无针经皮注射装置制造方法及图纸

技术编号:18462239 阅读:13 留言:0更新日期:2018-07-18 14:09
一种用于注射物输送的设备包括:致动器,其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器。所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器。在操作中并且基于控制信号,所述控制器被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力,其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。

Needle free percutaneous injection device

A device for the delivery of an injection includes an actuator, which includes a linkage, a force generating mechanism connected to the linkage device, and a controller connected to the force generating mechanism. The force generating mechanism includes a power generator and an active force generator. In operation and based on a control signal, the controller is configured to control the force generating mechanism to provide the input force to the linkage, in which the input force is a combination of the first force provided by the power generator and the second force provided by the active force generator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无针经皮注射装置相关申请的交叉引用本申请要求2015年11月25日提交的美国申请14/952,056的优先权,上述申请的内容通过引用而全文并入于此。
技术介绍
本专利技术涉及一种无针经皮注射装置。诸如人等的生物体的皮肤用作防护屏障,其中该防护屏障防止病原体进入身体并且防止或者调节诸如血液和水等的流体离开身体以及其他作用。在现代医学领域,通常需要将诸如药物等的注射物输送通过皮肤并进入患者的血流中。传统地,将液体输送到患者体内是通过将针头通过患者皮肤插入患者体内的液体可进入患者血流的区域来实现的。然而,使用针将液体输送到患者体内具有许多显著的缺点,诸如与被针刺穿相关联的疼痛、许多患者对针的恐惧、以及由于针的使用而发生的皮肤损伤和相关感染风险。作为结果,已经开发出了无针经皮注射装置。这些装置使用注射液体或粉末的高压窄射流来穿透患者皮肤,从而避免用针刺穿患者皮肤的需要。
技术实现思路
在一般方面,一种用于注射物输送的设备包括:致动器,其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器。所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器。在操作中并且基于控制信号,所述控制器被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力,其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。各方面可以包括以下特征中的一个或多个。所述控制器可被配置为控制提供至所述联动装置的输入力,包括控制所述主动力生成器所提供的第二力,以使所述致动器以目标速度移动。所述控制器可被配置为通过控制所述主动力生成器所生成的扭矩来间接地控制所述主动力生成器所提供的第二力,其中所述扭矩与所述第二力成比例。所述控制器可被配置为控制提供至所述联动装置的输入力,使得所述致动器的速度在所述设备的操作周期中实现目标速度曲线。所述设备可以包括用于测量所述致动器相对于参考位置的位移的位移传感器,其中所述控制器包括用于从所述位移传感器接收所述致动器的位移测量值的输入部,并且所述控制器被配置为基于所接收到的位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。所述控制器可被配置为基于所接收到的位移测量值以及先前接收到的一个或多个位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。所述主动力生成器可以包括电磁马达。所述电磁马达可以包括电磁旋转马达。所述电磁马达可以包括电磁直线马达。所述被动力生成器可以包括用于储存机械能的能量存储元件,所述能量存储元件被配置为使所述被动力生成器向所述联动装置提供所述第一力。所述能量存储元件可被配置为将机械能储存为压缩空气。所述能量存储元件可以包括用于储存所述机械能的弹簧。所述弹簧可以包括直接连接至所述联动装置的螺旋弹簧。所述螺旋弹簧能够被配置为处于所述螺旋弹簧不储存机械能的静止状态、以及处于所述螺旋弹簧储存机械能的压缩状态。所述螺旋弹簧能够被配置为处于所述螺旋弹簧不储存机械能的静止状态、以及处于所述螺旋弹簧储存机械能的展开状态。所述弹簧可以包括直接连接至所述马达并且经由所述马达间接连接至所述联动装置的扭力弹簧。所述弹簧可以包括直接连接至所述联动装置的扭力弹簧。所述弹簧可以包括梁弹簧。所述设备可以包括用于保持注射物的腔室,其中所述致动器被设置在所述腔室内并且被配置为在操作期间经由所述联动装置对所述腔室中的注射物施加与所述输入力成比例的净力。所述联动装置可以包括滚珠丝杠。在另外的一般方面,一种用于将腔室内所保持的流体输送至患者的设备,所述设备包括:致动器元件,用于在操作期间对所述腔室中的流体施加力;电磁马达,用于驱动所述致动器元件,所述马达在操作期间使所述致动器元件在流体传送周期期间对所述腔室中的流体施加第一力分量;能量存储元件,用于存储机械能(弹簧、压缩空气),所述能量存储元件用于使所述致动器元件在所述流体传送周期期间对所述腔室中的流体施加第二力分量,其中所述致动器在所述流体传送周期期间对所述腔室中的流体施加的总力是所述第一力分量和所述第二力分量的总和;以及控制器,用于控制所述电磁马达在整个流体传送周期中动态地改变所述第一力分量。各方面可以具有以下优点中的一个或多个。除其它优点外,由于能量存储元件所提供的附加力(在一些示例中,以及关联的扭矩),因此各方面能够使用较小且较便宜的马达来驱动致动器元件。由于较小马达的使用,因此各方面可以得到较小的注射装置。由于较小马达的使用,因此各方面可以需要较少的电力来驱动致动器元件。由于马达和能量存储元件的组合使用,因此各方面能够向致动器元件施加较大的峰值力。根据以下描述和所附权利要求书,本专利技术的其它特征和优点将是显而易见的。附图说明图1是可控的无针经皮注射装置的示意图;图2是滚珠丝杠致动器的剖视图;图3是图1的可控的无针经皮注射装置的框图;图4是图2的控制器的框图;图5示出实现第一目标力曲线的弹簧和马达的组合力贡献的一个示例;图6示出实现第一目标力曲线的弹簧和马达的组合力贡献的另一示例;图7示出实现第二目标力曲线的弹簧和马达的组合力贡献的另一示例;图8是可控的无针经皮注射装置的可选结构的示意图;图9是可控的无针经皮注射装置的另一可选结构的示意图;图10是可控的无针经皮注射装置的另一可选结构的示意图;图11是可控的无针经皮注射装置的另一可选结构的示意图。具体实施方式1.无针经皮注射装置参考图1,用于将注射物(例如,处于诸如液体状态或粉末状态等的多种状态中的任一种状态的药物或疫苗)传送通过患者皮肤的可控的无针经皮注射装置100包括从壳体102伸出的无针经皮注射器头104。该注射器头104包括用于保持注射物的腔室106以及被设置在腔室102的远端110的喷嘴108。喷嘴108包括头部112以及从中将注射物的射流从腔室106排出的开口114。在操作中,当排出注射物时,将开口114放置成靠近或抵靠皮肤115。在注射物的传送(例如,注射)压力方面,包括开口114的内径的喷嘴的尺寸是重要的因素。在一些示例中,开口的内径在50μm~300μm的范围内。在一些示例中,喷嘴的长度在500μm~5mm的范围内。在一些示例中,喷嘴108的头部112的外径向着开口114缩小。在其它示例中,可以使用多种不同喷嘴形状中的任一种形状(例如,喷嘴108的头部112的外径可以是恒定的,或者喷嘴的头部112可以具有圆形形状)。腔室106具有近端116和远端110。致动器(即,活塞或柱塞120)可滑动地设置在腔室106内。柱塞120沿纵轴122在任一方向上的移动可以影响腔室106内的压力。在一些实施例中,腔室106集成到装置100。在其它实施例中,腔室106可单独附接至装置100。1.1力生成机构注射装置100包括力生成机构124,所述力生成机构124包括主动控制的力生成装置126(在图1的实施例中为电磁马达)和被动力生成装置128(在图1的实施例中为弹簧),这两者都经由联动装置130向柱塞120施加力以将腔室106中的注射物通过皮肤进行注射。在一些示例中,联动装置是滚珠丝杠致动器130。然而,应当理解,注射装置不限于使用滚珠丝杠致动器作为联动装置。实际上,可以使用诸如导螺杆、直线运动轴承以及蜗杆传动件等的许多不同类型的联动装置来代替滚珠丝杠。在一些示例中,联动装置的选择取决于不同联动装置的成本和重量。参考图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于注射物输送的设备,所述设备包括:致动器,其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器,其中,所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器;以及所述控制器在操作中基于控制信号而被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力,其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 US 14/952,0561.一种用于注射物输送的设备,所述设备包括:致动器,其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器,其中,所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器;以及所述控制器在操作中基于控制信号而被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力,其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述控制器被配置为控制提供至所述联动装置的输入力,包括控制所述主动力生成器所提供的第二力,以使所述致动器以目标速度移动。3.根据权利要求2所述的设备,其中,所述控制器被配置为通过控制所述主动力生成器所生成的扭矩来间接地控制所述主动力生成器所提供的第二力,其中所述扭矩与所述第二力成比例。4.根据权利要求2所述的设备,其中,所述控制器还被配置为控制提供至所述联动装置的输入力,使得所述致动器的速度在所述设备的操作周期中实现目标速度曲线。5.根据权利要求2所述的设备,其中,还包括用于测量所述致动器相对于参考位置的位移的位移传感器,其中所述控制器包括用于从所述位移传感器接收所述致动器的位移测量值的输入部,并且所述控制器被配置为基于所接收到的位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述控制器被配置为基于所接收到的位移测量值以及先前接收到的一个或多个位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。7.根据权利要求1所述的设备,其中,所述主动力生成器包括电磁马达。8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述电磁马达包括电磁旋转马达。9.根据权利要求7所述的设备,其中,所述电磁马达包括电磁直线马达。10.根据权利要求1所述的设备,其中,所述被动力生成器包括用于储存机械能的能量存储元件,所述能量存储元件被配置为使所述被动力生成器向...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·科兹R·J·戴尔
申请(专利权)人:波特尔仪器有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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