[发明专利]无针注射器

说明书

本申请是2002年10月18日递交的申请号为02824660.8， 发明名称为“无针注射器”的分案申请。

本发明的现有技术

将诸如药物之类的液体注入病人或饲养动物体内是以许多 方式完成的。最容易的递送药物方法之一是通过作为身体最外面 的保护层的皮肤。它是由包括角质层、粒层、棘层和基底层的表 皮和其中包含毛细管层的真皮组成的。角质层是由死亡的细胞组 织组成的坚韧的鳞状层。它从皮肤表面延伸大约10-20微米而且 没有血液供应。因为这层细胞的密度，穿越皮肤将化合物移入或 移出身体可能是非常困难的。

当前用来通过皮肤局部递送药物的技术包括使用针或其它 皮肤穿刺装置的方法。诸如使用针或柳叶刀之类的侵入程序有效 地克服角质层的障碍功能。然而，这些方法有一些主要的缺点： 局部皮肤损伤、出血、注入部位感染的危险和制造必须丢弃的受 污染的针或柳叶刀。此外，当这些装置被用来给饲养动物注射药 物的时候，针有时折断而且嵌在动物体内。

因此，能够在没有针断在动物体内的情况下迅速地通过皮肤 注射精确的小体积药物将是便利的。

本发明的概述

一些人已建议使用无针装置将药物有效地送入生物体内。例 如，在一些被提议的装置中，压缩气体被用来将药物从舱室喷出 到体内。在另一种装置中，旋塞弹簧被释放，然后对舱室施力， 以便喷出药物。然而，在这些类型的装置中，对药物施加的压力 随着气体膨胀或弹簧伸长逐渐减少。然而，人们想要的是在注射 期间注射压力保持不变或逐渐增加。

本发明的一个方面，注射器包括有壳体，壳体包括舱室，用 来保存将被注入生物体的活性成分的液体制剂；以及与舱室流体 沟通输出口，液体制剂通过输出口注射。活塞位于壳体里面而且 包括形状实质上与舱室相同的末端部分。磁力将活塞和壳体拉在 一起以便通过输出口将液体制剂喷出舱室。

这个方面的实施方案可以包括一个或多个下述特征。输出口 可以有50微米到200微米的直径，而且舱室可以有锥形形状。 注射器包括用来使液体制剂填充舱室的入口。注射器包括附着在 活塞上用形状记忆合金制成的执行元件。当电压加到执行元件上 的时候，执行元件移动活塞使之远离壳体。当电压被撤除的时候， 活塞向壳体移动。执行元件是形状记忆合金的纤维，而且形状记 忆合金可能是Ni-Ti。形状记忆合金是大约10毫米到200毫米长， 而且当电压加到合金的时候它缩短大约0.5毫米到10毫米。当电 压加到合金的时候，形状记忆合金结构改变金相，从马氏体变成 奥氏体。

在一些实施方案中，注射器包括在放电时施加电压的电容 器。电容器有至少10焦耳的能量输出而且可能是大约100焦耳。

注射器有至少1MPa的注射压力和大约300MPa的最大注射 压力。在某些实施方案中，注射器有大约1秒的周期时间。

本发明的另一方面，执行元件包括在磁力产生的张力下收缩 的材料和能够对纤维释放电压引起纤维缩短的电容器。当电压被 撤除的时候，纤维松弛到拉伸状态。收缩材料可以是形状记忆合 金，或一种或多种收缩聚合物，或任何其它适当的收缩材料。

本发明的第三方面，注射器包括有用来保存将被注入生物体 内的活性成分的液体制剂的舱室和与舱室流体连通并且通过它 注射液体制剂的输出口的壳体。活塞被放在壳体里面而且包括形 状实质上与舱室相同的末端部分。执行元件附着在活塞上而且是 用形状记忆合金制成的。活塞和壳体被磁力拉到一起，当电压加 到执行元件上的时候，执行元件移动活塞使之远离壳体，当电压 被撤除的时候，活塞向壳体移动，以便通过输出口将液体制剂喷 出舱室。

本发明的相关方面包括用具有一个或多个上述特征的注射 器将活性成分的液体制剂注入生物体内的方法和操纵形状记忆 合金纤维的方法。

本发明的实施方案能具有一个或多个下述优势。注射器是自 备的和便携的。由于注射程序是无针的，所以不存在可能折断并 保留在生物体内的针。由于注射器能非常迅速地再次装满，所以 能在短的时间周期内给许多动物注射液体制剂。此外，由于注射 器装有足够多次注射的液体制剂，所以操作员能够在再次填充储 罐或一组储罐或获得有装满的储罐的另一个注射器之前用单一 的注射器给许多动物注射。

附图简要说明