药剂的注射通常使用含针的注射器进行。存在与含针注射器相关的各 种问题，包括接受注射的物体的交叉污染、与这种注射相关的痛苦和针在 接受注射的物体内断裂和拔出的潜在问题。针在物体内断裂可能不仅对物 体的健康和幸福有害，而且还具有显著的经济影响。
日益增多的是，已经努力发展无针注射器，试图避免与当前使用中含 针注射器相关的问题。通常，这种无针注射器由外部气源提供动力，以提 供足够的能量驱动液体通过皮肤。由于外部气源可能较麻烦并不方便在如 办公室、实验室、谷仓等封闭环境中使用，所以其需要对用户是不利的。 这类外部动力源的存储也不方便。另外，现有无针注射器通常设计复杂， 这又导致生产成本升高。
因此，对改进的无针注射器存在需要。
出于使得申请人相信的已知信息能够与本发明相关的目的，提供背景 信息。不需要希望也不应当构造使得任何前述信息构成本发明的现有技 术。

本发明的目的是提供一种无针注射装置。根据本发明的一方面，提供 用于在压力下将药剂从剂量存储器通过用于给药的出口孔输送到动物或人 的无针注射装置，此类型包括可滑动地容纳在所述剂量存储器中并可在向 前方向上移动用于通过所述孔排出所述药剂的柱塞，本改进包括设置在所 述无针注射装置上的驱动装置，所述驱动装置包括：气密腔；活塞和杆组 件，它可滑动地容纳在所述腔中并可在向前位置和向后位置之间移动；所 述腔中用于将所述活塞和杆组件推动到所述向前位置的充气(gas charge)； 用于克服所述充气将所述活塞和杆组件移动到所述向后位置的装置；及用 于可释放地将所述活塞和杆组件保持在所述向后位置的触发器，从而驱动 所述触发器导致所述活塞和杆组件通过所述充气释放移动，从而以足以导 致所述柱塞在所述向前方向上移动的力直接或间接冲击所述柱塞以通过所 述出口排出所述药剂。
根据本发明的一个实施例，所述活塞和杆组件的活塞的圆周限定外边 缘，该外边缘与所述气密腔的内表面接触，从而活塞限定所述气密腔的延 伸部分和压缩部分。
根据本发明的另一实施例，该无针装置包括将所述活塞和杆组件的杆 连接到柱塞上的间隙连接件，其中所述间隙连接件构造成，当所述活塞和 杆组件处于所述向后位置时，在所述杆和所述柱塞之间保持间隙距离。优 选是，该间隙连接件包括用于将间隙连接件可拆卸地连接到所述杆上的第 一末端；及用于和柱塞滑动接合的第二末端。
根据本发明的特定实施例，该装置包括用于克服所述充气移动所述活 塞和杆组件的手动装置，所述手动装置包括：(a)手柄，它可枢转地连接 到所述无针注射装置上，并可从第一关闭位置枢转到第二开放位置；(b) 可枢转地连接到所述手柄上的推杆；及(c)驱动构件，它与所述活塞和杆 组件的杆可操作地相关，并构造成响应于与所述推杆的接合而移动，从而 当所述手柄从所述第一关闭位置移动到所述第二开放位置时，所述推杆接 合所述驱动构件，并且当所述手柄返回到所述关闭位置时，推动力传递给 所述推杆，推杆又将推动力传递给所述驱动构件，以将所述活塞和杆组件 从所述向前位置移动到所述向后位置。
根据本发明的备选实施例，该手动装置包括一手柄，它可枢转地连接 到所述无针注射装置上，并可从第一关闭位置枢转到第二开放位置；驱动 构件，它与所述活塞和杆组件的杆可操作地相关；及力传递装置，它用于 将施加到手柄上的力传递给与所述手柄可操作地相关的齿轮组件上，从而 当所述手柄从所述第一关闭位置移动到所述第二开放位置时，所述齿轮组 件将手柄移动所产生的力传递给所述驱动构件，以将所述活塞和杆组件从 所述向前位置移动到所述向后位置。
或者，用于移动所述活塞和杆组件的所述装置为机动装置，例如直流 或交流电源。
根据本发明的另一实施例，该无针注射装置还包括由电机驱动的齿轮 组件；和驱动构件，它与所述活塞和杆组件的杆可操作地相关，从而所述 电机将力传递给所述齿轮组件，齿轮组件将力传递给所述驱动构件，以将 所述活塞和杆组件从所述向前位置移动到所述向后位置。
根据本发明的另一特定实施例，该触发器包括触发器杠杆，该触发器 杠杆具有第一末端和第二末端，并可绕着枢轴构件枢转并且在所述第一末 端处连接到所述推杆上，从而当向下的力施加到所述触发器杠杆的所述第 二末端上时，所述触发器杠杆绕着所述枢转构件枢转，并且所述第一末端 升高，导致所述推杆与所述驱动构件脱离接合，从而所述枢轴和杆组件从 所述向后位置移动到所述向前位置。
根据本发明的另一方面，提供将药剂注射到动物/人中的方法，包括： (a)提供如此处所述的驱动的无针注射装置，它具有所述剂量腔内的药 剂；(b)将出口孔放置在所述动物用于给药的位置处；及(c)触发所述 注射装置，从而所述药剂通过所述出口孔排出。
根据本发明的另一方面，提供如此处所述无针注射装置的使用的工具 包，包括：(a)无针注射装置；及(b)其使用的说明书。
附图说明
图1A是本发明的一个实施例所述无针注射装置的照片，并且图1B是本 发明的另一实施例所述无针注射装置的照片；
图2是本发明的一个实施例所述无针注射装置的剖视图；
图3提供了本发明的一个实施例所述无针注射装置的三个操作阶段中 驱动装置的三个剖视图。图3A表示在安装到无针注射装置的外壳中之前的 驱动装置。图3B表示安装在五针注射装置的外壳中的驱动装置。图3C表示 在该装置由用户填充之后从而活塞和杆组件处于靠后位置的如图3B中所示 的同样驱动装置。
图4是适合于在本发明的一个实施例所述无针注射装置中使用的间隙 连接件的剖视图。图4A表示柱塞、间隙连接件和连接器的分解视图。图4B 和4C表示滑动容纳到间隙连接件中的柱塞，该间隙连接件连接到连接器 上，该连接器又连接到杆上。
图5是用于克服本发明的一个实施例所述无针注射装置中气体填充移 动活塞和杆组件的手动装置的剖视图。图5A和5B分别表示处于第一关闭位 置和第二开放位置的手柄。
图6是图5中所示手动充填器的例子的照片；
图7是图5中所示手动充填器的例子的照片；
图8A和B是本发明的一个实施例所述无针注射装置(A)和手持单元 (B)的剖视图；
图9是本发明的一个实施例所述无针注射装置的剖视图；
图10是触发本发明的注射装置之后观察的压力图案的图形表示。
图11是本发明的无针注射器的一个实施例的侧视图；
图12是图11中所示无针注射装置的剖视侧视图；
图13是图11中所示无针注射装置的部分透视图；
图14是图11中所示无针注射装置的部分透视图；
图15是图11中所示无针注射装置的部分透视图；
图16是图11中所示无针注射装置的部分分解透视图；
图17是图11中所示无针注射装置的部分分解侧视图；
图18是图11中所示无针注射装置的部分分解透视图；
图19是图11中所示无针注射装置的部分分解侧视图；
图20是图11中所示无针注射装置的纵向剖视图；
图21是图11中所示无针注射装置的部分透视图；
图22是本发明的备选实施例所述无针注射装置的部分透视侧视图；
图23是图22中所示无针注射装置的侧视图；
图24是图22中所示无针注射装置的放大侧视图；及
图25是图22中所示无针注射装置的放大侧视图。
在粗体类型的数字之后的详细描述起到表示描述和涉及表示本发明的 各个实施例的附图的组成部分。应当注意的是，在本发明的各个实施例的 描述中，相同的附图标记已经用于表示相同或类似元件。而且，为了简单 起见，对附图的某些图已经省略了一部分。

如将在下面更加详细地解释的那样，本发明提供用于将压力下的药剂 注射到人或动物体内的无针注射装置。本发明的该装置包括标准无针注射 装置的某些特征，该标准无针注射装置包括用于药剂的剂量存储器 (dosing reservoir)，和剂量存储器中的出口孔，药剂通过该出口孔给药 (administration)到人或动物。如现有技术中已知的某些无针注射装置中 那样，本发明的装置使用可滑动地容纳在剂量存储器中并可向前移动用于 通过出口孔排出药剂的柱塞。在本发明的装置中，这些特征与驱动装置组 合，该驱动装置包括具有可滑动地容纳在其中的活塞和杆组件的气密腔， 气密腔中用于将活塞和杆组件推动到向前位置的充气(gas charge)，用于 克服充气将活塞和杆组件移动到向后位置的装置，和触发器(trigger)， 该触发器用于将活塞和杆组件可释放地保持在该向后位置处，从而当触发 器释放时，活塞和杆组件移动到向前位置，从而以足够的力直接或间接冲 击柱塞，以向前移动柱塞，将药剂从剂量存储器中排出，并通过进行治疗 的人或动物的皮肤。
该无针注射装置的全部或一部分最好将尺寸加工成便携的，例如手持 的，从而允许用户从物体移动到物体(例如，人或动物)，以进行注射。 或者，该无针装置的全部或一部分可以永久地或可拆卸地连接到如注射站 之类的结构上，从而允许用户将物体携带到注射站，接受注射。在某些应 用中，对只具有将尺寸加工成由用户手持的装置的剂量部分也是有益的。 在本实施例中，该驱动部分保持与剂量部分可操作地相关。
参照附图1-10，该无针注射装置包括用于容纳如药剂之类的液体的 剂量存储器16。存储器16具有排放端，该排放端具有出口孔，该出口孔具 有喷嘴17，存储器中的液体通过该喷嘴可对动物或人给药。可选的是，喷 嘴17可拆卸地连接到剂量存储器16的排出端上，例如经螺纹配合。可选的 是，存储器16具有进入开口，可经该进入开口容纳液体。剂量存储器16可 将尺寸加工成容纳一体积范围的液体。另外，剂量存储器16可拆卸，从而 方便适合于不同体积或不同液体的各种尺寸和/或材料的存储器根据具体应 用的使用。
一般，与剂量存储器的排出端相对的是用于通过出口孔排出剂量存储 器内的液体的排出装置。在本发明的一个实施例中，如附图2中所示，该 排出装置是可滑动地容纳在剂量存储器16中并可在向后位置和向前位置之 间移动的柱塞15。柱塞15将尺寸加工成安装在剂量存储器16内，从而当其 从向后位置移动到向前位置时，导致剂量存储器16内的液体排出。柱塞15 从向后位置到向前位置的移动由驱动装置40控制。
驱动装置40设置在该无针注射装置的外壳1中。驱动装置40的部件通 常由耐用材料形成，其非限制性例子包括钢、不锈钢和/或合金。该无针注 射装置的部件通常由耐用材料形成，其非限制性例子包括钢、不锈钢、合 金、碳纤维和/或合成塑料。
根据本发明的一个实施例，外壳1适合于由用户手持，并可选地适合 于经连接器22容纳延长手柄(extension handle)2。或者，驱动装置40可以 设置在外壳1上。剂量存储器16可选地可拆卸地连接到外壳1上，例如经螺 纹配合。
在备选实施例中，外壳1不构造成由用户手持，而是连接到皮带上或 保持在用户所带的背包等中。或者，外壳1适合于可拆卸地连接到一结构 上。在每种情况下，驱动装置40都保持在使用时与无针注射装置的剂量部 分可操作地相关。
驱动装置40包括带有活塞和杆组件32的气密腔4，该活塞和杆组件往 复地设置在腔4内并可在向前位置和向后位置之间移动。如此处所用，词 语“气密腔”一般指的是具有往复设置在其中的活塞和杆组件的腔。该气 密腔适合于使加压气体或气体混合物的逃逸最小化或防止其逃逸，从而保 持容纳在其中的气体或气体的混合物处于加压状态。
活塞和杆组件32包括活塞部分60和杆部分30。活塞60的形状基本对应 于气密腔4的内部的形状。在本发明的具体实施例中，如附图3A、3B和3C 中所示，该气密腔4基本为具有一内部的圆柱形，具有基本圆形横截面。 活塞和杆组件32的活塞60基本为盘形，并且活塞60的圆周限定外边缘62， 该外边缘接触气密腔4的内表面64，从而活塞60在气密腔4内限定外部E和 压缩部分C。活塞60的圆周可以由密封构件66限定，该密封构件可以是O形 环。活塞60还包括用于外部E和压缩部分C之间流体连通的贯通通道(未示 出)。该通道将尺寸加工成能够使活塞和杆组件32在腔4内从向后位置到 向前位置快速移动。该构造类似于常规充气弹簧或振动吸收器内观察到的 构造，其中活塞内的通道将尺寸加工成缓冲或减小活塞和杆组件在腔内的 移动。
在一个实施例中，活塞60具有从中通过的基本圆形的通道，该通道具 有大约为活塞60的直径的三分之一(1∶3的比例)的直径。本领域技术人 员将认识到，该圆形通道的直径与活塞60的直径的比例可以改变。如果例 如该比例为1∶6，从而具有比上述1∶3的比例更小的通道直径，则活塞和 杆组件32的速度将减小。速度上的这种减小将允许充气(gas-charge)的 使用，这将不用于较大的动物或人，用于较小体积的动物或人。相反，随 着比例达到1∶1，与上述1∶3的比例相比，活塞和杆组件32的速度将增 大。在这种1∶1构造中，气密腔4用足够强的材料构成，以确保活塞和杆 组件32在移动到向前位置时不破坏腔4的末端。
活塞和杆组件32的杆30设置在腔4中，并通过腔4中的开口68。杆30与 定位在腔4的开口68周围的密封装置70的相互作用提供了密封，从而使得 从腔4的充气的逃逸最小化，或者防止其逃逸。在特定实施例中，密封装 置70为O形环。
根据本发明的另一实施例，腔4设置有与开口68相邻定位的加强构件 72。加强构件72作用成对腔4的壁和杆30提供支承。
腔4含有用于将活塞和杆组件32推动到其向前位置(如附图3A中所 示)的充气。如此处所用，词语“充气”基本指的是盛放在气密腔4内的 加压惰性气体，或者一类以上的惰性气体的加压混合物。适合于在本发明 的无针注射装置的驱动装置中使用的惰性气体的例子包括但不限于氮气、 二氧化碳、氦气、氖气、氪气、氙气和其混合物。惰性气体的选择将依赖 于各种因素，包括：应用、成本、使用的难易等。实际上，经验性试验可 以用于确认所选气体或气体混合物的适用性。在这种试验中，通过测量所 获得注射深度与用传统针进行注射时的深度(工业标准)和/或药剂制造商 推荐的药剂设置深度的比较结果，可以确定该适用性。有利的是，惰性气 体为氮气。可以使用将充气导入腔4中的常规装置，并且这是本领域技术 人员已知的。
气密腔4内的充气压力大于环境大气压，从而将活塞和杆组件32推动 到向前位置(如附图3A中所示)。最后，适当气压和气体类型的选择将取 决于注射装置的应用。有利的是，选择气密腔内的充气压力，使得药剂以 从100N到5000N的力排出。像在某些当前使用的无针注射装置那样，所产 生的力可以调节，例如以50N(例如，100N、150N、200N...4550N、 5000N)的增量。然而，本领域技术人员将清楚的是，根据刺穿物体的皮 肤所需要的力，可以选择100N和5000N之间的任何力。通过调节充气的压 力可以调节该力。
随着活塞和杆组件32从向前位置移动到向后位置，作用于将活塞和杆 组件32向前推动的气体压力增大。压缩气体在活塞和杆组件32上的排斥力 涉及充气的压力与暴露给压缩气体的活塞和杆组件32的表面面积。
根据本发明的实施例，驱动装置40包括用于对活塞和杆组件32与腔4 的内部的相互作用进行润滑的润滑介质。该润滑介质也可以增强活塞和杆 组件32的杆30与腔4的开口68中的O形环66之间的密封作用。由于杆30和密 封构件70的密封作用，使得充气和/或润滑介质从腔4的损失最小化，或防 止了该损失。本领域技术人员将认识到的是，如果存在的话，则润滑介质 的性质取决于驱动装置40的整体应用，和它使用的情况。在一个例子中， 选择润滑介质的体积和粘度，使得活塞和杆组件32在气密腔4中从向后位 置到向前位置的移动不会因润滑介质的存在而受到明显阻尼。例如，较小 体积的重量轻的油与较大体积或较重的油相比更不太可能阻尼活塞和杆组 件32的移动。相反，如果本领域技术人员要求活塞和杆组件32的速度(如 果例如将使用高压充气，则这可能是需要的)被减缓，则使用较大体积或 更粘的油。
当驱动装置安装在无针注射装置中时，可以轻微压缩活塞和杆组件， 如附图3B中所示。该轻微压缩帮助润滑介质在活塞和杆组件32周围的分 布。
在本发明的一个实施例中，注射装置的驱动部分和剂量部分直接彼此 连接。在本实施例中，间隙连接件(gap-coupling)13将活塞和杆组件32的 活塞30连接到柱塞15上。当活塞和杆组件32处于向后位置处时，间隙连接 件13在杆30和柱塞15之间保持间隙距离X。间隙连接件13可拆卸地连接到 杆30上，并与柱塞15滑动接合。如附图4A、4B和4C中所示，柱塞15安装 通过间隙连接件13中的开口，从而柱塞15滑动容纳在间隙连接件13的一端 中。间隙连接件13在相对末端处连接到连接器12上，该连接器又连接到杆 30上。在备选实施例中，间隙连接件13直接连接到活塞和杆组件32上，并 且不需要连接器。本领域技术人员将清楚的是，倘若当活塞和杆组件32处 于向后位置处时，在活塞和杆组件32与柱塞15之间保持间隙距离X，则间 隙连接件13可以以各种方法连接到杆30和柱塞15上。该构造导致，当柱塞 由于所述充气而释放移动到其向前位置时，柱塞15受到活塞和杆组件32的 “直接”冲击。
在某些情况下，期望注射装置的驱动部分与剂量部分间隔开定位(参 见附图8和9)。例如如果驱动装置较重，则这是有利的，因此用户易于在 遥控部分(remote portion)202中将该驱动部分放置在他们的腰部、后背、 挂在肩膀上等。在本实施例中，手持部分200含有剂量腔16、柱塞15和喷 嘴17。在无针注射装置的这种构造中，用于将活塞和杆组件32的移动所产 生的力传递给所述柱塞15的传递装置100合并到整个装置中。该构造导 致，当柱塞由所述排气释放而移动到其向前位置时，柱塞15受到活塞和杆 组件32的“间接”冲击。尤其是，触发器的启动导致活塞和杆组件32因所 述排气的移动而释放到向前位置，从而将力施加在传递装置100上，传递 装置又将力传递给柱塞15。在这种例子中，间隙连接件13将传递装置100 连接到柱塞15上(附图8)，或者活塞和杆组件32的活塞30连接到传递装 置100上(附图9)。当活塞和杆组件32处于向后位置时，间隙连接件13分 别保持传递装置100和柱塞15之间(附图8)，或者活塞30和传递装置100 之间的间隙距离X。传递装置100可以处于例如封闭液压软管、封闭在外壳 中的柔性多连接电缆/轴等。
选择适当的间隙距离X，以使得活塞和杆组件32的速度在装置的触发 之后和与柱塞15直接或间接冲击之前最小化。这又使得在装置的穿孔末端 处液体的冲击的有效力(available force)最小化。由于给药剂提供开口以 使之通过皮肤和皮下组织，所以该冲击力对装置的操作非常重要。由于穿 刺皮肤和皮下组织所需要的冲击远大于将所余剂量的药剂注射到期望组织 中所需要的压力，所以间隙距离X还允许注射器使用较小压力对较大动物 进行注射。与常规无针注射装置相比，这使得注射器对接受注射的物体更 加安全和带来更小的痛苦。为了进行比较，当触发时，在注射器间以一个 恒定压力操作的注射器使用相同压力穿刺皮肤和皮下组织，并输送将注射 的液体。如果用户在该过程中移动或滑动装置的穿孔端(orifice end)，则 将像使用解剖刀那样切开物体的肌肉，从而潜在地导致严重伤害。通过包 括间隙连接件13，该压力在冲击时以长钉形式将压力钉在(spike)期望水平 处，以穿刺组织，但是下降进行其余注射(参见附图10)。
如果间隙距离X太小，则活塞和杆组件32无法达到最大速度，降低了 冲击，并且用于穿刺的孔处的力较小。如果间隙距离X增大，则由于已经 达到最大速度，因此在穿孔端已经达到最大力，所以对冲击压力结果又非 常小的影响。
在本发明的一个实施例中，间隙距离X是固定距离。在一个例子中， 该间隙距离为3/8英寸。在备选实施例中，该间隙连接件可由用户调节，从 而间隙距离可根据装置的应用而改变。在另一备选实施例中，间隙连接件 整合到杆30上。
在操作中，随着活塞和杆组件32从向后位置移动到向前位置，它在杆 30的末端或者直接或者间接经传递装置100冲击柱塞15的后端之前移动间 隙距离X(附图8和9)。柱塞15又在剂量存储器16中从其向后位置移动到 向前位置，从而通过喷嘴17从剂量存储器16排出液体。
本发明的无针注射装置的驱动装置40还包括用于克服气密腔4中的充 气将活塞和杆组件32从其向前位置移动到向后位置的装置。通过用于移动 的该装置的使用，为了准备注射，用户能够“充填”该注射装置。用于移 动活塞和杆组件32的装置可以是机动装置或手动装置。
根据本发明的特定实施例，用于移动活塞和杆组件32的装置是机动装 置。这种机动装置可以包括直流(可选的是可再充电的)和/或交流电源。 在一个例子中，该电机将可拆卸地安装在其自身组件上或支架中。
根据本发明的备选实施例，用于移动活塞和杆组件32的装置是手动装 置。在附图5中示出了这种手动装置的一个例子。手柄3可枢转地连接到无 针注射装置的外壳1上，并可从第一关闭位置(如附图5A中所示)枢转到 第二开放位置(如附图5B中所示)。推杆50可枢转地连接到手柄3上。推 杆50可以长度固定，或者可以构造成允许长度改变。例如，附图5中所示 推杆50包括容纳在螺纹容纳本体8中的螺纹构件10。推杆50的长度分别通 过拧入或拧出容纳本体8中的螺纹构件10而减小或增加。
附图8和9说明了本发明的注射装置，包括远离手持部分200的遥控部 分202。根据本发明的该实施例，如上所述，用于移动活塞和杆组件32的 装置是机动装置或手动装置。而且，该机械化或手动装置可以连接到遥控 部分202上或手持部分200上。
在操作中，手柄3从第一关闭位置(附图5A)到第二开放位置(附图 5B)的移动使得推杆50与驱动构件11接合。驱动构件11可操作地与活塞和 杆组件32的杆30相关，从而为了克服充气将其从其向前位置移动到其向后 位置，驱动构件11的移动导致活塞和杆组件32的相对应移动。该移动“充 气”或驱动注射装置。
在附图1、2、4、5、6、7和9所示的本发明的特定实施例中，驱动构 件11经连接器12连接到间隙连接件13上，并且连接器12可拆卸地连接到杆 30上。在附图8中，驱动构件11和连接器12可拆卸地连接到杆30上，并连 接到用于传递装置100的装置上，该传递装置又经第二连接器212连接到间 隙连接件13上。手柄3从第一关闭位置到第二开放位置的移动导致推杆10 接合驱动构件11中的切口80。手柄3从第二开放位置返回第一关闭位置的 移动将推动力传递给驱动构件11，该驱动构件又经连接器12的移动将活塞 和杆组件32从其向前位置移动到其向后位置。在备选实施例中，驱动构件 11直接连接到活塞和杆组件32上。
一旦处于向后位置，则触发器将活塞和杆组件32保持到位。该触发器 为将活塞和杆组件32保持在向后位置的机构，并且可因压缩的充气所产生 的压力而由用户驱动，以允许活塞和杆组件32从其向后位置释放，以移动 到向前位置。
根据本发明的一个实施例，触发器的用户驱动导致推杆50与驱动构件 11的脱离接合。在附图2中所示的特定实施例中，该触发器包括触发杠杆 5，该触发杠杆具有第一末端92和第二末端94，并可绕着枢转构件24枢 转。触发杠杆5在第一末端92处连接到推杆50上。当向下的力例如通过按 钮7施加在第二末端94上时，触发杠杆5绕着枢转构件24枢转，并且第一末 端92升高，从而导致推杆50与驱动构件11脱离接合。一旦推杆50与驱动构 件11脱离接合，则进行活塞和杆组件32的向前移动，不会停止或减慢活塞 和杆组件32响应于压缩充气从其向后位置到其向前位置的移动。在包括遥 控部分202和手持部分200的装置的情况下，触发器的用户驱动可以在遥控 部分202或手持部分200或它们两个上进行。如附图8和9中所示，杠杆220 为手持部分200中的常规手指触发器，并经触发器缆绳206连接到遥控部分 202上。触发器缆绳206的非限制性例子为钢缆，可选地可滑动地容纳在塑 料外壳中。本领域技术人员将明确的是，各种类型的缆绳都适用于用作触 发器缆绳206。
与本发明的注射装置相反，先前的注射器要求触发器在注射的整个过 程期间受到挤压。在这种注射器中，如果用户停止挤压触发器，则注射过 程终止。因此，由于使用触发器的用户错误，现有装置能够导致期望剂量 的药剂的不完全执行。
根据本发明的一个实施例，该注射装置包括触发器导向器23，它设计 用于使得驱动装置的无意触发的可能性最小或消除该可能性。
根据本发明的另一实施例，该注射装置包括安全销，以将手柄3保持 在第一关闭位置，直到拔出，进行使用为止。该安全销可以包括手柄3的 底侧上的可移动面向下的钩子，该钩子与外壳1的外表面上面向上的钩子 相互作用。通过移动该面向下的钩子，安全销释放，并且手柄3可移动到 其第二开放位置。或者，该安全销可以包括手柄3中的狭槽，用于容纳外 壳1的外表面上的可压下把手。通过将该把手压下，安全销释放，并且手 柄3可移动到其第二开放位置。
附图11-21和22-25说明了本发明的备选实施例所述无针注射装置， 它包括用于将活塞和杆组件从其向前位置移动到其向后位置的手动装置或 机动装置。在每种情况下，该装置都包括用于传递和/或放大施加到注射装 置上的力，用于对驱动装置进行充气的装置。根据本发明的特定实施例， 用于传递和/或放大所施加的力的装置包括齿轮组件；在附图11-21和22- 25中说明了它的例子。这种齿轮组件提供机械优点，以帮助驱动装置的充 气。附图11-21和22-25中所示无针注射器的驱动装置包括可操作地与所 述活塞和杆组件的杆相关的驱动构件。用于移动活塞和杆组件的手动装置 或机动装置将力传递给齿轮组件，该齿轮组件又传递并可选地放大该力给 驱动构件，以将活塞和杆组件从向前位置移动到向后位置。
如上所述，本发明的无针注射装置的驱动装置40还包括用于克服气密 腔4中的充气将活塞和杆组件32从其向前位置移动到其向后位置的装置。 该用于移动活塞和杆组件32的装置可以是机动装置或手动装置。
参照附图11-21，驱动装置40设置在导向管348内，该导向管又经连 接器390连接到剂量存储器16上。连接器390为基本开放末端的圆柱体，它 具有用于可拆卸地连接到导向管348上的第一末端，和用于可拆卸地连接 到剂量存储器16上的第二末端。可选地，连接器390经螺纹连接可拆卸地 连接到导向管348上。类似地，连接器390可选地经螺纹连接可拆卸地连接 到剂量存储器16上。
在备选实施例中，连接器390经四分之一圈释放装置可拆卸地连接到 剂量存储器16上。在这种四分之一圈释放机构中，连接器390还包括从连 接器390的内表面突出的两个销子(未示出)。在该例子中，剂量存储器 16包括其外表面中基本L形的凹槽。该突出的销子和基本L形的凹槽构造 成，当剂量存储器16插入到连接器390中时彼此可滑动地配合，并转动， 从而销子跟随该基本L形的凹槽。在四分之一圈释放装置中，筒形波状弹 簧(barrel wave spring)400设置在连接器390和剂量存储器16之间，从而推 动连接器390和剂量存储器16分开，并防止连接器390和剂量存储器16的自 由转动。
柱塞15设置在剂量存储器16内，并可拆卸地连接到间隙连接件13上。 在一个例子中，柱塞15通过螺钉连接到间隙连接件13上。在另一例子中， 柱塞15通过四分之一圈机构连接到间隙连接件13上。该间隙连接件13可拆 卸地连接到活塞和杆组件32的活塞30上。惰轮316可滑动地安装在导向管 348中，并连接到间隙连接件13上。
充填
如上所述，活塞和杆组件32从其向前位置到其向后位置的移动对注射 装置进行充填。在使用中，附图11至21中所示的注射装置通过将惰轮316 从向前位置移动到向后位置进行充填，该惰轮又将活塞和杆组件32从其向 前位置移动到其向后位置。因此，在附图11-21中所示的装置中，惰轮 316起到驱动构件的作用，如上所述。
如上所述，齿轮组件提供机械优点，以帮助驱动器的充填。根据本发 明的一个实施例，用户将驱动力施加到手动装置上，用于移动杆和活塞组 件32。在附图11至21中所示的特定实施例中，该手动装置包括充填手柄 300，它连接到支架364上，该支架又通过棘轮机构311可枢转地连接到主 轴302上。充填手柄300可从第一关闭位置(如附图11、16、17、18和19中 所示)枢转到第二开放位置(未示出)。主轴302通过齿轮末端308安装， 并包括第一末端301和第二末端303。当充填手柄300转动时，充填手柄300 和支架364转动主轴302。
棘轮机构311和接合棘轮机构311的爪313构造成，在充填手柄300从第 一关闭位置移动到第二开放位置时，允许主轴302转动，并在充填手柄300 从第二开放位置移动到第一关闭位置时，防止主轴302转动。其他合适的 棘轮机构将是本领域技术人员已知的，并可以合并到本发明的无针注射装 置中。
主齿轮310连接到主轴302的第一末端301上；主滑轮312连接到主轴 302的第二末端303上。主齿轮310和主滑轮312都与主轴302一起转动。缆 绳314通过惰轮316，并包括连接到主滑轮312上的第一末端315和连接到主 齿轮末端308上的第二末端(未示出)。缆绳314用铁和/或其他合适的材料 构成。
齿轮可操作成将惰轮316从向前位置移动到向后位置，从而将活塞和 杆组件32从其向前位置移动到其向后位置。
主滑轮312可从第一退绕位置转动到第二卷绕位置。随着主滑轮312从 第一退绕位置移动到第二卷绕位置，缆绳314卷绕在主滑轮312上，并拉动 惰轮316，从而克服气密腔4中的充气将活塞和杆组件32从其向前位置移动 到其向后位置。
在本例子中，触发器是将活塞和杆组件32可释放地保持在其向后位置 处的触发器机构。
触发器枢转臂328可绕着第二轴332从锁定位置枢转到解除锁定位置。 触发齿轮326安装在触发器枢转臂328上；当触发器枢转臂328处于锁定位 置时，触发齿轮326相对于主齿轮310啮合。在锁定位置处，触发齿轮326 随着主齿轮310转动而转动。
驱动齿轮330安装在副轴332上，并同样与触发齿轮326啮合；随着触 发齿轮326转动，驱动齿轮330也转动。
当充填手柄300从第一关闭位置移动到第二开放位置时，单向离合器 (未示出，但是整体表示在位置336处)允许副轴332转动。于是，当充填 手柄300从第一关闭位置移动到第二开放位置时，单向离合器336通过防止 主轴302和副轴332转动来保持驱动装置40的充填。
充填手柄300从第一关闭位置到第二开放位置并返回的重复移动导致 主滑轮312的连续卷绕，和活塞和杆组件32克服气密腔4中的充气到向后位 置的移动。
驱动装置40的充填连续，直到获得期望的充填为止。在一个例子中， 剂量环(dosage ring)用于设定期望的充填。在该例子中，剂量环定位在 导向管348上，并能够锁定到位。用户可调节该剂量环，以设定活塞和杆 组件32可以拉回的程度；因此，用户可调节该剂量环，以设定最终抽取到 注射器中用于随后注射的药剂量。剂量环可以设定成包括大范围的充填， 从而设定大范围的注射量。在一个例子中，剂量环可在大约0.01cc到大约 5cc之间的剂量范围上调节。
当触发器枢转臂328移动到解除锁定位置时，触发齿轮326从主齿轮 310转开，使得主齿轮310和主轴302转动，从而允许主滑轮312从第二卷绕 位置移动到第一退绕位置。由于压缩充气所产生的压力，主滑轮312从第 二卷绕位置到第一退绕位置的移动允许活塞和杆组件32从其向后位置移动 到其向前位置。
触发器枢转臂328通过一系列触发器杠杆和一触发器杆可操作地连接 到筒状触发器356或手指触发器354上。第一触发器杠杆338可枢转地连接 到触发器枢转臂328和第二触发器杠杆340上。第二触发器杠杆340可枢转 地连接到枢轴安装380上。第二触发器杠杆340包括狭槽366。第三触发器 杠杆342在枢轴安装380处可枢转地安装到主齿轮末端308上。第三触发器 杠杆342的第一末端343在狭槽366处可滑动地连接到第二触发器杠杆340 上；第三触发器杠杆342的第二末端345连接到第四触发器杠杆344上。第 四触发器杠杆344在枢轴安装370处可枢转地安装到第三触发器杠杆342 上，并连接到主触发杆306的第一末端307上。
主触发器杆306通过触发器杆导向器346可滑动地安装，该触发器杆导 向器连接到导向管348上。主触发器杆306可在向前位置和向后位置之间移 动。在向前位置处，触发器枢转臂328处于锁定位置；在向后位置处，触 发器枢转臂328移动到解除锁定位置。手指触发器连杆350具有连接到主触 发器杆306上的第一末端，和连接到手指触发器354上的第二末端。筒状触 发器356可滑动地安装在存储器16上。筒状弹簧352推动筒状触发器356远 离主触发器杆306的第二末端309。可以通过使用筒状触发器356或手指触 发器354实现无针注射器的驱动。
使用筒状触发器356，喷嘴17推动到本体上，以用足够的力注射，以 克服筒状弹簧352移动筒状触发器356，从而接触和将主触发器杆306从其 向前位置移动到其向后位置。
使用手指触发器354，将手指触发器354从向前位置移动到向后位置使 得手指触发器连杆350将主触发器杆306从其向前位置移动到其向后位置。
主触发器杆306从其向前位置到其向后位置的移动导致第四触发器杠 杆344、第三触发器杠杆342、第二触发器杠杆350和第一触发器杠杆338作 用，从而将触发器枢转臂328从锁定位置移动到解除锁定位置。如上所 述，触发器枢转臂328到解除锁定位置的移动允许主齿轮310和主轴302转 动，从而允许主滑轮312从第二卷绕位置移动到第一退绕位置。由于压缩 充气所产生的压力，主滑轮312从第二卷绕位置到第一退绕位置的移动允 许活塞和杆组件32从其向后位置移动到其向前位置。
随着注射，弹簧(未示出)将手指触发器350从其向后位置推动到其 向前位置。手指触法器350到其向前位置的移动导致主触发器杆306从其向 后位置到其向前位置的移动，和触发器枢转臂328从其解除锁定位置到其 锁定位置的移动。现在用户能够重复充填程序。
或者，筒状触发器弹簧352将筒状触发器356从其向后位置推动到其向 前位置。触发器枢转臂328和第一触发器杠杆338(未示出)之间的机构弹 簧将这些部件拉在一起，从而将触发器枢转臂328从释放位置移动到锁定 位置。
可选地包括触发器安全销(safty)。在本实施例中，触发器安全销304 可从锁定位置移动到解除锁定位置。当充填手柄300从第一关闭位置移动 到第二开放位置，主轴302转动，并导致触发器安全销304从解除锁定位置 移动到锁定位置。在锁定位置中，触发器安全销304防止主触发器杆306移 动到其向后位置。触发器安全销304可枢转地安装在主齿轮末端308上，并 具有将触发器安全销304推动到锁定位置的两个弹簧(未示出)。当充填 手柄300移动到其第一关闭位置时，触发器安全销304从锁定位置移动到解 除锁定位置。棘轮机构311和爪313作用在触发器安全销304上，从而使得 主触发器杆306移动到其向后位置。
附图11-21中所示的无针注射器也可以使用机动装置驱动，用于充 填。在机械化充填的情况下，充填手柄300能够保持到位或去除。如果充 填手柄300保持到位，则包括棘轮机构(未示出)，并允许其通过齿轮电 机360使注射器正常操作。另外，如果充填手柄300存在，则使用安全销停 用帽(safety deactivating cap)(未示出)停用触发器安全销304。
根据本发明的一个实施例，齿轮电机306是通过如可充电电池之类的 电池供电的直流齿轮电机。可选地，该电池位于电池座(battery mount) 358中。用户使用摇臂开关(未示出)驱动齿轮电机360，它允许电流从电 池流到齿轮电机360。齿轮电机360转动小齿轮362，小齿轮转动伞齿轮 334。副轴332转动驱动齿轮300(如上所述)，驱动齿轮转动触发齿轮 326。主齿轮310转动主滑轮312，主滑轮卷绕缆绳314，从而将活塞和杆组 件32从向前位置移动到向后位置。
在本实施例中，剂量环(未示出)包括电限位开关(未示出)，间隙 连接件13与活塞和杆组件32一旦到达电限位开关，则终止电流到齿轮电机 360的流动，从而停止充填。与手动充填所描述的相同，同样的单向离合 器336将载荷保持在副轴332上。
使用筒状触发器356或手指触发器354以与手动充填所述相同的方式实 现触发。
一旦活塞和杆组件32返回向前位置，则驱动第二电子开关(未示 出)，它允许齿轮电机360启动并再次重新充填单元。
第三电子开关(未示出)安装在手指触发器354上，该手指触发器起 到安全销开关的作用。手指触发器354必须处于电机360的其向前位置(或 从任何推动或挤压释放)，以重新启动。这确保了触发齿轮326和主齿轮 310在齿轮电机360启动之前接合。
附图22-25说明了本发明的另一实施例所述的无针注射器。附图22- 25中所示注射器也包括传递和/或放大施加到注射器上的驱动力，用于克服 充气移动活塞和杆组件的齿轮组件。为了提供机械优点，以帮助驱动器的 充填，该齿轮组件与用于移动活塞和杆组件的手动装置或机动装置可操作 地相关。附图22-25中所示的注射器还包括与所述活塞和杆组件的杆可操 作地相关的驱动构件。从而，所述手动装置或所述机动装置将力传递给所 述齿轮组件，该齿轮组件将力传递给所述驱动构件，以将所述活塞和杆组 件从向前位置移动到向后位置。
参照附图22-25，外壳1可拆卸地连接到储存器16上。驱动装置40设 置在外壳1中导向管348中。联合连接器504可拆卸地连接到导向管248上， 并起到间隙连接件的作用。驱动装置40的活塞和杆组件32可拆卸地连接到 导向管348上。活塞15可滑动地设置在储存器16中，并可滑动地连接到联 合连接件502上。齿条504连接到导向管348的外表面上，并可滑动地设置 在外壳1的狭槽506中。
如上所述，活塞和杆组件32从其向前位置到其向后位置的移动充填驱 动装置40。在附图22至24中所示的装置中，通过将齿条504从向前位置移 动到向后位置实现注射器的充填，这又将活塞和杆组件32从其向前位置移 动到其向后位置。因此，齿条504起到驱动构件的作用。
根据本发明的一个实施例，齿轮电机360转动小齿轮362，小齿轮又转 动伞齿轮334。伞齿轮334连接到轴506的第一末端上，并且齿轮508连接到 轴506的第二末端上；齿轮508随着伞齿轮334转动而转动。轴506安装在齿 轮座509中，齿轮座连接到外壳1上。
齿轮508转动空转齿轮510，空转齿轮转动复合齿轮512。复合齿轮512 包括外齿轮514和内齿轮516。空转齿轮510可转动地接合外齿轮514。内齿 轮516可转动地接合充填齿轮520。复合齿轮512的转动转动了充填齿轮 520。
充填齿轮520包括第一齿轮518和凹陷的第二齿轮(未示出，但是用附 图标记522表示的线整体表示)。充填齿轮520可转动地连接到离合器座 540上；离合器作540在连接座542处可枢转地连接到外壳1上。充填齿轮 520可在充填位置和释放位置之间移动。在充填位置处，充填齿轮520的第 一齿轮518接合齿条504，并可操作成将齿条540从其向前位置移动到其向 后位置，从而将活塞和杆组件43从向前位置移动到向后位置，并充填驱动 装置40。凹陷的第二齿轮522可转动地接合锁定齿轮524，锁定齿轮连接到 单向离合器336上。
当将齿条504从其向前位置移动到其向后位置时，单向离合器336和锁 定齿轮524使得充填齿轮520能够转动，并不允许充填齿轮520转动，从而 将齿条504从其向后位置移动到其向前位置。于是，单向离合器336保持驱 动装置40的充填。
驱动装置40的充填继续进行，直到实现期望的充填为止。在一个例子 中，剂量环526用于设定期望的充填。在该例子中，剂量环526定位在外壳 1上用户确定的位置处，并可以锁定到位。剂量环526包括用于容纳齿条 504的导向器528。导向器528包括内表面上与齿条504配合接合的传动齿 (未示出)。当剂量环526锁定在外壳1和齿条504上时，齿条504与活塞和 杆组件32可向后拉出的程度由用户确定；因此，剂量环是可由用户调节 的，以设置最终抽入到注射器中的药剂量，用于随后的注射。剂量环可以 设置成包括宽范围的充填，从而包括宽范围的注射量。在一个例子中，剂 量环可在大约0.01cc到大约5cc之间的体积范围上调节。
当充填齿轮520从其充填位置移动到其释放位置时，充填齿轮520与齿 条504脱离接合，允许齿条504从其向后位置移动到其向前位置。
在该例子中，触发器是将活塞和杆组件32保持在其向后位置处的触发 器机构。
充填齿轮520通过触发器释放可操作地连接到筒状触发器356或手指触 发器354上。触发器释放532连接到离合器座540上，并可操作成将充填齿 轮520在其充填位置和其释放位置之间移动。在附图22-24的例子中，剂 量环526包括触发器掣子(catch)530，该触发器掣子构造成可释放地接合 触发器释放532。当齿条504已经移动到其向后位置时，触发器掣子530接 合触发器释放532。在触发器掣子530连接到触发器释放532上之后，充填 齿轮520从其充填位置移动到其释放位置。因此，通过触发器掣子530与触 发器释放532的连接将驱动装置40内的充填保持到位。
无针注射器的驱动通过使用筒状触发器356或手指触发器354实现。在 每种情况下，通过移动手指释放532从而将触发器掣子530从触发器释放 532脱离接合，从而允许齿条504从其向后位置移动到其向前位置，实现驱 动。通过使用手指触发器354，按压手指触发器354导致触发器掣子530与 触发器释放532脱离接合。通过使用筒状触发器356，喷推17推动到本体 上，以足够的里注射，以克服筒状弹簧(未示出)移动筒状触发器356， 从而导致触发器掣子530与触发器释放532脱离接合。
在备选实施例中，附图22-24中所示的无针注射器适合于手动充填。 在手动充填的情况下，不使用齿轮电机360。相反，充填手柄和棘轮机构 (未示出)直接或间接转动齿轮506。在齿轮506的间接转动的情况下，链 轮可选地用于将充填手柄和棘轮机构连接到齿轮506上。充填和驱动如上 所述地进行。
本领域技术人员将认识到的是，齿轮和传动装置的各种设置都可用于 齿轮组件中，以增大用于充填驱动装置40的机械优点。例如，包括作用在 彼此上的几个齿轮的“齿轮系”能够驱动齿轮齿条副，该齿轮齿条副直接 或间接地作用在活塞和杆组件32上，以将活塞和杆组件移动到其向后位置 处。行星驱动齿轮箱可以用于以类似方式直接或间接作用在活塞和杆组件 32上。类似地，可以使用行星齿轮箱和棘轮系统。另一方案是使用蜗轮传 动。任何适当的单个“齿轮选择”的任何组合或设置都能够将机械优点增 大几倍，从而减小充填驱动装置40的力。这种“齿轮系”的辅助和使用使 得用户更容易充填驱动装置40。
如本领域技术人员很容易认识到的那样，喷嘴在物体上的定位将依赖 于数个因素，包括但不限于将注射的物种和身体区域，将注射的物体的年 龄和充气的压力。例如，某些动物物种将具有比其它物种更难以穿刺的皮 肤。这是部分由于物种在皮肤厚度上的差异。另外，特殊物种将具有或多 或少难以注射的本体区域。由于皮肤厚度和粗糙度能够随着年龄而改变， 所以动物和/或人的年龄也可以对注射的难易具有影响。例如，在某些物种 中，年青的个体(例如，新生的或未成年的)将具有比成年个体更易于注 射的皮肤。同样，在各种动物中，例如耳朵后面的区域或四肢的褶皱中将 通常更容易注射。与更难以注射的身体区域相比，更容易注射的这些身体 区域将需要较小压力的充气。当选择充气的压力时，本领域技术人员将认 识到并考虑到各种物种、身体区域和/或年龄差异。
本发明的注射装置可选地包括用于将液体供给到剂量存储器16的供料 存储器。在特定的非限制性例子中，如附图2和9中所示，供料存储器为盛 有药剂的针筒。在附图8中，供料存储器为盛有药剂的瓶子208。针筒21和 瓶子208通过一定长度的管子19和单向阀18连接到剂量存储器16上。单向 阀18允许药剂从针筒24到剂量存储器16单向移动。在这些实施例中，柱塞 15栽培量存储器16中从向前位置到向后位置的移动导致单剂量的药剂从针 筒21抽吸到剂量存储器16中。
根据本发明的另一方面，提供将无针注射装置用于将液体注射通过物 体的皮肤的方法，该物体可以是动物或人。该方法包括步骤：(I)提供 本发明的无针注射装置，它具有将进行注射的至少一个剂量的液体； (II)通过将活塞和杆组件32移动到向后位置驱动该装置；将喷嘴17放置 在将注射的物体的皮肤上；及(III)触发驱动装置，以将一剂量的液体通 过出口孔和喷嘴17排出，并通过物体的皮肤。
本说明书中提到的所有公开、专利和专利申请都象征了本发明有关的 本领域技术人员的熟练水平，并在此处通过引用合并进来，仿佛每个单独 公开、专利或专利申请都特别和单独通过引用合并。
上述本发明，明显的是将以多种方式改变。这种改变不看作脱离本发 明的精神和范围，并且如本领域技术人员清楚的那样，所有这些修改都包 括在下述权利要求的范围内。