注射装置及其操作方法.pdf

本发明涉及一种注射装置及其操作方法。这种注射装置包括：一壳体(11)、一药筒(1)、一活塞杆(12)以及设置在壳体内移动所述杆的致动装置(15)。为使注射装置在预备、配制、控制和监控注射过程的使用当中得以优化，本发明对现有注射装置提出以下改进：设有卡持装置(13)，其连接到壳体上并用于卡持药筒(1)或其外壳，其前部远离壳体而后部则靠近壳体；所述致动装置(15)用来移动所述卡持装置(13)，以在卡持装置后部的导引下使药筒(1)相对于壳体(11)移动；和所述致动装置(15)可使活塞杆(12)在至少一收缩位置与至少一伸张位置之间移动。相应地，本发明还提出用于操作该注射装置的方法。按照本发明的注射装置使用便利、操作安全，并适于自动化的操作与控制。

1.  一种注射装置，包括：a)一壳体(11)，b)一药筒(1)，该药筒含有药剂或用于药剂的前体成分并具有一前部(3)和一后部(5)，其中所述前部与后部定义药筒的轴线；还具有用于药剂的一出口(4)，其设置在前部；以及设置在前部与后部之间的至少一可移动的壁(6)，该壁的移动使得药剂移向或经出口排出，c)一活塞杆(12)，其具有一第一端和一第二端，并且至少部分容纳在壳体(11)内，且可被操作以由其第一端啮合并移动所述可移动的壁(6)，d)设置在壳体内移动至少所述杆的致动装置(15)，其特征是其改进之处包括：
卡持装置(13)，其连接到壳体上并用于卡持药筒(1)或其外壳，其前部远离壳体而后部则靠近壳体；
所述致动装置(15)用来移动所述卡持装置(13)，以在卡持装置后部的导引下使药筒(1)相对于壳体(11)移动；和
所述致动装置(15)可使活塞杆(12)在至少一收缩位置与至少一伸张位置之间移动。

2.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
药筒(1)包括一具有恒定的内横截面的容器(2)，并且所述可移动的壁(6)为活塞型。

3.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
药筒(1)为双腔或多腔型，带有一个或多个独立的中间壁并且含有在使用前进行混合的前体成分。

4.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
药筒(1)包括一容器(2)，其内径在2～20mm之间，长度-直径之比在2～20之间，这取决于预备后但在配药与注射之前药剂的容积。

5.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
壳体(11)形成一容器，其包覆活塞杆(12)的至少一部分、卡持装置(13)、锁止装置(14)以及至少一些致动装置(15)。

6.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
当卡持药筒但在移动卡持装置(13)之前，壳体(11)靠近药筒(1)末端。

7.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
当处于锁止位置时，壳体(11)至少部分地沿药筒(1)伸张。

8.  如权利要求5所述的装置，其特征是：
壳体(11)具有全部或部分地围绕药筒(1)的一开口，其尺寸与形状适于允许容纳药筒并执行其至少部分移动。

9.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
壳体(11)沿药筒(1)轴线的长度相对于排出前药筒内药剂量的总长度之比大于等于1，且小于10。

10.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
当活塞杆(12)处于收缩位置时，其第二端被限制在壳体(11)内。

11.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
活塞杆至少在其部分长度上具有螺纹，并且用于移动活塞的致动装置包括相配的螺杆-螺母配置(614)，并带有一被驱动件。

12.  如权利要求11所述的装置，其特征是：
在所述螺杆-螺母配置中，致动装置可转动螺母部件，同时还提供了防止活塞杆部件转动的装置。

13.  如权利要求11所述的装置，其特征是：
在所述螺杆-螺母配置中，致动装置可转动活塞杆部件，同时还提供了防止螺母部件转动的装置。

14.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
致动装置包括马达装置(631)。

15.  如权利要求14所述的装置，其特征是：
马达装置包括至少一个电机。

16.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
致动装置包括含有贮存的能量的一能源。

17.  如权利要求16所述的装置，其特征是：
能源包括至少一电源。

18.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
活塞杆(12)的长度小于药筒(1)在可移动的壁(6)的后部与药筒内前部(3)之间长度的2倍、但至少为1.1倍。

19.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
卡持装置(13)与活塞杆(12)是独立的。

20.  如权利要求19所述的装置，其特征是：
致动装置(15)包括马达装置，用来驱动卡持装置(13)运动或者活塞杆(12)运动，并且设有切换装置来切换它们之间的啮合。

21.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
活塞杆被设置成卡持装置。

22.  如权利要求21所述的装置，其特征是：
活塞杆部件与药筒部件有相应的螺纹(614)，并且这些部件可往复转动以移动药筒。

23.  如权利要求22所述的装置，其特征是：
活塞杆部件被设置成可转动，而药筒部件被设置成不可转动。

24.  如权利要求22所述的装置，其特征是：
在药筒移动过程中，活塞杆的螺纹部分插入药筒内部。

25.  如权利要求22所述的装置，其特征是：
活塞杆上的螺纹既用来使药筒相对于壳体移动，又用来使活塞杆相对于壳体移动，以便药剂的分配处置。

26.  如权利要求25所述的装置，其特征是：
致动装置包括马达装置(631)，用来驱动药筒运动或活塞杆运动，并且设有切换装置(65，66)，以切换这些运动。

27.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
卡持装置(13)包括连接装置和移动装置，该连接装置用来将药筒(1)附加到移动装置上。

28.  如权利要求27所述的装置，其特征是：
连接装置包括用于药筒的一机架，该机架连接到卡持装置上并且具有锁止特征，用于可脱开地连接药筒(1)。

29.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
包括一锁止装置(14)，它可锁止药筒(1)不让其相对于壳体(11)轴向移动，由此限定了药筒的一锁止位置。

30.  如权利要求29所述的装置，其特征是：
可操作锁止装置(14)来锁止药筒，不让其轴向移动和转动。

31.  如权利要求29所述的装置，其特征是：
当啮合时，可操作锁止装置来防止卸下药筒，并设有控制装置(654，664)来阻止脱开，除非活塞杆处于其收缩位置。

32.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
其包括一可操作的切换装置(65，66)，以至少在一操作周期中在使卡持装置相对于壳体能运动的状态与使活塞杆相对于壳体不能轴向移动的状态之间进行切换，其中后者是一种相反或相逆的切换。

33.  如权利要求32所述的装置，其特征是：
切换装置(65，66)可响应于进行切换的至少一触发机构。

34.  如权利要求33所述的装置，其特征是：
切换装置(66)构成一触发机构，它使卡持装置不起作用和使活塞杆起作用，并与卡持装置或药筒到达锁止位置或其实际锁止有关。

35.  如权利要求33所述的装置，其特征是：
切换装置(66)构成一触发机构，它使卡持装置起作用和使活塞杆不起作用，并与活塞杆到达其收缩位置有关。

36.  如权利要求33所述的装置，其特征是：
切换装置(65，66)包括传递装置(661)，用于将触发机构的释放分别传递给使部件起作用和不使其起作用的装置(654，664，653，655)，其中传递装置是机械式的。

37.  如权利要求32所述的装置，其特征是：
当药筒在其锁止位置时，可操作切换装置(65，66)使活塞杆轴向移动，而当活塞杆在其收缩位置时，可使药筒的卡持装置运动。

38.  如权利要求32所述的装置，其特征是：
使部件起作用和不使其起作用的切换是同时进行的。

39.  如权利要求32所述的装置，其特征是：
致动装置包括马达装置(631)，用于卡持装置与活塞杆两者的运动，并且切换装置(65，66)执行对啮合的切换。

40.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
处于收缩位置的活塞杆(12)与处于锁止位置的药筒(1)之间的相对位置这样设定，以至于活塞杆伸入药筒内越过可移动的壁(6)在药筒内的初始位置。

41.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
包括一锁止装置，用于沿药筒运动轨迹设定几个锁止位置。

42.  如权利要求41所述的装置，其特征是：
独立于活塞杆设置卡持装置，以使药筒在几个位置运动和停止，从而提供所述的几个锁止位置。

43.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
其包括带有控制装置的位置检测装置，用于在所述注射装置预定的位置防止或允许操作该注射装置。

44.  如权利要求1所述的装置，其特征是：
其包括一传感器，用于检测至少一个药筒参数。

45.  一种操作一注射装置的方法，其中所述注射装置包括：a)一壳体(11)，b)一药筒(1)，该药筒含有药剂或用于药剂的前体成分并具有一前部(3)和一后部(5)，其中所述前部与后部定义药筒的轴线；还具有用于药剂的一出口(4)，其设置在前部；以及设置在前部与后部之间的至少一可移动的壁(6)，该壁的移动使得药剂移向或经出口排出，c)一可移动的杆(12)，其至少部分地容纳在壳体内并且可被操作以啮合并移动所述可移动的壁，d)设置在壳体内移动所述杆的致动装置(15)，其特征是其包括以下步骤：
将药筒或其外壳上的螺纹(614)连接到活塞杆上的相应螺纹上，其中药筒的前部远离壳体而后部则靠近壳体；
通过活塞杆与药筒之间的相对转动，在药筒后部的导引下，间歇地或者连续地使药筒相对于壳体运动，和
当杆啮合到可移动的壁上时，使杆相对于壳体轴向移动，从而经药筒出口执行至少一次配药过程，以排出药剂。

46.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括以下步骤：
在药筒(1)运动与可移动壁(6)的移动过程中，执行药筒的预备。

47.  如权利要求46所述的方法，其特征是：
所述的预备步骤包括从下列动作中选择的至少一个动作：放开可移动的壁(6)、调整间隙、排出空气和预排。

48.  如权利要求46所述的方法，其特征是：
药筒(1)为双腔或多腔型，其中这些腔由一个或多个中间壁分隔，并且所述的预备包括在药筒运动与可移动的壁(6)移动过程中混合至少两个腔的内容物的步骤。

49.  如权利要求48所述的方法，其特征是包括步骤：
通过将一药粉溶解在一溶剂内来执行药剂的重新配置。

50.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
致动装置(15)的至少一部分在壳体(11)与被移动的或被卡持的部件之间施加作用力。

51.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
壳体(11)构成至少部分地包覆注射装置部件的一容器，并具有全部或部分地围绕药筒(1)的一开口，并且包括这样的一步骤：经所述开口执行药筒的部分轴向运动。

52.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
改变注射装置的长度，该长度为沿药筒(1)轴线、或平行于它，从药筒前部到与药筒的容纳端相对置的壳体后部的最大距离。

53.  如权利要求52所述的方法，其特征是包括步骤：
在药筒(1)运动过程中允许长度缩短。

54.  如权利要求52所述的方法，其特征是包括步骤：
在锁止步骤后和在配药过程中保持所述长度恒定。

55.  如权利要求51所述的方法，其特征是包括步骤：
在锁止步骤后和在配药过程中，根据药剂的消耗来缩短所述长度。

56.  如权利要求55所述的方法，其特征是：
通过使药筒(1)在几个锁止位置之间移动来执行所述的长度缩短。

57.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
在药筒(1)运动过程中，保持活塞杆(12)相对于壳体(11)轴向固定。

58.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
使活塞杆(12)相对于壳体(11)轴向运动，同时保持药筒轴向固定。

59.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
通过活塞杆与药筒之间的相对转动来使所述活塞杆轴向运动。

60.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
在至少一部分的药筒运动过程中，可移动的壁向前部间歇地或者连续地移动。

61.  如权利要求60所述的方法，其特征是：
可移动的壁与啮合在其上的活塞杆一起移动。

62.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
以这样的方式将药筒锁止到壳体上，而防止药筒相对于壳体作进一步的轴向运动和随意的角运动。

63.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
锁止步骤包括锁止药筒(1)不让其作角运动。

64.  如权利要求45所述的方法，其特征是还包括以下的步骤：
收缩活塞杆(12)、释放药筒(1)的锁止和在其前端导引下从壳体(11)移开药筒。

65.  如权利要求45所述的方法，其特征是：
执行几个配药运动。

66.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
在注射装置的预定角位置防止药筒(1)运动。

67.  如权利要求45所述的方法，其特征是包括步骤：
检测药筒(1)类型、药筒代码、至少一个药筒状态参数或药筒内的一工作过程。

68.  如权利要求66所述的方法，其特征是包括步骤：
在药筒(1)运动过程中执行检测。

注射装置及其操作方法
本申请是申请号为“97196066.6”的发明专利申请的分案申请。原申请的申请日为1997年6月18日(国际申请日)，发明名称为“注射装置及其操作方法”。
技术领域
本发明涉及一种注射装置及其操作方法，其中该注射装置是这种类型的，其包括：a)一壳体、b)一药筒，该药筒包括有药剂或用于药剂的前体成分并具有一前部和一后部，其中所述前部与后部定义药筒的轴线；还具有用于药剂的一出口，其设置在前部；以及设置在前部与后部之间的一可移动的壁，该壁的移动使得药剂移向或经出口排出、c)一杆，其至少部分容纳在壳体内，且可被操作以啮合并移动所述可移动的壁、d)设置在壳体内至少移动所述杆的致动装置。
背景技术
基于一独立的壳体和可更换的药筒的注射装置已在许多领域、例如在药物注射系统获得了广泛应用，这归因于其灵活性和经济性，因为可以对能重复使用的壳体提供或多或少的先进的机构来准备、配制、控制和监控注射过程，而可更换的药筒特征可被限制在安全和简单地排出药物所需的范围内，其它特征也可适于各种药物配制。
在许多固定场所、例如医疗场所，从机动操作装置、处理器控制的操作与数据收集以及与其它可用仪器的可能的连接接口来看，很少有设计限制并且壳体部件可非常复杂。常常利用这种设计灵活性来使壳体部件与一个或几个已有的或标准的药筒、注射器或注射装置类型相配(相兼容)，从而扩大仪器的应用范围和降低药筒部件的配用成本。
为便于流动使用，其设计限制更严，尤其是对于不带可连接功能的内置式(注射)装置。尺寸和重量限制将限制可能包括的功能的数量与复杂程度。作为提高安全性与避免差错的另一种措施的自动化技术同样受到增加的机动装置与因能量贮存装置有限容量的操作技能的限制。
而且(注射)装置必须满足所有例行的安全性和精度，这些方面不仅涉及剂量配制步骤本身，还涉及正确的顺序与预备步骤的执行，其中剂量配制步骤将允许既均匀和以不变剂量地进行多次注射、又使得每次剂量精确，而正确的顺序与执行步骤则包括例如混合、去除空气和预排。对于具有有限的配制稳定性的药剂来说，问题变得更加严重，这种药剂需在使用或切断暴露前立即进行配制步骤并且必须在受控的机械条件下进行配制。在需要重新配制的一步骤的医疗上频繁使用带有两个或多个腔的药筒，例如这种重新配制是将一个腔内的稳定的冻干的药粉溶解在另一腔的溶剂内。除了附加的配制步骤外，为了降低尺寸，多腔药筒还产生了专门的问题，因为它们一般说来大于单腔药筒，这部分来自于需要混合空间、部分归因于附加的壁与混合结构。
虽然可设计出带有最少的支承特征的手持式或袖珍式注射器，以便安全地控制所有上述需求和一熟练操作者手中的问题，但长期医疗中的一总的趋势是将行为(注射治疗)责任放到病人本人身上，这对于儿童或残疾人也同样如此，例如采用笔式注射装置。这样，需要高度的自动化与控制，以避免误操作，这种需要不仅体现在注射步骤中，也体现在严格的预备与配制步骤中。每天均需治疗的病人也有这样的合理需求，即这种注射装置应当是便利的，并且足以在日常生活中随身携带。对于(注射)装置的高度复杂化然而又必须小巧与便利的这一矛盾要求尚未由已有技术所达到。
美国专利说明书US5112317和US5232459描述了典型的机械与手动操作的袖珍式多剂量(multidose)(注射)装置，其中通过允许所述注射装置随药物的消耗收缩而使尺寸最小，在第一篇参考文献中是通过一线性的收缩，而在第二片参考文献中是通过螺纹式收缩，将一安瓿容纳部件收缩到注射装置的主部件内。在注射过程中为了不至于产生问题，配药剂量机构必须以一种间歇方式来操作，而这种方式不适于进一步的自动化操作，并且其本身可估计资源需求的大小。没有提出专门的特征来在配制剂量前方便和确保配制与预备步骤。
专利说明书US4874381、US4968299和WO96/05878描述了类似地手动操作的装置，其用于预备步骤，其中药物的重新配置是在一双腔药筒中进行的。为了确保内部流体缓慢和小心的传输，活塞杆与药筒之间的相对运动是在带有螺纹的部件之间进行的。除了具有上述不能进一步自动化的总的限制外，没有任何措施能便于在重新配置步骤与剂量配制步骤之间的控制的安全转换。
带有机动和自动装置的注射装置在几篇现有的专利说明书中公开了，例如US4529401、US4833384、US5106375、US5139484、EP143895、EP293958、DE2710433、WO85/02546和WO95/24233。总体上说，这些注射装置或者只能用于固定场所、或者当用于流动使用时，其药筒相对于总体尺寸的比率较低，因而显得难看。它们都缺少带有相应的控制装置的药筒配制特征。参考文献WO93/02720公开了一种双腔型药筒系统，其可用于袖珍式注射装置中。除了一种特殊的针头收缩系统外，其重新配置规律完全是传统的，没有自动化利用的可能性。
因此，对于袖珍式注射装置来说，具有一种一贯的需要，其可将自己治疗的病人从学习和控制负担中解放出来，其中这种学习和控制涉及治疗方案(注射方法)中每一步骤的可防止失误的安全方式，这种解放最好是通过在注射装置中建立高度的自动化来进行，同时仍然满足病人的有关易于使用和独立设计的合理要求。虽然本发明具有更广泛的应用，但仅基于上述背景技术进行描述。
发明内容
本发明的一主要目的是避免或改进已有注射装置的上述不足。一更具体的目的是提供一种便利的和适当大小的注射装置及适于流动使用的操作方法。另一目的是提供一种便于操作并减少失误危险的注射装置。再一目的是提供一种适于自动化与机动操作的注射装置。又一目的是提供一种带有改进的自控功能的注射装置。还一目的是提供一种便于启动的注射装置。另一目的是提供一种适于多腔药筒的装置，并且可简化连接中的重装步骤。
为实现上述目的，本发明提供一种注射装置，包括：a)一壳体，b)一药筒，该药筒含有药剂或用于药剂的前体成分并具有一前部和一后部，其中所述前部与后部定义药筒的轴线；还具有用于药剂的一出口，其设置在前部；以及设置在前部与后部之间的至少一可移动的壁，该壁的移动使得药剂移向或经出口排出，c)一活塞杆，其具有一第一端和一第二端，并且至少部分容纳在壳体内，且可被操作以由其第一端啮合并移动所述可移动的壁，d)设置在壳体内移动至少所述杆的致动装置，其特征是其改进之处包括：
卡持装置，其连接到壳体上并用于卡持药筒或其外壳，其前部远离壳体而后部则靠近壳体；
所述致动装置用来移动所述卡持装置，以在卡持装置后部的导引下使药筒相对于壳体移动；和
所述致动装置可使活塞杆在至少一收缩位置与至少一伸张位置之间移动。
本发明还提出一种操作一注射装置的方法，其中所述注射装置包括：a)一壳体，b)一药筒，该药筒含有药剂或用于药剂的前体成分并具有一前部和一后部，其中所述前部与后部定义药筒的轴线；还具有用于药剂的一出口，其设置在前部；以及设置在前部与后部之间的至少一可移动的壁，该壁的移动使得药剂移向或经出口排出，c)一可移动的杆，其至少部分地容纳在壳体内并且可被操作以啮合并移动所述可移动的壁，d)设置在壳体内移动所述杆的致动装置，其特征是其包括以下步骤：
将药筒或其外壳上的螺纹连接到活塞杆上的相应螺纹上，其中药筒的前部远离壳体而后部则靠近壳体；
通过活塞杆与药筒之间的相对转动，在药筒后部的导引下，间歇地或者连续地使药筒相对于壳体运动，和
当杆啮合到可移动的壁上时，使杆相对于壳体轴向移动，从而经药筒出口执行至少一次配药过程，以排出药剂。
按照本发明的一个方面，前述类型的注射装置具有卡持装置，用来抓握和夹持药筒；还具有致动装置，用来使药筒相对于壳体移动到一锁止位置，在该位置活塞杆伸入药筒内。按照一种操作方法，相应的到锁止的运动使得药筒的可移动的壁至少部分地移动，之后执行主要的配药排出。在所要求的方法中卡持药筒和使药筒相对于壳体移动，允许将药筒有控制地插入装置中。在该步骤后在药筒内设置的活塞杆其本身用来锁止药筒，不让其横向运动，从而防止不希望的和危险的步骤中的移动，这可通过附加的锁止装置来进一步加强安全措施。可移动的药筒壁移动时的运动允许简单地和有控制地预备(initiation)注射装置。通常这种预备是一种协调连贯的步骤过程，其清楚地区别于接下来的主要的注射操作。通过在该步骤中移动药筒，注射装置最终的尺寸将会不包括预备所需的长度，并且原则上活塞杆的行程长度可被限制到排出最终药剂所需的值。同样的特征使得其可采用和得益于小型药筒。轴向锁止允许将控制从预备转换到注射和在后一步骤中稳定装置的尺寸。当与自动装置结合时，可增强上述主要优点。卡持并随致动装置移动允许以一种自动防护的方式有控制和适应地进行预备，这同样适用于高敏感性药剂。此种运动便于自动检测药筒特征，例如条件、内容物(容量)或提供的任何识别代码，其中这种检测是通过扫描一固定的探测器或传感器进行的。尺寸的节约和可使用较短的活塞杆允许有附加的功能但不至于过于笨拙。通过清楚的两步步骤可便于使控制从预备转换到注射，并且甚至可机械化，例如如果连接到锁止步骤上。采用合适的这种控制，可用同样的机械装置来进行药筒运动与接下来的配药，这大大简化了内部设计。
通过下述描述，可显见本发明的其它目的与优点。
本发明的原则可用于广义的注射装置或系统，这种注射装置或系统用于任何目的、任何类型的化学物、组合物或药剂。本发明主要根据用于药剂而提出，并且为方便起见，本发明将基于该应用来描述。在这些应用中，注射通道或导管装置可以是一管子或导管、一针头或套管或基于液体喷射的无针系统或带有液体推进剂的一粒子枪。药筒内的物料将通过可移动壁的移动而喷出，并且可采用满足该要求的任何物料。该物料通常是流体、最好是液体，其包括用作液体的材料，例如乳浊液或悬浮液。这些信息与最终的药剂有关，而其它成分、特别是固体可在最终药剂制备之前放入。药筒内容物特征应当被理解为包括广义的药剂，并包括例如天然成分和预注或抽入药筒内的体液，虽然所述药剂通常是在工厂中配备。本发明对于在机械应力例如高剪切力下易于分解或改性的敏感的混合物具有特别的优点。高分子重量的混合物可以是这一类型：高分子重量的荷尔蒙如生长荷尔蒙。本发明对于在注射前需要迅即的准备步骤的药剂配制也提供了特别的优点，其中这种准备步骤通常是混合两种或多种成分，它们都可以是液体或者可包括如将冻干的药粉溶解到一溶剂内的固体，例如荷尔蒙或前列腺素。
(注射)操作方式也可在广义的范围内变化，并且可包括完全的连续注射、带有可变流量的连续注射或间歇注射或者带有反复的等量或变量药剂的注射。特别是当与下面将进一步描述的自动装置组合时，通过软件的调整或类似控制，可容易地改变(注射)操作方式。而且本发明在间歇注射操作方面提供了特别的优点。类似地，本发明在大多数操作方式中，例如在预备时以及在仅进行单一剂量的配药操作时可带来优点，虽然当药筒用于间歇注射操作的一个以上或多个各剂量时可获得特别的优点。
如所述，构成本改进基础的注射装置类型包括用于药剂配制的至少一个药筒、用于至少一个配药机构的一壳体和一广义的活塞杆，该活塞杆可被操作来啮合并移动药筒的可移动壁。
用于该目的的一药筒总体说来可包括一容器，其具有限定一总的药筒轴线的一前部和一后部；设置在该前部用于药剂的一出口；和设置在该后部的至少一个可移动壁，该壁的移动将使药剂移向或经出口排出。容器与可移动壁的形状必须相互适应。当壁为弹性的或者大尺寸的薄膜或隔膜时，容器的设计可更自由，其中薄膜或隔膜可通过移动或重新成形而设置在容器内表面上，在此，在壁与活塞杆之间可能需要一液体隔垫或弹性材料，以消除所施加的压力。但容器最好具有一大致恒定的内部横截面，在其前部与后部之间带有一类似的恒定的容器轴线，构成一大致管状的容器，而最好是其横截面为通常的圆形，由此构成一基本上为圆筒形的容器。可移动壁最好为一大致固定的形状，尽管可以是弹性的，其壁体密闭地配置到容器内表面上，并且最好是活塞型的，它具有足够的长度来自稳定，以防止在沿容器移动的过程中翻转(tumbling)。前部出口可以是任何已知的设计并且横向地导出，以最好地适于某些应用场合，该出口位于前端但与容器轴线不共轴，或者最常用的是设置在前端并共轴。该出口可与容器成整体或在药筒前端以一种常规方式设置一连接，并且在连接之前提供一易破坏的或可穿透的密封。
通常所述的药筒需要作几种预备动作，这取决于可移动壁的移动，以重新设定注射装置和可以使得反复和再生的配药满足高的精度要求。在其第一运动中，可移动的壁可能需要储存的非常大的脱出力，以克服内部重新成形的阻力和由于接触点处润滑剂粘附或耗尽而增大的壁的摩擦。而且对于较弱的有规则的注射力，必须使移动的壁、药筒壳体、出口连接等中的弹性和非弹性变形及公差相等。药剂本身可具有能压缩的内含物，例如气泡。需排出空气和预排，以排出容器腔内的气体和充满例如在前部密封、出口连接部件和输出装置或针头内部的空间。
业已知晓双腔或多腔型的药筒，例如在注射前需对药剂中的两种或多种成分或前体进行混合。由已知结构的一个或多个不同的中间壁将这些成分分开，其中壁将容器分隔成几个腔，有时它们沿药筒轴线平行地设置，但通常是以沿轴线叠置的方式设置。可通过破坏、穿透或打开中间壁内的一阀结构来使这些成分混合成一体，例如通过经药筒前部引入一销或针、经或由后部可移动的壁、或通过药筒外部装置(对比例如引用的WO93/02720)。在另一种已知设计中，中间壁为活塞类型，并且通过将该活塞移动到一旁路部段来完成腔之间的流体连通，在此旁路部段位置，内部壁具有一个或多个扩大的部段或者圆周槽和地带，其设置方式可允许在后部可移动壁的移动下使后腔的内容物旁通到前腔内(对比引用的US4968299或WO93/20868和WO95/11051)。腔内可含有气体、液体或固体。一般具有至少一种液体。在药剂配置应用中通常仅设置两个腔，并且其中一个腔内含有液体，而另一腔内含有固体，后者在混合过程中溶解和重新配置。
多腔型药筒的预备需要所述的通用型的所有步骤，虽然由于存在附加的壁与空间而使其构造复杂化。为了提供有效的混合，除了成分体积占据的空间外，通常还需设置一混合空间。蓬松型的粉末状成分也需在颗粒间隙之间额外的空间。混合步骤可能产生需要空间来解决的泡沫或气泡。活塞型的中间壁通常必须以至少其本身的长度来移动，以到达旁路中的非密封位置。在所有的多腔型药筒中，在预备步骤需要长的可移动壁行程，既用于混合又用于接下来的排出空气，并且从本发明优点中特别地获得益处。
药筒的尺寸可主要根据意欲的应用来改变，并且很难给出通用的范围。在使用袖珍装置的优选的自我注射应用中，典型的尺寸为2～30mm的内径，而最好是3～20mm。最好具有大的长-径比，例如在2～20之间、最好在2.5～15之间，这取决于预备后但在任何配药与注射之前药剂的容积。很清楚，由于至少的活塞的尺寸，药筒长度较长，而在多腔药筒情况中，因所述理由而尤其显得更长，但它们的长-径比最好小于上述容积比的20倍、更好的是小于10。
除了上述最少的药筒特征外，本发明还可要求一些设计结构，以便于卡持、移动与锁止。这种结构可在一定的限度上设置在药筒容器的内表面上。然而，在许多例子中，最好使用容器外部。还可使用一单壁药筒，特别是当采用机加工式或模制的壁材料例如玻璃或聚碳酸酯时。在药筒容器外侧采用独立的部件时可获得较好的设计灵活性。它们可限定在需要所述特殊结构的位置或者可实质上包覆整个容器(对比US5435076)，以形成用于所述容器的一轴套或包容物，例如提供附加的保护或者可自由地选择容器的固定点。该包容物可在容器上得到一合宜的安置，以得到最好的导引和最小的尺寸，或者可在其间保留一些间隙(play)，以适于不同形状、直径与长度的容器，或者允许容器在其中自由地转动。用于上述目的的结构可包括增大摩擦的区域，以适于卡持或密封，花键或其它不可转动的对称形状可防止转动但允许轴向移动，内或外螺纹锁止药筒或通过使用一致动器使其移动，该致动器带有相配的螺纹、用于卡持或锁止的凸缘或凸起、用于垫圈等的穴座或基座。下面将参照各作用实施例描述这些方面的细节。尤其是在轴套或包容物部件上，可能要求它们包括窗口或者由透明的、半透明的或其它材料制成，以允许视觉观察或自动检测容器或容器的内容物或者其任何代码。此处所描述的独立的部件如轴套、包容物用于随容器至少进行轴向运动，因此，无论何时，此处的概念“药筒”都应当被理解为包括任何这样的部件：其在卡持与锁止之间相对于壳体的至少部分轴向运动中是与容器连在一起的。
注射装置的壳体表示药筒运动与活塞杆运动的基准点，并且也表示由致动装置执行所述运动所施加的力的基准点，此处的力施加于壳体与运动的或被卡持住的部件之间。最小的功能要求是壳体提供用于可移动部件及提供所述的运动与力的致动装置的一支承或平台。但是，在通常的实践中，最好是壳体构成一包容物，其至少部分地包覆这些部件，并且最好也达到这样的一程度，以至于外面只显示出由操作者控制或监测所设计的特征。
设置在壳体上或壳体内的至少有活塞杆、卡持装置、锁止装置和用于可移动件的致动装置。正如下面将要进一步描述，还可设置附加的装置，主要是控制和检测装置。
虽然壳体可具有足够大的尺寸以在卡持之后和移动之前伸出到药筒之外，并且运动就完全发生在壳体上和壳体内，但为了节省尺寸，最好在药筒轴线方向在药筒运动前壳体的端部靠近药筒的末端。在所述方向和运动之前药筒由此形成了整个装置的远端部分而且在运动后并且当药筒处于锁止位置时，壳体可终止于明显地紧靠药筒末端或前部的位置，例如以节省重量或便于视觉观察。由于上述尺寸节省措施未采用在后部或锁止位置，最好沿着在位置的药筒部分地延伸壳体、并且最好是几乎全部地延伸，例如以保护药筒，以在运动过程中或在一终端位置给药筒提供导引，或者给下面将进一步描述的测试或检测装置提供安装位置。此处的壳体可以是管状，其基本上或者全部环绕着药筒，可能带有窗口，在其末端具有适于药筒形状与尺寸的一开口。而且在壳体不作上述延伸的情况下，当壳体端部明显地靠近药筒末端时，提供一类似的开口可能是有利的，特别是当壳体在优选的方式中构成为一包容物时。因此在壳体内提供一开口是一种通用的优先考虑，其中该开口全部或部分地环绕药筒，其尺寸与形状允许容纳药筒并且在此执行至少部分轴向运动。虽然可想到一壳体部件伸入药筒容器内部或者容器与一外侧部件之间，但最好是所限定的整个药筒由这样一个开口环绕。
当任何时候需要使装置的整个尺寸最小时，在药筒轴向但与壳体的药筒容纳端相反的方向延伸的壳体部件应当延伸得尽可能短。对于使用者来说，在预备之前或者预备过程中装置的尺寸几乎不是一个主要问题，而在预备之后和(注射)分配之前用于尺寸评估的基准点倒是需要解决的。在本装置中，可将药筒已被锁止到壳体上时作为临界度量尺寸。在注射操作过程中，该尺寸最好是不变的，或者在允许装置随药剂的消耗而缩短的情形中也可减少该尺寸，正如本身所知，在后一情形中，基准点应当在第一配药操作之前。在所述情形中，第一影响值为沿药筒轴线、或者与其平行的最大壳体长度，该长度是从药筒后端开始测量的。所述距离优选在2～20cm之间、较好的是在3～15cm之间、而最好是在4～10cm之间。第二影响值是所述第一值相对于所采用的药筒类型所需的整个配药行程长度的比。所述比最好至少为1、通常至少为1.2而最好至少为1.5但小于10，最好小于7并且更好的是小于5。垂直于药筒轴线的最大装置尺寸通常小于最大的同轴尺寸。
活塞杆用来啮合与移动药筒的可移动壁，并且其至少部分设置在壳体内。至少在配药操作过程中，活塞杆将相对于壳体在相对于药筒出口的一个或多个收缩位置与一个或多个伸张位置之间轴向移动。活塞杆也可在药筒运动过程中轴向移动，以增大或减小相对于药筒的运动，例如在运动的开始或终了与啮合或释放操作时，或者用于细微调整可移动壁的移动，以在所述药筒运动过程中适于不同的预备状态。然而，在药筒运动过程中，通常最好是保持杆相对于壳体基本上轴向固定，这允许有最小的尺寸和最简单的机械设计，并且取代使用卡持装置来控制药筒运动。在收缩位置，相连的活塞杆或部件可延伸并暴露到壳体后部之外，其中所述后部与容纳药筒的前部相对置，例如以使壳体尺寸最小，但此处其最好被包容在壳体边界内，以最安全和最便于操作，并且可用以在要求进一步的附加功能时增大壳体内空间。类似地，即使在收缩位置，活塞杆前部在运动后伸入药筒内部并且至少一些部件可延伸到位于前端的壳体边界外，特别是当壳体未如上所述基本上部分地包覆药筒时，但也可全部包覆在壳体内，特别是当壳体绕药筒伸出时。杆的所述的轴向运动或限制并不排除杆也可横向运动或者尤其是转动，以用于将要描述的其它目的。
活塞杆应当有足够的刚性，以至于当被进一步向后致动时，其前端能使可移动壁移动，并且应当至少足够长和足够强，以伸过药筒内部一可能的致动装置所需的附加长度。在此概念的其它方面，“杆”应当被广义地理解为包括单一的或组合的结构和细节，这些结构和细节已基于例如致动或控制进行过描述，但通常不包括轴向不可移动的部件。杆的前端以这样的方式啮合可移动壁：其允许至少一推压作用，这种作用不需物理(机械)地连接到壁上，而只需一顶靠的端面或部件接合，可能经由所述的缓冲装置产生一所要求的均衡的和分布的力。在需要向壁提供拉力作用的情况中，例如允许向药筒内吸入药剂或体液时，杆头的啮合需包括与壁的一物理连接，这可以是任何传统的或已知的型式，例如基于摩擦、推入锁止、侧切、卡口锁止、螺纹或任何其它的装配连接形式。
轴向地推动活塞杆的配置通常包括致动装置和杆上的适当啮合特征，以传输作用力，其中这些装置与特征必需相配并且它们可采取下面将具体描述的多种形式。首先考虑到所述的任何啮合特征既可设置在杆本身上，也可设置在一独立的轴上，该轴基本上平行于杆，其间带有一简单的推压配置，正如背景技术介绍中所提及的几篇参考文献中所具体描述的。为节省尺寸和重量，通常选择在活塞杆本身上作改进，并且为简便起见，本说明书将按此进行描述。该杆可仅通过一基于摩擦的接合器(clutch)配置来啮合，其中可通过径向作用的楔与杆内的相配形状的轴向槽之间的楔入作用来增强所述摩擦，而在杆上作用推力。通过给杆提供与致动装置例如从动齿轮上的相配结构啮合的一系列轴向的环或单侧横向凸起、槽或齿，可获得一较简单的配置。如果杆上制有螺纹并且由一相配的螺杆-螺母配置驱动，由于获得了传动比，因此由致动装置提供的力不需太大。致动装置可例如经由一齿轮机构转动螺母同时防止杆转动，或者致动装置可转动杆本身，例如经相连的一驱动轮，同时螺母在转动方向保持固定。在上面的最后一例子中，可能要求锁止杆，不让其作角位移，同时允许轴向移动。这可用诸多已知方法实现，包括在杆上的一不可转动的对称结构，例如一个或多个平面、槽等，它们既可位于杆的外部，也可位于其轴向孔内，该结构以轴向恒定的横截面沿杆沿延伸；或者是一种这样的不可转动的对称结构，例如与一相配元件上的一相配轴向通道配合的一凸起，该相配元件例如是一环绕的轴套、或者是位于轴向孔内的一轴。该结构也可用作杆的轴承，其或是单独使用或是和独立的传统轴承一起使用。该结构和轴承应当确保杆与药筒轴向基本上同轴，可能具有允许调整的公差，以减小其间的未对准度。
致动装置通常包括马达装置与能源。“马达”装置应当被理解为包括产生所规定的运动与功能所需的任何传动。该马达装置可以是任何已知的型式，例如电动的、液压的、气动的或机械的。优选电机(电动马达)装置，因为其简单且易于控制。能源可以是外部能源，并且包括将能量传输给(注射)装置的装置，但为了使注射装置是真正袖珍式的，最好采用内部能源。为此目的，“能源”应当被理解为包括将能量传送成马达装置所需形式的任何传送或转换装置，尽管最好选择那种可在装置内减少这种转换的能源。能源可以是人工能量，但最好包括贮存的能量，例如泵(唧筒)装置或用于气动或液压马达的一压力源、或者用于机械式马达装置的一弹簧系统。对于电机来说，电容或最好是电池，它们是合适的能源。可采用几个马达或几个能源，例如所述任何装置的组合，以驱动注射装置的不同机械部件、仪器或传感器，虽然通常最好采用尽可能少的装置。除非明确建议了特别的装置，此处所用的“致动装置”应当被理解为包括向注射装置提供能量的任何所需装置。
马达装置可驱动在不同位置的活塞杆。可允许马达装置随着杆一起运动，这仅需在杆上设置一简单的啮合点即可。但是，最好使马达装置固定不动。例如可选择该啮合点位于药筒端部附近，在整个注射阶段允许与杆啮合，并且允许利用后面的空间来例如提供一收缩结构。也可在杆的后部的该相对端选择啮合点，这在马达装置固定的情况下需要某些传输装置，例如环绕杆的一轴套、伸入其一轴向孔内的一轴或以一类似的方式起作用的一推压器。
活塞杆所限定的最小长度符合所需的配药行程，可能带有一附加长度，以允许所述的啮合特征，它例如是所需配药长度的至少1.1、较好的是1.3、最好是1.5倍。例如在进行预备以开始配药的过程中，当药筒运动时，如果由一轴向固定的活塞轴来执行药筒可移动壁的移动，则该最小长度是有用的；此后，当通过使用所述的任何驱动机构从固定部件的前方延伸时，由轴向可移动的活塞来执行配药。此处的最大长度最好基本上相应于固定部件的长度。一般地，如果给活塞杆一最小的长度，其中该长度对应于在预备与配药时所需的行程，或者最好是药筒内部的整个行程，并且还带有致动所需的一附加长度，例如为所述长度的至少1.1、较好为1.3、最好为1.5倍，则可获得一更简单和更精确的结构。优选最大长度小于所述长度的4倍、较好的是3倍、最好的是2倍。如果需要该杆可为在此限度内的伸缩式结构。
一般地，本发明的卡持装置包括连接装置和移动装置，但同一装置可执行这两种功能。卡持装置可将药筒连接并夹持到壳体上，也可使药筒相对于壳体收缩。该卡持装置可以完全不同于活塞杆装置，例如以得到高度的操作灵活性。它们可在内部啮合药筒，在此情形中，这种装置最好至少部分地环绕活塞杆，限制空间需求。它们也可在通道外侧啮合药筒，例如在外部或者在容器与可能的外侧部件之间，这允许采用更窄的药筒通道。通过在其本身的轴向运动承载药筒，卡持装置可使药筒在同一方向移动，或者该卡持装置可轴向固定但提供一转动，其中该转动由一螺杆-螺母机构转换成药筒的轴向运动，而反过来，经一固定的螺纹可使该药筒转动，但最好是另一种方式，此时螺纹支承部件转动而阻止药筒作角运动。
卡持装置的长度可对应于药筒的运动长度，最好带有用于致动啮合的一附加长度，其中当致动啮合点靠近药筒运动的最后端时，通常采用其最小长度；但卡持装置的长度可进一步向后延伸，特别是当致动啮合点位于更后的位置时，虽然最好是不将该长度延伸到比活塞杆在收缩位置时的最后部分还要远的位置。在所述的作用中，可采用为活塞杆所建议的任何驱动原理。致动装置可包括用于卡持装置和活塞杆的分立的马达装置，但最好采用同一马达装置并提供其间一啮合的切换。通常可独立地控制活塞杆，以用任何所需的操作方式啮合和移动可移动壁，正如已指出，虽然最好的方式是保持活塞杆在一固定位置，但其前端在相对于卡持装置的这样一位置，使其执行预备所需的可移动壁的至少一部分、最好是基本上所有的移动，使杆固定的原则尤其便于采用同一致动装置，它既用于卡持装置的运动，又用于活塞杆的运动，其中带有合适的切换装置。
为了在系统中减小机构、节省空间和允许使用较窄的药筒，最好采用活塞杆，让其不仅影响药筒的可移动壁，而且用作药筒运动的卡持装置。执行该目的的一优选方式是允许药筒沿活塞杆移动，同时活塞杆与壁啮合。最好是药筒与活塞杆之间的相对运动是通过其间的一螺纹啮合来完成。虽然可想象药筒为沿着活塞杆部件的螺纹运动的从动和转动部件，其中活塞杆至少在转动方向保持固定，但如果例如通过任一上述装置将活塞杆设为转动部件而阻止药筒转动同时允许其轴向运动，则可获得一通用的更简单的设计。活塞杆上的螺纹可设置在中央部段以外的其它杆段上，其中该杆段延伸到药筒容器、例如环绕所述中央部段的一轴套上，这使得药筒的螺纹可自由设置，例如在其外部，并且该中央部段可不制螺纹。如果至少部分地伸入药筒容器内部的中央杆段制有螺纹，则可降低尺寸要求。上述设计可能性涉及用作卡持装置的功能的活塞杆，它用于药筒的运动和其至少部分的预备。为接下来的分配药剂(dispense)之目的，可采用任何此前所述的活塞杆运动原理，这与此处所述的卡持装置特征完全无关，其中需要对运动控制进行改变。而且如果用杆上的螺纹来现实两种目的，则便于由类似装置进行的致动。虽然已证实单一的和连续的螺纹可带来尤其顺利的操作，但在采用不同的螺纹类型时具有某些优点，例如为两种操作分别采用左螺纹和右螺纹。
如开始所指出，可以、但未必一定提供特别的连接装置来将移动装置连接到药筒上。最好是壳体或卡持装置至少包括导引部件，用于使插入的新药筒同时横向和轴向对齐在适于连接的位置。所述的移动装置本身可用来进行连接。在一优选实施例中，杆件与药筒件螺纹地啮合，这种啮合方式需要最少的用于以精确的方式来进行连接的辅助装置。一种优选的辅助结构是在杆与药筒两者的螺纹之间提供正压力，这种正压力是通过在其间施加力与弹性，最好是例如通过一弹簧负荷来向杆件进行的施压。另一种优选的辅助结构是采用足够大的螺距，以允许一个以上的、例如2～4个独立和平行的螺纹来给这些元件提供等量的圆周啮合机会，仅通过控制转动程度就可确保一相应精确的分配精度，否则对轴向距离需进行更复杂的监测。再一种优选的辅助结构是使对置的螺纹端部中的至少一个带有向内的倾斜面，以协助元件的同轴对准。再一种优选的辅助结构是使相配的螺纹件中的一个、最好是阴螺纹件以一种已知的方式带有一定的弹性并且以间断的凸起来代替完整的螺纹，由此使得其具有与相对的螺纹在多个角度位置相容的能力，甚至也可能与元件之间的一独特的止动面相配，以限定轴向关系。在此应当再一次强调的是药筒件上的螺纹可设置在药筒容器本身上，既可设置在其内表面、也可设置在其外表面上，或者设置在药筒的一独立部件上，对于更加完善的结构来说，优选后一种方案。
当可用空间允许时，对于连接问题的优选的不同解决方案是给药筒设计一机架，该机架构成药筒运动的一部分，因此其是上述所定义的药筒的结构之一，但该机架是或多或少地固结于可移动装置上或者至少不需要任何独立的连接操作。在该实施例中，在杆与机架之间可利用杆与药筒之间的任何上述啮合原理。最好是机架具有导引面，用于以一种限定的和稳定的轴向关系将药筒锁止到机架上，并且无论何时任何上述推动机构都这样要求，都有助于使药筒稳定地角定位，这种机构例如是花键或者其它不可转动的对称结构。可采用服务于此目的的任何已知的锁止装置。采用合适的设计，当插入一药筒或者以一新药筒来更换一空的药筒时，注射装置的操作者所需的唯一步骤是确保药筒在机架内的正确定位，为此最好采用简单的锁止装置，例如推压式、螺纹式、卡口式或者任何其它类似的已知连接安装方式。
在药筒运动后，其应当相对于壳体被锁止，至少是锁止其进一步的轴向运动，但最好还锁止其角运动，这可采用注射装置的锁止装置来进行。所述的锁止装置可采用任何已知的类型，例如螺纹式、推压式、卡接式、电磁线圈式等。但是，为了简化注射装置及其操作，最好利用卡持装置所已经提供的锁止功能。当除活塞杆外还设有卡持装置作用时，最小的要求是在药筒运动后这些卡持装置使药筒相对于壳体保持静止不动，并且在此情形中，锁止装置只限于保持该静止位置所需的控制特征。同样通常优选的是，除这种卡持装置锁止外，再增加锁止装置。最好是在壳体上增加至少一个止动面，药筒上的一相配面能可靠地抵靠于该止动面上。可设置一补充的防止转动的锁止装置，其在抵靠部分上设有相配的轴向凸起，在螺纹啮合中则通过摩擦作用，该装置可为一独立作用和控制的部件、例如一电磁线圈操作的锁止结构或者以任何其它已知方式。可优先使用用于药筒的完全独立的锁止装置，例如以增加锁止安全性、较高的操作灵活性和特别是当活塞杆用作卡持装置时为了释放它以进行处置(配药)工作。这种装置最好同时锁止其前进和后退运动，并且最好还锁止其角运动，为此可采用涉及独立的卡持装置的任何上述附加装置。更好的是可独立地操作锁止装置来锁止所有三个方向的运动。可由处理器装置或者机械装置来完成独立的操作，例如以注射装置的部件之间一定的位置关系来致动。锁止装置可沿药筒的运动路径设置几个锁止位置，这种选择可用来提供一可收缩的注射装置，其中这种收缩也体现在配药或注射阶段。完成此目的的一种便利的方式是采用与活塞杆独立分开的卡持装置，其用来在几个位置移动和止动药筒，以提供几个锁止位置。一种典型的操作是使药筒向壳体移动到一第一锁止位置，由活塞杆完成一次向前的注射运动；使药筒向壳体移动到一新的锁止位置，进行杆的一次新的排出注射运动等。
已结合所给出的各实施例表示了注射装置部件之间的联系，其中可获得多种操作可能性。广义地说，优选的操作方式是由其后部导引而使药筒相对于壳体移动，同时使活塞杆相对于壳体基本上保持静止不动，并且期间至少一部分啮合的运动以及使药筒可移动壁的移动将执行至少部分预备作用，此后药筒相对于壳体保持静止，同时活塞杆相对于壳体轴向运动并且与可移动壁啮合，以执行至少一次药的分配作用。为了调整药筒使其前部远离而后部靠近壳体，可进行一次正式的预备步骤。正如已指出，药筒运动可以是间歇性的或者是连续性的，带有变化的或最好是恒定的速度。本发明的优点是在预备阶段可为每一目的控制运动，并且需要时可提供一低速和均匀的运动，例如在双腔或多腔药筒中混合成分时。类似地，活塞杆的分配药的动作可以是间歇性的或连续的，带有恒定的或可变的速度，这取决于注射剂类型和希望的注射方式。由此可见，可以进行一次单一的配药动作以排空药筒，虽然通常需要几个单独的动作，其中每一次配药剂量可以相等或单独设定。虽然可由于某种原因或以本身已知的方式将活塞杆从间歇性配药(注射处置)操作方式的每一处置动作之间的可移动壁处缩回，这可通过软件控制容易地实现，通常最好是使活塞杆保持与各个处置动作之间的可移动壁基本上啮合或抵靠。
如果在中间操作阶段提供装置或者采取预防措施来防止药筒脱开，则可获得特别的安全效果。如果例如在药的分配处置阶段(dispensing phase)可移去药筒，并且重新插入同一或另一药筒，则由于药的分配处置作用排出的药剂种类与数量失去控制，会出现危险的情况。因此，至少当活塞杆位于药的分配处置的位置时，最好防止药筒脱开，在药筒预备过程中也最好防止其脱开，并且最好是药筒相对于壳体的运动刚开始时就进行防止。换句话说，无论何时从一复位(重设)点开始注射装置的操作，其中各种操作采取其基准值，最好不可能放开药筒，除非注射装置已经返回到了同一复位点。优选的复位点是活塞杆处于收缩位置并且药筒远离壳体。在注射装置处于开始复位点与返回同一复位点之间的正常操作中，药筒已被预备并且至少由活塞收缩前的一个或几个药的分配处置动作基本上排空了，并且通过其移动到末端位置而使药筒脱开。但是，最好可自动地中断运行操作周期且注射装置被返回到复位点，例如以进行校正。可通过处理器控制装置来防止所述的脱开，但最好采用机械式装置。本发明在该方面提供了帮助，因为活塞杆已经在药筒运动步骤中伸入容器内部，并且唯一的进一步要求是将其锁止，不让其轴向移离壳体，由于已经描述过的其它理由，它已经被提供了。
操作顺序最好包括控制各个阶段之间的切换的步骤与装置。尤其是，最好给卡持装置提供从预备运动阶段(当药筒到达壳体时)到药的分配处置阶段的可控制的切换，在药的分配处置阶段移动活塞杆以排出药筒的内容物。因此，最好提供可操作的切换装置，它能通过一取消作用动作(disabling action)结束并且最好也阻止卡持装置的运动，可能也有助于药筒的物理锁止并因此而构成锁止装置的部件，并且可经一使能作用动作(enabling action)来操作，以放开用于药的分配处置的活塞杆。最好这些动作是可逆的，以允许例如当药筒被排空时并且在第一次药的分配处置作用前活塞杆收缩到其位置时停止，并且最好阻止经一取消作用动作进行的活塞杆运动和脱开卡持装置的逆转操作，以经一使能作用动作使药筒相对于壳体被移动，这可能也有助于药筒的物理脱开。在软件控制的情况下通过定时地关闭信号、和在机械控制的情况下通过物理地连接的注射装置部件，来几乎同时地分别进行取消和使能作用的操作，这依然是合适的；即使如此，在机械情况中将允许在进行触发作用链中施加一小的间隙(play)来进行使能作用/取消作用动作，以允许在后面的步骤中进行足够大的切换运动。还发现将所述的取消作用与使能作用动作与药筒的锁止联系起来也是合适的，这可发生在其相对于壳体的最后/最初运动中或者药筒的实际锁止/脱开中。
只要设置的致动装置足够完善，以分别地驱动各种部件进行它们所希望的运动，该装置例如为独立的马达装置和电磁线圈操作的锁止与阻止装置，就可完全通过软件装置来进行上述控制切换，以带来最大的灵活性。为确保部件之间以正确的空间关系进行操作，在运动部件的临界位置还可能需要传感器或微型开关，例如以检测活塞杆与卡持装置的最远端与最近端。但通常最好提供机械装置来协助控制的切换，以利于最安全的操作；并且如果用同一马达装置用于不同目的，例如移动卡持装置和接着移动一独立的活塞杆，或者如果活塞杆可执行两种功能，则可能也需要这种机械协助。可容易地设置机械切换装置，使其通过临界位置处的移动部件来触发。不妨使用软件与机械装置结合，以利于最大的安全性与操作冗余。
上述控制切换的触发通常需要检测用作触发作用的相关部件的位置，和需要将此信息分别传输给使能作用与取消作用装置。用于从药筒运动操作切换到药的分配处置操作的一优选的触发作用是药筒到达其大致的或精确的相对于壳体希望被锁止的位置。类似地，在整个或中断的操作周期的末端，当需要一逆转的次序时，优选的触发动作是活塞杆到达其大致的或精确的收缩位置，该位置对应于紧挨着注射处置前的位置。可用不同方式来进行实际的检测，例如当需要电子传输时采用微型开关、或者机械地通过例如一结构的轴向运动，其跟随触发部件的轴向运动；所述触发部件的轴向运动例如通过采用锥形表面或者凸轮表面转化为一径向运动；所述的轴向运动通过螺旋作用、例如螺纹而转化为检测部件的旋转运动，其轴线平行或垂直于移动件的轴线；例如通过药筒上的一凸耳或凸轮面，当位于检测位置时使一偏压的锁止件进入运动部件的一槽或切口内或者通过任何其它方式，将药筒的旋转运动转化为一横向检测运动。运动部件、例如药筒、卡持装置或活塞杆的任何部位都可用于检测，例如其前部、后部或中部，只要相应的检测部件能在其希望的触发位置啮合即可，虽然为此目的最好采用部件的大致最前和最后部位。
也可采用多种形式将检测到的触发动作分别传输给使能作用与取消作用装置。在软件控制中可由处理器装置提供所述的传输。在优选使用机械控制时，机械装置也用于传输。部件本身可传送这些信息。当药筒抵靠在一止动面上时，例如卡持装置或也用作卡持装置的活塞杆可检测增大的运动力，并且该增大的力可用来取消卡持装置的运动和使得活塞杆运动，以进行注射处置。通常最好采用机械传输装置，其独立于由使能作用与取消作用装置本身控制的部件。传输装置可具有不同的设计，只要其执行所需的使能作用动作与取消作用动作即可。如果卡持装置与活塞杆具有独立的马达装置，则传输装置可以使这些马达装置作用或取消作用。如果用同一马达装置用于独立的卡持装置与活塞杆，则传输装置可以使马达装置从一个部件上脱开并使其与另一部件啮合。如果活塞杆也执行卡持装置的功能，则最好传输装置用来轴向锁止药筒，同时放开活塞杆或者反之，最好与马达装置常啮合。
本发明的注射装置可与附加的操作特征组合，以改进其性能。该注射装置可配备位置检测装置，以允许在该注射装置的一定的方位进行操作，但防止在其它方位操作。例如最好是预备步骤中的许多步骤、例如排出空气、预排和可能的重新配置是在针头有点向上指时进行的，并且当偏离所希望的向上方位一预定的角度时，位置检测装置可有助于防止用于卡持装置或活塞杆的马达装置致动或操作。该位置检测装置可采用我们的未审结的瑞典专利申请SE9503685-1中所公开的方式，其在此被引为参考。
更好的是该注射装置配备有用于药筒的至少一个参数的插入的传感器装置。该传感器可检测药筒类型，以防止采用不希望的机械形式的药筒、药剂装填或浓缩。该传感器也可检测和可能读取药筒的一机器可读代码。该传感器还可检测药筒情况或状态，以警示使用者或者在检测到不当的状态时防止操作注射装置，这种不当的状态例如是破裂、或药筒的其它机械损伤、或不当的位置、活塞或壁出现差错、未完全充满、变色、出现尘埃等。当配备这样的传感器时，本发明可带来某些优点。由于药筒相对于壳体运动，甚至是从传感器相对于壳体静止不动时起就可沿药筒轴线进行扫描，并且采用该传感器完成几项检测任务。可将药筒的运动速度调整到传感器检测所要求的程度，并且例如允许在临界位置不连续地运动和停止。由于药筒的至少部分预备是发生在运动过程中，因此可进行实时操作，例如正确地完成重新配置或成功地排出气体。虽然可采用运动的传感器，但由于所述的理由，最好是采用静止的传感器。位置检测装置可采用在我们的未审结的同一天提交的名称为“配药装置及其操作方法”的申请中公开的任何形式，其在此被引为参考。
正如所指出，注射装置可设有处理器装置，以执行所述的操作但也执行附加的功能。最好是该注射装置设有控制装置，其采取键形式或者用于输入必要的指令的形式。在插入一新的药筒后，可以使卡持装置自动地运动，但最好是使用者输入一指令来启动药筒卡持、运动和预备的过程。这种使能作用可取决于可选的位置检测装置输出所述注射装置的正确的角度方位。在药筒运动和预备过程中，处理器装置可监测来自于任何传感器的输出，以当检测到错误的条件时触发一警示、或中止或者使操作逆反。如果所述的各个阶段之间的切换或指令是由处理器控制，则可能需要处理器来接收关于部件的空间位置的输入信号，并且当药筒处于其锁止位置时，接受卡持装置输出的一取消作用指令，可能还给独立的锁止装置输出一锁止指令，并且同时或者此后给活塞杆输出一使能作用指令，以进行注射处置动作。给所述的控制切换以合适的机械装置，当已经使活塞杆能进行注射处置动作时-这可能在用于进行完全的排气、或者如果预备过程中没有排气的话则应预排的一初始注射处置之后-处理器可能足以启动所述过程并使之停止。在开始配药和注射处置之前，应当设定所希望的剂量，或者是为每一注射各个地进行、或者可反复进行等量的注射。这种剂量设定可预先编程于注射装置内，可能带有处理器控制的调整，以适于检测到的药筒浓度与类型，或者可通过使用者手工编程，可能带有类似的处理器辅助。应当设置至少一个由使用者操作的扳机(触发器)或键，以启动每一注射处置动作，其中对于该致动，最好处理器给用于活塞杆的马达装置施能，以执行所需的轴向移动。最好提供反馈装置来记录杆的实际轴向移动，或者最好的是记录马达的实际角转动或活塞杆转动时的实际角转动。还最好的是处理器跟踪总的配药容量或者活塞杆相关于药筒的总的可获得的轴向移动，以防止在药筒容量的终端时触发不完全的剂量配制。除此之外，还可提供对活塞杆延伸极限的物理检测，既可以按照绝对意义来检测一定的位置，也可以通过检测当驱动活塞杆推动药筒端部时附加的力来检测其相对于药筒的位置。可采用任何这些装置，既可自动地、也可在一手动确认后来启动使活塞杆收缩的反转操作，使药筒从锁止装置脱开和将药筒移动到其末端，这都是为了将注射装置带回到其开始或复位点。还最好是该注射装置具有用于连接到外部数据处理装置的一接口，既可用于向该装置输入数据，又可从该装置下载信息，例如注射的时间和剂量。
附图说明
下面结合附图描述本发明的优选实施例。
图1A～1C示意地表示在三种不同操作阶段注射装置的基本特征。
图2表示一类似于图1的注射装置，其带有更详细的独立卡持装置。
图3A～3F表示一种基于独立卡持装置的注射装置以及控制装置的结构机械式切换，其中图3A～3D表示各个操作阶段，而图3F表示注射装置的细节。
图4A～4E示意地表示一种基于在不同操作阶段活塞杆与卡持装置部件组合的注射装置。
图5A～5E示意地表示图4的实施例的改进，用于提供控制装置的自动机械切换。
图6A～6D表示另一种基于活塞杆与卡持装置及机械切换装置组合的注射装置。
具体实施方式
图1A～1C示意地表示在注射装置三种不同操作阶段的基本特征。标记为1的一药筒具有一细长形筒体2、带有一出口4的一前端3、一开口的后端5和可沿筒体2的内部移动的一活塞6。当药筒为双腔或多腔型时，可设置多个活塞。标记为10的一唧筒或配药部件包括一壳体11、一活塞杆12、卡持装置13、锁止装置14和由虚线所示的致动装置单元15。活塞杆12是可以操作的并且可相对于壳体运动，以靠近和移动活塞6。卡持装置13至少在朝向壳体的方向在药筒后端5的导引下，用于与药筒1啮合并使其移动。锁止装置14限制药筒的运动并可进一步固定其位置。致动装置单元15用于致动活塞杆12和卡持装置13，以完成其各自的运动，并且限制控制装置的切换，以确保两者之间的正确顺序。
在图1A的阶段，一新的药筒1连接到装置10上，其中卡持装置与药筒啮合，并且活塞杆的最后端靠近或顶靠该新的药筒内处于预备位置的活塞6。图1B表示当卡持装置13已将药筒1移入壳体11内直到其在该方向的进一步的移动受到锁止装置14的限制时的相对位置。活塞杆12保持在其最后端但仍然使活塞6向药筒1的前端移动，这种移动是药筒1移向活塞杆12的结果。在该阶段，药物可经开口4排出但最好执行一预备(initiation)操作。在图1C的阶段，活塞杆12已相对于药筒1和壳体11两者前移，同时药筒1相对于壳体11保持固定于锁止装置14。结果活塞杆12已将活塞6移到筒体2内的最前位置，并且活塞杆可处于其远端的极限位置。在该阶段，药筒1的内容物可已通过开口4注射。各种作用由致动装置单元15来调整。可以预期能采用相反的顺序来使用一新的药筒，例如将活塞杆12收缩到图1B的位置、释放锁止装置14和通过致动卡持装置13来使药筒的前端3移离壳体11。
图2表示类似于图1的一注射装置20，并且共同的特征采用相同的参考标记，但对独立的卡持装置描述得更详细。该卡持装置包括一套管21，其带有内螺纹22，该套管轴向地固定在壳体11内，但可由致动装置单元15的作用转动。药筒1具有相应的外螺纹23，而且在螺纹内还有纵向花键与壳体前表面25上的啮合花键相配。此处的锁止装置26是作为可转动的套管21上的侧向内表面而设置的。活塞杆12与图1所示的活塞杆作用相似。图2的操作阶段位于分别由图1A和1B所示的阶段之间，即药筒已被拉入壳体11内但将进一步移动以到达锁止装置26。图2的卡持装置可通过转动套管21来操作，其中套管21的转动使药筒1经套管21的内螺纹22与药筒1的外螺纹23之间的相互啮合而轴向移动，而花键23、24分别防止药筒1相对于壳体11作角运动。该运动可持续直到药筒1抵靠到锁止装置表面26上，此处的锁止强度可经所获得的螺栓效果达到任意值。套管21在相反方向的转动将释放药筒1并使其移离壳体11。如图1所示，在卡持装置操作过程中，活塞杆12可保持固定在其近端。
图3A～3F表示基于独立的卡持装置与控制装置的机械切换的一种注射装置，其中图3A～3D表示各种操作阶段，而图3F表示装置的细节。在图3A～3E中示出了一种剂量调配(配药)装置部件30和一药筒部件31。调配装置部件包括底架型的一壳体32，其具有一底板321和两个垂直壁322、323，其中垂直壁带有用于可移动部件的轴承孔。一弹簧施压的锁止销324设置在壁323上靠近轴承孔处。可移动的部件包括一弹簧加载的轴端部件33、一驱动器34、带螺纹的一套管部件35和一活塞杆36，这些部件进一步详示于图3F中。轴端部件33包括一枢轴331、一弹簧332和用于驱动器34端部的一穴座333。驱动器34包括一圆管341，其适于容纳活塞杆36并带有一导槽342、一小齿轮343和用于连接到带螺纹的套管35上的连接销344，带螺纹的套管35具有一凸缘351，其结构可容纳连接销344，靠近凸缘的内螺纹352，一圆管部件353和在圆管部件上的外螺纹354。药筒31具有一后端311、位于后端的内螺纹312，用于与套管35上的外螺纹相配，一容器部件313、花键314和向右延伸的一前端315。所示的药筒31可以是一注射器筒的外壳或者其本身就用作注射器筒。活塞杆36包括一随动器销361，用于与导槽342相配，带有外螺纹的一轴杆362和用于与一柱塞啮合的一推压板363。回到图3A，可看到部件的装配情况。轴端部件33将驱动器34的端部容纳在穴座333内，并且在驱动器34另一端的连接销344可以或不与带螺纹的套管35的凸缘351内的相应结构啮合，这一点下面将进一步详述。带螺纹的套管35插入壁323的一孔从而其凸缘351抵靠壁323的内侧并且其圆管部件353从壳体32处延伸。套管35的外螺纹354适于与药筒31的内螺纹312相配。药筒的花键314与壳体32上的啮合结构(未示出)相配，以防止药筒31转动。活塞杆36插入驱动器圆管341和带螺纹的套管35的圆管部件353，从而随动器销361在驱动器34的导槽342内移动，以确保活塞杆36随驱动器34转动，并且从而杆362的外螺纹与套管35上的内螺纹相配，以确保当杆36相对于套管35转动时轴向移动。
该注射装置的操作示于图3A～3E。在图3A中的活塞杆36处于收缩位置并且药筒31的内螺纹312与套管35的外螺纹354啮合。驱动器连接销344在弹簧332的压力下与套管35啮合，并且当驱动器34沿齿轮343上的箭头方向转动时，套管35与活塞杆36都一起转动，并且由于药筒31与套管35螺纹相互啮合以及由于花键而产生的非转动性，因此药筒31沿其上的箭头方向被拉向壳体32。图3B中的药筒31已到达并抵靠到壁323上。当到达时，其经壁内的孔推压弹簧施压的锁止销324，以使驱动器34克服弹簧332而移动，并使连接销344与套管35分离。此时驱动器34与活塞杆36可相对于套管35及其内螺纹352自由转动。在图3C中小齿轮343的继续转动已使活塞杆36通过其和固定的螺纹352的啮合向前移动而产生推压作用。图3D中的顺序是逆反的，其中沿箭头所示的相反方向转动齿轮。转动引起活塞杆36几乎返回到其收缩位置，因为其与螺纹352啮合。在图3E中通过推压板363与套管35的远端之间的接触，防止活塞杆36进一步向后移动，并且螺纹352处的啮合又使套管35开始随活塞杆36转动。药筒31的第一次分离释放锁止销324，其中锁止销被弹簧压向其位置，并允许连接销344将连接固定到套管35上。齿轮343进一步的转动使得药筒31沿箭头方向移离壳体32。
很清楚，在刚刚描述过的实施例中，带螺纹的套管35用作卡持装置，壁323用作锁止装置，它也可以与螺栓上的螺纹一起用作锁止装置，而驱动器34用作致动装置的一部件，以使卡持装置与活塞杆两者运动。致动装置还包括控制装置的切换，其中控制装置为所述的各种控制特征形式，其确保所要求的阶段顺序并减小对齿轮在一个或另一方向转动的控制，这种控制可以手动进行但最好由一电机经齿轮装置来进行。图3B中的触发是在药筒31到达壁323时进行的，并且其联系包括锁止销324和驱动器的轴向运动，而该运动又使卡持装置停止作用并使活塞杆前移。图3E中的触发是在推压板363到达套管35时进行的，这使得卡持装置起作用(enable)并解除活塞杆的作用(disable)。
图4A～4E示意地表示了一种基于组合的活塞杆与卡持装置部件的注射装置在不同操作阶段的情况。图中未示出壳体而只示出了主要的可移动部件。从右到左，该装置包括带有一中间凸缘42的一药筒41，其中中间凸缘42上具有花键(未示出)。既用作活塞杆又用作卡持装置的一轴43具有一驱动轮44，该轮与轴上的例如平的表面啮合，以允许轴作轴向移动；还具有位于其后端的一凸缘45。该轴除用于轮44的平的表面处外具有外螺纹，并且在图3的实施例中，所述外螺纹与药筒41内的一相配的内螺纹啮合，其中所述的药筒由于凸缘42上的花键与一壳体上的相应结构之间的配合而不能转动。一轴锁止器46可在凸缘45后上、下移动，以释放或防止轴43前移。一类似的药筒锁止器47可在药筒的中间凸缘42后上、下移动，以释放或防止其前移。
图4A中锁止器46被致动并且轴43的转动使得药筒41由于轴43的外螺纹与药筒41的内螺纹相互啮合而沿箭头方向移动。图4B中药筒41已到达一后端位置并且此时致动锁止器47以防止其前移，同时解除锁止器46以允许轴43前移。图4C中，轴43在同一方向的继续转动已将轴移向药筒41内的一最前端位置，但此时转动方向是反转的，以如箭头所示使轴43后移。图4D中轴43已又到达其后端并且致动锁止器46来将轴保持在该位置，同时解除锁止器47以允许药筒41前移，而与图4C中同一方向的继续转动使得药筒沿箭头方向移动。图4E中药筒41已到达其最前端位置并且该位置与图4A中的相同。可用一新的药筒来更换此药筒并重复此循环。
该实施例表明可采用同一装置作为活塞杆与卡持装置。控制的切换是由锁止器46、47进行，例如可以由诸如电磁阀单独或协调地进行电子-机械操作。控制系统只需控制这两个锁止器以及电机的前、后转动，可以用传感器来检测轴与药筒的端部位置。
图5A～5E表示与图4大体上同样的实施例，只是示意地示出了某些修改，以提供对操纵控制的机械式切换。保留了图4的参考标记。轴锁止器46与药筒锁止器47的下表面被削成锥形并且置于由箭头50、51所示的向下的弹簧压力下。这种布置允许当向图左移动时药筒凸缘42通过锁止器47之下以及允许轴凸缘45通过锁止器46之下，但防止它们向右运动。最好参见图5B，如箭头54所示被弹簧向右推的一药筒传感器52是这样地设置，以至于通过药筒到达其最后端可使该传感器左移，并且该运动可传递给轴锁止器46，此时锁止器由于锥形表面53与锁止器46上的一相应锥形表面的配合而抬起。用于抬起作用所需的药筒轴向运动表示于55。最好参见图5D，如箭头58所示被弹簧压向右侧的一轴传感器56这样设置，以至于可通过轴的凸缘45到达其后端而使该传感器左移，并且该运动可传递给药筒锁止器47，在此通过锥形表面57与锁止器47上的一相应表面的配合而使之抬起。用于抬起作用所需的轴的轴向运动表示于59。所述的特征用来取消分别控制锁止器46与47这种需求，并降低轴在任一方向转动所需的作用。
下面描述相对于图4的操纵差异。图5A所示阶段以与图4A相同的方式操纵，即轴43的一转动引起药筒41左移。在该实施例中，药筒锁止器47可沿药筒滑动，直到由凸缘42抬起。在图5B中，药筒41到达其最后位置并使药筒传感器52左移，由此抬起轴锁止器46，使轴43能自由地前移。在其运动中，药筒凸缘42也通过药筒锁止器47，该锁止器首先被抬起然后掉落到凸缘后面，以锁止药筒不让其前移。图5C如图4C地操纵，即轴43在同一方向的如前所述的继续转动使轴前移，以排出药筒内的内容物。只要药筒41保持在其最后位置，轴锁止器46就以图5B同样的理由保持在高位置。在图5D中，如同图4D，反向转动将轴43带回到其最后位置。在此，其将轴传感器56后推，其中这种后推运动转换为作用于药筒锁止器47上的抬起作用，使得药筒41可自由地前移。图5E中轴43在同一方向的继续转动已将药筒移到如图5A同样的位置。一旦药筒离开其最后位置，药筒传感器52就前移，使轴锁止器46呈自由状态，此时锁止器下落并阻止轴43不让其前移。在凸缘42通过后，药筒锁止器47既可以高、也可以低。
图6A～6D表示基于一组合的活塞杆与卡持装置并带有机械式切换装置的另一种注射装置。图6A和6B表示不带壳体的装置内部的两个视图。图6C表示近端的部件，其中使用了药筒的颈部。图6D表示注射装置的锁止与切换装置的一放大的视图。图6A和6B中示出了药筒61、连接到一壳体上的一导槽62、大体上由63表示的一致动装置、用作活塞杆与卡持装置的一带螺纹的轴64、一轴随动器单元65和一锁止机构66。在药筒61上可看到一外壳，在该外壳内部具有一简单设计的玻璃筒体，该玻璃筒体带有至少一个活塞。最好参见图6C，外壳611的后部有一凸缘612，其直径略小于主部件611的直径；还具有一颈部613，用于与锁止装置啮合。后部开口614具有内螺纹(未示出)，用于与带螺纹的轴64相配。导槽62具有半圆型横截面的内轮廓，该内轮廓与药筒61的外轮廓相适应。致动装置63包括一电机631，其带有齿轮632，其中齿轮632与连接到一齿轮轴634上的一大齿轮633相配，在支承于轴承635的后部和在伸向轴64内一细长的空心腔的向前方向，齿轮轴634与轴64的空腔相啮合，但不是圆形横截面，以允许轴64随来自于齿轮轴634所保持的致动而轴向运动。轴64上制有螺纹，以与药筒61的内螺纹相配并且其后部可转动地连接到随动器单元65上。该随动器单元65包括位于壁652内的用于轴64的一轴承651和从壁652向前伸出的两个臂653。最好参见图6D，臂653终止于上锥面654和下止动表面655。锁止装置66包括一锁止件661，其被导引在壳体内并且被弹簧662压向一下位置。锁止件661具有一上叉部件663，该上叉部件具有下锥面664，用于与臂653上的止动面655相配；还具有一下叉部件665，当其抬起时与臂653上的止动面655相配，阻止臂前移。下叉665具有适于进入颈部613的一宽度，其中该颈部在药筒的筒体611与凸缘612之间。上叉663与下叉665之间的间隙适于允许臂653通过。通过弹簧667使一支承环666略微轴向移动并被压向一向前的位置，并且通过环上的凸起668与导槽62内的槽669的相配而使其移动稳定。支承环666与药筒61同轴并具有与药筒61上的凸缘612大致相同的直径，并且当环666在其向前的位置时，用来将锁止件661保持在其较高的位置，而当环666被药筒凸缘612后推时，允许锁止件661被压向颈部613内较低的位置。
图6的注射装置的总的操作方式类似于结合图4所述的，即轴64沿其收缩位置转动，将药筒61向后拉到一锁止位置，然后通过在同一方向连续的转动使轴64前移，以排出药筒61的内容物，转动的反向使轴64返回到其收缩位置，释放药筒61并且通过轴64在同一方向的连续转动使之移开。锁止和切换装置与图4所示的不同，下面根据图6D来描述其操作。在图6D所示时刻，轴65(未示出)几乎在其最后位置。锁止件661抵靠到支承环666上，允许药筒凸缘612通过锁止件下面，并且下叉665与臂653的止动面655啮合，以阻止随动器单元65和轴64，不让它们前移。轴64在使凸缘612后移方向的转动将允许药筒61的凸缘612通过抬起的锁止件661下面，以推开支承环666并允许锁止件661掉落到药筒颈部613内，与此同时使轴64可自由地前移。使轴64的转动方向逆反将使臂653的锥形端部654与上叉663的锥面啮合，促使锁止件从颈部613内抬起，允许凸缘612与支承环666通过锁止件661下面，并且再次阻止臂653不让其前移。在药筒可完全运动与轴完全不能运动这两种状态之间，允许有一定的轴向作用。
当轴64在其最后位置时，可开始一操作周期，其中锁止件被抬起到其较高的位置，并由支承环666固定到该位置，而支承环被弹簧667前推，由此阻止轴的向前运动但允许药筒凸缘612通过。即使在其收缩位置，轴也远远延伸于锁止机构66之外，并且通过轴的转动可在其端部连接药筒，以与药筒的内螺纹啮合。轴的转动将促使药筒移向锁止机构，连带凸缘612一起通过锁止件661下面，与此同时向后移动支承环666，并且通过锁止件与大的药筒主部件611之间的接触而阻止其进一步轴向移动。此时锁止件661可下落到药筒颈部613内，以锁止药筒和使臂653能完全自由地前移。在同一方向连续的转动将使轴64与随动器单元65向前移动，以排出药筒的内容物。排出后，使轴64反向转动并且随动器单元65与轴64后移，同时药筒61仍然由处于其较低位置的锁止件661锁止。当轴64与随动器65接近其最后位置时，臂653的锥形端部654开始与上叉663的锥面664啮合，并且克服弹簧662的压力而从药筒颈部613抬起锁止件661，以允许支承环666与药筒凸缘612通过锁止件下面，从而下叉665基本上与壁653的止动面啮合，以阻止随动器单元65与轴64，不让其前移。在同一方向连续的转动使得此时未锁止的药筒61前移，支承环666在锁止件661下内移，以固定其位置，直到可以卸下药筒。很清楚，只要药筒不在其锁止位置，轴64就不能轴向移动，此时锁止件661在其较低位置，并且直到轴64与随动器65在其最后的位置之前，药筒仍不能轴向移动，此时将锁止件661抬起到其较高位置，并且除了轴在任一方向的转动外，无需其它控制作用。
所列举的实施例只是示例性的，不能被理解成限制本发明的范围与普遍性。