具有切割冠的可回缩注射器.pdf

一种具有切割头的可回缩注射器，所述切割头安装在所述注射器的柱塞上。当柱塞向前推进从而将流体从注射器内排出时，切割冠切割持有注射器的针单元的保持机构，从而允许驱动机构将所述针单元推进所述注射器内。所述切割冠外形塑造为降低必须被施加来切割所述保持机构的力。此外，还提供了附接到注射器单元上的一次性针组件。所述一次性针组件具有针和用于将所述针连接到所述注射器单元上的连接器元件。所述连接器元件包围所述针，并在其外表面上设置有用于与所述注射器单元紧密配合的螺纹。当所述针组件与所述注射器紧密配合时，基本不变的孔的中心孔从所述针的尖端延伸到所述注射器的内部室中。因而，在所述针组件内很少有死角。在附接到所述注射器之前，所述针组件的所述针优选地被包围在保护器内，所述保护器与所述接口一起被塑模为松软部分单元。所述保护器通过破坏所述组件的易碎部分而被移除。

权利要求书一种可回缩注射器，包括：
桶；
针单元，所述针单元包括针，所述针的内部与所述桶内的室成流体连通；
保持机构，所述保持机构用于将所述针单元保持在所述桶的一个端部处；
空心柱塞，所述空心柱塞在所述桶内朝向所述针单元可移动；
驱动机构，所述驱动机构用于将所述针单元推进所述柱塞内；以及
切割冠，所述切割冠在所述柱塞的端部并面向所述针单元，所述切割冠设置为当所述柱塞向前推进时切割所述保持机构，以使所述驱动机构将所述针单元回缩进所述桶内；
所述切割冠的外形包括一个或多个切割齿，所述切割齿在所述切割冠的其他部分切割所述保持机构的其他部分之前，切割所述保持机构的第一部分。
根据权利要求1所述的可回缩注射器，还包括设置在所述切割冠上的活塞，所述活塞设置为在所述切割冠切割所述保持机构之前，被所述切割冠切割。
根据权利要求2所述的可回缩注射器，其中所述活塞的外表面具有圆顶外形，且在所述柱塞上朝向所述针单元移动时，所述活塞在接触区域接触所述室的端部表面，所述接触区域朝向所述室的中心轴逐渐扩张。
根据权利要求2或3所述的可回缩注射器，还包括从所述活塞的内表面向内延伸的引导部件，所述引导部件适于将所述一个或多个切割齿导向所述活塞的松软部分。
根据权利要求4所述的可回缩注射器，其中，所述活塞的所述松软部分绕所述活塞的中心部分形成环形周边。
根据权利要求4或5所述的可回缩注射器，其中，所述引导部件在所述切割冠破坏所述密封时，发生变形。
根据前述任何一项权利要求所述的可回缩注射器，其中，所述一个或多个切割齿朝向所述柱塞的纵轴向内地形成锥形。
根据前述任何一项权利要求所述的可回缩注射器，其中，所述针单元包括：
针支架，所述针支架具有向内面向的螺纹表面；以及
针组件，所述针组件包括针以及围绕所述针且具有向外面向的螺纹表面的针头接口；
所述针组件的孔径朝向于具有与所述针支架所限定的孔基本相同的孔的通道，并延伸到所述桶内的所述室内。
一种用于操作根据前述任何一项权利要求所述的可回缩注射器的方法，所述方法包括：
下压在所述桶内的所述柱塞，凭此，所述切割齿切割所述保持机构的至少一个第一部分，以及随后所述切割冠的其它部分切割所述保持机构的一个或多个第二部分，所述第二部分绕所述桶的轴与所述第一部分圆周地分隔开。
一种用于附接到注射器单元上以形成注射器组件的伸长的针组件，所述注射器单元具有在桶内可移动的柱塞，所述针组件包括：
针；
接口，所述接口具有向外面向的螺纹表面，用于与所述注射器的向内面向的螺纹表面紧密配合；
所述针组件限定基本不变的孔的中心通道，所述中心通道从所述针组件的第一端部延伸并沿所述针的中轴延伸到所述针的尖端。
根据权利要求10所述的针组件，其中，所述针被包围在保护器内，所述保护器与所述接口一起形成单一体，所述保护器通过易碎部分连接到所述接口。
根据权利要求10或11所述的针组件，其中，所述保护器还包括从所述保护器的外壁延伸的翼，凭此，用户可以绕着所述保护器的纵轴将旋转力传递到所述保护器。
一种注射器组件，所述注射器组件是根据权利要求10至12的任一项所述的针组件和具有向内面向的螺纹表面的注射器单元的组合，所述向内面向的螺纹表面与所述针头接口的向外面向的螺纹表面紧密配合，
所述针组件的中心通道接触所述注射器单元的通道，所述注射器单元的通道具有基本相同的孔且与在所述注射器单元的桶内的室相通。
一种形成根据权利要求13所述的注射器组件的方法，包括：将所述针组件与所述注射器单元紧密配合。

说明书具有切割冠的可回缩注射器
技术领域
本发明涉及一种医用注射器，特别地，涉及可回缩注射器以及用于附接到注射器单元上以便形成注射器组件的一次性针单元。
背景技术
具有针(“套管”)的注射器组件通常用于将例如药剂等流体注射到患者体内，和/或用于将流体从患者体内抽取出来。期望地，这些注射器组件可以由单只手操作，以使医生或护士可以在操作它们的同时，可以使用他或她的另外一只手来用于其他的目的。所施加力气不能够太大，否则医生或护士的手就会因为执行许多注射操作而感到累。此外，一般不能对多个患者使用相同的注射组件的针，以及防止或不利于出现这种事情的几种类型的注射器组件是已知的。
注射器组件的第一种形式包括由针和连接器元件组成的一次性针组件。通过使用连接器元件，所述针组件暂时地附接到伸长的注射器单元的前端部，以便形成所述注射器组件。所述注射器单元具有桶和柱塞，所述柱塞可以在所述桶内朝向所述针组件向前移动。药剂流体位于在所述柱塞的前表面和所述针组件之间的容积(volume)内，所述容积与所述针的内侧互通，以使当所述桶向前移动时，所述流体由针所推动。当发生此种情况时，不期望的情形是让流体通过接头泄漏，其中，在所述接头，所述柱塞的正面的圆周接触所述桶的壁。为了符合ISO 7886‑1标准，所述注射器单元必须承受压力，该压力导致在不发生泄漏的情况下，内部测试压力达300kPa(3巴)。当配发药剂后，所述针组件就被移除和处理。
根据ISO 594标准设计的Luer Taper(鲁尔锥形)和Luer Lock(鲁尔锁紧头)是这种注射器组件的实例。所述Luer Taper的变型使用位于针组件和使用摩擦力工作的注射器单元之间的压配合连接件。遗憾的是，所述针组件易于变松而从该注射器单元上脱落下来。Luer Lock的变型企图通过使用螺纹锁定系统来解决与Luer Taper有关的疏松问题。然而，Luer Lock具有涉及多个嵌套联锁部分的复杂设计。特别地，该注射器单元具有由内螺纹套管包围的锥形喷管(spout)。该针组件的连接元件具有接合套管的外螺纹，并限定用于接收所述喷管的腔体。连接元件被插入到喷管和套管之间的空隙内。
所有的这些注射器组件都包括大量的死角(dead space)，即在注射器组件内的容积，所述容积包括不能从注射器组件排放出的药剂。通常地，在连接器单元和/或在该连接器单元和注射器单元之间的接口内都存在有死角。由于药剂的成本可能高，此死角是一个受关注的问题。可能的是，通过降低生产过程的容差来减少死角的尺寸，但是这将会提高注射器组件的生产成本。
注射器组件的另外一个种已知的形式就是“可回缩注射器”，其包括：注射器单元、位于所述注射器单元的一个端部处的针单元(可缩回式注射器的一些形式中的针单元恰好指的是针，但在其他形式中的针单元指的是针和“针头接口(needle hub)”，也就是，是材料的环绕体，该材料通常为模制塑料材料)、用于保持针单元相对于注射器单元的位置的保持机构、以及驱动机构。操作注射器使保持机构在注射器组件已被使用来输送药剂后禁止使用，然后驱动机构就将针单元推动进注射器单元内，以使针不再被暴露。可缩回式注射器示例在US6,994,690、WO 2005/053779、US 6494863、US 2008/0033355以及US7,351,224中。另一可回缩注射器是由贝迪医疗(Becton Dickinson)和美国新泽西州的公司推进市场的BD Integra注射器。这种可回缩注射器具有可拆卸式针，并使用将注射器单元和Luer Lock系统曾经使用的针连接起来的形式。经试验发现，需要使用大约55N的“激活”力才能将一摩尔型号的Integra注射器的保持机构打断，这种力估计大于压缩力的5倍，注射器单元在无泄漏的情况下必须承受该压缩力才能达到ISO 7886‑1标准。
因此，一些早期的可回缩注射器通过在注射器内具有更多的死角和/或错开激活过程减少了需要“激活”力的次数。在使用错开的情况下，要求死角能够提供在激活流程中涉及的独立元件串联移动所需要的空间。因此，可回缩注射器的大多数设计具有死角，这就导致药剂的损耗。在一些设计中，空气可能会被限制在死角内，且在使用注射器组件之前该空气难以被驱除出去。
此外，因为保持机构必须足够坚固才能抵挡由驱动机构所产生的推力，因此，用户必须不方便地施加大的力破坏该保持机构，并将针单元释放出来。
此外，许多已知的可回缩注射器的针单元、注射器单元、保持机构和驱动机构都具有太多的零件，导致制造成本高。因为可回缩注射器昂贵，一些手术操作都尝试尽量重复使用它们，很难阻止此类事情发生，因为在操作该装置后，几乎所有的组件都保持完好无损。
发明内容
本发明的第一方面目的在于提供新的和有用的可回缩注射器组件。
本发明的第二方面目的在于提供一种新的和有用的用于连接到注射器单元上以形成注射器组件的一次性的针组件。
本发明的第一方面笼统地提出了这种可回缩注射器，包括：针单元；桶；在该桶内的朝向该针单元可移动的柱塞；用于将该针单元推进该桶内的驱动机构；以及用于相对于该桶保持该针单元的保持机构，所述柱塞在其前端具有切割冠，用于在所述柱塞向前推进时切割所述保持机构，以使所述驱动机构将所述针单元回缩进所述桶内。所述切割冠的外形包括一个或多个切割齿，所述切割齿在所述切割冠的其他部分切割所述保持机构的其他部分之前，切割所述保持机构的第一部分。换句话说，用户不是必须同时施加足够的力到所述柱塞上以将保持机构的所有部分都破坏。这就减少了所需要的激活力。
活塞可以设置在柱塞的前部上，以使用于容纳药剂的容积被限定在活塞和针单元之间。此活塞也可以被切割冠切割。
该针单元可以只由针组成，但是在本发明的优选实施例中，其同时包括针和作为针支架的材料(例如，塑料材料)环绕体。该针支架可以通过模塑形成。
本发明的第二个方面提出了用于附接到注射器单元上以形成注射器组件的一次性针组件，所述注射器单元具有在桶内可移动的柱塞。所述一次性针组件具有针和用于将该针连接到注射器单元上的连接器元件，所述连接器元件包围所述针，并在其外表面上设置有用于与所述注射器单元紧密配合的螺纹。该针组件具有基本不变的孔的中心孔，所述中心孔沿着所述针组件的整个长度方向延伸。因而，在所述针组件自身内部存在极少的死角。
此外，当针组件与注射器单元紧密配合时，针组件的中心孔接触注射器单元的通道，该注射器单元的通道具有大体相同的孔并与该注射器单元的桶互通。这极大地减小了在注射器单元和针组件之间的接口处的死角。
在附接到所述注射器之前，所述针组件的所述针优选地包围在保护器内，所述保护器连同接口一起形成为(例如，通过塑模)一体式单元。该保护器可以通过易碎部分连接到接口上。
本发明的两个方面是独立的，但是它们可以通过形成注射器单元而结合起来，该注射器单元通过使用限定通道的元件，与本发明的第二个方面的针组件紧密配合，以使当该针组件和该元件连接到一起时，它们在本发明的第一方面中一起发挥“针单元”的作用。
本发明的特定具体实施例可以具有如下优点：
‑具有的设计可以简单而有效，但还是几乎不在该组件内形成死角；
‑具有简单的设计，该设计可容许简单的加工和经济的制造；
‑具有紧凑的设计，该设计可容许有效地使用材料，从而导致可以生产出环境友好型产品；
‑具有最小的零件计数的设计，因为构件可以制造成整合的部分，例如，针保护器和针头接口就可以制造成单一件；
‑具有最少的药剂消耗，因为几乎不存在死角；
‑容许容易地消除有毒的空气泡，因为几乎不存在死角；
‑防止空气泡被限制；
‑容许容易地进行存货管理，因为针组件可以与可回缩和传统的注射器一起使用；
‑确保初次针的完整性，同时完整性容易验证；以及
‑容许防篡改设计，可以防止再使用或再循环。
附图说明
现在本发明将只通过实例并参考附图来描述，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的注射器的分解视图；
图2A是当图1中的注射器被组装时的横截面视图；
图2B是当图2A中的注射器的活塞最接近保持机构时该活塞的横截面视图；
图2C是当注射器的切割冠用于抵靠保持机构的松软部分时图2B中的活塞的横截面视图；
图2D是在切割冠切割活塞和保持机构后图2B中的活塞的横截面视图；
图3A是图2B的切割冠的横截面视图；
图3B是图3A的切割冠的侧视图；
图3C是图2B的切割冠的立体图；
图3D是图1中的注射器的回缩组件的横截面视图；
图3E是图2B的活塞的横截面视图；
图3F是当图3D中的回缩组件的一部分装入到桶的前部分时的横截面视图；
图4是根据本发明的第二实施例的组装注射器的横截面视图；
图5A是根据本发明的第三实施例的针组件的附图；
图5B是图5A中的被安装到注射器单元上的针组件的横截面视图；
图5C是图5B中的针组件的横截面视图，但针保护器被移除；
图6是包括图5A的针组件的一部分的本发明的第四实施例的横截面视图；
图7是显示了图2B中具有不同切割距离的切割冠的两个齿的示意图；
图8A是图2B中具有五个切割齿的切割冠的示意侧视图；
图8B是如图8A中所示出的但具有两个切割齿的切割冠的示意侧视图；
图9A是图1中的注射器的柱塞的变形的立体图；以及
图9B是图1中的注射器的桶的变形的立体图。
具体实施方式
可回缩注射器
图1是根据本发明的第一实施例的注射器100的分解视图。图2A是当图1中的注射器被组装时该注射器的横截面视图。下面参考图1和2A对注射器100的零件进行描述。
注射器100包括：空心桶140，其限定出室；柱塞(plunger)120，其可插入到所述室内；活塞(piston)130，其在柱塞120之前插入所述室内；以及回缩组件150，其安装在桶140的前部分1420。桶140起到壳体的作用，提供了对注射器100的其他部分例如回缩组件150的支持。在不同版本的实施例中，桶140的尺寸不同，从而具有不同的流体容积。在这些不同版本的实施例中，桶140具有不同的直径，以及活塞130、柱塞120和/或回缩组件150的直径也不相同，从而适合桶140的直径。弹簧1600围绕针支架1560。回缩组件150包括针1520和围绕该针1520的针支架1560。针支架1560与针头接口1510和密封件1540集成为一体。针头接口1510和密封件1540之间的接合部是环形的松软部分1590(图3D中示出)。如以下所描述的，针1520、针支架1560和针头接口1510一起起到针单元的作用，所述针单元最终被推进桶140内，密封件1540和环形松软部分1590起保持机构的作用，用于相对于注射器单元保持针单元，直到保持机构失效。一旦这种事情发生，弹簧1600就具有驱动机构的功能，以将针单元推进柱塞120内。
桶140包括空心圆柱部分1410、嘴部1440以及前部1420。前部1420可以是锥形。圆柱部分1410形成注射器的主体，因此允许用户在执行注射时在恰当的位置处稳定地持有注射器。可选择地，桶140包括一个或多个目的是用于提供额外握持表面的凸缘1430。这些凸缘1430可以如图1所示，位于远离前部分1420的桶的嘴1440处。可选地，凸缘1430可以位于沿着圆柱部分1410乃至所述前部分1420的外表面的任何位置。图9B是桶140的变形的立体图，其中，凸缘1430设置在远离嘴1440适当距离的位置处。选择该适当的距离从而允许凸缘1430和柱塞120的暴露端部之间的分离，这可以允许用户更好地紧握住注射器。此外，本领域的技术人员还应该了解的是，凸缘1430可以呈现除了图1、2A或9B所示外形之外的其它外形，例如，呈现指环或环形唇的外形。
柱塞120包括具有安装到柱塞120的顶端上的端盖1100的杆部1290，以及在柱塞120的底端的切割冠1200。杆部1290是管状的。如下所描述，管状杆部    允许针1520回缩到杆部1290内，并因此进入到注射器100的主体内。端盖1100的设立旨在当用户在实施与执行注射有关的推动和拉动泵动动作时，加强用户的紧握。此外，端盖1100可以防止针支架1560和/或针1520在针1520被推进柱塞内后，从柱塞120中落出来。端盖1100还可以适合于用户用拇指将柱塞120压进桶140内。这种端盖1100可以作为独立的物件(piece)制造，来安装到杆部1290的顶端上。在这种情况下，柱塞120包括用于将端盖1100握持在适当位置处的保持器件。可选地，如图9A所示的，端盖1100可以制造为与杆部1290集成。图9A是柱塞120的变形的立体图，其中，端盖1100和杆部1290做为单个物件一起制成。通过将端盖1100与杆部1290集成在一起，零件计数就可以下降，从而可以更有效地使用生产材料并优化生产成本。
类似地，切割冠1200可以集成为柱塞120的一部分，或可以作为单独的物件安装到柱塞120的底端处。切割冠1200将在以下更详细地描述。
活塞130设置在切割冠1200的上方。活塞130包括圆柱形部分1340，圆柱形部分1340具有的外直径稍微小于桶140的圆柱部分1410的内直径，且所述圆柱形部分1340还进一步地包括环绕圆柱形部分1340的外表面周围行进的一个或多个圆形密封唇1310。当活塞130设置在切割冠1200的上方时，圆柱形部分1340形成围绕切割冠1200的壁。圆柱形部分1340为活塞130提供支撑，从而允许活塞130承受当柱塞120被压住时施加在活塞130上的压力。密封唇1310允许活塞130在桶140的体内具有紧密配合，并因此允许适当地将流体从桶140排出或被吸入桶140内。此外，活塞130还可以由弹性材料制成，从而在活塞130和桶140之间获得更紧密的配合。紧密的配合可有助于确保流体或气体通过注射器100适当地排放或收回。
现在，将通过图3E的协助进一步地描述活塞130。图3E是活塞130的横截面视图。活塞130包括中心拱形提升部分1385；松软部分1380，其在提升部分1385周围处形成圆周周边；以及引导部件1330，其从活塞130的内表面向内延伸。如以下所描述的，活塞130由切割冠1200所切割，而松软部分1380则降低了切割活塞130所需要的作用力。
提升部分1385用来使活塞130的中心部分增厚。通过增厚中心部分巩固了活塞，并因此防止活塞130向内倒塌，因为当柱塞120被压住时，活塞130承受由包括在桶140内的流体所施加的阻力。此外，提升部分1385的拱形外形可以有助于更好地分散阻力，从而获得更好的强化作用。注意的是，具有这样的强化活塞130还可以是有利的，因为其有助于在当柱塞120被挤压或被收回时，降低活塞130的弯曲度。
现在转向引导部件1330，引导部件1330还可以向活塞130提供支撑，以便使活塞130能够在柱塞120被挤压时，承受施加到活塞130的压力。提升部分1385和引导部件1330引导切割冠1200的切割齿1220朝向松软部分1380。可以存在任何数量的切割齿，但是这样的齿优选地范围在2个‑5个之间。引导部件1330可以是环形的，其斜切边1350朝向远离活塞130的内表面。切割冠1200的凸出物1230在柱塞120向前移动时，倚靠斜切边1350。因此，引导部件1330还可以在活塞120正将流体从注射器100中排出时，具有隔离件的作用，防止切割齿1220过早地切入到松软部分1380内。斜切边1350还可以有助于将切割齿1220导向到松软部分1380。此外，引导部件1330还可以发挥偏压器件的作用：在柱塞120的端部靠近密封件1540时，提供抵靠切割冠1200的偏压力。这种偏压器件1330将触觉反馈提供给以“点击”的形式按压柱塞120的用户。这就允许用户知道切割冠1200何时即将承受活塞130的松软部分1380和松软部分1590。在这种情况下，在切割冠1200打断松软部分1590后，偏置器件1330可以发生变形。
外部圆柱形部分1340具有抓取件1370，用于将活塞130保持在切割冠1200的上方。这一抓取件1370可以采取在圆柱形部分1340的内表面周围行进的环形凹部的形式，在这种情况下，抓取物1370还可以向活塞130提供增加的刚度(rigidity)，因此，在大的压力作用在活塞130上时，限制活塞130的任何弯曲。参考图2A，抓取件1370可以与在切割冠1200的圆柱形侧边周围行进的脊1250紧密地配合。这样的脊1250和抓取件1370可以在柱塞120沿着桶140的长度方向上下滑动时，允许活塞130保持在柱塞120的上方。柱塞120和活塞130的布置因此赋予用于注射或收回流体的推拉泵动功能。
回到图1和2A，桶140的嘴1440和圆柱部分1410的内尺寸制成为适合于接收活塞130和柱塞120。在正常的组装下，活塞130可以在柱塞120被插入到桶140之前，安装到柱塞120上。可替代地，可选择地，活塞130和柱塞120可以制成为单片(即集成)物件。在柱塞120和活塞130插入到桶140后，柱塞120和活塞130在桶140内是可滑动的。
通道1530行进穿过针支架1560，以使在桶140内的(i)活塞130与(ii)针头接口1510和密封件1540之间的容积1470与针1520的内部互通。否则，流体无法从容积1470内排放出来。
图3D和3F分别地示出了当可回缩组件150被安装到桶140的前部分1420内时，可回缩组件150的横截面视图以及图3D中的可回缩组件150的部分横截面视图。在密封件1540周围的松软部分1590是易碎的，以使当其破碎时，针支架1560可以被释放且由弹簧1600向上推动。松软部分1590允许柱塞120的切割冠1200更容易地打断由松软部分1590和密封件1540所形成的保持机构。此外，松软部分1590的薄度允许密封件1540弯曲。通过弯曲密封件1540，可回缩组件150可以更容易地安装到桶140的前部分1420内。当注射器100被组装时，可回缩组件150通过密封件1540的外表面1580，附接到桶140的前部分1420上。外圆周1580开始倚靠前部分1420的侧壁。环形凹部1460可以被制成在前部1420的内壁内，以便具有保持器件的功能，用于持有密封件1540。这样的环形凹部1460还可以具有在密封件1540和前部分1420之间创建更多的防水密封件的优点。粘合剂还可以应用到密封件1540的外圆周周围，从而创建更密闭的密封件。此外，还可以预想的是，在实施例的变形内，可回缩组件150的部分或整体可以与前部分1420形成整体。如一例子，密封件1540可以与前部分1420集成在一起，从而形成单一体。
弹簧1600在桶140的前部分1420内被压缩。弹簧1600可以在第一端部1610处被附接到针支架1560上，以及在其它端部1620处被附接到桶140的前部分1420上。针支架1560包括持有弹簧1600的端部1610的一个或多个锚固点1570。锚固点1570可以采取凸出物的形式，该凸出物的外直径大于弹簧1600的外直径。在这种情况下，端部1610可以倚靠锚固点1570，锚固点1570因此提供阻力点，该阻力点允许被压缩时的弹簧1600向上推动针支架1560。
在弹簧1600的另外一端1620处，弹簧1600的端部1620倚靠前部分1420的环形唇部1450。环形唇部1450提供被压缩的弹簧1600所推动的支点。因此，被压缩的弹簧1600在相反的方向上扩大和推动环形唇部1450和锚固点1570。
转回图1和2A，注射器100可选地还包括针保护器1700。这种针保护器1700可以安装在桶140的前端部1420的上方。保护器1700具有用于将保护器1700保持在前端部1420和针1520上方的适当位置处的保持器件。
现在，通过图3A、3B和3C的协助进一步地描述切割冠1200。图3A是切割冠1200的横截面图。图3B是图3A的切割冠1200的侧视图。图3C是图3A的切割冠1200的立体图。
切割冠1200包括凸出物1230，所述凸出物1230在切割齿1220接近于密封件1540时摩擦活塞130的斜切边1350。切割冠1200还包括位于柱塞120的前端处的一个或多个切割齿1220。这些切割齿1220环绕地设置在柱塞120的纵轴122的周围，并朝向该纵轴122向内逐渐成锥形。齿1220的边缘可以被斜切以便生成适合于切进活塞130的松软部分1380和可回缩组件150的松软部分1590的锋利的切割边缘。齿1220因此利用最小的力气就可以切割活塞130和松软部分1590。沿着切割边缘的、在各连续的切割齿1220之间的间隔形成了桥1210。各桥1210可以具有在齿与齿之间跨越的弧形剖面。当切割冠1200用来倚靠活塞130和/或松软部分1590时，这种弧形剖面就可能造成作用在各齿1220上的阻力的更好扩散分布，从而导致齿1220更强和更能够切穿活塞130和/或松软部分1590。
当设计切割冠1200时，切割距离d(如图3A所示)和刺穿力F(如图2C所示出)都可以最小化。如图3A和3B所示出，切割距离d被限定为从齿1220的顶点到桥1210的最低点的垂直距离。刺穿力F被定义为切割冠1200的齿1220切割活塞130和/或可回缩组件150所需要的力。
短的切割距离d可以是有利的，因为这意味着用户将必须向柱塞120施加持续的切割力，从而达到更短的滑动距离。更小的刺穿力F可以是有利的，因为这意味着用户将必须施加更小的瞬时力方可刺进活塞130内和/或可回缩组件150内。
存在切割距离d和刺穿力F之间的权衡。图7显示了桥1210和齿1220的两个可能的剖面，各剖面具有不同值的d。可以看到的是，更低数值的d与更低锋利度的齿1220关联。然而，各齿1220的降低的“锋利度”是不期望看到的，因为其需要更大的刺穿力F。因此，为了具有更低的刺穿力F，可以使距离d更大，从而提高齿1220的“锋利度”。
保持切割距离d不变，可以通过提高设置在柱塞120的端部周围的齿1220的数量，来提高各齿1220的“锋利度”。图8A显示了具有五个切割齿1220的切割冠1200的侧视图(图8A中的实线显示了面向观察者的切割冠的开口，而虚线部分则显示远离观察者的切割冠的部分)。图8B显示了可替换的具有两个切割齿1220的切割冠1200。可以看到的是，图8A的齿1220比图8B的齿1220更“锋利”。
因此应该注意的是，齿1220的数量和刺穿力F之间也存在权衡。虽然具有更多的切割齿1220可能导致齿1220“更锋利”，但也导致刺穿力F必须更大，因为刺穿力F在更大数量的齿之间被分割。因此，为了拥有更小的刺穿力F，可以使用更小数量的切割齿1220。
下面参考图2A至图2D对组装的注射器100的典型操作进行描述。图2A是组装的注射器100在使用之前的横截面视图。图2B是当活塞130最接近于密封件1540时活塞130的横截面视图。图2C是当切割冠1200正切割活塞130的松软部分1380时，活塞130的横截面视图。最后，图2D是在切割冠1200已经切割活塞130和松软部分1590后，活塞130的部分横截面视图。
新注射器100的用户第一次移除针保护器1700时，针的尖端1570可以放置在流体内，例如，待吸入注射器100内的药剂。柱塞120然后从桶140中退出。这都可以由用户来完成，使用第一只手牢固地紧握桶140的外表面，同时使用第二只手来握住端盖1100，并拉回柱塞120。
注射器100具有形成在桶140内的空间1470，空间1470在面向远离切割冠1200的活塞130的外表面和针支架1560的顶部表面1565之间。当柱塞120从桶140退出时，空间1470的增加的容积就会将流体吸引到空间1470内。流体经由通道1530流入空间1470中，通道1530通过可回缩组件150的针支架1560引入。
用户然后按压柱塞120，以便将流体从注射器100中排放出来。这可以由用户用手的食指和中指握紧桶140的外表面，同时使用手的拇指来压端盖1100来完成。凸缘1430有助于这一动作，因为它们向食指和中指提供了额外的握持表面。
当柱塞120被按压时，活塞130促使包括在空间1470内的流体经由通道1530流出。背离切割冠1200的活塞130的外表面1320具有拱形的剖面，所述剖面匹配设置在桶140的前部分1420处的凹接收表面。该接收表面由针支架1560的顶部表面1565、密封件1540以及桶140的圆柱部分1410的端壁1461组成。通过具有这种凹接收表面，注射器100可以具有更容易“排放(bleed)”的优点。这所表示的是包括在空间1470内的空气气泡可以经由通道1530更容易地移除。此外，接收表面是光滑的，且在针支架1560的顶部表面1565接触密封件1540的点处以及密封件1540接触桶140的端壁1461的点处，没有空隙或凸出裂缝。这样光滑的表面还可以有利于更容易地“排放”的优点，因为在该表面上将不存在可能保留空气气泡的不规则物。
以下将通过三种“激活”状态来描述“激活”注射器100的过程。现在请参考图2B，柱塞120被按压，直到切割冠1200接近于活塞130的松软部分1380。切割冠1200的凸出物1230摩擦活塞130的斜切边1350，并且引导部件1330将触觉反馈提供给以“点击”的形式按压柱塞120的用户。当这样的事情发生时，注射器100处于第一“激活”状态下，以及引导部件1330也被迫向外远离纵轴1440。这就将引导部件1330从其作为隔离器的角色中解脱出来，该隔离器防止切割冠1200过早地切割松软部分1380。此外，圆柱形部分1340可能在脊1250在活塞130的内侧向下行进时，发生变形。当柱塞120被进一步按压时，提升部分1385和引导部件1330将切割冠1200的一个或多个切割齿1220朝向松软部分1380导向。据估计，实现第一“激活”状态所需要的力可能是注射器在无泄漏的情况下为了符合ISO 7886‑1标准而必须承受的压力的约1.2倍到2倍。
在这一过程期间，活塞160的前表面1320的径向向外部分首先接触桶140的圆柱部分1410的端壁1461。逐渐地，此表面1320的更多的径向向内部分接触部分1410的端壁1461，然后接触密封件1540和针支架1560的顶部表面1565。换句话说，柱塞与室的端部相接触的接触面积逐渐地径向向内扩大。当注射器100被清空时，顶部表面1565完全接触外表面1320。这可以有助于将包含在空间1470内的流体完全地排放出来，从而防止浪费流体。
现在转向图2C，柱塞120进一步地被按压，直到切割冠1200切割活塞130的松软部分1380。注射器100现在处在第二“激活”状态下。应用柱塞120上的刺穿力F迫使切割齿1220刺进活塞130的松软部分1380内，此后还切割可回缩组件150的松软部分1590。
现在参考图2D，柱塞120甚至可以进一步地被按压以行进一切割距离d，此时，注射器100处在“第三”激活状态，而齿1220的锋利的切割边缘则完全地将松软部分1590切割开来。当这样的事情发生时，由松软部分1590和密封件1540所形成的保持机构可以不再保持针单元(即，针1570，针支架1560和接口1510)。此外，提升部分1385已经从活塞130的主体中释放出来。这就允许针单元被弹簧1600向上推动而进入柱塞120的杆部1290内。当这么做时，弹簧1600还将释放的提升部分1385推进杆部1290内。弹簧1600被允许扩大到其最大延伸，从而使针支架1560和任何附接的针1520完全地位于杆部1290内。针支架1560和附接的针1520因此回缩进注射器100内。在这一状态下的注射器100因此可以被称为已经“被激活”。应该注意的是，在“第三”激活状态下完全地切割松软部分1590所需要的力可以小于刺穿力F。
注意的是，一旦注射器100已经“被激活”，活塞130和可回缩组件150就被毁坏。注射器100因此不可以再被使用，这可以防止注射器的回收利用。
下面在图4的帮助下描述本发明的第二个实施例。图4是根据本发明的第二实施例的组装的注射器110的横截面视图。注射器110可以特别地适用于小流体容积(例如，1ml或10ml)，但是还可以使用于任何其他流体容积。第二实施例具有与第一实施例共同的元件，这些相同的元件通过使用相同的附图标记来指明。
第二实施例通过具有更宽的切割冠1201而与第一实施例不同，切割冠1201的直径基本与杆部1290的直径相同。明显地是，先前在第二实施例中出现的引导部件1330现在不在了，端壁1461现在变成了环形凸起物。先前引导部件1330发挥的作用现在可以通过活塞130的外圆柱形部分1340来完成。
注射器110可以采用与注射器100相同的方法来操作。当“激活”注射器110时，就处在第一“激活”状态，也就是说，当柱塞120被按压直到切割冠1201接近活塞130的松软部分时，密封唇1310的下端开始倚靠端壁1461。因此，活塞130被限制进一步向桶140下移动。圆柱形部分1340现在执行为隔离器的作用，该隔离器防止切割冠1201过早地切割松软部分1380。
进一步施加向下的压力将脊1250从抓取件1370处移开，因此允许切割冠1201脱离活塞130而向下行进。脊1250从抓取件1370处移开可能导致触觉反馈以“点击”的形式被提供给用户。当切割冠1201向下朝向活塞130的松软部分1380行进时，提升部分1385和圆柱部分1340将引导切割冠1201的一个或多个切割齿1220朝向松软部分1380。同时，脊1250在其向圆柱形部分1340下行进时，也使圆柱形部分1340发生向外地远离纵轴1440的变形。
和在第一实施例情况下，即在注射器100的情况下相同，切割冠1201的向下行进导致切割冠1201的一个或多个切割齿1220最终倚靠活塞130的松软部分1380。此时第二“激活”状态就达到。在第二和第三“激活”状态下，注射器110的元件的进一步功能与注射器100的功能相同。
我们现在转向本发明的第三实施例，第三实施例是针组件200。针组件200将通过参考图5A至5C被描述。图5A是处于初始状态的针组件200。图5B是图5A中的针组件200被安装到注射器上时的横截面视图。图5C是图5B中的针组件200的横截面视图，但保护器1700部分被移除。
针组件200包括：针头接口1510，在其外侧壁上具有螺纹520；针(套管)1520，其从接口1510的第一端部522延伸到远尖端1570；以及，管状颈510，其适合于插入到从接口的第二端部524延伸的注射器的针支架1560内。圆柱形孔515从尖端1570按长度方向持续地行进穿过针1520的中心，并穿过接口1510的中心，并且在作为颈510的端面560处的开口565而终止之前，进一步地穿过颈510的中心。孔515充当管道，用于将注射器中的流体经过尖端1570输送到外面。
针1520可以由金属例如不锈钢制成，或可选地由诸如硬质塑料的其他材料制成。针1520的尖端1570可以被斜切和削尖，从而有助于刺穿表面。可选地，针1520延伸穿过接口1510的第一端部522，并穿过部分穿过颈510的路径。在其它的实施例中，针1520可以从尖端1570延伸穿过针组件200的整个长度而到达端部面560。在任何一种情况下，孔515沿着其长度具有基本不变的外形(通常为圆形)和尺寸，使其可以大大减少任何死角。
接口1510是圆柱形的，且具有一个或多个嵌套的螺旋螺纹520，螺旋螺纹520在接口1510的至少部分外圆柱形侧壁上行进。接口1510的螺纹520与出现在针支架1560的内表面上的相应螺纹1585紧密匹配。然而，设想：在实施例的变体内，接口1510可以不必使用扭锁(twist‑locking)系统，以便接口1510与针支架1560紧密匹配。例如，可以使用基于锁定系统的止动器。
颈510具有光滑的外表面。颈510终止于端面560，端表面560可以为圆周斜面，以便允许将颈510更容易地安装到针支架1560内。颈510的光滑外表面可以起导向表面的作用，该导向表面将相应的螺纹1585引导到螺纹520。此外，颈510可以引起更牢固的密封，从而防止源于注射器的通道1471的流体发生泄漏。
如上所述，针组件200包括设置在针1520上的针保护器1700，从而包围针1520。这种针保护器1700可以防止针1520变成锋利危险物。可以设想：保护器1700可以与接口1510一起形成为单一体，在这种情况下，保护器1700可以通过易碎部分550连接到接口1510。这种单一体设计可以给予容易制造的优点，和防损害的针组件200。因此，可以确保初次使用的针组件200与易碎部分550完整集成在一起。
易碎部分550意欲在当用户相对于接口1510扭转保护器1700时，能够容易地被打断。保护器1700还可以包括从保护器1700的外壁延伸的一个或多个翼530。翼530可以在保护器1700包围针1520时，允许用户绕保护器1700的纵轴202更好地将旋转力传递到保护器1700。然而，本领域的技术人员还应了解的是，翼530还可以采取除了图5A和5B所示之外的其他形式，例如，采取指环的形式，或简单地只是粗糙表面的形式。
在保护器1700包围针1520时，针保护器1700还可以包括用于保持住针1520的偏置器件。这样的偏置器件可以向内地设置在保护器1700内，并可以用来防止保护器1700在易碎部分550被打断后，从针1520处跌落。
针支架1560包括管状凹部1575，管状凹部1575适合于接收针组件200。凹部1575的内表面具有包括螺纹1585的螺纹部分，螺纹1585相应于针组件200的螺纹520。
指出的是，针组件200的接口1510具有带外螺纹520的雄体(male body)形式，以及注射器的针支架1560具有凹部1575，凹部1575造成带内螺纹1585的雌体。这引起针组件200和针支架1560更容易地制造，因为针组件200和针支架1560的内锁定部分，即分别为接口1510和凹部1575，在匹配时不是多层嵌套。此外，针组件200的紧凑设计可以在制造时要求使用更少的材料，因而，允许材料能更有效的被利用。
针组件200可以通过首先将针组件200的颈510插入到管状凹部1575内，而被安装在注射器内。颈510经过内螺纹1585插入直到针组件200的外螺纹520准备旋进内螺纹1585上。
接着，用户可以通过抓紧保护器1700的翼530并扭转，将针组件200的外螺纹520旋在内螺纹1585上。外螺纹520和内螺纹1585的这种匹配可以描述为“锁”，因为互锁的螺纹可以防止任何流体的泄漏。一旦针组件200完全地插入到针支架1560内，针组件200的接口1510就可以不再扭转。通过进一步扭转保护器1700，用户绕保护器1700的纵向轴202将旋转力传递到保护器1700。该旋转力打断易碎部分550，易碎部分550将保护器1700连接到接口1510。当这样的事情发生时，保护器1700就会从针组件200的剩余部分脱离出来，从而可以被移除。用来打断易碎部分550的进一步扭转的动作还可以有助于将外螺纹520和内螺纹1585更紧密地嵌合起来。
凹部1575通过通道1471与桶140的圆柱形室1470成流体互通。因此，当针组件200完全地插入到凹部1575内时，端部表面560的开口565与通道1471一致。端部表面560的开口565朝向通道1471且具有基本相同的小直径，防止针的端部表面560和通道1471之间出现死角。基本不变的孔515由在注射器100的桶140内的空间1470，穿过通道1471，进入针组件200的开口565内并从针1520的尖端1570出来而形成。这样的连续的孔515减少了在整个传递通道内的死角，因为连续孔515的各部分的直径都可以相近。此外，一致的直径避免了孔515内的空气被捕获。连续的孔515还可以制成细的，以便当注射器被完全按压时，减少出现在传递通道内的残余流体的量。
指出的是，一旦针组件200安装在针上，且保护器1700被打断而从针头接口1510中脱离出来时，可能没有实用方式将针组件200从注射器100中拧开，因为向用户提供牵引力而将扭转针组件200的保护器1700现在已经脱离了针头接口1510。因此，这还可能阻止针组件200的循环使用。
本发明的第四实施例在图6中以横截面显示。图6的针组件是在图5A中所显示的第三实施例，但是，注射器是图1的注射器100的变形，具有由相同的附图标记标出的相应部分。在这一变形中，图1中的可回缩组件由通过将图5A中的针组件插入到针支架1560中所形成的结构所替代。这个实施例的操作然后与第一实施例的操作相同，除了被拉入注射器单元内的“针单元”由针1570、针头接口1510和针支架1560组成。注意的是，因为针组件200在可回缩注射器(如图6中)和非可回缩注射器(如图5B中)的情景下都是可以使用的，所以，只要单一类型的针组件需要存货，以实现这些功能。在此说明书中，术语“针”和“套管”已被可交换地使用来指代针1520。此外，术语“流体”可以指“液体”或“气体”。
当已经详细地描述了本发明的示例性实施例时，本领域的读者将清楚在本发明的范围内的许多的变形是可能的。