DE3218407C2

DE3218407C2 - Implantierbare Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE3218407C2
Application number: DE19823218407
Authority: DE
Inventors: Horst 2000 Hamburg Mau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-15
Filing date: 1982-05-15
Publication date: 1990-07-12
Also published as: DE3218407A1; JPS58206081A; JPH0534792B2

Abstract

Zur Verminderung erheblicher Gesundheitsschäden, die oftmals bei einer langfristigen Arzneimittelbehandlung auftreten, wird am Körper an bzw. um das erkrankte Organ ein mit Arznei gefülltes Arzneiaufnahmeimplantat eingepflanzt. Durch im Arzneiaufnahmeimplantat angeordnete Arzneiausflußöffnungen und/oder installierten magnetisch fernsteuerbaren Bauteilen gelangt die Arznei nun in der gewünschten Dosierung kontinuierlich direkt an oder in den Krankheitsherd. Mit einem außerhalb des Körpers stationierten Steuerungsmagneten können den Erfordernissen entsprechend u.a. folgende magnetisch fernsteuerbare Bauteile im Arzneiaufnahmeimplantat installiert und körperintern zur Nutzanwendung gebracht werden, ein Arzneikolben zwecks Arzneikompression und um den Arzneiausfluß zu beeinflussen, ein Arzneidurchfluß-Regler um den Arzneiausfluß zu regulieren oder zu stoppen, eine Injektions-Einfüllnadel, die durch Gewebe und Haut gebracht der Arzneinachfüllung dient und eine Injektionsnadel um die Arznei körperintern in den Krankheitsherd zu injizieren.

Description

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist aber auch vorgesehen, daß sie eine durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magnete steuerbare, aus der Dosiereinrichiung zu einer gewünschten Körperstelle führbare Injektionsnadel aufweist, oder daß sie mehrere solcher Injetionsnadeln aufweist. Dabei kann dann gezielt innerhalb des Körperinneren von der an einer anderen Stelle angeordneten Dosiervorrichtung aus, mit Hilfe äußerer Magneten gesteuert, eine Substanz, insbesondere ein Medikament in ein anderes Organ injiziert werden.

Weist die Vorrichtung eine oder mehrere durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten aus der Dosiereinrichtung durch die Haut hinausführbare Nadel auf, die einen mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kanal aufweist, durch den Substanz von außen nachfüllbar ist, so kann auf besonders wirkungsvolle Weise die Substanz, insbesondere das Medikament im Vorratsbehälter der Dosiereihrichtung von außen nachgefüllt werden. Man muß dann nicht mehr wie bisher von außen mit einer Injektionsnadel erst die öffnung suchen, durch die durch die Haut hindurch das Medikament oder die andere Substanz im Vorratsbehälter der Dosiervorrichtung nachgefüllt werden kann. Dieses umständliche Suchen erspart man sich, da nach entsprechender Steuerung durch äußere Magneten eine Nadel aus der Dosiereinrichtung durch die Haut aus dem menschlichen Körper heraussticht, so daß hier dann ein Medikamenten- oder anderer Substanzbehälter aufgesetzt werden kann, so daß der Vorratsbehälter in der Dosiervorrichtung gefüllt werden kann.

Zweckmäßigerweise ist bei dieser Ausführungsform ein Arzneieingabeventil vorgesehen, daß zum Eingeben des Medikaments geöffnet wird, während es sonst ge-Dosiervorrichtung weggeführt oder zu derselben hingeführt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es zum Beispie! bei schweren inneren Verletzungen und Erkrankungen möglich, die entsprechend wirksame Arzneidosis in der richtigen Menge an den Krankheitsherd heranzubringen, so daß die gewünschte Heilung schnell erfolgt, ohne daß gesunde Organe in gleicher Weise »mitbehandelt« und dadurch in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung ist auch daher sehr zweckmäßig, da viele innere Organe bedingt durch unterschiedlichen Körperbau, Format und verdeckte Lage nicht ohne weiteres von außen mit einer Injektionnadel erreicht werden können, um Arznei direkt in den Krankheitsherd zu injizieren.

Die Vorgänge innerhalb der Dosiervorrichtung können durch bewegliche Kolben aus magnetisch anziehbarem Material, die zum Beispiel durch einen leichten federnden Blechstab abgesichert sind, gesteuert werden.

Der Kolben kann dabei zum Beispiel auch gedreht werden, um dadurch irgendwelche öffnungen für die Medikamente zu öffnen und zu schließen. Die abgegebene Medikamentmenge kann dann durch den magnetisch bestimmbaren zurückgelegten Weg seiner Translationsbewegung ermittelt werden. Es können auch zwei gegenüberliegende Kolben vorgesehen sein, zwischen denen sich eine öffnung zum Nachfüllen von Medikamenten befindet.
Soll ein Medikament in ein Organ injiziert werden, das sich in einer gewissen Entfernung von der Dosiervorrichtung befindet, so können zunächst einmal ein oder mehrere Ventile für die Medikamentabgabe vorgesehen sein. Mil einem solchen Ventil kann eine vertikal installierte mit begrenzten Führungsschlitzen verse-

schlossen ist. Eine zweckmäßige Ausführungsform weist 35 hene Injektionsnadelführungsbuchse ausgerichtet sein,

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Einrichtungen zum Auswechseln der Nadeln mit Hilfe von einem oder mehreren außerhalb des Körpers angeordneten Magneten auf. Auf diese Weise können stumpf oder aus anderen Gründen unbrauchbar gewordene Nadeln auf einfache Weise ausgewechselt werden.

Ein besonders zuverlässiger Betrieb wird erreicht, wenn die Vorrichtung durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten steuerbare Sicherungs- und Arretierungseinrichtungen für die beweglichen Teile aufweist. Auf diese Weise ist ein unerwünschtes Austreten von Arznei oder eine unerwünschte Bewegung der Nadeln infolge von zufälligen äußeren Magnetfeldern oder starker Beschleunigungen des menschlichen Körpers bei Stoßen und dergleichen ausgeschlossen.

Wenn die magnetisch anziehbaren Teile Permanentmagneten aufweisen, so wird dadurch einerseits die durch die äußeren Magneten ausgeübte Kraft vergrößert, während andererseits durch entsprechende Wahl der Polaritäten der äußeren Magneten die Bewegungsrichtung der beweglichen Teile innerhalb der implantierten Dosierungsvorrichtung gesteuert werden kann.

Die Dosiereinrichtung kann auch Injektionsnadeln unterschiedlicher Form und Ausstattung aufweisen, die dann durch die äußeren Magneten gesteuert bzw. bewegt werden können. Die Steuerung der Teile kann mit Hilfe von entsprechenden Meßinstrumenten und auch Computern kontrolliert werden.

Die Einrichtungen für das Auswechseln der Nadeln (Injcktionsnadeln oder Nadeln zum Nachfüllen des Medikaments durch die Haut) können größere durch die Haut hindurchführbare Nadeln aufweisen, innerhalb derer die auszuwechselnden normalen Nadeln von der in der sich eine Injektionsnadel befindet, an deren Ende mindestens zwei Zapfen zum Führen, Arretieren und als Anschläge angeordnet sind. In dem Medikamentkolben ist ein Blechstab oder -ring angeordnet. Mittels einem bzw. zweier entsprechend hergerichteter Elektromagneten werden magnetische Feldlinien auf den Medikamentkolben gerichtet, die Kolbenöffnung wird geschlossen, der Medikamentkolben in eine entsprechende Position gebracht und gehalten, damit bei einer entsprechenden Störung die Position der Dosiervorrichtung erschütterungsfrei stabil bleibt. Die Einstichtiefe der Injektionsnadel kann mechanisch durch die entsprechende Anschlaglänge der Führungsschlitze vorbestimmt werden, oder durch eine vorbestimmte Zeit, in der durch die Magnetkraft der Injektionsvorgang bewirkt wird. Durch ein zweites entsprechend wirksames magnetisches Feld, das auf die injektionsnadel ausgerichtet ist, wird diese durch eine leichte Drehung aus der Arretierung entsichert und durch das Medikamentventil mit der vorbestimmten Einstichtiefe in den Krankheitsherd eingeführt. Mittels des ersten auf den Medikamentkolben gerichteten Magnetfeldes mit entsprechend geänderter magnetischer Feldstärke wird der Medikamentkolben bewegt, das Medikament mit Druck beaufschlagt und die gewünschte Menge des Medikaments in den Krankheitsherd injiziert. Durch entsprechende Änderung der Magnetfelder werden anschließend die Injektionsnadel und der Medikamentkolben in die Ausgangsstellung zurückgebracht.

Wenn die Dosiervorrichtung eine Nachfüllnadel für das Medikament aufweist, die aus der Dosiervorrichtung durch die Haut nach außen geführt werden kann, so kann diese Austrittslänee mechanisch vorbestimmt

werden. Um Injektionshämatome zu vermeiden, können in der Dosiervorrichtung mehrere solcher Nadeln vorgesehen sein. Man kann aber auch mehrere Medikamenteingabeventile zum Beispiel kreisförmig installieren und eine entsprechend kreisförmige Führungsschiene für eine Injektionsnadel vorsehen, die dann mit verschiedenen der Ventile zusammenwirken kann.

Das Auswechseln einer nicht mehr zu verwendenden, insbesondere einer stumpfen Nadel zum Nachfüllen von Medikamenten kann wie folgt geschehen. Zunächst wird die stumpfe Nadel magnetisch ferngesteuert entsichert. Mittels eines entsprechend stärkeren magrietischen Feldes wird eine Nadel mit größerem Durchmesser entsichert, durch die die Nachfüllnadel aus dem Körper herausgeführt werden soll. Gleichzeitig wird die kleinere stumpfe Nadel in die mechanisch gesicherte Austauschstellung gebracht. Mit dem entsprechend stark gerichteten Magnetfeld wird die größere Nadel in zuvor bestimmter Länge aus der Dosiervorrichtung herausgeführt, so daß sie durch die Haut sticht. Die Mechanik der Austauschposition ist dann durch den frei gewordenen Platz so entsichert worden, daß die stumpfe kleine Nadel so liegt, daß sie mit dem entsprechenden Werkzeug, daß auch magnetisch sein kann, manuell durch die größere Nadel herausgenommen und gegen eine neue ausgetauscht werden kann.

Es müssen nicht alle magnetisch zu bewegenden Teile, zum Beispiel der Medikamentkolben, völlig aus magnetisch anziehbarem Material bestehen. Die Teile können auch aus zum Beispiel Kunststoff bestehen, solange genügend große Teile aus magnetisch anziehbarem Material daran befestigt sind. Es kann auch vorgesehen werden, daß die Teile nicht nur aufgrund von magnetischen Kräften bewegt werden, sondern zum Beispiel aufgrund ihres Gewichtes. So könnte das Gewicht des Kolbens zur Druckbeaufschlagung für das Medikament verwendet werden.

Man kann nicht nur äußere Permanentmagneten vorsehen, sondern auch Elektromagneten, deren Feldstärke dann auch variiert werden kann, zum Beispiel mit Steuerung durch einen Computer.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine im Oberschenkelknochen eingepflanzte Dosiervorrichtung;

F i g. 2a, 2b eine Dosiervorrichtung mit entsprechenden Einrichtungen in Draufsicht bzw. Seitenansicht zum Einfüllen des Medikaments, zur Ortung und zur Lagebestimmung; und

F i g. 3 eine Dosiervorrichtung mit einer darin installierten Einrichtung zum Dosieren der Arzneimittelabgabe und einer Nachfüllnadel für das Medikament

Das Prinzip einer Dosiervorrichtung ist in F i g. 1 dargestellt, die eine im Oberschenkelknochen eingepflanzte Vorrichtung 1 zeigt Das Medikament befindet sich im Behälter 2. Das Medikament wird durch öffnungen 3 abgegeben, die sich über die gesamte Oberfläche des Teils 2 erstrecken oder nur über Teilbereiche derselben, je nachdem, welcher Art der Krankheitsherd ist und wo er sich befindet Medikamente können durch das Ventil 6 nachgefüllt werden, dessen Auffinden durch die Markierung 8 und 9 ermöglicht wird. Um die Betriebslage genau zu bestimmen, sollen die Markierungen 8 und 9 deckungsgleich auf einen Bildschirm projiziert werden. Die Markierung 9 kann dabei auch ein Dauermagnet sein.

In Fig. 2a und 2b ist in Vorderansicht bzw. Seitenansicht eine Vorrichtung 12 zur Ortung und Lagebestimmung gezeigt. Diese weist eine Vorrichtung 11 mit einer Röntgenkamera 16 auf, die mit einem Bildschirmgerät 13 verbunden ist, sowie eine Einrichtung 14 zur Führung einer Injektionsnadel, wobei die Führung aus Material besteht, das für Röntgenstrahlen gut durchlässig ist. Aus diesem Grunde hebt sich eine aus anderem Material bestehende Markierung 15, zum Beispiel ein Pentagonkennzeichen auf dem Röntgenbild gut vom Hinlergrund ίο ab. Das Bild dieser Markierung 15 wird zusammen mit den Bildern der Markierungen 8 und 9 der implantierten Dosiereinrichtung von Fig. 1 auf dem Bildschirm gezeigt und zur Deckung gebracht (die entsprechenden Bilder dieser Teile sind mit 8', 9' und 15' bezeichnet).

Sind diese Bilder 8', 9' und 15' zur Überdeckung gebracht, so wird von einer Injektionsnadel, die durch die Injektionsnadelführungsbuchse bis an das Arzneieingabeventil geführt wird, der Abstand bis zur Außenkanten der Injektionsnadelführungsachse gemessen, um den entsprechenden Winkel für zum Beispiel vier zusätzlich angeordnete Injektionsnadelführungsbohrungen zu ermitteln.

In Fig.3 ist eine in einen Oberschenkelknochen eingepflanzte Dosiervorrichtung 33 zur Arzneiabgabe an innere Organe gezeigt. Die Dosiervorrichtung wird mit Hilfe einer Steuerungsvorrichtung 31 mit einem Magneten, die außerhalb des Körpers angeordnet ist, betätigt.
Der Behälter 32 zum Aufnehmen des Medikaments besteht aus nicht magnetischem Material und weist Abgabeöffnungen 21 für das Medikament auf, die nach einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Auch der Arzneiabgaberegler 34 besteht aus nicht magnetischem Material und ist mit einer Arretierung 41 und einem magnetischen Eisenring 42 ausgestattet. Die Arzneidurchflußöffnungen 43 sind entsprechend wie die öffnungen 21 nach dem gleichen Muster angeordnet. Im Aufnahmeimplantat 32 ist eine Stelleinrichtung, die auch als Arretierung 22 wirkt, angeordnet Vor dem Arzneieingabeventil 23 ist eine aus nicht magnetischem Material bestehende Führungsbuchse 24 für eine Nachfüllnadel mit einer Arretierung 25 vorgesehen. Innerhalb der Führungsbuchse befindet sich eine arretierte Nachfüllnadel 35 für das Medikament aus magnetisch anziehbarem Material.

Die Steuerungsvorrichtung 31 wird so an den Oberschenkel gebracht, daß der Elektromagnet auf das Medikamenteingabeventil 23 zeigt Mittels entsprechend programmierter magnetischer Feldstärke wird dann die Nachfüllnadel 35 aus der Arretierung 25 entsichert und durch das Medikamenteingabeventil 23 durch Gewebe und Haut gestoßen. Mittels eines Verbindungsteils wird dann eine vorbestimmte Arzneimenge in die Vorrichtung 32 eingefüllt. Durch die Nachfüllnadel 35 kann auch ein Verbindungsteil aus nicht magnetischem Material in Gestalt einer Injektionsnadel in den Behälter 32 gebracht werden, um dann gasförmige Arznei einzufüllen, wenn die Nachfüllnadel 35 mittels der Steuerungsvorrichtung 31 in die Ausgangsposition gebracht und bei 25 arretiert ist

Der gesicherte Arzneiabgaberegler 34 wird aus der Arretierung 22, 41 mittels magnetischer Fernsteuerungsimpulse der Steuerungsvorrichtung 31, die auf den Eisenring 42 wirken, entsichert, in die gewünschte Position gebracht und mit den Einrichtungen 22,41 arretiert. Das Medikament dringt durch die Medikamentdurchflußöffnungen 43 und die Medikamentausflußöffnungen 21 in den Krankheitsherd ein; auf die gleiche Weise

kann die Medikamentabgabe gestoppt werden.

Medikamente können in jedem beliebigen Aggregatzustand, auch unterschiedlich gemischt in die Dosiervorrichtung eingefüllt werden. Feste Medikamente sollten dabei die Eigenschaft besitzen, sich allein oder in Wirkverbindung mit anderen Substanzen bei Erwärmung auf Körpertemperatur so innerhalb der Dosiereinrichtung zu verändern, daß eine wirksame Arzneiabgabe ermöglicht wird.

Da die Dosiervorrichtung beliebig geformt werden kann, besteht auch die Möglichkeit, sie so auszubilden, daß sie auch bei Tieren Anwendung finden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Implantierbare Dosiervorrichtung zum Abgeben von Substanzen innerhalb des menschlichen oder tierischen Körpers, mit einem Vorratsbehälter für die Substanz, mit einer Einrichtung zur Beaufschlagung der Substanz mit Überdruck und mit Einrichtungen zur Regelung der abgegebenen Substanzmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Regelung der abgegebenen Substanzmenge magnetisch anziehbare Teile aufweisen, mit Hilfe derer die abgegebene Menge durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten steuerbar ist.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zu! Regelung der abgegebenen Substani.menge ein durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordneten Magneten steuerbares Ventil (34) oder mehrere solcher Ventile (34) aufweisen.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Regelung der abgegebenen Substanzmenge eine durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordneten Magneten steuerbare Einrichtung zur Druckbeaufschlagung der Substanz aufweisen.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Druckbeaufschlagung einen Kolben aus magnetisch anziehbarem Material aufweisen.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordneten Magneten steuerbare, aus der Dosiereinrichtung zu einer gewünschten Körperstelle führbare Injektionsnadel aufweist.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Injektionsnadeln aufweist.

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere durch einen bzw. mehrere außerhalb des Körpers angeordneten Magneten aus der Dosiereinrichtung durch die Haut hinausführbare Nadel (35) aufweist, die einen mit dem Vorratsbehälter verbundenen Kanal aufweist, durch den Substanz von außen nachfüllbar ist.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Arzneieingabeventil (23) aufweist.

9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Auswechseln der Nadeln mit Hilfe von einem oder mehreren außerhalb des Körpers angeordneten Magneten aufweist.

10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten steuerbare Sicherungs- und Arretierungseinrichtungen (25,4t) für ihre beweglichen Teile aufweist.

11. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehbaren Teile Permanentmagneten aufweisen.

Die Erfindung geht aus von einer implantierbaren Dosiervorrichtung zum Abgeben von Substanzen innerhalb des menschlichen oder tierischen Körpers, mit einem Vorratsbehälter für die Substanz, mit einer Einrichtung zur Beaufschlagung der Substanz mit Überdruck und mit Einrichtungen zur Regelung der abgegebenen Substanzmenge.

Bei implantierbaren Dosiereinrichtungen für Substanzen, insbesondere Medikamente stellt sich das Problem, die Dosierung der Abgabe der Substanz, richtig zu regeln, da man nicht immer eine konstante Abgabe der Substanz über längere Zeit wünscht, sondern in vielen Fällen die Abgabegeschwindigkeit von Zeit zu Zeit ändern möchte (zum Beispiel je nach körperlicher Betätigung, Wachen oder Schlafen usw.). Selbst wenn immer ein konstanter Strom der Substanzmenge abgegeben werden soll, kann man nicht sicher sein, ob sich der konstant eingestellte Substanzstrom zum Beispiel wegen Druckveränderungen innerhalb des Implantats oder wegen allmählichen Verstopfens der Abgabeöffnung nicht ändert Aus diesen Gründen ist es bekannt, den abgegebenen Substanzstrom zu regeln.

Bei einer vorbekannten Vorrichtung (DE-AS 29 28 477) wird dazu mit Hilfe eines elektromagnetisehen Wechselfeldes von außen ein Heizdraht geschmolzen, so daß die Kapsel ihre gesamte abzugebende Substanz auf einmal abgibt. Eine dosierte Abgabe von Medikamenten über einen längeren Zeitraum ist bei dieter Vorrichtung nicht möglich und offenbar auch gar nicht gewünscht, da sie nur einer einmaligen Untersuchung an einer bestimmten Stelle des Magen-Darm-Traktes dient.

Bei weiteren vorbekannten Vorrichtungen (DE-AS 26 26 348, DE-AS 22 39 432) wird die abgegebene Substanzmenge mit Hilfe eines Osmoseventils eingestellt, das mit Hilfe von elektrischen Strömen bzw. Spannungen gesteuert wird. Zu diesem Zweck muß offenbar die Dosiereinrichtung mit entsprechenden Leitungen mit dem Äußeren des Körpers verbunden werden. Die Nachteile der Durchführung von entsprechenden Leitungen durch die Haut liegen wegen Infektionsgefahr usw. auf d2r Hand.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Dosierung auf sehr einfache und wirkungsvolle Weise geregelt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Einrichtungen zur Regelung der abgegebenen Substanzmenge magnetisch anziehbare Teile aufweisen, mit Hilfe derer die abgegebene Menge durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten steuerbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann damit die Medikamentenabgabe oder Abgabe anderer Substanzen von außen mit Hilfe von Magneten (Elektromagneten oder Permanentmagneten) gesteuert werden, die auf entsprechend magnetisch anziehbare oder selbst magnetische Teile des Implantats wirken. Einerseits können durch diese äußeren Magneten Ventile geöffnet

oder geschlossen werden, durch die die unter Überdruck stehende Substanz austreten kann. Die Abgabe der Substanzmenge kann aber auch dadurch geregelt werden, daß der Druck, mit dein die Substanz beaufschlagt wird, durch einen oder mehrere außerhalb des Körpers angeordnete Magneten geändert wird. Zum Beispiel kann diese Einrichtung zur Druckbeaufschlagung einen Kolben aus magnetisch anziehbarem Material aufweisen.