多室注射器 【技术领域】
本发明涉及一种多室注射器，具体地涉及一种预注的单筒多室注射器(single barreled multi-compartment syringe)，该多室注射器在分开的室内存储至少两种物质，直至在使用之前准备混合为止。
【发明内容】
根据本发明的多室注射器是单筒注射器，其可被构造成在气密密封的室内分开存储药剂或其他配方的两种或更多种组分，直至使用之前为止。
当准备将预注的注射器内的容纳物混合时，可以容易地打开将各个室分隔开的(多个)密封，使各个室之间建立流体连通，从而各个室内的容纳物可以被混合，以形成药剂。
根据本发明的一个实施例的两室注射器设备包括注射器本体和肩部，其中该注射器本体在其顶端和底端都具有开口，该肩部位于顶端和底端之间。肩部将注射器本体划分成顶室和底室。
位于肩部和注射器本体的底端之间的基脊(base ridge)将注射器本体进一步限定成底室侧壁部分(bottom compartment sidewall portion)和基部套筒部分(base skirt portion)。底室侧壁部分位于肩部和基脊之间，而基部套筒部分位于基脊和注射器本体的底端之间。底室侧壁部分的直径大于顶室侧壁部分(top compartment sidewall portion)的直径，而基部套筒部分的直径大于底室侧壁部分的直径。
柱塞被设在注射器本体内，其具有轴、远端、近端和位于远端处的柱塞头。柱塞头构造成并适于当其与顶室侧壁结合时形成可滑动的气密密封。柱塞可在第一位置和第二位置之间轴向平移，其中在第一位置，柱塞头可滑动地密封结合在顶室侧壁内，将注射器本体划分成顶室和底室，而在第二位置，柱塞头从顶室侧壁部分脱离，在顶室和底室之间建立了流体连通。
还设有一个具有小孔的塞子(bung)。柱塞轴被可滑动地置于塞子的小孔内，从而塞子沿柱塞轴可在密封位置和非密封位置之间滑动，其中，在密封位置，该塞子将底端开口气密密封，而在非密封位置，底端开口没有被密封。当塞子处于其密封位置时，其基本被置于注射器本体的基部套筒部分内，且柱塞可在其第一位置和第二位置之间轴向平移，而没有将塞子从基部套筒部分移出。为了能够使柱塞平移而不移出塞子，可这样构造塞子，即，塞子和注射器本体之间的摩擦大于塞子和柱塞轴之间地摩擦。
根据一种方法，首先通过将注射器的两室实施例的本体在垂直位置定向，其顶端开口指向上方，可装配并填充注射器。柱塞然后被插入注射器本体内，首先插入柱塞头部分，直到柱塞头与顶室侧壁结合为止。这就在肩部附近、在顶室的底部形成了气密密封。然后通过顶端开口将顶室填充药剂的第一组分，优选是液体组分，且用适当的顶部密封部件或组件将该顶室密封。为防止在存储过程中第一组分由于长时间暴露于空气而产生任何降解(degradation)，可调节顶室的大小以完全充满第一组分液体，使得在顶室内部的气泡最小化或彻底消除。或者，在顶室内的任何未充满的空间可充满不与第一组分发生化学反应的物质，例如氮气。
在药剂的第一组分是液体的情况下，通过将柱塞完全插入顶室的一端、将开放的顶端浸入液体内、而后通过将柱塞拉回到室之间的密封位置而将液体吸入顶室内，可将顶室填充。
接下来，注射器设备可被翻转180度，使密封的顶端指向下，从而底端开口朝上。通过底端开口将底室填充药剂的第二组分，并用塞子将该底室密封。第二组分可以是液体或粉末的固体物质。在该实施例中，塞子将底端开口密封，将第二组分以水合形式置于底室内，并采用冻干法将其干燥。在冻干法开始之前，将塞子拉近基部套筒部分，使其几乎配合进入基部套筒部分内，且塞子的基本部分仍保持在基部套筒部分的外部。在冻干法过程中，产生在底室内的真空将塞子完全拉入基部套筒部分内，从而将底端开口密封。
可替换地，注射器本体的底端开口可构造成并适于使用底部关闭件来密封，该底部关闭件可被旋入注射器本体的底端开口上。
还提供了具有三个室的注射器设备，其用于独立地存储药剂的三种组分，直到准备使用时为止。在该实施例中，注射器设备具有附加的室，该附加的室位于顶室和底室之间。如同两室实施例的情况，各个室部分的直径逐渐增大，其中距顶端开口最近的顶室的直径最小，而底室的直径最大。通过柱塞头和顶室侧壁而形成顶室和中间室之间的气密密封。中间室和底室之间的气密密封由附加的塞子形成，该附加的塞子与中间室和底室之间的注射器本体部分(在此，注射器本体的直径发生变化)密封地结合。本发明还包括装配和填充这种注射器设备的方法。
现将根据本发明注射设备的两室和三室实施例来详细叙述本发明。本领域技术人员可以理解，相同的原理也可应用于具有多于三室的注射器设备。
【附图说明】
本发明的特征和优点将从下面对本发明的详细说明中变得更加清楚，其中相同的元件采用相同的标记，在附图中：
图1是具有两室的本发明的注射器设备的一个实施例的透视图，其中为了显示注射器的内部结构，注射器本体被显示为半透明；
图2是图1的注射器设备的塞子的剖视图；
图3是图1的注射器设备的剖视图，示出了在中间阶段(interim stage)处于填充并装配注射器设备过程中的注射器设备，其中该注射器设备的顶室已充有所需的物质并被密封；
图4是图3的注射器设备的剖视图，示出了在下一个中间阶段处于填充并装配注射器设备过程中的注射器设备，其中该注射器设备的底室已被填充并密封，为使用做好了准备；
图5是图4的注射器设备的剖视图，示出了柱塞缩回底室中，从而两个室相互连通，以允许两个室内的容纳物混合；
图6是图5的注射器设备的剖视图，其中柱塞已被推入顶室中，以分配混合的药剂，其中该柱塞现在处于顶室内，且已从顶端开口取下帽；
图7是图6的注射器设备的剖视图，其中在顶室内的药剂被完全分配之后，柱塞处于完全压下位置；
图8是本发明的另一两室实施例的剖视图；
图9是图8的注射器设备的底部关闭件的剖视图；
图10是图8的注射器设备在其填充容纳物之前的剖视图；
图11是图8的注射器设备的剖视图，该注射器设备在中间阶段处于填充并装配注射器的过程中，其中顶室正被充有配方的第一组分；
图12是图11的注射器设备的剖视图，该注射器设备在下一中间阶段处于填充并装配注射器的过程中，其中底室正被充有配方的第二组分；
图13是图12的注射器设备的剖视图，该注射器设备在下一阶段处于填充并装配注射器设备的过程中，其中两个室已被填充并密封；
图14是图13的注射器设备的剖视图，其中两个室之间的间隔已被打开，且第一和第二组分被混合；
图15是图14的注射器设备的剖视图，其中该注射器设备在下一阶段处于混合并分配注射器设备内的容纳物的过程中；
图16是图15的注射器设备的剖视图，其中该注射器设备在下一阶段处于混合并分配注射器设备内的容纳物的过程中，该注射器设备已准备好分配；
图17是图16的注射器设备在不同方位的剖视图；
图18是三室注射器形式的本发明的另一个实施例的透视图，其中为便于显示注射器的内部结构，注射器本体被显示为半透明；
图19是图18的注射器设备的第一塞子的剖视图；
图20是图18的注射器设备的第二塞子的剖视图；
图21是图18的注射器设备的剖视图，示出了在中间阶段处于填充并装配注射器设备过程中的注射器设备，其中柱塞被插入注射器本体内，从而柱塞头与顶室侧壁密封地结合；
图22是图21的注射器设备的剖视图，示出了在中间阶段处于填充并装配注射器设备过程中的注射器设备，其中顶室和中间室已被填充并密封；
图23是图22的注射器设备的剖视图，示出了在下一中间阶段处于填充并装配注射器设备过程中的注射器设备，其中底室已被填充并密封；
图24是图23的注射器设备的剖视图，其中柱塞已被抽出，从而柱塞头位于中间室内，且第一塞子处于底室内，从而三个室相互连通，以允许三个室内的容纳物混合；
图25是图24的注射器设备的剖视图，其中柱塞已被推入顶室内，以分配混合的药剂，其中该柱塞现在处于顶室内，且已从顶端开口上取下帽；以及
图26是图25的注射器设备的剖视图，其中在顶室内的药剂被完全分配之后，柱塞处于完全压下位置。
【具体实施方式】
图1-7披露了根据具有两个室的一个实施例的注射器设备100。图1示出了包括注射器本体110的注射器设备，该注射器本体110具有两个开口端：顶端开口124(参见图3)和底端开口126。注射器本体110具有三个主要部分：顶室侧壁102、底室侧壁104和基部套筒部分106，注射器本体的直径沿各个部分逐渐增大。即，基部套筒部分106的直径大于底室侧壁104的直径，而该底室侧壁104的直径又大于顶室侧壁102的直径。
在顶室侧壁102和底室侧壁104之间是肩部103，在此处，注射器本体110的直径从顶室侧壁102的直径变成底室侧壁104的直径。在底室侧壁104和基部套筒部分106之间是基脊107，在此处，注射器本体110的直径从底室侧壁104的直径变成基部套筒部分106的直径。
注射器设备100还包括柱塞130。柱塞130由柱塞轴138、远端137和近端139组成，并在远端137处设有柱塞头132。柱塞头132与顶室侧壁102的侧壁表面密封地结合，从而形成气密密封，该气密密封在顶室120和底室122之间形成了间隔。柱塞头132优选由弹性体制成，该弹性体具有适于提供所需的密封质量的特征(例如，硬度、弹性等)。选作柱塞头132的特定弹性体也应该相对于该柱塞132可能与之接触的特定药剂或组分在化学性质上具有惰性。拇指座(thumb rest)136可设在柱塞130的近端139上，通过拇指座136，使用者可将柱塞130推进注射器本体110内，从而分配注射器设备100内的容纳物。
注射器设备100还包括用于密封底端开口126的塞子140。图2示出了塞子140的详细的横截面。塞子140具有穿过其轴向中心的中心小孔146，从而通过该中心小孔接收柱塞130，且塞子140可沿柱塞轴138上下移动。塞子140的外表面设有多个外部密封肋144，其用于与基部套筒部分106的内表面密封地结合并将底端开口126密封。中心小孔146的侧壁设有多个内部密封肋142，其用于与柱塞轴138密封地结合。这些密封肋可构造成通过压缩与配合表面形成气密密封。在装配时，塞子140被置于拇指座136和止动键形物(stopper tab)134之间的柱塞轴138上。
当塞子140被置于其密封位置时，优选地可将柱塞130从注射器本体110部分地抽出，而不会使塞子140从其在基部套筒部分106内的密封位置移出。这就允许柱塞头132从顶室侧壁102内移出，从而在顶室和底室之间建立连通，而不会打开底端开口。
为了能够平移柱塞130而不使塞子140从其在基部套筒部分106内的密封位置移出，塞子140可构造成使其和基部套筒部分106之间的摩擦大于塞子140和柱塞轴138之间的摩擦。
塞子140设有腔(well)148，从而内密封肋142被限定在塞子140的下部147的受限表面内。在该实施例中，与内密封肋142相比较，设有更大数量的外密封肋144。当这样设置外密封肋和内密封肋的尺寸，即，各个密封肋和其配合面、基部套筒部分或柱塞轴之间的静摩擦基本相等时，这种结构使得塞子140和基部套筒部分106之间的摩擦大于塞子140和柱塞轴138之间的摩擦。
尽管在图2中示出的塞子140的特定示例中，通过改变各个密封表面处的密封肋的数量，可以控制塞子和注射器本体110及柱塞轴138之间的摩擦力，但是对本领域普通技术人员显而易见的是，通过许多其他方法也可以获得相同的结果。例如，可以改变密封肋的尺寸(例如，它们的宽度和厚度)，从而在各个密封界面获得所需的摩擦力，而不必改变密封肋的数量。
图1示出了在存储结构中的完全装配的注射器设备100。柱塞130被置于注射器本体110内部，从而柱塞头132在肩部103附近与顶室侧壁102密封地结合。因此，柱塞头132将注射器本体110分隔成顶室120和底室122。由柱塞头132和顶室侧壁102形成的密封可以是气密的，从而药剂或其他配方的两种组分可被分开存储在各个室内，直到准备混合时为止。
在这个完全装配并准备用于存储的结构中，塞子140基本处于基部套筒部分106内，从而多个外密封肋144与基部套筒部分106的内壁密封地结合，以气密密封底端开口126。基脊107起到止动器的作用，用以阻止塞子140移动太远以至于移入注射器本体110内。
通过顶部密封部件或组件可拆卸地密封顶端开口124，该顶部密封部件或组件构造成在需要时是可拆卸的；例如，当注射器设备100内的容纳物已被混合且准备分配时。顶部密封部件150可以是图3中示出的帽。在该实施例中，顶部密封部件150是螺帽。帽150设有螺纹152，而注射器本体110的顶端开口124也设有螺纹109。这样帽150可被旋到注射器本体110上，从而将顶端开口124密封。
对于本领域技术人员，明显的是，顶部密封部件150和顶端开口124可构造成以适当且适于具体应用的多种方式相互密封地结合。例如，顶部密封部件150可以是由合适的材料制成的箔片或膜片，该箔片或膜片可沿着顶端开口124的边缘125热封。当准备使用注射器设备100时，可以撕掉热封的膜片，从而打开顶端开口124。
现将参考图3和4来描述装配和填充注射器设备100的过程。在垂直位置定位注射器本体110，其顶端开口124指向上方。然后通过底端开口126将柱塞130插入注射器本体110内，首先插入柱塞头132，直到柱塞头132与顶室侧壁102结合为止。柱塞头132与顶室侧壁102的结合在肩部103附近的顶室120的底部处形成了气密密封。
然后通过顶端开口124将顶室120填充药剂的第一组分，并用帽150密封该顶室120。在本发明的该实施例中，第一组分优选为药剂的液体组分。为了防止在存储过程中由于长时间暴露于空气而造成第一组分的任何降解，顶室120可完全充满第一组分液体，当用帽150密封时使得顶室120内的气泡最小化或彻底消除。在替换的方式中，填充过程可在真空或惰性气体环境下进行，从而即使顶室没有完全填充第一组分液体，在用帽150密封之后，在顶室内部也没有任何被捕获的气体。
也可以通过将柱塞完全插入顶室的端部、将开放的顶端浸入第一组分液体内、然后通过将柱塞拉回室之间的密封位置而将液体吸入顶室内而将顶室填充。可这样形成注射器本体110的尺寸，即，当柱塞被抽回到其密封位置时，顶室120将填充所需的预定量的第一组分20。
帽150优选构造成并适于沿着顶端开口124的边缘125形成气密密封。但是，对本领域技术人员显而易见的是，对于由帽150形成的密封质量的具体要求将受到意欲使用注射器设备的具体应用支配。对于由塞子140在底端开口126处形成的密封以及由在顶室120和底室122间的柱塞头132形成的密封来说是这样的。
图3是注射器设备100在这个装配阶段的剖视图。顶室120已填充药剂的第一组分，顶端开口已被帽150密封，且在相对端被柱塞头132密封。
在这个装配阶段，注射器设备100可被旋转180度，使帽的一端朝下，从而底室122可被填充。在这个装配阶段，塞子140还没有处于其密封位置，而是放在靠近柱塞130的拇指座136的位置处，从而底端开口126不受任何阻碍。柱塞轴138和塞子140上的内密封肋142间的静摩擦力将阻止塞子140滑下柱塞轴138。
然后，通过底端开口126将底室122填充药剂的第二组分。接着通过沿着柱塞轴138滑动塞子140并将其滑入基部套筒部分106内，而将底室122密封。然而，优选在真空中进行这一密封操作，从而底室内部的气压不会阻止塞子140滑入基部套筒部分106内。第二组分可以是液体或粉末物质。
可替换地，可使用冻干法(也称作冷冻干燥)将底室122填充。在水合形式的药剂的第二组分被置于底室122的内部后，塞子140被置于柱塞轴138上，从而其几乎配合进入基部套筒部分106内，因此塞子140的基本部分还在基部套筒部分106的外侧。且在冻干法过程中，产生在底室122内的真空将塞子140完全拉入基部套筒部分106内，从而在底端开口126处形成气密密封。
图4示出了在存储结构中完全装配的注射器设备100。注射器设备100现在由两个完全密封的室(顶室120和底室122)组成，其中各个室都存储有药剂的一种组分，直到在使用之前准备将其混合。
形成在塞子的内密封肋142和柱塞轴138之间的密封质量以及形成在塞子的外密封肋144和基部套筒106之间的密封质量应构造成使得组合的两密封可提供底室122所需的密封质量。可通过适当选择用于塞子140的弹性体材料以及其他参数(例如，柱塞轴138和基部套筒部分106的内表面的表面光洁度)来控制密封质量。材料选择标准也可同样应用于柱塞头132。
现将参考图5-7来描述准备和分配存储在注射器设备100内的两种组分药剂所涉及的过程。为了将存储在注射器设备100内的药剂的两种组分混合，首先将柱塞130向柱塞130的近端139抽出，从而柱塞头132与顶室侧壁102分离，如图5所示。在这个步骤中，塞子140留在基部套筒部分106内的密封位置。这种情况是可能的，这是因为塞子140构造成使得在塞子和基部套筒部分的界面间存在的静摩擦力大于在塞子和柱塞轴的界面间存在的静摩擦力，从而允许柱塞130被抽出，而不会使塞子140从其基部套筒部分106内的密封位置移动。通过将柱塞头132从顶室侧壁102抽出，两个室现在相互连通，从而两种组分能够混合。
在这个操作中，柱塞130的抽出受到柱塞轴138上的止动键形物134的限制。随着柱塞130被进一步抽出，止动键形物134将触到塞子140，并限制了柱塞130的移动，从而柱塞轴138的基本部分仍保留在底室122内。通常，注射器设备100将被用力摇动，从而将注射器设备100内的容纳物混合。且柱塞轴138的基本部分存在于底室122的内部，通过在摇动中其起到搅拌器的作用，提高了容纳物的混合效果。通过在置于底室122内的柱塞轴部分中设置叶片131，可进一步提高柱塞轴138的搅拌作用。
在使用冻干法将底室预注的注射器的实施例中，通过一种可替换的方法可使柱塞头132从顶室侧壁102上脱离。在该可替换的方法中，使用者仅仅通过旋下帽150就可打开注射器设备100的顶端开口124。在该实施例中，冻干法在底室122内制造了真空条件，且底室122内的真空将拉住柱塞头132。但是，因为顶室120填充液体且被气密密封，所以柱塞头132被阻止吸入底室122内。
然后，当帽150被从顶端开口124上旋下时，顶室120内的压力将与环境压力相等，且使得柱塞头132被突然吸入底室122内，从而破坏了将两个室分隔开的密封。该密封的突然破坏使得液体从顶室120涌入底室122内，提高了液体和底室122内的干组分的混合效果。
一旦注射器设备100的容纳物被完全混合，且药剂准备用于分配，注射器设备100就被定向成使得顶室指向下方。这就使得药剂排入顶室120内。优选将药剂的两种组分的容积控制为使得混合的药剂将完全填充在顶室120内，而没有溢出到底室122内。这就使得任何药剂部分的浪费最小化。
接下来，在维持注射器设备100的顶室向下的同时，柱塞130被向下推动，直到柱塞头132与顶室侧壁102密封地结合为止。然后，注射器设备100可被翻转以使得注射器设备100的顶端指向上。然后，如图6所示，可卸下帽150，且可将注射器针头(未示出)连接到顶端开口124上。根据应用，其他的分配装置也可被连接到顶端开口上，以分配药剂。在该结构中，如标准注射器一样来操作注射器设备100。为了完全分配容纳在顶室120内的药剂，柱塞130被完全压入注射器设备100内，如图7所示。
图8示出了两室注射器设备的另一实施例，其中注射器本体的底端开口被螺旋形式的关闭件密封。两室注射器设备200包括注射器本体210，该注射器本体210具有圆形截面，并在顶端和底端具有开口。注射器本体210包括具有一直径的顶室侧壁202和具有稍大直径的底室侧壁204。
注射器设备200还包括柱塞230，该柱塞230在其远端237具有柱塞头232。当柱塞230被插入注射器本体210内部时，柱塞头232与顶室侧壁202密封地结合，并将注射器本体210的内部划分成顶室220和底室222。
还设有底部关闭件240，其滑动安装在柱塞230上且可沿柱塞轴238在柱塞近端239和止动键形物234之间移动。在图9中详细示出了底部关闭件240。底部关闭件240还包括基部247和腔部248。
基部247具有用于滑动接收柱塞轴238的中心小孔246。中心小孔246的侧壁上设有至少一个密封肋242，从而在柱塞轴238和底部关闭件240之间的界面处维持了适当的密封。
调节腔部248的尺寸以接收注射器本体210的底端，且沿腔部248内壁设有螺纹245。注射器本体210在其底端附近设有配合螺纹207，从而底部关闭件240能够被旋到注射器本体210上，并将注射器本体210的底端开口密封，如图8所示。底部关闭件240可由单一材料制成或形成复合结构，但是优选至少密封肋242和基部247的内表面由弹性体制成，其中该基部247的内表面与注射器本体210密封地结合。
优选用可拆卸的关闭件来密封注射器本体210的顶端开口224。在该实施例中，用螺帽250来密封顶端开口224。螺帽设有螺纹252，且注射器本体210设有配合螺纹209，从而螺帽250可被旋到注射器本体210上。
由螺帽250和底部关闭件240产生的所需的密封质量将受到注射器设备的具体应用(例如，存储在注射器的各个室内的具体物质)支配。例如，密封可以是气封的或者不是气封的而是液封的。
可替换地，可用任何其他适当的密封方法来密封顶端开口224。例如，可沿着边缘225通过箔片膜来热封顶端开口224，其中该箔片膜可由适当的可被撕掉以分配注射器内的容纳物的材料制成。
图10示出了处于注射器设备的两室填充药剂组分之前的状态的该注射器设备210。柱塞230被完全插入注射器本体210内。底部关闭件240被完全旋至将注射器本体210的底端关闭的位置处。螺帽250被旋到注射器本体210的顶端，以将顶端开口224密封，从而阻止任何污染物进入注射器内。实际上，优选将注射器设备200的所有元件设置在无菌条件下，从而防止对待存储在注射器设备200内的药剂或配方的任何污染。当然，如果需要，也可在无菌环境下进行填充和装配操作本身。
接下来，图11-17将用于说明填充注射器设备200以进行存储、混合注射器设备200内的容纳物和准备分配混合的配方所涉及的过程。在该示例中，在底室222填充之前将顶室220填充。在图11中，将被引入顶室220内的第一组分20是液体。将螺帽250从注射器本体210上拆下。在注射器设备的顶端开口224被浸入液体物质20内的同时，将柱塞230从完全插入的位置沿箭头290方向抽出。通过这一运动而在顶室220内产生的真空可将液体物质20吸入顶室220内。
柱塞230可在柱塞轴238的近端239附近设有拇指座236，该拇指座236也可用于将柱塞230从注射器本体210内抽出。当将柱塞230压入注射器本体210内时，该拇指座236也将是有用的。如果需要，可在顶室侧壁202的底端处将柱塞230置于其密封位置，然后通过顶端开口填充。顶室220可填充液体或者粉末物质。
在图11中，在顶室220正被填充的同时，示出了底部关闭件240处于其与注射器本体210密封地结合的密封位置。然而，在这一过程中，可容易地将底部关闭件240从注射器本体210上旋下。
图12示出了填充过程中的下一阶段。在顶室220填充所需量的药剂的第一组分20之后，用螺帽250密封顶端开口224。底部关闭件240然后从注射器本体210上被旋下到其非密封位置(如果还没有在其非密封位置)，然后取下。接下来，通过底端开口226将底室222填充药剂的第二组分22。在这一过程中，柱塞230被维持在其这一位置，即，柱塞头232仍保持与顶室侧壁202结合，将第一组分20限定在顶室220内，且底部关闭件240被置于柱塞230的近端239附近，从而有助于填充底室222。
在所需量的第二组分22被引入底室222内后，通过将底部关闭件240沿着柱塞轴238朝向其远端237滑动，并将底部关闭件240旋到注射器本体210上，可将底端开口226密封。图13示出了在底部关闭件240已被旋至其密封位置之后的注射器设备200。两种组分20、22被分开保持在注射器设备200内的相应室220、222内，且可被存储至准备混合并分配时为止。
图14示出了在两种组分20、22被混合成药剂或配方的构造中的注射器设备200。柱塞230已被抽出，从而柱塞头232不再与顶室侧壁202密封地结合，但是仍处于底室220内。柱塞230可设有止动键形物234，当该柱塞230被抽出以防止的哦柱塞轴238和底部关闭件240间的密封的任何损害时，该止动键形物234限制了柱塞230的移动。因为底室侧壁204的直径大于柱塞头232的直径，所以顶室220和底室222相互流体连通。这样两种组分20、22可以混合。使用者可摇动注射器设备200以适当地混合两种组分20、22。在底室222内存在的柱塞230在摇动操作过程中起到搅拌器的作用，并便于组分的混合。柱塞230位于底室222内的部分可设有叶片231，其加强了柱塞230的搅拌功能。
为了分配药剂，注射器设备200被置于图15所示的方向上，其顶端指向下方且柱塞端指向上方。这使得药剂26排入顶室220内。柱塞头232然后被推回进入到顶室220内，如图16所示，且如使用标准注射器一样来使用注射器设备200。使用者将注射器设备200置于顶端向上指向的方位，如图17所示。任何捕获在顶室220内的空气都将上升，从而形成头部空间227。然后可卸下螺帽250，以使适当的分配设备附在注射器设备200的顶端。例如，可将皮下注射器针头附在注射器设备200的顶端。
一旦连接有适当的分配设备，柱塞230就被进一步按压进入注射器本体内。但是，随着柱塞头232进一步向前进入顶室220内，底室222的容积的增大将使得底室222内产生低压条件，且将干扰分配过程。为了减轻这种顾虑(concern)，可在柱塞轴238上设置换气通道270。随着柱塞进一步向前进入注射器本体210内，换气通道270将破坏底部关闭件240和柱塞轴238之间的密封，并允许外部空气进入底室222内。同样地，如图11所示，随着柱塞230被抽出从而充满底室220，换气通道270将阻止在底室222内产生任何过剩气压。
在可替换的实施例中，图1中示出的塞子140和注射器设备100的注射器本体110可构造成并适于使得塞子140可被旋入注射器本体110内。塞子140可在其外表面上设有螺纹，而注射器的基部套筒部分106的内壁上可设有配合螺纹。
图18-26示出了本发明的另一实施例，注射器设备300具有用于存储药剂或配方的三种不同组分的三个室，每一组分在分开的室内，直到准备使用时为止，其中三种组分可被混合形成药剂。图18示出了处于准备用于存储结构的完全装配的注射器设备300。柱塞330被置于注射器本体310内部，从而柱塞头332在肩部303附近与顶室侧壁302密封地结合，且第一塞子360与中间脊305密封地结合。在该存储结构中，柱塞头332形成了顶室320和中间室321之间的间隔。第一塞子360形成了中间室321和底室322之间的间隔。由柱塞头332和顶室侧壁302形成的密封是气密的，从而存储在顶室320和中间室321内的组分可被分开保持，直到准备混合时为止。由第一塞子360和中间脊305形成的密封起到与中间室321和底室322之间的相同作用。
图19示出了第一塞子360的剖视图。第一塞子360设有通过其中心的中心小孔366，从而通过该中心小孔接收柱塞330，且第一塞子360能够沿柱塞轴338上下移动。中心小孔366的侧壁可设有多个内密封肋362，该内密封肋362用于与柱塞轴338密封地结合。第一塞子360的顶部368的外径小于塞子底部369的外径。顶部368的外径是这样的，即，顶部368配合在中间室侧壁308内且与中间室侧壁308密封地结合。否则，外表面367正好配合形成密封。
底部369的直径大于顶部368的直径，从而将顶部与底部369分开的止动脊364与注射器本体310的中间脊305干涉，阻止了第一塞子360移动太远以至于进入中间室321内。但是，底部369的直径充分小，以至于其不能接触底室侧壁304，并在底室侧壁304和底部369之间留下一个充分的余隙空间，以用于在第一塞子360被移动至其非密封位置时，使注射器设备300内的容纳物通过该空间。
第一塞子360优选由弹性体制成，且第一塞子360的顶部368的直径是这样的，即，在第一塞子360处于其密封位置时，顶部368压缩密封在中间室侧壁308的内表面上。如果需要，可沿着顶部368的外表面367设置多个外密封肋(未示出)，以便于密封。可替换地，第一塞子360可具有复合结构，其中至少密封形成部分(即，密封肋362和顶部368)由一种或多种弹性体制成。第一塞子360的其他部分可由适于维持第一塞子360的结构形状且化学上可与弹性体部分相容的任何材料制成。第一塞子360的底部369的直径小于底室侧壁304的直径，从而第一塞子可移动穿过底室322，以与中间室侧壁308的内表面形成密封。
第二塞子340被置于注射器壳体310的基部套筒部分306内，以密封底端开口326。第二塞子340向上压靠在基脊307上，该基脊307起到止动器的作用，以阻止塞子340移动太远以至于进入注射器本体3 10内。
在图20中示出了第二塞子340的详细的剖视图。第二塞子340的结构类似于图2中示出的注射器设备100的塞子340的结构。第二塞子340具有通过其轴向中心的中心小孔346，从而能够通过该中心小孔接收柱塞330，且第二塞子140能够沿柱塞轴338上下滑动。第二塞子340的外表面设有多个外密封肋344，以用于与基部套筒部分306的内表面密封地结合，并在底端开口326处形成气密密封。中心小孔346的侧壁设有多个内密封肋342，以用于与柱塞轴338密封地结合。这样设置第二塞子340的外表面和中心小孔346的直径尺寸，即，密封肋通过压缩可与配合表面而形成气密密封。
第二塞子340也可设有腔348，从而仅仅塞子340的下部347与柱塞轴338形成密封。如参考上述图2所示的塞子140所述，优选这样构造第二塞子340的内密封肋342和外密封肋344，即，柱塞330可从注射器本体310局部抽出，而没有使第二塞子340从其在基部套筒部分306内的密封位置移出。用帽350密封顶端开口324(参见图18)，帽350构造成当注射器设备300内的容纳物已被混合且准备分配时而被拆下。
现将参考图21-23来描述根据本发明的装配和填充注射器设备300的过程。注射器本体310在垂直位置被定向，其顶端开口324指向上方。通过底端开口326插入柱塞330并首先将柱塞头332插入注射器本体310内，直到柱塞头332与顶室侧壁302结合为止。柱塞头332与顶室侧壁302的结合在肩部303附近、在顶室320的底部处形成气密密封。在这个装配结构中，第一塞子360被置于中间室321和底室322之间。
然后，通过顶端开口324将顶室320填充药剂的第一组分，并用帽350密封该顶室320。在本发明的该实施例中，第一组分优选是药剂的液体组分。为防止在存储过程中第一组分由于长时间暴露于空气而产生任何降解，顶室320被完全充满第一组分液体，当用帽350密封该顶室320时，这就使得顶室320内的任何气泡最小化或者彻底消除。在可替换的方式中，也可在真空或惰性气体环境下进行填充过程，从而即使顶室没有被完全充满第一组分液体，在用帽350密封之后，也不会有任何气体捕获在顶室内。
也可通过将柱塞完全插入顶室的一端、将开口顶端浸入第一组分液体中、然后通过将柱塞拉回到室之间的密封位置处来将液体吸入顶室内而将顶室填充。
如上参考注射器设备100的帽150所述，帽350优选构造成并适于在顶端开口324周围形成气密密封。且由帽在顶端开口形成的密封以及整个注射器设备300内的室之间的密封的质量的具体要求将受到意欲采用注射器设备的具体应用的支配。
图21是装配阶段的注射器设备300的剖视图。顶室320已被填充药剂的组分，且用帽350将顶端开口324密封。在帽350处于适当的位置之后，注射器设备300可被旋转180度，帽的一端朝向下，从而可将中间室321和底室322填充。在这个装配阶段，将第一塞子360和第二塞子340置于柱塞330的拇指座336附近，如图21所示，从而底端开口326不受任何阻碍。通过塞子和柱塞轴338之间的静摩擦力，可阻止塞子滑下柱塞轴338。
然后，通过底端开口326将中间室321填充药剂的第二组分。第二组分可以是液体或粉末物质，但是如上所述，根据在图1-3示出的注射器设备100的底室122的填充过程，注射器设备300的结构特别适于利用冻干法来填充中间室321。将水合形式的药剂的第二组分置于中间室321内部。然后，第一塞子360沿着柱塞轴338向下移动，直到其正好配合进入中间室侧壁308内为止，从而第一塞子360没有完全进入其密封位置。如图22所示，在冻干法过程中，产生在中间室321内的真空将第一塞子360完全拉入中间室321内，直到第一塞子360的止动脊364与注射器本体310的中间脊305接触为止。第一塞子360因此在中间室321和底室322之间形成气密密封。
接下来，也使用冻干法通过底端开口326将底室322填充药剂的第三组分，并且利用第二塞子340将该底室322密封。或者，也可以不使用冻干法将底室填充，在这种情况下，第二塞子340和注射器本体310构造成并适于通过将第二塞子340机械推入或旋入至密封位置而在底端开口326处形成密封。在这些可替换的实施例中，柱塞轴338设有换气通道，该换气通道与图10-17所示的设备300的换气通道370类似，从而减轻在密封过程中产生在底室322内部的压力。
图23示出了在存储结构中的完全装配的注射器设备300。注射器设备300现在由三个完全密封的室(顶室320、中间室321和底室322)组成，其中各个室存储有药剂的一种组分，它们存储直到在使用之前准备混合为止。
现将参考图24-26来描述在准备和分配存储在注射器设备300内的药剂所涉及的过程。为了将存储在注射器设备300内的三种组分混合，首先将柱塞330向柱塞330的近端339拉回，从而柱塞头332从顶室侧壁302脱离，如图24所示。柱塞头332从顶室侧壁302脱离的运动同时也使第一塞子360从其密封位置离开。如图24所示，利用止动凸缘333能够实现这一点，其中该止动凸缘333是柱塞轴338的向外突出部分，置于第一塞子上方(如图23所示)。当柱塞轴338向其近端339拉回时，止动凸缘333捕捉到第一塞子360，并使塞子离开其密封位置。顶室320、中间室321和底室322现在相互连通，从而三个室内的容纳物能够混合。
在这个操作过程中，柱塞330的移动受到第二止动键形物334的限制，从而当柱塞头332从顶室侧壁302脱离且三个室相互连通时，柱塞轴338的基本部分仍保持在中间室321内。当用力摇动注射器设备300以混合容纳物时，柱塞轴338的基本部分起到搅拌器的作用，便于容纳物的混合。如上面根据图4的设备100所述，通过在柱塞轴位于中间室321内的部分上设置叶片331，可以进一步提高柱塞轴338的该搅拌作用。
在通过冻干法来预注的三室注射器的实施例中，通过可替换的方法也可以使柱塞头332从顶室侧壁302脱离。在该可替换的方法中，使用者通过旋下帽350就简单地打开注射器设备300的顶端开口324。在该实施例中，冻干法在底室322中产生了真空，且底室322内的真空将柱塞头332拉紧。但是因为顶室320填充液体并被气密密封，所以阻止了柱塞头332被吸入到底室322内。
然后，当将帽350从顶端开口324旋下时，顶室320内的压力将等于大气压力，且使得柱塞头332被突然吸入底室322内，破坏了将两个室分开的密封。该密封的突然破坏使得液体从顶室320涌入底室322内，提高了液体和底室322内的干容纳物间的混合效果。
一旦注射器设备300内的容纳物被完全混合并且准备分配药剂，注射器设备300就被定向成使得顶室指向下。这就使得药剂排入顶室320内。优选这样控制药剂的三种组分的容积，即，混合的药剂将完全容纳在顶室320的内部，而没有外溢。这使得对任何药剂的浪费最小化。
接下来，在维持顶室向下指向的同时，柱塞330向下推，直到柱塞头332与顶室侧壁302密封地结合为止。然后可将注射器设备300翻转成使得注射器设备300的顶端指向上的定向。然后，如图25所示，可将帽350卸下，并将注射器针头380连接到顶端开口324上。在这个结构中，如标准注射器一样来操作注射器设备300。为了完全分配容纳在顶室320内的药剂，柱塞330被完全压入注射器设备300内，如图26所示。对于本领域普通技术人员显而易见的是，注射器设备300可设有除了注射器针头之外的分配装置，以分配药剂。
如上根据两室注射器设备所述，三室注射器设备300内的一个或两个塞子340、360都可设有螺纹，从而通过将其旋入至其密封位置，其可与注射器本体310密封地结合。当然，在该可替换的实施例中，注射器本体310的相应部分应设有螺纹，以用于接收塞子340和360。
这里根据多室注射器设备的各个实施例所述的大多数密封都是气密密封。然而，根据注射器设备的具体应用所需的，密封质量可以是气密密封或非气密密封。通过选择用于形成密封的元件的适当材料，可以控制注射器设备内的具体的密封质量。所选择元件的具体物理配置或结构也将影响密封质量。例如，在用热封膜来密封顶端开口的注射器设备的实施例中，可从相对空气和置于顶室内的具体物质具有变化的渗透性的多种材料中选择膜材料，从而在顶端开口获得所需的密封质量。
应着重指出，本发明的上述实施例仅仅是具体示例。另外，除药剂之外的其他组分和配方也可用注射器来进行施用。本领域技术人员可以做出各种修改，这些修改将体现本发明的原理且落在其精神和保护范围之内。