Автоматичний ін’єктор

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для инъекционного введения лекарственных препаратов в организм с автоматическим приводом иглы и автоматической инъекцией лекарственного препарата через иглу, и может быть использовано для экстренного введения противошоковых препаратов в чрезвычайных ситуациях при затруднении само- и взаимопомощи и независимо от состояния пациента. Известен инъектор по авт. св. СССР № 390812, который содержит корпус, инъекционную иглу, соединенную трубкой с эластичной капсулой, механизм возвратно-поступательного перемещения иглы, выполненный в виде подпружиненного зубчатого диска, соединенного с кулисным механизмом, исполнительное звено которого соединено с инъекционной иглой с возможностью возвратно-поступательного перемещения иглы вдоль направляющей при вращении зубчатого диска. Инъектор также содержит механизм сжатия эластичной капсулы для вытеснения раствора лекарственного препарата из эластичной капсулы через трубку и инъекционную иглу в тело человека, который выполнен в виде пружинно-рычажного механизма, взаимодействующего с эластичной капсулой, упором инъекционной иглы и зубчатым колесом через систему взаимосвязанных рычагов. Для запуска механизмов в корпусе инъектора установлен электромеханический привод, выполняющий функцию фиксатора зубчатого колеса, срабатываемого, например, от дистанционного управления. Инъектор работает следующим образом. При срабатывании электромеханического привода фиксатор освобождает зубчатое· колесо. Под действием предварительно взведенной пружины зубчатое колесо поворачивается, перемещая при этом с помощью кулисного механизма инъекционную иглу. В крайнем положении иглы ее упор воздействует на соответствующее звено пружинно-рычажного механизма сжатия эластичной капсулы, что приводит к его срабатыванию и вытеснению раствора лекарственного препарата через трубку и инъекционную иглу. После инъекции в результате дальнейшего проворачивания зубчатого диска кулисный механизм возвращает иглу в исходное положение. В указанном инъекторе по существу применяется два взаимодействующи х друг с другом силовых механизма: подпружиненный зубчатый диск с кулисным механизмом для возвратно-поступательного перемещения инъекционной иглы и пружинно-рычажный механизм сжатия эластичной капсулы. Такое исполнение требует множества кинематических звеньев, два силовых привода (пружина зубчатого колеса, пружина механизма сжатия эластичной капсулы), вызывает необходимость вспомогательных звеньев, обеспечивающих взаимосвязь указанных механизмов. Сложность конструкции затрудняет ее реализацию при изготовлении малогабаритных, носимых инъекторов, находящихся в постоянном контакте с телом человека, которые должны срабатывать автоматически в чрезвычайных ситуациях, например в условиях в условиях взрыва или пожара. В качестве прототипа выбран автоматический инъектор по авт, св. СССР № 1514379, содержащий корпус, в котором размещены гофрированная капсула с инъекционной иглой, толкатель, сильфон с пружиной и пороговый датчик состояния окружающей среды. Гофрированная капсула выполнена с радиально выступающими штифтами, один из которых жестко закреплен к донышку капсулы, а второй - аналогичным образом к горловине капсулы в месте соединения капсулы с иглой. Указанные штифты проходят через пазы, выполненные в толкателе, и расположены в пазах корпуса с возможностью перемещения вдоль пазов корпуса, а также вдоль пазов толкателя, Пружина Сильфона расположена во внутренней его полости и упирается своими концами в торцы сильфона. Один из торцов сильфона выполнен с отверстием, перекрытым разрушаемой баро- и термочувствительной мембраной, выполняющей функцию порогового датчика состояния окружающей среды. Второй торец сильфона соединен с толкателем. Форма пазов в толкателе и взаимодействие штифтов капсулы с указанными пазами при перемещении толкателя в корпусе обеспечивают первоначально, перемещение капсулы с иглой в направлении укола, затем сжатие капсулы и последующее перемещение иглы с капсулой в обратном направлении. Описанный инъектор работает следующим образом, Из сильфона откачивают воздух, перекрывают отверстие в торце сильфона разрушаемой баро- и термочувствительной мембраной, капсулу заполняют раствором лекарственного препарата, инъектор закрепляют, например, на поясе брюк, ориентируя его иглой к телу. При взрыве или пожаре нарушается целостность мембраны и, следовательно, герметичность сильфона, в результате чего под действием сжатой пружины сильфон расширяется, перемещая толкатель в корпусе. При перемещении толкателя, взаимодействующего с го фрированной капсулой через расположенные в пазах толкателя штифты капсулы, за счет формы и взаимного расположения па зов толкателя обеспечиваются следующие манипуляции с гофрированной капсулой Первоначально капсула с иглой перемещается в направлении укола, игла прокалывает ткань одежды и входит в тело человека. После этого перемещение штифта, соединенного с горловиной капсулы, в направлении укола прекращается, а шти фт, соединенный с донышком капсулы, продолжает перемещаться в направлении горловины, обеспечивая сжатие капсулы и вытеснение лекарственного препарата через иглу в тело человека. Последующее перемещение толкателя в корпусе обеспечивает извлечение иглы из тела без расширения капсулы. Таким образом устройство обеспечивает автоматическое введение иглы в тело, инъецирование лекарственного препарата через иглу и извлечение иглы из тела без вмешательства человека. Устройство-прототип выгодно отличается от описанного выше аналога, так как содержит один приводной механизм, обеспечивающий согласованное перемещение инъекционной иглы и сжатие эластичной капсулы. Приводной механизм основан на преобразовании линейного перемещения первичного звена приводного механизма (толкателя) в линейное перемещение вторичного звена (инъекционная игла и эластичная капсула). Такое выполнение приводного механизма требует увеличенных линейных размеров толкателя, по длине которого выполнены пазы, находящиеся в зацеплении со штифтами эластичной капсулы. Так как углы наклона пазов к оси перемещения толкателя ограничены возможным заклиниванием механизма при увеличении указанных углов, то участок толкателя, на котором выполнены пазы, при практической реализации устройства приобретает линейный размер вдоль оси перемещения толкателя, не позволяющий выполнить устройство малогабаритным, что очень важное учетом постоянного ношения устройства под одеждой в прижатом к телу состоянии. Кроме того, наличие вакуумного сильфона снижает надежность работы устройства в связи с трудностями герметизации сильфона. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования автоматического инъектора, в котором за счет обеспечения возможности преобразования вращательного движения первичного звена приводного механизма в заданное линейное перемещение вторичного звена механизма достигается снижение габаритов приводного механизма и устройства в целом. Поставленная задача решается тем, что в автоматическом инъекторе, содержащем корпус, в котором расположены эластичная капсула, соединенная с инъекционной иглой, механизм привода инъекционной иглы и сжатия эластичной капсулы, а также датчик состояния окружающей среды, взаимодействующий с указанным механизмом привода, согласно изобретению, механизм привода выполнен в виде полого барабана, установленного в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси и подпружиненного относительно оси вращения спиральной пружиной, на внутренней поверхности барабана выполнены винтовые канавки, конечные участки которых сопряжены с параллельными оси барабана пазами, инъекционная игла и капсула закреплены на подпружиненном вдоль оси барабана основании, расположенном во внутренней полости барабана с возможностью перемещения вдоль оси барабана и подвижного зацепления с указанными канавками на внутренней поверхности барабана, а датчик состояния окружающей среды выполнен с возможностью взаимодействия с фиксатором взведенного состояния барабана. Перечисленные выше признаки составляют сущность изобретения. Целесообразным является выполнение датчика состояния окружающей среды в виде полой камеры, перекрытой подпружиненной разрушаемой баро- и термочувствительной мембраной, связанной с фиксатором взведенного состояния барабана. Также целесообразным является выполнение на внутренней поверхности барабана двух винтовых канавок, смещенных друг относительно друга на 180° по окружности барабана, при этом основание, на котором закреплены инъекционная игла и эластичная капсула, целесообразно выполнить с двумя диаметрально противоположными штифтами с возможностью подвижного зацепления указанных штифтов с винтовыми канавками барабана. Предпочтительно полый барабан установить на втулке, жестко связанной с корпусом устройства, основание эластичной капсулы и инъекционной иглы расположить во внутренней полости втулки, а указанную втулку выполнить с направляющими, обеспечивающими возможность перемещения указанного основания вдоль оси барабана. Технический результат - обеспечение возможности преобразования вращательного движения первичного звена приводного механизма в заданное линейное перемещение вторичного звена (перемещение иглы для укалывания, сжатие эластичной капсулы для инъекции лекарственного препарата, извлечение иглы с возвратом в первоначальное положение) г- достигается выполнением приводного механизма в виде вращающегося барабана, подпружиненного относительно оси его вращения и снабженного фиксатором взведенного состояния, выполнением на внутренней поверхности барабана винтовых канавок, переходящих в продольные пазы, подвижным зацеплением с указанными канавками подпружиненного вдоль оси барабана основания, на котором закреплены эластичная капсула и инъекционная игла, установкой указанного основания в полости барабана с возможностью его перемещения вдоль оси барабана, соединением датчика состояния окружающей среды с фиксатором взведенного состояния барабана. То есть, признаки, составляющие сущность изобретения, находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом. Выполнение первичного звена приводного механизма в виде звена вращения и последующих кинематических звеньев, реализующи х преобразование вращательного движения первичного звена в заданное линейное перемещение инъекционной иглы и эластичной капсулы, обеспечивает возможность уменьшения габаритов приводного механизма и устройства в целом. На фиг. 1 дано схематическое изображение устройства в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид свер ху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - развертка внутренней поверхности барабана. Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором установлены полый барабан 3, эластичная капсула 4, инъекционная игла 5. Барабан 3 подпружинен спиральной пружиной 6 относительно оси 7 барабана 3. На одном из фланцев барабана 3 закреплены штифты 8 и 9, расположенные в концентрических пазах 10 и 11, выполненных в крышке 2. Один конец спиральной пружины 6 соединен с барабаном 3, а другой - с корпусом 1. Барабан 3 установлен с возможностью вращения вокруг своей оси 7 на втулке 12, жестко соединенной с корпусом 1. На внутренней поверхности барабана 3 выполнены винтовые канавки 13 и 14, конечные участки которых сопряжены с продольными пазами 15 и 16. Во внутренней полости втулки 12 установлено основание 17 со шти фтами 18 и 19, на котором закреплены инъекционная игла 5 и эластичная капсула 4. Эластичная капсула 4 соединена с инъекционной иглой 5 через отверстия 20 и 21. Втулка 12 выполнена с диаметрально противоположными продольными вырезами 22 и 23. Штифты 18 и 19 основания 17 расположены в вырезах 22 и 23 и находятся в подвижном зацеплении с винтовыми канавками 13 и 14 на внутренней поверхности барабана 3. Между основанием 17 и корпусом 1 установлена пружина сжатия 24. В корпусе 1 выполнена камера 25, которая перекрыта разрушаемой баро- и термочувстви тельной мембраной 26. Мембрана 26 подпружинена пружиной 27 и соединена с фиксатором 28, который входит в зацепление с отверстием 29, выполненным в кронштейне 30 барабана 3. В корпусе 1 -з непосредственной близости от мембраны 26 выполнены отверстия 31, соединяющие околомембранное пространство с окружающей средой. Пружина 27 соединена с винтовым стержнем 32, образующим винтовую пару с гайкой 33, что позволяет регулировать натяжение пружины 27 и обеспечивает ручной спуск механизма. Устройство работает следующим образом; В исходном состоянии барабан 3 находится во взведенном состоянии (пружина 6 закручена). Фиксатор 28 находится в зацеплении с отверстием 29 и фиксирует барабан 3 отвращения, Эластичная капсула 4 заполнена раствором лекарственного препарата. Основание 17 с иглой 5 и капсулой 4 находятся в верхнем в соответствии с рисунком положении. Штифты 18 и 19 находятся в зацеплении с винтовыми канавками 13 и 14 на внутренней поверхности барабана 3. В условия х взрыва или при повышении температуры окружающей среды выше заданного значения мембрана разрушается (от ударной волны или в результате размягчения). При этом пружина 27 выводит фиксатор 28 из зацепления с отверстием 29. Барабан 3 приобретает возможность вращения вокруг оси 7 под действием спиральной пружины 6. Вращение барабана 3 приводит к перемещению основания 17 вдоль оси 7 по направляющим вырезам 22 и 23 благодаря зацеплению штифтов 18 и 19 с винтовыми канавками 13 и 14 на внутренней поверхности барабана 3. Пружина 24 при этом сжимается. Преобразование вращательного движения барабана 3 в линейное перемещение основания 17 происходит по принципу кинематической пары "гайка-винт". Вместе с основанием 17 перемещается инъекционная игла 5 и эластичная капсула 4. Инъекционная игла 5 прокалывает ткань одежды и входит в тело, Когда эластичная капсула 4 приходит в соприкосновение с корпусом 1, дальнейшее перемещение основания 17 приводит к сжатию эластичной капсулы 4 до упора, в процессе которого происходит вытеснение лекарственного препарата через инъекционную иглу 5. В момент, когда основание 17 после сжатия эластичной капсулы 4 переместится в крайнее нижнее положение, штифты 18 и 19 переходят из винтовых канавок 13 и 14 в продольные пазы 15 и 16 на внутренней поверхности барабана 3. При этом штифты 8 и 9 барабана 3 переместятся в пазах 10 и 11 в крышке 2 в крайнее положение и барабан 3 прекратит вращение. В результате под действием сжатой пружины 24 основание 1 7 перемещается вдоль направляющих вырезов 22 и 23 во втулке 12 и продольных пазов 15 и 16 на внутренней поверхности барабана 3. Происходит извлечение инъекционной иглы 5 из тела и возврат ее в первоначальное положение. Для повторного использования инъектора производят замену эластичной капсулы 4 с инъекционной иглой 5, мембранного узла 26 и переводят барабан 3 во взведенное состояние.