DE102005045393A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Lösungen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von Lösungen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005045393A1 DE102005045393A1 DE102005045393A DE102005045393A DE102005045393A1 DE 102005045393 A1 DE102005045393 A1 DE 102005045393A1 DE 102005045393 A DE102005045393 A DE 102005045393A DE 102005045393 A DE102005045393 A DE 102005045393A DE 102005045393 A1 DE102005045393 A1 DE 102005045393A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fluid
- volumes
- dosing
- pump
- drug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 85
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 80
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 7
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 5
- 238000002483 medication Methods 0.000 description 3
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 150000003943 catecholamines Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- SFLSHLFXELFNJZ-QMMMGPOBSA-N (-)-norepinephrine Chemical compound NC[C@H](O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 SFLSHLFXELFNJZ-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- ZTVQQQVZCWLTDF-UHFFFAOYSA-N Remifentanil Chemical compound C1CN(CCC(=O)OC)CCC1(C(=O)OC)N(C(=O)CC)C1=CC=CC=C1 ZTVQQQVZCWLTDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 229960002748 norepinephrine Drugs 0.000 description 1
- SFLSHLFXELFNJZ-UHFFFAOYSA-N norepinephrine Natural products NCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 SFLSHLFXELFNJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229960003394 remifentanil Drugs 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/16804—Flow controllers
- A61M5/16827—Flow controllers controlling delivery of multiple fluids, e.g. sequencing, mixing or via separate flow-paths
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/16831—Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/02—General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
- A61M2205/0244—Micromachined materials, e.g. made from silicon wafers, microelectromechanical systems [MEMS] or comprising nanotechnology
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/02—General characteristics of the apparatus characterised by a particular materials
- A61M2205/0272—Electro-active or magneto-active materials
- A61M2205/0294—Piezoelectric materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
- A61M2205/3331—Pressure; Flow
- A61M2205/3351—Controlling upstream pump pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/16804—Flow controllers
- A61M5/16809—Flow controllers by repeated filling and emptying of an intermediate volume
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von Lösungen im Zeitmultiplex.
- Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der
US 4,925,444 bekannt. Das bekannte Infusionssystem bietet die Möglichkeit, unterschiedliche Lösungen aus Fluidquellen im Multiplexverfahren in einen gemeinsamen Sammelkanal zu dosieren. Ein typischer Dosierzyklus bei einer Dosierrate von 50 Milliliter pro Stunde dauert etwa 40 Sekunden. Wird die Zykluszeit verkürzt, ist eine höhere Flussrate notwendig, die nur in Ausnahmefällen als kurzzeitiger Bolus zulässig ist. - Katecholamine mit Blutplasma-Halbwertzeiten von weniger als 2 Minuten müssen entweder kontinuierlich oder quasi kontinuierlich im Abstand kleiner 15 Sekunden dosiert werden. Die kleinste dosierte Menge beträgt dabei etwa 1 Mikroliter.
- Andere Medikamente werden vom Arzt nach Wirkung titriert, die Dosierrate wird zum Beispiel bei Remifentanil in Abhängigkeit von der Narkosetiefe verändert.
- Bei diesen Medikamenten muss eine Änderung der Dosierrate innerhalb einiger Sekunden den Patientenzugang erreicht haben. Aufgrund der langen Spülzeiten können derartige Medikamente mit dem bekannten Infusionssystem nicht dosiert werden. Auch inkompatible Medikamente können mit dem bekannten Infusionssystem nur in Ausnahmefällen durch dieselbe Patientenleitung transportiert werden. Die gewünschte Trennung zwischen einzelnen Medikamenten lässt sich nur schwer erreichen. Vielmehr bildet sich in der Patientenleitung ein parabolisches Strömungsprofil aus, was zu einer fast vollständigen Vermischung auf dem Transportweg führt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Dosierung von unterschiedlichen Lösungen anzugeben, das eine hohe Wiederholrate ermöglicht.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, die Portionsgröße der dosierten Medikamente soweit zu reduzieren, dass auch bei schnell und intensiv wirkenden Medikamenten die Dosierung einer Portion deutlich weniger Wirkstoff enthält als die Zielmenge des Wirkstoffes im Blutkreislauf. Bei dem Katecholamin-Noradrenalin beträgt zum Beispiel die Mindestzielmenge im Blut bei niedriger Dosierung ca. 5 Mikrogramm. Bei einer üblichen Konzentration von 100 Mikrogramm pro Milliliter entspricht die Zielmenge im Blut also einer Medikamentenportionsgröße von ca. 50 Mikroliter. Wird hingegen unverdünntes Medikament verwendet, kann diese Menge noch deutlich kleiner sein.
- Hilfreich ist eine Dosierung von Medikamentenportionen verschiedener Medikamente mit vordefiniertem Volumen in eine gemeinsame Leitung, bei der die Größe der kleinsten angewandten Medikamentenportionen im Bereich zwischen 50 Nanoliter und 50 Mikroliter liegt. Besonders vorteilhaft ist ebenfalls eine Dosierung von Medikamentenportionen verschiedener Medikamente mit vordefinierter Größe in eine gemeinsame Leitung, bei der das eingeschlossene Systemvolumen, das von mindestens zwei Lösungen aus verschiedenen Vorratsbehältern durchflossen wird, von der Stelle des Zusammenflusses bis zum Eintritt in die Blutbahn des Patienten kleiner 0,7 Milliliter beträgt. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Systemvolumen im Bereich von kleiner 0,3 Milliliter.
- Bei der Dosierung von Medikamentenportionen verschiedener Medikamente mit vordefinierter Größe in eine gemeinsame Leitung stellt sich üblicherweise eine mittlere Flussrate von 50 Milliliter pro Stunde ein. Vorteilhaft ist eine mittlere Geschwindigkeit von mindestens 7 cm pro Sekunde. Bevorzugt ist eine mittlere Geschwindigkeit von mindestens 13 cm/Sekunde.
- In vorteilhafter Weise werden nicht mischbare Medikamente durch ein Trennmedium separiert. Als Trennflüssigkeit lässt sich in vorteilhafter Weise eine lipide Flüssigkeit verwenden. Eine geeignete Trennflüssigkeit ist auch Sojaöl. Als Trennmedium können auch Gase verwendet werden, wie zum Beispiel Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf. Bei der Verwendung von Gasen ist zu beachten, dass das dosierte Gasvolumen innerhalb von 15 Minuten den Wert von einem Milliliter nicht überschreitet.
- Die zu dosierenden Medikamente können auf unterschiedliche Weise in einen gemeinsamen Sammelkanal eingespeist werden. Es besteht hierbei die Möglichkeit, jeder Medikamentenleitung eine aktive Pumpe zuzuordnen. Geeignete Pumpen sind beispielsweise peristaltische Mikropumpen, mit denen sich ein Hubvolumen zwischen 50 Nanoliter und 50 Mikroliter realisieren lässt. Eine alternative Dosiermöglichkeit besteht darin, eine Medikamentenportion mit einem Kalibriervolumen der Fluidquelle zu entnehmen und dann in den Sammelkanal einzuspeisen.
- Bei der Anordnung von aktiv fördernden Pumpen in jeder Medikamentenleitung können hohe Kosten entstehen, weil das genauigkeitsbestimmende Element sowohl die Dosierfunktion als auch die Transportfunktion übernehmen muss. In vorteilhafter Weise wird daher eine Gesamtstrompumpe im Sammelkanal angeordnet, und die Medikamentenleitungen werden mit Auf-Zu-Ventilen versehen, die kurzzeitig geöffnet werden, um eine bestimmte Medikamentenportion in den Sammelkanal abzugeben. Den Auf-Zu-Ventilen können dabei fluidische Strömungswiderstände in Form von Dosierkapillaren zugeordnet sein.
- Die Dosierung der Medikamente ist dann präzise, wenn der fluidische Widerstand in jeder Medikamentenleitung genau bekannt ist und der sich einstellende Unterdruck im Sammelkanal erfasst und in die Auswertung mit einbezogen wird.
- Zur Dosierung lassen sich besonders vorteilhaft Dosierkapillaren aus Glas oder Silizium verwenden, wie sie aus dem Laborbereich bekannt sind. Um den Einfluss von Viskositätsänderungen bei Temperaturschwankungen zu minimieren, werden alle Dosierkapillaren thermisch geregelt. Alternativ kann die Temperatur auch gemessen und rechnerisch kompensiert werden.
- Besonders vorteilhaft ist es, für die Medikamentendosierung und den Transport über die Patientenleitung in den Patienten zwei seriell angeordnete Pumpen zu verwenden. Die erste Pumpe arbeitet dabei als Präzisionspumpe und fördert das Medikament aus einer starren Sammelkammer in eine weiche Zwischenkammer, während die zweite Pumpe das Medikament aus der Zwischenkammer entnimmt und in die Patientenleitung fördert. Die weiche Zwischenkammer dient dem Druckausgleich zwischen der für die Medikamentendosierung benutzten Pumpe und der Gesamtstrompumpe und stellt damit sicher, dass der Medikamentendosierbereich nur geringen Druckunterschieden von einigen 10 Millibar bis einigen 100 Millibar ausgesetzt ist. Demgegenüber beträgt der Förderdruck in der Patientenleitung zum Transport der Medikamente bis zum Patienten einige bar.
- Zur Reduzierung des Totraumvolumens ist die Patientenleitung so ausgebildet, dass deren Querschnittsfläche zumindestens abschnittsweise in einem Bereich zwischen 0,02 mm2 und 0,2 mm2 liegt, was einem Durchmesser zwischen 0,05 mm und 0,5 mm entspricht.
- In vorteilhafter Weise sind Dosierventile für die Einspeisung von Medikamenten in den gemeinsamen Sammelkanal unmittelbar am Sammelkanal angeordnet. Dadurch können die Medikamente unmittelbar in den Sammelkanal abgegeben werden, ohne dass es zu Mischreaktionen an der Einspeisestelle kommt. Es lassen sich so Totvolumina von < 10 Mikroliter realisieren.
- In vorteilhafter Weise sind Dosierelemente für mehrere Medikamente und der dazugehörige Sammelkanal sowie, sofern erforderlich, auch Fluss- und Druckmesssysteme auf einer gemeinsamen Trägerplatte in Form eines Mikrofluid-Dosiersystems angeordnet.
- Die Trägerplatte besitzt Anschlüsse für die Medikamentenleitungen sowie zwei Anschlüsse für die Durchleitung des Sammelkanals. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Trägerplatte lassen sich Totraumvolumina innerhalb des Dosiersystems weiter vermindern.
- Bei der Dosierung von Medikamenten mit geringer Flussrate ist ein geringer Leitungsquerschnitt in der Patientenleitung besonders vorteilhaft, um die Medikamentengeschwindigkeit nicht zu gering werden zu lassen. Auf der anderen Seite bedeutet ein geringer Leitungsquerschnitt einen hohen Druckabfall bei hohen Flussraten. Es ist daher vorteilhaft, bei der Patientenleitung ein Material auszuwählen, das bei einer Flussrate zwischen 100 Milliliter pro Stunde und 200 Milliliter pro Stunde die Querschnittsfläche um mindestens 10 % gegenüber der strömungsfreien Querschnittsfläche erhöht. Dieses kann durch Verwendung eines flexiblen Schlauchmaterials geschehen, das sich druckabhängig ausdehnt.
- Für die präzise Überwachung der Dosierung ist eine Druckmessung im Sammelkanal erforderlich. Dabei darf durch die Druckmessung die Sterilität der dosierten Medikamente nicht beeinträchtigt werden. In vorteilhafter Weise wird für die Druckmessung ein hydrophobes Bakterienfilter verwendet, das der Druckmess dose vorgeschaltet wird. Dadurch wird die Flüssigkeitsphase im Sammelkanal von der Gasphase im Druckmessbereich abgetrennt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 in schematischer Ansicht ein Infusionssystem nach der Erfindung, -
2 eine peristaltische Mikropumpe im Längsschnitt, -
3 ein Medikamentendosiersystem mit einem verformbaren Schlauchabschnitt, -
4 ein Medikamentendosiersystem mit Dosierkapillaren, -
5a –5c ein Medikamentendosiersystem mit Quetschventilen in den Medikamentenleitungen und zwei in Reihe geschalteten Förderpumpen, -
6 ein Medikamentensystem, bei dem die Quetschventile im Verbindungsbereich zum Sammelkanal angeordnet sind, -
7 das Medikamentendosiersystem nach der6 mit zusätzlichen Konnektoren, -
8 ein Mikrodosiersystem auf einer Trägerplatte, -
9 das Mikrodosiersystem nach der8 mit zusätzlichen Aktuatoren, -
10 ein Medikamentendosiersystem mit Medikamentendosierung über ein Kalibriervolumen, -
11 ein Medikamentendosiersystem mit steriler Druckmessung, -
12 das Medikamentensystem nach der11 mit Unterdruckerzeugung im Sammelkanal. -
1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines Infusionssystems1 zum Dosieren von Medikamenten aus vier Fluidquellen2 ,3 ,4 ,5 . Die Fluidquellen2 ,3 ,4 ,5 sind über Dosierelemente6 ,7 ,8 ,9 mit einem Sammelkanal10 verbunden. Eine an dem Sammelkanal10 angeschlossene Pumpe11 fördert Trägerflüssigkeit13 aus einem Vorratsbehälter12 in eine Patientenleitung14 . Die Fluidquellen2 ,3 ,4 ,5 enthalten unterschiedliche Medikamente, die nach einem Ablaufplan portionsweise in den Sammelkanal eingeleitet werden. Die Medikamentenboli15 , die beispielhaft in der Patientenleitung14 veranschaulicht sind, werden durch die Trägerflüssigkeit13 voneinander getrennt. Eine Steuereinheit100 ist mit den Dosierelementen6 ,7 ,8 ,9 und der Pumpe verbunden und nimmt die Medikamentendosierung im Multiplex-Verfahren nach dem Fluidablaufplan vor. Es wird ständig von jedem dosierten Medikament das Gesamtvolumen bestimmt und mit der Vorgabe im Fluid-Abgabeplan verglichen. Werden hierbei Abweichungen festgestellt, werden die Ansteuersignale für die Dosierelemente6 ,7 ,8 ,9 entsprechend angepasst. -
2 zeigt eine peristaltische Mikropumpe16 als Dosierelement im Längsschnitt, wie sie beispielhaft aus derDE 102 38 600 A1 hervorgeht. Die Mikropumpe16 umfasst ein Membranelement17 mit drei Membranabschnitten18 ,19 ,20 . Jeder der Membranabschnitte1.8 ,19 ,20 ist mit einem Piezoelement21 ,22 ,23 versehen und bildet zusammen mit den Membranabschnitten18 ,19 ,20 separate Piezo-Membranwandler. Ein Pumpenkörper24 enthält einen Fluideinlass25 und einen Fluidauslass26 . Durch die Membranabschnitte18 ,19 ,20 in Verbindung mit dem Pumpenkörper24 werden ein Einlassventil27 , eine Pumpenkammer28 und ein Auslassventil29 gebildet. - Bei geschlossenem Auslassventil
29 und geöffnetem Einlassventil27 wird der Membranabschnitt19 der Pumpenkammer28 nach oben bewegt und es wird über den Fluideinlass25 das zu dosierende Medikament angesaugt. Anschließend wird das Einlassventil27 geschlossen, das Auslassventil29 geöffnet und das Medikamentenvolumen über den Fluidauslass26 abgegeben, wobei sich der Membranabschnitt19 hierbei nach unten bewegt. Mit der bekannten Mikropumpe16 lassen sich Volumenhübe im Bereich von 0,1 Mikroliter bis 10 Mikroliter ausführen. -
3 veranschaulicht ein alternatives Dosierelement30 in Form eines durch eine Pumpe31 deformierbaren Elastomerkanals32 . Das zu dosierende Medikament ist in einem biegeschlaffen Fluidbehälter33 aufgenommen. Ein definierter, ausgemessener Kanalabschnitt34 wird mit dem Medikament gefüllt und durch die Pumpe31 anschließend entleert. Der Elastomerkanal32 hat einen Innenquerschnitt im Bereich zwischen 0,1 mm2 bis 2 mm2 und eine Wandstärke größer 1 mm. Das dosierte Fluidvolumen wird in den Sammelkanal10 eingespeist. -
4 zeigt ein Medikamentendosiersystem35 , bei dem Medikamentenbehälter36 ,37 ,38 ,39 über temperaturstabilisierte Dosierkapillaren40 und zugehörigen Auf-Zu-Ventilen41 ,42 ,43 ,44 an den Sammelkanal10 angeschlossen sind. Der Sammelkanal10 ist über eine Drossel45 mit dem Vorratsbehälter12 für die Trägerflüssigkeit13 verbunden. Abströmseitig der Drossel45 befinden sich ein weiteres Auf-Zu-Ventil46 und ein Druckmessgerät47 . Die Pumpe11 fördert den Fluidstrom in die Patientenleitung14 . - Die Dosierkapillaren
40 , die in der4 schematisch nur als Block veranschaulicht sind, bestehen aus Glas oder Silizium mit einer Querschnittsfläche kleiner 0,05 mm2. Der fluidische Widerstand beträgt mehr als 50 Millibar pro 1000 Milliliter pro Stunde, typisch 50 Millibar pro 20 Milliliter pro Stunde. - Zur Dosierung von Medikamentenvolumina wird mit der Pumpe
11 ein definierter Unterdruck erzeugt, der mit dem Druckmessgerät47 gemessen wird. Durch Öffnen eines der Ventile41 ,42 ,43 ,44 für ein vorbestimmtes Zeitintervall wird das zu dosierende Medikament aus einem der Medikamentenbehälter36 ,37 ,38 ,39 angesaugt. Durch kurzzeitiges Öffnen des Ventils46 . im Sammelkanal10 kann anschließend Trägerflüssigkeit13 gefördert werden, bevor ein neues Medikamentenvolumen dosiert wird. Durch zeitweiliges Schließen des Auf-Zu-Ventils46 im Sammelkanal10 kann bei Bedarf die Förderate der Trägerlösung reduziert werden - Die
5a –5c zeigen schematisch ein Medikamentendosiersystem50 , bei welchem der Pumpe11 über eine flexible Zwischenkammer51 eine Gesamtstrompumpe52 nachgeschaltet ist. Zwei Medikamentenleitungen53 ,54 sind über Quetschventile55 ,56 mit dem aus festem Material bestehenden Sammelkanal10 verbunden. Ein weiteres Quetschventil57 befindet sich im Sammelkanal10 anströmseitig der Medikamentenleitungen53 ,54 . - Die Pumpe
11 fördert aus dem steifen Sammelkanal10 in die weiche Mischkammer51 zum Eingang der Gesamtstrompumpe52 . - Die weiche Zwischenkammer
51 dient dem Druckausgleich bei transienten Unterschieden zwischen den Flussraten der Pumpe11 und der Gesamtstrompumpe52 und stellt damit sicher, dass die Pumpe11 nur geringen Druckunterschieden von einigen 10 Millibar bis einigen 100 Millibar ausgesetzt ist. Der eigentliche Förderdruck zum Transport der Medikamente bis zum Patienten beträgt einige bar und wird von der weniger präzisen Gesamtstrompumpe52 aufgebracht. - In den
5a bis5c ist der zeitliche Ablauf der Dosierung veranschaulicht. - In
5a ist das Quetschventil57 geöffnet, der Trägerstrom im Sammelkanal steht. In5b ist das Quetschventil57 geschlossen und das Quetschventil56 der Medikamentenleitung54 geöffnet, so dass die Pumpe11 ein vorbestimmtes Medikamentenvolumen58 in den Sammelkanal transportiert. Der steife Sammelkanal10 mit einer Compliance < 100 Nanoliter pro Millibar sorgt dafür, dass genau soviel Medikament aus der Medikamentenleitung54 entnommen wird, wie von der Pumpe11 angesaugt wird. In5c ist das Quetschventil57 geöffnet und das Quetschventil56 wieder geschlossen. Das Medikamentenvolumen58 wird mit der Trägerflüssigkeit13 durch die Pumpe11 in den Sammelkanal10 transportiert. Nach der Medikamentendosierung öffnet die Pumpe11 und die Förderung von Trägerflüssigkeit erfolgt ausschließlich über die weniger präzise Gesamtstrompumpe52 . Dadurch wird ein Druckausgleich in der Zwischenkammer51 erreicht. - Eine vorteilhafte Weiterbildung eines in der
6 dargestellten Medikamenten dosiersystems60 besteht darin, Quetschventile61 ,62 in den Verbindungsbereich zwischen den Medikamentenleitungen63 ,64 und den Sammelkanal10 zu verlegen. Es wird so eine zeitlich kontrollierte Dosierung erreicht und eine Mischreaktion im Totraum zwischen der Lösung im Sammelkanal10 und den Quetschventilen55 ,56 ,5 , vermieden. Mit dem Medikamentendosiersystem60 entsprechend der6 , lässt sich der Totraum auf einen Wert kleiner 50 Nanoliter reduzieren. Die Quetschventile61 ,62 bestehen aus elastomeren Werkstoffen, die durch Zusammendrücken verschlossen werden können. - Bei einer in der
7 veranschaulichten Variante des Medikamentendosiersystems60 nach der6 sind ein Teil der Medikamentenleitung63 , das Quetschventil61 und ein Sammelkanalabschnitt101 einstückig ausgebildet und über Kontaktstellen65 ,66 ,67 in das Gesamtsystem eingebunden. - Bei einem in der
8 gezeigten Medikamentendosiersystem70 sind die Quetschventile71 ,72 ,73 ,74 und der Sammelkanal10 in Form eines Mikrodosiersystems auf einer gemeinsamen Trägerplatte75 angeordnet. Der Anschluss an die Peripheriekomponenten erfolgt über sogenannte Luer-Lock-Anschlüsse76 . -
9 veranschaulicht ein alternatives Medikamentendosiersystem80 zum Medikamentendosiersystem70 nach der8 , bei welchem auf der Trägerplatte75 zusätzlich eine Pumpe77 , Verschlussventile78 ,79 und eine Druckmessvorrichtung81 angeordnet sind. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern der8 versehen. -
10a zeigt eine Dosiervorrichtung82 , bei welcher mittels eines Schiebers84 ein Medikamentenvolumen86 aus einem Medikamentenbehälter83 entnommen wird. Der Schieber84 besitzt hierzu eine Aussparung85 in Form eine Kalibriervolumens, welche mit dem Medikament gefüllt wird.10a veranschaulicht das Befüllen der Aussparung85 und in10b ist die Medikamentenabgabe in den Sammelkanal10 dargestellt. -
11 zeigt beispielhaft eine sterile Druckmessung bei einem Medikamentendosiersystem90 , welches den Sammelkanal10 , eine Medikamentenleitung91 mit einem Quetschventil92 und die Pumpe11 enthält. Ein Volumen93 ist durch eine hydrophobe, gasdurchlässige Membran94 in zwei Kammern95 ,96 unterteilt. Die obere Kammer95 ist mit einer Druckmessdose96 mit der Messmembran97 verbunden. - Die untere Kammer
96 steht in Strömungsverbindung mit dem Sammelkanal10 und ist mit der Trägerflüssigkeit13 gefüllt. - Wenn die Pumpe
11 saugt, erhöht sich das Volumen des Gases in der oberen Kammer96 und die Membran94 liegt frei, so dass der hydrostatische Druck der Trägerflüssigkeit13 direkt an der Messmembran97 anliegt. Dieser Zustand ist in der12 veranschaulicht. Durch die Membran94 wird eine sterile Trennung der Druckmessung von der Fluidförderung vorgenommen.
Claims (12)
- Verfahren zum Dosieren von Lösungen aus einer Vielzahl von Fluidquellen (
2 ,3 ,4 ,5 ,33 ,36 ,37 ,38 ,39 ) im Zeitmultiplex nach Maßgabe eines Fluid-Abgabeplans in eine gemeinsame Patientenleitung (14 ), gekennzeichnet durch die Schritte Auswählen einer Fluidquelle (2 ,3 ,4 ,5 ,33 ,36 ,37 ,38 ,39 ), Entnehmen von Fluidvolumina (15 ,58 ,86 ) im Bereich zwischen 50 Nanoliter und 50 Mikroliter, Bildung eines Fluidstroms aus einer Folge der Fluidvolumina von mindestens zwei unterschiedlichen Fluidquellen (2 ,3 ,4 ,5 ,33 ,36 ,37 ,38 ,39 ), Aufsummieren der dosierten Einzelvolumina für jede Lösung zu einem Gesamtvolumen, Vergleich des applizierten Gesamtvolumens für jede Lösung mit dem Fluid-Abgabeplan, um Abweichungen zu minimieren. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fluidvolumina aus nicht mischbaren Lösungen durch ein Trennmedium separiert werden.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmedium aus der Gruppe lipide Flüssigkeiten, Sojaöl und Gase wie Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf ausgewählt ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidvolumina durch den Fluidquellen zugeordnete Fördereinrichtungen (
16 ,31 ,82 ) dosiert werden. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung eine Mikropumpe (
16 ) ist. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung mit einem Kalibriervolumen (
85 ) der Fluidquelle entnommen wird. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung mit einem durch eine Pumpe (
31 ) ausquetschbaren Elastomerkanal (32 ) der Fluidquelle entnommen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidvolumina mit einer in der Patientenleitung (
14 ) angeordneten Pumpe (11 ) über den Fluidquellen (2 ,3 ,4 ,5 ,36 ,37 ,38 ,39 ) nachgeschaltete Ventile (41 ,42 ,43 ,44 ,46 ,55 ,56 ,57 ,61 ,62 ,71 ,72 ,73 ,74 ) entnommen wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (
41 ,42 ,43 ,44 ) fluidische Strömungswiderstände in Form von Dosierkapillaren (40 ) enthalten. - Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtungen oder Ventile (
61 ,62 ) an der Einmündungsstelle einer Fluidleitung (63 ,64 ) in einen Sammelkanal (10 ) angebracht sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Patientenleitung (
14 ) so ausgebildet ist, dass die Querschnittsfläche zumindestens abschnittsweise in einem Bereich zwischen 0,002 mm2 und 0,2 mm2 liegt, was bei kreisförmigem Querschnitt einem Durchmesser d zwischen 0,05 mm und 0,5 mm entspricht. - Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entnehmen einzelner Fluidvolumina aus Fluidstromquellen (
2 ,3 ,4 ,5 ,36 ,37 ,38 ,39 ) einschließlich eines zugehörigen Sammelkanals (10 ) auf einer gemeinsamen Trägerplatte (75 ) in Form eines Mikrofluid-Dosiersystems angeordnet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005045393.7A DE102005045393B4 (de) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Verfahren zum Dosieren von Lösungen |
US11/424,661 US7985198B2 (en) | 2005-09-23 | 2006-06-16 | Device and process for metering solutions |
GB0618122A GB2430428B (en) | 2005-09-23 | 2006-09-14 | Device and method for the metering of solutions |
FR0608232A FR2891151B1 (fr) | 2005-09-23 | 2006-09-20 | Dispositif et procede de dosage de solutions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005045393.7A DE102005045393B4 (de) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Verfahren zum Dosieren von Lösungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005045393A1 true DE102005045393A1 (de) | 2007-04-05 |
DE102005045393B4 DE102005045393B4 (de) | 2017-01-05 |
Family
ID=37309933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005045393.7A Expired - Fee Related DE102005045393B4 (de) | 2005-09-23 | 2005-09-23 | Verfahren zum Dosieren von Lösungen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7985198B2 (de) |
DE (1) | DE102005045393B4 (de) |
FR (1) | FR2891151B1 (de) |
GB (1) | GB2430428B (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITBO20080441A1 (it) * | 2008-07-11 | 2010-01-12 | Medica S R L | Apparecchiatura per infusione di sostanze medicinali |
WO2011002853A2 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Drug delivery devices and related systems and methods |
WO2012106174A1 (en) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Preventing over-delivery of drug |
CN106902406B (zh) | 2011-02-08 | 2019-11-08 | 弗雷塞尼斯医疗保健控股公司 | 磁性传感器及相关系统和方法 |
US9144646B2 (en) | 2012-04-25 | 2015-09-29 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Vial spiking devices and related assemblies and methods |
US20140088345A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Palo Alto Research Center Incorporated | Single channel, multiple drug delivery device and methods |
US10076751B2 (en) | 2013-12-30 | 2018-09-18 | General Electric Company | Systems and methods for reagent storage |
US9399216B2 (en) | 2013-12-30 | 2016-07-26 | General Electric Company | Fluid transport in microfluidic applications with sensors for detecting fluid presence and pressure |
DE102018217744A1 (de) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Befördern mindestens eines ersten Mediums innerhalb eines Kanalsystems einer mikrofluidischen Vorrichtung |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2855713C2 (de) * | 1978-12-22 | 1983-09-22 | Manfred Dr.med. 2000 Hamburg Doehn | Vorrichtung zur Infusion von Lösungen aus mehreren Infusionsflaschen |
US4687475A (en) * | 1984-06-12 | 1987-08-18 | I-Flow Corporation | Method for sequential intravenous infusion of multiple fluids |
US5207642A (en) * | 1987-08-07 | 1993-05-04 | Baxter International Inc. | Closed multi-fluid delivery system and method |
US4925444A (en) * | 1987-08-07 | 1990-05-15 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Closed multi-fluid delivery system and method |
DE4320365C2 (de) * | 1993-06-19 | 2000-07-13 | Uvo Hoelscher | Mehrkanal-Dosiersystem |
US5640995A (en) * | 1995-03-14 | 1997-06-24 | Baxter International Inc. | Electrofluidic standard module and custom circuit board assembly |
DE10308401A1 (de) * | 2003-02-27 | 2004-09-23 | Dräger Medical AG & Co. KGaA | Vorrichtung zur Dosierung von medizinischen Wirkstoffen |
WO2005007223A2 (en) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Sasha John | Programmable medical drug delivery systems and methods for delivery of multiple fluids and concentrations |
DE102004010062B3 (de) * | 2004-03-02 | 2005-09-08 | Drägerwerk AG | Vorrichtung zur Dosierung von Substanzen |
-
2005
- 2005-09-23 DE DE102005045393.7A patent/DE102005045393B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-06-16 US US11/424,661 patent/US7985198B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-09-14 GB GB0618122A patent/GB2430428B/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-09-20 FR FR0608232A patent/FR2891151B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2430428A (en) | 2007-03-28 |
US20070073273A1 (en) | 2007-03-29 |
FR2891151B1 (fr) | 2016-12-02 |
FR2891151A1 (fr) | 2007-03-30 |
DE102005045393B4 (de) | 2017-01-05 |
GB0618122D0 (en) | 2006-10-25 |
GB2430428B (en) | 2008-05-28 |
US7985198B2 (en) | 2011-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005045393B4 (de) | Verfahren zum Dosieren von Lösungen | |
EP0951308B1 (de) | Medikamenten-dosiersystem | |
DE102012209314B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Abgabe oder Aufnahme eines Flüssigkeitsvolumens | |
EP2060287B1 (de) | Medikamentenzuführungssystem für CED (Convection Enhanced Delivery)-Katheterinfusionen | |
EP1448252B1 (de) | Medizinische pumpvorrichtung | |
DE69006721T2 (de) | Mikropumpe mit verbesserter entlüftung. | |
DE69228276T2 (de) | Automatisches in-line-rekonstitutionssystem | |
DE3215330A1 (de) | Infusionsapparat | |
DE2829215A1 (de) | Medizinische infusionsvorrichtung mit pumpe | |
WO1991018551A1 (de) | Vorrichtung zur entnahme von körperflüssigkeiten | |
DE2743044B2 (de) | Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeitsströmen mit regelbarer Geschwindigkeit | |
DE4336336A1 (de) | Kasetteninfusionssystem | |
DE2436987A1 (de) | Vorrichtung zur aseptischen ausgabe einer fluessigkeit | |
EP1493024A1 (de) | Automatischer probensammler | |
EP1745812B1 (de) | Ventil für ein Fluid, insbesondere zur Verwendung in einer mechanisch betriebenen Flüssigkeitspumpe | |
WO2005044343A1 (de) | Vorrichtung zur dosierten abgabe von flüssigkeit | |
DE69935528T2 (de) | Durchflussregler | |
EP0997643B1 (de) | Membrandosierpumpe | |
EP2097722B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum dosierten abfüllen von medien | |
EP0749330A1 (de) | Mikroinfusionssystem | |
DE102021109076A1 (de) | Dosiervorrichtung und Verfahren zum Dosieren von flüssigen Medien | |
WO2007000064A1 (de) | Mikro-dosiervorrichtung für flüssige stoffe | |
DE102020210536A1 (de) | Mikrofluidische Vorrichtung | |
DE202007014392U1 (de) | Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von Medien | |
DE3688077T2 (de) | Durchflussfühler. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DRAEGER MEDICAL GMBH, 23558 LUEBECK, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DRAEGER MEDICAL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL AG & CO. KG, 23558 LUEBECK, DE Effective date: 20110201 Owner name: DRAEGERWERK AG & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL AG & CO. KG, 23558 LUEBECK, DE Effective date: 20110201 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DRAEGERWERK AG & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL GMBH, 23558 LUEBECK, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |