DE60115151T2

DE60115151T2 - Medizinische Spritze

Info

Publication number: DE60115151T2
Application number: DE60115151T
Authority: DE
Inventors: Mark W. Hitchins; Mitsuru Kakimi
Original assignee: Schering AG; Medrad Inc
Current assignee: Bayer Pharma AG; Bayer Medical Care Inc
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: EP1166807B1; JP2002017852A; US6432089B1; EP1166807A1; ES2253300T3; ATE310548T1; DK1166807T3; JP4237929B2; DE60115151D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit einem flüssigen Mittel füllbare Spritzen zur Verwendung als Befestigung an Injektoren für medizinische Zwecke, wie zum Beispiel Angiographie, computerisierte Tomographie, NMR/MRI usw., die mit einem Kontrastmittel, chemischen Mittel oder einem ähnlichen flüssigen Mittel, das in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder eines Tieres eingespritzt wird, durchgeführt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie in der US-PS 4,006,736 offenbart, werden Spritzen zur Verwendung bei der Untersuchung von Patienten bei medizinischen Behandlungen durch Anbringen des Hauptkörpers der Spritze an einem Injektor und Befestigen eines im Spritzenkörper in engem Kontakt damit angebrachten Schiebers an einem Kolben des Injektors verwendet. Der Kolben rückt mit einer Geschwindigkeit vor, die durch eine Steuerschaltung des Injektors gesteuert wird, und schiebt den Schieber, um ein in der Spritze eingefülltes flüssiges Mittel in das Gefäßsystem des Patienten einzuspritzen.
Des Weiteren offenbart die US-PS 4,677,980 eine Spritze mit einem Schieber, der durch Drehen der gesamten Spritze um ca. 90 Grad bezüglich des Kolbens mit dem Kolben verbunden oder davon getrennt werden kann, wobei der Schieber mit dem vorderen Ende des Kolbens in Kontakt gehalten wird.
Des Weiteren offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 98/20920 (entsprechend der japanischen Patentanmeldung Nr. 522638/1998) eine Spritze 2, die in den 10 und 11 gezeigt wird.
Die Spritze 2 umfasst einen zylindrischen Spritzenkörper 3 und einen im Spritzenkörper angebrachten Schieber 4. Die Spritze 2 wird mit einem Injektor 1 verbunden, indem ein Basisende des Spritzenkörpers 3 in einer Spritzenaufnahme 11 des Injektors 1 lösbar befestigt und der Schieber 4 der Spritze 2 mit einem Kolben 13 lösbar in Eingriff gebracht wird, wobei der Kolben 13 aus der oder in die im Injektor 1 eingebauten Aufnahme 11 mittig gezeigt beweglich ist, wodurch der Schieber 4 zum vorderen Ende des Spritzenkörpers 3 vorgerückt wird, um ein im Spritzenkörper 3 gefülltes flüssiges Mittel durch ein nicht gezeigtes Röhrchen von einer Düse 30 am vorderen Ende des Spritzenkörpers 3 in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder eines Tieres einzuspritzen.
In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Begriff vordere (r) oder nach vorne auf eine Seite der Spritze 2, auf der der Spritzenkörper 3 mit dem Patienten verbunden ist und das flüssige Mittel durch den Schieber 4 herausgezwängt wird, und der Begriff hintere (r) oder nach hinten bezieht sich auf die andere Seite gegenüber der obigen Seite, auf der die Spritze mit dem Injektor verbunden ist.
Der Innenumfang der Aufnahme 11 des Injektors 1 ist mit Spritzenhalteflanschen 12, 12 versehen. Von dem Spritzenkörper 3 ragen radial davon Stege 31, die mit den Flanschen 12, 12 in Eingriff gebracht werden können, und ein Flansch 32, der zum Anlagekontakt mit der Endfläche der Aufnahme 11 ausgeführt ist, vor.
Der Kolben 13 ist an seinem vorderen Ende mit Schieberhalteteilen 14, 14 versehen, die orthogonal zur Achse des Kolbens 13 verlaufen.
Unter Bezugnahme auf 13, umfasst der in der vorangehenden Veröffentlichung WO 98/20920 offenbarte Schieber 4 einen Schieberkörper 5 und eine über den Körper 5 angebrachte elastische Abdeckung 9 siehe auch die Schrift EP-A-1 002 551, die einen verbesserten, elastomeren Schieberring 298 offenbart.
Der Schieberkörper 5 umfasst zwei Glieder, die aneinander angebracht sind, das heißt einen konischen Teil 81 am vorderen Ende und einen sich nach hinten erstreckenden hohlen Kegelstumpf 82, der an dem konischen Teil 81 angebracht ist und eine sich leicht verjüngende konische Fläche aufweist.
Eine kreisförmige Montageplatte 62 erstreckt sich von dem hinteren Ende des Kegelstumpfs 82 radial von diesem, wobei zwischen der Montageplatte 62 und dem Kegel 82 über dessen gesamten Umfang ein ausgesparter Teil 52 ausgebildet ist.
Von dem hinteren Ende des konischen Teils 81 erstreckt sich ein Paar Verbindungsschenkel 71, 71, die jeweils eine nach innen gerichtete Klaue 76 aufweisen, nach hinten.
Die elastische Abdeckung 9 ist so über den Schieberkörper 5 angebracht, dass sie sich über dessen konischen Teil 81 zum ausgesparten Teil 52 erstreckt, und umfasst einen hohlen konischen Teil 91, einen sich von dem konischen Teil 91 erstreckenden zylindrischen Teil 92, einen nach innen gerichteten Flansch 94, der von dem hinteren Ende des zylindrischen Teils 92 vorragt, und einen Vorsprung 96, der von dem vorderen Ende des konischen Teils 91 vorragt. Mehrere Rippen 93, 93 sind an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 92 über deren gesamten Umfang ausgebildet.
Der Vorsprung 96 ist in der röhrenförmigen Düse 30 am vorderen Ende des Spritzenkörpers 3 nach Beendigung des Vorrückens des Schiebers 4 positioniert, wodurch die Menge des im Spritzenkörper 3 verbleibenden und verschwendeten flüssigen Mittels minimiert wird.
Der hohle konische Teil 91 der elastischen Abdeckung 9 bedeckt den konischen Teil 81 des Schieberkörpers 5, wobei dazwischen ein kleiner Abstand 90 verbleibt. Der zylindrische Teil 92 bedeckt den Kegelstumpf 82 in engem Kontakt damit, wobei der nach innen gerichtete Flansch 94 in den ausgesparten Teil 52 um den Kegel 82 herum passt.
Der Spritzenkörper 3 wird an seiner Basis in der Aufnahme 11 des Injektors 1 angebracht und dann um ca. 90 Grad gedreht, um den Steg 31 des Spritzenkörpers 3 in dem an der Innenfläche der Aufnahme 11 ausgebildeten Spritzenhalteflansch 12 zu positionieren, wodurch der Spritzenkörper 3 daran gehindert wird, aus der Aufnahme 11 zu rutschen.
Der Kolben 13 des Injektors 1 ist im zurückgezogenen Zustand von dem Schieber 4 der Spritze 2 weg positioniert. Wenn der Kolben 13 allmählich ausgefahren wird, zwingen jedoch die Halteteile 14, 14 am vorderen Ende des Kolbens das Paar aus der Rückseite des Schiebers 4 vorragender Schenkel 71, 71 auseinander und werden mit den Klauen 76, 76 an der Vorderseite davon in Eingriff gebracht (siehe 13). Da die vordere Endfläche des Kolbens 13 in Schiebekontakt mit dem Schieberkörper 3 kommt, rückt der Schieber 4 vor, wodurch das flüssige Mittel in der Spritze 2 in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder Tieres eingespritzt wird, wie oben beschrieben.
Um die Spritze 2 aus dem Injektor 1 zu entfernen, nachdem sie zum Einspritzen des flüssigen Mittels verwendet worden ist, wird der Spritzenkörper 3 um ca. 90 Grad in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung, in der der Körper zum Zwecke der Verbindung gedreht wird, gedreht. ,Dies bewirkt die Ablösung des Steges 31 des Spritzenkörpers 3 aus dem Spritzenhalteflansch 12 der Injektoraufnahme 11 und die Ablösung der Klauen 76, 76 des Schiebers 4 aus den Halteteilen 14, 14 des Kolbens 13. Die Spritze 2 wird aus der Aufnahme 11 entfernt.
Die in 11 gezeigte und oben beschriebene Spritze 2 muss so ausgeführt werden, dass sie dem Einspritzdruck des flüssigen Mittels standhalten kann. Wie in 12 gezeigt, wird solch eine Spritze 2 auch in einem Verstärkungsgehäuse 200 auf einer Drehkuppel 100 zur Verbindung mit einem Injektor 1 ummantelt verwendet.
Ähnlich zu der bereits erwähnten Spritze, umfasst diese Art von Spritze 2 einen Spritzenkörper 3 und einen Schieber 4, wobei der Spritzenkörper 3 dem beim Einspritzen des flüssigen Mittels auftretenden Innendruck nicht standzuhalten braucht, aber solche Eigenschaften aufweist, dass er sich unter dem Innendruck etwas ausdehnt. Der Spritzenkörper 3 ist an seinem hinteren Ende mit parallelen Flanschen 36, 36 versehen, die jeweils einen geschnittenen Teil 37 zur Verhinderung von Drehung aufweisen. Die Spritze 2 wird entfernbar in dem von der Drehkuppel 100 gestützten Gehäuse oder Druckmantel 200 angebracht und in Position gebracht.
Die Drehkuppel 100 weist abgestufte Durchgangsbohrungen 101, 101 auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Lochs 102 auf, das die Drehmitte für die Drehkuppel 100 bildet.
Röhrenförmige durchsichtige Verstärkungsgehäuse oder -druckmäntel 200, 200 werden von hinter der Drehkuppel 100 durch jeweilige Bohrungen 101, 101 in der Drehkuppel 100 eingesetzt.
Das Verstärkungsgehäuse 200 weist ein hinteres Ende auf, das mit einem Flansch 201 versehen ist, der als ein Halter dient, und ein vorderes Ende, das sich in Form eines Kegels verjüngt und mit einem Loch 202 ausgebildet ist, durch das sich eine Düse 30 des Spritzenkörpers 3 erstrecken soll.
Der Injektor 1 ist mit einem Drehkuppeldrehstützstift 16 über einem Kolben 13 und einem Drehkuppelaufnahmeteil 18 unter dem Kolben 13 versehen.
Die Spritze 2 wird in einem der Verstärkungsgehäuse 200 auf der Drehkuppel 100 eingeführt, der Stützstift 16 wird in dem Loch 102 in der Drehkuppel 100 angeordnet, das vordere Ende einer orthogonal zum Loch 102 in die Drehkuppel 100 eingetriebenen Schraube 104 wird in einer Nut 17 im Stützstift 16 angeordnet und ein Ende der Drehkuppel 100 wird in dem von dem Injektor 1 ragenden Aufnahmeteil 18 in Eingriff gebracht, um ein Herunterrutschen der Drehkuppel 100 zu verhindern.
Wenn der Kolben 13 mit dem Schieber 4 der in dem Gehäuse 200 eingesetzten Spritze 2 verbunden ist, wobei die Achse des Gehäuses 200 auf der Drehkuppel 100 auf die Achse des Kolbens 13 ausgerichtet ist, kann eine andere Spritze 2 in das andere Gehäuse 200 eingeführt oder daraus entfernt werden.
Der Spritzenkörper 3 wird durch Innendruck, der auf den Spritzenkörper 3 wirkt, wenn das flüssige Mittel in der Spritze 2 durch das Vorrücken des Kolbens 13 eingespritzt wird, in engen Kontakt mit der Innenfläche des Verstärkungsgehäuses 200 gedehnt. Der Spritzenkörper 3 widersteht dem Innendruck des Einspritzens durch die Festigkeit des Gehäuses oder des Druckmantels 200.
Bei der in den 11 und 12 gezeigten und oben beschriebenen Spritze 2, wird der zylindrische Teil 92 der elastischen Abdeckung 9, der um den Kegelstumpf 82 des Schieberkörpers 5 angeordnet ist, in stark reibenden Kontakt mit der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 gebracht, wenn der Schieber 4 vorrückt, wie in 13 gezeigt, was dazu führt, dass sich der konische Teil 91 der Abdeckung zu dem sich nach hinten verjüngenden Bereich zwischen der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 und dem Kegelstumpfteil 82 des Schieberkörpers 5 dehnt, wodurch eine Wirkung wie durch Zwängen eines Keils erzielt wird (im Folgenden als „Keilwirkung" bezeichnet). Das elastische Material in diesem Bereich wird in stärkerem Maße komprimiert, wodurch das flüssige Mittel im Spritzenkörper 3 mit einem höheren Druck, als herkömmlich der Fall ist, in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder Tieres eingespritzt werden kann. Demgemäß kann das flüssige Mittel mit einem höheren Druck als der arterielle Blutdruck in die Arteriengefäße eingespritzt werden.
Durch höhere Drücke ist der Betrieb der Spritze 2 jedoch Beschränkungen ausgesetzt, obgleich sie für Hochdruckinjektion ausgeführt ist.
Wenn der Innendruck der Spritze 2 durch das Vorrücken des Schiebers 4 erhöht wird, drückt eine verbesserte Keilwirkung die elastische Abdeckung 9 mit größerer Kraft gegen die Innenfläche des Spritzenkörpers 3, wodurch der zylindrische Teil 92 der Abdeckung 9 unter höherem Druck komprimiert und sein Rutschvermögen stark beeinträchtigt wird.
Die elastische Abdeckung 9 wird durch das Vorrücken des Kolbens 13 weiter nach hinten gedehnt, jedoch durch die Montageplatte 62 blockiert und in einen winzigen Abstand zwischen den Umfang der Montageplatte 62 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 gezwängt. Dadurch entsteht das Problem, dass die Oberfläche des nach innen gezwängten Teils der Abdeckung 9 durch Presskontakt mit dem Spritzenkörper 3 sehr geringfügig abgekratzt wird, wodurch bei weiterer Injektion winzige abgekratzte Fragmente an der Innenfläche des Spritzenkörpers verbleiben. Des Weiteren bietet die so nach innen gezwängte elastische Abdeckung 9 einen übermäßigen Widerstand gegen Vorrücken des Schiebers 4.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der vorangehenden Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine Spritze bereit, die für Hochdruckinjektion verwendbar ist, ohne dass eine elastische Schieberabdeckung winzige abgekratzte Fragmente in die Spritze abgeben kann, während gestattet wird, dass der Schieber darin vorrückt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine medizinische Spritze 2 bereit, die Folgendes umfasst: einen zylindrischen Spritzenkörper 3 und einen Schieber 4, der im Spritzenkörper 3 zum Spritzen eines in den Spritzenkörper 3 gefüllten flüssigen Mittels aus dem Spritzenkörper 3 in das Gefäßsystem eines menschlichen Körpers oder eines Tieres, angeordnet ist, indem der Schieber 4 bezüglich des Spritzenkörpers 3 vorgerückt wird, wobei der Schieber 4 einen Schieberkörper 5 und eine elastische Abdeckung 9 umfasst, die von vorne über den Schieberkörper 5 angeordnet ist, wobei der Schieberkörper 5 an seinem hinteren Ende mit einer Montageplatte 62 versehen ist, die eine ringförmige Nut 68 definiert, die nach vorne mündet und in ihrer Vorderseite in der Nähe ihres Außenumfangs ausgebildet ist.
Wenn der Schieber 4 unter hohem Druck gegen arteriellen Blutdruck gedrückt wird, dehnt sich die elastische Abdeckung 9 nach hinten über den Schieberkörper 5 in Gleitkontakt damit und wird zwischen dem Schieberkörper 5 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 gezwängt und dadurch stärker komprimiert, um eine verbesserte Dichtwirkung zu erzeugen. Obgleich das hintere Ende der elastischen Abdeckung 9 durch das Vorrücken des Schiebers 4 nach hinten gedehnt wird, kann der gedehnte Teil in die nach vorne mündende und in dem Vorderseitenaußenumfangsteil der Montageplatte 62 ausgebildete ringförmige Nut 68 ausweichen.
Eine ringförmige Außenwand 68c, die die ringförmige Nut 68 definiert, dient der Führung des Außenumfangs des nach hinten gedehnten Teils der elastischen Abdeckung 9 zur ringförmigen Nut 68.
Dies eliminiert die herkömmlicher weise vorhandene Wahrscheinlichkeit, dass sich der nach hinten gedehnte Abdeckteil bei Vorrücken des Schiebers 4 in dem sehr kleinen Abstand zwischen dem Außenumfang der Montageplatte 62 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 verkeilt, winzige abgekratzte Fragmente erzeugt und zu Störungen führt, wie zum Beispiel dass der Schieber 4 nicht vorrückt.
Das in die ringförmige Nut 68 ausweichende Basisende der elastischen Abdeckung 9 füllt die Nut 68 und drückt dabei die Innenfläche des Spritzenkörpers 3, um eine weiter verbesserte Dichtungswirkung zu erzielen.
Das flüssige Mittel in dem Spritzenkörper 3 kann dank der Funktion der ringförmigen Nut 68 des Schiebers 4 mit einem in hohem Maße höheren Druck als bei der in der beschriebenen internationalen Veröffentlichung Nr. WO 98/20920 offenbarten Spritze 2 der Fall ist, in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder Tieres eingespritzt werden. Ein hoher Druck steht in einem Bereich von 87 kg/cm² bis 98 kg/cm² zur Verfügung, ohne dass Probleme, wie zum Beispiel die Abgabe von abgekratzten Fragmenten der elastischen Abdeckung 9 des Schiebers 4 und ein Nichtvorrücken des Schiebers 4, verursacht werden.
Wenn die hintere Endfläche der elastischen Abdeckung 9 mit einem ringförmigen Steg 95 ausgebildet wird, der konzentrisch mit der Abdeckung ist, dann kann der Steg 95 leicht in die ringförmige Nut 68 ausweichen, wenn das hintere Ende der elastischen Abdeckung 9 durch das Vorrücken des Schiebers 4 nach hinten gedehnt wird.
Wenn der Schieberkörper 5 einen im Umfang eines hinteren Teils davon ausgebildeten ausgesparten Teil 52 aufweist, der mit der Öffnung der ringförmigen Nut 58 der Montageplatte 62 durchgehend ist, kann verhindert werden, dass die elastische Abdeckung 9 von dem Schieberkörper 5 rutscht, indem ein an der Innenfläche der elastischen Abdeckung 9 ausgebildeter, nach innen gerichteter Flansch 94 im ausgesparten Teil 52 angeordnet wird, bevor der Schieberkörper 5 im Montageschritt in dem Spritzenkörper 3 angeordnet wird.
Wenn die in der Vorderseite der Montageplatte 62 ausgebildete ringförmige Nut 68 einen solchen Querschnitt aufweist, dass die Nut 68 definierende, einander gegenüberliegende Seiten zu einander geneigt oder gekrümmt sind, um der Nut eine zu ihrem Grund abnehmende Breite zu verleihen, kann der Montageplatte 62 eine größere Festigkeit verliehen werden, ohne dass die Dicke der die Nut definierenden Wände der Montageplatte vergrößert wird.
Wenn die ringförmige Nut 68 konform mit der Form des ringförmigen Stegs 95 im Querschnitt am hinteren Ende der elastischen Abdeckung 9 geformt ist, ermöglicht des Weiteren die Neigung der die Nut definierenden Seitenflächen 68a, 68b, dass der ringförmige Steg 95 in die Nut 68 eintritt, um leichter auszuweichen.
Die elastische Abdeckung 9 soll aus einer Zusammensetzung geformt werden, in der ein Material, wie zum Beispiel Paraffinwachs oder Polyethylen enthalten ist, das eine Feststoffschmierfähigkeit aufweist, oder aus einer Zusammensetzung, in der eine superfeine sphärische Schmierkomponente aus Polyethylen, Polyamid, Teflon oder einem ähnlichen Kunstharz enthalten ist. Dann kann die elastische Abdeckung 9 auf der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 sanfter gleiten, um den Widerstand des Schiebers gegen das Spritzen zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Schiebers;
2 ist eine Schnittansicht des Schiebers;
3 ist eine Schnittansicht der Lagebeziehung zwischen einer ringförmigen Nut des Schiebers und dem hinteren Ende einer elastischen Abdeckung im lastfreien Zustand;
4 ist eine Draufsicht einer ersten Komponente;
5 ist eine Unteransicht der ersten Komponente;
6 ist eine Vorderansicht, die die erste Komponente teilweise im Schnitt entlang der Linie A-A in 4 zeigt;
7 ist ein Seitenaufriss, der die erste Komponente teilweise im Schnitt entlang der Linie B-B in 4 zeigt;
8 ist eine Schnittansicht einer dritten Komponente;
9 ist eine perspektivische Ansicht der dritten Komponente bei Ansicht von der Unterseite;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Injektor und eine Spritze nach dem Stand der Technik zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die die Spritze in Verbindung mit dem Injektor gemäß dem Stand der Technik zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine herkömmliche Spritze zur Verwendung bei Ummantelung in einem Verstärkungsgehäuse und Mittel zur Befestigung der Kombination zeigt; und
13 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Schiebers.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Spritze 2 der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schieber 4 im Körper 3 der Spritze angebracht werden soll.
Das Mittel zur Verbindung der Spritze 2 an einem Injektor 1 ist nicht auf das in den 10 und 11 gezeigte oder das die in 12 gezeigte Drehkuppel 100 umfassende beschränkt. Es kann ein beliebiges Verbindungsmittel verwendet werden, sofern es so ausgeführt ist, dass der Spritzenkörper 3 durch den Injektor direkt oder indirekt gestützt werden kann, so dass ein Kolben 13 den Schieber 4 schieben kann.
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, umfasst der Schieber 4 einen Schieberkörper 5, der aus einem Kunstharz besteht, und eine über den Schieberkörper angeordnete elastische Abdeckung 9.
Der Schieberkörper 5 weist an seinem vorderen Ende einen konischen Teil 81, einen am hinteren Teil davon angeordneten hohlen Kegelstumpf 82, der mit dem konischen Teil 81 integral ist und mit einer Fläche ausgebildet ist, die sich in einem kleineren Winkel verjüngt als der konische Teil 81, und an seinem hinteren Ende eine Montageplatte 62 auf.
Der Durchmesser der Montageplatte 62 ist größer als der maximale Durchmesser des Kegelstumpfs 82.
Der Schieberkörper 5 weist einen zwischen der Montageplatte 62 und dem Kegelstumpf 82 ausgebildeten ausgesparten Teil 52 auf, der sich über seinen gesamten Umfang erstreckt.
Der Schieberkörper 5 kann integral aus dem konischen Teil 81, dem Kegelstumpf 82 und der Montageplatte 62 bestehen, während die Montageplatte 62 gemäß der dargestellten Ausführungsform als ein getrenntes Teil ausgebildet und in dem Kegelstumpf 82 angebracht ist, um einen zweckmäßigen Formvorgang zu gewährleisten, wie später beschrieben.
Der Kegelstumpf 82 ist innen mit einem Paar Verbindungsschenkeln 71, 71 versehen, die sich von der hinteren Endfläche des Schieberkörpers 5 nach hinten erstrecken und jeweils an ihrem hinteren Ende eine nach innen gerichtete Klaue 76 aufweisen.
Eine mit dem Kegelstumpf 82 konzentrische ringförmige Nut 68 ist in einem Außenumfangsteil der Vorderseite der Montageplatte 62 zur Aufnahme des Teils der elastischen Abdeckung 92 ausgebildet, der sich nach hinten dehnt, wenn der Schieber 4 vorrückt.
Gemäß der Ausführungsform ist der Durchmesser des Innenumfangs der ringförmigen Nut 68 kleiner als der maximale Durchmesser des Kegelstumpfs 82. Wenn der Schieberkörper 5 integral zu formen ist und wenn das Formwerkzeug entlang einer die mittlere Achse des Körpers enthaltenden Ebene zu öffnen ist, entspricht die ringförmige Nut 68 demgemäß einer Hinterschneidung, was dazu führt, dass der Schieberkörper 5 nicht als ein Einzelteil formbar ist.
Gemäß der Ausführungsform umfasst der Schieberkörper 5 drei Komponenten, das heißt eine erste Komponente 6, eine zweite Komponente 7 und eine dritte Komponente 8, die jeweils durch Spritzgießen aus Kunstharz geformt und in axialer Anordnung davon aneinander angebracht werden.
Erste, zweite und dritte Komponente
Die erste Komponente 6 umfasst einen Säulenteil 61 mit einer kurzen Axiallänge und eine am Basisende des Säulenteils 61 konzentrisch damit ausgebildete Montageplatte 62, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Teils 61, aber etwas kleiner als der Innendurchmesser des Spritzenkörpers 3.
Die erste Komponente 6 wird in den 4 bis 7 allgemein gezeigt. Der Säulenteil 61 weist ein Paar Vorsprünge 63, 63 auf, die von seinem Vorderende ragen und auf einander gegenüberliegenden Seiten der Achse des Teils 61 auf einer Durchmesserlinie davon angeordnet sind. Zwischen den Vorsprüngen 63, 63 und zwischen jedem Vorsprung 63 und der Umfangswand des Teils 61 sind sich durch den Säulenteil 61 axial davon erstreckende Lücken 60, 69 ausgebildet.
Jeder Vorsprung 63 weist einen in seiner Rückseite ausgebildeten abgestuften Eingriffsteil 64 und eine nach innen geneigte und sich von dem abgestuften Teil 64 zu seinem vorderen Ende erstreckende Führungsfläche 65 auf.
Der Säulenteil 61 weist eine im Außenumfang eines Vorderteils davon ausgebildete Umfangsnut 66 und eine sich verjüngende, sich von der Nut 66 zum Vorderrand des Teils 61 mit allmählich abnehmendem Durchmesser erstreckende Fläche 67 auf.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die oben genannte, in der Vorderseite der Montageplatte 62 integral mit dem Säulenteil 61 ausgebildete ringförmige Nut 68 im Querschnitt so ausgebildet, dass die Nut 68 definierende gegenüberliegende Seitenflächen 68a, 68b zueinander geneigt sind, um der Nut eine zu ihrem Grund abnehmende Breite zu verleihen. Die die Nut 68 definierende Innenumfangsseitenfläche 68a ist sanfter geneigt als die Außenumfangsseitenfläche 68b.
Die ringförmige Außenwand 68c, die somit zur Definition der ringförmigen Nut 68 geneigt ist, weist deshalb eine zur Öffnungsseite der Nut 68 allmählich abnehmende Wanddicke auf.
Die ringförmige Nut 68 weist ein solches Volumen auf, dass der Teil der elastischen Abdeckung 9, der durch das Vorrücken des Schiebers 4 nach hinten gedehnt wird, in die Nut 68 eintritt und sie füllt, wie später beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist die zweite Komponente 7 zwei Schenkel 71, 71 auf, die parallel in einem größeren Abstand angeordnet sind als das Paar Vorsprünge 63, 63 der ersten Komponente 6. Die vorderen Enden der Schenkel 71, 71 sind durch einen Stab 72 miteinander verbunden. Von dem Stab 72 ragt ein Paar Verbindungsstücke 73, 73 parallel zu den Schenkeln 71 nach hinten.
Jedes Verbindungsstück 73 weist an seinem hinteren Ende einen Haken 74 auf, der mit dem abgestuften Teil 64 des Vorsprungs 63 der ersten Komponente 6 in Eingriff gebracht werden kann. Der Haken 74 ist mit einer entlang der Neigung der Führungsfläche 65 des Vorsprungs 63 verlaufenden Neigung 75 ausgebildet.
Die Schenkel 71, 71 der zweiten Komponente 7 sind flexibel, so dass sie sich voneinander weg bewegen können. Jeder Schenkel 71 ist an seinem hinteren Ende mit einer Klaue 76 versehen, die mit einem Schieberhalteteil 14 des Kolbens 13 des Injektors 1 in Eingriff gebracht werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 umfasst die dritte Komponente 8 einen konischen Teil 81 und einen damit integral ausgebildeten Kegelstumpf 82 und liegt in Form eines Hohlkörpers mit einem sich aufweitenden hinteren Teil, in dem eine Öffnung ausgebildet ist, vor.
Der konische Teil 81 weist einen Winkel von ca. 45 Grad zu seiner Achse auf. Die sich verjüngende Fläche des Kegelstumpfes 82 weist einen Winkel in einem Bereich von 3 Grad bis 15 Grad, vorzugsweise 4 Grad bis 10 Grad, zu seiner Achse auf.
Die dritte Komponente 8 weist an ihrer Öffnungsseite einen an ihrer Innenfläche angeformten Umfangssteg 83 auf, der in die Umfangsnut 66 im vorderen Ende des Säulenteils 61 der ersten Komponente 6 passt.
Der Steg 83 ist in Ringform nicht durchgehend, sondern an mehreren Stellen, das heißt an drei Abschnitten gemäß der Ausführungsform, getrennt. An den getrennten Abschnitten weist die dritte Komponente 8 eine verringerte Wanddicke auf und ist leicht elastisch verformbar.
Die dritte Komponente 8 weist durch den konischen Teil 81 verlaufende Luftbohrungen 85 auf.
Montage des Schieberkörpers
Zur Montage des Schieberkörpers 5 werden gemäß der Darstellung von 2 die Schenkel 71, 71 der zweiten Komponente 7 von der Vorderseite durch die jeweiligen äußeren Lücken 69, 69 der ersten Komponente 6 eingeführt, während die Schenkel nach innen durchbiegen, um die Verbindungsstücke 73, 73 der zweiten Komponente 7 in Anlagekontakt bezüglich der Vorsprünge 63, 63 zu bringen. Die zweite Komponente 7 wird weiter hineingedrückt, wodurch die Verbindungsstücke 73, 73 nach außen durchgebogen werden, wodurch mit den nach innen durchgebogenen Vorsprüngen 63, 63 gestattet wird, dass die Verbindungsstücke 73, 73 hineingeschoben werden. Wenn sich der Haken 74 jedes Verbindungsstücks 73 über die Führungsfläche 65 des Vorsprungs 63 zu dessen abgestuften Teil 64 bewegt, stellen sich das Verbindungsstück 73 und der Vorsprung 63 selbst elastisch zurück, wodurch bewirkt wird, dass der Haken 74 in den abgestuften Teil 64 eingreift, wodurch die erste Komponente 6 und die zweite Komponente 7 miteinander verbunden werden.
Die dritte Komponente 8 wird von vorne an der ersten Komponente 6 angeordnet.
Der Steg 83 der dritten Komponente 8 kommt mit der sich verjüngenden Fläche 67 des vorderen Endes des Säulenteils 61 der ersten Komponente 6 in Kontakt. Wenn weiter gegen ihn gedrückt wird, verformt sich die dritte Komponente 8 elastisch an den getrennten Abschnitten des Stegs 83, wodurch der Steg 83 in der Umfangsnut 66 der ersten Komponente 6 angeordnet werden kann. Wenn die dritte Komponente 8 mit der ersten Komponente 6 verbunden ist, ist der Schieberkörper 5 vollständig montiert.
Elastische Abdeckung
Die elastische Abdeckung 9 liegt in Form eines Hohlkörpers mit einem konischen Teil 91, einem mit dem Teil 91 durchgehenden zylindrischen Teil 92 und einem nach innen gerichteten Flansch 94 vor, der von dem hinteren Ende des zylindrischen Teils 92 vorragt, so dass der konische Teil 81, der Kegelstumpf 82 und der ausgesparte Teil 52 des Schieberkörpers 5 bedeckt werden.
Der zylindrische Teil 92 weist eine Innenumfangsfläche auf, die konform mit der Neigung des Kegelstumpfes 82 der dritten Komponente 8 geneigt ist. Der zylindrische Teil 92 weist eine Wanddicke auf, die zu seinem hinteren Ende allmählich abnimmt.
Der zylindrische Teil 92 ist an seinem Außenumfang mit mehreren, vorzugsweise mindestens drei, Rippen 93 zur Bildung einer wirksamen flüssigkeitsdichten Dichtung versehen, um ein in den Spritzenkörper 4 gefülltes flüssiges Mittel aufzunehmen.
Die gerade Strecke L von dem Vorderrand der vordersten Rippe zum Hinterrand der hintersten Rippe soll mindestens 30% des Innendurchmessers D des Spritzenkörpers 3 betragen (L > 0,3 D). Dadurch wird verhindert, dass der Schieber 4 während der Bewegung des Schiebers 4 bezüglich der Achse des Spritzenkörpers 3 geneigt wird, wodurch sich der Schieber 4 sanft bewegen kann.
Wie in 3 gezeigt, ist an der hinteren Endfläche der elastischen Abdeckung 9 ein ringförmiger Steg 95 ausgebildet, der in die ringförmige Nut 68 der ersten Komponente 6 bewegt werden kann. Der ringförmige Steg 95 weist eine Innenumfangsfläche 95a und eine Außenumfangsfläche 95b auf, die in gleichen Winkeln geneigt sind, um dem Steg 95 eine nach hinten abnehmende Breite zu verleihen. Die Neigung der Außenumfangsfläche 95b ist geringer als die der Außenseitenfläche 68b, die die ringförmige Nut 68 definiert.
Obgleich der ringförmige Steg 95 dem trapezförmigen Querschnitt der ringförmigen Nut 68 ähnelt, ist seine Querschnittsfläche etwas kleiner als die Nut 68.
In der elastomeren Zusammensetzung zur Bildung der elastischen Abdeckung 9 ist eine Schmierkomponente mit Feststoffschmierfähigkeit, wie zum Beispiel Paraffinwachs oder eines der Polyethylene mit verschiedenen Polymerisationsgraden, oder eine superfeine sphärische starre Schmierkomponente, wie Polyethylen, Polyamid, Teflon oder dergleichen, enthalten.
Falls erforderlich, kann die elastische Abdeckung 9 einen am vorderen Ende des konischen Teils 91 angeformten Vorsprung 96 enthalten, der dem der herkömmlichen Abdeckung ähnlich ist, wie in 1 gestrichelt gezeigt. Bei Verwendung der Spritze 2 rückt der Vorsprung 96 in eine Düse 30 am vorderen Ende des Spritzenkörpers vor und drückt die gesamte Menge des flüssigen Mittels in der Spritze heraus, wodurch Rückstände verhindert werden.
Wenn die elastische Abdeckung 9 über den Schieberkörper 5 angeordnet ist, wird zwischen dem konischen Teil 81 des Schieberkörpers 5 und der Abdeckung 9 ein kleiner Zwischenraum 90 gebildet, wie in 2 zu sehen. Bei der in 3 gezeigten Abdeckung 9 ist die hintere Endfläche des ringförmigen Stegs 95 im wesentlichen bündig mit der Ebene der Öffnung der ringförmigen Nut 68 in der Montageplatte 62 angeordnet.
Der Spritzenkörper 3 wird mit dem zu spritzenden flüssigen Mittel vorgefüllt und an seinem hinteren Teil durch den Schieber 4 verschlossen, und seine vordere Düse 30 wird vorübergehend verschlossen, damit das flüssige Mittel nicht lecken kann. Bevor der Spritzenkörper 3 mit dem flüssigen Mittel gefüllt wird, wird die ganze Innenfläche des Spritzenkörpers 3 mit einer sehr geringen Menge an flüssigem Polydimethylsiloxan überzogen, damit der Schieber 4 reibungslos an der Innenfläche der Spritze 2 gleiten kann. Diese Flüssigkeit ist normalerweise als Siliconöl bekannt, bei dem es sich zum Beispiel um Silicone 360 Medical Fluid, ein Produkt der Dow Corning Corporation, handelt.
Der Spritzenkörper 3 wird auf die gleiche Weise wie im Stand der Technik (siehe 10) in der Aufnahme 11 des Injektors 1 befestigt, indem der Spritzenkörper 3 gedreht wird, wobei sein hinteres Ende in der Aufnahme 11 angeordnet wird, und der Steg 31 des Spritzenkörpers 3 auf der Rückseite des Spritzenhalteflansches 12 positioniert wird.
Wenn der Kolben 13 allmählich ausgefahren wird, gelangt der Haken 74 jedes Verbindungsstücks 73 des Schiebers 4 mit der Rückseite des Schieberhalteteils 14 des Kolbens 13 in Eingriff.
Wenn der Kolben 13 weiter ausgefahren wird, rückt der Schieber 4 vor, wodurch das im Spritzenkörper 3 eingefüllte flüssige Mittel durch eine (nicht gezeigte) Röhre aus der Düse 30 des Spritzenkörpers 3 in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder Tieres eingespritzt werden kann.
Vorteile der Ausführungsform
Wenn der Schieber 4 unter einem äußerst hohen Druck nach vorne geschoben wird, wird die elastische Abdeckung 9 nach hinten gedehnt, während sie über den Schieberkörper 5 gleitet, und zwischen den Schieberkörper 5 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 gezwängt und stärker komprimiert wird, um eine verbesserte Dichtungswirkung zu erzeugen. Während sich dieses Phänomen ausbreitet, wird das hintere Ende der Abdeckung 9 nach hinten gedehnt und tritt in die ringförmige Nut 68 der Montageplatte 62 ein, um auszuweichen.
Die Wanddicke der die ringförmige Nut 68 definierenden ringförmigen Außenwand 68c nimmt zur Öffnungsseite der Nut 68 allmählich ab, während die Innenseite 68b der Wand 68c so geneigt ist, dass sie sich der Achse des Schiebers 4 annähert, während sie sich zum Nutengrund erstreckt. Dadurch kann der ringförmige Steg 95 der elastischen Abdeckung 9 sanft in die ringförmige Nut 68 eintreten, um dem Einschluss auszuweichen, indem er durch die geneigte Innenfläche 68b der ringförmigen Wand 68c geführt wird.
Demgemäß wird durch die Struktur der Erfindung das herkömmliche Problem beseitigt, dass beim Vorrücken des Schiebers 4 der rückwärtig gedehnte Teil der elastischen Abdeckung 9, der am Ausweichen gehindert wird, in einem sehr kleinen Zwischenraum zwischen dem Außenumfang der Montageplatte 62 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 verkeilt wird, so dass abgekratzte Fragmente oder andere Probleme verursacht werden.
Der hintere Teil der elastischen Abdeckung, der in die ringförmige Nut eintritt, füllt die ringförmige Nut 68 weiter, um gegen die Innenfläche des Spritzenkörpers 3 zu drücken, wodurch eine verbesserte Dichtungswirkung erzielt wird.
Das flüssige Mittel im Spritzenkörper 3 kann dank der ringförmigen Nut 68 des Schiebers 4 mit einem höheren Druck in das Gefäßsystem des menschlichen Körpers oder Tieres gespritzt werden als mit der oben beschriebenen Spritze 2 der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 98/20920 erhalten werden kann. Obgleich ein in einem Bereich von 87 kg/cm² bis 98 kg/cm² liegender hoher Druck zur Injektion angelegt wird, gibt die elastische Abdeckung 9 des Schiebers 4 keine abgekratzten Fragmente ab, es kommt auch nicht zu Störungen wie zum Beispiel ein Nichtvorrücken des Schiebers 4, wodurch der Schieber eine hohe Zuverlässigkeit erhält.
Es wird bevorzugt, die Anordnung von 12 zur Aufnahme der Spritze 2 im Verstärkungsgehäuse oder Druckmantel 200 zum Einspritzen von flüssigem Mittel zu verwenden. Als Alternative kann jedoch auch eine druckmantellose Spritze (wie in 10 gezeigt) verwendet werden.
Gemäß der Ausführungsform ist der ausgesparte Teil 52 des Schieberkörpers 5 in seinem Umfang zwischen dem Kegelstumpf 82 und der Montageplatte 62 ausgebildet und erstreckt sich über seinen ganzen Umfang, und der entlang dem Öffnungsrand der elastischen Abdeckung 9 ausgebildete, nach innen gerichtete Flansch 94 ist in dem ausgesparten Teil 52 angeordnet. Dadurch werden der Schieberkörper 5 und die elastische Abdeckung 9 zusammengefügt gehalten und es besteht keine Wahrscheinlichkeit mehr, dass die elastische Abdeckung 9 vom Schieberkörper 5 rutscht, bevor der Schieber 4 im Spritzenkörper 3 angebracht ist.
Bei der Ausführungsform ist die elastische Abdeckung 9 mit einem kleinen Spielraum 90, der zwischen der Abdeckung 9 und dem vorderen Ende des konischen Teils 81 ausgebildet ist, über den Schieberkörper 5 angeordnet. Dadurch kann sich die Abdeckung 9 leichter nach hinten dehnen, wenn der Schieber 4 vorrückt, wodurch gestattet wird, dass die Abdeckung 9 am Kopfteil und innerhalb des Spritzenkörpers 3 stärker komprimiert wird.
Bei der gebräuchlichen Spritze 2 kann auf die Innenfläche des Spritzenkörpers 3 Polydimethylsiloxan aufgebracht sein, wobei das im Spritzenkörper 3 gefüllte flüssige Mittel unter dem oben erwähnten auf die Kontaktfläche des Schiebers 4 wirkenden hohen Druck von 87 kg/cm² bis 98 kg/cm² aus dem Dichtungsteil herausgedrückt werden könnte. Weiterhin ist es wahrscheinlich, dass das Polydimethylsiloxan während der Bewegung des Schiebers 4 nicht von Neuem zu dem Teil der Innenwandfläche, der von dem Spritzenkörper 3 berührt wird, transportiert wird, wodurch keine geeignete Schmierfähigkeit aufrechterhalten werden kann.
Gemäß der Ausführungsform ist in der in die elastische Abdeckung 9 zu formenden Zusammensetzung eine Schmierkomponente, wie zum Beispiel Paraffinwachs oder Polyethylen mit einer Feststoffschmierfähigkeit, oder eine superfeine sphärische Schmierkomponente, wie zum Beispiel Polyethylen, Polyamid oder Teflon, enthalten. Solch eine Komponente weist oftmals ein als Ausblühen bekanntes Phänomen auf, das heißt das Phänomen des auf die Fläche des Produkts beim Formen verteilt und abgeschieden zu werden. Dies führt zu einer effektiveren Schmierfähigkeit als sie sonst durch den verwendeten Anteil der Schmierkomponente erzielt wird, wodurch die elastische Abdeckung 9 sanfter über die Innenfläche des Spritzenkörpers 3 gleiten kann und den Widerstand gegen das Einspritzen durch den Schieber 4 reduziert wird.
Gemäß der Ausführungsform weist der Schieberkörper 5 einen nach hinten aufgeweiteten Kegelstumpf 82 auf, um die elastische Abdeckung 9 aufgrund einer Keilwirkung beim Vorrücken des Schiebers 4 zwischen dem Kegel 82 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 stärker zu komprimieren. Der Schieberkörper 5 ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt; der dem Teil der elastischen Abdeckung 9, der mit der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 in Kontakt steht, entsprechende Außenumfangsteil des Schieberkörpers 5 kann in Form einer zylindrischen Fläche parallel zur Innenfläche des Spritzenkörpers 3 vorliegen.
Der so ausgeführte Schieberkörper 5 wirkt natürlich auch dahingehend, zu verhindern, dass sich das hintere Ende der elastischen Abdeckung 9 in dem winzigen Zwischenraum zwischen dem Außenumfang der Montageplatte 62 und der Innenfläche des Spritzenkörpers 3 festfrisst und abgekratzte Fragmente abgibt.
Bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung ist der vordere Teil des Schieberkörpers 5 nicht auf den konischen Teil 81 der Ausführungsform beschränkt, sondern kann zum Beispiel ungefähr halbkugelförmig sein, sofern sich der Durchmesser des vorderen Teils allmählich zum vorderen Ende verkleinert.
Des Weiteren brauchten bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung die Seitenflächen 68a, 68b, die die ringförmige Nut 68 in der Vorderseite der Montageplatte 62 des Schieberkörpers 5 definieren, nicht immer geneigt zu sein, sondern können auch gekrümmt sein, um der Nut 68 eine zum Nutgrund abnehmende Breite zu verleihen. Die Montageplatte 62 kann in diesem Fall auch eine erhöhte Festigkeit aufweisen, ohne dass seine die Nut definierenden Wände eine größere Dicke erhalten.
Die vorliegende Erfindung ist auf ähnliche Weise auf Spritzen 2 jener Art anwendbar, die in einem leeren Zustand ohne eingefülltes flüssiges Mittel bereitgestellt werden. Bei Verwendung wird die Spritze durch Bewegen des Schiebers 4 nach hinten des Spritzenkörpers 3, um Mittel in den Spritzenkörper 3 zu ziehen, mit einem flüssigen Mittel gefüllt.
Die Spritze 2 der vorliegenden Erfindung kann auch in Verbindung mit einem Mechanismus verwendet werden, der den Spritzenkörper 3 zurückzieht, wobei der Schieber 4 in einer festen Position gehalten wird, um den Schieber 4 bezüglich des Spritzenkörpers 3 vorzurücken.

Claims

Spritze, die Folgendes aufweist: einen zylindrischen Spritzenkörper (3); und einen Kolben (4), der beweglich im Spritzenkörper (3) zum Spritzen eines in den Spritzenkörper (3) gefüllten flüssigen Mittels aus dem Spritzenkörper (3) in das Gefäßsystem eines menschlichen Körpers oder eines Tieres angeordnet ist, wobei der Kolben (4) einen Kolbenkörper (5) und eine elastische Abdeckung (9) aufweist, die von vorne über den Kolbenkörper (5) angeordnet ist, wobei der Kolbenkörper (5) an seinem hinteren Ende eine Montageplatte (62) umfasst, die eine ringförmige Nut (68) definiert, die nach vorne mündet und in ihrer Vorderseite in der Nähe ihres Außenumfangs ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abdeckung (9) einen Teil aufweist, der durch Reibung mit dem Spritzenkörper (3) bei Vorrücken des Schiebers (4) nach hinten gedehnt wird und zum Eintreten in die ringförmige Nut (68) in der Lage ist.
Spritze nach Anspruch 1, bei der die elastische Abdeckung (9) weiterhin einen ringförmigen Steg (95) aufweist, der an ihrer Endfläche und konzentrisch mit der elastischen Abdeckung (9) ausgebildet ist.
Spritze nach Anspruch 1, bei der die Montageplatte (62) weiterhin einander gegenüberliegende Flächen (68a, 68b) aufweist, die die ringförmige Nut (68) definieren und geneigt oder gekrümmt sind, um der Nut (68) eine zu ihrem Grund abnehmende Breite zu verleihen.
Spritze nach Anspruch 1, bei der die elastische Abdeckung (9) aus einer Zusammensetzung geformt ist, in der Paraffinwachs, Polyolefin oder ähnliches Material mit Festschmierfähigkeit enthalten ist.
Spritze nach Anspruch 1, bei der der Spritzenkörper (3) mit dem zu spritzenden flüssigen Mittel vorgefüllt ist, durch den Kolben (4) an seinem hinteren Ende abgedichtet wird und an seinem vorderen Ende mit einer Düse (30) versehen ist, die vorübergehend abgedichtet ist, um keine Leckage des flüssigen Mittels zu gestatten.