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DE10337789A1 - Einzeldosisspritze für ein mehrkomponentiges Material - Google Patents

Einzeldosisspritze für ein mehrkomponentiges Material Download PDF

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Publication number
DE10337789A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixing
cylinder
cartridge
syringe
single dose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10337789A
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Peuker
Arno Hohmann
Helmut Pauser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Deutschland GmbH
Original Assignee
3M Espe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34177657&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10337789(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 3M Espe AG filed Critical 3M Espe AG
Priority to DE10337789A priority Critical patent/DE10337789A1/de
Priority to EP07107819A priority patent/EP1825927B1/de
Priority to EP04764094.1A priority patent/EP1656215B2/de
Priority to US10/568,248 priority patent/US20070166660A1/en
Priority to CA002535459A priority patent/CA2535459A1/en
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Priority to JP2006522999A priority patent/JP2007502134A/ja
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Priority to AT04764094T priority patent/ATE482770T1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einzeldosisspritze für ein mehrkomponentiges Material, die einen integrierten und vorzugsweise selbstöffnenden Verschluss bereitstellt, um das Material einzukapseln und die Komponenten des Materials während der Lagerung getrennt zu halten. Dieser Verschluss lässt sich zum Mischen und zur Applikation des Materials leicht öffnen, indem vorzugsweise nur ein Teil der Spritze bewegt wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Einzeldosisspritze, die einen statischen Mischer enthält, zum Lagern, Mischen und Applizieren eines mehrkomponentigen Dentalmaterials.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bekannte Zweikomponentenspritzen mit statischen Mischern weisen austauschbare Mischspitzen auf, um Mehrfachdosisgebrauch zu ermöglichen. Diese Spritzen sind immer mehr auch in kleinen Größen für geringe Materialmengen erhältlich. In der Regel weisen auch die Spritzen kleiner Größe befestigbare/austauschbare Spitzen auf – und zwar selbst dann, wenn das darin enthaltene Material nur für Einzeldosen ausreicht. Der Grund für die Verwendung befestigbarer Spitzen liegt in dem Gebrauch des gleichen „Verschlusssystems" für Mehrfach- und Einzeldosisspritzen: Alle Spritzen sind anfangs durch Kappen verschlossen, die vor der Applikation des Materials durch die Mischspitzen ersetzt werden müssen.
  • Insbesondere für Einzeldosisspritzen ergibt sich ein beträchtlicher Teil der Gesamtkosten aus dem oben erwähnten Verschlusssystem, weil neben der Wegwerfkappe die Verbindung zwischen der Spritze und der Spitze mehrere bewegliche Teile innerhalb der Mischspitze erfordert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Deshalb wird eine Einzeldosisspritze vorgeschlagen, die einen integrierten und vorzugsweise selbstöffnenden Verschluss bereitstellt, um das Dentalmaterial einzukapseln und die Komponenten des Materials während der Lagerung getrennt zu halten. Dieser Verschluss lässt sich zum Mischen und zur Applikation des Materials leicht öffnen, indem vorzugsweise nur ein Teil der Spritze bewegt wird.
  • In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Einzeldosisspritze für ein mehrkomponentiges Material, mit:
    • – einer Kartusche, die für jede Komponente einen Zylinder aufweist;
    • – einem Mischzylinder, der integral mit den Auslassseiten der Zylinder verbunden ist;
    • – einem statischen Mischer, der in dem Mischzylinder aufgenommen ist;
    • – einem Kolben für jeden Zylinder;
    • – wenigstens einem Stopfen, der die Auslassseiten der Zylinder verschließt und an dem hinteren Ende des Mischers angebracht ist.
  • Weitere Merkmale und Ausbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen beschrieben.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Stopfen integral mit dem Mischer verbunden sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • Doppelzylinderkartusche (1–4)
  • Die vorgeschlagene Spritze (1) besteht vorzugsweise aus einer Kartusche (2) mit integriert gefertigter Mischöffnung, Mischmittel (4) und Kolben (3). Bekannte Spritzen erfordern bis zu drei Teile für die Mischspitze allein, eine Kartusche, einen Kolben und eine Kappe. Somit enthält die vorgeschlagene Spritze 3 Teile statt der 6, was ein viel wirtschaftlicherer Lösungsansatz für Einzeldosissysteme ist.
  • Des Weiteren können alle Teile durch Montieren leicht zusammengebaut werden. Zusätzliche Klebe- oder Schweißvorgänge, wie sie bei Spritzen nach dem Stand der Technik verwendet werden, sind nicht erforderlich.
  • Weiterhin enthält die vorgeschlagene Spritze ein Mischmittel, das heißt einen statischen Mischer, der es gestattet, Paste/Paste-Formulierungen auf einfache Weise homogen zu vermischen, ohne dass eine Mischspitze an der Spritze angebracht werden muss. Des Weiteren wird am Ende dieser Schrift ein Pulver/Flüssigkeit-Systemlösungansatz vorgeschlagen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform (1–4) umfasst Folgendes:
    • – eine Mehrkomponentenkartusche mit einer integriert verbundenen Mischöffnung.
    • – Einen Stempel zum Injizieren des in die Kartusche gefüllten Materials, mit integral verbundenen Kolben, die in jeden der Zylinder der Mehrkomponentenkartusche eingreifen. Die Kolben schließen die Zylinder der Kartusche an einem ersten Ende.
    • – Einen statischen Mischer, der in der Misch- oder Auslassöffnung aufgenommen ist. Der statische Mischer enthält Verschlussstopfen, die jeden der Zylinder der Doppelkartusche an einem zweiten Ende schließen, um die in die Spritze gefüllten Komponenten während der Lagerung verkapselt und getrennt zu halten.
  • Mischer mit integral gefertigter Auslassspitze (4+5)
  • Wahlweise kann der statische Mischer eine integral gefertigte Auslassspitze enthalten. Zum leichteren Formen kann die Spitze durch eine Gelenkkonstruktion (5) befestigt werden. Diese Konstruktion ist von Vorteil, wenn die Mischwendel von der Vorderseite des Mischzylinders montiert werden muss (gelegentlich erforderliche Frontmontage des statischen Mischers ergibt sich aus optimierter Zylinderformung.)
  • Selbstöffnungsmechanismus (6)
  • Die Spritze wird durch Bewegen des Kolbens in die Kartusche aktiviert. In diesem Fall werden die am statischen Mischer ausgebildeten Stopfen aufgrund von Hydraulikdruck über das Dentalmaterial (Paste) aus den Auslässen der Zylinder der Kartusche herausgeschoben. Es wird möglich, die Mischwendel über eine definierte Strecke entlang der Längsachse des Mischzylinders zu bewegen.
  • Option (7+8):
  • Statt der Stopfen könnten auch flexible Kappen als Verschluss für die Zylinder verwendet werden. In diesem Fall könnte die Kappe aufgrund ihrer Aufweitung durch den Druck leicht vom Zylinder rutschen.
  • Ventil (manueller Öffnungsmechanismus)
  • Statt eines Selbstöffnungsmechanismus ist es auch möglich, ein Ventil (das heißt ein Drehschiebersystem) zur Aktivierung der Spritze zu verwenden.
  • Retentionsmechanismus für frontmontierten Mischer (6+9)
  • Der Mischer bewegt sich so weit vorwärts (Pfeil nach links in 6, Pfeil nach rechts in 9), bis er durch an der Mischöffnung und der Auslassspitze ausgebildete Retentionsmittel angehalten wird, die gleichzeitig eine Dichtung zwischen der Außenfläche der Spitze und der Innenfläche der Öffnung bilden (unteres Bild in 9), wodurch gewährleistet wird, dass die Mischpaste durch die Spitze fließt.
  • Da die Stopfen kleiner sind als der Innendurchmesser der Mischöffnung, kann die Paste um die Stopfen herum und durch die Mischwendel des statischen Mischers fließen (unteres Bild in 6).
  • Kartusche und Mischzylinder mit Scharnierverbindung 10
  • Als Alternative zu der Mischwendel mit integral gefertigter Auslassspitze könnte die Spitze auch am Mischzylinder oder -öffnung integriert sein. Um in diesem Fall das Formen zu ermöglichen, sollte der Mischzylinder über ein Filmscharnier mit der Kartusche verbunden werden.
  • Der Mischzylinder könnte auch wahlweise über Steckverbindungen an der Kartusche befestigt werden. In diesem Fall würde der Mischzylinder ein getrenntes Teil sein, und eines der Teile, die Kartusche oder der Mischzylinder, würde mit Verbindungsbuchsen zur Montage des jeweils anderen Teils versehen sein.
  • Des Weiteren besteht ein Vorteil eines zusammenklappbaren oder getrennten Mischzylinders darin, dass bei der Lagerung Platz gespart wird (verringerte Länge der Spritze). Darüber hinaus würde diese Lösung die Möglichkeit liefern, einen Folien-Kartuschenverschluss (11) statt des oben vorgeschlagenen Stopfenverschlusses herzustellen, um die Lagerstabilitätseigenschaften zu verbessern. Die Folie könnte als Abziehverschluss ausgeführt werden. Bei einer zweiten Lösung könnte die Folie auch bei der Zylindermontage durch Elemente am Mischzylinder perforiert werden.
  • All diese zuvor erwähnten Lösungen würden eine beliebige Art von Retentionsmechanismus zur Verriegelung des Zylinders an der Kartusche nach der Montage (Einschnapplösungen) verwenden.
  • Kartusche als Einzelzylinder mit Trennwänden (12)
  • Bei einer zweiten Ausführungsform weist die Kartusche eine runde Außenform mit mindestens einer inneren Trennwand auf. Wahlweise können die Kammern auch konzentrisch angeordnet werden.
  • Mischzvlinder als Verlängerung eines der Zylinder der Kartusche 13–15
  • Bei einer dritten Ausführungsform ist die Kartusche aus einem länglichen Hauptzylinder und einem oder mehreren Seitenzylindern aufgebaut. Der Hauptzylinder bildet auch den Mischzylinder, vorzugsweise mit intraoraler Spitze. Auch für diese Ausführungsform ist eine konzentrische Konfiguration der Zylinder möglich.
  • Die Aktivierung der Spritze erfolgt allein durch Bewegen eines (nicht gezeigten) Doppelstempels in die Spritze. Dadurch werden der Kolben im Seitenzylinder und gleichzeitig die Mischwendel mit dem Stopfen nach vorne bewegt, und es wird ein Durchgang geöffnet (vergrößerter Ausschnitt in 14), der es den Materialkomponenten gestattet, in den Mischzylinder hindurchzufließen (siehe unten).
  • Diese Lösung könnte auch so geändert werden, dass eine kollabierbare Mischwendel verwendet werden kann, wenn die Kolbenausführung wie in 15 wäre.
  • Unterschiedliche Durchgänge für Komponenten mit sich stark unterscheidender Viskosität
  • Der Durchgang für den Materialstrom kann wahlweise auch in Durchgänge für jede Komponente unterteilt sein. Des Weiteren können die Durchgänge in verschiedenen Längenpositionen im Zylinder angeordnet werden, um zu bewirken, dass eine oder mehrere Komponenten vor anderen überfließen.
  • Unterschiedlicher Durchmesser für Mischzylinder und Materialzylinder (16+17)
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritze kann der Hauptzylinder nur als Mischzylinder verwendet werden (keine Materi allagerung). In diesem Fall sind die Materialkomponenten in getrennten Zylindern um den Mischzylinder herum (das heißt als getrennte Zylinder oder konzentrisch) angeordnet. Die Mischwendel wird dann wie in 16 gezeigt angeordnet, der Stopfen wird zum Schließen der Mischwendel in Richtung des hinteren Endes verwendet. Diese Ausführung kann von Vorteil sein, wenn der erforderliche Durchmesser der Mischwendel viel kleiner ist als der Durchmesser des kleinsten Materialzylinders, weil das verbleibende Material im Mischzylinder auf ein Minimum reduziert werden kann. (Diese Ausführung könnte auch mit einem zusammenklappbaren Mischer verwendet werden. In diesem Fall würde ein getrennter Kolben zum Zusammendrücken des Mischers verwendet werden. Dieser Kolben, der im rückwärtigen Ende des Mischzylinders angeordnet ist, wäre unabhängig von den Materialapplikationskolben bewegbar).
  • Alternativer (manueller) Öffnungsmechanismus (17):
  • Bei dieser Lösung sind die Verschlussstopfen in den Zylindern der Kartusche nicht erforderlich. Die Öffnung wird durch Nachhintenziehen der Mischwendel mit dem Verschlussstopfen hergestellt.
  • Mischzylinder ist verjüngter Teil des Materialzylinders (18+19)
  • In 18+19 werden zwei modifizierte Ausführungsformen dieser Ausführungsform gezeigt. Bei diesen Alternativen ist der Mischzylinder ein verjüngter Teil der Material enthaltenden Zylinder.
  • Austauschbarer Mischzylinder mit Ventil (20–23)
  • Es wird eine optionale Ausführungsform der Spritze vorgeschlagen, mit einer Aussparung (20) in der Kartusche zur Aufnahme eines austauschbaren Mischzylinders.
  • Die Aussparung weist seitliche Durchgänge (21) in die Materialzylinder auf. Der Mischzylinder weist auch Durchgänge auf, die auf die Durch gänge in der Aussparung ausgerichtet sein können, wodurch ein Durchgang von den Materialzylindern zu dem inneren Kanal des Mischzylinders gebildet wird.
  • Das hintere Ende der Mischwendel bildet einen Verschluss (22) für das hintere Ende des Mischzylinders. Die Materialkomponenten können durch die Durchgänge in die Mischwendel fließen, wo sie homogen miteinander vermischt werden. In dem Bereich der Durchgänge enthält die Mischwendel ein Einlassabstandsstück, damit das Material leicht in die Mischwendel fließen kann.
  • Als Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens zur Verbindung des Mischzylinders mit der Kartusche treten in einer Längsrichtung zwischen beiden Teilen aufgrund der seitlichen Durchgänge keine sich durch den Materialstrom ergebenden Kräfte auf. Selbst Kräfte in einer Längsrichtung zwischen der Mischwendel und dem Mischzylinder sind beseitigt, da der Verschlussteil der Wendel die sich durch den Materialstrom ergebenden Kräfte ausgleicht.
  • Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das vorgeschlagene Verbindungssystem als ein Ventil verwendet werden kann und es ermöglicht, die vorgeschlagene Spritze als Mehrfachdosissystem zu verwenden. In diesem Fall kann der Mischzylinder in der Aussparung gedreht werden, bis die Durchgänge im Mischzylinder und die Durchgänge in der Aussparung jeweils nicht mehr ausgerichtet sind, wodurch die Kartusche geschlossen wird. Eine getrennte Kappe zum Schließen der Kartusche während der Lagerung ist nicht erforderlich. Neben der Ersparnis einer Kappe wird die Gefahr der Verwendung eines falschen Mischers mit dem in die Kartusche gefüllten Material vermindert.
  • Option für ein selbstöffnendes Ventil (23):
  • Ein Stopfen mit einer flexiblen Lippe wird durch den Druck des abgegebenen Materials verformt, wodurch das Material in eine Kammer fließen kann (mittleres Bild in 23). Aufgrund des in der Kammer entstehenden Drucks entsteht eine Kraft auf die Vorderwände der Lippe, wodurch bewirkt wird, dass sich der Stopfen nach hinten bewegt und einen Durchgang öffnet (rechtes Bild in 23).
  • Kartusche mit integral geformter Mischwendel
  • Als Alternative zur letzteren Ausführungsform kann die Mischwendel integral mit der Kartusche gefertigt werden. Diese Lösung kann für einige der oben erwähnten Ausführungsformen verwendet werden.
  • Mischen von Pulver/Flüssigkeit-Zusammensetzungen (24)
  • Das Mischen von Pulver und Flüssigkeit kann erreicht werden, wenn die Flüssigkeitskammer der Kartusche auf der Auslassseite geschlossen ist. Während der Aktivierung der Spritze wird die Flüssigkeit dazu gezwungen, durch einen kleinen Seitenkanal in die Pulverkammer zu fließen, die auf der Auslassseite offen ist. Aufgrund des Flüssigkeitsstroms wird das Pulver aus der Kartusche in den Mischzylinder befördert, während Pulver und Fluid durch den Stößel fortwährend geschoben werden. Das vorgemischte Pulver-Flüssigkeit-Gemisch wird durch die Mischwendel homogen vermischt. Dieses System würde auch in Kombination mit einer kollabierbaren Mischwendel funktionieren.
  • Öffnungsmechanismus für Pulver/Flüssigkeits-Spritze (25)
  • Als Öffnungsmechanismus für die Pulver/Flüssigkeits-Spritze kann ein Doppelfunktions-Drehschieber verwendet werden. In der nicht aktivierten Stellung (linkes Bild in 25) ist der winkelförmige Durchgang im äußeren Behälter durch den inneren Behälter verschlossen. Darüber hinaus bildet der äußere Behälter eine Wand der Pulverkammer. Durch Drehen des inneren Behälters um 180° (rechtes Bild in 25) wird eine Bohrung im Flüssigkeitsbehälter auf den Durchgang ausgerichtet, wodurch die Flüssigkeitskammer geöffnet wird. Gleichzeitig wird die Vorderwand der Pulverkammer entfernt, wodurch das Pulver leicht herausströmen kann.
  • Mechanismen zur Reduzierung der Applikationskraft
  • Für alle oben beschriebenen Lösungen können Mechanismen wie Gewinde, Zahnstangen oder Kettenzugprinzipien verwendet werden, um die zur Abgabe von Material aus der Spritze erforderlichen Kräfte zu reduzieren.

Claims (2)

  1. Einzeldosisspritze für ein mehrkomponentiges Material, mit: – einer Kartusche, die für jede Komponente einen Zylinder aufweist; – einem Mischzylinder, der integral mit den Auslassseiten der Zylinder verbunden ist; – einem statischen Mischer, der in dem Mischzylinder aufgenommen ist; – einem Kolben für jeden Zylinder; – wenigstens einem Stopfen, der die Auslassseiten der Zylinder verschließt und an dem hinteren Ende des Mischers angebracht ist.
  2. Einzeldosisspritze nach Anspruch 1, bei der die Stopfen integral mit dem Mischer verbunden sind.
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