注射器

皮下注射器，也称为皮下注射针，是医疗专业人员用来将液体输入或输出身体的装置。它由一个空心针头组成，该针头连接到一根管子和一个柱塞上。当柱塞手柄被拉回时，流体被吸入管中。当手柄被向下推时，流体通过针头被挤出。注射器于 1800 年代中期推出，并随着新材料和设计的发展而稳步改进。今天，它已成为一种重要的医疗工具，几乎是执业医师的代名词。

历史

自从药物问世以来，就一直在寻找给药这些药物的方法。可以设想在通过皮下注射器进行注射之前需要进行的各种重要发展。 19 世纪早期的医生并不知道药物可以通过皮肤进入体内。然而，一个证明这一想法的早期实验是由 Francois Magendie 在 1809 年进行的。在他发表的作品中，他概述了一种通过使用带涂层的木倒钩将马钱子碱引入狗的方法。 1825 年，A. J. Lesieur 描述了另一种通过皮肤给药的方法，将药物直接涂抹在皮肤上的水泡上。扩展这些实验的结果，G. V. Lafargue 开发了一种使用刺血针在皮肤下引入吗啡的程序。 F. Rynd 于 1844 年出于同样的目的发明了滴注针。然而，直到 1861 年，也就是第一个皮下注射器被描述八年后，他才公布了他的方法。

第一个真正的皮下注射器是由 Alexander Wood 于 1853 年创造的。他通过添加针头改进了当时用于治疗胎记的普通注射器。然后，他使用这种新装置将吗啡注入患有睡眠障碍的患者的皮肤中。几年后，他在枪管上加了一个刻度尺和一根更细的针。这些修改足以引起医学界其他人的注意，从而使其得到更广泛的应用。

多年来，皮下注射器发生了重大变化，使它们变得更高效、更有用和更安全。其中一项改进是在气缸内加入了玻璃活塞。这项创新防止了泄漏并减少了感染的机会，使设备更加可靠。皮下注射器的大规模生产技术是在 19 世纪后期开发的。随着塑料的发展，它们被纳入设计，从而降低了成本并进一步提高了安全性。

背景

皮下注射针的工作方式很简单。当柱塞手柄被拉回时，诸如药物或血液之类的液体会通过空心针头被吸入主管。只要在拉动柱塞手柄时针尖留在流体中，空气就不会进入。用户可以通过读取管子侧面的测量标记来准确地确定管子中有多少材料。当推回柱塞手柄时，液体通过针头分配出去。

皮下注射器一词来自希腊词 hypo, 意思是下，和 真皮， 意思是皮肤。这些术语是恰当的，因为它们准确地描述了设备的功能。用针刺入皮肤的最上层，将管内的物质注射到下层。在这个皮下层，大多数注射的物质很容易被吸收到血液中，然后在全身循环。

注射器是将药物引入体内的三种主要方法之一。其他是经表皮（通过皮肤）和口服。使用皮下注射针作为给药方法比口服有一些显着的优势。首先，药物不受消化系统的影响。这可以防止它们在有效之前被化学改变或分解。其次，由于活性化合物很快被吸收到血液中，它们开始更快地发挥作用。最后，身体更难以拒绝通过注射器给药的药物。经皮给药是一项相对较新的技术，其效果一般不如直接注射那么立竿见影。

设计

有许多可用的皮下注射器设计。然而，它们都具有相同的一般特征，包括桶、柱塞、针头和盖子。针筒是皮下注射针头的一部分，其中包含注射或取出的材料。该管内装有一个可移动的柱塞。桶的宽度是可变的。一些制造商制造又短又宽的管子，而另一些制造商则制造又长又细的管子。确切的设计将在某种程度上取决于设备的使用方式。针头所连接的针筒末端是锥形的。这可确保仅通过针头分配所需量的材料。在远离针头附件的针筒底部，两条臂向外张开。这些部件允许针头使用者用拇指按压柱塞，同时用两根手指将管固定到位。枪管的另一端是锥形的。

柱塞负责产生真空以吸取材料然后将其排出，它由一根长而直的部件制成，一端带有手柄，另一端带有橡胶柱塞头。橡胶头紧贴桶壁，形成气密密封。除了确保吸入准确数量的材料外，柱塞头的吸水扒动作还能防止材料接触管内壁。

针是设备的一部分，实际上刺穿皮肤层。根据注射或液体提取的深度，针孔可以更薄或更宽，其长度也不同。它也可以永久固定在注射器的主体上或可以互换。对于后一种类型的系统，将有多种针可用于不同的应用。为防止意外的针刺伤，在不使用针头时会在针头顶部放置一个保护帽。

原材料

由于皮下注射器与身体内部直接接触，政府法规要求它们由药理学惰性的生物相容性材料制成。此外，它们必须可消毒且无毒。许多不同类型的材料用于构建各种可用的皮下注射针。针通常由可热处理的不锈钢或碳钢制成。为了防止腐蚀，许多都镀镍。根据所用设备的类型，管的主体可以由塑料、玻璃或两者制成。塑料也用于制造柱塞手柄和用于柱塞头的柔性合成橡胶。

制造
过程

有许多皮下注射针头制造商，虽然每个制造商使用的生产工艺略有不同，但基本步骤保持不变，包括针头成型、塑料部件成型、零件组装、包装、贴标签和运输。

做针

• 1 针由钢制成，首先加热直至熔化，然后 皮下注射器示意图。柱塞的缩回产生真空以吸取材料，然后可以通过推动柱塞将其排出。它的橡胶头与桶壁形成气密密封。通过设计用于满足针头尺寸要求的模具拉制。当它沿着生产线移动时，钢被进一步成型并轧制成连续的空心线材。线被适当地切割以形成针。有些针明显更复杂，直接由压铸生产。针上的其他金属部件也以这种方式生产。

制作枪管和柱塞

• 2 根据所需的设计和使用的原材料，可以采用多种方式来制作注射器管。一种生产方法是挤出成型。塑料或玻璃以颗粒或粉末形式供应，并被送入大料斗。挤出过程涉及一个大型螺旋螺杆，它迫使材料通过加热室，使其成为厚实的流动物质。然后迫使它通过模具，生产出冷却和切割的连续管。
• 3 对于具有更复杂形状的零件，例如末端、柱塞或安全帽，使用注塑成型。在这个过程中，塑料被加热，将其转化为液体。然后将其强行注入到与所需形状相反的模具中。冷却后，在模具打开后凝固并保持其形状。虽然柱塞的头部是橡胶的，但也可以通过注塑成型制造。之后，柱塞的头部连接到柱塞手柄上。

组装和包装

• 4 当所有组件都可用时，就可以进行最终组装。当管子沿着传送带行进时，柱塞被插入并固定到位。固定管子的末端。在制造过程中的这一点上，也可以在主管主体上印刷刻度标记。打印这些标记的机器经过特殊校准，以确保它们准确打印测量值。根据设计，此时也可以连接针头和安全帽。
• 5 在所有组件就位并完成打印后，将皮下注射器放入适当的包装中。由于设备必须无菌，因此需要采取措施确保它们不含致病因子。它们通常单独包装在密封塑料中。成组的注射器被装入盒子中，堆放在托盘上，然后运送到分销商。

质量控制

在制造的每个阶段都会检查这些设备的组件的质量。由于每天制造数千个零件，因此不可能进行全面检查。因此，生产线检查员会以固定的时间间隔随机检查组件，以确保它们符合尺寸、形状和一致性规范。这些随机样本很好地表明了所生产的皮下注射器的质量。目视检查是主要的测试方法。但是，还进行了更严格的测量。测量设备用于检查零件的长度、宽度和厚度。通常，使用诸如游标卡尺、千分尺或显微镜之类的装置。这些中的每一个在准确性和应用上都不同。除了特定的测试外，生产线检查员还驻扎在生产过程的各个点，并在组件制造时对其进行目视检查。他们会检查诸如变形的针头或管子、不正确地装配在一起的部件或不适当的包装之类的东西。

皮下注射器的生产受到美国政府，特别是食品和药物管理局 (FDA) 的严格控制。他们编制了一份规格清单，每个制造商都必须遵守这些规格清单。他们对这些公司中的每一个进行检查，以确保他们遵循良好的制造规范，适当地处理投诉，并保留与设计和生产相关的足够记录。此外，个别制造商有自己的产品要求。

未来

自从 Alexander Wood 推出第一台设备以来，皮下注射器技术有了很大的改进。未来的研究将集中在设计更好的设备上，这些设备将更安全、更耐用、更可靠且生产成本更低。此外，设备制造的改进也将继续。这方面的一个例子是使用金属和塑料等材料的趋势，这些材料在正常状态下经过了最少的加工。这应该最大限度地减少浪费，提高生产速度并降低成本。