DE10051371A1 - Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts umfasst DOLLAR A a) ein Gehäuse, DOLLAR A b) ein von dem Gehäuse aufgenommenes Behältnis (7) für das Produkt, aus dem durch eine Verschiebung eines darin aufgenommenen Kolbens auf eine Öffnung des Behältnisses (7) das Produkt durch die Öffnung hindurch ausgeschüttet wird, DOLLAR A c) und eine Antriebseinrichtung DOLLAR A und zeichnet sich dadurch aus, dass DOLLAR A d) die Antriebseinrichtung für die Produktausschüttung das Behältnis (7) relativ zu dem Gehäuse und dem Kolben verschiebt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, vorzugsweise ein Infusionsgerät, zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Für die Verabreichung von Medikamenten in fluider Form, insbesondere flüssiger Form, beispielsweise Insulin, kommen tragbare Injektions- und/oder Infusionsgeräte zum Einsatz. Das Medikamentfluid wird dosiert aus einem Fluidbehältnis mittels eines Kolbens verdrängt und verabreicht. Breiten Einsatz finden solche Geräte als Pumpengeräte und manuell zu betätigende Pens in der Insulinbehandlung. Ein Injektionspen ist beispielsweise aus der WO 93/16740 bekannt. Beispiele für tragbare Infusionsgeräte sind die Insulinpumpen der Disetronic Medical Systems AG. Der Verwender trägt das Gerät im allgemeinen ständig bei sich, beispielsweise am Arbeitsplatz oder auch im Urlaub. Um größtmögliche Unabhängigkeit von externer Versorgung einerseits und Bewegungsfreiheit andererseits zu haben, sollte das Gerät zwar möglichst viel Medikamentfluid fassen können, dabei dennoch klein sein. Die Forderung nach platzsparender Bauweise besteht im medizinischen Bereich auch grundsätzlich; so auch bei stationären Geräten und Anlagen.

In der WO 98/47552 wird eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts offenbart, die ein Gehäuse, ein von dem Gehäuse aufgenommenes Behältnis, aus dem durch eine Vorschubbewegung eines darin aufgenommene Kolbens auf eine Öffnung des Behältnisses zu eine Produktdosis durch die Öffnung hindurch ausgeschüttet wird, und eine Antriebseinrichtung umfasst. Der Kolben wird mittels eines Abtriebsglieds der Antriebseinrichtung in dem Behältnis auf die Öffnung des Behältnisses hin verschoben. Die Antriebseinrichtung umfasst mehrere teleskopierbare Verschiebestufen.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts zu schaffen, die dazu beiträgt Raum zu sparen und daher vorzugsweise als Vorrichtung für ein tragbares Medikamentverabreichungsgerät geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem ein Behältnis für ein injizierbares Produkt aufgenommen wird. Das Behältnis weist eine Öffnung auf, aus der Produkt hindurch ausgeschüttet werden kann, und nimmt einen Kolben auf, wobei zwischen dem Kolben und der Öffnung in dem Behältnis ein Volumen gebildet wird, in dem sich das injizierbare Produkt befindet. Zur Ausschüttung von Produkt, vorzugsweise einer einstellbaren Produktdosis, wird das Volumen zwischen dem Kolben und der Öffnung des Behältnisses mittels einer Antriebseinrichtung verringert. Es wird eine Relativverschiebung zwischen dem Kolben und dem Behältnis herbeigeführt. Gemäß der Erfindung wird dies mittels einer Verschiebung des Behältnisses relativ zu dem Gehäuse erreicht. Das Behältnis wird von der Antriebseinrichtung bewegt. Das Behältnis wird von dem Gehäuse verschiebbar aufgenommen und ist mit der Antriebseinrichtung mechanisch gekoppelt. Durch diese Anordnung ergeben sich neue Konstruktionsmöglichkeiten für Verabreichungsgeräte. Beispielsweise können in einem geschlossenen Gehäuse vorhandene Räume flexibler als bisher genutzt werden.

Obgleich besonders bevorzugt für die Produktausschüttung das Behältnis relativ zu dem Gehäuse und der Kolben relativ zu dem Behältnis und dem Gehäuse verschoben werden, weist bereits eine Vorrichtung, bei der für die Produktausschüttung ausschließlich das Behältnis relativ zu dem Gehäuse verschoben wird, Vorteile auf. Bei bekannten Injektionspens wird sowohl die Dosierung als auch die Ausschüttbewegung des Kolbens mit einem als Kolbenstange dienenden Abtriebsglied bewirkt, das nur während der Ausschüttbewegung den Kolben berührt. Nach der Ausschüttung fährt das Abtriebsglied in eine Dosierstellung zurück, in der ein dann bestehender lichter Abstand zwischen dem Kolben und dem Abtriebsglied durch Verstellung des Abtriebsglieds verringert und hierdurch die mit der nächsten Ausschüttbewegung des Abtriebsglieds auszuschüttende Produktdosis eingestellt wird. Durch die Erfindung kann bei solchen Injektionspens die Ausschüttbewegung von der Dosierbewegung separiert werden. Die Dosierbewegung kann nach wie vor von einem Abtriebsglied der Antriebseinrichtung ausgeführt werden, während die Ausschüttbewegung von dem Behältnis ausgeführt wird. Falls jedoch auch ein auf den Kolben wirkendes Abtriebsglied der Antriebseinrichtung bei der Ausschüttbewegung bewegt wird, wie dies bevorzugteren Ausführungsformen entspricht, wird bereits allein mit dem bewegten Abtriebsglied und dem gegensinnig hierzu bewegten Behältnis ein Teleskopeffekt erzielt, wenn das Behältnis über ein Stützglied für das Abtriebsglied geschoben wird. Indem das Behältnis in die für eine Ausschüttung erforderliche Bewegung einbezogen oder diese Bewegung nur durch das Behältnis ausgeführt wird, kann auch Konstruktionsflexibilität erzielt werden. So wird zusätzlich Freiheit für die Ausbildung und Anordnung der Antriebseinrichtung gewonnen.

Der Kolben wird an einer Verschiebung gemeinsam mit dem Behältnis gehindert, so dass eine für eine Produktausschüttung erforderliche Verringerung des Abstands zwischen dem Kolben und der Behältnisöffnung stattfindet. Der Kolben kann, beispielsweise über ein Halteelement, fest mit dem Gehäuse verbunden sein. Vorzugsweise stützt jedoch ein in das Behältnis ragendes Abtriebsglied der Antriebseinrichtung den Kolben.

Besonders bevorzugt wird der Kolben von dem Abtriebsglied in Vorschubrichtung relativ zu dem Gehäuse verschoben. Bei einer Produktausschüttung drückt das Abtriebsglied in Vorschubrichtung gegen den Kolben. Die Relativbewegung des Kolbens zu dem Behältnis setzt sich somit aus zwei Teilbewegungen zusammen, wobei eine erste Teilbewegung durch die Verschiebung des Behältnisses und eine zweite Teilbewegung durch die Verschiebung des Kolbens mittels des Abtriebsglieds erzeugt wird. Es kann ein, im Vergleich zum Stand der Technik, kürzeres Abtriebsglied zur Verschiebung des Kolbens verwendet werden.

Vorzugsweise werden die beiden Teilbewegungen gleichzeitig ausgeführt. Das Abtriebsglied wird dabei relativ zu dem Gehäuse in Vorschubrichtung des Kolbens und das Behältnis relativ zu dem Gehäuse entgegen der Vorschubrichtung des Kolbens verschoben. Vorzugsweise bewegen sich das Abtriebsglied und das Behältnis mit gleichen Verschiebegeschwindigkeiten, d. h. ihre Verschiebungen sind in diesem Falle gegengleich.

Vorzugsweise umfasst die Antriebseinrichtung mindestens zwei relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse bewegbare, vorzugsweise teleskopierbare, Verschiebestufen. Zusätzlich zu einer ersten Verschiebstufe ist wenigstens eine zweite Verschiebestufe vorgesehen, die dem Gehäuse gegenüber und auch gegenüber der ersten Verschiebestufe in Vorschubrichtung des Kolbens verschiebbar ist, und bei ihrem Verschieben in Vorschubrichtung des Kolbens die erste Verschiebestufe mitnimmt. Durch die Kombination mehrerer Verschiebestufen mit einer Verschiebung des Behältnisses, das als weitere Verschiebestufe dient, kann die Länge jeder einzelnen der Verschiebestufen gegenüber dem Stand der Technik verkürzt werden. Werden gleichlange Verschiebestufen wie im Stand der Technik verwendet, kann hingegen ein längerer Verschiebeweg erreicht werden, so dass längere Behältnisse eingesetzt werden können. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur dosierten Verabreichung des injizierbaren Produkts kann entweder bei gleicher Länge mehr injizierbares Produkt aufnehmen oder bei gleicher Produktmenge kürzer gebaut sein.

Das Abtriebsglied oder die mehreren Verschiebestufen wird oder werden vorzugsweise an einem Stützglied abgestützt und ist oder sind relativ zu dem Stützglied bewegbar. Das Stützglied ist ein Bestandteil der Antriebseinrichtung. Vorzugsweise ragen am Ende der Ausschüttung das Stützglied und das Abtriebsglied in das Behältnis hinein. Vorzugsweise wird das Behältnis während der Verschiebung über das relativ zum Gehäuse vorzugsweise nicht verschiebbare Stützglied geschoben. Gleichzeitig kann das Abtriebsglied den Kolben in Vorschubrichtung auf die Öffnung des Behältnisses zu verschieben oder den Kolben gegen eine Verschiebung mit dem Behältnis nur stützen. In einer alternativen Ausführungsform kann auch das Stützglied relativ zu dem Gehäuse in Vorschubrichtung in das Behältnis verschoben werden.

Das Behältnis und/oder das Abtriebsglied können manuell oder motorisch verschoben werden. Das Behältnis kann mit einer Zahnstange verbunden sein, die über ein Zahnrad antreibbar ist. Vorzugsweise wird das Behältnis jedoch von einer Spindel angetrieben, die ein Bestandteil der Antriebseinrichtung ist und drehangetrieben wird. Das Behältnis wird vorzugsweise verdrehsicher, aber verschiebbar im Gehäuse gelagert und ist mittels eines Schraubgelenks mit der Spindel verbunden. Wird die Spindel in Drehung versetzt, verschiebt sich das Behältnis entlang der Spindel. Vorzugsweise ist das Behältnis an einem Schiebeteil befestigt, welches mit der Spindel das Schraubgelenk bildet. Das Behältnis ist bevorzugt unmittelbar an einer das Schraubgelenk mitbildenden Spindelmutter befestigt. Die Spindel ist vorzugsweise längs neben dem Behältnis angeordnet. Dadurch kann auf einfache Weise eine gleichzeitige Verschiebung des Behältnisses und des Abtriebsglieds realisiert werden. Das Schiebeteil ist vorzugsweise an einem Kopfbereich des Behältnisses befestigt. Die Spindel könnte auch unterhalb des Behältnisses angeordnet werden, was jedoch Nachteile im Platzbedarf hinsichtlich der Längserstreckung der Vorrichtung mit sich bringt. Obgleich weniger bevorzugt, kann die Spindel auch fest mit dem Behältnis verbunden sein und in eine von der Antriebseinrichtung angetriebene Spindelmutter eingreifen.

Die Bewegungen des Behältnisses und des Abtriebsglieds können jeweils von einer eigenen Antriebseinrichtung erzeugt werden. Vorzugsweise aber werden das Behältnis und das Abtriebsglied von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung angetrieben. Es kann eine manuelle oder motorische Antriebseinrichtung vorgesehen werden. Bevorzugt umfasst die Antriebseinrichtung einen Motor, der eine automatische und dosierte Ausschüttung des Produkts ermöglicht. Der Motor treibt vorzugsweise über ein Verteilergetriebe das Abtriebsglied und das Behältnis an. Es kann auch je ein Motor für das Behältnis und das Abtriebsglied vorgesehen werden, um durch einen ungleichzeitigen Antrieb eine feiner dosierte Ausschüttung des Produkts zu ermöglichen.

Eine besondere Längenersparnis ergibt sich, wenn der Motor neben dem Behältnis angeordnet wird. Der Motor befindet sich zumindest in einer Endstellung der Ausschüttbewegung des Behältnisses und des Abtriebsglieds, auf gleicher Höhe wie das Behältnis. Der Motor wird vorzugsweise verschiebe- und verdrehfest von dem Gehäuse der Vorrichtung aufgenommen. Er kann jedoch auch mit dem Behältnis oder dem Abtriebsglied bewegt werden.

Eine Verschiebung des Behältnisses wird besonders bevorzugt bei Pumpengeräten eingesetzt. Sie kann jedoch auch vorteilhaft in einem Injektionspen eingesetzt werden. Wird die Antriebseinrichtung hinter dem Behältnis angeordnet, kann die Antriebseinrichtung vorzugsweise mit dem Abtriebsglied in das Behältnis verschoben werden. Wird eine gehäusefeste Antriebseinrichtung verwendet, kann die Antriebseinrichtung von dem Behältnis überschoben werden. Es wird somit für eine besonders platzsparende Anordnung gesorgt.

Obgleich die Erfindung in erster Linie bei tragbaren Infusions- und/oder Injektionsgeräten Verwendung findet, kann sie mit Vorteil auch bei stationären Anlagen eingesetzt werden. Das Produkt ist ein medizinisch und/oder kosmetisch wirksames Produkt, beispielsweise Insulin.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts,

Fig. 2a eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Zwischenstellung,

Fig. 2b eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Endstellung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei das Gehäuse aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt wird. Ein Motor 1 einer Antriebseinrichtung ist verschiebegesichert im Gehäuse aufgenommen. Der Motor treibt über Zahnräder 2, 11 und 13 eine Spindel 10 und ein Stützglied 4 an. Das Stützglied 4 ragt von hinten in ein Behältnis 7. Ein in Fig. 2a erkennbares Abtriebsglied 4a, das an dem Stützglied 4 abgestützt ist, drückt gegen einen Kolben, der verschieblich im Behältnis 7 aufgenommen ist. Das Behältnis 7 ist vorzugsweise eine Ampulle. Es weist am vorderen Ende eine Öffnung auf, die vorzugsweise mit einer Membrane verschlossen ist. Die Membrane kann von einer Injektionsnadel N durchstochen werden und stellt somit eine Verbindung zwischen dem Behältnis 7 und dem Patienten her. Die Verbindung kann auch über einen Katheter verlängert werden. Wird der Kolben relativ zum Behältnis 7 in Richtung auf die Öffnung verschoben, wird Produkt durch die Öffnung hindurch ausgeschüttet.

Das Abtriebsglied 4a bildet mit dem Stützglied 4 einen Spindeltrieb. Durch eine Drehung des Zahnrads 13 wird das Abtriebsglied 4a in Vorschubrichtung des Kolbens verschoben. Der Kolben bewegt sich dabei relativ zu dem Gehäuse in Richtung auf die Öffnung des Behältnisses 7 zu.

Das Behältnis 7 ist linear verschiebbar im Gehäuse gelagert. Ein Schiebeteil 8 stellt eine Verbindung zwischen der Spindel 10 und dem Behältnis 7 her. Das Behältnis 7 weist dazu im Kopfbereich eine radiale Einkerbung auf, mit der das Behältnis 7 in eine U- förmige Ausnehmung des Schiebeteils 8 eingesetzt wird. Das Schiebeteil 8 ist hierdurch verschiebesicher mit dem Behältnis 7 verbunden. Das Verschiebeteil 8 weist selbst ein Gewinde auf oder ist mit einem Gewindeteil, vorzugsweise einer Mutter, verbunden. Das Verschiebeteil 8 und die Spindel 10 bilden ein Schraubgelenk, d. h. einem Spindeltrieb. Bei einer Drehung der Spindel 10 werden das Schiebeteil 8 und das Behältnis 7 so verschoben, dass eine Relativverschiebung des Kolbens in Richtung auf die Behältnisöffnung entsteht. Die Verschiebung des Kolbens innerhalb des Behältnisses 7 setzt sich somit aus zwei Teilbewegungen zusammen: Zum einen aus der Verschiebung des Behältnisses 7 entgegen der Vorschubrichtung des Kolbens und zum anderen aus der Verschiebung des Kolbens relativ zu dem Gehäuse in Vorschubrichtung.

Das Behältnis 7 ist in Fig. 1 in einer mittleren Stellung dargestellt. Ein Nadelhalter 3 ist im Ausführungsbeispiel fest mit dem Gehäuse verbunden. Es wird eine Nadel N mit ausreichender Länge vorgesehen, so dass die Nadel N in allen Verschiebestellungen des Behältnisses 7 die Membran des Behältnisses 7 durchdringt. Es kann auch ein flexibler Schlauch vorgesehen werden, der die Bewegung des Behältnisses 7 ausgleicht.

Fig. 2a zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Stellung nach Beginn einer Ausschüttung von Produktfluid. Das Behältnis 7 ist dabei bereits um eine Distanz 10a entgegen der Vorschubrichtung des Kolbens im Gehäuse verschoben worden. Das Abtriebsglied 4a ist bereits in Vorschubrichtung des Kolbens ein Stück weit in das Behältnis 7 geschoben worden.

Fig. 2b zeigt die Vorrichtung in einer Endstellung. Das Behältnis 7 und das Abtriebsglied 4a haben ihre vordersten Verschiebestellungen erreicht. Der Kolben ist maximal auf die Öffnung des Behältnisses 7 hin verschoben.

Vor einer Ausschüttung des Produktfluids wird das Behältnis 7 von der Seite in das Schiebeteil 8 eingeführt. Das Schiebeteil 8 bildet zusammen mit einem Anlagestück 9 eine Behältnishalterung. Zur Ausschüttung wird die Drehbewegung des Motors 1 auf das Stützglied 4 übertragen. Durch den Gewindeeingriff mit dem Stützglied 4 wird das Abtriebsglied 4a in Vorschubrichtung des Kolbens verschoben. Die Rotation der mit dem Zwischenrad 11 gekoppelten Spindel 10 verschiebt das Schiebeteil 8 in Richtung auf das Zwischenrad 11 zu. Hierbei wird das Behältnis 7 entgegen der Vorschubrichtung des Kolbens bewegt. Das Anlagestück 9 dient der Stabilisierung der Behältnisbewegung. Bei der Ausschüttung bewegt sich das Behältnis 7 gegengleich zum ausfahrenden Abtriebsglied 4a und wird über das translatorisch nicht bewegte Stützglied gestülpt. Nach dem vollständigen Ausschütten des Produktfluids können durch eine Drehrichtungsänderung des Motors 1 das Abtriebsglied 4a und das Behältnis 7 wieder in ihre Ausgangspositionen zurückverfahren werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts, die Vorrichtung wenigstens umfassend:

• a) ein Gehäuse,
• b) ein von dem Gehäuse aufgenommenes Behältnis (7) für das Produkt, aus dem durch eine Verschiebung eines darin aufgenommenen Kolbens auf eine Öffnung des Behältnisses (7) zu Produkt durch die Öffnung hindurch ausgeschüttet wird,
• c) und eine Antriebseinrichtung,

dadurch gekennzeichnet, dass

• a) die Antriebseinrichtung für eine Produktausschüttung das Behältnis (7) relativ zu dem Gehäuse und dem Kolben verschiebt.

2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein in das Behältnis (7) ragendes Abtriebsglied (4a) der Antriebseinrichtung den Kolben stützt.

3. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Produktausschüttung auch das Abtriebsglied (4a) relativ zu dem Gehäuse auf die Öffnung zu verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung mindestens zwei teleskopierbare Verschiebestufen umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung ein Stützglied (4) aufweist, das Abtriebsglied (4a) an dem Stützglied (4) abgestützt und relativ zu dem Stützglied (4) bewegbar ist und dass das Stützglied (4) und das Abtriebsglied (4a) bei der Verschiebung in das Behältnis (7) verschoben werden oder das Behältnis (7) über das Abtriebsglied (4a) und zumindest teilweise auch über das Stützglied (4) verschoben wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine drehangetriebene Spindel (10) umfasst und das Behältnis (7) mittels eines Schraubgelenks (8, 10) mit der Spindel (10) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) neben dem Behältnis (7) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung das Behältnis (7) und das Abtriebsglied (4a) gemeinsam antreibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung einen Motor (1) umfasst.

10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (1) neben dem Behältnis (7) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (1) mit dem Behältnis (7) oder dem Abtriebsglied (4a) bewegt wird.