BR112019010693A2 - aparelho de infusão de ambulatório, sistema de infusão de ambulatório e método de compensação de folga - Google Patents

Abstract

é descrito um aparelho de infusão de ambulatório, que inclui uma unidade condutora de bomba (2), uma unidade condutora de válvula (1) e uma unidade de controle (40). a unidade condutora de bomba (2) inclui um acionador de bomba (20) e um condutor de bomba (21), em que o acionador de bomba (21) é projetado para acoplamento a um pistão (302) de uma unidade de bomba de medição (30) para transmitir força de condução de bomba e/ou força de torção de condução de bomba do acionador de bomba (20) para o pistão (302). a unidade condutora de válvula (1) inclui um acionador de válvula (10) e um condutor de válvula (12) acoplado ao acionador de válvula (10), em que o condutor de válvula (12) é projetado para acoplamento a uma unidade de válvula (31) para transmitir uma força de comutação de válvula e/ou força de torção de comutação de válvula do acionador de válvula (10) para a unidade de válvula (31). a unidade de controle (40) é configurada para controlar a execução repetida de uma sequência de: a. operação do acionador de válvula (10) para comutar a unidade de válvula (31) para um estado de enchimento; b. operação do acionador de bomba (20) para deslocar o pistão (302) em direção de retração; c. operação do acionador de bomba (20) para deslocar o pistão (302) para direção de avanço, em que a direção de avanço é oposta à direção de retração, em uma distância de compensação de folga; d. operação do acionador de válvula (10) para comutar a unidade de válvula (30) do estado de enchimento para um estado de drenagem; e e. operação do acionador de bomba (20) para deslocar adicionalmente o pistão (302) na direção de avanço em uma série de etapas graduais ao longo de um extenso período de tempo.

Description

“APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO, SISTEMA DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO E MÉTODO DE COMPENSAÇÃO DE FOLGA”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se ao campo de aparelhos de infusão de ambulatório e sistemas de infusão de ambulatório para infusão de medicamentos líquidos no corpo de pacientes ao longo de extensos períodos de tempo. Um campo típico de aplicação é a terapia de Diabetes Mellitus por meio de Infusão de Insulina Subcutânea Contínua (CSII).

Antecedentes da Invenção [002] Aparelhos de infusão de ambulatório são bem conhecidos na técnica, por exemplo, na terapia de Diabetes Mellitus por meio de Infusão de Insulina Subcutânea Contínua (CSII), bem como na terapia de dores ou terapia de câncer, e são disponíveis por meio de diversos fornecedores, tais como a Roche Diabetes Care GmbH, Alemanha, ou a Medtronic MiniMed Inc., CA, Estados Unidos.

[003] Segundo um projeto clássico e bem estabelecido, esses sistemas ou aparelhos de infusão de ambulatório são tipicamente do tipo condutor de seringa. Diversas desvantagens desses aparelhos são conhecidas na técnica. Particularmente, eles possuem precisão limitada porque envolvem o fornecimento de quantidades muito pequenas de medicamentos, tipicamente na faixa de nanolitros, a partir de um cartucho de medicamento que possui volume de medicamento geral na faixa de mililitros. Foram, portanto, propostos conceitos e arquiteturas adicionais, que utilizam uma unidade de dosagem dedicada após o reservatório de medicamento. A unidade de dosagem pode compreender, por exemplo, uma bomba de micromembrana ou uma bomba de micropistão, é adaptada para acoplar-se a um reservatório de medicamento e é especialmente projetada para medição precisa de pequenos volumes. Embora diversos projetos dessas unidades de dosagem sejam conhecidos na técnica,

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2/32 eles são muito complexos, a maior parte deles é cara e/ou crítica com relação à fabricação em larga escala.

[004] EP 1970677 descreve um sistema com uma bomba de pistão de medição em miniatura com um cilindro de dosagem que é acoplado repetidamente e cheio a partir de um reservatório maior, seguido por acoplamento do cilindro de dosagem a um local de infusão e infusão do medicamento líquido para fora do cilindro de dosagem em etapas graduais e ao longo de um extenso período de tempo. Para acoplamento alternativo do cilindro de dosagem ao reservatório e ao local de infusão, é proposto um sistema de válvula.

Descrição Resumida da Invenção [005] O sistema de infusão de ambulatório de acordo com os princípios descritos em EP 1970677 possui a vantagem de que a medição é conduzida a partir de um reservatório comparativamente pequeno (o cilindro de dosagem) com extensão transversal substancial mente menor em comparação, por exemplo, com um condutor de seringas padrão conforme explicado anteriormente. Com base em precisão de deslocamento de pistão similar, pode-se atingir principalmente precisão de dosagem significativamente mais alta. Além disso, a influência de outros fatores que podem reduzir a precisão de dosagem, tais como expansão térmica, é significativamente reduzida. Uma desvantagem desta abordagem, entretanto, é a necessidade de re-enchimento regular do cilindro de dosagem a partir do recipiente de medicamento. Em aplicações típicas de terapia de diabetes, um enchimento do cilindro de dosagem pode, dependendo do paciente, nutrição etc., durar de um dia ou mais até apenas uma quantidade de horas ou até menos.

[006] Cada re-enchimento do cilindro de dosagem envolve, entretanto, reversões da direção de deslocamento do pistão. Folga resultante do jogo geralmente presente da corrente de condução da bomba

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3/32 (particularmente marcha de redução e condutor de agulha para transformação de rotação para linear) ocorre sempre que a direção de condução do condutor de bomba e, consequentemente, a direção de deslocamento do pistão forem revertidas. A folga possui o efeito de que, mediante reversão da direção de direcionamento, o pistão não é deslocado de acordo com o acionamento do direcionador até que a folga seja compensada. A necessidade de reversão repetida da direção de direcionamento que é inerente à arquitetura geral pode reduzir consideravelmente a alta precisão básica que pode, em princípio, ser atingida e pode, dependendo do projeto geral, superar as vantagens.

[007] EP 2361646 propõe evitar a folga em uma unidade de dosagem de acordo com a invenção descrita em EP 1970677 por meio de orientação mecânica da agulha rosqueada. De forma similar, WO 2013030000 descreve um dispositivo de orientação que garante a orientação independente da direção de movimento.

[008] É objetivo geral da presente invenção aprimorar a situação referente à precisão de um sistema de infusão de ambulatório com uma unidade de dosagem e, particularmente, reduzir ou evitar imprecisões resultantes da folga. Convenientemente, são total ou parcialmente evitadas as desvantagens de sistemas conhecidos.

[009] Este objetivo é atingido de forma geral pelo objeto das reivindicações independentes. Exemplos específicos de reivindicações são definidos pelas reivindicações dependentes correspondentes, bem como as realizações descritas no presente relatório descritivo e nas figuras.

[0010] Segundo um aspecto, o objetivo geral é atingido por um aparelho de infusão de ambulatório. O aparelho de infusão de ambulatório inclui uma unidade de condução de bomba. A unidade de condução de bomba inclui um acionador de bomba e um condutor de bomba que é acoplado ao acionador de bomba. O condutor de bomba é projetado para acoplamento a um

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4/32 pistão de uma unidade de bomba de medição para transmitir força de condução da bomba e/ou força de torção de condução da bomba do acionador de bomba para o pistão. O aparelho de infusão de ambulatório inclui adicionalmente uma unidade de condução de válvula. A unidade de condução de válvula inclui um acionador de válvula e um condutor de válvula que é acoplado ao acionador de válvula. O condutor de válvula é projetado para acoplamento a uma unidade de válvula para transmitir força de comutação de válvula e/ou força de torção de comutação de válvula do acionador de válvula para a unidade de válvula. O aparelho de infusão de ambulatório inclui adicionalmente uma unidade de controle. A unidade de controle é configurada para controlar a execução repetida de uma sequência de:

a. operação do acionador de válvula para comutar a unidade de válvula para um estado de enchimento;

b. operação do acionador de bomba para deslocar o pistão em direção de retração;

c. operação do acionador de bomba para deslocar o pistão para direção de avanço, em que a direção de avanço é oposta à direção de retração, em uma distância de compensação de folga;

d. operação do acionador de válvula para comutar a unidade de válvula do estado de enchimento para um estado de drenagem; e

e. operação do acionador de bomba para deslocar adicionalmente o pistão na direção de avanço em uma série de etapas graduais ao longo de um extenso período de tempo.

[0011] A sequência repetida de etapas (a), (b), (c), (d) e (e) reflete a operação regular do sistema de infusão de ambulatório. Considera-se que o sistema de infusão de ambulatório é inicializado e sofre primer; o caminho de fluido do reservatório de medicamento para a unidade de dosagem e adicionalmente para o local de infusão é preenchido com medicamento líquido.

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Convenientemente, não há nenhuma ou apenas uma quantidade desprezível de gás/ar.

[0012] A expressão “unidade de bomba de medição” designa uma unidade de bomba que é projetada e apropriada para administração medida de quantidades de líquido bem definidas substancialmente independentes de condições adicionais do sistema fluídico, particularmente pressão. A medição é atingida por meio de deslocamento controlado do pistão no interior do cilindro de dosagem, particularmente no interior de uma cavidade de medição em forma de orifício cego, similar a uma seringa. Os princípios básicos da unidade de dosagem considerada a seguir são descritos em EP 1970677, ao qual se faz referência com relação ao projeto de princípio e às propriedades da unidade de dosagem.

[0013] A expressão “aparelho de infusão de ambulatório” designa um aparelho que inclui a unidade condutora de pistão, a unidade condutora de válvula e a unidade de controle. A expressão “sistema de infusão de ambulatório” designa uma combinação de aparelho de infusão de ambulatório com componentes fluidos, particularmente uma unidade de dosagem, e componentes potencialmente adicionais, tais como um recipiente e uma linha de infusão, em configuração operacional.

[0014] O movimento do pistão na direção de retração resulta no aumento do volume interno cheio com líquido do cilindro de dosagem. A expressão “volume interno do cilindro de dosagem” designa o volume cheio com líquido, ou seja, um volume que é delimitado pelo pistão, uma parede frontal adjacente do cilindro de dosagem e uma parede interna em circunferência do cilindro de dosagem que também define uma superfície deslizante e de vedação para o pistão. Por meio de movimento do pistão na direção de retração, o cilindro de dosagem é consequentemente preenchido sugando-se o medicamento líquido do recipiente para o interior do cilindro de

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6/32 dosagem em forma similar a seringa. De forma similar, o movimento de pistão na direção de avanço resulta na redução do volume interno cheio com líquido do cilindro de dosagem, a fim de administrar ou, de forma mais geral, expelir medicamento líquido para fora do cilindro de dosagem. A direção de avanço e a direção de retração são direções lineares opostas. O movimento de deslocamento do pistão na direção de retração da etapa (b) termina em posição de pistão retraída. O movimento de avanço do pistão na direção de avanço da etapa (e) termina em posição de pistão avançada. Ao executar repetidamente uma sequência de etapas (a) a (e) conforme definido acima, o pistão inicia o movimento de retração da etapa (b) na posição de pistão avançada. De forma similar, o pistão inicia o movimento de avanço das etapas (c) e (e) na posição de pistão retraída.

[0015] Em uma sequência das etapas definidas acima, o cilindro de dosagem é preenchido com medicamento líquido na etapa (b) como etapa de enchimento e esvaziado na etapa (e) como etapa de administração, na qual o medicamento líquido é administrado fora do cilindro de dosagem, de forma medida e controlada. Ao final da etapa de enchimento, o pistão assume a posição de pistão retraída e, ao final da etapa de administração, o pistão assume a posição de pistão avançada. Em realização típica, a unidade de controle controla o condutor de bomba para conduzir a etapa de enchimento em período comparativamente curto, por exemplo, de 15 segundos a 45 segundos. A etapa de administração, por outro lado, é conduzida ao longo de um extenso período de tempo de acordo com as necessidades terapêuticas do usuário, tal como um período de tempo de algumas horas a um dia ou até mais. O período de tempo entre os aumentos e/ou o deslocamento gradual pode também ser igual ou variar. Aspectos adicionais da administração são adicionalmente explicados abaixo no contexto de exemplos de realizações.

[0016] A condução repetida de uma sequência de etapas (a), (b),

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7/32 (d) e (e), em princípio, é conhecida. Ocorre folga no início das etapas (b) e (e), ou seja, no início do movimento de pistão na direção de retração ou avanço, respectivamente. A folga no início da etapa (e) é mais crítica, devido à administração de medicamento líquido ao paciente na etapa (e).

[0017] Segundo a presente invenção, a folga não é reduzida e é convenientemente evitada por meios mecânicos, tais como inclinação. Alternativamente, a folga geralmente é aceita, mas evita-se sua influência desvantajosa sobre a precisão de dosagem na etapa (e), adicionando-se a etapa (c) como etapa de compensação de folga. Na etapa (c), o pistão é deslocado pela distância de compensação de folga enquanto o cilindro de dosagem é acoplado de forma fluida ao recipiente, antes de comutar a unidade de válvula para o estado de drenagem na etapa (d). O medicamento líquido é consequentemente expelido para fora do cilindro de dosagem e de volta para o interior do recipiente.

[0018] A expressão “distância de compensação de folga” designa a distância pela qual o condutor de bomba é controlado para deslocar o pistão. É a distância pela qual o pistão, especificamente seu núcleo duro conforme explicado abaixo, seria deslocado se a folga fosse zero, ou seja, se, de fato, não houvesse folga presente. O deslocamento real do pistão é menor que a distância de compensação de folga. A distância de compensação de folga é selecionada convenientemente, de forma que o deslocamento do pistão corresponde à folga máxima que pode ocorrer, convenientemente incluindo uma margem de segurança para atender à elasticidade do pistão. Em projeto típico, o pistão possui núcleo de pistão que é geralmente feito de material duro, tipicamente plástico, com vedação macia em circunferência. Além da folga resultante de tolerâncias da corrente condutora, a fricção entre a vedação do pistão e a parede interna do cilindro de dosagem pode causar, em combinação com a elasticidade da vedação de pistão, um desvio entre o deslocamento de

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8/32 líquido desejado de acordo com o movimento do núcleo de pistão e o deslocamento real de líquido para fora do cilindro de dosagem. A margem de segurança é selecionada convenientemente, de forma que a deformação elástica da vedação que ocorre após a reversão da direção do pistão tenha lugar durante a compensação da folga. Ao final da etapa de compensação de folga (c), a folga e a elasticidade de vedação do pistão são adequadamente compensadas. Na etapa de administração (e), o pistão será adequadamente deslocado de acordo com o acionamento do condutor desde o início.

[0019] Para executar uma sequência de etapas (a) a (e), a presente invenção é baseada no uso de uma unidade de dosagem que permite a comutação de válvulas independente do movimento do pistão. Essa unidade de dosagem é descrita, por exemplo, em EP 1970677 e, em realizações específicas, no Pedido de Patente Europeu 16173361.3 e em WO 2015/082305.

[0020] O encaixe do condutor de bomba e do acoplador de condutor de bomba é bidirecional, no sentido de que a força e/ou torção podem ser transmitidas em direções opostas. A unidade de condutor de bomba é reversível.

[0021] A unidade de válvula de uma unidade de dosagem pode ser projetada de forma cíclica, para que o estado de válvula seja comutado entre o estado de enchimento e o estado de drenagem a cada vez em que o condutor de válvula é acionado, enquanto a força de condução de válvula e/ou a força de torção de direcionamento de válvula são sempre aplicadas na mesma direção. Nessas realizações, a unidade de condutor de válvula pode ser projetada para uma única direção de condução e o acoplamento entre o condutor de válvula e o acoplador de condutor de válvula pode ser projetado para transmissão de força/torção em uma única direção. Alternativamente, entretanto, a unidade de válvula pode ser projetada de forma que a direção de condução da válvula seja revertida para comutação para o estado de

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9/32 enchimento e o estado de drenagem, respectivamente. Nessas realizações, a unidade de condutor de válvula é reversível e o encaixe do condutor de bomba e do acoplador de condutor de bomba é bidirecional, no sentido de que a força e/ou torção podem ser transmitidas em direções opostas.

[0022] Particularmente, ao fazer-se referência a componentes de um aparelho de infusão de ambulatório, unidade de dosagem ou sistema de infusão de ambulatório, a direção de avanço do pistão pode ser também denominada “direção próxima” e a direção de retração do pistão pode ser denominada “direção distante”.

[0023] Em uma realização, a distância de compensação de folga é de 0,3 mm a 1 mm. Conforme explicado acima, a distância de deslocamento real do pistão é menor que a distância de compensação de folga e encontra-se em faixa típica de alguns décimos de milímetro, tal como 0,1 mm a 0,5 mm.

[0024] Em uma realização, a unidade de controle é configurada para iniciar uma sequência de etapas (a) a (e) em uma posição de parada de pistão avançada. A parada de pistão avançada é uma posição de pistão além da qual o pistão não é adicionalmente deslocado na direção de avanço e corresponde a um volume de enchimento mínimo do cilindro de dosagem em operação. Para essas realizações, a posição de parada de pistão avançada é a posição de pistão avançada explicada acima. A posição de parada de pistão avançada pode ser definida, em princípio, por uma parada de avanço mecânico da unidade condutora de bomba e/ou da unidade de bomba, por exemplo, quando o pistão atingir o solo da cavidade de medição. Em uma realização particularmente favorável, entretanto, a posição de parada de pistão avançada é levemente distante, por exemplo, em alguns centésimos de milímetro, da parada mecânica na direção de avanço. Durante a inicialização da unidade de dosagem, o pistão pode ser deslocado para a direção de avanço até atingir a parada mecânica, que é detectada e armazenada pela unidade de controle.

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Durante operação subsequente e, particularmente, durante a execução da sequência com as etapas (a) a (e), o movimento de pistão para a direção de avanço é suspenso na posição de parada de pistão avançada antes de atingir a parada mecânica. O pistão que assume a posição de parada de pistão avançada é convenientemente detectado pela unidade de controle.

[0025] Em uma realização, a unidade de controle é idealizada, na etapa (b) para suspender a operação do acionador de bomba sobre o pistão, assumindo uma posição de parada de pistão retraída. A posição de parada de pistão retraída é uma posição de pistão além da qual o pistão não é adicionalmente deslocado na direção de retração e corresponde a um volume de enchimento máximo do cilindro de dosagem em operação. Para essas realizações, a posição de parada de pistão retraída é a posição de pistão retraída explicada acima. Um limite final para a posição de parada de pistão retraída é uma posição de pistão na qual o deslocamento de pistão adicional para a direção de retração faria com que o pistão deixasse a cavidade de medição, afrouxaria o encaixe entre o pistão e o cilindro de dosagem ou faria com que o pistão atingisse uma parada mecânica. Em uma realização particularmente favorável, entretanto, a posição de parada de pistão retraída é levemente distante, por exemplo, em alguns centésimos de milímetro, desse limite na direção de avanço. O pistão que assume a posição de parada de pistão retraída é convenientemente detectado pela unidade de controle.

[0026] Uma realização com posição de parada de pistão avançada e posição de parada de pistão retraída que não são definidas por paradas mecânicas é favorável desde que o pistão nunca atinja, após a inicialização e durante a operação regular, uma parada mecânica, o que inevitavelmente reduziría a precisão de dosagem.

[0027] Em uma realização na qual o movimento de pistão termina na posição de parada de pistão retraída, utiliza-se a faixa de trajeto total

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11/32 disponível do pistão. Na etapa de enchimento (b), o cilindro de dosagem é preenchido até o seu volume de enchimento máximo disponível e, na etapa de administração (e), o cilindro de dosagem é esvaziado completamente ou de forma substancialmente completa.

[0028] Em uma realização, a unidade condutora de bomba é projetada na forma de condutor giratório ou condutor de deslocamento linear. Caso a unidade condutora de bomba seja um condutor giratório, o movimento que é conduzido pelo condutor de bomba durante a operação é puramente giratório. Caso a unidade condutora de bomba seja um condutor de deslocamento linear, o movimento que é conduzido pelo condutor de bomba durante a operação é um movimento de deslocamento linear puro ou um movimento de rotação e deslocamento combinado.

[0029] Geralmente, o movimento giratório do acionador de bomba (tipicamente um motor giratório) é transformado em um movimento de deslocamento por meio da interação de uma agulha rosqueada e uma porca correspondente ou, de forma mais geral, um elemento com rosca externa e um elemento com rosca interna correspondente.

[0030] É discutido em primeiro lugar a seguir o caso da unidade condutora de bomba que é projetada como condutor giratório. Qualquer um dentre o elemento com rosca interna ou com rosca externa correspondente pode receber a força de torção de condução do acionador de bomba e conduzir movimento giratório, enquanto a outra dentre a agulha rosqueada e a porca pode conduzir movimento de deslocamento linear puro ou movimento de deslocamento e giratório combinado.

[0031] Além disso, a transformação de movimento giratório puro para movimento de deslocamento pode ser conduzida pela unidade condutora, pela unidade de dosagem ou na interação do condutor de bomba como parte da unidade condutora e o acoplador de condutor de bomba como parte da

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12/32 unidade de dosagem.

[0032] O condutor de bomba pode ser formado por uma porca condutora que é dirigida pelo acionador de bomba. Nessa realização, o acoplador de condutor de bomba da unidade de dosagem pode ser realizado por uma agulha rosqueada cuja rotação é convenientemente evitada por uma disposição antirrotação, conforme geralmente conhecido. Uma extremidade da agulha rosqueada é acoplada ao pistão ou formada integralmente com o pistão, de forma que o movimento de deslocamento seja transmitido para o pistão.

[0033] Além disso, para a unidade condutora de bomba que é projetada como condutor giratório, o condutor de bomba pode ser uma agulha rosqueada giratória que é dirigida pelo acionador de bomba e o acoplador de condutor de bomba pode ser um elemento com rosca interna correspondente, especificamente um elemento de porca que é acoplado ao pistão ou formado integralmente com o pistão. Pode-se evitar a rotação do elemento rosqueado interno por meio de uma disposição antirrotação que pode ser parte do aparelho de infusão de ambulatório ou da unidade de dosagem.

[0034] Além disso, para que a unidade condutora de bomba seja projetada na forma de condutor giratório, o condutor de bomba pode ser um elemento giratório não rosqueado que transmite, em configuração encaixada, força de torção de direcionamento, mas não força linear para o acoplador de condutor de bomba. O condutor de bomba pode ser especialmente formado como elemento alongado giratório com corte transversal não circular, tal como quadrático ou hexagonal, tal como um pino com corte transversal não circular (por exemplo, hexagonal, quadrado ou retangular), ou possuir uma abertura ou esse corte transversal, axialmente ao eixo de rotação. Neste caso, o acoplador de condutor de válvula possui corte transversal não circular correspondente para encaixe do condutor de válvula em acoplamento giratório e encaixe axialmente deslizante. O acoplador de condutor de válvula pode, por exemplo,

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13/32 possuir a forma de um pino alongado com corte transversal não circular e estender-se em direção distante a partir de uma agulha rosqueada e em alinhamento coaxial com a agulha rosqueada e, opcionalmente, ser formado integralmente com a agulha rosqueada. Em variante adicional, a agulha rosqueada possui, pelo menos em corte distante, um corte transversal não circular para encaixe do condutor de válvula. Para transformação de rotação para linear, um elemento rosqueado interno, especificamente uma porca, é fornecido nesta realização em encaixe com a agulha rosqueada. O elemento rosqueado interno pode ser parte do aparelho de infusão de ambulatório da unidade de dosagem e ser realizado, por exemplo, por um corte distante do cilindro de dosagem. Para o tipo de realização descrito no presente, a agulha rosqueada, especificamente um elemento com rosca externa, realiza movimento similar a parafuso na forma de movimento de deslocamento linear e movimento giratório combinados.

[0035] É particularmente favorável uma realização na qual a porca, especificamente o elemento com rosca interna, é fornecida como parte da unidade de dosagem, pois o circuito de forças é fechado de forma curta no interior da unidade de dosagem, independentemente de outros elementos do aparelho de infusão de ambulatório, particularmente o abrigo e partes móveis da corrente condutora de bomba. Além disso, caso a agulha rosqueada seja fixada rigidamente ou formada integralmente com o pistão, o movimento que é conduzido pelo pistão mediante ativação do condutor de bomba possui forma de parafuso, ou seja, um movimento de deslocamento e giratório combinado, em vez de um movimento de deslocamento puro. Embora se evite a quantidade total de perdas de fricção entre o pistão e a parede interna do cilindro de dosagem, de forma a evitar efeitos de atrito, a precisão de dosagem consequentemente aumenta.

[0036] É discutido a seguir o caso alternativo da unidade

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14/32 condutora de bomba que é projetada como condutor de deslocamento linear. Para essa realização, o acoplador de bomba e o acoplador de condutor de bomba geralmente executam movimentos de deslocamento linear idênticos que são paralelos entre si e possuem distâncias de deslocamento idênticas. O condutor de bomba e o pistão podem ser projetados para encaixe por acoplamento direto, em que o acoplador de condutor de bomba é convenientemente integral ao pistão ou acoplado de forma rígida ao pistão. O encaixe entre o condutor de bomba e o acoplador de comutador de bomba é um encaixe empurre e puxe tipicamente liberável.

[0037] Em uma realização, o condutor de válvula inclui um pino de entrelaçamento para encaixe entrelaçado com um acoplador de condutor de válvula da unidade de válvula. Exemplos de condutor de válvula são descritos, por exemplo, no Pedido de Patente Europeu 16173361.3, a cujo relatório descritivo se faz referência no presente. Um pino de entrelaçamento como condutor de válvula é favorável por possuir projeto comparativamente simples e permitir encaixe simples e confiável que é tipicamente liberável.

[0038] Em uma realização, o condutor de válvula é um elemento condutor de um mecanismo de comutação em etapas, particularmente um mecanismo de roda de Genebra. Um mecanismo de comutação em etapas possui a característica de transformar um movimento de entrada contínuo em um movimento de saída descontínuo, de forma que um elemento de saída do mecanismo de comutação em etapas altere-se de um estado inicial para um estado final, de forma virtualmente descontínua. A característica de saída vs. entrada é escalonada. No contexto atual, o elemento de entrada do mecanismo de comutação escalonada é o condutor de válvula e o elemento de saída do mecanismo de comutação escalonada é o acoplador de condutor de válvula, em que o estado inicial (antes do acionamento) é qualquer um destes e o estado final é o outro dentre o estado de enchimento e o estado de drenagem,

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15/32 respectivamente. No contexto atual, um mecanismo de comutação escalonada possui a vantagem específica de permitir a comutação de válvulas bem definida sem necessidade de controle complexo e preciso do condutor de válvulas. Além disso, o mecanismo de comutação escalonada pode ser projetado de forma que permita acoplamento simples e geralmente liberável entre o condutor de válvula e o acoplador de condutor de válvula sem necessidade de alinhamento prévio relativo preciso. Realizações específicas de unidades condutoras de válvulas, particularmente condutores de válvulas, e unidades de dosagem correspondentes, particularmente condutores de acopladores de válvulas, são descritas em WO 2015/082305, a cujo relatório descritivo se faz referência no presente.

[0039] Em uma realização, o acionador de válvula inclui um dentre um motor escalonado e um acionador de Liga de Memória de Formato (SMA). Os motores de passo e os acionadores de SMA são particularmente apropriados para uso como ou em um acionador de válvula, pois possuem custos comparativamente baixos e permitem um projeto de condutor de válvula simples e confiável. Projetos específicos para uma unidade condutora de válvula com dois fios de SMA são descritos no Pedido de Patente Europeu 16173361.3 mencionado acima. Projetos específicos para uma unidade condutora de válvula com motor de passo e um mecanismo de comutação de etapas são descritos em WO 2015/082305 mencionado acima. Em realizações alternativas, entretanto, podem também ser utilizados outros tipos de acionadores, tais como um acionador eletromagnético ou motor DC padrão.

[0040] Em uma realização, a unidade de controle é configurada para detectar se o pistão se encontra em uma posição de parada de pistão retraída ou uma posição de parada de pistão avançada. Com este propósito, a unidade de controle pode ser configurada para determinar indiretamente a posição de pistão, por exemplo, por meio de um codificador giratório do

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16/32 condutor de bomba. Alternativa ou adicionalmente, interruptores terminais, tais como interruptores terminais ópticos ou eletromecânicos, ou um sensor de posição do pistão, tal como de acordo com WO 2012/140052, podem ser fornecidos com este propósito.

[0041] Observa-se que, para condutores de bombas com base em agulhas, existe uma relação fixa, por meio do passo de rosca, entre o movimento do acionador giratório e o movimento de deslocamento do condutor de bomba, desde que a folga seja compensada. É, portanto, suficiente detectar pelo menos uma dentre a posição de parada de êmbolo avançada e retraída ou qualquer outra posição bem definida como posição de referência e a unidade de controle pode ser configurada para determinar, a partir da posição de referência, a posição de pistão atual por meio de contagem de aumentos de acionamento do acionador de bomba. Aumentos de acionamento como o menor aumento do movimento ou deslocamento que pode ser realizado podem, por exemplo, ser determinados por meio de um codificador de eixo de direcionamento giratório de um motor.

[0042] Em uma realização, o aparelho de infusão de ambulatório é projetado para acoplamento liberável à unidade de dosagem por meio de movimento de acoplamento.

[0043] O movimento de acoplamento pode, por exemplo, ser ou incluir um movimento de deslocamento relativo linear. O acoplamento inclui tipicamente a inserção da unidade de dosagem em um compartimento de unidade de dosagem do aparelho de infusão de ambulatório ou a fixação da unidade de dosagem ao aparelho de infusão de ambulatório. Ao acoplar-se o aparelho de infusão de ambulatório à unidade de dosagem, pode-se estabelecer automaticamente um encaixe do condutor de bomba com o acoplador de condutor de bomba e/ou encaixe do condutor de válvula com o acoplador de condutor de válvula. Alternativamente, entretanto, esse

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17/32 acoplamento pode ser estabelecido posteriormente por acionamentos de condutor correspondentes.

[0044] Em uma realização, a unidade condutora de válvula é projetada para permanecer fora de encaixe com a unidade de válvula durante o movimento de acoplamento. Particularmente, o condutor de válvula da unidade condutora de válvula permanece fora de encaixe com o acoplador de condutor de válvula da unidade condutora. Em vez disso, o encaixe somente é estabelecido posteriormente por meio de acionamento do condutor de válvula correspondente. Este tipo de realização possui a vantagem específica de que não é necessário alinhamento preciso durante o acoplamento. São descritas realizações, por exemplo, em WO 2012/140052 mencionada acima. Alternativamente, uma unidade de dosagem e/ou o aparelho de infusão de ambulatório podem incluir membros de alinhamento correspondentes que alinham o condutor de válvula e o acoplador de condutor de válvula durante o acoplamento. São descritas realizações, por exemplo, no Pedido de Patente Europeu 16173361.3 mencionado acima.

[0045] Segundo um aspecto adicional, o objetivo geral é atingido por um sistema de infusão de ambulatório. O sistema de infusão de ambulatório inclui um aparelho de infusão de ambulatório. O sistema de infusão de ambulatório inclui adicionalmente uma unidade de dosagem. A unidade de dosagem inclui uma unidade de bomba de medição. A unidade de bomba inclui um cilindro de dosagem, um pistão e uma unidade de válvula. O pistão é disposto no interior do cilindro de dosagem de forma vedante e deslocável e pode deslocar-se entre uma posição de parada de pistão retraída e uma posição de parada de pistão avançada. A unidade de dosagem inclui adicionalmente uma unidade de válvula. A unidade de válvula possui uma porta de enchimento, em que a porta de enchimento é projetada para acoplamento fluido com um reservatório de medicamento líquido. A unidade de válvula

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18/32 possui adicionalmente uma porta de drenagem, em que a porta de drenagem é projetada para acoplamento fluido com uma interface de local de infusão. A unidade de válvula possui adicionalmente um corpo de desligamento, em que o corpo de desligamento é móvel entre uma posição de enchimento na qual acopla em fluido a porta de enchimento e o cilindro de dosagem e uma posição de drenagem alternativa na qual acopla em fluido o cilindro de dosagem à porta de drenagem. A unidade de dosagem possui adicionalmente um acoplador de condutor de bomba e um acoplador de condutor de válvula. O acoplador de condutor de bomba é acoplado ou integral ao pistão e o acoplador de condutor de válvula é acoplado ou integral ao corpo de desligamento. A unidade condutora de válvula encontra-se em encaixe com o acoplador de condutor de válvula e o condutor de pistão encontra-se em encaixe com o pistão. Durante a operação, o acoplador condutor de pistão recebe a força de direcionamento de bomba e/ou a força de torção de direcionamento de bomba do condutor de bomba e o acoplador de condutor de válvula recebe a força de comutação de válvula e/ou a força de torção de comutação de válvula do condutor de válvula. O acoplador de condutor de válvula é parte da unidade de válvula e o acoplador de condutor de bomba é parte da unidade de bomba. A unidade de bomba, particularmente o cilindro de dosagem, e a unidade de válvula são tipicamente projetadas na forma de aparelho fluido compacto.

[0046] Aspectos adicionais da unidade de dosagem são explicados acima e adicionalmente abaixo no contexto da cooperação entre a unidade de dosagem e o aparelho de infusão de ambulatório. O sistema de infusão de ambulatório pode incluir adicionalmente um reservatório de medicamento e/ou uma interface de local de infusão, tal como uma cânula de infusão, e uma linha de infusão ou tubulação que acopla em fluido a porta de drenagem à interface de local de infusão. Segundo um aspecto adicional, o objetivo geral é atingido por meio de um método de compensação de folga para

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19/32 uma unidade de dosagem, para infusão de medicamento líquido. O método inclui a execução repetida de uma sequência de:

a. comutação de uma unidade de válvula para um estado de enchimento;

b. deslocamento de um pistão em direção de retração para uma posição de pistão retraída;

c. deslocamento do pistão para direção de avanço, em que a direção de avanço é oposta à direção de retração, em uma distância de compensação de folga;

d. comutação da unidade de válvula do estado de enchimento para um estado de drenagem; e

e. deslocamento adicional do pistão na direção de avanço em uma série de etapas graduais ao longo de um extenso período de tempo até uma posição de pistão avançada.

[0047] O método pode ser conduzido com uma unidade de dosagem. A unidade de dosagem inclui uma unidade de bomba de medição. A unidade de bomba inclui um cilindro de dosagem, um pistão e uma unidade de válvula. O pistão é disposto no interior do cilindro de dosagem de forma vedante e deslocável e pode deslocar-se entre uma posição de parada de pistão retraída e uma posição de parada de pistão avançada. A unidade de dosagem inclui adicionalmente uma unidade de válvula. A unidade de válvula possui uma porta de enchimento, em que a porta de enchimento é projetada para acoplamento fluido com um reservatório de medicamento líquido. A unidade de válvula possui adicionalmente uma porta de drenagem, em que a porta de drenagem é projetada para acoplamento fluido com uma interface de local de infusão. A unidade de válvula possui adicionalmente um corpo de desligamento, em que o corpo de desligamento é móvel entre uma posição de enchimento na qual acopla em fluido a porta de enchimento e o cilindro de

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20/32 dosagem e uma posição de drenagem alternativa na qual acopla em fluido o cilindro de dosagem à porta de drenagem.

[0048] O método pode incluir adicionalmente, antes da condução da sequência repetida mencionada acima com as etapas (a) a (e), acoplamento fluido da porta de enchimento ao reservatório de medicamento líquido e manutenção favorável do acoplamento mediante condução repetida da sequência com as etapas (a) a (e).

[0049] O método pode ser particularmente conduzido com uma unidade de dosagem, aparelho de infusão de ambulatório e/ou sistema de infusão de ambulatório de acordo com qualquer realização dessa unidade de dosagem, aparelho de infusão de ambulatório e/ou sistema de infusão de ambulatório. Realizações correspondentes de unidades de dosagem, aparelhos de infusão de ambulatório e sistemas de infusão de ambulatório descrevem adequadamente, ao mesmo tempo, realizações de métodos correspondentes.

Breve Descrição das Figuras [0050] A Fig. 1 exibe esquematicamente um sistema de infusão de ambulatório de acordo com a presente invenção.

[0051] A Fig. 2 ilustra esquematicamente o fluxo operacional de uma sequência de acordo com a presente invenção.

Exemplos [0052] Faz-se referência a seguir, em primeiro lugar, à Fig. 1. A Fig. 1 exibe unidades funcionais de um aparelho de infusão de ambulatório e um sistema de infusão de ambulatório de acordo com a presente invenção.

[0053] O sistema de infusão de ambulatório inclui uma unidade de dosagem 3 e um aparelho de infusão de ambulatório com uma unidade condutora de bomba 2 e uma unidade condutora de válvula 1. O aparelho de infusão de ambulatório inclui adicionalmente uma unidade eletrônica de controle 40. O sistema de infusão de ambulatório inclui adicionalmente, em

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21/32 estado operacional, um reservatório de medicamento líquido 5. Deve-se observar que são exibidas apenas as unidades estruturais e funcionais que são de relevância específica em vista da presente invenção. Outras unidades, tais como fonte de energia, interface de usuário etc. também estão tipicamente presentes.

[0054] A unidade de dosagem 3 inclui uma unidade de bomba de medição 30 (também denominada unidade de bomba) e uma unidade de válvula 31. A unidade de medição 30 inclui um cilindro de dosagem 300 e um pistão 302 que são dispostos no interior do cilindro de dosagem 300 de forma vedante e deslocável, similar a uma seringa. Em uma parede frontal próxima do cilindro de dosagem 300, é disposto um orifício na forma de porta de bomba 301 que acopla de forma fluida o volume interno do cilindro de dosagem 300 à unidade de válvula 31.

[0055] A unidade de válvula 31 inclui um corpo de desligamento 315 que é móvel entre uma posição de enchimento 315b e uma posição de drenagem 315a. Caso o corpo de desligamento encontre-se na posição de enchimento, a unidade de válvula é denominada em estado de enchimento. De forma similar, caso o corpo de desligamento 315 encontre-se na posição de drenagem, a unidade de válvula 31 é denominada em estado de drenagem. Durante a operação, a unidade de válvula 31 é comutada repetidamente entre o estado de enchimento e o estado de drenagem, conforme explicado adicionalmente abaixo com mais detalhes. O reservatório 5 é acoplado em fluido à unidade de válvula 31 por meio de uma porta de enchimento 310. Um paciente 900 é acoplado de forma fluida à unidade de válvula 31 por meio de uma porta de drenagem 311 e uma interface de local de infusão 890. Observase que a interface de local de infusão 890 é exibida, em forma de exemplo, integral a uma linha de infusão, tal como um cateter. Alternativamente, o dispositivo de bomba de infusão pode ser projetado como bomba de emplastro

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22/32 que é ligada diretamente ao corpo de um paciente, por exemplo, por meio de uma almofada adesiva. Neste ponto, a interface de local de infusão é diretamente uma cânula.

[0056] A unidade de válvula 31 inclui um corpo de desligamento 315 que é disposto em um mancai de válvula de forma vedante e giratória.

[0057] O corpo de desligamento 315 inclui uma disposição de canal de fluxo que realiza, dependendo da posição de rotação do corpo de desligamento 315, o estado de enchimento 315b ou o estado de drenagem 315a, respectivamente. A unidade de válvula 31 é tipicamente disposta de forma alinhada com a unidade de bomba 30 e próxima a ela. Em uma disposição típica que também é considerada a seguir, o eixo do corpo de desligamento é paralelo a um eixo longitudinal do cilindro de dosagem 300 ao longo do qual o pistão 302 é deslocado e opcionalmente coincide com o eixo. Essa disposição, entretanto, não é essencial.

[0058] A unidade de dosagem 3 inclui adicionalmente, como parte da unidade de válvula 31, um acoplador direcionador de válvula 312 para comutar a unidade de válvula 31 entre a posição de enchimento 315b e a posição de drenagem 315a. De forma similar, a unidade de dosagem 3 inclui, como parte da unidade de bomba de medição 30, um acoplador de condutor de bomba 303 para deslocar o pistão 302 no interior do cilindro de dosagem 300 conforme explicado acima. O acoplador de condutor de bomba 303 pode ser total ou parcialmente integral ao pistão 302.

[0059] A operação da unidade de medição 30 e da unidade de válvula 31 é independente entre si. Isso significa que o pistão 302 pode ser deslocado no interior do cilindro de dosagem 300 sem afetar o estado da unidade de válvula 31. De forma similar, o estado da unidade de válvula 31 pode ser alterado e respectivamente comutado sem afetar a posição do pistão 302 no interior do cilindro de dosagem 300. Além disso, a comutação da

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23/32 válvula entre o estado de enchimento e o estado de drenagem não envolve deslocamento de líquido entre a porta de enchimento 310 e a porta de drenagem 311, resultante do movimento do corpo de desligamento 315. Consequentemente, a comutação de válvula não envolve a dosagem de líquido para o paciente. Este aspecto é de particular relevância, pois a dosagem medida e controlada é conduzida exclusivamente pelo deslocamento controlado do pistão 302. Para medicamentos altamente concentrados, como formulações de insulina líquida típicas, a administração de medicamento indesejado que pode resultar da comutação de válvula pode causar complicações médicas indesejadas e potencialmente severas.

[0060] Em uma disposição típica, a unidade de dosagem 3 com a unidade de bomba de medição 30 e a unidade de válvula 31 é formada como dispositivo compacto e de forma integral. A porta de bomba 301 é, portanto, ao contrário da porta de enchimento 310 e da porta de drenagem 311, inacessível do lado externo da unidade de dosagem 3. Em realização típica, o cilindro de dosagem possui diâmetro interno na faixa de 3 mm a 5 mm e a distância de trajeto do pistão 302 encontra-se na faixa de 5 mm a 15 mm.

[0061] Com relação à unidade de válvula 31, observa-se ainda que a Figura 2 somente exibe os estados 315a, 315b, em que qualquer uma dentre a porta de enchimento 310 ou a porta de drenagem 311 é acoplada à porta de bomba 301. Em estado intermediário adicional, entretanto, todas as três portas 301, 310 e 311 são fechadas, o que resulta em isolamento fluido. Em uma realização e modo de operação típico, entretanto, esse estado intermediário somente é considerado durante operações de comutação por um período transitório desprezível.

[0062] A unidade condutora de bomba 2 inclui o condutor de bomba 21 que é projetado para encaixar, de forma liberável, o acoplador de condutor de bomba 303 para deslocar o pistão no interior do cilindro de

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24/32 dosagem 300 conforme explicado acima na direção de avanço e na direção de retração. A unidade condutora de bomba 2 inclui adicionalmente um acionador de bomba 20 que inclui tipicamente um motor, tal como um motor DC padrão, motor de passo ou motor DC comutado eletronicamente, especificamente sem escovas. A unidade condutora de bomba 2 inclui adicionalmente uma engrenagem 20a com uma engrenagem de redução e uma engrenagem de transformação de rotação para linear, particularmente um condutor de agulha ou condutor de rosca, que transforma o movimento acionador giratório em movimento de deslocamento linear reversível do condutor de bomba 21 e, por meio do acoplador de condutor de bomba 303, do pistão 302. O condutor de bomba 21 pode ser realizado na forma de êmbolo. O acoplador de condutor de bomba 303 pode ser firmemente fixado ou integrado a um ponto distante do pistão 302. O direcionador de bomba 21 e o acoplador de condutor de bomba 303 são projetados para acoplamento empurre e puxe, por exemplo, na forma de acoplamento de baioneta, acoplamento de encaixe ou similares. Movimento recíproco do condutor de bomba 21 resulta em movimento de pistão recíproco correspondente em direção próxima ou distante, respectivamente. Alternativamente, o condutor de bomba 21 é realizado na forma de porca de direcionamento ou agulha rosqueada e o acoplador de condutor de bomba é respectivamente realizado na forma de agulha rosqueada ou porca de direcionamento.

[0063] A unidade condutora de válvula 1 inclui um acionador de válvula 10 e um condutor de válvula 12 que é projetado para acoplamento ao acoplador de condutor de válvula 312. Exemplos de realizações da unidade condutora de válvula 11 e do acoplador de condutor de válvula 312 são descritos no Pedido de Patente Europeu 16173361.3 e em WO 2015/082305, a cujos relatórios descritivos faz-se referência no presente.

[0064] A unidade de controle 40 controla a operação geral do

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25/32 aparelho de infusão de ambulatório e do sistema de infusão de ambulatório, particularmente do acionador de válvula 10 e do acionador de bomba 20. A unidade de controle 40 inclui tipicamente um ou mais microcomputadores e/ou microcontroladores com código de programa de computador correspondente, especificamente firmware para controle da operação do sistema de infusão de ambulatório. A unidade de controle 40 inclui ainda tipicamente circuito periférico, conforme conhecido na técnica.

[0065] A unidade controladora da bomba 2, a unidade controladora da válvula 1 e o circuito de controle 40 pertencem tipicamente a um aparelho de infusão de ambulatório na forma de dispositivo compacto comum. O aparelho de infusão de ambulatório é projetado para vida útil ampliada de alguns meses, tal como seis meses, ou até alguns anos, enquanto a unidade de dosagem 3 e o reservatório 5 são descartáveis e possuem vida útil substancialmente mais curta, tipicamente de alguns dias até, por exemplo, duas semanas, dependendo das necessidades de medicamento individuais do paciente. O condutor de válvula 12 e o condutor de bomba 21 do aparelho de infusão de ambulatório, bem como o acoplador de condutor de bomba 303 e o acoplador de condutor de válvula 312 da unidade de dosagem 3 são, portanto, projetados para acoplamento liberável no sentido de que o acoplamento conforme explicado acima, entre o condutor de bomba 21 e o acoplador de condutor de bomba 303, respectivamente, entre o condutor de válvula 12 e o acoplador de condutor de válvula 312, possa ser liberado sem danificar o condutor de bomba 21 e o condutor de válvula 12. Alternativamente, entretanto, o sistema de infusão de ambulatório pode, incluindo a unidade de dosagem 3, a unidade condutora de bomba 2 e a unidade condutora de válvula 1, ser realizado na forma de unidade totalmente integral por um tempo de aplicação. Neste caso, o acoplamento liberável conforme explicado acima pode não ser necessário e o acoplamento pode ser não liberável.

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26/32 [0066] Faz-se referência adicionalmente a seguir à Fig. 2. A Fig. 2 ilustra um fluxo de operação que pode ser executado por um aparelho de infusão de ambulatório e sistema de infusão de ambulatório de acordo com a Fig. 1. As etapas isoladas são conduzidas sob controle da unidade de controle 40.

[0067] O fluxo operacional exibido na Fig. 2 reflete a operação regular do sistema de infusão de ambulatório que se considera ser inicializado e recebe primer, conforme explicado acima.

[0068] Embora não seja essencial, considera-se em primeiro lugar que o pistão 302 encontra-se no início da posição de parada de pistão avançada e o volume preenchido com líquido do cilindro de dosagem é, portanto, mínimo, tipicamente desprezível. Além disso, considera-se que a unidade de válvula 31 encontra-se no estado de drenagem. Considera-se ainda que todo o sistema fluido, incluindo a linha de infusão 890 com a interface de local de infusão, recebe primer, ou seja, é preenchido com medicamento líquido. Alguma quantidade de gás, particularmente ar, pode, entretanto, estar presente em algumas realizações.

[0069] O fluxo operacional inicia-se na etapa S. Na etapa S1, o acionador de válvula 10 é operado para comutar a unidade de válvula 31 para o estado de enchimento, de forma a acoplar de forma fluida o cilindro de dosagem 30 ao reservatório 5.

[0070] Em uma etapa subsequente S2, o acionador de bomba 20 é operado para mover o condutor de bomba 21 e, consequentemente, o pistão 302 na direção de retração e para uma posição de pistão retraída, de forma a aumentar o volume entre o pistão 302 e a porta de bomba 301. Devido ao acoplamento fluido com o reservatório 5, medicamento líquido é consequentemente sugado para o interior do cilindro de dosagem 300. Em princípio, o pistão 302 pode ser movido em qualquer distância desejada (até a

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27/32 distância de deslocamento máximo fornecida por projeto), de forma a preencher o cilindro de dosagem 300 com um volume de líquido desejado. Por simplicidade, pode-se considerar que o pistão 302 seja movido para a posição de parada de pistão retraída, ou seja, o cilindro de dosagem 300 é preenchido até o seu volume máximo de enchimento disponível. Isso, entretanto, não é essencial.

[0071] Em uma etapa subsequente S3, o acionador de bomba 20 é operado para mover o condutor de bomba 21 e, consequentemente, o pistão 302 para a direção de avanço em uma distância de compensação de folga. Em comparação com a etapa anterior S2, a direção operacional da unidade condutora de bomba 20 é revertida. Como o estado da unidade de válvula 31 não é alterado entre as etapas S2 e S3, o cilindro de dosagem 300 é, na etapa S3, ainda acoplado de forma fluida ao reservatório de medicamento 5. Na etapa S3, medicamento líquido é adequadamente deslocado para fora do cilindro de dosagem 300 de volta para o interior do reservatório de medicamento líquido 5.

[0072] Em princípio, o volume que é deslocado para fora do cilindro de dosagem 300 (para deslocamento do pistão na direção de avanço) ou sugado para o interior do cilindro de dosagem 300 (para deslocamento do pistão na direção de retração) é fornecido pelo produto da distância de deslocamento e da extensão cruzada interna do cilindro de dosagem 300. A dosagem precisa é possível, portanto, por meio de controle do deslocamento do pistão. A cadeia de direcionamento do sistema de infusão de ambulatório, incluindo o acionador de bomba 20, a engrenagem 20a, o condutor de bomba 21, o acoplador de condutor de bomba 303 e o pistão 302, tipicamente apresenta jogo inevitável e, consequentemente, folga (reversa), cuja parte principal é tipicamente causada pela engrenagem de transformação de rotação para linear. Essa folga necessita ser superada e a elasticidade da vedação de

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28/32 pistão tipicamente presente necessita ser superada a cada vez em que a direção de deslocamento é revertida, antes do deslocamento do pistão 302 de acordo com o acionamento de condução, e a dosagem pode ser conduzida com a precisão necessária. Por meio da etapa S3, isso ocorre enquanto o cilindro de dosagem 300 é acoplado ao reservatório 5. A distância de compensação de folga é selecionada para corresponder à folga mais uma margem de segurança, a fim de atender à deformação elástica da vedação de pistão, conforme explicado acima. O volume de medicamento líquido que é deslocado na etapa S3 de volta para o interior do reservatório 300 é, consequentemente, um pouco menor que o que seria esperado da distância de compensação de folga, em que a diferença é causada pela folga.

[0073] Na etapa subsequente S4, o acionador de válvula 10 é operado para comutar a unidade de válvula 31 para o estado de drenagem, de forma a acoplar de forma fluida o cilindro de dosagem 300 à linha de infusão 890 e à interface de local de infusão. As etapas S1, S2, S3 e S4 formam, em combinação, uma rotina de enchimento, especificamente uma rotina de reenchimento para o cilindro de dosagem 30.

[0074] Na etapa subsequente S50, o êmbolo 302 é deslocado em uma etapa de aumento ou distância de aumento na direção de avanço. Como a unidade de valor 31 encontra-se no estado de drenagem, uma quantidade de medicamento líquido crescente correspondente é consequentemente deslocada para fora do cilindro de dosagem 300 e administrada para o paciente 900. Como a folga foi compensada na etapa anterior S4, a administração é conduzida com alta precisão. A administração de medicamento líquido na etapa S50 pode ser administração de mistura comandada pelo paciente ou administração básica crescente. Administrações básicas crescentes são conduzidas sob o controle da unidade de controle 40 de forma substancialmente contínua, de acordo com variação do tempo normal, tal como

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29/32 um cronograma de administração básica circadiana. Administração básica crescente é conduzida, por exemplo, com intervalo de tempo fixo de, por exemplo, três minutos. Alternativamente, volume de administração básica crescente fixo de, por exemplo, 0,05 UI (Unidades Internacionais) ou IU pode ser administrado com cada administração básica crescente e o intervalo de tempo pode variar de acordo com o cronograma de administração básica.

[0075] Na etapa subsequente S51, determina-se se o volume de enchimento remanescente do cilindro de dosagem 300 encontra-se acima de um limite de re-enchimento e o fluxo operacional ramifica-se dependendo do resultado. Em caso afirmativo, o fluxo operacional retorna para a etapa S50 e pode ser conduzida administração básica ou de mistura seguinte. Observa-se que a próxima administração de medicamento tipicamente não é conduzida imediatamente, mas após decorrer o intervalo de tempo explicado acima, ou na forma de administração de mistura a qualquer momento conforme a necessidade. Como a direção não é revertida entre as administrações de medicamento crescentes, não existe presença de folga.

[0076] O limite de re-enchimento pode ser zero ou substancialmente zero. Neste caso, o cilindro de dosagem 300 é totalmente esvaziado até que o pistão 300 encontre-se na posição de parada de pistão avançada fornecida por projeto, onde não pode avançar mais, conforme explicado anteriormente. Alternativamente, entretanto, o limite de reenchimento pode ser um pouco maior.

[0077] Em caso negativo na etapa S51, o volume de enchimento restante do cilindro de dosagem 300 é baixo e o fluxo operacional continua com a etapa S52. Na etapa S52, determina-se se o nível de enchimento restante do reservatório 5 é suficiente para encher novamente o cilindro de dosagem 300 e o fluxo operacional ramifica-se dependendo do resultado.

[0078] Em caso afirmativo na etapa S52, o fluxo operacional

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30/32 prossegue com a etapa S1 conforme explicado acima e o cilindro de dosagem 300 é novamente preenchido com medicamento líquido. Em caso negativo na etapa S52, o reservatório 5 (e, potencialmente, a unidade de dosagem 3) e o fluxo operacional terminam na etapa E. É convenientemente fornecida indicação correspondente para o paciente e pode-se iniciar alteração rotineira de reservatório ou alteração rotineira descartável (não exibidas).

[0079] A fim de concentrar-se em aspectos que são específicos no contexto do presente, o fluxo operacional exibido na Fig. 2 corresponde a uma realização básica e pode ser modificado de uma série de formas.

[0080] Utiliza-se, por exemplo, compensação limite simples na etapa S51, a fim de determinar se o cilindro de dosagem 300 deverá ser novamente preenchido antes da administração seguinte. Alternativamente, o cilindro de dosagem 300 é total ou substancialmente esvaziado, mesmo se o volume de enchimento restante do cilindro de dosagem 300 for menor que a quantidade de medicamento líquido a ser administrada. A quantidade restante (que não pode ser administrada antes do re-enchimento) pode ser armazenada pela unidade de controle 40 como transporte. Após o re-enchimento do cilindro de dosagem com as etapas S1, S2, S3 e S4 conforme explicado acima, o transporte pode ser administrado como a administração seguinte (etapa S50).

[0081] Em variante adicional, as etapas S51 e S52 podem ser conduzidas antes da etapa S50 e o limite de re-enchimento na etapa S51 pode ser opcionalmente variável e correspondem à quantidade a ser administrada em seguida na etapa S50. Para este tipo de realização, garante-se a condução de uma etapa de administração (S50) sem a necessidade de re-enchimento intermediário.

[0082] Além disso, pode-se verificar o estado da unidade de dosagem (etapa S51) continuamente durante a etapa S50.

[0083] Adicionalmente, a etapa S52 pode ser modificada para

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31/32 permitir o re-enchimento do cilindro de dosagem 200 a partir do recipiente 5, mesmo se a quantidade de enchimento restante não for suficiente para enchimento total. Neste caso, a etapa S2 pode ser modificada de forma que a distância pela qual o pistão é movido na direção de retração seja limitada para que a quantidade de medicamento líquido que é sugada para o interior do cilindro de dosagem 300 corresponda ao volume de enchimento restante do recipiente 5, conforme determinado na etapa S52 anterior, incluindo potencialmente uma margem de segurança de líquido remanescente no recipiente 5. Variantes e aspectos adicionais de estratégias de dosagem e (re)enchimento que podem ser utilizadas no contexto do presente são descritos em WO 2012/140063.

[0084] Conforme explicado acima, a etapa S3 envolve o deslocamento de medicamento líquido para fora do cilindro de dosagem 300 de volta para o interior do recipiente 5. Neste contexto, é particularmente favorável se o recipiente 5 for realizado na forma de recipiente flexível ou semiflexível, tal como de acordo com o relatório descritivo de WO 2012/065780. Recipientes flexíveis ou semiflexíveis possuem a vantagem de que substancialmente nenhuma força/pressão de líquido é necessária para aumentar ou reduzir o seu volume interno. Alternativamente, entretanto, o recipiente 5 pode também ser um cartucho com um pistão de cartucho deslocável e vedação conforme largamente conhecido a partir de sistemas de infusão conduzidos por seringa padrão. Neste caso, a fricção do pistão de cartucho necessita ser suficientemente pequena para permitir o deslocamento do pistão de cartucho empurrando-se o fluido, especificamente pela pressão de sucção que ocorre ao forçar-se o líquido, especificamente sugando-se o líquido para fora do cartucho por meio da unidade de dosagem 3.

[0085] O aparelho de infusão de ambulatório pode incluir sensores que medem o nível de enchimento do recipiente 5 e/ou do cilindro de dosagem

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300, sendo este último, por exemplo, por meio de detecção da posição de deslocamento do pistão 302, tal como de acordo com WO 2012/140052. Alternativamente, entretanto, o volume de enchimento do recipiente 5 e, particularmente, do cilindro de dosagem 300 que é utilizado nas etapas S51 e S52 pode ser determinado por computador, por meio de aumento e redução, respectivamente, do contador de volume correspondente, de acordo com o deslocamento do pistão e a alteração de volume de líquido correspondente no cilindro de dosagem 300. Considere-se que a posição de parada de pistão avançada e, respectivamente, retraída pode, por exemplo, ser determinada por meio de operação de monitoramento do acionador de bomba 20, pois o pistão 302 não pode ser adicionalmente deslocado nas posições terminais, o que resulta na tendência do acionador de bomba a travar. Isso pode ser detectado, por exemplo, por meio de monitoramento da corrente do motor e/ou avaliação de um sinal codificador, tal como de um codificador em rotação crescente sobre o eixo do motor. Pode-se ainda utilizar convenientemente um codificador como parte do acionador de bomba 20 para monitorar a operação da unidade condutora de bomba 2, particularmente durante a administração ao paciente (etapa S50). Observa-se que o monitoramento no acionador de bomba 20 possui alguma imprecisão inerente devido à folga. Isso, entretanto, não é crítico porque, após o (re)enchimento do cilindro de dosagem 300, a folga é compensada na etapa S3, antes da condução das administrações ao paciente na etapa S50.

Claims (13)

1. Reivindicações

   1. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO, caracterizado pelo fato de que inclui:

   uma unidade condutora de bomba (2), em que a unidade condutora de bomba (2) inclui um acionador de bomba (20) e um condutor de bomba (21) acoplado ao acionador de bomba (20) e o acionador de bomba (21) é projetado para acoplamento a um pistão (302) de uma unidade de bomba de medição (30) para transmitir força de condução de bomba e/ou força de torção de condução de bomba do acionador de bomba (20) para o pistão (302);

   uma unidade condutora de válvula (1), em que a unidade condutora de válvula (1) inclui um acionador de válvula (10) e um condutor de válvula (12) acoplado ao acionador de válvula (10), em que o condutor de válvula (12) é projetado para acoplamento a uma unidade de válvula (31) para transmitir uma força de comutação de válvula e/ou força de torção de comutação de válvula do acionador de válvula (10) para a unidade de válvula (31):

   uma unidade de controle (40), em que a unidade de controle (40) é configurada para controlar a execução repetida de uma sequência de:

   a. operação do acionador de válvula (10) para comutar a unidade de válvula (31) para um estado de enchimento;

   b. operação do acionador de bomba (20) para deslocar o pistão (302) em direção de retração;

   c. operação do acionador de bomba (20) para deslocar o pistão (302) em direção de avanço, em que a direção de avanço é oposta à direção de retração, em uma distância de compensação de folga;

   d. operação do acionador de válvula (10) para comutar a unidade de válvula (30) do estado de enchimento para um estado de drenagem;

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2. 2/5 e

   e. operação do acionador de bomba (20) para deslocar adicionalmente o pistão (302) na direção de avanço em uma série de etapas graduais ao longo de um extenso período de tempo.

   2. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância de compensação de folga é de 0,3 mm a 1 mm.
3. 3. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (40) é configurada para iniciar uma sequência da etapa (a) à (e) em uma posição de parada de pistão avançada.
4. 4. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pela unidade de controle (40) ser configurada, na etapa (b), para suspender a operação do acionador de bomba (20) sobre o pistão (302), assumindo posição de parada de pistão retraída.
5. 5. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de bomba (2) é projetada como condutor giratório ou condutor de deslocamento linear.
6. 6. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o condutor de válvula (12) inclui um pino de entrelaçamento para encaixe entrelaçado com um acoplador de condutor de válvula (312) da unidade de válvula (31).
7. 7. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o condutor de válvula (12) é um elemento condutor de um mecanismo de

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   3/5 comutação em etapas, particularmente um mecanismo de roda de Genebra.
8. 8. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o acionador de válvula (10) inclui um motor de passo ou um acionador de Liga de Memória de Formato (SMA).
9. 9. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (40) é configurada para detectar se o pistão se encontra em posição de parada de pistão retraída ou posição de parada de pistão avançada.
10. 10. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o aparelho de infusão de ambulatório é projetado para acoplamento liberável com a unidade de dosagem (3) por meio de movimento de acoplamento.
11. 11. APARELHO DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de válvula (1) é projetada para permanecer fora de encaixe com a unidade de válvula (31) durante o movimento de acoplamento.
12. 12. SISTEMA DE INFUSÃO DE AMBULATÓRIO, caracterizado pelo fato de que inclui:

    um dispositivo de infusão de ambulatório conforme definido em qualquer das reivindicações anteriores;

    uma unidade de dosagem (3), que inclui:

    uma unidade de bomba de medição (30), em que a unidade de bomba inclui um cilindro de dosagem (300) e um pistão (302), em que o pistão (302) é disposto no interior do cilindro de dosagem (300) de forma vedante e é deslocável entre uma posição de parada de pistão retraída e uma posição de parada de pistão avançada;

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    4/5 uma unidade de válvula (31), em que a unidade de válvula (31) possui uma porta de enchimento (310), uma porta de drenagem (311) e um corpo de desligamento (315), em que a porta de enchimento (310) é projetada para acoplamento fluido com um reservatório de medicamento líquido (50), a porta de drenagem (311) é projetada para acoplamento fluido com uma interface de local de infusão (890), o corpo de desligamento (315) é móvel entre uma posição de enchimento na qual acopla em fluido a porta de enchimento (310) com o cilindro de dosagem (300) e uma posição de drenagem alternativa na qual acopla em fluido o cilindro de dosagem (300) com a porta de drenagem (311);

    um acoplador de condutor de bomba (303), em que o acoplador de condutor de bomba (303) é acoplado ou integral ao pistão (302); e um acoplador de condutor de válvula (312), em que o acoplador de condutor de válvula (312) é acoplado ou integral ao corpo de desligamento (315);

    em que a unidade condutora de válvula (12) encontra-se em encaixe com o acoplador de condutor de válvula (312) e o condutor de pistão (21) encontra-se em encaixe com o acoplador de condutor de pistão (303).
13. 13. MÉTODO DE COMPENSAÇÃO DE FOLGA para uma unidade de dosagem (3) para infusão de medicamento líquido, caracterizado pelo fato de que o método inclui a execução repetida de uma sequência de:

    a. comutação de uma unidade de válvula (31) para um estado de enchimento;

    b. deslocamento de um pistão (302) em direção de retração para uma posição de pistão retraída;

    c. deslocamento do pistão (302) para direção de avanço, em que a direção de avanço é oposta à direção de retração, em uma distância de

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    5/5 compensação de folga;

    d. comutação da unidade de válvula (31) do estado de enchimento para um estado de drenagem; e

    e. deslocamento adicional do pistão (302) na direção de avanço em uma série de etapas graduais ao longo de um extenso período de tempo até uma posição de pistão avançada.