CH660973A5 - Infusionseinrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Infusionseinrichtung, welche vorzugsweise einpflanzbar und periodisch nachfüllbar und nachladbar sein kann, so dass sie über einen längeren Zeitraum im Körper eines Patienten verbleiben kann.

In jüngerer Zeit sind Infusionseinrichtungen bekannt geworden, die in den Körper eingepflanzt werden können und darin über einen längeren Zeitraum verbleiben können. In eine solche Einrichtung kann Infusat nachgefüllt werden, ohne dass die Einrichtung aus dem Körper herausgenommen werden muss. Das Nachfüllen erfolgt so, dass zusätzliches Infusat durch eine durchstechbare Scheidewand hindurch in die Einrichtung eingespritzt wird, welche Scheidewand direkt unter der Haut des Patienten liegt. In manchen Fällen wird durch das Nachfüllen der Einrichtung mit Infusat auch die Kraftquelle der Einrichtung wieder aufgeladen, so dass die Einrichtung ununterbrochen arbeiten und das Infusat, z. B. Insulin, Heparin oder ein chemotherapeutisches Mittel, in einem sehr kleinen Mengenstrom über einen langen Zeitraum abgeben kann. Beispiele von Infusionseinrichtungen dieser allgemeinen Art sind in den US-Patenten 3 951 147 und 4 258 711 beschrieben.

Manche Infusionseinrichtungen dieser Art, z. B. die im zweitgenannten US-Patent beschriebene, haben die Fähigkeit, an den Patienten kontinuierlich eine Grunddosis des Infusats abzugeben und dazu jeweils eine vergrösserte Dosis, 5 wenn es erforderlich ist. Beispielsweise kann ein Patient kontinuierlich eine dem mittleren Glucosespiegel in seinem Blut entsprechende Insulindosis zugeführt erhalten und kann unmittelbar nach Mahlzeiten, wenn der Glucosespiegel in der Regel steigt, die Pumpe veranlasst werden, eine vergrösserte io Dosis Insulin abzugeben, um den durch die Nahrungsaufnahme erhöhten Glucosespiegel zu kompensieren. Um diese Fähigkeit zur doppelten Dosierung während längerer Zeit zu ermöglichen, muss die Pumpe entweder ein grosses Infusat-reservoir aufweisen, das sowohl die Grunddosis als auch je-15 weils die vergrösserte Dosis liefern kann, oder aber zwei kleinere Reservoire besitzen, von denen eines das Infusat in einer Grundkonzentration enthält und das andere Infusat mit einer höheren Konzentration enthält. In beiden Fällen bedingt die Fähigkeit zur Abgabe einer vergrösserten Dosis 2o eine Vergrösserung des Gesamtvolumens der Pumpenumhüllung.

In manchen Fällen wird jedoch eine Ergänzung des Grund-Mengenstromes des Infusats nur relativ selten benötigt. Beispielsweise kann eine Ergänzung nur zugefügt wer-25 den, um eine angiographische Lösung in das Infusat einzuführen, so dass von Zeit zu Zeit die gebietsmässige Verteilung des Infusats im Körper überprüft werden kann. Für solche Fälle wäre es wünschbar, diese Fähigkeit in einer Pumpe mit minimaler Gesamtgrösse bzw. -volumen zur Ver-30 fügung zu haben. Es ist dabei natürlich auch wesentlich, die beschriebene Fähigkeit in solcher Weise zur Verfügung zu stellen, dass das in der Einrichtung enthaltene Grund-Infu-sat und der Strom desselben in den Patienten nicht nachteilig beeinflusst werden.

35 Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Infusionseinrichtung zu schaffen, welche in einer niedrigen Grunddosierung ein Infusat abgeben kann, das ge-wünschtenfalls von Zeit zu Zeit mit einer Dosis des gleichen Infusats oder einer anderen Flüssigkeit ergänzt werden 40 kann, wobei die Einrichtung einen möglichst kleinen Platzbedarf, z.B. im Körper eines Patienten, aufweisen soll.

Die erfindungsgemässe Infusionseinrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist im Patentanspruch 1 definiert.

Die Infusionseinrichtung kann ausserhalb oder innerhalb 45 eines Körpers angeordnet werden.

Sie enthält in der Regel ein Infusatreservoir, eine Pumpe zum Fördern von Infusat aus diesem Reservoir zu einem Katheter, der an einer Infusionsstelle im Patienten angeordnet ist, und eine mit einer Scheidewand verschlossene Ein-50 lassöffnung, die mit dem Strömungsweg aus dem Reservoir nach der Pumpe in Verbindung steht, so dass zu der von der Pumpe abgegebenen Flüssigkeit eine weitere Flüssigkeit hinzugefügt werden kann, die durch die Scheidewand hindurch in die Einlassöffnung eingespritzt wird. 55 Die erfindungsgemässe Infusionseinrichtung kann insbesondere eine einpflanzbare Infusionseinrichtung sein. Sie wird daher im Nachstehenden als solche beschrieben. Die Infusionseinrichtung kann jedoch auch eine extern zu verwendende Einrichtung sein.

6o Die Pumpe besitzt beispielsweise ein Gehäuse, in welchem ein Infusatreservoir, vorzugsweise in der Form einer Metallbalgkapsel, angeordnet ist. Eine in den Innenraum des Balges führende Einlassöffnung ist mit einer durchstechbaren Scheidewand verschlossen, die in der Gehäusewand so 65 angeordnet ist, dass sie im eingepflanzten Zustand der Einrichtung direkt unter der Haut des Patienten liegt. Eine vom Innenraum der Balgkapsel ausgehende Auslassöffnung steht mit einer Auslassleitung in Verbindung, die sich aus dem Ge

3

66Ü 973

häuse heraus erstreckt. Der Balg wird durch perkutane Injektion durch die durchstechbare Scheidewand hindurch mit Infusat gefüllt.

In dem Gehäuse und ausserhalb des Balges sind Mittel zum Zusammendrücken des Balges vorgesehen, um das im Balg enthaltene Infusat durch die Auslassleitung herauszudrücken. Ein bevorzugtes Mittel zum Ausüben einer Zusam-mendrückungskraft auf die Balgkapsel ist eine mit einem Mediumdruck arbeitende Antriebszelle, wie sie in den vorstehend genannten Patenten beschrieben ist. Selbstverständlich können aber auch andere Vorrichtungen, wie batteriebetriebene oder mechanische, zum progressiven Zusammendrücken des Balges verwendet werden. Der Strom von Infusat aus der Kapsel heraus kann mit einer Strömungsdrossel in der Auslassleitung konstantgehalten werden.

Die gedrosselte Auslassleitung aus dem Balg-Reservoir führt nun nicht wie in den genannten früheren Patenten direkt zu einem Katheter an der Infusionsstelle, sondern ist mit dem Katheter über eine zusätzliche kleine Kammer verbunden, die innerhalb oder ausserhalb des Gehäuses angeordnet sein kann. Diese Kammer besitzt eine Einlassöffnung, in der eine Scheidewand angeordnet ist, welche ebenfalls direkt unter der Haut des Patienten liegt, wenn die Einrichtung in geeigneter Weise eingepflanzt ist. In die Kammer können durch perkutane Injektion durch ihre Scheidewand hindurch verschiedene Arten von Flüssigkeiten eingeführt werden. Diese Flüssigkeiten mischen sich dann mit dem vom Balg-Reservoir abgegebenen Infusat und werden durch den Katheter an die gleiche Infusionsstelle im Körper des Patienten geführt. Die zusätzlichen Flüssigkeiten können z. B. strahlenundurchlässige Materialien, Infusat in höheren Konzentrationen oder verschiedene andere Arten von Flüssigkeiten sein, je nach dem medizinischen Problem des besonderen Patienten. Da die Kammer in Strömungsrichtung nach der Strömungsdrossel angeordnet ist, strömt praktisch die gesamte Menge der in die Kammer eingespritzten Flüssigkeit durch den Katheter zur Infusionsstelle.

Die Einrichtung hat somit die Fähigkeit, Infusat über einen längeren Zeitraum abzugeben, wobei dem Infusat, wenn es erforderlich ist, Portionen einer anderen Flüssigkeit zugesetzt werden können, die für die richtige Behandlung des Patienten erwünscht sein kann. Dabei wird diese Fähigkeit mit einer einzigen Einrichtung erreicht, die in einer kleinvolumi-gen Umhüllung enthalten sein kann, so dass ihre Einpflanzung in einen Patienten diesem kein übermässiges Unbehagen verursacht.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Infusionseinrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer in den Körper eines Patienten eingepflanzten Infusionseinrichtung und

Fig. 2 in wesentlich grösserem Massstab eine Schnittansicht, in der die Elemente der Einrichtung von Fig. 1 im einzelnen dargestellt sind.

In Fig. 1 ist eine Infusionseinrichtung 10 in eine subkutane Tasche in der Bauchwand eines Patienten P eingepflanzt dargestellt. Die Einrichtung besitzt ein allgemein zylindrisches Gehäuse 12, welches einen Infusatvorrat enthält. Dieses Infusat wird aus der Einrichtung durch eine ungedrossel-te Auslasskanüle 14 abgegeben, die sich vom Gehäuse 12 zu einer Infusionsstelle erstreckt. Im vorliegenden Fall ist die Kanüle 14 über die Magenzwölffingerdarmarterie G in die Leberarterie H eingepflanzt dargestellt.

Wenn der Infusatvorrat im Gehäuse 12 erschöpft ist, kann die Einrichtung durch subkutane Injektion durch eine selbstdichtende Scheidewand 16 am Gehäuse 12 hindurch wieder aufgefüllt werden. Wenn die Einrichtung richtig eingepflanzt ist, liegt diese Scheidewand 16 direkt unter der

Haut des Patienten und ist daher für die Nadel einer Spritze zugänglich. In manchen Pumpen dieser allgemeinen Art wird durch den Wiederauffüllvorgang auch die Kraftquelle wieder aufgeladen, welche das Infusat aus dem Gehäuse 12 aus-stösst.

Bei manchen Patienten möchte der Arzt unter Umständen vorübergehend eine vergrösserte Infusatdosis an den Patienten abgeben oder eine andere Substanz in den Patienten infundieren lassen, z.B. ein strahlenundurchlässiges Material für ein Angiogramm, etwa Tracerfarbstoff-Mikrokügelchen. die für Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen undurchlässig sind. Bei der vorliegenden Einrichtung wird das durch subkutane Injektion durch eine zweite Scheidewand 18 hindurch erreicht, die an einem Zusatz 12a des Gehäuses 12 angeordnet ist. Die Scheidewand 18 liegt in einem Abstand von der Scheidewand 16 auf der gleichen Seite des Gehäuses 12. Damit liegt sie ebenfalls direkt unter der Haut und ist in gleicher Weise wie die Scheidewand 16 für die Nadel einer Spritze zugänglich, um von dieser durchstochen zu werden.

Die durch die Scheidewand 18 hindurch eingespritzte Substanz mischt sich nicht mit dem Infusat im Gehäuse 12. Vielmehr wird sie direkt in die Kanüle 14 abgegeben, so dass sie durch diese unmittelbar zur Infusionsstelle strömt. Die Substanz wird also unmittelbar nach dem Einspritzen im Patienten wirksam. Durch die Anordnung der zusätzlichen Scheidewand 18 hat die Einrichtung 10 die Fähigkeit, nötigenfalls eine Menge Infusat oder andere Flüssigkeit abzugeben, ohne dass dadurch das Gesamtvolumen der Einrichtung wesentlich vergrössert wird. Die Einrichtung eignet sich daher sehr gut für die Verwendung in Fällen, in denen es erwünscht ist, gelegentlich eine zweite Substanz an den Patienten abzugeben.

Gemäss Fig. 2 ist das Gehäuse 12 ein allgemein zylindrischer Behälter etwa in der Grösse einer kleinen Hockeyscheibe. Der Behälter besteht aus einem geeigneten Material, wie Titan, das mit dem menschlichen Körpergewebe verträglich ist. In dem Behälter ist eine Balgkapsel 24 angeordnet, die ein offenes Ende aufweist, welches an einem Verteilerelement 12b an der Oberseite des Behälters 12 befestigt ist. Das andere Ende der Balgkapsel 24 ist geschlossen. Der Balg trennt also eine erste Kammer 26 innerhalb des Balges von einer zweiten Kammer 28, die ausserhalb des Balges aber innerhalb des Gehäuses 12 liegt.

In dem Verteilerelement 12b ist eine Einlassöffnung 32 ausgebildet, die sich von der Kammer 26 aus durch das Verteilerelement 12b erstreckt. Das äussere Ende der Öffnung 32 ist durch die Scheidewand 16 verschlossen. Ein poröser Nadelanschlag 33 ist im inneren Ende der Öffnung 32 angeordnet. Weiter ist im Verteilerelement 12b eine Auslassöffnung 34 ausgebildet, in der ein Filter 36 angeordnet ist. Die Öffnung 34 steht mit einer Auslassleitung 38 in Verbindung, in der eine Strömungsdrossel 38a angeordnet ist und deren anderes Ende mit einer Einlassleitung 40 in Verbindung steht, die in eine kleine Kammer 42 im Gehäusezusatz 12a führt. Eine Auslassleitung 43 führt von der Kammer 42 zur Kanüle 14. An der Oberseite der Kammer 42 ist eine Einlassöffnung 44 ausgebildet, die durch die Scheidewand 18 verschlossen ist. Ferner ist unten in der Kammer 42 ein Nadelanschlag 46 angeordnet.

Für den normalen Betrieb wird die Kammer 26 mit Infusat gefüllt, welches durch die Scheidewand 16 hindurch eingespritzt wird. Die Kammer 28 ist mit einem Zweiphasenmedium gefüllt, welches bei physiologischen Temperaturen verdampft, so dass es auf die Balgkapsel 24 einen Druck ausübt, der diese zusammenzudrücken sucht, wodurch das Infusat durch die Auslassöffnung 34 und die gedrosselte Auslassleitung 38 in die Kammer 42 gedrückt wird. Aus dieser Kam-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

660 973

4

mer strömt das Infusat durch die Kanüle 14 zur Infusionsstelle, d.h. in die Arterie H (Fig. 1).

Wenn der Infusatvorrat in der Kammer 26 erschöpft ist, kann diese durch Einspritzen von zusätzlichem Infusat durch die Scheidewand 16 hindurch mit Hilfe einer Spritze wieder aufgefüllt werden. Die Ausdehnung der Balgkapsel 24 bei diesem Auffüllvorgang übt einen Druck auf das Zweiphasenmedium in der Kammer 28 aus, wodurch dieses Medium kondensiert wird und damit die Kraftquelle wieder aufgeladen wird. Die Wirkung einer solchen Mediumskraftquelle ist in den beiden schon genannten US-Patenten sowie im US-Patent 3 731 681 ausführlich beschrieben. In dieser Weise kann das in der Kammer 26 enthaltene Infusat sehr langsam an den Patienten abgegeben werden, um dessen langfristigen Bedürfnissen zu genügen, wobei die Einrichtung periodisch nachgefüllt wird, zum Beispiel — je nach Bedarf — alle dreissig Tage.

In Situationen, wo es wünschbar wäre, eine höhere Dosis des gleichen Infusâtes oder eine andere Flüssigkeit in die Arterie H des Patienten einzuführen, kann dies erreicht werden, indem diese zusätzliche Flüssigkeit durch die Scheidewand 18 hindurch direkt in die Kammer 42 eingespritzt wird, wozu eine konventionelle Spritze verwendet werden kann, wie mit unterbrochenen Linien bei N in Fig. 2 angedeutet. Diese Flüssigkeit strömt dann ungedrosselt durch die Auslassleitung 43 und die Kanüle 14 direkt zur Infusionsstelle. Da die Kammer 42 in Stromrichtung nach der Drosselstelle 38a angeordnet ist, wird die zusätzliche Substanz direkt durch die Kanüle gedrückt. Sehr wenig von der zusätzlichen Substanz strömt entgegen der normalen Strömungsrichtung durch die gedrosselte Leitung 38 in die Infusatkammer 26. Entsprechend strömt im wesentlichen die gesamte Menge (d. h. etwa 99,99%) der in die Kammer 42 eingespritzten Substanz als geschlossener Flüssigkeitskörper unmittelbar zur Infusionsstelle und wird dem Patienten nicht etwa über einen längeren s Zeitraum zusammen mit dem Infusat aus der Kammer 26 zugeführt.

In einer Einrichtung, in welcher die Drosselung durch die Drosselstelle 38a in der Auslassleitung 38 nur sehr schwach ist, kann die Rückströmung aus der Kammer 42 in die Kam-lo mer 26 durch ein Rückschlagventil in der Auslassleitung 38 von der Kammer 42 verhindert werden. Ein solches Ventil ist mit unterbrochenen Linien bei 48 in Fig. 2 dargestellt.

Man sieht somit, dass die Einschaltung der Kammer 42 mit ihrer Scheidewand 18 in die Einrichtung nach der ge-15 drosselten Auslassleitung 38 aus dem Infusatreservoir 26 ein einfaches und geeignetes Mittel bildet, um gewünschtenfalls zusätzliche Flüssigkeiten direkt in das Arteriensystem des Patienten einführen zu können. Durch die Einschaltung dieser zusätzlichen Kammer in die Einrichtung werden das Vo-20 lumen des Gehäuses 12 und die Gesamtkosten und Komplexität der Einrichtung nicht wesentlich vergrössert. Jedoch wird dadurch die Einrichtung wesentlich vielseitiger verwendbar.

Mit der beschriebenen Infusionseinrichtung sind, wie er-25 sichtlich, die angegebenen Ziele in einfacher, wirkungsvoller Weise erreicht worden. Gewisse Änderungen der Einrichtung sind jedoch ohne weiteres möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnte anstelle der mit Dampfdruck betriebenen Pumpe eine mechanische 30 Pumpe, etwa eine Peristaltikpumpe, verwendet werden, um Infusat aus der Kammer 26 zur Kanüle 14 zu fördern.

40

45

50

55

60

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

660 973

1. Infusionseinrichtung mit einem Gehäuse (12) und einem in dem Gehäuse montierten Behälter (24), der zusammen mit dem Gehäuse eine erste Kammer (26) innerhalb des Behälters (24) und eine zweite Kammer (28) ausserhalb des Behälters (24) aber innerhalb des Gehäuses (12) begrenzt, und mit einer Einlassöffnung (32) in eine der genannten Kammern (26), welche Einlassöffnung (32) mit einer durchstechbaren, selbstdichtenden Scheidewand (16) verschlossen ist, gekennzeichnet durch eine dritte Kammer (42) mit kleinerem Volumen als die erste und die zweite Kammer (26, 28), welche dritte Kammer (42) ebenfalls eine Einlassöffnung (44) aufweist, die mit einer zweiten durchstechbaren selbstdichtenden Scheidewand (18) verschlossen ist, Mittel (38), die einen Flüssigkeitsdurchlass bilden, der sich von der genannten einen Kammer (26) zu der dritten Kammer (42) erstreckt und an einer anderen Stelle (40) in die dritte Kammer (42) mündet als deren Einlassöffnung (44), Mittel in der anderen der beiden erstgenannten Kammern (28) zum Bewegen des Inhaltes der genannten einen Kammer (26) durch den genannten Flüssigkeitsdurchlass in die dritte Kammer (42) und Mittel (43), die einen Flüssigkeitsauslass aus der dritten Kammer (42) bilden, an welchen eine zu einer Infusionsstelle führende Leitung (14) anschliessbar ist.

2. Infusionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Flüssigkeitsdurchlass bildenden Mittel (38) eine Strömungsdrossel (38a) enthalten.

2

PATENTANSPRÜCHE

3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bewegen ein Druckmedium enthalten, das in der genannten anderen Kammer (28) angeordnet ist, um den Behälter (24) zusammenzudrücken.

5. Infusionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3. Infusionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Flüssigkeitsdurchlass bildenden Mittel (38) ein Rückschlagventil (48) zum Verhindern eines Rückstromes von Flüssigkeit aus der dritten Kammer (42) in die genannte eine Kammer (26) enthalten.

4. Infusionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannte Scheidewand (16) und die zweite Scheidewand (18) in einem Abstand voneinander in der gleichen Aussenwand des Gehäuses (12) angeordnet sind.