CN111359058B - 一种具有自身润滑功能的注射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自身润滑功能的注射器，属于医疗器械技术领域，该注射器包括针筒和活塞，所述活塞外表面和/或所述针筒内表面固定有一层覆膜，所述覆膜为同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜。本方案利用同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜对活塞外表面和/或针筒内表面进行处理，使活塞与针筒的接触配合无需使用润滑剂也能实现良好密封与润滑，由于本产品完全避免使用润滑剂，因此，解决了润滑剂引入的杂质、微粒以及润滑剂与药物之间的相容性问题。

Description

一种具有自身润滑功能的注射器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种具有自身润滑功能的注射器。

背景技术

注射器在使用过程中，为使其中的药物等产品能够顺利的注射到人体内，需要对注射器内壁以及活塞进行润滑。行业内通常采用二甲基硅油作为润滑剂，但是，某些经注射器注射的药物会与润滑剂发生反应而改变药物的部分属性、产生悬浮的润滑剂颗粒或产生一些不期望的微粒等，例如部分蛋白类药物会与硅油反应产生蛋白质凝聚现象。

目前，市场上针对润滑剂与药物之间相互作用的问题，采用的解决方式有以下几种：

1)通过减少润滑剂的量来降低或消除润滑剂的不良影响；

2)通过对注射器针筒和活塞之间增加非润滑剂的其它物质来达到密封以及润滑的作用；

3)采用一些特殊的工艺，例如对于玻璃注射器通过采用烘焙硅化来降低润滑剂的不良作用，烘焙硅化是指将乳剂形态的硅酮涂布在针管内周面，然后在高温(200℃～330℃)对其进行烘烤使硅酮固着，通过使硅酮固着于针管内周面，避免了硅酮混入药剂中；

4)通过改变注射器的结构或材质来避免在注射器上使用润滑剂。

不过，现有的上述解决方式仍然存在以下缺点：

1)部分产品无法完全避免润滑剂的使用；

2)部分解决方案需要改变产品的结构，并且仅能用于预灌封注射器；

3)部分方案产品结构复杂，可靠性低；

4)部分方案采用其它类型的润滑剂或涂层，产品安全性、药物相容性存在问题；

5)采用特殊的工艺需要生产设备以及额外工序的投资，增加产品成本。

因此，如何在保证活塞与注射器内壁润滑良好的情况下解决润滑剂与药物的相容性问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有自身润滑功能的注射器，该注射器可以实现在不使用润滑剂的情况下同时保证注射器产品的密封性和润滑性，产品完全避免使用润滑剂，解决了润滑剂引入的杂质、微粒以及润滑剂与药物之间的相容性问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种具有自身润滑功能的注射器，包括针筒和活塞，所述活塞外表面和/或所述针筒内表面固定有一层覆膜，所述覆膜为同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜。

优选地，所述活塞与所述针筒内壁接触的整体外表面或部分外表面固定有所述覆膜。

优选地，所述覆膜的厚度为0.05mm～2mm。

优选地，所述覆膜为聚四氟乙烯膜，或超高密度聚乙烯膜，或聚缩醛膜，或聚甲醛膜，或聚碳酸脂膜，或聚酰胺膜，或聚砜膜，或聚酰亚胺膜，或氯化聚醚膜，或聚苯硫醚膜，或聚对苯二甲酸酯膜。

优选地，所述活塞的外周环绕设置有凸起的且与所述针筒内壁配合的密封环。

优选地，所述活塞的外周沿轴向布置有多个所述密封环，所述密封环与所述针筒内壁过盈配合，部分所述密封环与所述针筒内壁的过盈量小于其余所述密封环与所述针筒内壁的过盈量。

优选地，所述密封环与所述针筒接触的外周面开设有环形沟槽。

优选地，所述密封环包括环绕所述活塞的密封环主体和固定于所述密封环主体外周面的所述覆膜，所述密封环的覆膜开设有所述环形沟槽。

优选地，所述活塞包括朝向所述针筒外侧的活塞尾部和朝向所述针筒内侧的活塞头部，所述活塞尾部与所述针筒内壁接触的外周面在沿所述活塞头部至所述活塞尾部的方向上逐渐远离所述针筒内壁。

优选地，所述活塞包括朝向所述针筒外侧的活塞尾部和朝向所述针筒内侧的活塞头部，所述活塞尾部与所述针筒内壁之间存在间隙。

优选地，所述注射器还包括推杆，所述活塞包括朝向所述针筒外侧的活塞尾部，所述推杆包括朝向所述针筒内侧的推杆头部；

其中，所述推杆头部端面与所述活塞尾部端面抵接；或者，所述活塞尾部开设有供所述推杆头部嵌入所述活塞的盲孔，所述盲孔为与所述推杆头部间隙配合的直孔或螺纹孔，且所述推杆头部拔出所述盲孔时对所述活塞施加的拉力小于所述活塞与所述针筒内壁之间的静摩擦力。

本发明提供的具有自身润滑功能的注射器，包括针筒和活塞，所述活塞外表面和/或所述针筒内表面固定有一层覆膜，所述覆膜为同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜。本方案利用同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜对活塞外表面和/或针筒内表面进行处理，使活塞与针筒的接触配合无需使用润滑剂也能实现良好密封与润滑，由于本产品完全避免使用润滑剂，因此，解决了润滑剂引入的杂质、微粒以及润滑剂与药物之间的相容性问题。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明方案可以实现所有类型注射器的无润滑剂设计，适应性强；

2)本方案不改变产品的整体布局，对于需要自动化生产的设备(如产品灌装)，无需更改或新购产品设备即可进行产品的加工和生产，减少设备的调试，节省设备成本以及空间成本；

3)产品实现了完全的无润滑剂化目标，避免了润滑剂与产品之间的反应，降低了悬浮润滑剂对人体的危害；

4)本方案中的覆膜不仅具有润滑性和密封性，还可隔绝药物与活塞之间的反应，降低产品的生物学风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中的注射器的整体内部结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大图；

图3为本发明具体实施例中的活塞及密封环结构示意图；

图4为图3中B部分的局部放大图；

图5为本发明具体实施例中的带有环形沟槽的活塞结构示意图；

图6为图5中C部分的局部放大图；

图7为本发明具体实施例中在活塞的覆膜上开槽加工示意图；

图8为本发明具体实施例中活塞的覆膜上开槽后的结构示意图；

图9为图8中D部分的局部放大图；

图10为本发明具体实施例中活塞及活塞尾部结构示意图；

图11为图10中E部分的局部放大图；

图12为现有技术中沿活塞轴向冲切加工活塞的示意图；

图13为本发明具体实施例中沿活塞径向平切加工活塞的示意图；

图14为本发明具体实施例中的推杆与活塞抵接结构示意图；

图15为本发明具体实施例中的推杆与活塞通过直孔连接示意图；

图16为本发明具体实施例中的推杆与活塞通过螺纹孔连接示意图。

图1至图16中：

1-针筒、2-活塞、3-推杆、4-覆膜、5-密封环、6-环形沟槽、7-活塞尾部、8-直孔、9-螺纹孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图16，本发明提供了一种具有自身润滑功能的注射器，包括针筒1和活塞2，活塞2外表面和/或针筒1内表面固定有一层覆膜4，覆膜4为同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜。本方案利用同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜对活塞2外表面和/或针筒1内表面进行处理，使活塞2与针筒1的接触配合无需使用润滑剂也能实现良好密封与润滑，由于本产品完全避免使用润滑剂，因此，解决了润滑剂引入的杂质、微粒以及润滑剂与药物之间的相容性问题。

本发明适用的注射器产品与常见的注射器产品大体结构基本一致。注射器针筒可以由不同的材料制作而成，常用的材料一般为医用级材料，包括玻璃、COP、COC、PP、PC等，也可采用树脂、金属等材料；产品可以具有不同的规格，一般在0.1ml～200ml范围内。本发明适用的注射器产品有多种形式，例如一次性使用无菌注射器、预填充注射器、预灌装药液的注射器、冲封管注射器等，也可以用于非一次性使用注射器类产品。产品可以配备有不同规格和功能的相关附件。注射器在使用的过程中通过注射针或配药装置将药液吸入或排出。

本发明提供的注射器包括针筒1、活塞2和推杆3，还可以配注射针、护帽、手柄助力结构等功能附件。本方案产品在活塞2外周和/或针筒1内表面涂覆或粘附一层具有自润滑性能的覆膜，覆膜采用聚四氟乙烯或超高密度聚乙烯等润滑性能较好的固体或液体材料加工而成，即，本产品通过采用低摩擦系数(同种材料表面之间的摩擦系数小于等于0.2)的材料对产品表面进行处理，通过采用低摩擦系数的材料对活塞2和/或针筒1进行覆膜来保证活塞2和针筒1之间的密封和滑动性能符合相关标准的要求，使活塞2与针筒1在组装后能够以较小的阻力(阻力在0N～50N之间)相对滑动。本方案中聚四氟乙烯与聚四氟乙烯之间的摩擦系数约为0.04。当然，本方案中的覆膜除了可以采用聚四氟乙烯膜或超高密度聚乙烯膜材料，还可以采用其他具有类似性能的材料，例如某些工程塑料：聚缩醛膜、聚甲醛膜、聚碳酸脂膜、聚酰胺膜、聚砜膜、聚酰亚胺膜、氯化聚醚膜、聚苯硫醚膜和聚对苯二甲酸酯膜等，这些材料间的摩擦系数均较低。另外，采用液体材料进行覆膜时可以通过溅射、电泳沉积、等离子喷镀、离子镀、电镀、化学生成、浸渍、滚涂等方法来成膜，成膜后为固体状态。

本方案产品不仅在活塞2上没有润滑剂，在针筒1上也没有润滑剂。活塞2和/或针筒1的无润滑剂部分可以采用对活塞2和/或针筒1全部覆膜或部分覆膜的方式来实现。活塞2和/或针筒1的部分覆膜，不一定是完整的覆膜，覆膜4的形状可以有多种形式，例如环形、筒形、局部或者多种形状的组合。本方案中的覆膜4可以以任意适合的工艺附着在活塞2外表面和/或针筒2内表面，例如液体涂布、热压、胶粘等工艺。

优选地，活塞2与针筒1内壁接触的整体外表面或部分外表面固定有覆膜4。活塞2与针筒1内壁接触的整体呈柱面，本方案可以将活塞2外周的整个柱面固定有覆膜4，也可以在该柱面的部分表面固定有覆膜4，例如，沿柱面的轴向方向布置几个环形的覆膜4。

另外，覆膜4的厚度优选为0.05mm～2mm，以保证覆膜4能够为活塞2和针筒1之间提供有效的润滑、密封接触，还能够降低覆膜4的加工难度。

如图3所示，优选地，活塞2的外周环绕设置有凸起的且与针筒1内壁配合的密封环5。其中，密封环5可以与活塞2为一体式结构，也可以通过轴向层叠布置或外周胶粘的方式与活塞2固定在一起。本方案中的密封环5优选采用与活塞2一体成型的方式进行加工。

为了进一步减小活塞2与针筒1内壁之间的摩擦力，保证更好的滑动性能，本方案对活塞2的密封部位结构进行了调整。

请参照图3和图4，在一种优选方案中，活塞2的外周沿轴向布置有多个密封环5，密封环5与针筒1内壁过盈配合，部分密封环5与针筒1内壁的过盈量小于其余密封环5与针筒1内壁的过盈量。本方案将其中一道或几道密封环5的半径尺寸减小，减小后的密封环5的半径比未减小的密封环5的半径小ΔR，如图4所示，减小活塞2对针筒1内壁的压力与接触面积。本方案通过减小部分密封环5与针筒1内壁之间的过盈量来减小活塞2与针筒1之间的摩擦力，从而达到改善滑动性能的目的。

请参照图5和图6，在第二种优选方案中，密封环5与针筒2接触的外周面开设有环形沟槽6。本方案通过在密封环5外周面开设沟槽的方式进一步减小了活塞2与针筒1内壁的接触面积，也在一定程度上降低活塞2与针筒1内壁之间的压力，从而降低两者之间的摩擦力。其中，环形沟槽6可以单独开设在某一道密封环5上，也可以在几道密封环5上同时添加。

需要说明的是，上述环形沟槽6的制作方式可以采用直接成型、刀具切割或激光切割的方式进行，环形沟槽6不仅可以在活塞2表面进行加工，还可以对覆膜4材料进行加工。请参照图7至图9，优选地，密封环5包括环绕活塞2的密封环主体和固定于密封环主体外周面的覆膜4，密封环5的覆膜4开设有环形沟槽6。本方案可以采用激光切割方式对密封环5外侧的覆膜4加工环形沟槽6，图7中左侧的三角形位置代表激光切割位置，切割完的材料在切割部位两侧堆积，与针筒1配合使用时与针筒1内壁接触。由于覆膜4材料优异的自润滑性能以及切割后较小的接触面积，使得产品的滑动性能进一步提升。

请参照图10和图11，在第三种优选方案中，活塞2包括朝向针筒1外侧的活塞尾部7和朝向针筒1内侧的活塞头部，活塞尾部7与针筒1内壁接触的外周面在沿活塞头部至活塞尾部7的方向上逐渐远离针筒1内壁。具体的，本方案对活塞尾部7的切边位置由直形改变为斜形，使活塞尾部7切边处与针筒1内壁之间形成角度为α的夹角，减小两者接触面积，从而达到降低摩擦力的目的。现有产品的活塞尾部由于冲切工艺的原因，与针筒内壁呈平行或过盈配合的状态，本方案通过将活塞尾部7切边位置由与针筒1内壁呈平行状态更改为与针筒1内壁呈一个α夹角的状态，从而降低活塞2与针筒1内壁的接触，从而达到降低摩擦力的目的。

请参照图12和图13，在第四种优选方案中，活塞2包括朝向针筒1外侧的活塞尾部7和朝向针筒1内侧的活塞头部，活塞尾部7与针筒1内壁之间存在间隙。具体的，本方案是通过变更活塞尾部7的切边方式来达到上述目的的，现有技术中加工活塞时是沿活塞2轴向冲切材料来获得活塞2的，图12中的箭头代表轴向冲切方向；本方案将切边方式变更为沿活塞2径向平切，如图13中箭头所示的径向平切方向，平切后的活塞尾部7直径小于针筒1内径，从而存在间隙，避免活塞尾部7与针筒1直接接触，达到降低摩擦力的目的。

优选地，本方案注射器还包括推杆3，活塞2包括朝向针筒1外侧的活塞尾部7，推杆3包括朝向针筒1内侧的推杆头部；注射时，医护人员操作推杆3，利用推杆头部带动活塞2向针筒1内侧推入，从而注射出内容物。

对于预灌装注射器等产品，为了防止产品被二次使用，本方案可以对推杆3和活塞2结构进行优化设计，例如，推杆头部端面与活塞尾部7端面抵接(如图14所示)；或者，活塞尾部7开设有供推杆头部嵌入活塞2的盲孔，盲孔为与推杆头部间隙配合的直孔8(如图15所示)或螺纹孔9(如图16所示)，其中，螺纹孔9的螺纹部位采用较小的倒扣量(倒扣量一般为0～5mm),且推杆头部拔出盲孔时对活塞2施加的拉力小于活塞2与针筒1内壁之间的静摩擦力。这样，推杆3和活塞2可以保证正常注射，注射完毕后，由于推杆头部对活塞2施加的向外的拉力不足以克服活塞2与针筒1内壁之间的静摩擦力，因此，使得活塞2无法被推杆3拉出，即实现了注射器的自毁目的。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明方案可以实现所有类型注射器的无润滑剂设计，适应性强；

2)本方案不改变产品的整体布局，对于需要自动化生产的设备(如产品灌装)，无需更改或新购产品设备即可进行产品的加工和生产，减少设备的调试，节省设备成本以及空间成本；

3)产品实现了完全的无润滑剂化目标，避免了润滑剂与产品之间的反应，降低了悬浮润滑剂对人体的危害；

4)本方案中的覆膜不仅具有润滑性和密封性，还可隔绝药物与活塞之间的反应，降低产品的生物学风险。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种具有自身润滑功能的一次性注射器，包括针筒(1)和活塞(2)，其特征在于，所述活塞(2)外表面和/或所述针筒(1)内表面固定有一层覆膜(4)，所述覆膜(4)为同种材料表面之间摩擦系数小于等于0.2的膜；

所述覆膜(4)的厚度为0.05mm～2mm；

所述覆膜(4)为聚四氟乙烯膜，或超高密度聚乙烯膜，或聚缩醛膜，或聚甲醛膜，或聚碳酸脂膜，或聚酰胺膜，或聚砜膜，或聚酰亚胺膜，或氯化聚醚膜，或聚苯硫醚膜，或聚对苯二甲酸酯膜；

所述活塞(2)的外周环绕设置有凸起的且与所述针筒(1)内壁配合的密封环(5)；

所述活塞(2)的外周沿轴向布置有多个所述密封环(5)，所述密封环(5)与所述针筒(1)内壁过盈配合，部分所述密封环(5)与所述针筒(1)内壁的过盈量小于其余所述密封环(5)与所述针筒(1)内壁的过盈量；

所述密封环(5)包括环绕所述活塞(2)的密封环主体和固定于所述密封环主体外周面的所述覆膜(4)，所述密封环(5)的所述覆膜(4)开设有环形沟槽(6)；采用激光切割方式对所述密封环(5)外侧的所述覆膜(4)加工所述环形沟槽(6)；

所述注射器还包括推杆(3)，所述活塞(2)包括朝向所述针筒(1)外侧的活塞尾部(7)，所述推杆(3)包括朝向所述针筒(1)内侧的推杆头部；

其中，所述推杆头部端面与所述活塞尾部(7)端面抵接；或者，所述活塞尾部(7)开设有供所述推杆头部嵌入所述活塞(2)的盲孔，所述盲孔为与所述推杆头部间隙配合的直孔(8)或螺纹孔(9)，所述螺纹孔(9)的螺纹部位采用倒扣量为0～5mm，且所述推杆头部拔出所述盲孔时对所述活塞(2)施加的拉力小于所述活塞(2)与所述针筒(1)内壁之间的静摩擦力。

2.根据权利要求1所述的注射器，其特征在于，所述活塞(2)与所述针筒(1)内壁接触的整体外表面或部分外表面固定有所述覆膜(4)。

3.根据权利要求1所述的注射器，其特征在于，所述密封环(5)与所述针筒(1)接触的外周面开设有环形沟槽(6)。

4.根据权利要求1所述的注射器，其特征在于，所述活塞(2)包括朝向所述针筒(1)外侧的活塞尾部(7)和朝向所述针筒(1)内侧的活塞头部，所述活塞尾部(7)与所述针筒(1)内壁接触的外周面在沿所述活塞头部至所述活塞尾部(7)的方向上逐渐远离所述针筒(1)内壁。

5.根据权利要求1所述的注射器，其特征在于，所述活塞(2)包括朝向所述针筒(1)外侧的活塞尾部(7)和朝向所述针筒(1)内侧的活塞头部，所述活塞尾部(7)与所述针筒(1)内壁之间存在间隙。