DE102020106515A1

DE102020106515A1 - Implantierbares Infusionssystem zum Infundieren einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102020106515A1
Application number: DE102020106515.9A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Otto
Original assignee: Tricumed Medizintechnik GmbH
Current assignee: STRAUBE, JUERGEN, DR.MED., DE
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-16
Also published as: WO2021180271A1

Abstract

Implantierbares Infusionssystem zum Infundieren einer Flüssigkeit, mit einem eine Flüssigkeit vorhaltenden Reservoir (10), einer räumlich vom Reservoir (10) beabstandeten Mikropumpe (20), einem die Saugseite der Mikropumpe (20) mit dem Reservoir (10) verbindenden, der Mikropumpe (20) Flüssigkeit aus dem Reservoir (10) zuführenden ersten Katheter (30), und einem mit der Druckseite der Mikropumpe (20) verbundenen, von der Mikropumpe (20) Flüssigkeit abführenden zweiten Katheter (40), wobei das Reservoir (10) aus einem eine Hülle ausbildenden kompressiblen und biokompatiblen Material gebildet und mit einem Port (50) zum Befüllen des Reservoirs (10) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein implantierbares Infusionssystem zum Infundieren einer Flüssigkeit.
Derartige Infusionssysteme sind üblicherweise als implantierbare, gasdruckbetriebene Infusionspumpen ausgebildet. Diese bestehen regelmäßig aus einem durch einen Balg in zwei Kammern unterteilten Gehäuse, wobei die eine Kammer als Medikamentenkammer ein Medikament aufnimmt und die andere als Druckkammer bezeichnete Kammer ein Druck auf den Balg und damit auf die Medikamentenkammer ausübendes Antriebsgas aufweist. Bei der Befüllung der Infusionspumpe mit dem Medikament wird das Antriebsgas komprimiert, sodass aufgrund der Expansion des Gases in der Druckkammer die Medikamentenabgabe durch einen Auslass, insbesondere über einen mit der Medikamentenkammer verbundenen Katheter erfolgt.
Eine derartige Infusionspumpe, die dieses grundlegende Prinzip zur Ausgabe mehrerer, in einer Mehrzahl von Medikamentenkammern vorgehaltenen Medikamente nutzt, ist beispielsweise aus der DE 10 2018 124 003 B3 bekannt.
Der Nachteil derartiger Infusionspumpen besteht darin, dass diese aufgrund ihrer Konstruktion als starre und kompakte Einheit ausgebildet sind und je nach Bauweise ein Verhältnis von Medikamentenfüllvolumen zu Bauvolumen von 1 : 1,5 bis 1 : 3,5 aufweisen. Dieses führt zum einen dazu, dass nur wenige Orte im menschlichen Körper zur Aufnahme einer zu implantierenden Infusionspumpe geeignet sind. Zum anderen werden dadurch mitunter recht lange Katheter erforderlich, die das von der Infusionspumpe abgegebene Medikament zum Wirkort leiten, wodurch - zumindest bei sehr geringen Förderraten - das Einwandern von Substanzen in den Katheter begünstigt wird, die den Katheter verschließen können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Infusionssystem zu schaffen, das an beliebigen Stellen im menschlichen oder tierischen Körper implantiert werden kann Diese Aufgabe wird durch das implantierbare Infusionssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die üblicherweise aus einem Reservoir und einer Pumpe bestehende Einheit einer implantierbaren Infusionspumpe räumlich voneinander zu trennen, wobei es die Ausbildung der Pumpe als Mikropumpe aufgrund ihrer geringen Baugröße ermöglicht, die Mikropumpe nahe an einen Wirkort des zu fördernden Medikaments zu implantieren, an dem kein Platz zur Aufnahme des Reservoirs vorhanden ist. Entsprechend kann der mit Körperflüssigkeit in Kontakt stehende, das Medikament von der Mikropumpe ableitende zweite Katheter eine sehr geringe Länge aufweisen, wodurch das Risiko eines Katheterverschlusses verringert ist. Die Länge des der Mikropumpe flüssiges Medikament zuleitenden ersten Katheters ist dabei unproblematisch, weil die Mikropumpe eine Barriere gegen das Eindringen von körpereigenen Substanzen in diesen ersten Katheter darstellt.
Erfindungsgemäß wird also ein implantierbares Infusionssystem zum Infundieren einer Flüssigkeit vorgeschlagen, mit einem eine Flüssigkeit vorhaltenden Reservoir, einer räumlich vom Reservoir beabstandeten Mikropumpe, einem die Saugseite der Mikropumpe mit dem Reservoir verbindenden, der Mikropumpe Flüssigkeit aus dem Reservoir zuführenden ersten Katheter, und einem mit der Druckseite der Mikropumpe verbundenen, von der Mikropumpe Flüssigkeit abführenden zweiten Katheter, wobei das Reservoir aus einem eine Hülle ausbildenden kompressiblen und biokompatiblen Material gebildet und mit einem Port zum Befüllen des Reservoirs verbunden ist.
Die Mikropumpe ist also so ausgelegt, dass diese die im Reservoir vorgehaltene Flüssigkeit über den ersten Katheter ansaugt und über den zweiten Katheter an dessen freiem Ende freigibt. Bei der durch die Mikropumpe bewirkte Verringerung des Medikamentenvolumens wird sich das blindsackartig ausgestaltete Reservoir aufgrund seiner Kompressibilität zunehmend zusammenziehen bis ein geringes Flüssigkeitsrestvolumen im Reservoir verbleibt, dass die Mikropumpe anzusaugen nicht in der Lage ist. Um der Mikropumpe keinen allzu großen Widerstand beim Ansaugen der Flüssigkeit aus dem Reservoir zu bieten, ist das Reservoir insbesondere dünnwandig und zugleich reißfest aus einem biokompatiblen Kunststoff gefertigt.
Bei der im Reservoir vorgehaltenen Flüssigkeit handelt es sich insbesondere um eine therapeutisch wirksame Flüssigkeit, speziell um ein flüssiges Medikament.
Das Reservoir kann nach einer bevorzugten Ausgestaltung auch in mehrere voneinander getrennte, unterschiedliche Medikamente vorhaltende Kompartimente unterteilt sein, die mit einer einzigen Pumpe, beispielsweise über einen getunnelten Einlumen- oder Mehrlumen-Katheter, verbunden sind.
Wie zuvor dargestellt, ist weist der zweite Katheter, da dieser dem Wirkort des Medikaments im implantierten Zustand näher angeordnet ist, eine geringere Länge als der erste Katheter auf.
Die Mikropumpe ist bevorzugt eine piezoelektrische Mikropumpe, die besonders bevorzugt als Membranpumpe ausgestaltet ist. Alternativ kann die piezoelektrische Mikropumpe auch als Peristaltikpumpe ausgebildet sein, die sich insbesondere für den Transport flüssiger Medikamente mit niedriger Viskosität eignet.
Der Port zum Befüllen des Reservoirs ist bevorzugt in der Wandung des Reservoirs angeordnet, sodass ein weiterer Katheter, der den Port mit dem Reservoir verbindet, nicht vorgesehen sein muss. Bei einer Ausgestaltung mit mehreren Kompartimenten sind eine der Anzahl der Kompartimente entsprechende Anzahl von Ports vorzusehen.
Aus sicherheitstechnischen Gründen ist bevorzugt auch die Mikropumpe direkt mit einem weiteren Port verbunden, der der Entlüftung des Systems oder dem Entleeren des Systems oder dem Spülen des Systems im Störfall bei Katheterblockage dient.
Die Versorgung der Mikropumpe mit elektrischer Energie erfolgt durch einen Energiespeicher, der bevorzugt im Bereich des dem der Mikropumpe gegenüberliegenden Endes des ersten Katheters angeordnet ist. Diese Anordnung stellt zum einen sicher, dass die Mikropumpe an beengten, dem Wirkort des Medikaments nahen Orten im Patienten installiert werden kann, an denen kein weiterer Platz zur Aufnahme des Energiespeichers zur Verfügung steht. Zum anderen kann die Versorgung der Mikropumpe mit elektrischer Energie besonders vorteilhaft durch in der Wandung des Katheters angeordnete, den Energiespeicher mit der Mikropumpe verbindende elektrische Leiter erfolgen.
Da das Reservoir kompressibel ausgebildet ist, muss gegebenenfalls eine Mehrförderung durch einen von außen auf das Reservoir wirkenden Druck vermieden werden. Dieses hängt insbesondere vom Implantationsort des Reservoirs ab: so muss speziell bei einer Implantation des Reservoirs im Lendenbereich des Patienten damit gerechnet werden, dass beispielsweise eine Gewichtsverlagerung des Patienten im Liegen, eine ungünstig positionierte Bauchbinde oder ein schlecht sitzender Sicherheitsgurt jeweils einen eine Mehrförderung von Medikament bewirkenden Druck auf das Reservoir ausüben kann. Bevorzugt ist daher eine zwischen dem Reservoir und der Mikropumpe angeordnete Drosselstrecke vorgesehen, die den der Mikropumpe zufließenden Volumenstrom begrenzt (und damit auch den unter Normalbedingungen von der Mikropumpe angesogenen Volumenstrom). Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt auch ein zwischen dem Reservoir und der Mikropumpe angeordnetes Druckbegrenzungsventil vorgesehen.
Um einen von außen auf das Reservoir wirkenden Druck vollständig zu vermeiden, kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, das Reservoir in einem inkompressiblen Gehäuse anzuordnen. Dabei muss sichergestellt sein, dass sich das kompressible Reservoir bei dessen Entleerung innerhalb des Gehäuses nahezu vollständig zusammenziehen können muss.
Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für alle therapeutischen Einsätze, ist jedoch wegen der besonderen Lage des Herzens und den damit einhergehenden Platzproblemen insbesondere für die Therapie von Herzkrankheiten geeignet. Entsprechend ist schließlich bevorzugt vorgesehen, dass das Infusionssystem ein im Reservoir angeordnetes Herzmedikament aufweist.
Die Erfindung wird anhand eines in der einzigen 1 dargestellten besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt ein implantiertes Infusionssystem zum Infundieren eines Herzmedikaments in den Bereich des Herzens eines herzkranken Patienten. Das System weist ein im Leistenbereich des Patienten unter der Haut implantiertes Reservoir 10 auf, das mittels eines implantierten ersten Katheters 30 mit einer im Brustbereich des Patienten implantierten Mikropumpe 20 verbunden ist. Auf der Druckseite der Mikropumpe 20 ist ein mit der Mikropumpe 20 verbundener zweiter Katheter 40 vorgesehen, durch den das von der Mikropumpe 2o auf deren Saugseite aus dem Reservoir 10 angesaugte Herzmedikament zum Wirkort am oder im Herzen des Patienten gefördert wird.
Das Reservoir 10 besteht aus einer Hülle, die aus einem biokompatiblen Kunststoff hergestellt und kompressibel ausgebildet ist. Verringert sich das Medikamentenvolumen im Reservoir 10, zieht sich die Hülle des Reservoirs 10 bis zum Erreichen der maximalen Förderleistung der Mikropumpe 20 unter Verbleib eines minimalen Medikamentenrestvolumens zusammen, wobei das Wiederbefüllen eines entleerten Reservoirs 10 durch den in der Wandung des Reservoirs 10 angeordneten Port 50 erfolgt.
Durch die geringe Baugröße der Mikropumpe 20 und aufgrund der räumlichen Trennung von Reservoir 10 und Mikropumpe 20 kann der mit Körperflüssigkeit in Kontakt stehende zweite Katheter 40 eine sehr geringe Länge aufweisen, wodurch das Risiko eines verstopften Katheters verringert ist. Die Länge des ersten Katheters 30 ist dabei unproblematisch, weil die Mikropumpe 20 eine Barriere gegen das Eindringen von körpereigenen Substanzen in den ersten Katheter 30 darstellt.
Die elektrische Energieversorgung der Mikropumpe 20 erfolgt über einen (nicht dargestellten) Energiespeicher, der in der Nähe des Reservoirs 10 angeordnet ist, wobei der erste Katheter 30 als Stromleiter fungierende elektrische Leiter aufweist. Ebenfalls ist in diesem Bereich eine auf die Mikropumpe 20 wirkende Steuerung vorgesehen, wobei der erste Katheter 30 auch die die Steuerung mit der Mikropumpe 20 verbindende Steuerleitung aufnimmt.
Schließlich befindet sich in der Nähe des Reservoirs 10, zwischen dem Reservoir 10 und der Mikropumpe 20 eine Drosselstrecke und/oder ein Druckventil, die bei einem von außen auf das Reservoir 10 wirkenden Druck eine Mehrförderung von Medikament aus dem Reservoir 10 und eine Überlastung und damit Beschädigung der Mikropumpe 20 verhindern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018124003 B3 [0003]

Claims

Implantierbares Infusionssystem zum Infundieren einer Flüssigkeit, mit - einem eine Flüssigkeit vorhaltenden Reservoir (10), - einer räumlich vom Reservoir (10) beabstandeten Mikropumpe (20), - einem die Saugseite der Mikropumpe (20) mit dem Reservoir (10) verbindenden, der Mikropumpe (20) Flüssigkeit aus dem Reservoir (10) zuführenden ersten Katheter (30), und - einem mit der Druckseite der Mikropumpe (20) verbundenen, von der Mikropumpe (20) Flüssigkeit abführenden zweiten Katheter (40), wobei das Reservoir (10) - aus einem eine Hülle ausbildenden kompressiblen und biokompatiblen Material gebildet und - mit einem Port (50) zum Befüllen des Reservoirs (10) verbunden ist.
Infusionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropumpe (20) eine piezoelektrische Mikropumpe ist.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropumpe (20) eine Membranpumpe ist.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Port (50) in der Wandung des Reservoirs (10) angeordnet ist.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der Mikropumpe (20) direkt verbundenen weiteren Port zum Entlüften und/oder Entleeren und/oder Spülen des Infusionssystems.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die Mikropumpe (20) mit elektrischer Energie versorgenden Energiespeicher, wobei der Energiespeicher im Bereich des dem der Mikropumpe (20) gegenüberliegenden Endes des ersten Katheters (30) angeordnet ist.
Infusionssystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch in der Wandung des Katheters angeordnete, den Energiespeicher mit der Mikropumpe (20) verbindende elektrische Leiter.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Reservoir (10) und der Mikropumpe (20) angeordnete Drosselstrecke.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Reservoir (10) und der Mikropumpe (20) angeordnetes Druckbegrenzungsventil.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (10) in einem inkompressiblen Gehäuse angeordnet ist.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Katheter (40) kürzer als der erste Katheter (30) ist.
Infusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein im Reservoir angeordnetes Herzmedikament.