DD274863A1

DD274863A1 - SAFETY VALVE FOR MINIMAL FLOW RATE, ESPECIALLY FOR IMPLANTABLE INFUSION PUMPS

Info

Publication number: DD274863A1
Application number: DD31887288A
Authority: DD
Inventors: Axel Georgi; Wolfgang Lehwald; Volker Ludwig; Ulrich Stoeckigt
Original assignee: Komb Medizin Und Labor Technik
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-01-03
Also published as: SE468377B; SE8901731L; ATA115889A; SE8901731D0; DE3915708A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherheitsventil fuer minimale Durchflussmengen, insbesondere fuer implantierbare Infusionspumpen. Um den Patienten vor einer Ueberdosis des Infusats zu schuetzen, soll das Sicherheitsventil bereits bei geringstem Druckanstieg ansprechen und ein sicheres Schliessen gewaehrleisten. Das Ventil enthaelt in bekannter Weise eine Membran mit einer mittigen Bohrung. An dieser und auf dem gegenueberliegenden Gehaeuseboden sind je ein Magnetplaettchen mit entsprechenden, zueinander versetzt angeordneten Bohrungen befestigt. Die magnetischen Kraefte sind entgegengesetzt ausgerichtet. Steigt der Druck des Infusats an, werden die Magnetplaettchen entgegen ihrer Abstossungskraft aufeinandergedrueckt - das Ventil sperrt den Infusatstrom. Fig. 1The invention relates to a safety valve for minimum flow rates, especially for implantable infusion pumps. To protect the patient from an overdose of the infusate, the safety valve should respond even at the slightest pressure increase and ensure a secure closure. The valve contains in a known manner a membrane with a central bore. At this and on the opposite Gehaeuseboden a magnetic plate with corresponding mutually offset holes are each attached. The magnetic forces are oppositely directed. If the pressure of the infusate increases, the magnetic plates are pressed against their repulsive force - the valve blocks the flow of infusate. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für minimale Durchflußmengen. Das Sicherheitsventil ist überall dort einsetzbar, wo kleinste Fluidströme bei gefährlicher Druckerhöhung zuverlässig gesperrt werden müssen. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Medizintechnik, insbesondere implantierbare Treibgaspumpen zur Infusion von flüssigen Pharmaka, z. B. Insulin.The invention relates to a safety valve for minimum flow rates. The safety valve can be used anywhere where the smallest fluid flows must be reliably blocked in the event of dangerous pressure increase. Preferred field of application is medical technology, in particular implantable propellant gas pumps for infusion of liquid pharmaceuticals, eg. B. insulin.

Jharakterlitlk des bekannte.. Standes der TechnikJharakterlitlk the known .. State of the art

Bei einer in der DE-AS 2552446, A 61M - 5/14 beschi iebenen Pumpe wird der Fluidstrom durch die Viskosität des Fluids und durch den dem Fluidstrom entgegen wirkenden Strön ungswiderstand bestimmt. Bei einer Druckerhöhung im Infusatbehälter, wie sie z. B. beim Nachfüllvorganrj oder bei einem anderen Defekt auftritt, erhöht sich zwangsläufig die Förderrate, was zu lebensbedrohliohen Zuständen das Patienten führen kann.In a beschi iebenen in DE-AS 2552446, A 61M - 5/14 pump, the fluid flow through the viscosity of the fluid and by the fluid flow counteracting Strön ungswiderstand is determined. At a pressure increase in Infusatbehälter, as z. B. occurs during Nachfüllvorganrj or any other defect, inevitably increases the delivery rate, which can lead to life-threatening conditions the patient.

Die DE-OS 3333977, A 61M - 5/14, sieht deshalb ein elektrisch betätigtes Sicherheitsventil vor. Betätigungs- und Steuere'. <rgie haben eine unterschiedliche Form. Außerdem ist nachteilig, daß dafür ein Enargiespeicher benötigt wird, dessen Austausch im implantierten Zustand jedoch immer einen operativen Eingriff erforderlich macht.DE-OS 3333977, A 61M - 5/14, therefore provides an electrically operated safety valve. Acting and controlling '. <rgie have a different shape. It is also disadvantageous that a Enargiespeicher is needed for this, but its replacement in the implanted state always makes an operation required.

In der DD-PS 247607, A 61M - 37/00, wird ein selbstschließendes Ventil aus einem hochelastischem Material beschrieben, das vor dem Ausflußkatheter angeordnet ist. Der Schließdruck muß relativ hoch sein. Damit wird die Medikamentenzufuhr zwar beim Nachfüllvorgang unterbrochen, bei kleineren Defekten der Pumpe jedoch nicht. Veränderungen am Material stellen außerdem einen bedeutenden Unsicherheitsfaktor dar.In DD-PS 247607, A 61M - 37/00, a self-closing valve made of a highly elastic material is described, which is arranged in front of the outflow catheter. The closing pressure must be relatively high. Thus, the drug delivery is indeed interrupted during the refilling, for smaller defects of the pump but not. Changes to the material also represent a significant factor of uncertainty.

Die DE-OS 2638879, F 16K-15/00, stellt ein Rückschlagventil vor, das besonders für den Kraftfahrzeugbau geeignet ist. In dem Ventilgehäuse aus Kunststoff ist als Ventilkörper eine Membran aus Gummi eingespannt. In die Innenseite des Bodens des Vantilgehäuses ist koaxial zur Einlaßöffnung und zum Ventilsitz ein ringförmiger Dauermagnet mit Rechteckquerschnitt in eine Nut eingelassen. Im Bereich des Dauermagnets ist in dem gegenüberliegerden Abschnitt der Membran eine Ringscheibe aus Stahl eingebettet, die von dem Dauermagnet angezogen wird. Die Membran weist an ihrer Unterseite eine ringförmige Dichtlippe auf, die bei geschlossenem Rückschlagventil am Ventilsitz anliegt. Sie ist weiterhin mit ringförmig um die Stahlscheibe engeordneten Durchgangslöchern versehen. Das Ventil ist geöffnet, wenn der Luftdruck in der Einlaßleitung dem Luftdruck in der Auslaßleitung und der magnetischen Kraft überwiegt. Sobald sich ein Druckausgleich einstellt, schließt das Ventil infolge der magnetischen Anziehung der Stahlscheibe durch den Dauermagnet.DE-OS 2638879, F 16K-15/00, presents a check valve, which is particularly suitable for motor vehicle construction. In the valve housing made of plastic, a membrane made of rubber is clamped as a valve body. In the inside of the bottom of the Vantilgehäuses an annular permanent magnet with a rectangular cross-section is inserted into a groove coaxial with the inlet opening and the valve seat. In the region of the permanent magnet, an annular disc made of steel is embedded in the opposite section of the membrane, which is attracted by the permanent magnet. The membrane has on its underside an annular sealing lip, which bears against the valve seat when the check valve is closed. It is further provided with annularly arranged around the steel disc through holes. The valve is open when the air pressure in the inlet duct is outweighed by the air pressure in the outlet duct and the magnetic force. As soon as a pressure equalization occurs, the valve closes due to the magnetic attraction of the steel disc through the permanent magnet.

Dieses Lösungsprinzip ist für höhere Öffnungsdrückf und damit größere Durchflußmengen geeignet, nicht aber für sehr niedrige Schließdrücke und damit minimale Durchflußmengen, wie sie für die Dauerinfusion erforderlich sind. Dies hat mehrere Gründe. Die magnetischen Kräfte können mit den angegebenen Mitteln, insbesondere mit der Stahlscheibe, für minimale Drücke überhaupt und zudem noch reproduzierbar nicht eingestellt werden. Die Verwendung der Stahlscheibe ermöglicht nur anziehende Kräfte, was dem vorgesehen .η Sicherheitsventil entgegensteht. Dichtlippen scheiden bei minimalen Schließdrücken als Dichtelemente aus, weil zu ihrer Deformation höhere Drücke erforderlich sind.This solution principle is suitable for higher Öffnungsdrückf and thus larger flow rates, but not for very low closing pressures and thus minimum flow rates, as required for continuous infusion. This has several reasons. The magnetic forces can not be adjusted with the specified means, in particular with the steel disc, for minimal pressures at all and in addition still reproducibly. The use of the steel disc allows only attractive forces, which precludes the provided .η safety valve. Sealing lips exude at minimum closing pressures as sealing elements, because to their deformation higher pressures are required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Schutz der Träger von implantierbaren Infusionspumpen vor lebensbedrohlichen Förderraten sicherer zu machen und den Aufwand hierfür zu senken.The aim of the invention is to make the protection of the carriers of implantable infusion pumps safer life-threatening delivery rates and reduce the cost of this.

-2- 274 863 Darlegung des Wosens der Erfindung-2- 274 863 Explanation of the Invention

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil für implantierbare Infusionspumpen zu finden, das mit sehr geringem Schließdruck selbsttätig einen zu hohen Infusatstrom sicher sperrt und keine Steuermittel und -energie benötigt. Die Lösung dieser Aufgabe schließt als bekannt eine im Ventilgehäuse parallel zu dem den Ventilsitz aufnehmenden Gehäuseboden spannungslos angeordnete Membran mit mindestens einer Bohrung ein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen: Auf der Membran ist bis auf die Randzone flächendeckend ein Magnetplättchen befestigt, das mindestens eine Bohrung an denselben Stellen wie die Membran aufweist. Auf dem die Ausflußöffnung enthaltenden, ebenen Gehäuseboden iot flächendeckend ein Magnetplättchen mit einer zur Ausflußöffnung koaxialen Bohrung befestigt. Die Bohrungen der Magnetplättchen sind versetzt zueinander angeordnet. Die Kräfte der Magnetplättchen sind entgegengesetzt ausgerichtet. In zweckmäßigen Ausführungen ist weiterhin ve 'gesehen:The invention had the object of finding a safety valve for implantable infusion pumps, which automatically locks with a very low closing pressure too high Infusatstrom and no control means and energy needed. The solution to this problem includes, as known, a membrane in the valve housing parallel to the valve seat receiving the housing tensionless arranged membrane with at least one bore. According to the invention, it is provided that a magnetic plate, which has at least one bore at the same locations as the membrane, is affixed to the membrane surface-wide, except for the edge zone. On the outlet housing containing the flat housing bottom iot area-covering a magnetic plate attached to a coaxial bore to the bore. The holes of the magnetic plates are offset from one another. The forces of the magnetic plates are oppositely oriented. In expedient embodiments is further seen ve ':

Die Magnetplättchen sind als Kunststoffolien mit eingelagerten magnetischen Teilchen ausgeführt. Die Bohrung der Membran und ihres Magnetplättchens ist mittig und koaxial :ur Zuflußöffnung. Die Ausflußöffnung und die Bohrung des auf dom Gehäuseboden befestigten Magnetplättchens sind außermittig und nicht fluchtend zur Zuflußöffnung.The magnetic plates are designed as plastic films with embedded magnetic particles. The bore of the membrane and its magnetic plate is centered and coaxial: ur inflow opening. The outflow opening and the bore of the magnet plate mounted on the housing bottom are eccentric and not aligned with the inflow opening.

Ausführungsbelsp'el The drawing shows the sectional view of an inventively designed safety valve.

Das Gehäuse des dargestellten Ventils setzt sich aus einem hohlzylindrischsn Oberteil 1 und einem hohlzylindrischen Unterteil 2 zusammen. Zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 ist der Rand einer Membran 3 eingespannt. Diese teilt den Ventilraum in die im Oberteil 1 gelegene Zuflußkammer 4 und die im Unterteil 2 befindliche Ausflußkammer 5. In Randnähe besitzt die Membran 3 eine faltenartige Krümmung 6. In der Mitte der vom Oberteil 1 gebildeten Gehäusedecke 7 befindet sich die Zuflußöffnung 8, zu der die Ausflußöffnung 9 versetzt im Gehäuseboden 10 angeordnet ist, der vom Unterteil 2 gebildet ist. An die Zuflußöffnung 8 schließt sich der mit dem Oberteil 1 einstückig verbundene Einlaßstutzen 11 an. Entsprechend schlioßt sich an die Ausflußöffnung 9 der mit dem Unterteil 2 einstückig verbundene Auslaßstutzen 12 an. Der Einlaßstutzen 11 nimmt das Ende eines zum Infusatbehälter führenden Schlauches auf, während auf den Auslaßstutzen 12 der Anfang des Ausflußkatheters aufgepreßt ist. Auf der Unterseite der Membran 3 ist ein Magnetplättchen 13 in Form einer Kunststoffolie mit eingelagerten magnetischen Teilchen so aufgeklebt, daß sein Rand an die faltenartige Krümmung 6 heranreicht. Die Membran 3 und das Magnetplättchen 13 sind mit einer zur Zuflußöffnung 8 koaxialen und zugleich rrittigen Bohrung 14 versehen. Auf dem Gehäuseboden 10 ist ebenfalls ein derartiges Magnetplättchen 15 flächendeckend aufgeklebt, das an der Stelle der Ausflußöffnung 9 eine Bohrung 16 aufweist. Die Magnetplättchen 13,15 werden vor dem Aufkleben quer zu ihrer flächenhaften Ausdehnung magnetisiert und so auf der Membran 3 und dem Gehäuseboden 10 angeordnet, daß sich ihre magnetischen Kräfte abstoßen. Die ferromagnetischen Teilchen sind gleichmäßig im Volumen der Magnetplättchen 13,15 verteilt. Die Stärke ihrer Magnetfelder hängt außer von der Dichte der 'erromagnetischen Teilchen von ihren geometrischen Abmessungen und von der Stromstärke der Magnetisierung ab.The housing of the illustrated valve is composed of a hollow cylindrical upper part 1 and a hollow cylindrical lower part 2. Between the upper part 1 and the lower part 2, the edge of a membrane 3 is clamped. This divides the valve space in the inflow chamber 4 located in the upper part 1 and located in the lower part 2 Ausflußkammer 5. Near the edge, the diaphragm 3 has a fold-like curvature 6. In the middle of the housing cover 7 formed by the upper part 1 is the inflow opening 8, to the the outflow opening 9 is arranged offset in the housing bottom 10, which is formed by the lower part 2. At the inlet opening 8, the integrally connected to the upper part 1 inlet port 11 connects. Accordingly closes to the outflow 9 of the integrally connected to the lower part 2 outlet 12. The inlet port 11 receives the end of a tube leading to the infusate, while on the outlet port 12 of the beginning of the Ausflußkatheters is pressed. On the underside of the membrane 3, a magnetic plate 13 in the form of a plastic film with embedded magnetic particles is glued so that its edge reaches the fold-like curvature 6. The membrane 3 and the magnetic plate 13 are provided with a coaxial to the inlet 8 and at the same time ridged bore 14. On the housing bottom 10, such a magnetic plate 15 is also adhered throughout the area, which has a bore 16 at the location of the outflow opening 9. The magnetic plates 13,15 are magnetized before sticking transversely to its planar extent and arranged on the membrane 3 and the housing bottom 10 that repel their magnetic forces. The ferromagnetic particles are uniformly distributed in the volume of the magnetic plates 13,15. The strength of their magnetic fields depends, in addition to the density of the erromagnetic particles, on their geometrical dimensions and on the magnitude of the magnetization.

Alle Teile des Sicherheitsventils bestehen aus c>nem physiologisch unbedenklichen und einem medikamentenverträglichen Plastwerkstoff.All parts of the safety valve consist of a physiologically harmless and a drug compatible plastic material.

The safety valve described has the following mode of action:

Bei normaler, zulässiger Förderrate des Infusats, z. B. Insulin, befinden sich die Membran 3 und das Magnetplättchen 13 in einem Abstand von dem Magnetplättchen 15. Das Infusat fließt vom Einlaßstutzen 11 in die Zuflußkammer 4, von dort durch die Bohrung 14 in die Ausflußkammer 5, von wo es durch die Bohrung 16 und den Auslaßstutzen 12 in den Ausflußkatheter gelangt. Steigt der Druck im Infusatbehälter und damit in der Zuflußkammer 4, so werden die magnetische Abstoßungskraft der Plättchen 13,15 überwunden und die Plättchen 13,15 selbst aufeinandergedrückt. Dadurch werden die Bohrungen 14,16 verschlossen, wobei die Plättchen 13,15 gleichzeitig abdichten. Die Wirkung entspricht der zweier hintereinandergeschalteter Ventile, deren Verschlußkörper gleichzeitig betätigt werden. Verschlußkörper ist im vorliegenden Fall jeweils das andere Magnstplättchen 13, 15. Verringert sich eier Druck im Infusatbehälter wieder unter einem von der Magnetkraft abhängigen Wert, so öffnet das Ventil wieder.At normal, permissible delivery rate of the infusate, z. As insulin, the membrane 3 and the magnetic plate 13 are at a distance from the magnetic plate 15. The infusate flows from the inlet port 11 into the inflow chamber 4, from there through the bore 14 in the Ausflußkammer 5, from where it passes through the bore 16th and the outlet port 12 enters the Ausflußkatheter. If the pressure in the infusate container and thus in the inflow chamber 4 increases, the magnetic repulsive force of the platelets 13, 15 is overcome and the platelets 13, 15 are pressed against one another. As a result, the holes 14,16 are closed, the platelets 13,15 seal at the same time. The effect corresponds to the two series-connected valves, the closure body are operated simultaneously. In the present case, closure body is in each case the other platelet 13, 15. If the pressure in the infusate container is again below a value dependent on the magnetic force, the valve opens again.

Auf den Ansprechdruck kann über die Magnetkräfte der beiden Plättchen 13,15 und über den Durchmesser sowie die Länge der Bohrung 14 Einfluß genommen werden. Die Elastizitätseigenschaften der Membran 3 haben keine Auswirkungen auf die Funktionsweise des Ventils. Durch geeignete Wahl dieser Parameter können Schließdrücke unter 1 kPa erreicht werden.On the set pressure can be taken over the magnetic forces of the two plates 13,15 and over the diameter and the length of the bore 14 influence. The elasticity properties of the membrane 3 have no effect on the operation of the valve. By suitable choice of these parameters, closing pressures below 1 kPa can be achieved.

Claims

1. Safety valve for minimum flow rates, in particular for implantable infusion pumps, with a valve housing in parallel to the valve seat receiving housing bottom tension-free arranged membrane with at least one bore, characterized in that on the membrane (3) to the edge zone area covering a magnetic plate (13 ), which has at least one bore (14) at the same locations as the membrane (3), on the flat housing bottom (10) containing the outflow opening (9), a magnetic plate (15) with a coaxial to the outflow opening (9) Bore (16) is fixed, the holes (14,16) of the magnetic plates (13,15) are arranged offset to one another and the forces of the magnetic plates (13,15) are aligned opposite.

2. Safety valve for minimum flow rates according to claim 1, characterized in that the magnetic platelet (13,15) are designed as plastic films with embedded magnetic particles.

3. safety valve for minimum flow rates according to claim 1 and 2, characterized gekennzelch dt, that the bore (14) of the membrane (3) and its magnetic plate (13) is central and coaxial with the i'ußlußöffnung (8) and the outflow opening (9) and the bore (1β) of the other optical disk (15) is off-center and out of alignment with the inflow port (8).