胰島素注射筆的巧妙原理

大家好 我是方包 這是一支胰島素注射筆 用來注射胰島素的 之前有幾個朋友問過我這個東西的原理 不過胰島素注射筆屬於醫療器械 所注射的胰島素是處方藥 購買使用需要開處方遵醫囑 所以我就不介紹胰島素的作用了 簡單說一下這支筆的操作流程 不過如果有患病的朋友的話 不要把我的操作當作標準的操作流程 一定要遵醫囑 首先我們拔下筆帽 可以看到前面這部分是筆芯架 後面是筆身 稍微一旋就可以把筆芯架取出 然後放入胰島素 筆芯 我這個已經打出去一半了 所以它的活塞在中間的位置 然後裝回筆身 之後安裝一次性的注射針頭 我們需要先對它進行排空 如果是這個育混胰島素的話 還需要進行育混操作 我這個不是就不需要育混了 我先把它擰到一個最大劑量 這時候大家就能看到這個活塞頂杆了 差不多了 排空的話就是要排出裏面的空氣 我們先擰一個兩個劑量 再擰兩個直到有 藥液排出 這樣就排空完成 之後我們就可以調整到醫生 醫主裏要求的注射劑量進行注射了 這個這一步就不演示了 所以接下來就讓我們來聊一聊 這支胰島素注射筆的原理 我是方包 這支胰島素注射筆的零件並不多 但結構上層層嵌套 注射筆一次能打出多少藥劑 本質上是由推杆的位移量決定的 拔出並旋轉尾部旋鈕 數字同步增大 旋鈕旋轉的同時也在後移 按下旋鈕 推杆前移 所以推杆的位移量是由尾部旋鈕的位移量決定的 因此我們可以設想出一個簡化結構 尾部旋鈕後移 推杆不動 旋鈕按下 推杆前移 並且取下藥液比心後 推杆還能收回 瞭解了這一點 我們來看它的實際結構 初始狀態下 尾部旋鈕卡在筆殼中 無法轉動 需要先拔出尾部旋鈕 纔可以轉動 按回時 咔的一聲 這是因爲筆殼中有一圈凹槽 旋鈕對應位置有纖維鋼珠 受到下方黃片擠壓 按下時就卡在了凹槽中 拔出時 噴的一聲 是藍色內套與數字輪齒牙相撞的聲音 藍色內套與數字輪咬合 旋鈕與藍色內套互合固定 數字輪又與下方黑色零件扣合固定 因此 當旋鈕旋進旋出時 這四個零件同步旋轉爲一 現在我們單看和黑色零件相關的結構 我們暫且把它命名爲從動輪 它可以在一個螺旋套管上通過旋轉前後移動 螺旋套管上還有三條直線凹槽 可以讓一個內有三條突出的白色套件 在上面前後移動 白色套件內部有纖維尺 可以與一個長尺條零件套裝在一起 當長尺條繞軸心轉動時 上面的突尺就會與白色套件的纖維尺碰撞 發出咔咔聲響 這就是轉動旋鈕時的聲響 它們又與從動輪套裝在一起 因此從動輪的旋轉可以帶動長尺條的前後移動 同樣 長尺條的前後移動也可以帶動從動輪的旋轉 螺旋套管內部套入一個直套管 直套管尾部安裝兩個齒輪與長尺條涅合 螺旋套管上方再安裝一個短尺條 這是注射鼻涕很重要的一組機構 當從動輪旋轉時帶動長尺條後移 長尺條竟然拉出直套管 之後推動長尺條 直套管又會被帶動推回 這個機構的特點在於 長尺條和直套管是同方向同屬性的運動 而直套管的位移量只有長尺條的一半 相當於一個直線運動的減速齒輪組 這樣做應該是爲了提高輸出量的精度 直套管的頭部也有一段螺旋凸櫃 套管內部裝入一根螺桿 這根螺桿就是推動藥劑活塞的推杆 直套管前移就是爲了帶動螺桿前移 但實際上 如果我們在螺桿前方增加點阻礙 推動直套管前移 就會出現螺桿原地旋轉的情況 解決這個問題 只需要限制住螺桿的旋轉就好了 螺桿上有三條直線滑道 就是起這個作用的 將一個內有三條凸柱的套件 串入螺桿並固定 限制螺桿的旋轉 這樣螺桿就會跟隨直套管前後移動了 不過我們並不應該讓螺桿跟隨後移 螺桿只有不斷前進 才能把筆芯中的藥液全部排出 要在螺桿不動的前提下 讓直套管後移 只有讓直套管旋轉起來了 可直套管能旋轉嗎 畢竟它還連着一套尺條機構呢 實際上 在最開始和大家展示的四個相互卡扣 同步旋轉的零件中 中間的藍色那套 不僅咬住了旋鈕和數字輪 還卡住了兩根尺條 因此藍色那套旋轉時 尺條機構也會跟隨旋轉 所以在轉動旋鈕調節劑量時 內部的實際運作情況是這樣的 黑色零件在螺旋管道上旋轉後移 並推動長尺條後移 同時整個尺條機構也同步旋轉 這個過程中 直套管也被帶動後移 之後按下旋鈕 此時藍色那套不再咬合數字輪 並推動長尺條前移 黑色零件旋轉 帶動數字輪歸零 同時直套管前移 帶動螺桿前移 推動筆芯中的活塞 推出藥劑 當注射筆使用完成後 怎麼把螺桿收回去呢 只要輕輕推動 螺桿就會旋轉着收入直套管內 但不是有個限制螺桿旋轉的 限位鍵存在嗎 這個限位鍵並不是一直處於固定狀態的 它的完整結構由四部分組成 與筆身殼體固定在一起的外殼 與筆芯接觸的內套 彈簧和限位鍵 限位鍵和外殼組成一套對齒 當藥劑筆芯安裝在注射筆上時 筆芯壓住了內套 使限位鍵和外套咬合 限位鍵因此無法移動 也就限制了螺桿的旋轉 當藥劑筆芯取下後 在彈簧推動下 限位鍵和外殼分離 此時限位鍵就可以被螺桿帶動旋轉 因此當取下筆芯後 只要輕輕推動螺桿 螺桿就會旋轉着歸位 這就是這隻胰島素注射筆的主要原理了 不知道大家有沒有看明白 很小的一個工具 但設計的真的非常巧妙 各個零件的關係層層嵌套 用胰島素的這個病 目前似乎還不是個可完全治癒的疾病 就祝大家都能健健康康的 患病的朋友也調整好心態 積極面對 加油 好了 以上便是本期視頻的全部內容了 每一項發明的背後 都是設計者的奇思妙想和診病邏輯 我是王豐 感謝您的關注 我們下期再見