一、 医用注射器的基本结构
传统的注射器主要由玻璃材料制成，分为筒体，柱塞两个部分，筒体为透明的筒状结构，尾部有卷边把手，便于手指夹持。前端有缩小的乳头（锥头），用于与注射针座摩擦连接（6%锥度）；
柱塞：由玻璃制成、通过研磨，外径尺寸与注射器筒体内腔形成良好的滑动密封。
【目前国际市场较有规模的专业玻璃注射器公司是德国的肖特公司Schott开发的多种光学玻璃及聚合物材料医用注射器】
图片：玻璃注射器。 肖特注射器
典型的玻璃注射器，带金属 注射针
肖特牌 光学玻璃注射器 带 注射针
在20世纪中叶，国外普及使用由塑料制成的一次性使用注射器。
由于塑料的材料特性：随环境温度变化造成尺寸改变；再者要满足生产效率（速度、效率、质量）的要求，制造工艺发生改变，制造筒体内腔的模具要有脱模斜度的存在，筒体内径存在前小后大的微小变化。这就使得柱塞无法实现与筒体内壁形成（注射）全程良好、可靠的滑动密封；
此时技术人员就将柱塞分解为：推杆和活塞两个部件：【推杆：前端有与活塞适配的嵌入结构；后端由手拉或手按压的把手；活塞由弹性材料制成，一般采用医用橡胶，外形尺寸略大于筒体内径。以弹性与筒体内壁形成滑动密封】二者合称为柱塞组件。
【附图：三件式注射器】
二、 注射器作为常用的给药工具之一（其他还有：喂药器、输液器、推送器、缓释装置、吸入器、等）。
三、 注射器的基本功能
是：液体容器；计量工具。——就是根据容纳药液，计量推注的药液的数量的不同，分为若干的规格。
【各类规格的注射器】附图
由上图可以看出：族群中唯有2（3ml）和5ml 的注射器最为 矮小，如同幼儿的jj，小小的乖巧，但在临床应用中，它是最大的群体，基本属于(万金油）的状态，各种场景、各类用途都㔿它，但它的基本结构型式最为丑陋，带来的临床困惑最为普遍。形成如此现象主导因素是资本在作祟。
四、 注射器的常见的结构型式
1、 三件式基本结构：有筒体、柱塞组件（推杆和密封用活塞）组成。从结构方面，无论注射器如何变形，基本结构和部件，都包括上述三个部件的限制【见前附图】
2、 两件式：在严格适配情况下，可以省略活塞部件，柱塞的前端（具有活塞的所有功能）可与外筒内壁形成良好的滑动密封，就是典型的两件套式注射器的组成结构。【见附图】
五、 注射器的结构设计考量因素
注射器在保障上述基本作用外，在设计的过程中，还要考虑以下要素：
1、 三件式基本结构：生产制造过程的便利性，符合工业生产大规模组装的要求；例如，为了满足工业化的批量生产的质量一致性和部件间的相互适配性，允许部件的相对允差尽量大的时候，将柱塞结构分解为推杆和活塞。
2、临床应用的综合要求：符合临床医护人员操控的要求：主要是操控过程的安全、可靠性能，使用过程简便，舒适，操控过程稳定，可靠，且安全。有效性是最基本的。
3、筒体的基本要求：筒体尽量的透明，便于观察药液的自然性状，卷边要呈椭圆形或类似外形，防止其滚动跌落。筒体外表要有容量刻度线。
4、 注射器的结构的特殊要求：
①、牙科注射器：筒体材料的坚固性，手握持的长度要求，安全防护要求（防咬伤）
②、高压造影注射器：材料的耐受高压防爆，接口的安全可靠性，适合与设备配接使用
③、球囊扩张注射器：接口及材料的坚固性，操作的稳定性和牢固性，密封性能要高。
④、麻醉注射器：器身一定要有足够的长度，把持要稳定，目前的小规格（3ml ； 5ml ）短小的如同幼儿的jj。是均不能作为局麻使用的。在作为麻醉前的局部和诱导穿刺定位时，穿刺的稳定性和方向的准确程度均需要一定程度的筒体来保障。一般常用的5~10ml规格，也有20ml 规格用于神经阻滞麻醉。
⑤、胰岛素注射器：目前可有多种结构型式：有诺和笔式重复使用型的注射工具，每次注射时更换针头即可。也有类似普通注射器结构的。市场中的前后护套的结构实在莫名其妙。前端的护帽是保护针头，后端的护帽有何作用？因为护帽很短，在抽取胰岛素药液后，推杆柱塞会向外伸张，后端护帽是无法覆盖并保护它的。所以，后端的护帽不是何用？类似这个胰岛素注射器，应该根据专用的要求重新予以设计。而非采用目前的1.0ml普通注射器通过更换细小的针头来实现。这是刻舟求剑的做法，是无法达到预期要求的：
胰岛素注射器要求是：
A:根据治疗需求，最小和最大剂量就是注射器的最大容量；
B:要有非常清晰的剂量刻度，满足精确的注射，防止不精确的计量造成治疗质量下降。
C：要有防护装置，胰岛素注射器是预先抽取药液（剂量）后分作餐次进行预防性注射的。含药保存（一般不超过24小时）；要有可靠的保护装置，防止推杆移动造成的药液排出。
D：胰岛素注射器要有自毁功能、防止多次使用造成的感染及相关问题。
E：要有适合的结构，皮下注射，针尖细小，护帽短，筒体也较短，没有必要做1.0ml。够用（最大剂量）就好；但要有足够空间的后端护帽，保证在抽取最大剂量的胰岛素时能够保护推杆不被触碰。
据此，国内的普通胰岛素注射器，没有一个可满足要求。
【国内胰岛素注射器图片】
⑥、皮下过敏试验注射器：要求剂量小，规格小，筒体尽量长，刻度精确，分辨清晰。在归还注射针后，可反复使用；就需要设置连接部分的安全可靠，最好的设计有固定剂量的设置。还要有每次推注（注射后）即刻防止回抽的结构(严格意义上的防止推杆回抽的结构设计；
⑦、疫苗接种用注射器等；如疫苗接种用注射器、激素用注射器：特征是：规格小，剂量精确，自毁或安全防护，毁形彻底，不能被重复使用。不能作为玩具被儿童拿走玩耍。要求筒体和注射针均要被彻底毁形焚烧。需要以此为预期进行设计。
5、 满足特定政策要求
如：环境保护要求的标识；如材料安全性能的标识。如满足某种后续加工方式的要求的标识（如微波、辐照）
6、 满足安全防护的性能要求
①、安全型注射器：在使用过程中使用终末，实现对注射针（包括注射器）的结构毁形、针尖的屏蔽、闭锁使其不能被重复使用，避免针刺伤与血源性疾病的感染和传播。
②、自毁型注射器、在使用过程中或使用终末，实现注射器的结构毁形、使其不能被重复使用，避免因重复使用造成的血源性疾病的感染和传播。不具备对针刺伤的防护功能。是一个时期的过渡产品。趋于（被淘汰的）边缘化产品。
7、 满足人机工程学要求
1） 注射器外筒要有清晰的透明度：非常容易的观察到筒内的液体或药液的颜色、清晰度、异物、颗粒、絮状物或沉淀等现象；
2） 有可以分辨的最小刻度线，【对于注射器的精度要求，最好的满刻度的百分线】；能够尽量精确的判知推动柱塞注射的药液剂量的多少；
3） 注射器外形结构及尺寸，最好是单手操作的最佳操控尺寸：注射器的外形尺寸，具备人单手把控、握持、操作的：稳定性、安全性、便捷性、以及舒适度要求。具体的说：就是要考虑一下因素：
①、 安全性：注射器鲁尔接口应采用国际标准的锁定式，防止注射过程压力增大造成的注射针脱落的风险；尽量不采用滑套式鲁尔接口（直口）结构；这个结构是对玻璃注射器的投影变形。在某些应用环境中是一个极其不安全的结构型式（如造影、快速灌注、高压注射、油性药液的注射）。
②、 可靠性：注射器外筒卷边与柱塞尾部的按手之间的距离，不能过小，过小时，单手难以打开，须双手参与才能拉开柱塞。诉以，注射器柱塞按手与卷边的最小距离一定要满足单个手指的宽度。能够可靠的进行单手来开和夹持。
③、 舒适度：注射器筒身的长度与柱塞在容纳70%药液容量的情况下，总长度依然在单手可舒适的夹持与按压（推注）的范围内，不可超越常人的拇指与示指最大距离的70%。否则，注射器的设会有不舒适的感受。
④、 稳定性：要求在进行介入穿刺的过程中，医护人员单手把持注射器（外筒）的握持尺寸不能过于小，要满足医护人员在不同的介入组织时采用的介入方法，都能够在手掌中实现准确、稳定的把控方向和定位的穿刺动作。不能因为注射器（体积）过小，过短，造成握持不稳，（介入角度）容易偏移，且无法实现精准介入的困难。
六、 有特殊、专业用途的注射器的设计：
1、材料：常用注射器的材料选择是医用级聚丙烯（PP），
⑤、 预灌装（药液、生物制品）的注射器，不能采用EO灭菌方式，需要采用电子束、辐照灭菌方式，所用的材料就需要采用耐受γ射线的特殊材料；
⑥、 高质量要求的预灌充注射器还须采用尺寸稳定些极高的聚碳酸酯（PC）材料，已获得效期内的结构稳定些，保持产品的有效性。
⑦、 牙科麻醉、手术麻醉的注射器，筒体一定要有足够的长度(注射针也须足够的长度)，最好是还要有防牙咬伤的结构；【此前的牙科专用注射器外筒基本选择金属护套，防止患者的牙咬行为】
⑧、 造影用、特殊诊断如介入治疗的球囊充气用注射器，需要采用专用的耐高压材质。还有可以施加较大推注力的结构。
2、 特殊结构：专业用途的注射器的机构，除了具备注射器的基本结构与部件外，还要根据具体的使用环境及国内要求，给予特殊的结构，实现其预期的功能。
例如：
自毁注射器：其基本功能是在注射终末实现注射器的自毁（以推注动作完成对注射器结构的毁形，杜绝其被重复使用）；基于此要求，我们可以采用多种不同的技术方案：
可以有：
①金属锁片式：实现单向位移，在注射终末，金属锁片到达最低位置，限制柱塞不能被再次拉出；
②推杆毁形式：在柱塞的前端、活塞后端与柱塞之间制成薄细缝隙，在注射终末，稍微加大推注力，就可将该薄片结构挤压断裂，柱塞后段的推杆成为断离状态，再次拉出时，活塞停滞在筒内，不能外移、无法抽取药液。
③柱塞锁定式:可以有柱塞前端锁定和后端锁定方式；
④活塞刺破式：是在筒内设置一个尖刺，在注射终末，尖刺可将活塞刺破，造成泄露，而无法重复使用。
安全防护型注射器【手拉回缩式】：
除满足注射器的基本功能的结构外；需要考虑的是：如何将注射针（含针座）实现完全屏蔽、锁定不能再次外露：
其基本结构的要求是：
A：注射针的结构要满足可移动的要求
B：注射器的结构要满足：推杆在注射针终末时，要能够与：
a:注射终末完成激发：使得注射针座的结构有稳定状态成为可脱离状态；
b：注射终末，要是先推杆与注射针座实现连接（嵌合）的状态，
c：在手拉柱塞动作下，针座及注射针管因为与柱塞前端实现嵌合，被拉入注射器筒身内腔。且被锁定。可折断柱塞（推杆），进一步毁形。
在此具体的要求下，实现稳定、可靠、简洁的结构设计，是工程师的一个技术和经验也是需要大量的实践和反复验证得到的。
但是在材料性能不能满足要求时，往往单纯的设想是无法达到预期效果的。所以，实现上述功能要求的结构，取决于材料的特性，是否可以满足上述的结构要求。例如：针座的设计中，既要保证穿刺介入过程的针头对组织的出入阻力，该阻尼一般设定在10N，但是意外情况下，例如进行骨骼缝隙的神经丛介入麻醉，不小心就刺向骨骼组织，抵触力很大，容易发生针头结构（针座与其摩擦尼圈之间的脱落）无效。发生针尖与注射器的脱离，造成严重的诊疗行为失败。
弹簧回缩式安全注射器：结构及原理不再赘述。所不同的是：靠压缩弹簧释放后的机械力替代手工拉回；将注射针弹射进入推杆内腔。而不是筒体内。无须再折断推杆，同时实现器针毁形，不能重复使用。
七、中国大陆注射器的结构缺陷和不足：
1、各种规格的注射器，没有变化、没有特色，不过是婴儿、儿童、少年、青年、中年、壮年、老年阶段的大小不同而已；没有根据具体的不同容量要求发生的相关结构和要求的变化采用对应的改变。
2、 基本上国内使用的注射器采用滑套是鲁尔接口，即，最大程度的减低材料消耗；处于“管用”的水平。安全可靠性能较差。
3、 为减少材料，筒体很薄，但又为了增加重量，推杆中采用回收料和添加其他无机材料很多，造成推杆很脆，容易扭曲断裂。
4、 小规格2.0ml. 5.0ml 注射器是临床中应用的主力产品，用量最大，但筒体尺寸过短，非常不适于介入穿刺，在单手操控时，只能采用三个手指头捏田螺的动作，缺乏（或难以实现）准确的定位，而且，2ml. 3ml ;5ml 规格的注射器z在临床中是一个万用器具，在临床中，使用量巨大，多用于：皮下组织注射、局部麻醉、口腔科治疗和麻醉、小剂量药液配伍以及局部诊断性治疗过程，所以，它不应该仅仅是满足基本结构和功能，目前是尽量满足了生产制造部的成本要求；其实更应该满足临床中各类使用它完成诊疗行为的过程的安全、可靠、有效、文档精确的功能与质量要求。只有这样，中国的基础医疗器械产能走出国门成为利于世界医疗器械行业的服务提供商，而不再是低价倾销的地摊货。
5、 专业注射器基本缺位。只有胰岛素注射器、疫苗专用的自毁注射器。但是设计都存在较大的缺陷和不足。其他专业用注射器多是普通注射器的简单替代；
6、 例如：配药注射器：结构方面不过是普通注射器换那个名称而已。丝毫没有配药过程所要的特性和要求。即使与其配套的配药注射针，也只是为解决问题而采取的补裤裆行为：如侧孔针。可以说，目前的配药注射器和注射针均需要重新设计和完善。
因为我们的配药针是为减少穿刺胶塞造成的落屑而做的改型。忽略了最主要的目的是：彻底抽取药液（丝毫不剩），但是目前的侧孔针最大的缺陷就是剩余药液过多。
配药器的使在此不是一次性的（但完成一个患者的相同一组的药液配伍过程中是反复使用的）折就要求设计中，要满足多次使用后，滑动性能的舒适度依然如故。我们国内现存的配药注射器，在多次使用（推注）后拉拔力会出现增大的现象。
7、 连续注射器：目前国内少有生产和使用，它主要用于疫苗接种，和无针注射过程。我们的无针注射目前主要用于胰岛素注射和某些激素的注射（如生长激素）；但是大量的需求场合，却是没有机构研发或生产，医疗结构也就没用的。动物的疫苗接种，应该可以得到尽早的推广。
欢迎对此领域热心的人士，进行进一步的探讨，给出适合国情、民企发展的建议。后续我们会针对性的对每类注射器的设计进行解答，给出解决方案；以及提出注射器的发展趋势。
