CZ282437B6 - Osmotické čerpadlo - Google Patents

Abstract

Osmotické čerpadlo obsahuje pouzdro (2) uvnitř kterého je vydávací komora (5) oddělená od komory (7) na osmotickou sůl prostřednictvím pohyblivého prostředku citlivého na tlak, jako je píst (6) nebo poddajná membrána. Komora (7) na osmotickou sůl je oddělena od zdroje osmotické tekutiny, například komory (12) na osmotickou tekutinu, polopropustnou membránou (96), případně osazenou na pístu (9). Překážka (10) pro osmotickou tekutinu izoluje komoru (7) na osmotickou sůl od zdroje osmotické tekutiny při uskladnění čerpadla, a může být vyřazena z činnosti, když se osmotické čerpadlo používá. Překážka (10) pro osmotickou tekutinu může být z protržitelného foliového dílu, nebo může být tvořena soustavou pístu a průchodu pro osmotickou tekutinu. Aktivace osmotického čerpadla může být vyvolána v některých provedeních naplněním vydávací komory (5) látkou, která se má vydávat, a v jiných provedeních pohybem plunžru při ručním ovládání nebo, je-li plunžr předepnut, uvolněním ŕ

Description

(57) Anotace:

Osmotické čerpadlo obsahuje vydávací komoru (5) pro kapalinu, která se má vydávat, komoru (7) pro osmotickou sůl, komoru pro osmotickou kapalinu (12), nepropustný pohyblivý prostředek (300), citlivý na tlak, mezi vydávací komorou (5) a komorou (7) pro osmotickou sůl, polopropustnou membránu (100) mezi komorou (7) pro osmotickou sůl a komorou (12) pro osmotickou kapalinu, propustnou ve směru do komory (7) pro osmotickou sůl, a otevíratelnou kapalinotěsnou překážku (200) pro izolováni komory (12) pro osmotickou kapalinu od komory (7) pro osmotickou sůl. Pouzdro čerpadla Je pouzdro (2) střikačky s vydávací hubicí (3) na Jednom Jeho konci. Vydávací komora (5) v pouzdře stříkačky Je přilehlá k vydávací hubici (3), a komora (12) pro osmotickou kapalinu Je na straně odvrácené od otevíratelné kapalinotěsné překážky (200) vymezována pohyblivým pístem (14), kluzné a těsně vedeným v pouzdře. Komora (7) pro osmotickou sůl je uzavřena na straně odvrácené od vydávací strany polopropustnou membránou (100), nepropustnou ze strany komory (7), a na druhé straně nepropustným pohyblivým prostředkem (300) citlivým na tlak. Polopropustná membrána (100) Je oddělována od komory (12) pro osmotickou kapalinu otevíratelnou kapalinotěsnou překážkou (200).

	--------1	1.ΜΙ.Λ >,, ,	i
	1 1 1 1 1 1
	Ί 1 1 Ί 1 1 :->H 1 i

Osmotické čerpadlo

Oblast techniky

Vynález se týká osmotických čerpadel schopných vydávat kapalinu po prodloužené časové údobí.

Dosavadní stav techniky

Vzhledem k povaze jejich působení, požadavkům na dávkování, vedlejším účinkům nebo toxicitě vyžadují některá léčiva plynulé parenterální podávání po prodloužené časové údobí. Tradičně bylo plynulé parenterální podávání prováděno intravenózním kapacím zařízením. Intravenózní kapací zařízení jsou však náročná na prostor, těžkopádná a křehká a vyžadují znehybnění a často i hospitalizaci pacienta.

Vývoj nových parenterálně podávaných farmaceutických účinných látek, zejména peptidů a derivátů peptidů, spolu s úsilím zajistit parenterální podávání, které přísně neomezuje aktivitu příjemce, vedlo k vyvinutí řady zařízení pro ambulantní parenterální podávání farmaceutických účinných látek. Tato ústrojí zahrnují mikrokapsle, liposomy, náplasti a mechanická čerpadla.

Mechanická čerpadla jsou obzvláště příznivým prostředkem pro provádění parenterálního podávání po prodloužená časová údobí. V těchto zařízeních je na kapalinu vyvíjena hnací síla, vypuzující kapalinu z tělesa čerpadla. Pro vyvíjení hnací síly pro pohon čerpadel pro parenterální podávání bylo použito motorů na baterii, nafouknutých balónů a těkavých kapalin s tlakem páry. Čerpadla používající tyto způsoby vytlačování kapaliny z tělesa čerpadla se však vyznačují jednou nebo více podstatnými nedostatky. Hlavním mezi těmito nedostatky je složitost, vysoká cena (která činí vytváření zařízení na jedno použití nepraktickým), nespolehlivost a neschopnost vydávat malé (mililitrové) objemy.

Ambulantní infúzní zařízení byla také poháněna osmotickými čerpadly, která vylučují mnohé z výše popsaných nevýhod a zejména dovolují realizaci nevratných zařízení na jedno použití. Osmoticky poháněná infúzní čerpadla byla jako první popsána Rosem a Nelsonem (1955) vAustral. J. Exp. Biol. 33:415-420. Typické Rose-Nelsonovo osmotické čerpadlo zahrnuje komoru obsahující vodu, komoru obsahující sůl a komoru obsahující farmaceutickou látku, která má být vydávána. Vodní komora je oddělena od komory se solí tuhou membránou, která je propustná pro vodu, ale nikoliv pro sůl, tj. polopropustnou membránou. Komora se solí je oddělována od komory obsahující farmaceutickou látku nepropustnou pohyblivou přepážkou, v typickém případě nepropustnou pružnou membránou. Za chodu proudí voda přes polopropustnou membránu do komory se solí, čímž se zvyšuje objem komory se solí a vyvíjí se tlak na pružnou membránu mezi komorou se solí a komorou obsahující farmaceutickou látku. Objem komory obsahující farmaceutickou látku se tím zmenšuje a farmaceutická účinná látka je vytlačována z čerpadla.

Infúzní zařízení poháněná Rose-Nelsonovými čerpadly existují v mnohých formách. Je známa řada zdokonalení a obměn v počtu a uspořádání komor, v pohyblivé nepropustné přepážce mezi komorami se solí a účinnou látkou, v prostředcích pro plnění a v prostředcích pro aktivování zařízení. Například popisují patentové spisy USA č. 3 760 984 a 3 845 777 zařízení, která nemají komory na osmotickou kapalinu, ale která nasávají vodu zevně čerpadla. V zařízení popisovaném v patentovém spisu USA č. 3 604 417 odděluje pohyblivý píst komoru na sůl a komoru na účinnou látku, a slouží pro vytlačování účinné látky z čerpadla. Patentový spis USA č. 4 838 862 a č. 4 898 582 popisují osmotická čerpadla, v nichž jsou osmotická hnací kapalina a léčebná

-1 CZ 282437 B6 účinná látka plněny do čerpadla před použitím a čerpadlo je aktivováno samostatnou ruční manipulací vykonávanou k okamžiku použití.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je osmotické čerpadlo obsahující vydávací komoru pro kapalinu, která se má vydávat, komoru pro osmotickou sůl, komoru pro osmotickou kapalinu, nepropustný pohyblivý prostředek, citlivý na tlak, mezi vydávací komorou a komorou pro osmotickou sůl, polopropustnou membránu mezi komorou pro osmotickou sůl a komoru pro osmotickou kapalinu, propustnou ve směru do komory pro osmotickou sůl, a otevíratelnou kapalinotěsnou překážku pro izolování komory pro osmotickou kapalinu od komory pro osmotickou sůl, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že pouzdro čerpadla je pouzdro stříkačky s vydávací hubicí na jednom jeho konci, přičemž vydávací komora v pouzdře stříkačky je přilehlá k vydávací hubici, a komora pro osmotickou kapalinu je na straně odvrácené od otevíratelné kapalinotěsné překážky vymezována pohyblivým pístem, kluzně a těsně vedeným v pouzdře, přičemž komora pro osmotickou sůl je uzavřena na straně odvrácené od vydávací strany polopropustnou membránou, nepropustnou ze strany komory, a na druhé straně nepropustným pohyblivým prostředkem citlivým na tlak, přičemž polopropustná membrána je oddělována od komory pro osmotickou kapalinu otevíratelnou kapalinotěsnou překážkou.

Čerpadlo podle vynálezu může být dodáváno s látkou, která se má podávat předem naplněnou do vydávací komory, nebo s látkou, která se má podávat, předem naplněnou do zásobní komory z níž se zavádí do vydávací komory bezprostředně před jejím použitím. Taková zásobní komora může být oddělitelná od čerpadla, nebo může být uvnitř čerpadla mezi vydávací komorou a komorou na osmotickou sůl. V některých případech nemusí být látka, která se má podávat, stabilní jako celek, ale může vyžadovat smíchávání dvou složek bezprostředně před použitím. První složka může být stabilizovaná forma účinné látky, jako je suchá, prášková nebo lyofilizovaná forma, a druhá složka může být rozpouštědlo nebo injekční nosná látka. V takovém případě může být jedna z první a druhé složky, s výhodou první složka, předem naplněna do zásobní komoiy (oddělitelné od čerpadla nebo uvnitř čerpadla, jak bylo popsáno výše), z níž je zaváděna do vydávací komory a je zde míchána s druhou složkou bezprostředně před použitím. Alternativně mohou být obě složky předem naplněny do dvou samostatných zásobních komor (obou oddělitelných od čerpadla), z nichž mohou být spolu přiváděny do vydávací komory bezprostředně před použitím.

Uspořádání částí v čerpadle podle vynálezu může být takové, že když je účinná látka vydávána nebo její složka je zaváděna do vysávači komory bezprostředně před použitím z oddělitelné zásobní komory (nebo dvou takových oddělitelných zásobních komor), působí vzrůst tlaku ve vydávací komoře vyřazení kapalinotěsné překážky z činnosti. Takové čerpadlo je označováno jako aktivované plněním. Když je však látka, která se má vydávat, uložena zcela uvnitř vydávací komory nebo zčásti ve vydávací komoře a zčásti v zásobní komoře v čerpadle, bude vyřazení kapalinotěsné překážky prováděno vzrůstem tlaku vyplývajícího z pohybu tlačné pístní tyče. Tlačná pístní tyč se může pohybovat ručním ovládáním nebo může být předepnut do tohoto pohybu a být zadržována zajišťovacím prostředkem, jehož uvolnění dovolí, aby se píst pohyboval pod předem uděleným předpětím. Takové čerpadlo je označeno jako aktivované pístem.

Podle dalšího znaku vynálezu kapalinotěsná překážka obsahuje fólii protrhovatelnou aktivačním relativním přetlakem mezi přilehlými komorami. Vyřazení takové kapalinotěsné překážky se provádí jejím protrhováním, když se použije čerpadla. Fólie je umístěna napříč čerpadla pro zabránění tomu, aby osmotická kapalina kontaktovala polopropustnou membránu.

-2CZ 282437 B6

Polopropustná membrána může být uložena na prstencovém pístu, kluzně a kapalinotěsně vedeném v pouzdře, přičemž polopropustná membrána (100) je osazena přes středový průchod v prstencovém pístu.

Podle jiného provedení je kapalinotěsná překážka tvořena pístem, pohyblivým mezi uzavírací polohou v kluzném a těsném záběru s vnitřním povrchem pouzdra, a otevřenou polohou, přemístěnou přetlakem, v rozšířeném profilu pouzdra s obtokovým ústupkem v němž je uložen mimo těsný záběr s vnitřním povrchem pouzdra. Píst má s výhodou nepropustnou čelní plochu a prstencový obvodový lem, vystupující z čelní plochy, přičemž v obvodovém lemu je vytvořen otvor, přes který je uložena polopropustná membrána, ležící v uzavřené poloze pístu proti stěně pouzdra, zatímco v otevřené poloze pístu leží proti obtokovému ústupku.

Podle dalšího znaku vynálezu je nepropustný pohyblivý prostředek citlivý na tlak píst.

Podle jiného provedení vynálezu je nepropustný pohyblivý prvek citlivý na tlak poddajná membrána. S výhodou poddajná membrána obklopuje ve formě vaku vydávací komoru.

Zdroj osmotické kapaliny může být vně čerpadla, například jím může být tělesná kapalina zvířete nebo člověka, ale s výhodou je umístěn uvnitř čerpadla v komoře pro osmotickou kapalinu. Taková komora na osmotickou kapalinu bude uzavřena na jednom konci kapalinotěsnou překážkou až do použití čerpadla, a bude ve spojení s polopropustnou membránou po vyřazení kapalinotěsně překážky z činnosti. Komora na osmotickou kapalinu je s výhodou uzavřena na druhém konci pohyblivým prostředkem citlivým na tlak, jako je poddajná membrána nebo píst. V provedeních, která se aktivují pohybem tlačné pístní tyče, je tlačná pístní tyč s výhodou spojena s pístem, který slouží jako koncový uzávěr komory na osmotickou kapalinu.

Podle dalšího znaku vynálezu je tedy na straně hubice připojena oddělitelná zásobní komora pro uložení látky, vydávané čerpadlem, nebo části takové látky, uzavíratelně spojená s vydávací komorou.

Mezi komorou pro osmotickou sůl a vydávací komorou může být uložena zásobní komora, oddělená od vydávací komory přesuvným pístem, přesouvatelným do přepouštěcí polohy u obtokového ústupku.

Pohyblivý píst, uložený na straně odvrácené od hubice, může být podle dalšího znaku vynálezu opatřen tlačnou pístní tyčí pro otevírání otevíratelné kapalinotěsně překážky. Tlačná pístní tyč je účelně předepnuta do otevíracího přesunu a je zajištěna na pouzdře zajišťovacím prostředkem.

Osmotická čerpadla podle vynálezu mohou být aktivována jedinou operací. U čerpadel aktivovaných plněním je touto operací plnění vydávací komory látkou, která se má podávat, nebo jednou složkou této látky. Pro čerpadla aktivována tlačnou pístní tyčí je touto operací stlačování tlačné pístní tyče nebo uvolňování zajišťovacího prostředku, čímž se umožní předepjatému tlačné pístní tyče, aby se pohybovala. Všechny přípravné instalační pochody iniciované uživatelem jsou sloučeny do jediného kroku, čímž se postup značně zjednodušuje a vylučuje se eventualita, aby uživatel vykonával pochody mimo správné pořadí, opomenul některý krok (například aktivování čerpadla před tím, než bylo naplněno), zaváděl znečišťujících látek do materiálu, který se má podávat, nebo zaváděl zpoždění, které by vedlo ke ztrátě účinnosti labilní látky. S výhodou jsou čerpadla aktivována tlačnou pístní tyčí opatřena zarážkou tlačné pístní tyče pro omezování dráhy tlačné pístní tyče. Tato zarážka je účelně umístěna tak, že účinná látka, která se má vydávat, je vydávána do přesného bodu jejího vydávání, například na špičku podávači jehly nebo hubice, čímž se odstraňuje zpoždění (které může být až 30 minut), zatímco se vytváří dostatečný osmotický tlak pro zajištění podávání.

-3CZ 282437 B6

Osmotická čerpadla podle vynálezu, která obsahují komoru na osmotickou kapalinu uzavřenou pohyblivým prostředkem citlivým na tlak nevyžadují knoty, hubky apod. pro vedení osmotické kapaliny k polopropustné membráně. Koncový uzávěrový prostředek citlivý na tlak se pohybuje na základě toku osmotické kapaliny ven z komory na tuto tekutinu, přičemž se postupně zmenšuje objem komory na osmotický tlak. To zabraňuje tvorbě zpětného tlaku nebo vzduchových bublin, aby čerpadlo bylo používáno v jakékoli poloze. Také to dovoluje, aby čerpadlo reagovalo na jakékoli odpaření osmotické kapaliny, ke kterému došlo během skladování.

Nenákladné verze osmotických čerpadel podle vynálezu mohou být vyráběny z injekčních stříkaček najedno použití. Pouzdro nemusí obsahovat žádné spoje, které zvyšují výrobní náklady a pravděpodobnost unikání netěsnostmi.

Vynález tak přináší osmotické čerpadlo obsahující vydávací komoru, komoru pro osmotickou sůl, komoru pro osmotickou kapalinu, nepropustný pohyblivý prostředek citlivý na tlak mezi vydávací komorou a komorou pro osmotickou sůl, polopropustnou membránu mezi komorou pro osmotickou sůl a komorou na osmotickou kapalinu a překážku pro kapalinu pro izolování komory pro osmotickou kapalinu od komory pro osmotickou sůl, přičemž překážka pro kapalinu je schopná vyřazení z účinnosti, když se osmotické čerpadlo používá. Čerpadlo je tak velmi jednoduché a zajišťuje snadné používání nezatěžující uživatele.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení neomezujících jeho rozsah, a to s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 řez osmotickým čerpadlem podle vynálezu, obr. 2 řez rovinou A-A z obr. 1 polopropustným pístem jako součástí čerpadla z obr. 1, obr. 3 perspektivní pohled na polopropustný píst z obr. 2, obr. 4 řez částí jiného osmotického čerpadla podle vynálezu, obr. 5 řez rovinou B-B z obr. 4, obr. 6 perspektivní pohled na polopropustný píst, který je součástí čerpadla z obr. 4, obr. 7 řez ještě dalším osmotickým čerpadlem podle vynálezu, obr. 8 řez dalším osmotickým čerpadlem podle vynálezu, obr. 9a a 9b řezy ještě dalším osmotickým čerpadlem podle vynálezu, kde obr. 9a ukazuje čerpadlo v jeho neaktivovaném stavu a obr. 9b ukazuje čerpadlo v jeho aktivovaném stavu, a obr. 10a a 10b řezy ještě dalším provedením osmotického čerpadla podle vynálezu, kde obr. 10a ukazuje čerpadlo v jeho neaktivovaném stavu a obr. 10b ukazuje čerpadlo v jeho aktivovaném stavu.

Příklady provedení vynálezu

Jak ukazuje obr. 1 ve výkresech, osmotické čerpadlo podle vynálezu obsahuje pouzdro 2, ve kterém jsou uloženy vydávací komora 5, komora 7 pro osmotickou sůl, nepropustný vydávací píst 6 oddělující vydávací komoru 5 od komory 7 na osmotickou sůl, komora 12 pro osmotickou kapalinu sloužící jako zdroj osmotické kapaliny, polopropustný píst 9 oddělující komoru 7 pro osmotickou sůl od komory 12 pro osmotickou kapalinu a kapalinotěsná přepážka 200 pro izolování komory 7 pro osmotickou sůl od komory 12 pro osmotickou kapalinu.

Pouzdro 2 je opatřeno plnicí a vydávací hubicí 3, která je ve spojení s vydávací komorou 5. Hubice 3 má tvar a velikost umožňující snadné připojení k cévkám nebo stříkačkám malého průměru a s výhodou tvar slučitelná se spojovacími systémy Luer-Lock. I když je nejvýhodnější jediná hubice 3, určená jak pro plnění, tak i vydávání z vydávací komory 5, je možné použít samostatných neznázoměných tvarovek pro plnění a pro vydávání. Vydávací komora 5 může být také opatřena s neznázoměným průchodem s ventilem pro vypuzování vzduchových bublin.

-4CZ 282437 B6

Polopropustný píst 9, také znázorněný na obr. 2 a 3 výkresů, obsahuje prstencovou část 92 s centrálním průchodem 94, přes který je umístěna polopropustná membrána 100. Polopropustná membrána 100 jev dotyku s knotem 8. Pro omezování posunu polopropustného pístu 9 (dále označovaného ve smyslu definice předmětu vynálezu jako “prstencový píst” 9, kde vztahová značka je použita pro základní těleso pístu nesoucího polopropustnou membránu 100) a ve směru od hubice 3 slouží zarážky 11. Komora 12 s osmotickou kapalinou je uzavřena koncovým pístem

14. Pro omezování posunu koncového pístu 14 ve směru od hubice_3 slouží zarážky 15.

Pouzdro 2 může být obrobeno nebo vylisováno z vhodného tepelně odolného, chemicky inertního a sterilizovatelného tuhého materiálu, například z polyvinylchloridu, polykarbonátu, polyetylénu se střední nebo vysokou hustotou nebo nerezavějící oceli. Pouzdro 2 může být transparentní, aby dovolilo uživateli sledovat stav léčebné látky nebo osmotické kapaliny. Zejména může být pouzdro 2 vyrobeno z válce stříkačky na jedno použití jednoduchými a nenákladnými úpravami, jako je tepelné natavení válce pro vytváření pístových zarážek 11 a 15.

Písty 6 a 14 mohou být vyrobeny z jakýchkoli materiálů, které jsou nepropustné pro kapaliny a jiné látky použité s čerpadlem a které poskytují dobré těsnění mezi pístem a pouzdrem 2. Jako písty 6_a 14 se hodí písty plastových stříkaček na jedno použití, jestliže pouzdro 2 je vyrobeno z takových stříkaček na jedno použití, jak bylo uvedeno výše, nebo jestliže pouzdro má vnitřní průměr rovný nebo stejně velký, jako je vnitřní průměr stříkaček, z nichž jsou písty vyňaty.

Píst 9 je podobný pístům 6 a 14 až na to, že je opatřen středním průchodem 94. Polopropustná membrána 100 umístěná přes průchod 94 může být vyrobena z některého esteru nebo etheru celulózy, například acetátu celulózy nebo máselnanu celulózy.

Kapalinotěsná překážka 200 je vyrobena z materiálu, který je nepropustný pro osmotickou kapalinu a který se snadno protrhne pohybem prstencového pístu 9, například v daném případě z hliníkové fólie 10.

Vydávací píst_6 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu v daném provedení nepropustný pohyblivý prostředek 300, citlivý na tlak.

Osmotické soli vhodné pro použití v komoře 7 na osmotické sole zahrnují chlorid sodný, chlorid draselný, síran hořečnatý a síran sodný. Nejvýhodnější osmotickou kapalinou pro použití v komoře 12 na osmotickou kapalinu je voda, ačkoliv může být použita jakákoli kombinace soli, rozpouštědla a polopropustné membrány, která může vyvolat dostatečný osmotický tlak. Parametry důležité ve volbě osmotických solí a kapalin, a jejich výhodné objemy, jsou rozebrány v amerických patentových spisech č. 4 838 862 a č. 4 034 756.

Knot 8 může být vyroben z filtračního papíru nebo jiného pórovitého materiálu schopného absorbovat a vést osmotickou kapalinu. Knot 8 je fakultativní a slouží v některých provedeních pro udržování osmotické kapaliny v dotyku s polopropustnou membránou 100. V daném provedení, jak bude podrobněji popsáno níže, se pohybuje koncový píst 14 s poklesem objemu komory 12 pro osmotickou kapalinu směrem k hubici 3, čímž zabraňuje tvorbě bublin v komoře 12 pro osmotickou kapalinou a působí na udržování kontaktu osmotické tekutiny s polopropustnou membránou 96, při vyloučení nebo zmenšení potřeby knotu 8. Pohyb koncového pístu 14 také pomáhá bránit vytvoření zpětného tlaku v komoře 12 pro osmotickou kapalinu.

Za chodu se kapalina, která se má vydávat, zavádí pod tlakem do vydávací komory 5 (například připojením stříkačky na jedno použití k hubici 3), čímž se tlačí vydávací píst_6, sůl v komoře_7 pro osmotickou sůl a prstencový píst 9 s polopropustnou membránou 100 směrem ke kapalinotěsné překážce 200, čímž se způsobí protržení její fólie £0. Protržení je vyvoláno buď tlakem prstencového pístu 9 s polopropustnou membránou 100, nebo neznázoměným prvkem,

-5CZ 282437 B6 jehož tvar je takový, aby zabránil poškození polopropustné membrány 96. Posun prstencového pístu 9 s polopropustnou membránou 100 se zastaví zarážkami 11, které jsou uspořádány tak, aby umožnily minimální posun prstencového pístu 9 s polopropustnou membránou 100 spojený s protržením fólie 10, s výhodou okolo 1 nebo 2 mm. Posun koncového pístu 14 (směrem od hubice 3) je řízen a omezován posunem prstencového pístu 9 s polopropustnou membránou 100. Jako mimořádné bezpečnostní opatření zastavují fakultativní pístové zarážky 15 posun koncového pístu 14 po té, co byla fólie 10 kapalinotěsné překážky 200 protržena.

Protržení fólie 10 kapalinotěsné překážky 200 dovoluje, aby osmotická kapalina procházela z komory 12 knotem 8 a polopropustnou membránou 100 do komory 7 s osmotickou solí, kde kontaktuje osmotickou sůl. Osmotická síla tímto vyvíjená žene vydávací píst 6 směrem k hubici 3, čímž zmenšuje objem vydávací komory 5 a tlačí kapalinu ve vydávací komoře 5 hubicí 3 do oblasti vydávání. Když objem osmotické kapaliny v komoře 12 pro osmotickou tekutinu klesá, koncový píst 24 se posouvá ze své počáteční polohy pro zmenšení objemu komory 12 s osmotickou kapalinou a brání tak vytváření vakua v komoře 12 pro osmotickou tekutinu.

Vydávací píst 6 je jako prostředek 300 citlivý na tlak citlivý na změny v objemu komor 5, 7 na obou stranách. Když je vydávací komora 5 naplněna kapalinou, vydávací píst 6 reaguje na zvýšení objemu vydávací komory tím, že tlačí prstencový píst 9 s polopropustnou membránou 100 proti kapalinotěsné překážce 200, čímž ji protrhává. Později vydávací píst 6 reaguje na vzrůst objemu komory 7 s osmotickou solí (vzhledem k přítoku osmotické kapaliny) zmenšováním objemu vydávací komory 5, a tím vytlačováním jejího obsahu.

Osmotické čerpadlo se hodí pro vydávání jakéhokoli činidla nebo kombinace činidel, které by normálně byly podávány parenterálně, včetně přírodních, syntetických nebo rekombinačních peptidových nebo proteinových léčebných látek, analgetik, nebo antidot jedů nebo chemických nebo biologických jedů. Látky mohou být rozpuštěny ve vhodných injekčních nosných látkách, nebo s nimi smíseny, a zaváděny v kapalné formě do vydávací komory 5.

Nestabilní účinné látky mohou být dodávány ve stabilní formě, například jako lyofilizovaný prášek, který je smísen s vhodnou injekční nosnou látkou před zaváděním do vydávací komory 5. Míchání účinných látek s jejich injekční nosnou látkou může být zjednodušeno dodáváním účinné látky a injekční nosné látky ve stříkačce se dvěma odděleními, například stříkačce typu TURM. Jedno oddělení stříkačky se dvěma odděleními obsahuje účinnou látku, která má být vydávána, a druhé oddělení obsahuje injekční nosnou látku. Obsahy obou oddělení jsou odděleny proti vzájemnému dotyku do té doby, kdy se stlačí píst stříkačky se dvěma odděleními. Po stlačení tlačné pístní tyče a pístu se obsahy oddělení mísí. Výsledná směs se potom tlačí do vydávací komory osmotického čerpadla, které se naplní a aktivuje. Alternativně osmotické čerpadlo může být naplněno stabilní formou účinné látky, předem uložené do vydávací komory. Uživatel vtlačuje injekční nosnou látku do vydávací komory, například stříkačkou, která tvarově odpovídá hubici 3, čímž současně mísí účinnou látku s její injekční nosnou látkou a plní a aktivuje osmotické čerpadlo.

Různé součástky výše popsaného osmotického Čerpadla mohou být nahrazeny jinými součástkami podobné funkce, ale odlišné konstrukce. Například může být vydávací píst 6 nahrazen jiným prostředkem 300 citlivým na tlak, jako je poddajná nepropustná membrána. Je možné použít jakéhokoli jiného mechanismu, který je nepropustný pro soli a kapaliny a který může jednak přenášet zvětšení objemu vydávací komory 5 do pohybu nebo tlaku, který přímo nebo nepřímo spouští tok osmotické kapaliny do komory 7 na osmotickou sůl a jednak může přenášet zvětšení objemu v komoře 7 na osmotickou sůl na snižování objemu vydávací komory

5. Koncový píst 14 může být také nahrazen jiným mechanismem citlivým na tlak, jako je poddajná nepropustná membrána. Poddajné membrány nepropustné pro soli, kapaliny a účinné látky použité v osmotickém čerpadle mohou být vyráběny ze širokého výběru materiálů známých odborníkům, v oboru, například z latexové pryže, polyizoprénu, butylkaučukové pryže, nitrilové

-6CZ 282437 B6 pryže nebo kopolymerů styrenu a butadienu. Jestliže se má osmotické čerpadlo skladovat po dlouhá časová údobí, může být membrána opatřena obkladem z tenké vrstvy hliníkové fólie pro zabránění poškození jinými součástkami, nebo obsahem zařízení.

Kapalinotěsná překážka 200 se neomezuje na protrhovatelné membrány, ale může být tvořena jakýmkoli jiným mechanismem, který jednak zabraňuje toku osmotické kapaliny do komory 7 na osmotickou sůl před zvětšením objemu vydávací komory 5 a jednak je citlivá na tlak nebo pohyb vytvářený přímo nebo nepřímo zvětšením objemu ve vydávací komoře 5 tím, že dovolí osmotické tekutině proudit do komory 7 s osmotickou solí, a tím tak spouští aktivaci. Obr. 4 až 6 znázorňují alternativní kapalinotěsnou překážku 200. V tomto provedení byly odstraněny prstencový píst 9, knot 8, fólie 10 a pístové zarážky 11.

Kapalinotěsná překážka 200 je zde tvořena pístem 23, pohyblivým mezi uzavírací polohou v kluzném a těsném záběru s vnitřním povrchem pouzdra 2, a otevřenou polohou, přemístěnou přetlakem, v rozšířeném profilu 400 pouzdra s obtokovým ústupkem 21 v němž je uložen mimo těsný záběr s vnitřním povrchem pouzdra 2. Píst 23 má nepropustnou čelní plochu 26 a prstencový obvodový lem 27, vystupující z čelní plochy 26. V obvodovém lemu 27 je vytvořen otvor 34, přes který je uložena polopropustná membrána 100. Ta leží v uzavřené poloze pístu proti stěně pouzdra, zatímco v otevřené poloze pístu 23 leží proti obtokovému ústupku 21. Pohyb pístu 23 je vymezován pístovými zarážkami 22.

Před zvětšením objemu ve vydávací komoře 5 je píst 23 uložen tak, jak je znázorněno na obr. 4, aby zabránil proudění osmotické kapaliny z komory 12 s osmotickou kapalinu do komory 7 s osmotickou solí. Při zvýšení v objemu vydávací komory 5 se píst 23 posouvá a dosedá na zarážky 22 v poloze, která dovoluje osmotické tekutině vytékat z komory 12 průchodem 21 a polopropustnou membránou 100 do komory 7 s osmotickou solí, čímž aktivuje čerpadlo.

Osmotická čerpadla popsaná s odvoláním na obr. 1 až 6 na výkresech jsou aktivována plněním. Tento znak není podstatný, jak bude nyní popsáno s odvoláním na obr. 7 výkresů. Znázorněné provedení je zde velmi podobné provedení z obr. 1 až 3, ale je dodáváno tak, že je látka ke vstřikování předem naplněna do vydávací komory 5. Koncový píst 14 je připojen k tlačné pístní tyči 16. Před použitím může být naplněné zařízení skladováno při teplotě, která zachovává stabilitu a aktivitu účinné látky.

Čerpadlo je aktivováno vyvinutím tlaku na tlačnou pístní tyč 16, čímž se působí, že koncový píst 14 se posouvá směrem k fólii 10 kapalinotěsné překážky 200, kterou protrhne a dovolí osmotické tekutině procházet z komory 12 na osmotickou kapalinu přes polopropustnou membránu 100 a do komory 7 pro osmotickou sůl. Čerpadlo je opatřeno předními zarážkami 17 pro zastavení posunu polopropustného pístu 9 a pro zabránění předčasného vypouštění obsahu vydávací komory 5. Když osmotická kapalina vstupuje do komory 7 na osmotickou sůl, zvyšuje její objem, vydávací píst 6 se posouvá směrem k hubici_3 a vypuzuje obsah vydávací komory 5. Rozpínání komory 7 na osmotickou sůl vyvíjí tlak na polopropustný píst 9, ale jeho posun směrem k zarážkám 11 je zastaven zarážkami, nebo popřípadě zajišťovacím systémem na předních zarážkách 17, který zachycuje a znehybňuje polopropustný píst 9.

Koncový píst 14 může vyřadit, například protrhnout fólii 10 kapalinotěsné překážky 200 nepřímo tím, že vyvíjí tlak na osmotickou kapalinu v komoře 12 na osmotickou tekutinu. Mezi fólií 10 a polopropustným pístem 9 může být umístěn neznázoměný protrhávací prostředek, přičemž tvar protrhávacího prostředku je takový, že zabraňuje poškození polopropustné membrány 100 a napomáhá protržení fólie 10 kapalinotěsné překážky 200. Případně může být fólie 10 protržena přímým dotykem, například neznázoměný výběžek z koncového pístu 14 může propíchnout fólii 10, když se koncový píst 14 pohybuje směrem k fólii 10. S výhodou tento výběžek nebrání posunu koncového pístu 14 během činnosti čerpadla. V tomto posledním provedení se použije neznázoměných pístových zarážek pro omezení posunu koncového pístu 14 a pro zabránění

-7CZ 282437 B6 poškození polopropustné membrány 200. Pro zabránění tomu, aby tlačná pístní tyč 16 a koncový píst 14 byly vytaženy z pouzdra 2, zatímco čerpadlo je používáno, se zvolí délka tlačné pístní tyče 16 pro minimalizování jeho vyčnívání za pouzdro 2. Alternativně nebo přídavně může být ke konci pouzdra 2 opačnému vůči hubici 3 připojeno neznázoméné chránítko, bránící nežádoucímu pohybu tlačné pístní tyče 16.

V alternativním provedení může být polopropustný píst 9 nahrazen neznázoměnou polopropustnou membránou, upevněnou nepohyblivě k vnitřní stěně pouzdra 2, čímž se vylučuje potřeba zarážek 11 a 17.

V jiném alternativním provedení mohou být polopropustný píst 9, knot 8, překážka 10 pro kapalinu a pístové zarážky 11 nahrazeny obtokovým ústupkem 21 tvořícím průchod pro kapalinu, pístovými zarážkami 22 a pístem 23, jak je popsáno s odvoláním na obr. 4 až 6 výkresů, ale s výhodou jsou upraveny tak, že píst 23 se posouvá směrem k hubici 3 během aktivace.

Osmotická čerpadla podle vynálezu mohou být dodána s oddělitelnou zásobní komorou, jak je znázorněno na obr. 8. Levá strana obr. 8 ukazuje osmotické čerpadlo, jak bylo popsáno s odvoláním na obr. 1. To je připojeno spojkou 25 k jednotce 28 se zásobní komorou 29. Jednotka 28 se zásobní komorou obsahuje zásobní komoru 29, sestavu pístu 30 a tlačné pístní tyče, zarážky 31 a případně přepážku 32. Při použití je osmotické čerpadlo připojeno spojkou 25 k jednotce 28 se zásobní komorou. Píst 30 se stlačuje, protrhne se přepážka 32 a obsah zásobní komory 29 se tlačí spojkou a do vydávací komory 5 osmotického čerpadla, čímž se naplní a aktivuje osmotické čerpadlo. Zarážky 31 omezují schopnost sestavy pístu 30 a tlačné pístní tyče, aby se posouvala chybným směrem. Provedení se obzvláště hodí tam, kde se má být látka, která má být podávána, smísit s druhou látkou právě před vydáváním. Například provedení znázorněné na obr. 8 může být dodáváno se suchou nebo jinak stabilní formou podávané látky ve vydávací komoře 5 a druhou látkou, například rozpouštědlem nebo injekční nosnou látkou v zásobní komoře 29. Píst 30 se stlačuje a nutí obsah zásobní komory 29 do vydávací komory 5, čímž dochází k míchání obsahu zásobní komory 29 s obsahem vydávací komory 5 a plnění a aktivování osmotického čerpadla. Jednotka 28 se zásobní komorou se sejme před použitím. Jednotka 28 se zásobní komorou může být vyrobena z plastové stříkačky a spojka z jakýchkoli široce dostupných systémových spojek.

Obr. 9a a 9b ukazují jiné provedení osmotického čerpadla, jaké se obzvláště hodí v případě, kdy první látka se má smísit s druhou látkou právě před vydáváním. Obr. 9a ukazuje čerpadlo před aktivací a obr. 9b ukazuje čerpadlo po aktivaci. Čerpadlo je aktivováno stlačením tlačné pístní tyče 16 pístu 14.

Čerpadlo z obr. 9a a 9b je v zásadě kombinace čerpadla znázorněného na obr. 7a dvoukomorové stříkačky, například stříkačky typu TURM. Vydávací komora 5 však byla nahrazena první a druhou zásobní komorou 51 a 52, vzájemně oddělovanými oddělovacím přesuvným pístem 53.

V pouzdře 2 je vytvořen obtokový ústupek 54 vymezující průchod pro kapalinu.

V neaktivovaném stavu znázorněném na obr. 9a je průchod pro kapalinu mezi hubicí 3 a přesuvným pístem 53, takže mezi komorami 51 a 52 není spojení. První zásobní komora 51 obsahuje první látku, která se má vydávat, například injekční nosnou látku, zatímco druhá zásobní komora obsahuje druhou látku, která se má podávat, například lyofilizovanou, práškovou nebo kapalnou účinnou látku, přičemž první a druhá látka jsou určeny k tomu, aby byly před vydáváním navzájem spolu smíchány a spolu vydávány.

Jak bylo uvedeno výše, čerpadlo je aktivováno stlačením tlačné pístní tyče 16, přičemž tlak pístu 14 protrhne kapalinotěsnou překážku 200 a posouvá osmotickou kapalinu v komoře 12 pro osmotickou kapalinu, polopropustný píst 9, osmotickou sůl v komoře 7 pro osmotickou sůl, vydávací píst 6, první látku, která se má vydávat a oddělovací přesuvný píst 53, vše směrem k vydávací hubici 3. Když tento posun pokračuje, oddělovací přesuvný píst 53 přechází přes

-8CZ 282437 B6 obtokový ústupek 54 a první látka, která se má vydávat, proudí z první zásobní komory 51 průchodem vymezovaným obtokovým ústupkem 54 a do druhé zásobní komory 52, kde se mísí s druhou látkou, která se má vydávat. Tlak na tlačnou pístní tyč 16 se udržuje a nutí v podstatě veškerou první látku, která se má vydávat, do druhé zásobní komory 52 a zmenšuje objem první zásobní komory 51 v podstatě na nulu. Tlak na tlačnou pístní tyč 16 se udržuje, až polopropustný píst 9 dosedne na zarážky 55, jak je znázorněno na obr. 9b. Jakmile jednou došlo k dosednutí na zarážky 55, zarážky brání pohybu polopropustného pístu v jakémkoli směru. V této poloze je čerpadlo aktivováno. První a druhé látky, které se mají podávat, jsou obě umístěny ve druhé zásobní komoře 52, která působí jako vydávací komora 5, s vydávacím pístem 6 a oddělovacím přesuvným pístem 53 působícím spolu jako vydávací píst. Osmotická kapalina proudí přes polopropustný píst 9 do komory 7 s osmotickou solí, tlačí na vydávací píst (6, 53) směrem k hubici 3 a vypuzuje obsah vydávací komory (52, 5).

Obr. 10a a 10b ukazují další provedení osmotického čerpadla. Toto provedení může být vyrobeno z dvoukomorové stříkačky například stříkačky typu TURM. Obr. 10a znázorňuje čerpadlo před aktivací a obr. 10b ukazuje čerpadlo po aktivaci. Čerpadlo zahrnuje pouzdro 2 ze stříkačky typu TURM, hubici 3, vydávací komoru 5, nepropustnou poddajnou membránu 58, komoru 7 pro osmotickou sůl s obsahem osmotické soli, polopropustnou membránu 100 (s výhodou tuhou), obtokový ústupek 62 vymezující průchod pro kapalinu, oddělovací píst 63, komoru 12 pro osmotickou kapalinu, zásobní komoru 12 pro osmotickou kapalinu, koncový píst 14, tlačnou pístní tyč 16 a zajišťovací prostředek 18 pro tlačnou pístní tyč 16. Nepropustný pohyblivý prvek 300 citlivý na tlak je zde tvořen poddajnou membránou 58, která obklopuje ve formě vaku vydávací komoru 5. Píst 63 naopak tvoří kapalinotěsnou překážku 200, izolující zásobní komoru 12 pro osmotickou kapalinu od přepouštěcí komory 13 na osmotickou kapalinu.

Před aktivací je přepouštěcí komora 13 na osmotickou kapalinu prázdná a je s výhodou pod vakuem. Aktivace spočívá v odstranění zajišťovacího prostředku 18, které dovoluje vakuu v přepouštěcí komoře 13 táhnout píst 63 kapalinotěsné překážky 200 a koncový píst 14 směrem k vydávací hubici 3. Když dosáhne píst 63 kapalinotěsné překážky 200 místo zvětšeného profilu 400 pouzdra 2, zruší se jeho kapalinotěsná funkce (překážka se otevře) a průchodem vymezovaným obtokovým ústupkem 62 proudí osmotická kapalina z komory 12 do přepouštěcí komory 13 a do dotyku s polopropustnou membránou 59. Přes tuto membránu 100 nyní může osmotická kapalina vstupovat do komory 7 s osmotickou solí. Tím, že osmotická kapalina proudí polopropustnou membránou 100 a do komory 7 na osmotickou sůl, zmenšuje se objem komory 12 a obsah vydávací komory 5 se vypuzuje.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Osmotické čerpadlo, obsahující vydávací komoru (5) pro kapalinu, která se má vydávat, komoru (7) pro osmotickou sůl, komoru pro osmotickou kapalinu (12), nepropustný pohyblivý prostředek (300), citlivý na tlak, mezi vydávací komorou (5) a komorou (7) pro osmotickou sůl, polopropustnou membránu (100) mezi komorou (7) pro osmotickou sůl a komorou (12) pro osmotickou kapalinu, propustnou ve směru do komory (7) pro osmotickou sůl, a otevíratelnou kapalinotěsnou překážku (200) pro izolování komory (12) pro osmotickou kapalinu od komory (7) pro osmotickou sůl, vyznačené tím, že pouzdro čerpadla je pouzdro (2) stříkačky s vydávací hubicí (3) na jednom jeho konci, přičemž vydávací komora (5) v pouzdře stříkačky je přilehlá k vydávací hubici (3), a komora (12) pro osmotickou kapalinu je na straně odvrácené od otevíratelné kapalinotěsné překážky (200) vymezována pohyblivým pístem (14), kluzně a těsně uloženým v pouzdře, přičemž komora (7) pro osmotickou sůl je uzavřena na straně odvrácené od

   -9CZ 282437 B6 vydávací strany polopropustnou membránou (100), nepropustnou ze strany komory (7), a na druhé straně nepropustným pohyblivým prostředkem (300) citlivým na tlak, přičemž polopropustná membrána (100) je oddělována od komory (12) pro osmotickou kapalinu otevíratelnou kapalinotěsnou překážkou (200).
2. 2. Osmotické čerpadlo podle nároku 1, vyznačené tím, že kapalinotěsná překážka (200) obsahuje fólii (10) protrhovatelnou aktivačním relativním přetlakem mezi přilehlými komorami (12, 7)
3. 3. Osmotické čerpadlo podle nároků 1 nebo 2, vyznačené tím, že polopropustná membrána (100) je uložena na prstencovém pístu (9), kluzně a kapalinotěsně uloženém v pouzdře (2), přičemž polopropustná membrána (100) je osazena přes středový průchod v prstencovém pístu (9).
4. 4. Osmotické čerpadlo podle nároku 1, vyznačené tím, že kapalinotěsná překážka (200) je tvořena pístem (23, 63), pohyblivým mezi uzavírací polohou v kluzném a těsném záběru s vnitřním povrchem pouzdra (2), a otevřenou polohou, přemístěnou přetlakem, v rozšířeném profilu (400) pouzdra s obtokovým ústupkem (21, 62) v němž je uložen mimo těsný záběr s vnitřním povrchem pouzdra (2).
5. 5. Osmotické čerpadlo podle nároku 4, vyznačené tím, že píst (23) má nepropustnou čelní plochu (26) a prstencový obvodový lem (27), vystupující z čelní plochy (26), přičemž v obvodovém lemu (27) je vytvořen otvor (34), přes který je uložena polopropustná membrána (100), ležící v uzavřené poloze pístu proti stěně pouzdra (2), zatímco v otevřené poloze pístu (23) leží proti obtokovému ústupku (21).
6. 6. Osmotické čerpadlo podle nejméně jednoho z nároků laž5, vyznačené tím, že nepropustný pohyblivý prostředek (300) citlivý na tlak je píst (6).
7. 7. Osmotické čerpadlo podle nejméně jednoho z nároků laž5, vyznačené tím, že nepropustný pohyblivý prvek (300) citlivý na tlak je poddajná membrána (58).
8. 8. Osmotické čerpadlo podle nároku 7, vyznačené tím, že poddajná membrána (58) obklopuje ve formě vaku vydávací komoru (5).
9. 9. Osmotické čerpadlo podle nejméně jednoho z nároků laž8, vyznačené tím, že na straně hubice (3) je připojena oddělitelná zásobní komora (28) pro uložení látky, vydávané čerpadlem, nebo části takové látky, uzavíratelně spojená s vydávací komorou (5).
10. 10. Osmotické čerpadlo podle nejméně jednoho z nároků laž9, vyznačené tím, že mezi komorou (7) pro osmotickou sůl a vydávací komorou (5) je uložena zásobní komora (51), oddělená od vydávací komory (5) přesuvným pístem (53), přesouvátelným do přepouštěcí polohy u obtokového ústupku (54).
11. 11. Osmotické čerpadlo podle nejméně jednoho z nároků lažlO, vyznačené tím, že pohyblivý píst (14), uložený na straně odvrácené od hubice (3), je opatřen tlačnou pístní tyčí (16) pro otevírání otevíratelné kapalinotěsně překážky (200).
12. 12. Osmotické čerpadlo podle nároku 11, vyznačené tím, že tlačná pístní tyč (16) je předepnuta do otevíracího přesunu a je zajištěna na pouzdře zajišťovacím prostředkem (18).