DE3446909C2

DE3446909C2 -

Info

Publication number: DE3446909C2
Application number: DE3446909A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Dr. Ishikawa Jp Yamada
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1989-09-14
Also published as: US4640445A; JPH0250748B2; JPS60227773A; DE3446909A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer tragbaren Injektionsspritze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie sie aus der DE-OS 20 24 837 bekannt ist, und eignet sich zum Injizieren einer Infusionsflüssigkeit, wie einem flüssigen Arzneimittel, insbesondere in kleinen Mengen über lange Zeiträume.

Auf dem Gebiet der Medizin und der Pharmazie besteht ein Bedarf nach einer tragbaren Injektionsspritze, die in der Lage ist, eine kleine Menge einer Infusionsflüssigkeit, wie einem flüssigen Arzneimittel, kontinuierlich über einen langen Zeitraum zu injizieren zur Behandlung von Krankheiten wie Krebs, Diabetes, Sterilität, hormonale Insuffizienzen u. a. Übliche Injektionsspritzen machen von einem Motor als Energiequelle für die Injektionen Gebrauch, was die Miniaturisierung und die Verwendung der Injektionsgeräte schwierig und unzweckmäßig gestaltet. Außerdem sind solche Injektionsgeräte bezüglich der Transportfähigkeit und Tragbarkeit unzweckmäßig und sehr kostspielig. Zusätzlich erfordert der verwendete Motor eine relativ große Strommenge für den Antrieb, die nur durch eine große Batterie zur Verfügung gestellt werden kann.

Übliche Injektionsspritzen besitzen einen großen zylindrischen Kolben und einen Griff, der etwa eine Hälfte eines Spritzenvolumens ausmacht, wobei dieser Teil für die Infusionsflüssigkeit nicht nutzbar gemacht werden kann. Aus der DE-OS 20 24 837 ist ein Injektionsgerät bekannt, das ein hinter dem Kolben angeordnetes mit Preßluft gefülltes undehnbares Kunststoffsäckchen aufweist, das bei Betrieb des Geräts angestochen wird, wobei die Preßluft entweicht und auf den Kolben drückt.

Dieses Gerät ist für Dauerinjektionen ungeeignet. Bei einem anderen Gerät (DE-OS 22 54 153) wird von einer volumetrischen Ausdehnung oder Verdampfung einer bestimmten Substanz in der Injektionsspritze Gebrauch gemacht, um den erhöhten erforderlichen Druck zu erzielen. Auch dieses für die veterinärmedizinische Anwendung mittels Gewehren konzipierte Gerät ist für langsame kontinuierliche Injektionen ungeeignet, vielmehr soll es den Spritzeninhalt möglichst spontan ausdrücken. Treibladungen, wie sie z. B. aus der DE- OS 24 61 272 bekannt sind, sind ebenfalls nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Injektionsspritze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiter zu entwickeln, daß sie für die kontinuierliche Injektion kleiner Menge von Infusionsflüssigkeit über einen langen Zeitraum geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Injektionsspritze nach Patentanspruch 1 oder 3 gelöst.

Als chemisches Mittel gemäß der im Anspruch 2 angegebenen Ausgestaltung zur Druckgaserzeugung kann z. B. Wasserstoffperoxid und Kaliumjodid verwendet werden, die zersetzen können oder miteinander reagieren können, um das Druckgas innerhalb der Spritze zu bilden.

Bei der Anwendung elektrischer Mittel wird ein mittels Wasserelektrolyse erzeugtes Gas direkt proportional zum verbrauchten elektrischen Strom gebildet und seine Menge beträgt das 1868fache des Wasservolumens, so daß eine sehr kleine Menge elektrischer Strom und eine sehr geringe Größe der elektrischen Zelle für den Injektionzweck ausreichen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Injektionsspritze unter Verwendung einer elektrischen Elektrolysezelle als gaserzeugendes Mittel.

Fig. 2 und 3 eine schematische Darstellung der Injektionsspritze unter Verwendung chemischer Mittel als gaserzeugende Mittel und

Fig. 4 und 5 graphische Darstellung eines injizierten Volumens der Infusionsflüssigkeit gegen die Zeit.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Injektionsspritze unter Verwendung einer elektrischen Vorrichtung als gaserzeugendes Mittel, wobei eine Injektionsspritze 22 mit einem offenen Ende 28 für das Injizieren und das andere verschlossene Ende 20 einen gasundurchlässigen, flexiblen und zusammendrückbaren Sack 16 umschließt, der seinerseits eine kleine Zelle 10 und einen Resistor 12 mit elektrischen Verbindungen umfaßt, der dazu ausgelegt ist, eine bestimmte Menge der Infusionsflüssigkeit zu injizieren. Die Zelle 10 und der Resistor 12 sind mit Elektrodendrähten jeweils versehen und mit einem Isoliermaterial beschichtet, so daß die elektrische Vorrichtung eingegossen ist. Die elektrische Vorrichtung ist von einem Baumwollbausch 14 umgeben, der mit einer ausreichenden Menge eines wäßrigen Elektrolyts imprägniert ist, wie Natriumbikarbonatlösung. Die elektrische Vorrichtung, die in dieser Weise aufgebaut wurde, wird dann in den flexiblen Sack eingelegt, der eine Größe hat, daß er innerhalb des vollen Innenraums der Injektionsspritze 22 expandierbar ist. Der Sack 16, der die elektrische Vorrichtung als gaserzeugendes Mittel enthält, wird dann gefaltet, um Luft und irgendwelches vorhandenes Gas zu entfernen und in die Injektionsspritze 22 eingelegt. Die elektrische Zelle 10 kann eine kleine Menge elektrischen Stroms, wie 0,1 mA, je nach der gewünschten Menge Druckgas, das innerhalb der Spritze 22 erzeugt werden soll, abgeben. Wenn der elektrische Strom durch die elektrische Vorrichtung fließt, wird das Gas an der Oberfläche der Baumwolle 14 erzeugt, die mit einer ausreichenden Menge des wäßrigen Elektrolyten imprägniert ist, so daß der Sack allmählich kontinuierlich expandiert und somit die Infusionsflüssigkeit, wie das flüssige Arzneimittel, durch das offene Ende 28 der Spritze 22 drückt. Nur eine sehr kleine Menge Wasser (nämlich ein Teil Wasser auf 1868 Teile Infusionsflüssigkeit) werden benötigt, um das Druckgas zu erzeugen. Ein Motor und der Mechanismus zur Kraftübertragung sowie der im Spritzenzylinder laufende zylindrische Kolben können fortgelassen werden, die sonst die halbe Größe des Injektionsgeräts ausmachen, verglichen mit üblichen Spritzen.

Um die Infusionsflüssigkeit in die Spritze 22 einzufüllen wird das offene Ende 28 in die Infusionsflüssigkeit eingetaucht und ein gleitendes Dichtungselement am verschlossenen Ende 20, wie eine Gummiplatte oder ein Zylinder, mit einem Vorsprung oder anderem Werkzeug-Einsatzelement 18 wird mittels eines entsprechenden Werkzeugs 26 (vgl. Fig. 2), heruntergedrückt, wobei das Werkzeug nach Füllen der Spritze entfernt werden kann. Das Dichtungselement kann aus Gummi hergestellt sein oder am Außenumfang mit einem Gummiring zur Abdichtung 30 versehen sein, wodurch das Druckgas überwunden und verhütet wird, daß das Dichtungselement durch das Druckgas heruntergedrückt wird. Ggfs. kann ein Klebstoff um die Abdichtung 30 angebracht werden, nachdem die Mittel zur Gaserzeugung an Ort und Stelle gebracht sind. Wenn das Injizieren bei einer bestimmten Zeit oder absatzweise nach dem Füllen einsetzen soll, kann ein preisgünstiger handelsüblicher Zeitschalter (IC-Element) in die elektrische Vorrichtung eingebaut werden.

Wenn Sauerstoff oder Wasserstoff vermieden werden sollen, kann als Elektrode ein Silberdraht und irgendein geeignetes Reduktions- oder Oxydationsmittel in der gaserzeugenden Vorrichtung verwendet werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die andere Ausführungsform der Injektionsspritze unter Verwendung von Chemikalien als gaserzeugende Mittel. Entsprechend dieser Ausführungsform wird ein reaktives oder zersetzbares Reagenz zur Erzeugung des Druckgases innerhalb des Sacks 16 anstelle der elektrischen Vorrichtung einschließlich der Baumwolle eingesetzt, während sonst die Konstruktion ähnlich der Ausführungsform unter Verwendung der elektrischen Vorrichtung ist. Das (die) Reagenz(ien) können zersetzt oder miteinander reagiert werden, um das Gas allmählich im Sack 16 freizusetzen, wobei der Sack expandiert und die Infusionsflüssigkeit durch den Ausgang 28 der Spritze 22 in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform mit der elektrischen Vorrichtung ausdrückt. Als reaktives oder zersetzbares Reagenz zur Erzeugung des Gases sind eine Reihe von Verbindungen an sich bekannt. Jede Einzelverbindung oder eine Kombination von Verbindungen kann verwendet werden, soweit die Verbindung(en) zersetzt oder miteinander reagiert werden können in Form einer praktisch konstanten Zersetzungs- oder Reaktionsgeschwindigkeit, um das Gas zu erzeugen.

Wegen der medizinischen Anwendung des Injektionsgeräts gemäß der Erfindung wird jedoch zweckmäßig eine nicht-toxische Verbindung in ausreichender Konzentration gewählt. Zu diesem Zweck wurde gefunden, daß nach dem Prüfen einer Reihe derartiger Verbindungen Wasserstoffperoxid und Kaliumjodid die am meisten bevorzugte Kombination für eine kontinuierliche Injektion kleiner Mengen Infusionsflüssigkeit über einen langen Zeitraum, wie von einigen Stunden bis 7 oder mehr Tagen darstellt. Wasserstoffperoxid ist bekannt, daß es mit anderen Verbindungen reagiert oder in Gegenwart eines Katalysators zersetzt, um Sauerstoff freizusetzen, während Kaliumjodid die Sauerstofffreisetzung aus Wasserstoffperoxid fördern kann. Sowohl Wasserstoffperoxid wie auch Kaliumjodid sind für die Verwendung für medizinische Zwecke akzept tabel.

Bei einer wäßrigen Lösung, die Wasserstoffperoxid und Kaliumjodid enthält, kann eine größere Menge Wasserstoffperoxid die injizierte Menge Infusionsflüssigkeit erhöhen, während eine höhere Konzentration von Kaliumjodid die Injektionsgeschwindigkeit erhöhen kann. Somit können die Geschwindigkeit, der gesamte Zeitraum und die Gesamtmenge der Injektion leicht durch die Konzentration der Reagenzien geregelt werden, je nach den Zwecken der medizinischen Behandlung. Ggfs. kann die Injektionsgeschwindigkeit durch Zugabe eines anderen Mittels, wie einem Stabilisator oder einem Promotor für die Zersetzung oder die Reaktion gesteuert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen für die beiden genannten Ausführungsformen näher erläutert.

Beispiele Ausführungsform mit der elektrischen Vorrichtung

Eine handelsübliche elektrische Zelle wurde elektrisch mit einem im Handel erhältlichen Resistor von 30 K Ohm verbunden zu einer elektrischen Vorrichtung von 0,7 cm Durchmesser und etwa 1 cm Länge, die dann in einem entfetteten Baumwollbausch eingeschlossen wurden, der mit einer entsprechenden Menge Meilon-Lösung (7% Natriumbikarbonatlösung) imprägniert wurde. Die elektrische gaserzeugende Vorrichtung wurde in einen gasundurchlässigen flexiblen Sack aus Polypropylen gefüllt, der dann zusammengedrückt wurde, um Luft und irgendwelches Gas im Sack auszutreiben. Danach wurde der Sack, der die elektrische gaserzeugende Vorrichtung enthielt, in zusammengedrücktem Zustand in eine Spritze gebracht, die 5 cm³ eines flüssigen Arzneimittels enthielt, wie in Fig. 1 dargestellt.

Danach floß ein ausreichender elektrischer Strom durch die elektrische Vorrichtung über eine Zeitspanne, wie sie benötigt wurde, alle 5 cm³ des flüssigen Arzneimittels aus der Spritze auszudrücken mit folgenden Ergebnissen:

Elekt. Zelle
benötigte Zeit
1,5 V
keine Gasentwicklung
3,0 V	24 Stunden
4,5 V	1 Stunde

Ausführungsform mit chemischer Gaserzeugung Beispiel 1

Es wurden 0,5 cm³ einer 30%igen Wasserstoffperoxidlösung, 0,5 cm³ einer 0,01%igen Kaliumjodidlösung und 3,5 cm³ Wasser vermischt und 1 cm³ des erhaltenden Gemisches in einen dichten flexiblen Kunststoffbeutel oder -Sack 16 gefüllt, der vorher zusammengedrückt worden war. Der Beutel, der in dieser Weise mit den Reagenzien versehen worden war, wurde in eine Spritze eingelegt, die mit einer Infusionsflüssigkeit gefüllt wurde, und dann wurde die Spritze am offenen Ende mit einem Gummistopfen 20 verschlossen, während das offene Ende 28 für die Injektion der Infusionsflüssigkeit offengelassen wurde, wie in Fig. 2 dargestellt. Eine injizierte Menge der Infusionsflüssigkeit wurde in konstanten Intervallen bestimmt, wobei das in Fig. 4 dargestellte Ergebnis erhalten wurde. Es wurden im wesentlichen lineare Abhängigkeiten ermittelt.

Beispiel 2

In einen flexiblen Kunststoffbeutel 16 mit 2 g Kaliumjodid, der vorher in zusammengedrücktem Zustand in eine Spritze eingebracht wurde gemäß Fig. 3 wurden 1 cm³ 3%ige Wasserstoffperoxidlösung durch einen Gummistopfen 20 mittels einer Spritze 32, durch die das Reagenz injiziert wurde, eingebracht und die Spritze nach der Injektion des Wasserstoffperoxids entfernt. Danach wurde der Inhalt gut geschüttelt. Anschließend wurde eine Infusionsflüssigkeit in die Spritze 22 eingefüllt und eine injizierte Menge der Infusionsflüssigkeit wurde in konstanten Intervallen bestimmt, wobei das in Fig. 5 dargestellte Ergebnis erhalten wurde. Es wurden im wesentlichen lineare Verhältnisse zwischen der injizierten Menge und der verstrichenen Zeit beobachtet.

Claims

1. Tragbare Injektionsspritze (22) mit einem offenen Ende (28) für Injektionszwecke und einem verschlossenen Ende (20), sowie einem gasundurchlässigen, flexiblen Sack (11) zur Druckbeaufschlagung auf den Inhalt der Injektionsspritze (22), um eine Injektionsflüssigkeit unmittelbar durch das offene Ende (28) der Spritze zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack (16) eine chemisch zersetzbare Verbindung und ein Zersetzungsmittel zum chemischen Erzeugen von Druckgas enthält.

2. Injektionsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung Wasserstoffperoxid und das Zersetzungsmittel Kaliumjodid sind.

3. Tragbare Injektionsspritze (22) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack (16) einen wäßrigen Elektrolyten (14) und eine elektrische Zelle (10) zur elektrolytischen Erzeugung von Druckgas enthält.