DE10058496A1 - System to give small quantities of gas, e.g. for use in ophthalmic micro-surgery, has a gas bottle linked to the syringe through a pressure control and dosing valve and sterile filter - Google Patents

System to give small quantities of gas, e.g. for use in ophthalmic micro-surgery, has a gas bottle linked to the syringe through a pressure control and dosing valve and sterile filter

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Abstract

System to give small quantities of gas, where in an assembly to take small quantities of a gas, under sterile conditions, the gas bottle (1) is connected to a pressure control (2), a dosing valve (3) and a sterile filter (5), is new. System to give small quantities of gas, where in an assembly to take small quantities of a gas, under sterile conditions, the gas bottle (1) is connected to a pressure control (2), a dosing valve (3) and a sterile filter (5), is new. The assembly, under sterile conditions, is connected to a gas syringe (6). The system can also have a controlled valve and a sensor or switch. The gas bottle is a miniature gas bottle or a pressurized gas can. An adapter (4) couples the sterile filter to the gas supply. An Independent claim is included for charging a gas syringe. The gas pressure moves the syringe plunger to fill the syringe with the small quantity of gas (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasbehälter mit Einrichtung zur Entnahme von Gasen.The invention relates to a compressed gas container with a device for removing Gases.

Kleine Gasmengen werden bei der Kalibrierung von Analysegeräten und im medizinischen Bereich eingesetzt. Beispiel ist die Verwendung von Oktafluorpropan oder SF6 in der Augenchirurgie. Zur mechanischen Unterstützung wird in den Glaskörper des Auges Gas eingebracht. Hierdurch werden mikrochirurgische Eingriffe erleichtert.Small amounts of gas are used in the calibration of analyzers and in the medical field. One example is the use of octafluoropropane or SF 6 in eye surgery. Gas is introduced into the vitreous body of the eye for mechanical support. This makes microsurgical interventions easier.

In der Regel werden die kleinen Gasmengen (im ml-Bereich) über eine Spritze eingesetzt und müssen von einem Druckgasbehälter als Vorratsbehälter, z. B. Druckdosen oder Druckgasflaschen, in die Spritze überführt werden. Dabei ist die direkte Entnahme des Gases aus dem Druckgasbehälter nicht möglich. Deshalb wird im allgemeinen Gas in einen Zwischenbehälter oder Gasballon abgefüllt, wo das Gas praktisch drucklos vorliegt und von dort mit einer Spritze aufgezogen wird. Bei dem Aufziehen der Gasprobe in die Spritze kann es durch einen temporären Unterdruck in der Spritze zu einer Kontamination der Gasprobe durch Umgebungsluft kommen. Außerdem ist das Abfüllen der kleinen Gasmengen sehr umständlich.As a rule, the small amounts of gas (in the ml range) are injected used and must be used as a storage container, e.g. B. Pressurized cans or gas cylinders to be transferred to the syringe. Here is the direct removal of the gas from the compressed gas tank is not possible. That is why generally gas is filled into an intermediate container or gas balloon where the gas is practically depressurized and is drawn up from there with a syringe. In which Drawing up the gas sample into the syringe can cause it to be caused by a temporary vacuum the syringe may contaminate the gas sample with ambient air. In addition, filling the small amounts of gas is very cumbersome.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die es erlauben, kleine Gasmengen ohne die genannten Nachteile aus einer Druckgasquelle in eine Spritze abzufüllen. Für eine Anwendung im medizinischen Bereich stellt sich als weitere Aufgabe, sterile Gasproben in der Spritze bereitzustellen.The object of the invention is an apparatus and a method To provide that allow small amounts of gas without the disadvantages mentioned to be filled into a syringe from a pressurized gas source. For an application in medical field presents itself as another task, sterile gas samples in the Provide syringe.

Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.The problem was solved by a device with the in claim 1 described features.

Die Vorrichtung ist ein Entnahme- und Dosiersystem. Es besteht im wesentlichen aus:
The device is a dispensing and dosing system. It essentially consists of:

  • 1. Dem Druckgasbehälter mit der entsprechenden Gasart.
    In der Regel werden relativ kleine Behältnisse von der Druckdose bis zu Kleinstflaschen (0,5-2 l) verwendet.    1. The compressed gas tank with the appropriate gas type.
    As a rule, relatively small containers from the pressure can to the smallest bottles (0.5-2 l) are used.
  • 2. Nachgeschaltetem Druckregler, der auf einen Hinterdruck von ca. 0,5-1,5 Bar eingestellt ist. Der Hinterdruck hängt vom mechanischem Öffnungswiderstand der Spritze ab.2. Downstream pressure regulator, which is set to a back pressure of approx. 0.5-1.5 bar. The back pressure depends on the mechanical opening resistance of the syringe from.
  • 3. Ein nachgeschaltetes Ventil mit leichtem Dosiercharakter (z. B. Nadelventil bzw. Druckdosenventil), das abgangseitig über eine medizinische Universalkupplung mit Recheckform (z. B. Luer-Lock-Kupplung) verfügt. Andere Anschlußkupplungen sind ebenfalls einsetzbar.3. A downstream valve with a light metering character (e.g. needle valve or pressure valve), which is connected via a medical universal coupling with rectangular shape (e.g. Luer lock coupling) features. Other connection couplings can also be used.
  • 4. Vorzugsweise einem nachgeschalteten Mikrosterilfilter, der Partikel, Mikroben oder sonstigen Eintrag von Verunreinigung verhindert und damit die Sterilität der nachgeschalteten sterilen Spritze gewährleistet. Die sterile Spritze kann an den Filterausgang aufgesteckt und mit Gas gefüllt werden.4. Preferably a downstream micro sterile filter, the particles, Prevents microbes or other entry of contamination and thus the Sterility of the downstream sterile syringe guaranteed. The sterile syringe can be plugged into the filter outlet and filled with gas.

Mit der Vorrichtung wird eine unproblematische und bedienungsfreundliche Anwendung der Spritzengasdosierung möglich, die gleichzeitig die Sterilität der Spritze gewährleistet.With the device is an unproblematic and easy to use Application of the syringe gas metering possible, which simultaneously the sterility of the Syringe guaranteed.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Gasprobe nicht in einer Spritze aufgezogen, sondern die Spritze wird mit dem Gas bei einem Gasdruck im Niederdruckbereich (Hinterdruck) gefüllt, wobei der an der Spritzenöffnung anliegende Hinterdruck für die Befüllung der Spritze sorgt, also der Spritzenkolben bis zur vollständigen Befüllung der Spritze durch den anliegenden Hinterdruck bewegt wird. Der eingesetzte Hinterdruck hängt vom mechanischem Öffnungswiderstand der Spritze ab. In der Regel liegt der Hinterdruck im Bereich von 0,2 bis 3 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 2 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1,5 bar. Der Hinterdruck kann reduziert werden, wenn der mechanische Öffnungswiderstand der Spritze mechanisch (z. B. mechanische Bewegung des Spritzenkolbens) verringert wird, wobei die mechanischen Kräfte nicht zu einem Unterdruck in der Spritze führen dürfen. In the method according to the invention, the gas sample is not in a syringe drawn up, but the syringe is filled with the gas at a gas pressure in the Low pressure area (back pressure) filled, the one at the syringe opening back pressure ensures that the syringe is filled, i.e. the syringe plunger until the syringe is completely filled by the applied back pressure is moved. The back pressure used depends on the mechanical Opening resistance of the syringe. The back pressure is usually in the range of 0.2 to 3 bar, preferably in the range from 0.5 to 2 bar and particularly preferably in Range from 0.5 to 1.5 bar. The back pressure can be reduced if the mechanical opening resistance of the syringe mechanical (e.g. mechanical Movement of the syringe plunger) is reduced, the mechanical forces not may lead to negative pressure in the syringe.  

Die Befüllung der Spritze unter Druck (Niederdruck) verhindert ein Eindringen von Umgebungsluft in die Spritze.Filling the syringe under pressure (low pressure) prevents the ingress of Ambient air into the syringe.

Vorteilhaft wird die Spritze bei Erreichen der gewünschten Befüllung (Füllmenge) von der Niederdruckgasquelle abgekoppelt, was durch Schließen eines Absperrventiles, das vor der Spritzenöffnung angeordnet ist, bewirkt wird. Dieser Vorgang erfolgt vorzugsweise durch eine Steuerung und den Einsatz eines steuerbaren Absperrventiles (z. B. Magnetventil). Beispielsweise wird bei Erreichen einer bestimmten Spritzenkolbenposition mittels eines Signals einer Lichtschranke oder eines mechanischen Schalters das Schließen des Absperrventiles gesteuert.The syringe is advantageous when the desired filling (filling quantity) is reached decoupled from the low-pressure gas source, which is achieved by closing a shut-off valve, which is arranged in front of the syringe opening. This is done preferably by a controller and the use of a controllable Shut-off valve (e.g. solenoid valve). For example, when a determined syringe plunger position by means of a signal from a light barrier or a mechanical switch controlled the closing of the shut-off valve.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung für den Einsatz im medizinischen Bereich. Fig. 1 is a diagram showing an apparatus for use in the medical field.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung mit Abschaltautomatik. Fig. 2 shows a device with automatic shutdown.

Die Vorrichtung in Fig. 1 enthält einen Druckgasbehälter (z. B. Druckdose oder Druckgasflasche) als Druckgasquelle 1, einen Druckregler 2, ein Dosierventil 3 (z. B. Nadelventil), einen Adapter 4 (z. B. Luer-Anschluß) und einen Sterilfilter 5, an den eine Spritze 6 (Gasspritze) angesetzt ist. Die Spritze 6 befindet sich in einem Sterilbereich 7.The device in FIG. 1 contains a pressurized gas container (e.g. pressurized can or pressurized gas bottle) as pressurized gas source 1 , a pressure regulator 2 , a metering valve 3 (e.g. needle valve), an adapter 4 (e.g. Luer connection) and a sterile filter 5 , to which a syringe 6 (gas syringe) is attached. The syringe 6 is located in a sterile area 7 .

Im folgenden wird ein Beispiel einer Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, beschrieben, die vorzugsweise für die invasive Augenchirurgie eingesetzt wird. Als Gasquelle 1 dient eine Druckdose mit SF6 oder Octofluorpropan. Als Druckregler für die Druckdose eignet sich beispielsweise der Druckregler mit der Bestellnummer 79510955 von Messer Griesheim. Der Druckregler weist ein Aluminium-Gehäuse, eine NBR-Membrane und einen EPDM-Ventilkegel auf. Der Druckregler bietet ein exaktes Dosieren bei reduziertem Arbeitsdruck, eine weitgehend konstante Entnahmemenge und eine Begrenzung der Druckbeaufschlagung in einem nachgeschalteten System. Der Druckregler weist eine Hinterdruckeinstellung von z. B. 1,6 bar (absolut) auf. Als Dosierventil 3 wird beispielsweise das Dosierventil mit der Bestellnummer 795 081 32 von Messer Griesheim eingesetzt, das als Druckdosenzubehör erhältlich ist. Das Dosierventil weist ein Aluminium-Gehäuse, einen Perburan-O-Ring und, eine Messing-Spindel auf. Das Dosierventil ist für eine kurzzeitige Gasdosierung vorgesehen. Als Gasleitung, die die verschiedenen Teile verbindet wird beispielsweise Rohr aus Edelstahl oder Kunststoff mit einem inneren Durchmesser von 3 mm verwendet. Die vom Dosierventil 3 zum Sterilfilter 5 führende Gasleitung wird vorteilhaft mit einem Adapterstück 4 ausgestattet, so daß übliche Sterilfilter zum Vorsatz für Injektionsspritzen, beispielsweise mit Luer-Lock, problemlos angekoppelt werden können. Das Sterilfilter 5 weist in der Regel einen Eingang und einen Ausgang mit einem Adapterteil (z. B. Luer-Lock) auf. Das Sterilfilter enthält ein Partikelfilter, das so engporig ist, daß Mikroorganismen wie Bakterien zurückgehalten werden. Sterilfilter in steriler Verpackung sind im Krankenhausbedarfshandel erhältlich und werden üblicherweise zur Filtration von Injektionsflüssigkeiten verwendet. Die Vorrichtung enthält somit die miteinander verbundenen Teile Druckgasquelle (Druckdose) 1, Druckregler 2, Dosierventil 3 und eine Gasleitung mit Adapter 4. Auf den Adapter 4 wird der Sterilfilter 5 aufgesteckt und der Sterilfilter 5 wird mit einer gasdichten Spritze 6 verbunden (ebenfalls aufgesteckt). Sterilfilter 5 und Spritze 6 sind somit leicht austauschbar und auswechselbar. Nach Öffnen des Absperrelementes an der Druckgasquelle 1 liegt der Vordruck (z. B. 10 bar absolut) am Eingang des Druckreglers 2 an. Am Ausgang des Druckreglers 2 liegt der Hinterdruck mit z. B. 1,6 bar absolut an. Das Dosierventil 3 wirkt zunächst als Absperrelement. Gasausgangsseitig ist am Dosierventil 3 eine Gasleitung mit dem Adapter 4 angeordnet. Der Adapter 4 kann auch direkt am Dosierventil 3 angeordnet werden. Zur Gasentnahme wird ein Sterilfilter oder Mikrosterilfilter 5 mit einer Gasspritze 6 am Adapter 4 angebracht. Zur Befüllung der Spritze 6 mit Gas wird das Dosierventil 3 geöffnet, so daß der entstehende Druck den Spritzenkolben bewegt und die Spritze 6 mit Gas befüllt. Ist die gewünschte Gasmenge in der Spritze 6 abgefüllt, erkennbar an der Position des Spritzenkolbens, wird das Dosierventil 3 geschlossen. In der Spritze herrscht ein geringer Gasüberdruck. Mit der Abnahme der Spritze 6 von dem Sterilfilter 5 entweicht Gas aus der Spritze und es stellt sich Atmosphärendruck in der Spritze ein. Die Spritze 6 ist drucklos mit Gas 8 gefüllt und kann nun für den medizinischen Eingriff verwendet werden. Spritze und Gas sind steril.An example of a device as shown in FIG. 1 is described below, which is preferably used for invasive eye surgery. A pressure can with SF 6 or octofluoropropane serves as gas source 1 . The pressure regulator with the order number 79510955 from Messer Griesheim is suitable as a pressure regulator for the pressure cell. The pressure regulator has an aluminum housing, an NBR membrane and an EPDM valve cone. The pressure regulator offers precise dosing at reduced working pressure, a largely constant withdrawal quantity and a limitation of the pressurization in a downstream system. The pressure regulator has a back pressure setting of e.g. B. 1.6 bar (absolute). The metering valve 3 used, for example, is the metering valve with the order number 795 081 32 from Messer Griesheim, which is available as a pressure socket accessory. The metering valve has an aluminum housing, a Perburan O-ring and a brass spindle. The metering valve is intended for short-term gas metering. For example, a pipe made of stainless steel or plastic with an inner diameter of 3 mm is used as the gas line that connects the different parts. The gas line leading from the metering valve 3 to the sterile filter 5 is advantageously equipped with an adapter piece 4 , so that conventional sterile filters for attachment for injection syringes, for example with Luer lock, can be coupled without problems. The sterile filter 5 generally has an input and an output with an adapter part (e.g. Luer lock). The sterile filter contains a particle filter that is so narrow-pored that microorganisms such as bacteria are retained. Sterile filters in sterile packaging are available from hospital supply stores and are usually used to filter injection fluids. The device thus contains the parts of the pressurized gas source (pressure cell) 1 , pressure regulator 2 , metering valve 3 and a gas line with adapter 4 which are connected to one another. To the adapter 4, the sterile filter 5 is plugged and the sterile filter 5 is connected to a gas tight syringe 6 (also attached). Sterile filter 5 and syringe 6 are thus easily interchangeable and interchangeable. After opening the shut-off element at the compressed gas source 1 , the admission pressure (e.g. 10 bar absolute) is present at the inlet of the pressure regulator 2 . At the output of the pressure regulator 2 , the back pressure is z. B. 1.6 bar absolute. The metering valve 3 initially acts as a shut-off element. On the gas outlet side, a gas line with the adapter 4 is arranged on the metering valve 3 . The adapter 4 can also be arranged directly on the metering valve 3 . A sterile filter or micro-sterile filter 5 with a gas syringe 6 is attached to the adapter 4 for gas extraction. To fill the syringe 6 with gas, the metering valve 3 is opened so that the pressure generated moves the syringe plunger and the syringe 6 is filled with gas. If the desired amount of gas is filled into the syringe 6 , recognizable by the position of the syringe plunger, the metering valve 3 is closed. There is a slight excess gas pressure in the syringe. When the syringe 6 is removed from the sterile filter 5, gas escapes from the syringe and atmospheric pressure is established in the syringe. The syringe 6 is filled with gas 8 without pressure and can now be used for the medical procedure. Syringe and gas are sterile.

In der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung ist vor der Spritze 6, z. B. direkt vor dem Sterilfilter 5, ein steuerbares Absperrventil 11 (z. B. Magnetventil) angeordnet. Bei Erreichen einer bestimmten Spritzenkolbenposition sendet ein Sensor oder Schaltelement 9, beispielsweise eine Lichtschranke, ein Signal an eine Steuereinheit 10, die ein Schließen des Steuerventiles 11 veranlaßt. Die Steuereinheit 10 enthält z. B. eine Mikroprozessorschaltung oder eine Computerschaltung (CPU). Die gestrichelten Linien stellen Steuerleitungen dar. In the device shown in Fig. 2 is in front of the syringe 6 , for. B. directly in front of the sterile filter 5 , a controllable shut-off valve 11 (z. B. solenoid valve). When a certain syringe plunger position is reached, a sensor or switching element 9 , for example a light barrier, sends a signal to a control unit 10 , which causes the control valve 11 to close. The control unit 10 contains e.g. B. a microprocessor circuit or a computer circuit (CPU). The dashed lines represent control lines.

Bezugszeichenreference numeral

11

Druckgasquelle
Compressed gas source

22

Druckregler
pressure regulator

33

Dosierventil
metering valve

44

Adapter
adapter

55

Sterilfilter
sterile filter

66

Spritze
syringe

77

steriler Bereich
sterile area

88th

Gasfüllung
gas filling

99

Sensor oder Schaltelement
Sensor or switching element

1010

Steuereinheit
control unit

1111

Steuerventil
control valve

Claims (9)

1. Gasentnahmesystem zur sterilen Gasabfüllung in kleinen Mengen, enthaltend eine Gasquelle (1), einen Druckregler (2), ein Dosierventil (3) und ein Sterilfilter (5).1. Gas sampling system for sterile gas filling in small quantities, containing a gas source ( 1 ), a pressure regulator ( 2 ), a metering valve ( 3 ) and a sterile filter ( 5 ). 2. Gasentnahmesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentnahmesystem für die Kopplung an eine Gasspritze ausgelegt ist.2. Gas sampling system according to claim 1, characterized in that the Gas sampling system is designed for coupling to a gas syringe. 3. Gasentnahmesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentnahmesystem ein steuerbares Ventil (11) und einen Sensor oder ein Schaltelement (9) enthält.3. Gas sampling system according to claim 1 or 2, characterized in that the gas sampling system contains a controllable valve ( 11 ) and a sensor or a switching element ( 9 ). 4. Gasentnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckgasbehälter, eine Kleinstdruckgasflasche oder eine Druckdose als Gasquelle (1) enthalten sind.4. Gas extraction system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a pressure gas container, a miniature gas bottle or a pressure can are included as a gas source ( 1 ). 5. Gasentnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentnahmesystem einen Adapter (4) zur Kopplung eines Sterilfilters (5) enthält.5. Gas sampling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas sampling system contains an adapter ( 4 ) for coupling a sterile filter ( 5 ). 6. Verfahren zur Befüllung einer Spritze (6) mit Gas, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Gasentnahmesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 über einen Überdruck des Gases der Spritzenkolben bewegt wird, wodurch eine Befüllung mit dem Gas erfolgt.6. A method for filling a syringe ( 6 ) with gas, characterized in that the syringe plunger is moved with the aid of a gas extraction system according to one of claims 1 to 4 via an overpressure of the gas, as a result of which the gas is filled. 7. Verwendung eines Gasentnahmesystems mit einem Druckregler (2) und einem Dosierventil (3) zur Befüllung einer Gasspritze (6) mit einem Gas.7. Use of a gas sampling system with a pressure regulator ( 2 ) and a metering valve ( 3 ) for filling a gas syringe ( 6 ) with a gas. 8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentnahmesystem einen Sterilfilter (5) enthält. 8. Use according to claim 7, characterized in that the gas extraction system contains a sterile filter ( 5 ). 9. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentnahmesystem im medizinischen Bereich eingesetzt wird.9. Use according to claim 7, characterized in that the Gas sampling system is used in the medical field.
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