DE19548537A1 - Mikroinfusionssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroinfusionssystem nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Für die präzise intravenöse und subcutane Infusionstherapie wer­ den heute fast ausschließlich noch teuere, komplizierte, schwere und sperrige, elektrisch betriebene Infusionspumpen mit aufwendi­ gen Alarmvorrichtungen eingesetzt. Für das Offenhalten intravenö­ ser Zugänge, vor allem Venenkatheter z. B. beim Transport im Kran­ kenhaus zu kleinen operativen Eingriffen oder Spezialuntersuchun­ gen wie Röntgendiagnostik, Nuklearmedizin, Stoffwechsel, NMR-Spektroskopie u. a. Maßnahmen aber auch zur postoperativen Schmerztherapie, vor allem der vom Patienten gesteuerten, beim Transport mit dem Rettungswagen und nicht zuletzt bei der ambu­ lanten Schmerz- und Infusionstherapie zuhause, wären andere, ein­ fachere Infusionssysteme wünschenswert. Diese Systeme sollten einfach und sicher in der Bedienung, kostengünstig, leichtgewich­ tig und klein in den Abmessungen sein, über einen weitgehend war­ tungsfreien Antrieb verfügen und dabei aber eine präzise i.v. Infusionstherapie ermöglichen.

Infusionssysteme mit einer Entwicklung in die richtige Richtung stellen z. B. die heute schon erhältlichen, leichtgewichtigeren, einfacher zu bedienenden, weitgehend wartungsfreien Spezialfe­ der-getriebenen Infusions-Spritzenpumpen dar, die in Kombination mit über Schläuche angeschlossene fixe Durchflußbegrenzer für bestimmte Durchflußvolumina pro Zeiteinheit geliefert werden.

Noch bestehende Probleme hierbei sind aber:

• 1. die Durchflußbegrenzer, die als Microlumenschläuche oder ge­ zogene Glasmikrokapillaren schwer, exakt in Serie mit den geforderten geringen Toleranzen herstellbar sind und deswe­ gen nur zu einem noch sehr hohen Preis angeboten werden kön­ nen;
• 2. die Dosierungenauigkeiten dieser Durchflußbegrenzer bei Ände­ rungen der Viskosität der Infusionslösungen nicht nur durch Zusätze, sondern vor allem in Abhängigkeit von der Tempera­ tur;
• 3. das noch zu große Totraumvolumen dieser Schläuche mit ihren Konnektoren, vor allem wenn kleinste Infusionsvolumina pro Zeiteinheit wie z. B. bei der Schmerztherapie appliziert wer­ den sollen;
• 4. ein nicht möglicher rascher, unkomplizierter Wechsel der In­ fusionsgeschwindigkeit bei Bedarf;
• 5. zu lange Vorbereitungszeiten beim luftblasenfreien Füllen der voluminösen Infusionsleitungen mit ihren Konnektoren, Filtern und Adapter vor allem bei Anwendung von Durchflußbe­ grenzern (Microlumenschläuche, Kapillaren) für sehr kleine Infusionsgeschwindigkeiten;
• 6. noch zu große, schwere Infusionspumpen und zu umständlich zu bedienende Infusionssysteme.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Mikro-Infu­ sionssystem so weiterzubilden, daß es eine exakt dosierende Mi­ krodosiervorrichtung, die kostengünstig herstellbar ist, an die Hand gibt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines gat­ tungsgemäßen Mikroinfusionssystems gelöst, das zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Lösung und deren vorteilhaften Herstellung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Mi­ krodosiervorrichtung mit einer Dosierkapillare und inte­ geriertem Partikel-Bakterienfilter am Einlaßstutzen.

Fig. 2 einen Längsschnitt von Fig. 1 (Schnittebene I . . . I)

Fig. 3 einen Längsschnitt der Mikrodosiervorrichtung mit einer Dosierkapillare und 2 Schlauchanschlüssen.

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen an das Kapillardosier­ stück angeflanschten männlichen, totraumminimierenden Spezial-Luerlockkonnektor, der konnektiert ist mit einem weiblichen Luerlockkonnektor.

Fig. 5 Längsschnitt durch eine Mikrodosiervorrichtung mit zwei Schlauchanschlüssen und integriertem Partikelfilter, fünf unterschiedlichen Dosierkapillaren im Spezial-Ka­ pillardosierstück und integriertem Schieberventil (Schnittebene: Plane Oberfläche der Bodenplatte 35 des Kapillardosierstücks).

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Mi­ krodosiervorrichtung mit einer Dosierkapillare und inte­ griert und vorgeschaltet eine Infusionslösung-Tempe­ rier-Vorrichtung und ein Mikropartikel-Bakterienfilter.

Fig. 7 einen Längsschnitt von Fig. 6 (Schnittebene II . . . II)

Fig. 8 einen Längsschnitt der modifizierten Mikrodosiervorrich­ tung von Fig. 6 mit beidseitig angebrachten Schlauch­ adaptern.

Fig. 9 schematisch die Mikrodosiervorrichtung nach Fig. 6 und Fig. 7 in ein handelsübliches Mikroinfusionssystem ein­ gebaut und zur Temperierung auf der Haut des Patienten fixiert.

Fig. 10 in Draufsicht als Explosionszeichnung das Mikroinfu­ sionssystem mit integrierter Mikrodosiervorrichtung er­ gänzt mit einer manuellen Bolusapplikationsvorrichtung, sowie entweder einem unter Federdruck stehenden Medika­ mentenreservoir in Spritzenform, oder einer Schlauch- Adapterplatte zum Anschließen z. B. eines externen, großen Medikamentenbehälters.

Fig. 1 zeigt zusammengebaut, perspektivisch eine Mikrodosiervor­ richtung. Sie besteht aus einem Kapillardosierstück 1, das über ein Verbindungsteil 2 mit einem männlichen Luerkonnektor 4 mit seinem Verriegelungsgewinde 7 und Luerverbindungskonus 5 mit zen­ traler Bohrung 6 verbunden ist. Durch ein Verbindungsteil 3 ist das Kapillardosierstück 1 über das zylindrische Gehäuse 8, das einen Partikel-Bakterienfilter 12 enthält, verbunden mit einem weiblichen Luerkonnektor 9, seinem Innenluerkonus 10 und einem Verriegelungselement 11.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt (Schnittebene I . . . I) Fig. 1. Deut­ lich sieht man im männlichen Luerkonnektor 4 den Luer-Verbin­ dungskonus 5 mit seiner zentralen Bohrung 6, die bis zum Auslaß 17 des Kapillardosierstücks 1 reicht. Dieses wird aus der zusam­ mengefügten Bodenplatte 13 und der Deckplatte 14 gebildet. Die zwischen beiden Platten entstandene Dosierkapillare wird durch die gestrichelt gezeichnete Linie 15 angedeutet. Diese Dosierka­ pillare ist mit dem Kapillareinlaß 16 und über den Partikel-Bak­ terienfilter 12 mit dem Luer-Innenkonus 10 des weiblichen Luer­ konnektors 9 verbunden.

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt das Kapillardosierstück 1 mit den zwei angeflanschten identischen Schlauchkonnektoren 18, 20 mit ihren eingeklebten Verbindungsschläuchen 19, 21.

Fig. 4 zeigt im Längsschnitt angeflanscht an das Kapillardosier­ stück 1 den männlichen, totraumminimierenden Spezial-Luerlockkon­ nektor 22 konnektiert mit einem weiblichen Luerlockkonnektor 23 mit angeschlossenem Schlauch 24. Wie bei jeder üblichen Luerkon­ nektion dichten auch hier Innenkonus 25 des weiblichen Konnek­ tors 23 mit dem Außenkonus 26 des männlichen Konnektors 22. Zur Sicherung der Konnektion dient wie üblich eine Verriegelung über die Luerlock-Verriegelungselemente 11 und 7.

Wie man deutlich sieht, ergibt sich jedoch durch Paßungenauigkei­ ten von männlichem und weiblichem Konnektor ein kuppelförmiger Totraum 27, der jedoch durch das elastische Röhrchen (Schlauch­ stück) 28 überbrückt und ausgeschaltet wird. Da dieses Röhrchen jedoch in einer sich in der Tiefe konisch verjüngenden zentralen Bohrung 29 des Luerkonus steckt, wird es zwar beim Konnektieren durch den Boden 30 des weiblichen Luerkonnektors 22 in Pfeilrich­ tung in die Bohrung dichtend vorgeschoben, dies aber nur bei er­ heblicher Druckausübung. Das bewirkt die zusätzliche Ausbildung eines Dichtwulstes 31 am Boden 30 des weiblichen Luerkonnektors 23.

Fig. 5 zeigt in einem Längsschnitt, dessen Ebene entlang der pla­ nen Oberfläche der Bodenplatte 35 des Kapillardosierstücks ver­ läuft, diese Platte mit einer eingeprägten Verteilerrinne 34 für fünf angeschlossene unterschiedlich breite und tiefe Dosierrin­ nen 36 (abgedeckt durch die Deckplatte werden sie zu Dosierkapil­ laren). In diesem Schnitt sieht man auch deutlich den an diese Bodenplatte angeflanschten Einlaßkonnektor 32 mit integriertem Partikelfilter und seinem Verbindungsschlauch 33 sowie den ange­ flanschten Auslaßkonnektor 38 mit der Querbohrung 37 (an einem Ende verschlossen), in welche die Enden der fünf Dosierrinnen 36 einmünden und der durch einen dicht-gleitend eingepaßten Ventil­ schieber 40 mit Betätigungsknopf 41 verschlossen ist. Durch He­ rausziehen des Betätigungsknopfes 41 in Pfeilrichtung, lassen sich über die frei werdende Bohrung 37 eine, zwei oder bis zu fünf Dosierrinnen (-Kapillaren) 36 mit dem Auslaßstutzen mit Schlauch 39 verbinden.

In Fig. 6 bis Fig. 8 sind weitere Ausführungsbeispiele der Mikro­ dosiervorrichtung dargestellt, mit denen sich noch Dosierfehler, bedingt durch Viskositätsänderungen von Infusionslösungen in Ab­ hängigkeit von der Temperatur, weitgehend eliminieren lassen. Wie bekannt, bewirkt z. B. eine Änderung der Temperatur der Infu­ sionslösung von 20°C um +1°C schon eine Flowänderung um ca. +2,5% und eine solche von -1°C eine Flowminderung von ca. 2,5%. In praxi resultieren daraus sehr große Fehler von nicht selten bis zu 25%.

Fig. 6 zeigt perspektivisch und Fig. 7 im Schnitt ein Ausfüh­ rungsbeispiel einer als konstruktive Einheit ausgebildeten ther­ mostatisierbaren Mikrodosierkapillare 46 mit vorgeschaltetem kleinem Flüssigkeitsreservoir 43. Diese Einheit ist zwischen dem männlichen Luerlockkonnektor 4 mit seinem Adapterstück 2 und dem weiblichen Luerlockkonnektor 10 (mit eingebautem Filter 12) und seinem Adapterstück 3 angeordnet. Diese Einheit besteht aus der quaderförmigen Bodenplatte 42 mit dem scheibenförmigen Fortsatz 48, sowie der quaderförmigen Deckplatte 44. In die plane Ober­ fläche der Bodenplatte sind Rinnen und eine Vertiefung einge­ prägt, die durch die dichtend aufgebrachte Deckplatte 44 in Ein­ laßkanal 45, das nachfolgende kleine Flüssigkeitsreservoir 43 und anschließend die Mikrodosierkapillare 46 umgewandelt werden. Der scheibenförmige Fortsatz 48 wird mit einem Klebering auf die Haut des Patienten aufgebracht zur Wärmeübertragung. Die aus Kunststoff bestehende Abdeckscheibe 47 verhindert die Wärmeabga­ be an die Umgebung.

Fig. 8 zeigt noch eine Ausführungsform der oben beschriebenen thermostatisierbaren Mikrodosierkapillare mit vorgeschaltetem Reservoir mit totraumarmen Schlauchanschlüssen versehen zum di­ rekten, fixen Einfügen in ein Mikroinfusionsschlauchsystem.

Fig. 9 zeigt als Beispiel in einer schematischen Zeichnung die Anordnung eines Mikroinfusionssystems z. B. für die ambulante Schmerztherapie am Patienten. Die an einem Gürtel getragene fe­ dergetriebene Infusionspumpe mit eingelegtem Infusionsbeutel 49 ist über eine Schlauchleitung 50 mit einem kombinierten Parti­ kel-Bakterien-Entlüftungsfilter 51 verbunden. Diesem nachgeschal­ tet ist die mit einem Klebering auf der gleichmäßig warmen Haut des Patienten ("menschlicher Thermostat") thermisch angekoppelte Mikrodosierkapillare mit Reservoir nach Fig. 8 angeordnet. Hier wird die Infusionslösung exakt temperiert und erhält damit eine konstante, bestimmte Viskosität, die wiederum Voraussetzung für einen exakt definierten Flow durch die Dosierkapillare ist. Von hier gelangt die Infusionslösung über eine (bekannte) Spezialna­ del 53 perkutan in einen im Gewebe des Patienten implantierten (bekannten) Infusions-Port 54, der in Verbindung mit einem gro­ ßen Blutgefäß des Patienten steht.

Fig. 10 zeigt das neue Mikroinfusionssystem in Aufsicht als Ex­ plosionszeichnung. Hier ist das gesamte Infusionssystem von Abb. 9, das zusätzlich noch mit einer Bolus-Applikationsvorrichtung versehen ist, in einer Einheit integriert. Die Bodenplatte 55 mit ihrer integrierten Mikrodosiervorrichtung 56 (durchsichtig gezeichnet und gekennzeichnet durch eine fett-gestrichelt ge­ zeichnete Umrandung) wird mit ihrer planen Unterseite auf die Haut des Patienten geklebt. Auf ihrer Oberseite trägt sie über einer kreisförmigen Vertiefung 59, welche mit dem Verteilerkanal 60 der Mikrodosiervorrichtung 56 verbunden ist, als Deckel den mit Dichtrand versehenen Bakterien-Partikelfilter 61. Der Vertei­ lerkanal 60 speist vier gestrichelt gezeichnete Dosierkapillaren 62, die in eine Querbohrung 63 münden, welche durch einen dicht­ gleitend eingepaßten Ventilschieber 64 nach Wunsch teilweise oder auch vollständig verschlossen werden kann (siehe auch Fig. 5) und welche zusätzlich mit der Auslaßrinne 65 verbunden ist. Die von dem Verteilerkanal 60 abgehende mäanderförmige Dosierka­ pillare 66 versorgt über die Einlaßrinne 67 den eingelegt ge­ zeichneten Bolusballon mit Auslaßventil 68. Unter manuellem Druck, ausgeübt über den flüssigkeitsgefüllten, kleinen Handbal­ lon 69 mit Verbindungsschlauch 70, der in der Rinne 71 einge­ klebt ist, kann der Bolusballon 68 unter Druck gesetzt werden und entleert sich in die Auslaßrinne 72 und die nachgeschaltete Rinne 65 (Anschluß für Injektionshohlnadel). Durch das Aufsetzen des durchsichtigen Medikamenten-Reservoirs 57 (in Pfeilrichtung) auf die Oberfläche der Bodenplatte 55 mit integrierter Mikrodo­ siervorrichtung 56 und flüssigkeitsdichter Verbindung mit ihr, werden die Rinnen 67, 71, 72 und 65 zu flüssigkeitsführenden Kanä­ len. Der Partikel-Bakterienfilter 61 erhält nun Medikamentenlö­ sung aus dem durch den Kolben 73 unter konstantem Druck der Spi­ ralfeder 74 stehendem Reservoir 75 über den Auslaßkanal 76 zuge­ führt. Zum evtl. wünschenswerten wiederauffüllen mit einem Medi­ kament, dient der elastische Durchstech-Verschluß 77. Wird in ähnlicher Weise, wie schon beschrieben, die Infusions-Schlauch­ adapterplatte 58 (mit den Schlauchanschlüssen 78, 79 und der Aus­ sparung 80 für Bolusballon 68 mit Anschlüssen) mit der Bodenplat­ te 55 mit ihrer integrierten Mikrodosiervorrichtung 56 verbun­ den, dann wird auch eine Infusion größerer Medikamentenmengen möglich aus externen unter Druck (evtl. auch Schwerkraft) stehen­ den Spezialbehältern.

Die Funktion der Mikrodosiervorrichtung und ihre verschiedenen Modifikationen kann anhand der Fig. 1 bis 9 wie folgt beschrie­ ben werden. Die steril verpackte Vorrichtung z. B. nach Fig. 1 mit einer Dosierkapillare ist mit unterschiedlichen fixen Durch­ flußvolumina für wäßrige Infusionslösungen im Bereich von 0,5 bis 150 ml/Stunde leicht herstellbar und wird vor allem für die ambulante Infusionstherapie, bei der einfachst zu bedienende, sichere, leichtgewichtige, kostengünstige, aber trotzdem exakt arbeitende Infusionssysteme wünschenswert sind eingesetzt, vor allem in Kombination mit federgetriebenen Infusionsspritzenpum­ pen. Nach Auswahl der Mikrodosiervorrichtung mit dem passenden, aufgedruckten Durchflußvolumen pro Stunde ist sie mühelos durch ihre beidseitigen Norm-Luerkonnektoren, auf der Einlaßseite mit der federgetriebenen Infusionsspritzenpumpe, auf der Auslaßseite mit jedem handelsüblichen Infusionsschlauchsystem zu verbinden. Der in der Einlaßseite integrierte Partikelfilter sorgt für eine ungestörte Kapillarfunktion durch Abhalten evtl. durch Medikamen­ tenzusätze in die Infusionslösung eingeschleppter Mikropartikel. Soll die Mikrodosiervorrichtung jedoch in ein spezielles Infu­ sions-Set z. B. schon vom Hersteller integriert werden, dann wird eine Ausführungsform mit beidseitigen Adaptern zum direkten Ein­ kleben der Schläuche, siehe Fig. 3 sinnvoll sein, vermeidet sie doch nicht nur unnötige Kosten, sondern vor allem auch das Ent­ stehen von größeren Toträumen, wie bei Verbindungen durch Luer­ konnektoren. Bei der Infusion kleiner Volumina pro Zeiteinheit ist das klinisch evtl. von großer Bedeutung. Fig. 4 zeigt eine spezielle Ausführungsform eines männlichen Luerlockkonnektors am Auslaßende des Kapillardosierstücks 1, die eine sehr totraumarme Konnektion mit einem weiblichen Normluerlock-Konnektor dadurch ermöglicht, daß der durch Paßungenauigkeiten kommerzieller Luer­ konnektoren immer entstehende Totraum 27 von mehr als 30-50 ul auf Werte von ca. 1-2 ul reduziert wird. Dies wird erreicht durch ein elastisches Röhrchen oder Schlauchstück 28 aus Weich- PVC oder Silicongummi, das in die zentrale, sich leicht in der Tiefe konisch verjüngende Bohrung 29, verschiebbar in Pfeilrich­ tung, satt eingepaßt ist. Dieses Schlauchstück 28 überragt den Normluerkonus 25 des männlichen Konnektors 22 um einige Millime­ ter. Bei der Konnektion mit dem weiblichen Luerkonnektor 23, bei dem ein gewisser Kraftaufwand notwendig wird, kommt es durch die Druckausübung über den Boden 30 des weiblichen Konnektors 23 auf das Ende des Schlauchstücks 28 zu einem Einschieben des Schlauch­ stücks in die obengenannte konische Bohrung 29, einem Abdichten in derselben und gleichzeitig einer Dichtwulstbildung 31 am Bo­ den 30 des weiblichen Luerkonnektors. Wird bei der in Fig. 1 dar­ gestellten Mikrodosiervorrichtung der Normluerkonnektor 4 durch den Spezialkonnektor 22 ersetzt und erfolgt die Konnektion mit dem weiblichen Normluerkonnektor 9 über einen ebensolchen Spe­ zialkonnektor 22 dann ist eine Totraumarmut trotz des Vorteils der Austauschbarkeit, wie bei der Ausführung Fig. 3 gegeben.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Mikrodosiervorrichtung im Schnitt dargestellt, mit der sich die anfänglich genannten Pro­ bleme der Durchflußbegrenzer mit Microlumenschläuchen in Kombina­ tion mit Spezialfeder-getriebenen Spritzenpumpen alle einfach und kostengünstig lösen lassen.

Die von der Spritzenpumpe unter konstantem Druck abgegebene Infu­ sionslösung strömt über Schlauch 33, oder einen dort angeordne­ ten weiblichen Normluerkonnektor, den an Bodenplatte 35 ange­ flanschten Einlaßkonnektor 32 mit integriertem Partikelfilter und von dort in den Flüssigkeitsverteiler 34, der in die darge­ stellte exakt plane Oberfläche der Bodenplatte 35 eingeprägt ist. Von dem Verteiler 34 kann die Flüssigkeit über die unter­ schiedlich breiten und tiefen in die Oberfläche der Bodenplatte eingebrachten Präzisions-Dosierrinnen 36 (abgedeckt durch die Deckplatte, Kapillaren) in die aufgeschnitten dargestellte Quer­ bohrung 37 des angeflanschten Auslaßkonnektors 38 fließen, wenn der in die Bohrung dicht-gleitend eingepaßte Ventilschieber 40, diese mit dem Auslaßstutzen mit Schlauch 39 verbundene Bohrung durch Herausziehen des Knopfes 41 in Pfeilrichtung, freigibt. Durch unterschiedlich weites Herausziehen lassen sich der links im Bild dargestellten dünnen Präzisionsrinne die rechts davon nach steigendem Querschnitt angeordneten Präzisionsrinnen zu­ schalten. Damit können mit dieser Ausführungsform der Mikrodo­ siervorrichtung folgende Probleme zusätzlich gelöst werden:

• - Unterschiedliche Infusionsgeschwindigkeiten können, ohne Um­ baumaßnahmen vornehmen zu müssen, durch verschieden weites Herausziehen des Ventilschiebers 40 eingestellt werden.
• - Auch bei Anwendung sehr kleiner Infusionsgeschwindigkeiten entfallen lange Vorbereitungszeiten beim luftblasenfreien Füllen von Konnektoren, Filtern und Adaptern, da Filter in der Dosiervorrichtung integriert sind, eine totraumarme Kon­ nektion realisiert ist und vor allem durch das integrierte Schieberventil vorübergehend ein hoher Durchfluß, durch Zu­ schalten von den im Bypass angeordneten Kapillaren, einge­ stellt werden kann beim Vorfüllen des Infusionssystem mit Infusionslösung.

Die Funktion von Fig. 6 bis 9 ist schon anhand der vorausgegange­ nen Beschreibung ausreichend erklärt.

Die in Fig. 10 dargestellte aus den Teilen 55, 56 und 57 zusam­ mengesetzte komplette, leichtgewichtige Mikroinfusionsvorrich­ tung geringer Baugröße, wird steril verpackt geliefert. Zur sub­ cutanen Infusion, oder Infusion über einen implantierten Port, ist eine direkt in den Auslaßkanal 65 einsteckbare, rechtwinklig abgebogene, kurze Spezial-Injektionshohlnadel beigegeben. Für die intravenöse Medikamentenapplikation dient ein kurzer Verbin­ dungsschlauch mit endständiger Flügel-Hohlnadel, der in den Ka­ nal 65 fest eingesteckt und verriegelt wird. Vor der Anwendung am Patienten wird über den elastischen Durchstech-Verschluß 77 mit Hilfe einer Spritze steril die individuell benötigte Medika­ mentenlösung ins durchsichtige Reservoir 75 eingefüllt. Durch Herausziehen des Ventilschiebers 64 werden nun die kleinlumigen Kanäle und Kapillaren der Mikrodosiervorrichtung und der Bolus­ applikationsvorrichtung, sowie deren Ballon mit Einwegeventil 68, entlüftet und rasch mit Lösung gefüllt. Jetzt wird von der Unterseite der Bodenplatte eine Schutzfolie von deren Klebefolie abgezogen, die Hohlnadel in eine Vene oder subcutan eingesto­ chen, mit der Mikroinfusionsvorrichtung konnektiert und diese auf der Haut des Patienten fixiert. Wird die Mikrodosiervorrich­ tung im Rahmen z. B. einer patientengesteuerten Schmerztherapie eingesetzt, dann kann der Patient noch zusätzlich zu der kontinu­ ierlichen Schmerzmittelzufuhr bei Bedarf (zeitlich jedoch be­ grenzt durch die über die mäanderförmige Kapillare 65 mögliche Füllgeschwindigkeit des Bolusballons mit Auslaßventil 68) sich einen Schmerzmittel-Bolus applizieren durch kurze manuelle Kom­ pression des Handballons 69.

Beispiel zur Herstellung einer Mikrodosiervorrichtung

Wie schon einleitend erwähnt, ist heute vor allem noch der zu hohe Preis, für die als Dosierglied verwendeten, schwer präzise herstellbaren Mikrolumenschläuche zum Einmalgebrauch, der Hinde­ rungsgrund für die breite klinische Anwendung dieser einfachen, beschriebenen Infusionssysteme. Bei der vorgestellten erfindungs­ gemäßen Dosiervorrichtung wird das Kapillardosierstück 1, das in der Funktion etwa einem Mikrolumenschlauch entspricht, aus zwei aufeinander gepreßten Hälften, der Bodenplatte 13 und der Deck­ platte 14 (siehe Fig. 1) aufgebaut. Dies ermöglicht die kosten­ günstige, einfache, präzise und sichere Herstellung großer Se­ rien und zwar auf folgende Weisen:
Aus weichem Feinblech z. B. Messing, Kupfer, Neusilber u. a. evtl. noch mit einer korrosionsfesten Oberfläche versehen, werden als Rohlinge kleine Platten mit hantelförmig aufgetriebenen Enden gestanzt. Aus diesen Rohlingen entstehen nun in einem Feinpräge­ vorgang mit einem exakt planen Stempel Deckplatten mit exakt plangeprägter Oberfläche. Mit einem Stempel, der auf seiner exakt planen Oberfläche zusätzlich noch eine oder mehrere paral­ lele evtl. miteinander verbundene Mikroleisten aufweist, entste­ hen beim Feinprägen die Bodenplatten mit ihren Dosierrinnen und evtl. Verteilern. Zur Herstellung äußerst feiner Dosierrinnen empfiehlt es sich meistens diese in die plangeprägte Oberfläche der Bodenplatte erst in einem weiteren Produktionsschritt durch ein spanabhebendes Werkzeug einzubringen, das präzise auf der exakt planen Oberfläche des Werkstücks geführt wird, oder in die eingeprägte Rinne ein Röhrchen mit Mikrokanal einzukleben. Sind Toleranzen des Innendurchmessers von +/- 10% und mehr erlaubt, dann werden die Mikrokanalröhrchen vorwiegend, wie verwendet, Glaskapillaren darstellen. Werden jedoch kleinste Toleranzen ge­ wünscht, dann werden diese Röhrchen mit Mikrokanal in einem Ver­ fahren aus erhältlichen gezogenen Metallröhrchen durch indivi­ duelle, kontrollierte, elektrogalvanische Innenbeschichtung in ihren Innenmaßen so reduziert, daß daraus die gewünschten Strö­ mungswiderstände resultieren. Die Boden- und Deckplatte werden nun aufeinander gepreßt evtl. noch zusätzlich miteinander ver­ klebt oder verschweißt. Diese fertigen Kapillardosierstücke wer­ den nun noch beidseitig direkt mit eingeklebten Verbindungs­ schläuchen versehen oder nach bekannten Verfahren, mit den im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellten Konnektoren gas- und flüssigkeitsdicht verbunden.

Claims (27)

1. Mikroinfusionssystem mit besonderer Eignung für die intrave­ nöse und subcutane Infusionstherapie, dadurch gekennzeichnet,daß es eine Mikrodosiervorrichtung umfaßt, die mindestens eine Kapillare aufweist, wobei die Mikrodosiervorrichtung im wesentlichen aus einer ebenen Bodenplatte, in der die Kapil­ lare als vorzugsweise geprägte Längsrille ausgebildet ist, und einer diese abdeckende ebenen Deckplatte besteht.

2. Mikroinfusionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Enden der Boden- und Deckplatte der Mikrodosier­ vorrichtung hantelförmig ausgebildet sind.

3. Mikroinfusionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Boden- und Deckplatte der Mikrodosiervor­ richtung aus Metall, Silizium, Glas oder Keramik bestehen.

4. Mikroinfusionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte der Mikrodosiervor­ richtung aus einem Metallrohling durch Feinprägen (Feinpres­ sen) in einem Arbeitsvorgang mit einer exakt planen Oberflä­ che und einer exakt definierten Längsrille herstellbar ist.

5. Mikroinfusionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Boden- und Deckplatte der Mi­ krodosiervorrichtung aus einem Metallrohling durch Feinprä­ gen mit einer exakt planen Oberfläche versehbar sind.

6. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die exakt plane Oberfläche der Bodenplatte eine Präzisionsrille (gerade oder mäanderför­ mig) durch Feinschleifen, Feinhobeln, Elektroerosion, Ätz­ technik oder Lasergravur einbringbar ist.

7. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die präzise plane Bodenplatte eine oder mehrere Dosierrillen einprägbar sind, in die zur Realisierung kleinster Infusionsgeschwindigkeiten noch fein­ ste Glashohlfasern einklebbar sind.

8. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die exakt planen Oberflächen der Boden- und Deckplatte der Mikrodosiervorrichtung mit einer nicht korrosiven Oberfläche, vorzugsweise aus Gold, überzo­ gen sind.

9. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die exakt plane Oberfläche der Bodenplatte vorzugsweise mit einer sehr dünnen Schicht, vor­ zugsweise eines Schmelzklebers, überzogen ist.

10. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mikrodosiervorrichtung Mikrokanalröhrchen ausgebildet sind, die mittels dünner Me­ tallröhrchen herstellbar sind, deren Lumen elektrogalva­ nisch durch Innenbeschichtung auf den gewünschten Innendurch­ messer reduziert sind.

11. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanalröhrchen bei der elektrogalvanischen Innenbeschichtung der Röhrchen mit Galva­ nisierlösung unter Druck durchströmbar sind und zur intermit­ tierenden Kontrolle des Durchflußwiderstandes dabei Meßungen der Tropfenzeit, des Druckabfalls und elektrischer Wider­ standsänderungen durchführbar sind.

12. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrodosiervorrichtung durch Zusammenpressen und gegebenenfalls zusätzlichem Verschweißen oder Verkleben der Boden- und Deckplatte herstellbar ist.

13. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den hantelförmigen Enden Kon­ nektoren aus Kunststoff anbringbar sind (die mit zentralen Längsbogen sowie bekannten Vorrichtungen zum Einfügen eines Verbindungsschlauches oder Norm- Luerlock-Verbindungselemen­ ten versehen sind.

14. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zur Mikrodosiervor­ richtung eine manuelle Bolusapplikationsvorrichtung, ein Me­ dikamentenreservoir, spezielle Verbindungselemente, sowie Partikel-Bakterienfilter oder nur Teile davon enthält.

15. Mikroinfusionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrodosiervorrichtung dadurch thermostatisierbar ist, daß die Dosierkapillaren und das gegebenenfalls vorgeschaltete Flüssigkeitsreservoir inte­ griert auf einem thermisch gut leitenden Substrat angeordnet sind.

16. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermostatisierung über ein Wärmeleitelement vornehmbar ist, daß auf die gleichmäßig war­ me Haut des Patienten vor allem im Bereich des Bauchs, der Brust oder des Rückens aufbringbar und fixierbar ist.

17. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine thermostatisierbare Ka­ pillar-Dosiervorrichtung mit vorgeschaltetem Flüssigkeitsre­ servoir umfaßt, wobei das Flüssigkeitsreservoir ein Volumen in einem Bereich von 0,01 bis 1 ml aufweist und in Form eines verlängerten und/oder erweiterten Zuführkanals für die Dosierkapillare ausgebildet ist.

18. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatisierbare Kapil­ lar-Dosiervorrichtung mit vorgeschaltetem Flüssigkeitsreser­ voir getrennt voneinander in je einem Gehäuse untergebracht und miteinander zum Beispiel über einen Schlauch verbunden sind.

19. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reservoir und dem der Ka­ pillare vorgeschalteten Luerkonnektor ein Partikel- und/oder Bakterienfilter eingebaut ist.

20. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Luerlock-Verbindungsko­ nus eines männlichen Luerlock-Konnektors an einem Auslaß der Mikrodosiervorrichtung eine zentrale Längsbohrung vorhanden ist, die sich in der Tiefe konisch verengt und daß in dieser Bohrung ein elastisch verformbares Schlauchstück (Kunststoff­ röhrchen) verschiebbar eingefügt ist, das als Längenaus­ gleich-Dichtelement für die totraumarme Verbindung handels­ üblicher, nicht sehr paßgenauer weiblicher Luerlock-Konnekto­ ren dient.

21. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrodosiervorrichtung durch die Anordnung von zwei oder mehr Kapillardosiervorrichtungen (mit unterschiedlichen Durchflußvolumina) in einer Wechsel­ vorrichtung (zum Beispiel Schieber oder Trommel) das Wählen unterschiedlicher Infusionsgeschwindigkeiten auch bei laufen­ der Infusion ermöglicht.

22. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bodenplatte der Mikrodo­ siervorrichtung mehrere parallele Längsrinnen (-rillen) auch von unterschiedlicher Breite und Tiefe eingeprägt sind, die zusätzlich an ihrem Einlaßende oder ihrem Einlaß- und Auslaß­ ende über eine eingeprägte Querrinne miteinander verbunden sind.

23. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrodosiervorrichtung am Einlaß einen Konnektor mit integriertem Partikel-Bakterien­ filter aufweist für einen Schlauch oder Luerverbinder und am Auslaß einen Konnektor für ein Luer- oder Schlauchanschluß der zusätzlich mit einer einseitig endständig verschlossenen Querbohrung versehen ist, die erstens als gemeinsamer Verbin­ dungskanal für die Enden der Kapillaren mit dem Auslandska­ nal dient und zweitens durch einen eingeführten elastischen, abdichtenden, manuell verschiebbaren Stab zum Schieberventil wird, das zum Einschalten bzw. eventuell Ausschalten dennoch erforderlichen anderen Kapillaren dient, um den gewünschten Durchfluß an Infusionslösung zu erhalten.

24. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolusapplikationsvorrichtung aus einem elastischen Hohlkörper (als Bolus-Reservoir) mit einem Einlaßstutzen und einem Auslaßstutzen mit integriertem Einwegventil (Entenschnabelventil) besteht, der von außen manuell komprimierbar und dadurch entleerbar ist.

25. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolusapplikationsvorrichtung in einem dichten Behälter eingebaut ist, der durch Zusammen­ drücken eines (mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten) Handbal­ lons unter Überdruck setzbar ist, um den Hohlkörper so aus­ pressen zu können.

26. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Sandwichbauweise aus einer aus Kunststoff bestehenden Bodenplatte, in welche die Mikro­ dosiervorrichtung, Bolusapplikationssvorrichtung, Bakte­ rien-Partikelfilter sowie deren Verbindungselemente inte­ griert sind und einem aufgesetzten unter Filterdruck stehen­ den Medikamentenreservoir oder einer Schlauchadapterplatte zusammengefügt ist.

27. Mikroinfusionssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch T-, TT-, Y-Kreuz- und Längsverbinder zur Einfügung der Mikrodosiervorrichtung in ein Infusions­ schlauchsystem, wobei die verschiedenen Arten von Schlauch­ verbindern jeweils aus zwei geprägten Hälften zusammengefügt sind, einer planen Deckplatte und einer planen Bodenplatte, in die je nach gewünschtem Verbinder ein T-, Y- oder zum Bei­ spiel eine kreuzförmige Rinne eingeprägt sind.