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Infusionsgerät mit einem veränderbaren Medikamenten-
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speicher Die Erfindung betrifft ein Infusionsgerät mit einem in seinem
Volumen veränderbaren Medikamentenspeicher, mit einem Druckübertragungsmittel, das
den Medikamentenspeicher beaufschlagt, mit einer Nachfülleinrichtung zum Nachfüllen
eines Medikamentes in den Medikamentenspeicher, mit einem an den Medikamentenspeicher
über ein Auslaßventil anschließenden Katheter und mit einer Fördereinrichtung zur
Förderung des Druckübertragungsmittels in Richtung auf den Medikamentenspeicher.
Die Erfindung wird insbesondere auf dem Gebiet der Medikamentendosierung bei der
Diabetestherapie mit Insulin eingesetzt.
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Ein Infusionsgerät der obengenannten Art für die Diabetesbehandlung
mit Insulin ist z. B. in der DE-OS 22 39 432 (entsprechend US-PS 3,894,538) beschrieben.
Dort sind zwei Speicher dargestellt, die durch eine flexible Zwischenwand voneinander
getrennt sind. Es handelt sich dabei um einen Medikamentenspeicher und einen Speicher
für ein flüssiges Druckübertragungsmittel. Der Speicher für das Medikament ist mit
einem Einstichkanal, in welchem ein Ventil sitzt, versehen, um das Medikament bei
einem Nachfüllvorgang in den Medikamentenspeicher einzubringen.
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Ein Einstichkanal zum Druckmittelspeicher ist ebenfalls mit einem
Ventil versehen. Durch diesen zweiten Kanal wird das Druckübertragungsmittel während
des Nachfüllvorganges des Medikamentes hinausgetrieben oder mit einer Kanüle abgesaugt.
Das Druckübertragungsmittel wird bei diesem Infusionsgerät z. B. elektrolytisch
erzeugt. Nachteilig bei diesem Gerät ist, daß das Medikament nur unter
Uberdruck
in den Medikamentenspeicher einfüllbar ist, da dabei von außen Arbeit geleistet
werden muß, um die elastische Zwischenwand zu verbiegen und dadurch das flüssige
Druckübertragungsmittel durch den zweiten Einstichkanal aus dem Druckmittelspeicher
hinauszutreiben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Infusionsgerät der eingangs genannten
Art als Zwei-Pump-Kreissystem praktikabel zu machen.
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Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung
dadurch gelöst, daß Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks im Medikamentenspeicher
beim Nachfüllvorgang vorgesehen sind.
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In einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Förderrichtung der Fördereinheit umkehrbar ist, so daß zum
Nachfüllen des Medikaments in den Medikamentenspeicher durch Förderung des Druckübertragungsmittels
in Richtung vom Medikamentenspeicher weg das Medikament vom Medikamentenspeicher
ansaugbar ist.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung wird die Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtung durch einen Parallelpfad mit einem Ventil
überbrückt ist, wobei das Ventil beim Nachfüllen des Medikaments geöffnet ist.
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Die erste Ausführungsform bewirkt, daß das Medikament beim Nachfüllen
durch die Wirkung der Fördereinrichtung in den Medikamentenspeicher hineingesaugt
wird. Dadurch kann an der Übergangsstelle zwischen einem etwa vorhandenen Nachfüllstutzen
für das nachzufüllende Medikament kein Überdruck entstehen. Demzufolge ist die Gefahr
ausgeschaltet, daß das Medikament unkontrolliert in den
Körper des
Patienten gelangt. Die zweite Ausführungsform bietet den Vorteil, daß außer der
Kraft, die zum Transport des Medikamentes und des Druckübertragungsmittels erforderlich
ist, keine weiteren Kräfte aufgebracht werden müssen, um das Infusionsgerät wieder
in seinen mit Medikament gefüllten Zustand zu versetzen. Die beim Nachfüllen stillgesetzte
Fördereinrichtung bietet zwar einen hohen Widerstand; dieser wird aber durch den
Parallelpfad umgangen. Es muß also nicht gegen eine elastische Membran angearbeitet
werden. Auch ist es nicht erforderlich, das Druckübertragungsmittel aus dem Infusionsgerät
herauszunehmen; es kann praktisch beliebig lange Zeit verwendet werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß neben dem Medikamentenspeicher ein Speicher (Druckmittelspeicher) für das
Druckübertragungsmittel vorgesehen ist. Der Medikamentenspeicher und der Druckmittelspeicher
können in zwei getrennten Gehäusen untergebracht sein, die durch einen Förderschlauch
miteinander verbunden sind. Diese zweiteilige Anordnung der beiden Speicher ist
besonders dann von Interesse, wenn das Infusionsgerät implantierbar sein soll. Die
Unterbringung zweier kleiner Speicher im Körper eines Patienten verursacht weniger
Probleme als das Implantieren eines einzigen großen Gerätes. Außerdem kann der Medikamentenspeicher
weiter innen im Körper plaziert werden, um so für das Medikament eventuell gefährliche
Temperaturschwankungen, die an der Hautoberfläche auftreten können, zu vermeiden.
Gleichzeitig kann der Ort für den Medikamentenspeicher so gewählt werden, daß er
beim Nachfüllen des Medikamentes gut erreichbar ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Nachfüllvorgang ein Abpumpen
oder Absaugen des Druckübertragungsmittels von außen nicht erforderlich ist. Beim
Nachfüllen genügt ein einziger Einsteckvorgang.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den folgenden Figuren in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen: Fig. 1 ein
erfindungsgemäßes Infusionsgerät mit einer reversibel arbeitenden Pumpe und Fig.
2 ein erfindungsgemäßes Infusionsgerät mit Parallelpfad zur Fördereinrichtung.
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Figur 1 zeigt schematisch ein Infusionsgerät, das insbesondere zur
Insulintherapie eines Patienten herangezogen wird. Das Gerät ist insbesondere implantierbar
ausführbar.
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In der Figur 1 ist mit 1 ein in einem Patienten verlegbarer Katheter
bezeichnet, der mit seinem einen Ende über eine Anschlußleitung 3 mit Anschlußstücken
4a, 4b an einen Medikamentenspeicher 5 für ein Medikament 6 anschließt und der an
seinem anderen Ende einee stirnseitige Medikamentenaustrittsöffnung aufweist. Im
Verlauf der Anschlußleitung 3 ist ein erstes Ventil oder Auslaßventil 9 angeordnet.
Zwischen dem Ventil 9 und dem Anschlußstück 4b zweigt von der Leitung 3 eine Stegleitung
11 ab, die zu einer Nachfülleinrichtung 13 führt. Zu dieser napfförmig ausgebildeten
Nachfülleinrichtung 13 gehört auch ein Medikamentenzufuhrteil (nicht gezeigt), z.
B. eine Spritze. Die Einrichtung 13 enthält eine selbstschließende oder selbstdichtende
Membran 15, durch die die Spritze hindurchgestoßen werden kann. Die der Membran
15 gegenüberliegende Platte 17, also der Boden des Napfes, dient als mechanischer
Anschlag für das Medikamentenzuführteil.
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Das Ventil 9 ist ein passives Ventil, also ein Rückschlagventil. Statt
dessen kann auch ein steuerbares Ventil, also ein Schaltventil, eingesetzt werden,
das z. B. elektrisch betätigbar ist.
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Der Medikamentenspeicher 5 ist untergebracht in einer ersten Kapsel
oder in einem Gehäuse 19, von welchem eine Verbindungsleitung 21 zur Öffnung eines
Speichers 23 für ein inkompressibles Druckübertragungsmittel 24 führt. Der Druckmittelspeicher
23 ist von einer zweiten Kapsel oder einem Gehäuse 25 umgeben. Der Medikamentenspeicher
5 und der Druckmittelspeicher 23 werden praktisch allseitig von flexiblen Wandungen
gebildet, die vorzugsweise biegeschlaff sind. Biegeschlaff bedeutet dabei, daß die
Wandungen ihre Lage oder ihre Form verändern, ohne dabei Energie zu speichern. Beide
Speicher 5, 23 sind sackförmig ausgebildet. Die beiden Gehäuse 19 und 25 sind starr
ausgebildet. Sie sollen den Medikamentenspeicher 5 bzw. den Druckmittelspeicher
23 vor mechanischen Beschädigungen schützen. Es kann vorteilhaft sein, zu diesem
Zweck das erste Gehäuse 19 zusätzlich mit einer Versteifung zu versehen oder aber
doppelwandig auszulegen. Das zweite Gehäuse 25 kann mit einer verdampfbaren Hilfsflüssigkeit
gefüllt sein, die als Puffer wirkt. Als Hilfsflüssigkeit kann z. B. Freon in Betracht
kommen.
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Im Verlauf der Verbindungsleitung 21 befindet sich eine Fördereinrichtung
27, die zum Pumpen eines Druckmittels 29 in beide Richtungen der Verbindungsleitung
21 ausgebildet ist. Dies ist durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht. Bevorzugt
umfaßt die Fördereinrichtung 27 eine Pumpe, bevorzugt eine Rollerpumpe, die motorisch
antreibbar ist, z. B. durch einen Elektromotor. Stattdessen kann auch eine Membran-
oder eine Kolbenventilpumpe Verwendung finden. Die Richtungsumkehr bei einem Gleichstrommotor
läßt sich durch elektrische Umpolung bewirken.
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Prinzipiell kann es sich auch um eine andere Fördereinrichtung handeln,
bei der eine Umkehr der Förderrichtung möglich ist. Das Druckübertragungsmittel
29, bevorzugt eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser, ist in dem Reservoir
oder
Druckmittelspeicher 23 bevorratet. Es wird beim normalen Dosierbetrieb des Infusionsgerätes
durch die Fördereinrichtung 27 von dem Druckmittelspeicher 23 aus in das erste Gehäuse
19 gedrückt.
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Die Verbindungsleitung 21 sollte biegsam sein. Sie sollte - für spätere
Entnahme eines der beiden Speicher 5, 29 -lösbar sein. Sie kann so dimensioniert
sein, daß ihr stromaufwärts liegender Teil (in Fig. 1 rechts) wesentlich kürzer
ist als ihr stromabwärts liegender Teil (in Fig. 1 links). In diesem Fall kann die
Fördereinrichtung 27 zusammen mit dem ersten Gehäuse 19 und der Nachfülleinrichtung
13 in ein gemeinsames Gehäuses (nicht gezeigt) integriert werden. Umgekehrt ist
es auch möglich, den stromabwärts liegenden Teil der Verbindungsleitung 21 wesentlich
kürzer zu gestalten als den stromaufwärts liegenden Teil und dann die Fördereinrichtung
27 und den Druckmittelspeicher 23 in einem gemeinsamen (nicht gezeigten) Gehäuse
unterzubringen. Dieses bringt den Vorteil mit sich, daß ein bereits vorhandenes
konventionelles Infusionsgerät, das ohne Druckübertragungsmittel konzipiert ist,
umfunktioniert werden kann in ein solches gemäß Fig. 1. Dabei wird dann der vorhandene
Speicher nicht mehr zur Aufnahme des Medikamentes herangezogen, sondern er findet
als Druckmittelspeicher Verwendung.
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Der konventionell vorhandene Katheter kann dann den stromaufwärts
liegenden Teil der Verbindungsleitung 21 bilden.
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Im Dosierbetrieb des Infusionsgerätes fördert die Fördereinrichtung
27 das Druckübertragungsmittel 29 aus dem Speicher 23 heraus in das erste Gehäuse
19 hinein. Zum Ersatz des Volumens im zweiten Gehäuse 25 kann dieses mit einer Flüssigkeit
gefüllt sein, die bei Volumenentnahme entsprechend verdampft. Analog der Fördermenge
des Druckübertragungsmittels 29 wird sich im ersten Gehäuse 19 ein
Druck
aufbauen, der auf die flexible Wand des Medikamentenspeichers 5 einwirkt. Das Medikament
6 im Medikamentenspeicher 5 steht somit unter einem Druck, der sich über das Ventil
9 entspannt. Die Membran 15 ist nach außen flüssigkeitsundurchlässig, so daß dort
das Medikament 6 nicht entweichen kann. Die über das Ventil 9 dosierte Medikamentenmenge
steht an der Austrittsöffnung 7 des Katheters 1 zur Verfügung.
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Beim Nachfüllvorgang wird das Ventil 9 geschlossen. Durch die Membran
15 wird das Zuführteil, z. B. eine Hohlnadel, die an einem (nicht gezeigten) Medikamenten-Vorratsspeicher
angeschlossen ist, in das Aufnahmeteil der Nachfülleinrichtung 13 bis zum mechanischen
Anschlag 17 hineingestochen. Die Drehrichtung der Fördereinrichtung 27 wird umgedreht,
so daß die Förderung jetzt zum Druckmittelspeicher 23 hin erfolgt. In dem ersten
Gehäuse 19 entsteht dadurch ein Unterdruck, der auf den Medikamentenspeicher 5 wirkt
und über den Katheter 1 und die Stegleitung 11 bis in das Aufnahmeteil für die Nachfülleinrichtung
13 reicht. Dadurch wird über die eingestochene Hohl nadel das flüssige Medikament
in den Medikamentenspeicher 5 angesaugt. Diese Vorgehensweise verhindert ein ungewolltes
Austreten des Medikamentes am Aufnahmeteil.
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Es herrscht dort kein Überdruck, der ein unkontrolliertes Ausfließen
des Medikamentes in den Patientenkörper bewirken könnte.
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In Figur 2 sind mit 1 bis 29 die gleichen Teile und Substanzen wie
in Figur 1 dargestellt. In Abweichung zu Figur 1 ist die Fördereinrichtung 27 hier
nur für eine Pumprichtung, nämlich die normale Arbeitspumprichtung beim Dosieren,
ausgelegt. Der Doppelpfeil 28 ist daher durch einen einfachen Pfeil 28a ersetzt.
Das Ventil 9 sollte hier ein steuerbares Ventil sein. Die Fördereinrichtung 27 ist
durch einen Parallelpfad 31 überbrückt.
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Im Verlauf des Parallelpfades 31 befindet sich ein zweites Ventil
33. Dieses Ventil 33 ist ein aktives Ventil. Es kann z. B. elektrisch betätigt werden.
Im normalen Förderbetrieb ist das zweite Ventil 33 geschlossen, und das Infusionsgerät
arbeitet wie in Figur 1 beschrieben.
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Der Medikamentenspeicher 5 besitzt eine elastische Wand, die im gefüllten
Zustand des Medikamentenspeichers 5 entweder unbelastet oder negativ vorgespannt
ist. Negativ vorgespannt heißt dabei, daß die Wand das Bestreben hat, sich noch
weiter zu vergrößern.
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Zum Nachfüllen wird auch hier durch die Membran 15 eine von Hand betätigte
Spritze in das Aufnahmeteil der Einrichtung 13 hineingestochen. Das erste Ventil
9 ist geschlossen, und das zweite Ventil 33 ist geöffnet. Durch die Spritze wird
das Medikament in die Stegleitung 11 gepreßt und gelangt von dort über die Verbindungsleitung
3 in den Medikamentenspeicher 5. Dessen elastische Wand ist vorgespannt und dehnt
sich aus wobei sie das Druckübertragungsmittel 24 im ersten Gehäuse 19 durch die
Verbindungsleitung 21 in den Parallelpfad 31 drückt. Von dort gelangt das Druckübertragungsmittel
29 über das geöffnete zweite Ventil 33 in den Druckmittelspeicher 23.
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Dieser dehnt sich aus, wodurch der im zweiten Gehäuse 25 enthaltene
Dampf wieder in Flüssigkeit umgewandelt wird.
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Das zweite Gehäuse 25 dient lediglich zum mechanischen Schutz des
Druckmittelspeichers 23. Auf das zweite Gehäuse 25 kann verzichtet werden, so daß
Volumenveränderungen des Druckmittelspeichers 23 vom Körpergewebe des Patienten
kompensiert werden. Ebenso ist es möglich, das zweite Gehäuse 25 mit einer Membran
zu versehen, die in beide Richtungen für Körpergas oder Körperflüssigkeit durchlässig
ist.
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Vorteil des Dosiergeräts nach Fig. 2 ist es, daß beim Hineindrücken
des Medikamentes 6 in den Medikamentenspeicher 5 nur wenig Uberdruck nötig ist.
Die beschriebene, in dem zweiten Gehäuse 25 verdampfende Hilfsflüssigkeit ist nicht
als Energiespeicher ausgelegt, sondern lediglich zum Ersatz von Volumen bestimmt.
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Eine Alternative besteht darin, daß zur Unterdruckerzeugung nicht
die Wand des Medikamentenspeichers 5 herangezogen wird, sondern die im zweiten Gehäuse
25 verdampfende Hilfsflüssigkeit. Ist diese nämlich in Abweichung zur vorherigen
Ausführungsform jetzt so ausgelegt, daß ihr Dampfdruck einem Unterdruck entspricht,
so liegt dieser über dem Parallelpfad 31 am Medikamentenspeicher 5 an.
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Dieser braucht dann lediglich noch eine biegeschlaffe Wandung zu besitzen.
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13 Patentansprüche 2 Figuren