CH654484A5

CH654484A5 - Injektionsspritze.

Info

Publication number: CH654484A5
Application number: CH7869/81A
Authority: CH
Inventors: Nils Billy Nilson
Original assignee: Kenova Ab
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1981-04-02
Publication date: 1986-02-28
Also published as: GB2083755A; GR75625B; NO151488C; BE888264A; DK534581A; IT8148205A0; DE8130782U1; FI813874L; JPS57500678A; NZ196714A; FI71667C; DE3141812C2; US4312344A; FR2483237A1; WO1981002838A1; JPH0341188B2; NL8120095A; AT391271B; PT72799A; SE8107182L

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Injektionsspritzen zur Durchführung subkutaner, intravenöser, intramuskulärer und rektaler Injektionen von Medikamenten und dergleichen bei Menschen und Tieren, sowie zur Entnahme von Blutproben hiervon.

Die erfindungsgemässe Spritze gehört, genauer gesagt, dem Typ an, bei welchem nur ein Teil der Einrichtung nach jeder Verwendung weggeworfen wird, während der Rest der Spritze wiederholt verwendet wird.

Stand der Technik

Es ist durchaus bekannt, dass die meisten Injektionsspritzen, die gegenwärtig in Krankenhäusern, Praxen und Gesundheitszentren verwendet werden, Wegwerfspritzen sind, d.h. nach einem einmaligen Gebrauch weggeworfen oder ausrangiert werden. Diese Spritzen umfassen üblicherweise zwei Teile: Einen Zylinder und einen Kolben, der zur Hin-und Herbewegung im Zylinder angebracht ist, wobei beide Teile üblicherweise aus Kunststoff hergestellt sind.

Als Wegwerferzeugnis ist eine Injektionsspritze dieser Art, obwohl sie durch moderne Massenfertigungsverfahren wie Druckguss hergestellt ist, infolge der Materialien und der Präzision verhältnismässig teuer, die bei der Herstellung hiervon aufgewandt wird.

Es wurde bereits vorgeschlagen, einen Zylinder und einen Kolben mit einem auswechselbaren Behälter zu kombinieren, der am Abgabeende des Zylinders angeordnet ist, wobei der Behälter bei der Verwendung durch die Wirkung des Kolbens eingestülpt oder zusammengedrückt wird, um das im Behälter enthaltene Medikament auszuspritzen oder zu verabreichen. Eine Spritze dieser Art ist in der US-Patentanmeldung SN 684 020 (Nils Billy Nilson) geoffenbart (eingereicht am 7. Mai 1976, jetzt fallengelassen).

Bei der in der genannten Patentanmeldung geoffenbarten Injektionsspritze bildet der Behälter die Endwand des Zylinders und umfasst einen im wesentlichen starren ersten Wandabschnitt an der Aussenseite der Endwand und einen flexiblen zweiten Wandabschnitt an der Innenseite der Endwand, und ist auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnittes einstülpbar. Eine Düse ist am ersten Wandabschnitt vorgesehen, um eine Injektionsnadel hieran anzubringen.

Beim Ausführungsbeispiel dieser Injektionsspritze aus dem Stand der Technik ist gemäss der Beschreibung in der Patentanmeldung der Behälter als ein kugeliges Gefäss ausgebildet, welches im wesentlichen den selben Durchmesser aufweist wie der Zylinderraum, der vom Zylinder gebildet ist. Wenn ein leerer Behälter am Zylinder angebracht wird, dann wird der flexible zweite Wandabschnitt auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnittes umgestülpt, und wenn der Behälter zu füllen ist, dann wird der Kolben zurückgezogen und der flexible Wandabschnitt wird vom Kolben infolge des unteratmosphärischen Drucks mitgeführt, der zwischen dem Kolben und dem flexiblen Wandabschnitt erzeugt wird, während eine Flüssigkeit wie Blut oder ein Medikament in den Behälter eingesaugt wird. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass ein wesentlicher unteratmosphärischer Druck (ein Vakuum) vom Kolben während des letzten Teils seines Bewegungsweges erzeugt wird, was es erforderlich macht, dass am Ende des Hubes, der zum Füllen des Behälters erforderlich ist, eine beträchtliche Kraft auf den Kolben aufgebracht werden muss. Unter Umständen kann der Behälter nicht einmal vollständig gefüllt werden. Ferner muss die Kraftwirkung auf den Kolben aufrechterhalten werden; wenn der Kolben freikommt, dann springt er zurück, und ein Teil der Flüssigkeit im Behälter wird ausge-stossen. Das heisst, dass im Fall eines Medikaments, das verabreicht werden soll, dessen Dosierung ungenau wird, und dass im Fall der Entnahme einer Blutprobe eine gefährliche, erneute Injektion des Blutes in die Vene stattfinden wird.

Der genannte Nachteil der Injektionsspritze aus dem Stand der Technik präsentiert sich selbst beim Sicherheitsschritt, der ständig bei der Verabreichung eines Medikamentes in einen Menschen durchgeführt wird, wenn die Injektionsnadel bereits eingeführt ist, um sicherzustellen, dass sich die Injektionsnadel in der ordnungsgemässen Position für die spezielle Verabreichung befindet, die durchgeführt werden soll. Dieser Sicherheitsschritt wird üblicherweise Aspiration bzw. Ansaugung genannt und wird dadurch durchgeführt, dass man zuerst eine geringe Menge des Medikamentes aus dem Behälter ausstösst, bevor die Injektionsnadel eingeführt wird, und dann, wenn die Injektionsnadel eingeführt ist, den Kolben leicht zurückführt. Wenn Blut in den Behälter eintritt, dann hat die Injektionsnadel eine Vene durchdrungen, und wenn nicht, dann ist die Injektionsnadel in die Gewebe eingeführt. Somit kann überprüft werden, ob sich die Injektionsnadel in der ordnungsgemässen Position für eine intravenöse oder intramuskuläre oder subkutane Injektion befindet. Infolge des Unterdrucks, der bei der Injektionsspritze aus dem Stand der Technik gemäss der genannten Patentanmeldung erzeugt wird, ist es schwierig, die genannte Überprüfung bei der Verabreichung vorzunehmen, selbst wenn der verwendete Behälter ein vorgefüllter Behälter ist.

Ein Problem bei der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Injektionsspritze kann auch in der Schwierigkeit gesehen werden, den Behälter durch Betätigen des Kolbens vollständig zu entleeren, um das Medikament, das im Behälter enthalten ist, auszuspritzen oder zu verabreichen, und zwar infolge der Tatsache, dass der Behälter nicht vollkommen zusammengedrückt ist, wenn der Kolben hierin auf den Boden aufsitzt. Dies ist ein bedeutender Nachteil in vielen Fällen, in welchen das Medikament ein geringes Volumen aufweist, das mit grosser Genauigkeit verabreicht werden muss.

Darstellung der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorangehenden Probleme und Nachteile des Standes der Technik da5

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durch zu überwinden, dass man eine Injektionsspritze vorsieht, bei welcher das Hubvolumen des Kolbens dem Volumen des Behälters zugeordnet ist, um die Erzeugung eines wesentlichen unteratmosphärischen Druckes auszuräumen, wenn der Kolben zum Füllen des Behälters zurückgezogen wird.

Das vorangehende Ziel ist erfindungsgemäss mit den Merkmalen im Kennzeichnungsteil des ersten Anspruches gelöst.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Behälter kugelig, und der Zylinder bildet einen zylindrischen Zylinderraum. In diesem Fall weist der Zylinder einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des kugeligen Behälters. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Kolben einen Schaft, der verschieblich zur Axialbewegung im Zylinder geführt ist, sowie einen nachgiebigen Kolbenkopf, der mit dem inneren Ende des Schaftes verbunden ist, so dass der Kolbenkopf, obwohl sein Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Behälters, so verformt werden kann, dass er mit dem flexiblen zweiten Wandabschnitt, wenn dieser auf die Innenoberfläche eingestülpt ist, über seine gesamte Fläche hinweg in Eingriff treten kann.

Bevorzugt umfasst der nachgiebige Kolbenkopf einen hohlen Kolbenkopf aus nachgiebigem Material, der mit dem Schaft verbunden ist, um dessen inneres Ende einzuschlies-sen, wobei die Innenoberfläche des Kolbenkopfes einen Abstand gegenüber der inneren Endfläche des Schaftes aufweist.

Bei einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der hohle Kolbenkopf einen ringförmigen, kugeligen Endwandabschnitt, der einen Aussen-Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen dem Krümmungsradius des zweiten, flexiblen Wandabschnitts des Behälters entspricht, wenn dieser auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnitts des Behälters eingestülpt ist, einen mittigen Endwandabschnitt, der kugelig zur Innenseite des hohlen Kolbenkopfes ausgewölbt ist, und einen Seitenwandabschnitt, der auf den ringförmigen Endwandabschnitt trifft, wobei der Seitenwandabschnitt den hierzu mit Abstand angeordneten Schaft umgibt und am Schaft an einer Stelle angebracht ist, die einen Abstand zu dessen Innenende aufweist.

Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung mitaufgenommen sind und einen Teil hiervon bilden, stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und diesen gemeinsam mit der Figurenbeschreibung dazu, die Grundlagen der Erfindung zu erläutern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Injektionsspritze, das in Übereinstimmung mit den Lehren der Erfindung aufgebaut ist, wobei ein leerer, am Zylinder angebrachter Behälter gezeigt ist,

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 einer Injektionsspritze mit gefülltem Behälter vor dem Ausspritzen der Flüssigkeit, die hierin enthalten ist,

Fig. 3 eine Endansicht der Spritze, von ihrem Behälterende her gesehen,

Fig. 4 eine aufgebrochene Perspektivansicht des hohlen Kolbenkopfes, der einen Teil der Injektionspritze bildet,

Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht des hohlen Kolbenkopfes im Axialschnitt,

Fig. 6 ein Diagramm, das die geometrischen Grössen zeigt, welche einander zum Zweck der Erfindung zugeordnet sein sollten,

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 von der Injektionsspritze die in einem Stadium der Betätigungsfolge gezeigt ist, wenn Flüssigkeit aus dem Behälter verabreicht wird,

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 der Injektionsspritze, gezeigt in einem Stadium der Betätigungsfolge, in welchem die Flüssigkeit aus dem Behälter ausgespritzt ist, und

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 der Injektionsspritze, wobei das Endstadium der Betätigungsfolge gezeigt ist, wobei der geleerte Behälter aus dem Zylinder ausgeworfen wird.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Es wird nun im einzelnen auf die vorliegenden, bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug genommen, von welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, die im einzelnen den Aufbau der Injektionsspritze gemäss den Lehren der Erfindung offenbaren; eine derartige Spritze bildet eine zweiteilige Einheit, die zum wiederholten Gebrauch aufgebaut ist, und umfasst einen länglichen Zylinder 10, der ein Abgabeende aufweist, und einen Kolben 11, der hin- und herbeweglich im Zylinder angebracht ist. Dieser Zylinder kann als einteiliges Element ganz aus Metall oder Kunststoffmaterial hergestellt sein und ist bevorzugt aus durchsichtigem Kunststoffmaterial hergestellt.

Der Zylinder bildet einen zylinderischen Hohlraum 12, der sich in einen vergrösserten, zylindrischen Anschlussstutzen 13 am Abgabeende des Zylinders aufweitet, wobei der Stutzen an seinem Umfang durch eine einteilige Wand 14 begrenzt ist. An der Kante der Wand 14 sind an ihrer Innenoberfläche drei mit Umfangsabstand angeordnete, nach innen gerichtete Rippen 15 ausgebildet, von welchen sich jede über im wesentlichen 30° erstreckt. Jede Rippe bildet eine nach innen gewandte Schulter 16 und ist von der Schulter zur freien Kante der Wand 14 abgeschrägt, um eine konische Führungsfläche 17 zu bilden. An dem dem Abgabeende gegenüberliegenden Ende weist der Zylinder eine Umfangsaus-sparung 18 auf, die eine konkave oder abgerundete Form aufweist und eine Finger-Handhabe bildet, an welcher der Zylinder während der Betätigung der Injektionsspritze ergriffen werden kann.

Der Zylinder bildet einen zylindrischen Kanal 19, der sich vom inneren Ende oder Boden 20 des Hohlraumes 12 durch den Abschnitt 18 für die Finger-Handhabe hindurch erstreckt und sich an der flachen Endfläche 21 des Zylinders öffnet, wo der Kanal eine Vergrösserung 22 bildet, wobei ein konischer Übergang 23 zwischen der Vergrösserung und dem Rest des Kanales 19 vorgesehen ist. Die Vergrösserung 22 hat an ihrer Öffnung eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, abgerundete Rippe oder Wulst 24. Ein Stopfen 25 ist von der Vergrösserung 22 aufgenommen und ist hierin in Anlage gegen den Übergang 23 durch die Rippe oder Wulst 24 gehalten, welche in einen Umfangsflansch 26 am Stopfen eingreift, wobei ein Führungseingriff an der inneren, zylindrischen Oberfläche der Vergrösserung 22 besteht. Der Stopfen 25 bildet einen zylindrischen Kanal 27, der auf den Kanal 19 ausgerichtet ist, und weist denselben Durchmesser wie der Kanal auf, und ein konischer Vorsprung 28 ist an der aussenseitigen Endfläche des Stopfens 25 rund um den Kanal 27 ausgebildet.

Ein Behälter oder eine Patrone, die aufgebaut ist, dass sie entfernbar am Abgabeende des Zylinders angebracht wird, um dessen Endwand zu bilden, ist allgemein mit 29 bezeichnet und umfasst einen im wesentlichen starren, halbkugeligen ersten Wandabschnitt 30 an der Aussenseite der Endwand. Der erste Wandabschnitt bildet eine nach aussen vorspringende, exzentrische Düse 31, die konisch zum Aussenende hiervon verjüngt ist, um hieran eine Injektionsnadel oder Kanüle 32 anzubringen.

Eine Einrichtung zur entfernbaren Anbringung des Behälters am Abgabeende des Zylinders umfasst einen kreisför-

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Der Behälter 29 wird mit dem Zylinder 10 dadurch verbunden, dass man den Stutzen 14 auf den Flansch 33 des Behälters aufschiebt, um den Flansch im Stutzen 14 aufzunehmen. Wenn der Zylinder über den Flansch 33 geschoben wird, um den Flansch im Stutzen 14 aufzunehmen, dann verformt sich der Flansch flexibel oder gibt federnd nach, wenn er gegen die Rippen oder Lippen 15 gleitet, und nachdem er über die genannten Rippen oder Lippen geschoben wurde, springt er nach aussen, um federnd an seiner Kante mit der innenliegenden Schulter 16 in Eingriff zu treten, welche von jeder Rippe oder Lippe gebildet ist. Durch den derart erhaltenen Eingriff zwischen dem Zylinder und dem Behälter wird dieser vom Zylinder gehalten, wie dies in den Fig. 1,2, 7 und 8 gezeigt ist.

Wenn der Behälter 30 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, weist er eine kugelige Form auf, wobei zum Zweck der Erfindung sein Innendurchmesser grösser ist als der Innendurchmesser des Hohlraums 12, wie dies weiter unten noch detaillierter erläutert wird. Im Inneren des Zylinders 10 ist an seinem Übergang in den Stutzen 14 eine ringförmige Verbreiterung 36 des Hohlraums 12 vorgesehen, welche durch einen kugelig gekrümmten Abschnitt der Innenwand des Zylinders begrenzt wird, welcher zur kugeligen Form des Behälters passt, von welchem ein Teil hierin aufgenommen ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Ausserdem ist am Übergang zwischen dem Zylinder 10 und dem Stutzen 14 eine Nut 37 aufgenommen, die eine Dichtungseinlage 38 mit winkliger Querschnittsform aufnimmt, die das Abgabeende des Zylinders gegenüber dem Flansch 33 abdichtet, so dass der Hohlraum 12 gegen die Umgebung am Abgabeende des Zylinders abgedichtet ist, wenn hieran ein gefüllter oder leerer Behälter angebracht wird, wie beschrieben.

Der Kolben 11 umfasst einen zylindrischen Schaft 39, der im kombinierten Durchgang 19, 27 aufgenommen und hierin verschieblich ist. Ein Spielraum 19' und 27' ist für den Schaft

39 im Durchgang 19 bzw. 27 vorgesehen, um es Luft zu ermöglichen, zwischen dem Hohlraum 12 und der Umgebungsluft hindurchzutreten.

Der Schaft 39 bildet ein mit Gewinde versehenes äusseres 5 Ende 40 und eine Scheibe 41, die mit einem Stutzen 42 versehen ist, der einteilig hiermit ausgebildet ist und mit einem Innengewinde versehen ist, das auf das Ende 40 aufgeschraubt wird. Der Stutzen 42 weist eine nach innen abgeschrägte Endfläche 43 auf, welche dieselben Winkel wie der Vor-io sprung 28 aufweist, so dass der Vorsprung in der Büchse 42 aufgenommen werden kann, wenn der Schaft 39 nach innen in den Zylinder eingedrückt wird und die Endfläche 43 mit dem Vorsprung 28 in Eingriff tritt.

Der Schaft 39 ist an seinem inneren Ende mit einem hoh-15 len Kolbenkopf 44 versehen, der aus federndem Gummi oder Kunststoff hergestellt ist. Es wird nun spezieller auf Fig. 4 und 5 Bezug genommen; der Kolbenkopf 44 umfasst einen ringförmigen Endwandabschnitt 45, der kugelig auf seiner Aussenfläche 46 gekrümmt ist. Der ringförmige Wand-2o abschnitt 45 umgibt einen mittigen Endwandabschnitt 47, der eine äussere, kugelig gekrümmte, konkave Oberfläche 48 aufweist. Ein Innenwandabschnitt 49 trifft auf den ringförmigen Wandabschnitt 45 und ist ein wenig an seiner Aussenseite zum Abschnitt 45 hin abgeschrägt. Die Wandabschnitte 25 45,47 und 49 weisen eine einheitliche Wandstärke auf. An dem dem Wandabschnitt 45 gegenüberliegenden Ende trifft der Seitenwandabschnitt 49 auf einen nach innen gerichteten, ringförmigen Flansch 50, der eine kreisförmige Öffnung 51 begrenzt, die eine kreisförmige Ansenkung 52 bildet. Ein 30 konisch erweiterter Abschnitt 53 mit einer konischen Innen-und Aussenfläche steht vom Flansch 50 ab und endet in einem Lippenabschnitt 54, der eine konische Aussenfläche bildet, die sich zum freien Ende des Lippenabschnittes hin verjüngt.

35 Der Schaft 39 bildet eine Ringnut 55 zwischen zwei Ring-flanschen 56 und 57, und der hohle Kolbenkopf 44 ist am Schaft derart angebracht, dass der Flansch 50 in der genannten Nut aufgenommen ist, wobei der Flansch 56 an der Innenseite des Flansches 50 angeordnet ist und der Flansch 57 40 von der Ansenkung 52 aufgenommen ist. Der Flansch 57 ist einteilig mit einem vergrösserten Flansch 58 am Schaft 39 ausgebildet, der am Innenabschnitt 53 des Kolbenkopfes aufgenommen ist. Somit ist ersichtlich, dass das Innenende des Schaftes 39 vom Seitenwandabschnitt 49 des Kolben-45 kopfes umgeben ist und dass an diesem Ende der Schaft eine konvexe Endfläche 59 bildet, die kugelig gekrümmt ist und im wesentlichen den selben Durchmesser wie der mittige Endwandabschnitt 47 des hohlen Kolbenkopfes 44 aufweist, wobei die konvexe Innenoberfläche des Abschnittes 47 ge-50 genüber der konvexen Endfläche 59 des Schaftes und mit Abstand hierzu angeordnet ist.

Wenn er im Hohlraum 12 des Zylinders 10 aufgenommen ist, dann steht der Abschnitt 53 des Kolbenkopfes 44 in Gleiteingriff mit der inneren, zylindrischen Oberfläche des 55 Zylinders und wird federnd derart verformt, dass er einen Druck gegen die genannte Oberfläche ausübt. Somit steht der Abschnitt 53 dichtend infolge seiner inhärenten Elastizität mit der inneren, zylindrischen Oberfläche des Hohlraums 12 in Eingriff. Dieser Abschnitt ist als Ventilteil wirksam, 60 wie später beschrieben wird.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfin-dungsgemässen Injektionsspritze, wie sie hier beschrieben ist, ist der Krümmungsradius des Abschnitts 45 des hohlen Kolbenkopfes 44 im wesentlichen der gleiche wie der Krüm-65 mungsradius der Innenseite des flexiblen Wandabschnitts 35 des Behälters, wenn dieser gegen die Innenfläche des Wandabschnitts 30 des Behälters eingestülpt ist, und folgt genau der Form hiervon, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die konkave Flä

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che 48 des mittigen Abschnitts 47 des Kolbenkopfes weist im wesentlichen denselben Krümmungsradius auf, wie die Aussenfläche des Wandabschnitts 35 des Behälters 29, wenn dieser vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wobei der gefüllte Behälter im wesentlichen kugelige Form aufweist. Der Krümmungsradius der konvexen Endfläche 59 des Schaftes 39 gleicht dem Krümmungsradius des Behälterwandabschnitts 35, wenn er der Form des Behälterwandabschnitts 30 in eingestülptem Zustand folgt, abzüglich die Wandstärke des Abschnitts 47 des hohlen Kolbenkopfes 44.

Der Behälter kann leer in sterilisiertem Zustand geliefert werden, wobei der Wandabschnitt 35 des leeren Behälters eingestülpt ist, so dass er die konkave Innenseitenfläche des Wandabschnitts 30 des leeren Behälters berührt, wobei er der Krümmung des Wandabschnittes folgt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Beim Betrieb der Injektionsspritze wird der Behälter am Zylinder 10 auf die in Fig. 1 beschriebene und gezeigte Weise angebracht. Wenn der Kolbenkopf 44 noch nicht die Aussenoberfläche berührt, die vom Wandabschnitt 35 gebildet ist, der gegen die Krümmung der Innenoberfläche des Innenwandabschnitts 30 anliegend zusammengedrückt ist und dieser folgt, wie dies beim leeren Behälter der Fall ist, dann wird er von Hand in eine derartige Position verschoben, dass er den Wandabschnitt 35 berührt, wie dies ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn der Kolbenkopf gegen den Behälter am Abgabeende des Zylinders bewegt wird, dann ist das genannte Ende vom Behälter abgeschlossen, der ein Ende des Zylinders bildet, und Luft, die in der Vorderseite des sich bewegenden Kolbens eingeschlossen ist, wird zwischen dem Kolbenkopf und der Hohlraumwand infolge der Ventiltätigkeit der konischen Lippe 53 des Kolbenkopfes hindurchtreten, wie dies oben erwähnt ist. Die Umgebungsluft steht mit dem Inneren des Zylinders durch den Spielraum 19' und 27' rund um den Schaft 39 in den Kanälen 19 und 27 in Verbindung.

Die Kanüle 32 wird dann in eine Flasche oder dergleichen eingeführt, die ein flüssiges Medikament enthält, das vom Behälter aufgenommen werden soll, oder in ein Blutgefäss, um eine Blutprobe hiervon zu entnehmen, je nach Lage des Falls. Wenn der Kolben 11 gezogen wird, dann wird die konische Lippe 53 des Kolbenkopfes 44, die längs der Innenwand des Hohlraumes 12 gleitet, dichtend mit der genannten Wand in Eingriff treten, und zwar infolge der Tatsache, dass sie sich zu dieser Wand infolge der Reibung zwischen der Lippe und der Wand expandiert. Jener Teil des Hohlraums 12, der zwischen dem Kolbenkopf und dem inneren Ende des Hohlraums eingeschlossen ist, wird durch den Spielraum 19' und 21' belüftet, der rund um den Schaft 39 in den Kanälen 19 und 27 gebildet ist, so dass sich hinter dem Kolbenkopf kein Druck aufbaut. Es wird allerdings ein unteratmosphärischer Druck (Teilvakuum) im Hohlraum 12 zwischen dem Kolbenkopf und der Endwand gebildet, die am Abgabeende des Zylinders vom Behälter 29 gebildet ist, wobei eine leckdichte Dichtung zwischen dem Behälter und dem Stutzen 14 durch den Dichtungsring 38 vorgesehen ist. Luft wird nicht im Stande sein, in diesen Raum von der Umgebung her einzudringen, da eine wirksame Dichtung auch zwischen der Lippe 53 und der Innenoberfläche des Kolbens aufrechterhalten wird, wenn der Kolben vom Abgabeende zurückgefahren wird, wie dies oben erläutert ist. Durch den somit erzeugten unteratmosphärischen Druck wird der Wandabschnitt 35 fortlaufend vom Wandabschnitt 30 bis in die in Fig. 2 gezeigte Position abgezogen, in welcher der Behälter mit Flüssigkeit gefüllt wurde.

Zum Zweck der Erfindung sind der Innendurchmesser des Zylinderraumes des Zylinders und der Innendurchmesser des Behälters einander derart zugeordnet, dass das Hubvolumen des Kolbens zwischen der Position der Fig. 1 und der Position der Fig. 2 im wesentlichen gleich ist dem Volumen des Behälters.

5 Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen; es wird davon ausgegangen, dass der Durchmesser der Zylinderbohrung des Zylinders d ist, der Innendurchmesser des Behälters D und dass der Hub des Kolbens aus der Position der Fig. 1 (leerer Behälter) in die Position der Fig. 2 (voller Behälter) L

10 ist.

Das Hubvolumen des Kolbens wird bestimmt durch die Zuordnung:

t <u

15 H

und das Volumen des kugeligen Behälters wird durch die folgende Zuordnung bestimmt:

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D3

(2)

Damit der flexible Wandabschnitt 35 eng der Bewegung des Kolbenkopfes 44 während der Fülltätigkeit folgt, sollte 25 das Hubvolumen eines Hubes L, welcher gleich D ist, gleich sein dem Volumen des Behälters. Es folgt aus (1) und (2), dass:

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a2<7u D D3 i T 6 ~ 6

= D-ff d^D-0 ,82

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Somit sollte beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Innendurchmesser der Zylinderbohrung, die vom Zylinder gebildet ist, etwa 82; des Innendurchmessers des kugeligen Behälters betragen.

45 Um die Flüssigkeit aus dem gefüllten Behälter der Fig. 2 auszustossen, d.h., um das Medikament zu verabreichen oder um eine Blutprobe auf ein Teströhrchen zu übertragen, je nach Lage des Falls, wird der Behälter geleert, dass man den Kolbenkopf 44 gegen den gefüllten Behälter drückt, so Während dieser Tätigkeit ist die Nadel 32 in ein Blutgefäss oder in die Gewebe eines menschlichen Körpers oder eines Tieres zum Verabreichen des Medikaments oder alternativ in ein Teströhrchen oder einen anderen Behälter eingeführt, in welchen die Blutprobe übertragen werden soll, und zwar zur ss Behandlung oder zu Testtätigkeiten.

Während der Verschiebung des Kolbens 11 axial gegen den Behälter 29 aus der Position der Fig. 2, in welcher der mittige Endwandabschnitt 47 des Kolbenkopfes mit der kugelig gekrümmten Aussenfläche des flexiblen Behälterwand-60 abschnittes 35 in Eingriff tritt, wird dieser Wandabschnitt mechanisch durch den Kolbenkopf 44 eingestülpt und wird zur Anlage gegen die Innenoberfläche des Behälterwandabschnitts 30 zusammengedrückt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Es wird keinem Überdruck ermöglicht, sich vor dem Kol-65 benkopf aufzubauen, und zwar infolge der Tatsache, dass der Abschnitt 53 des Kolbenkopfes es Luft gestattet, aus der Vorderseite des Kolbenkopfes zu seiner Rückseite hindurchzutreten. Wenn es nämlich Luft, die unter Druck zwischen

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dem Behälter und dem Kolbenkopf eingeschlossen ist, gestattet wäre, in den Behälter durch eine Perforation in einem schadhaften Behälterwandabschnitt 35 einzudringen, dann könnte die Luft ein Blutgefäss erreichen, was für den Patienten gefahrlich und sogar tödlich sein könnte, oder ein Druckaufbau an komprimierter Luft vor dem Kolbenkopf könnte den Behälter aus dem Stutzen 14 ausstossen. Wenn Flüssigkeit in den Hohlraum 12 des Zylinders 10 aus einem schadhaften Behälter austritt, könnte sie durch Berührung mit dem Zylinder und dem Kolben kontaminiert werden. Eine derartige, kontaminierte Flüssigkeit wird zur Rückseite des Kolbenkopfes an der Lippe 54 hindurchtreten, wo der Strömungswiderstand niedriger ist als in der Hohlnadel, und wird deshalb von der Injektionsspritze nicht verabreicht.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, tritt die kugelige gekrümmte Oberfläche 46 des ringförmigen Endwandabschnitts 45 des Kolbenkopfes in engen Eingriff mit dem Behälterwandabschnitt 35, wenn dieser gegen den Behälterwandabschnitt 30 eingestülpt ist. Der Kolbenkopf 44 hat in diesem Betriebsstadium noch nicht die Flüssigkeit aus dem Behälter völlig ausgestossen; hier verbleibt noch immer Flüssigkeit im Behälter 29, und zwar zentral vor dem Kolbenkopf und auch rund um den Kolbenkopf an der Verbindung zwischen den Behälterwandabschnitten 30 und 35, wo die Flüssigkeit eingeschlossen wird, wenn der flexible Wandabschnitt 35 bis auf den Wandabschnitt 30 vom Kolbenkopf 44 eingestülpt wird, der einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters.

Beim nächsten Betriebsschritt zum Ausstossen der Flüssigkeit aus dem Behälter 29 wird der Schaft 39 noch weiter axial verlagert, so dass der Seitenwandabschnitt 49 des Kolbenkopfes so verformt wird, dass er sich nach aussen wölbt und gegen den eingestülpten Behälterwandabschnitt 35 in dessen Bereich angedrückt wird, der dem Flansch 33 benachbart ist, und die kugelig gekrümmte Endfläche 59 des Schaftes greift in die Innenoberfläche des mittigen Wandabschnitts 47 des Kolbenkopfes ein, um diesen Abschnitt derart zu verformen, dass er der kugeligen Form des eingestülpten Behälterwandabschnitts 35 folgt, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Der somit verformte Kolbenkopf 44 wird in engen Eingriff mit dem Wandabschnitt 35 treten, der in eine vollständig eingestülpte Lage überführt ist, wobei der genannte Wandabschnitt der Krümmung der Innenoberfläche des Wandabschnittes 30 folgt. Dementsprechend werden am Ende dieses Schrittes keine Taschen zwischen den Teilen 30 und 35 verbleiben, wobei die vollständige Menge an Flüssigkeit, die ursprünglich vom Behälter aufgenommen war, von diesem auch wieder ausgestossen wurde.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kolbenkopfes 44 ist die kugelig gekrümmte Aussenfläche 46 des ringförmigen Endwandabschnitts 45 des Kolbenkopfes mit vier oder mehr sich im wesentlichen radial erstreckenden, kleinen Rippen 46' versehen, die eine Höhe in der Grössenordnung von 0,1 mm aufweisen. Diese Rippen hindern den Abschnitt 45 des Kolbenkopfes daran, vollständig den Behälterwandabschnitt 35 gegen den Behälterwandabschnitt 30 anzudrük-ken, und zwar in jenem Betriebsstadium, das in Fig. 7 gezeigt ist, und im einleitenden Teil des Betriebsstadiums, das in Fig. 8 gezeigt ist, um es der Flüssigkeit, die am Flansch 33 eingeschlossen ist, zu gestatten, zwischen den Behälterwandabschnitten zum Auslass hindurchzutreten, der von der Düse 31 gebildet ist.

Wenn die Flüssigkeit im Behälter ausgestossen wurde, wie dies oben beschrieben ist, dann kann der geleerte Behäl-5 ter aus dem Zylinder mittels des Kolbens ausgeworfen werden. Eine erhöhte Kraft wird von Hand auf den geleerten Behälter ausgeübt, um einen mechanischen Druck hierauf an der Endfläche 59 vorzusehen, um den Behälter näherungsweise auf die Form eines Kegelstumpfes zu verformen, wo-io bei der Durchmesser des Flansches 33 leicht verringert wird. Unter der somit ausgeübten Kraft wird der Behälterflansch 33 teilweise von den Rippen 15 abgezogen und wird schliesslich dazu gebracht, nachzugeben, so dass die Rippen 15 (Fig. 9) sich aus dem Eingriff lösen. Auf diese Weise kann i5 der Behälter vom Zylinder gemeinsam mit der Hohlnadel über einem Papierkorb gelöst werden und kann weggeworfen werden, ohne dass es erforderlich ist, von Hand den Behälter oder die Hohlnadel zu berühren, welche beide durch die verabreichte Flüssigkeit oder durch den Patienten konta-20 miniert sein können. Somit ist es ersichtlich, dass nur ein kleiner Teil der gesamten Spritze nach jeder Verwendung weggeworfen wird, und dass dies auf eine Weise durchgeführt werden kann, die das Risiko der Infektionsausbreitung verhindert.

25 Die Härte des Materials, aus welchem der Kolbenkopf hergestellt ist, und die Abmessungen des Kolbenkopfes und insbesondere seine Wandstärke sollten derart gewählt werden, dass der Kolbenkopf in Anlage gegen den zusammengedrückten Behälter 29 verformt werden kann, um völlig die so Flüssigkeit hiervon auf die beschriebene Weise auszustossen, und zwar durch eine Kraft, die nicht ausreicht, um den Behälter vom Zylinder zu lösen. Ansonsten könnte der Behälter ausgeworfen werden, bevor der Vorgang der Verabreichung der Flüssigkeit fertiggestellt wurde.

35 Als Beispiel hatte ein Kolbenkopf 44, der so ausgebildet ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, eine axiale Länge a vom Flansch 50 zum Ende des Kolbenkopfes von 9,5 mm, sowie einen Durchmesser (b) am Grundteil des veijüngten Abschnitts 53 des Kolbenkopfes von 13,8 mm. Die Abschnitte 40 45,47 und 49 des Kolbenkopfes hatten alle eine Wandstärke von 1,2 mm. Der Kolbenkopf wurde aus gealtertem Nitril-gummi mit einer Härte von 60° Shore hergestellt. Der Behälter 29 kann auch als vorgefüllter Behälter geliefert werden, wobei der Stutzen 31 am freien Ende hiervon verschlossen 45 ist. Wenn der Behälter 10 aufgebracht wurde, dann wird der Stutzen 31 am Ende hiervon abgeschnitten, und die Hohlnadel 32 wird am Stutzen angebracht.

Die Flüssigkeit wird vom Container auf die obenbeschriebene Weise ausgedrückt, wobei man mit dem Stadium so beginnt, das in Fig. 2 gezeigt ist.

Es ist möglich, Behälter mit unterschiedlichen Abmessungen zur Zusammenwirkung mit einem oder mehreren Zylindern aufzuweisen, so dass die Anzahl der Standardvolumina dadurch gewählt werden kann, dass man einen Behäl-ss ter des gewünschten Volumens wählt, obwohl auch unterschiedlich bemessene Zylinder für Behälter unterschiedlicher Grössen verwendet werden können. Der Kolbenkopf 44 kann mühelos durch einen anderen Kolbenkopf ersetzt werden, dessen Abmessung auf den Behälter eingestellt ist, der 60 zusammen mit der Injektionsspritze verwendet werden soll.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Injektionsspritze, gekennzeichnet durch einen länglichen Zylinder, der ein Abgabeende aufweist, einen Behälter, Mittel zum entfembaren Anbringen des Behälters am Abgabeende des Zylinders, um dessen Endwand zu bilden, wobei der Behälter einen im wesentlichen starren ersten Wandabschnitt auf der dem Abgabeende des Zylinders abgewandten Seite aufweist, der eine Innenoberfläche bildet, und einen flexiblen zweiten Wandabschnitt auf der dem Abgabeende des Zylinders zugewandten Seite, der auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnittes einstülpbar ist, eine durch den ersten Wandabschnitt gebildete Düse zum Anbringen einer Injektionsnadel hieran, sowie einen Kolben, der hin- und herbeweglich im Zylinder angebracht ist, wobei das Hubvorlumen des Kolbens zwischen seinen Verschiebepositionen, welche dem leeren bzw. vollen Behälter entsprechen, im wesentlichen gleich ist dem Volumen des Behälters.
2. Injektionsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter im wesentlichen kugelig ist und der Zylinder einen im wesentlichen zylindrischen Zylinderraum bildet, und dass der Zylinderraum einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des kugeligen Behälters.
3. Injektionsspritze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Innendurchmessers des kugeligen Behälters zum Innendurchmesser der zylindrischen Zylinderbohrung näherungsweise

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beträgt.
4. Injektionsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben einen Schaft aufweist, der verschieblich zur Axialbewegung in Zylinder geführt ist und ein Aussenende ausserhalb des Zylinders sowie ein Innenende innerhalb des Zylinders und einen nachgiebigen Kolbenkopf aufweist, der mit dem inneren Ende des Schaftes verbunden ist.
5. Injektionsspritze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nachgiebige Kolbenkopf einen hohlen Kolbenkopf aus nachgiebigem Material umfasst, der mit dem Schaft derart verbunden ist, dass er dessen Innenende einschliesst, wobei die Innenoberfläche des Kolbenkopfes gegenüber der Innenoberfläche des Schaftes einen Abstand aufweist.
6. Injektionsspritze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben einen Schaft aufweist, der verschieblich zur Axialbewegung im Zylinder geführt ist und ein Aussenende ausserhalb des Zylinders sowie ein Innenende innerhalb des Zylinders und einen hohlen Kolbenkopf aus nachgiebigem Material aufweist, der mit dem Schaft derart verbunden ist, dass er dessen Innenende einschliesst, wobei die Innenoberfläche des Kolbenkopfes gegenüber der inneren Endfläche des Schaftes einen Abstand aufweist und wobei mindestens ein Teil der Aussenoberfläche des hohlen Kolbenkopfes kugelig gekrümmt ist.
7. Injektionsspritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius des kugelig gekrümmten Abschnitts des hohlen Kolbenkopfes im wesentlichen gleich ist dem Krümmungsradius des flexiblen zweiten Wandabschnitts, wenn er auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnitts eingestülpt ist.
8. Injektionsspritze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelig gekrümmte Abschnitt einen ringförmigen Endwandabschnitt des hohlen Kolbenkopfes umfasst, der einen mittigen Endwandabschnitt des Kolbenkopfes einschliesst.
9. Injektionsspritze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mittige Endwandabschnitt des hohlen Kolbenkopfes zur Innenseite des hohlen Kolbenkopfes hin vorgewölbt ist.
10. Injektionsspritze nach Anspruch 9, dadurch gekenn-5 zeichnet, dass der gewölbte, mittige Endwandabschnitt des hohlen Kolbenkopfes eine konkave Aussenoberfläche aufweist, welche im wesentlichen denselben Krümmungsradius wie der zweite, flexible Wandabschnitt des Behälters aufweist, wenn er auf die Innenoberfläche des ersten Wandab-io schnitts des Behälters eingestülpt ist.
11. Injektionsspritze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Endfläche des Kolbenschaftes konvex ist.
12. Injektionsspritze nach Anspruch 11, dadurch gekenn-i5 zeichnet, dass die Endfläche einen Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen gleich ist dem inneren Krümmungsradius des mittigen Endwandabschnitts des hohlen Kolbenkopfes.
13. Injektionsspritze nach Anspruch 12, dadurch gekenn-20 zeichnet, dass der Unterschied zwischen dem Krümmungsradius der Endfläche und dem Radius des flexiblen zweiten Wandabschnitts des Behälters, wenn er auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnitts des Behälters eingestülpt ist, gleich ist der Dicke des mittigen Endwandabschnittes des

25 hohlen Kolbenkopfes.
14. Injektionsspritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelig gekrümmte Endwandabschnitt des hohlen Kolbenkopfes auf einen Seitenwandabschnitt trifft, der den inneren Endabschnitt des mit Abstand hiervon ange-

30 ordneten Schaftes umgibt, wobei der genannte Seitenwandabschnitt am Schaft an einer Stelle angebracht ist, die gegenüber dem inneren Ende des Schaftes einen Abstand aufweist.
15. Injektionsspritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Kolbenkopf einen inneren Ring-

35 flansch bildet und dass der Schaft eine Ringnut bildet, die den Flansch zur Anbringung des hohlen Kolbenkopfes am Schaft aufnimmt.
16. Injektionsspritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Kolbenkopf einen ringförmigen, ku-

40 geligen Endwandabschnitt aufweist, der einen Aussen-Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen dem Krümmungsradius des flexiblen zweiten Wandabschnitts des Behälters entspricht, wenn dieser auf die Innenoberfläche des ersten Wandabschnitts des Behälters eingestülpt ist, ei-45 nen mittigen Endwandabschnitt, der kugelig zur Innenseite des hohlen Kolbenkopfes hin gewölbt ist, sowie einen Seitenwandabschnitt, der auf den ringförmigen Endwandabschnitt trifft, wobei der Seitenwandabschnitt den Schaft mit Abstand hierzu umgibt und am Schaft an einer Stelle mit so Abstand gegenüber dessen innerem Ende angebracht ist.
17. Injektionsspritze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mittige Endwandabschnitt einen aussen-seitigen Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen dem Krümmungsradius des flexiblen zweiten Wandab-

55 schnitts des Behälters entspricht, wenn dieser gegen die Innenoberfläche des ersten Wandabschnitts eingestülpt ist, und dass die innere Endfläche des Schaftes konvex ist, wobei der Unterschied zwischen dem Krümmungsradius des zweiten Wandabschnittes und dem Krümmungsradius der Endfläche 60 im wesentlichen gleich ist der Dicke des mittigen Wandabschnittes.
18. Injektionsspritze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Kolbenkopf eine konische Lippe an seiner Aussenseite aufweist, die konisch zum Ende des Zylin-

65 ders hin abgeschrägt ist, welches dessen Abgabeende gegenüberliegt, und mit der Innenwandfläche des Zylinders in Eingriff steht, wobei es die genannte Lippe Luft gestattet, zwischen Kolben und Innenwandfläche des Zylinders hindurch

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zutreten, wenn der Kolben zum Abgabeende hin verlagert ist, und zwangsweise in dichtenden Eingriff mit der Innenwandfläche des Zylinders gebracht ist, wenn der Kolben vom Abgabeende des Zylinders weg verschoben wird.
19. Injektionsspritze nach Anspruch 15 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch abgeschrägte Abschnitt vom Flansch aus vorspringt.
20. Injektionsspritze nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch abgeschrägte Abschnitt in einem Lippenabschnitt endet, der nach innen zum Schaft hin vorspringt.
21. Injektionsspritze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt, der den Schaft umgibt, sich konisch zum kugelig gekrümmten Wandabschnitt des hohlen Kolbenkopfes hin verjüngt.
22. Injektionsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum entfernbaren Anbringen des Behälters am Zylinder einen Umfangsflansch am Behälter umfassen, und dass der Zylinder einen zylindrischen Anschlussstutzen an seinem Abgabeende bildet, der den Flansch aufnimmt und mit Umfangsabstand angeordnete Innenvorsprünge zum Halteeingriff mit dem Flansch bildet.

Technisches Gebiet