tłokiem napierającym umieszczonym powyżej i elementem oporowym tł oka o mniejszym przekroju, który jest przyjmowany w koń cowym kanale wstrzykującym.

Ze zgłoszenia międzynarodowego WO 00/10630 znana jest strzykawka bezigłowa posiadająca, między innymi, szczególną cechę polegającą na wypuszczaniu zmiennej ilości ciekłego czynnika aktywnego poprzez zmniejszanie drogi pokonywanej przez tłok napierający. Konkretnie zbiornik czynnika aktywnego, o standardowym rozmiarze, jest symetrycznie wypełniony do jego maksymalnej pojemności, a tłok, którego droga ruchu może być zmniejszona przez układ elementów upustowych, będzie zapewniał wstrzyknięcie tylko części czynnika aktywnego zawartego w zbiorniku. Po wstrzyknięciu, w przypadkach kiedy droga tłoka została skrócona, część ciekłego czynnika aktywnego pozostaje na dnie zbiornika.

Ze zgłoszenia międzynarodowego WO95/03844, znana jest strzykawka bezigłowa, mogąca wstrzykiwać zmienne ilości czynnika aktywnego poprzez skracanie drogi tłoka napierającego. W tym przypadku wkręcanie przycisku powoduje przemieszczenie tłoka równocześnie ze ściskaniem sprężyny. Kiedy tłok znajduje się w wymaganym położeniu, wyzwolenie strzykawki uwalnia tłok, który jest napędzany przez zwolnioną sprężynę.

Z opisu patentowego US4 941 880 znana jest strzykawka bezigłowa umożliwiająca wstrzykiwanie zmiennych ilości środka aktywnego płynnego. Zbiornik główny środka aktywnego jest zamknięty od strony dolnej elementem oporowym, podczas gdy koniec górny jest zatkany przez tłok ściskający, stykający się bezpośrednio ze środkiem aktywnym. W zależności od ilości środka aktywnego, tłok jest mniej albo bardziej zagłębiony w zbiorniku podczas gdy element oporowy dolny pozostaje w niezmienionym miejscu.

Celem wynalazku jest opracowanie strzykawki bezigłowej, umożliwiającej wstrzyknięcie zmiennej ilości ciekłego czynnika aktywnego poprzez proste wyregulowanie objętości dostępnej w zbiorniku.

Strzykawka bezigłowa zawierająca generator gazu, zbiornik utworzony przez rurę, która jest zaślepiona przez górny element oporowy tłoka i dolny element oporowy tłoka, pomiędzy którymi znajduje się ciekły czynnik aktywny, przy czym zbiornik ma objętość, zmienną poprzez przemieszczanie dolnego elementu oporowego tłoka w rurze, oraz urządzenie wstrzykujące, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w położeniu przygotowanym do iniekcji strzykawka zawiera wolną przestrzeń usytuowaną pomiędzy dolnym elementem oporowym i urządzeniem wstrzykującym dla przyspieszenia czynnika aktywnego przed wytryskiem z urządzenia wstrzykującego.

Korzystnie, generator gazu jest pirotechnicznym generatorem gazu zawierającym ładunek pirotechniczny i układ inicjujący.

Korzystnie, ładunek pirotechniczny jest utworzony przez mieszaninę prochu pierwszego i prochu drugiego, przy czym proch pierwszy posiada żywość dynamiczną większą niż proch drugi.

Korzystnie, proch pierwszy posiada żywość dynamiczną większą niż 8 (MPa.s)^-1, a proch drugi posiada żywość dynamiczną mniejszą niż 16 (MPa.s)^-1.

Korzystnie, objętość zbiornika pomiędzy dwoma elementami oporowymi tłoka jest zmienna w zakresie od 0,1 ml do 2 ml.

Korzystnie, górny element oporowy tłoka jest usytuowany w położeniu gotowości do iniekcji przy wierzchołku rury przy generatorze gazu.

Korzystnie, co najmniej jeden tłok jest umieszczony pomiędzy generatorem gazu i górnym elementem oporowym tłoka.

Korzystnie, górny element oporowy tłoka styka się z tłokiem.

PL 204 122 B1

Korzystnie, rura jest ze szkła i posiada grubość ścianki pomiędzy 0,5 mm i 4 mm.

Korzystnie, dwa elementy oporowe tłoka są z materiału odkształcalnego.

Korzystnie, urządzenie wstrzykujące zawiera przynajmniej dwa obwodowe kanały wstrzykujące, które znajdują się na zewnątrz pustego w środku elementu, stanowiącego zbiornik dla dolnego elementu oporowego tłoka, przy czym głębokość pustego w środku elementu jest mniejsza niż wysokość dolnego elementu oporowego.

Korzystnie, tłok jest umieszczony w pustym w środku korpusie o tej samej średnicy wewnętrznej co rura i umieszczonym na jej przedłużeniu, przy czym pusty w środku korpus i rura są utrzymywane w futerale.

Korzystnie, pojemnik zawierający rurę i dwa elementy oporowe tłoka stanowią składnik, będący niezależną częścią strzykawki.

Strzykawki bezigłowe według wynalazku posiadają szczególną cechę zdolności do wstrzykiwania zmiennej ilości ciekłego czynnika aktywnego poprzez prostą modyfikację ich zbiornika, utrzymując integralnie ich wszystkie pozostałe charakterystyki.

W ten sposób możliwe jest wytworzenie, w sposób zarówno łatwy jak i tani, gotowych do użycia strzykawek bezigłowych, które są wyposażone w odpowiednią dawkę ciekłego czynnika aktywnego, bez konieczności modyfikacji ich geometrii albo dostosowywania generatora gazu do dawki ciekłego czynnika aktywnego, która ma być wstrzyknięta.

Możliwość wyregulowania objętości dostępnej w zbiorniku wynika z faktu, że bez względu na ilość, która ma być wstrzyknięta, zbiornik zajmuje w strzykawce stałą przestrzeń i tylko jego objętość wewnętrzna jest modyfikowana, bez konieczności ponownego ustalania w każdym przypadku charakterystyk generatora gazu albo tłoka napierającego, oraz bez konieczności ponownego wymiarowania różnych przedziałów strzykawki. Strzykawki bezigłowe według wynalazku zawierają więc dokładnie taką ilość czynnika aktywnego jaka ma być wstrzyknięta i całkowicie utrzymują swoją wydajność, bez konieczności modyfikowania czegokolwiek, oraz bez pozostawiania po wstrzyknięciu żadnej ilości czynnika aktywnego na dnie zbiornika.

Strzykawka bezigłowa zawierająca generator gazu, zbiornik tworzony przez rurę, która jest zaślepiona przez górny element oporowy tłoka i dolny element oporowy, pomiędzy którymi zawarty jest ciekły czynnik aktywny, oraz urządzenie wstrzykujące, charakteryzuje się tym, że jest zdolna do wstrzykiwania zmiennej ilości czynnika aktywnego dzięki faktowi, że poprzez przemieszczenie dolnego elementu oporowego tłoka w rurze, objętość zawarta pomiędzy dwoma elementami oporowymi tłoka jest dostosowywana do ilości czynnika aktywnego, która ma być wstrzyknięta.

Jest to spowodowane faktem, że strzykawki bezigłowe według wynalazku są zwymiarowane w taki sposób, aby utrzymywać wydajno ść wstrzykiwania pomimo modyfikacji wymiarów ich zbiornika. W pozostał ej części opisu ukł ad tworzony przez dwa elementy oporowe tł oka i ciek ł y czynnik aktywny będzie nazywany „kolumną cieczy”.

Korzystnie dolny element oporowy tłoka znajduje się na początku wstrzykiwania całkowicie wewnątrz rury, nie wystając z niej.

Generalnie strzykawki bezigłowe według wynalazku są przeznaczone do prawidłowego wstrzykiwania ciekłego czynnika aktywnego przez skórę, bez utraty wspomnianego czynnika na skórze w wyniku niewystarczają cej prę dkoś ci. Generator gazu jest wię c zdolny, w pierwszej fazie, do nadania ciekłemu czynnikowi aktywnemu bardzo dużej prędkości, tak aby zagwarantować mu natychmiastową zdolność do przejścia przez skórę, a w drugiej fazie utrzymania, w wyniku prawie stałego ciśnienia, wystarczającej prędkości cieczy, tak aby zagwarantować, że przejdzie ona przez skórę przez czas trwania wstrzykiwania po uzyskaniu perforacji. Uwolnienie gazów przez generator powoduje powstanie przestrzeni z nadciśnieniem pomiędzy wspomnianym generatorem i górnym elementem oporowym tłoka, z powodu przemieszczenia wspomnianego elementu oporowego tłoka. Ta przestrzeń z nadciśnieniem, której objętość powiększa się aż do końca wstrzykiwania, odpowiada komorze rozszerzania gazu. Wspomniana komora rozszerzania korzystnie nie istnieje kiedy strzykawka nie działa. Jednak można wyobrazić sobie strzykawkę bezigłową według wynalazku z wolną przestrzenią już istniejącą pomiędzy generatorem gazu i elementem oporowym tłoka napierającego. Typowo zmiana ciśnienia w czasie, spowodowana przez generator gazu, w przestrzeni znajdują cej się pomię dzy generatorem i górnym elementem oporowym tłoka powoduje, w pierwszym etapie, pojawienie się natychmiastowego i bardzo intensywnego skoku ciśnienia, a następnie, w drugim etapie, ustanowienie prawie stałego ciśnienia, które zawsze jest większe niż progowa wartość ciśnienia wstrzykiwania. Termin „generator

PL 204 122 B1 gazu” jest ogólnym terminem oznaczającym źródło energii, które, po aktywacji przez użytkownika, jest zdolne do wytworzenia w strzykawce gazów.

Generator gazu jest korzystnie pirotechnicznym generatorem gazu zawierającym ładunek pirotechniczny i układ inicjujący.

Układ inicjujący korzystnie zawiera urządzenie udarowe i spłonkę. Możliwe jest także zastosowanie układu inicjującego bazującego na krysztale piezoelektrycznym albo obszarze szorstkim tworzonym przez dwie powierzchnie trące, których przemieszczenie wytwarza strefę zapalną. W porównaniu z rezerwą gazu pod ciśnieniem, ładunek pirotechniczny ma zaletę polegającą na tym, że zajmuje mało przestrzeni i unika się stałego poddawania strzykawki dużemu ciśnieniu wewnętrznemu, włącznie z fazą magazynowania. Ładunek pirotechniczny jest korzystnie utworzony przez mieszaninę prochu pierwszego i prochu drugiego, przy czym proch pierwszy posiada żywość dynamiczną większą niż proch drugi. Proch pierwszy korzystnie posiada żywość dynamiczną większą niż 8 (MPa.s)^-1, a proch drugi korzystnie posiada ż ywość dynamiczną mniejszą niż 16 (MPa.s)^-1.

Jednym sposobem uzyskania profilu ciśnieniowego, umożliwiającego prawidłowe wstrzyknięcie ciekłego czynnika aktywnego, jest faktycznie zastosowanie ładunku pirotechnicznego składającego się z mieszaniny prochu szybkopalnego i prochu wolnopalnego. Proch jest określony jako „szybkopalny” jeśli posiada on dużą żywość dynamiczną, a jako „wolnopalny” jeśli posiada niską żywość dynamiczną. Tak więc proch szybkopalny umożliwia natychmiastowe wytworzenie bardzo intensywnego skoku ciśnienia, podczas gdy proch wolnopalny, podczas pozostałego czasu wstrzykiwania, zapewnia poziom ciśnienia, który jest zasadniczo stały i wystarczająco wysoki, aby umożliwić przejście ciekłego czynnika aktywnego przez skórę po uzyskaniu perforacji. Ten typ mieszaniny prochów jest zupełnie odpowiedni dla strzykawek bezigłowych według wynalazku. Wartości żywości dynamicznej podane powyżej są określone wzorem:

L(z )=1x_L· <dP)

P Pmax dt gdzie P to ciśnienie chwilowe odpowiadające stanowi wyprzedzenia z.

Pmax to maksymalne osiągane ciśnienie. dP/dt to pochodna ciśnienia po czasie

P z =Pmax

Odpowiadają one wartościom połowy spalania, to znaczy dla z = 0,5 w komorze manometrycznej w następujących warunkach:

₃

- obję tość komory: 27,8 cm³ ₃

- gę stość ł adunku: 0,036 g/cm³

- masa prochu: 1 g

Proch nazywany wolnopalny będzie zawsze posiadał żywość mniejszą niż proch szybkopalny. Te dwa prochy są korzystnie wymieszane w stanie luźnym, co oznacza, że dwa prochy znajdują się w stanie cząsteczkowym, w którym są losowo wymieszane, bez konkretnego uporządkowania, a wynikowy proch dopasowuje się do kształtu pojemnika, w którym się znajduje, równocześnie tworząc odstępy pomiędzy cząsteczkami. Jednak możliwe jest także, aby przynajmniej jeden z dwóch prochów był zorganizowany w uporządkowany albo specyficzny sposób, na przykład w postaci wiązki żył, albo w postaci pojedynczej cząstki o znacznym rozmiarze, albo nawet w postaci aglomeratu.

Objętość zbiornika pomiędzy dwoma elementami oporowymi tłoka może się korzystnie zmieniać od 0,1 ml do 2 ml, w zależności od wymagań związanych ze wstrzykiwaniem.

Górny element oporowy tłoka korzystnie jest zlokalizowany, w sposób nieruchomy, na jednym z dwóch koń ców rury. Pomię dzy generatorem gazu i górnym elementem oporowym tł oka umieszczony jest przynajmniej jeden tłok. Górny element oporowy tłoka korzystnie styka się z tłokiem.

Rura jest korzystnie wykonana ze szkła i posiada grubość pomiędzy 0,5 mm i 4 mm, a korzystnie pomiędzy 1,5 mm i 2,5 mm. Szklana rura musi być wystarczająco gruba, żeby wytrzymać bardzo duże ciśnienie wewnętrzne bez podlegania nieodwracalnemu uszkodzeniu, takiemu jak pęknięcie albo nawet rozsadzenie.

Dwa elementy oporowe tłoka są korzystnie wykonane z materiału odkształcalnego. Są one otrzymywane zwłaszcza poprzez formowanie elastomerów, które są kompatybilne z ciekłym czynnikiem aktywnym przez długi okres. Elastomerami tymi mogą być na przykład chlorobutyl albo bromobutyl. Urządzenie wstrzykujące korzystnie zawiera przynajmniej dwa obwodowe kanały wstrzykujące,

PL 204 122 B1 które znajdują się na zewnątrz pustego w środku elementu służącego jako zbiornik dla dolnego elementu oporowego tłoka, przy czym głębokość elementu umożliwia odsłonięcie wlotów przewodów obwodowych kiedy element oporowy tłoka styka się z dnem elementu pustego w środku.

Jeśli chodzi o funkcjonowanie, to kolumna cieczy przemieszcza się do czasu, aż dolny element oporowy tłoka zajmie element pusty w środku. Po zablokowaniu w tym elemencie pustym w środku, element oporowy tłoka lekko się odkształca, tak aby odsłonić wylot bocznych przewodów wstrzykujących i umożliwić wydalenie czynnika aktywnego. Długość rury korzystnie jest niezmienna. Konkretnie strzykawki bezigłowe według wynalazku są przeznaczone do przyjmowania zbiornika o standardowym rozmiarze, narzuconym przez długość rury, przy czym zmiany jego objętości wewnętrznej znajdującej się pomiędzy dwoma elementami oporowymi tłoka nie mają wpływu na jego wymiary zewnętrzne. Tłok jest korzystnie umieszczony w pustym w środku korpusie o takiej samej średnicy wewnętrznej jak rura i umieszczonym na jej przedłużeniu, przy czym pusty w środku korpus i rura są utrzymywane w futerale.

Futerał jest korzystnie wykonany z tworzywa sztucznego i wywiera lekki nacisk na rurę, tak aby zwiększyć jej odporność na ścinanie. W ten sposób rura może wytrzymać większe ciśnienia wewnętrzne. Według jednej alternatywnej postaci wykonania wynalazku zbiornik zawierający rurę i dwa elementy oporowe tłoka stanowi składnik, który jest niezależny od strzykawki. Inaczej mówiąc zbiornik może być wprowadzony do strzykawki albo z niej wycofany w dowolnym momencie. Podobnie, może on być osobno napełniony dokładną dawką czynnika aktywnego, a następnie wprowadzony do strzykawki.

Korzystnie pomiędzy dolnym elementem oporowym tłoka i dnem elementu pustego w środku istnieje wolna przestrzeń. Tak więc, niezależnie od ilości czynnika aktywnego, który ma być wstrzyknięty, a stąd niezależnie od położenia dolnego elementu oporowego tłoka w rurze, kolumna cieczy będzie musiała ulec znacznemu przemieszczeniu zanim rozpocznie się właściwe wstrzykiwanie. Im mniejsza jest ilość produktu, który ma być wstrzyknięty, tym bliżej dolny element oporowy tłoka znajduje się górnego elementu oporowego tłoka, oraz tym dłuższa jest droga kolumny cieczy przed wstrzyknięciem. Występowanie wolnej przestrzeni pomiędzy dolnym elementem oporowym tłoka i dnem zbiornika jest szczególnie korzystne w przypadku strzykawek bezigłowych według wynalazku. Przyjmując, że zmiany ciśnienia w komorze rozszerzania wraz z upływem czasu są dostosowane do prawidłowego wstrzykiwania ciekłego czynnika aktywnego bez żadnych strat, konieczne jest, w przypadku wstrzykiwania małych dawek czynnika aktywnego, aby wolna przestrzeń pomiędzy dolnym elementem oporowym tłoka i dnem zbiornika była wystarczająco duża, aby umożliwić wystarczające przyspieszenie kolumny cieczy przed rozpoczęciem wstrzykiwania. To przyspieszenie jest konieczne do skompensowania zmniejszenia ciśnienia w komorze rozszerzania z powodu znacznego zwiększenia jej objętości, spowodowanego przemieszczeniem kolumny cieczy. Inaczej mówiąc, dla małych ilości czynnika aktywnego, który ma być wstrzyknięty, gazy emitowane przez generator gazu będą umożliwiały kolumnie cieczy przemieszczanie się z prędkością zwiększającą się podczas jej ruchu. Z tego powodu, im wię ksze jest przemieszczenie kolumny, tym wię ksza jest energia jej uderzenia w dno zbiornika, z powodu zwiększającej się prę dkoś ci, pomimo znacznego spadku ciśnienia w komorze rozszerzania.

Jako przykład, wzrost ciśnienia cieczy dla zbiornika o wielkości 0,5 ml występuje we wcześniejszym okresie niż dla zbiornika o wielkości 0,2 ml. Jest to wyjaśnione faktem, że dla ilości 0,5 ml droga przemieszczenia jest mniejsza niż dla ilości 0,2 ml. Równe wielkości maksymalnych wartości szczytowych ciśnienia dla dwóch konfiguracji odpowiadających 0,2 ml i 0,5 ml są spowodowane faktem, że energia kinetyczna uderzenia kolumny cieczy kompensuje zmniejszenie właściwego naporu cieczy, spowodowanego spadkiem ciśnienia gazu z powodu zwiększenia objętości przestrzeni wytworzonej przed ładunkiem pirotechnicznym.

Strzykawki bezigłowe według wynalazku umożliwiają wstrzykiwanie odpowiednich ilości ciekłego czynnika aktywnego poprzez proste dostosowanie ich zbiornika, bez konieczności modyfikacji ich geometrii albo ich rozmiaru, ani nawet generatora gazu, oraz bez konieczności dodawania innych składników. Dlatego nie wymagają one żadnego ponownego wymiarowania i żadnej dodatkowej obróbki, co jest źródłem zwiększonych kosztów.

Dodatkowo pozostają one w tym samym rozmiarze, ponieważ zbiornik, bez względu na ilość ciekłego czynnika aktywnego, która ma być wstrzyknięta, zachowuje jego wymiary zewnętrzne.

Na koniec, dostosowanie zbiornika pozostaje prostą i precyzyjną operacją, umożliwiającą ręczne uzyskanie strzykawki bezigłowej zawierającej dokładną ilość ciekłego czynnika aktywnego, który ma być wstrzyknięty.

PL 204 122 B1

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy przekrój podłużny strzykawki bezigłowej, która, nie została jeszcze użyta, fig. 2 częściowy przekrój podłużny strzykawki z fig. 1 podczas używania, przy czym wstrzykiwanie jeszcze się nie zaczęło, fig. 3 - częściowy przekrój podłużny strzykawki z fig. 1 pod koniec używania, kiedy wstrzykiwanie się już zakończyło, fig. 4 - uproszczony wykres porównujący zmiany ciśnienia wraz z upływem czasu, najpierw w wolnej przestrzeni wytworzonej przed ładunkiem pirotechnicznym, następnie w cieczy dla zbiornika zawierającego 0,5 ml czynnika aktywnego, a na koniec w cieczy dla zbiornika zawierającego 0,2 ml czynnika aktywnego.

Według fig. 1, strzykawka bezigłowa 1 według wynalazku zawiera pirotechniczny generator gazu 2 składający się z układu inicjującego i ładunku pirotechnicznego 3, tłoczysko 4, zbiornik 5 utworzony przez szklaną rurę 6 zaślepioną przez górny pierwszy tłok 7 tłoczyska i dolny drugi tłok 8 tłoczyska, pomiędzy którymi znajduje się ciekły czynnik aktywny 9, oraz urządzenie wstrzykujące 10, przy czym kierunek góra-dół jest zgodny z kierunkiem przepływu cieczy w strzykawce co oznacza, że dołem strzykawki jest jej część zawierająca wylot cieczy.

Układ inicjujący zawiera urządzenie udarowe (nie pokazane na fig. 1) i spłonkę 12. Urządzenie udarowe 11, które jest wyzwalane poprzez przycisk, zawiera sprężynę i obciążnik wyposażony w iglicę. Obciążnik jest zablokowany przez przynajmniej jedną kulkę zaklinowaną pomiędzy obciążnikiem i przyciskiem, przy czym przycisk posiada obwodowy rowek wewnętrzny.

Ładunek pirotechniczny 3 składa się z mieszaniny prochu szybkopalnego, na przykład prochu porowatego bazującego na nitrocelulozie, oraz prochu wolnopalnego, takiego jak proch bazujący na nitrocelulozie z cząsteczkami heptatubularnymi. Ładunek pirotechniczny 3 otwiera się do zasadniczo cylindrycznego, pustego w środku korpusu 13, który jest przedłużony przez rurę 6 zbiornika 5, przy czym rura 6 ma taką samą średnicę wewnętrzną jak pusty w środku korpus 13. Rura 6 stanowi ciągłość z pustym w środku korpusem 13 i styka się z nim, przy czym ta rura 6 i korpus 13 posiadają także tę samą średnicę zewnętrzną. Są one więc ustawione idealnie w jednej linii względem siebie i są utrzymywane w tej postaci przez futerał 14 z tworzywa sztucznego, wywierający po złożeniu lekki nacisk na pusty w środku korpus 13 i rurę 6. Futerał 14 zaczyna się w przybliżeniu w połowie pustego w środku korpusu 13 i wychodzi poza szklaną rurę 6 pustą w środku cylindryczną częścią przednią, która tworzy dodatkowy kanał wewnętrzny, dodany do kanału wewnętrznego rury 6, przy czym wspomniany dodatkowy kanał ma przekrój większy niż kanał wewnętrzny rury 6 i w przybliżeniu równy temu tworzonemu przez domyślny okrąg reprezentujący połowę grubości rury 6.

Dodatkowy kanał może przyjmować pusty w środku element 15 składający się z pustego w środku cylindrycznego korpusu zaślepionego na jednym końcu płaską powierzchnią kołową, przy czym element 15 jest podobny do pustego w środku cylindrycznego elementu oporowego. Na zewnętrznej bocznej powierzchni pusty w środku korpus posiada szereg sześciu podłużnych rowków, które są równoległe do siebie i równomiernie rozmieszczone.

Element 15 jest tak zamocowany w dodatkowym kanale, że płaska powierzchnia kołowa elementu 15 leży na jednej płaszczyźnie z wolnym końcem przedniej części futerału 14, zewnętrzna ścianka boczna pustego w środku cylindrycznego korpusu elementu 15 styka się z wewnętrzną ścianką boczną dodatkowego kanału, tak że podłużne rowki tworzą obwodowe kanały wstrzykujące 20, a pomiędzy wolnym końcem rury 6 i wolnym końcem pustego w środku cylindrycznego korpusu elementu 15 pozostaje kanał 16.

Pusty w środku cylindryczny korpus 13, do którego otwiera się ładunek pirotechniczny 3, jest w całości zajęty przez tłoczysko 4. Górny pierwszy tłok 7 tłoczyska leży na jednej płaszczyźnie z jednym z dwóch końców szklanej rury 6, a tłoczysko 4 styka się zarówno z ładunkiem pirotechnicznym 3 jak i z górnym pierwszym tłokiem 7.

Dolny drugi tłok 8 jest odsunięty od drugiego końca rury 6, a ciekły czynnik aktywny 9 jest zamknięty w przestrzeni wspomnianej rury 6 ograniczanej przez dwa tłoki pierwszy 7 i drugi 8. Tłoki pierwszy 7 i drugi 8 są wykonane z odkształcalnego materiału bazującego na elastomerze. Tłoczysko 4 jest wykonane z materiału nie odkształcalnego. Poniżej dolnego drugiego tłoka 8 znajduje się wolna przestrzeń 19 tworzona przez kanał wewnętrzny części rury 6 znajdującej się pod dolnym drugim tłokiem 8, oraz przez objętość wewnętrzną składnika 15 podobnego do pustego w środku korka, przy czym wolna przestrzeń 19 jest połączona z zewnętrzem strzykawki 1 poprzez sześć obwodowych kanałów wstrzykujących 20.

PL 204 122 B1

Urządzenie wstrzykujące 10 zawiera część przednią futerału 14 i pusty w środku składnik 15 zamocowany w części przedniej, a stąd obejmuje wolną przestrzeń 19 znajdującą się pod dolnym drugim tłokiem 8 i sześć obwodowych kanałów wstrzykujących 20.

Sposób funkcjonowania tego korzystnego przykładu wykonania wynalazku wygląda jak niżej.

Użytkownik ustawia strzykawkę 1 w taki sposób, że jej koniec opiera się o skórę pacjenta, który ma być leczony. Nacisk przyłożony do przycisku powoduje jego przesunięcie się wzdłuż strzykawki 1, do czasu aż rowek znajdzie się na jednym poziomie z kulką, która blokuje obciążnik. Kulka, wchodząc w rowek, uwalnia obciążnik, który, pod działaniem zwolnionej sprężyny, jest napędzany w kierunku spłonki 12, z iglicą znajdującą się na przedzie.

Spłonka 12, która jest w ten sposób zainicjowana, powoduje odpalenie ładunku pirotechnicznego 3.

Pod wpływem spalania prochu szybkopalnego tłoczysko 4 jest gwałtownie przemieszczane w kanale wewnętrznym pustego w środku korpusu 13 i rury 6, powodując przemieszczenie kolumny cieczy. W ten sposób pomiędzy ładunkiem pirotechnicznym 3 i tłoczyskiem 4 wytworzona jest komora rozszerzania gazu 17.

Figura 2 przedstawia strzykawkę 1 podczas używania, a dokładniej w momencie, kiedy kolumna cieczy opiera się o dno zbiornika tworzonego przez objętość wewnętrzną pustego w środku elementu 15, podobnego do pustego w środku korka. Porównanie fig. 1 i 2 pokazuje odległość przemierzoną przez kolumnę ze zwiększającą się prędkością przed jej uderzeniem. Dolny drugi tłok 8, który zajmuje cały zbiornik, jest lekko ściśnięty, w ten sposób uwalniając kanał 16 służący za wlot do kanałów 20 urządzenia wstrzykującego 10, podczas gdy górny pierwszy tłok 7 zbliża się do uwięzionego dolnego drugiego tłoka 8. Ciekły czynnik aktywny 9 jest więc wydalany z ciśnieniem, które znacznie się zmniejsza, ale nadal większym od wartości progowej ciśnienia rozchodzenia się cieczy po perforacji skóry, do czasu aż dwa tłoki pierwszy 7 i drugi 8 zetkną się ze sobą, tak jak pokazano na fig. 3.

Podczas przemieszczania górnego pierwszego tłoka 7 objętość komory rozszerzania 17 zwiększa się w sposób ciągły. Po zakończeniu wstrzykiwania w zbiorniku 5 strzykawki 1 nie pozostaje żadna ilość ciekłego czynnika aktywnego.

Przykładowo, odwołując się do krzywej A na wykresie z fig. 4, zmiany ciśnienia w czasie spowodowane spalaniem ładunku pirotechnicznego 3 w przestrzeni utworzonej pomiędzy wspomnianym ładunkiem 3 i tłoczyskiem 4 powodują natychmiastowe powstanie bardzo dużego skoku ciśnienia, po którym następuje faza stopniowego i ciągłego spadku. Pojawienie się bardzo dużego skoku ciśnienia ma miejsce po około 1 ms, a faza jego redukcji przebiega przez około dwudziestu milisekund. Krzywa B, która przedstawia zmiany ciśnienia w czasie dla ciekłego czynnika aktywnego 9 na wylocie ze zbiornika 5 początkowo zawierającego 0,5 ml, także pokazuje pojawienie się bardzo dużego skoku, po którym następuje faza redukcji. Skok następuje po pewnym czasie po wyzwoleniu strzykawki, przy czym opóźnienie to odpowiada drodze przemierzonej przez kolumnę cieczy przed oparciem się dolnego drugiego tłoka 8 o dno pustego w środku elementu 15.

Skok ten, który pozostaje bardzo duży, jest wynikiem nałożenia się dwóch zjawisk:

- naporu ciśnienia gazu na ciecz 9;

- uderzenia kolumny cieczy w dno pustego w środku składnika 15.

Ponieważ kolumna przemieszcza się ze zwiększającą się prędkością w zbiorniku 5, to uderzenie występuje podczas fazy przyspieszania, w ten sposób umożliwiając powstanie nadmiaru energii, który wspomaga wyrzucanie cieczy.

Faza redukcji ciśnienia, która następuje później, przebiega zasadniczo zgodnie z tą obserwowaną w wolnej przestrzeni wytworzonej pomiędzy ładunkiem pirotechnicznym 3_i tłoczyskiem 4.

Na koniec, krzywa C, która reprezentuje zmiany ciśnienia w czasie dla ciekłego czynnika aktywnego 9 na wylocie ze zbiornika 5 początkowo zawierającego 0,2 ml, przedstawia bardzo duży skok ciśnienia, po którym następuje faza ciągłej redukcji. Skok występuje później niż dla krzywej B, ponieważ droga przemierzana przez kolumnę cieczy jest większa. Wierzchołki krzywych B i C mają w przybliżeniu tę samą wysokość, ponieważ właściwy napór ciśnienia gazu na ciecz 9 - który jest mniejszy w przypadku zbiornika zawierającego 0,2 ml z powodu spadku ciśnienia gazu z powodu większego zwiększenia objętości przestrzeni znajdującej się pomiędzy ładunkiem pirotechnicznym 3 i tłoczyskiem jest kompensowany przez zwiększenie energii kinetycznej uderzenia spowodowane przez większe przemieszczenie kolumny cieczy przy zwiększającej się prędkości.

Wykres porównawczy z fig. 4 pokazuje, że poprzez proste przemieszczenie dolnego drugiego tłoku 8 strzykawka bezigłowa 1 według wynalazku zachowuje całkowitą sprawność, po pierwsze jeśli chodzi o perforację skóry, a następnie jeśli chodzi o rozchodzenie się cieczy 9.

Claims (13)

1. Strzykawka bezigłowa zawierająca generator gazu, zbiornik utworzony przez rurę, która jest zaślepiona przez górny element oporowy tłoka i dolny element oporowy tłoka, pomiędzy którymi znajduje się ciekły czynnik aktywny, przy czym zbiornik ma objętość, zmienną poprzez przemieszczanie dolnego elementu oporowego tłoka w rurze, oraz urządzenie wstrzykujące, znamienna tym, że w położeniu przygotowanym do iniekcji strzykawka zawiera wolną przestrzeń (19) usytuowaną pomiędzy dolnym elementem oporowym (8) i urządzeniem wstrzykującym (10) dla przyspieszenia czynnika aktywnego przed wytryskiem z urządzenia wstrzykującego (10).

2. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że generator gazu (2) jest pirotechnicznym generatorem gazu zawierającym ładunek pirotechniczny (3) i układ inicjujący.

3. Strzykawka według zastrz. 2, znamienna tym, że ładunek pirotechniczny (3) jest utworzony przez mieszaninę prochu pierwszego i prochu drugiego, przy czym proch pierwszy posiada żywość dynamiczną większą niż proch drugi.

4. Strzykawka według zastrz. 3, znamienna tym, że proch pierwszy posiada żywość dynamiczną większą niż 8 (MPa.s)^-1, a proch drugi posiada żywość dynamiczną mniejszą niż 16 (MPa.s)^-1.

5. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że objętość zbiornika (5) pomiędzy dwoma elementami oporowymi (7, 8) tłoka jest zmienna w zakresie od 0,1 ml do 2 ml.

6. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że górny element oporowy (7) tłoka jest usytuowany w położeniu gotowości do iniekcji przy wierzchołku rury (6) przy generatorze gazu (2).

7. Strzykawka według zastrz. 6, znamienna tym, że co najmniej jeden tłok (4) jest umieszczony pomiędzy generatorem gazu (2) i górnym elementem oporowym (7) tłoka.

8. Strzykawka według zastrz. 7, znamienna tym, że górny element oporowy (7) tłoka styka się z tłokiem (4).

9. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że rura (6) jest ze szkła i posiada grubość ścianki pomiędzy 0,5 mm i 4 mm.

10. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że dwa elementy oporowe (7, 8) tłoka są z materiału odkształcalnego.

11. Strzykawka według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie wstrzykujące (10) zawiera przynajmniej dwa obwodowe kanały wstrzykujące (20), które znajdują się na zewnątrz pustego w środku elementu (15), stanowiącego zbiornik dla dolnego elementu oporowego (8) tłoka, przy czym głębokość pustego w środku elementu (15) jest mniejsza niż wysokość dolnego elementu oporowego (8).

12. Strzykawka według zastrz. 7, znamienna tym, że tłok (4) jest umieszczony w pustym w środku korpusie (13) o tej samej średnicy wewnętrznej co rura (6) i umieszczonym na jej przedłużeniu, przy czym pusty w środku korpus (13) i rura (6) są utrzymywane w futerale (14).

13. Strzykawka według zastrz. 8, znamienna tym, że pojemnik (5) zawierający rurę (6) i dwa elementy oporowe (7, 8) tłoka stanowią składnik, będący niezależną częścią strzykawki.