DE3751141T2

DE3751141T2 - Implantierbare Pumpe.

Info

Publication number: DE3751141T2
Application number: DE3751141T
Authority: DE
Inventors: Iii Robert Lee Cannon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2007-07-07
Also published as: DE3751141D1; EP0291612A3; ATE119401T1; EP0291612B1; EP0291612A2; US4813951A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Klasse Erfindungen, welcher im Patienten implantierbare, dem Patienten therapeutischen Nutzen bringende, prothetische Vorrichtungen angehören. Genauer gesagt, die Erfindung bezieht sich auf eine implantierbare, patientenaktivierte Pumpvorrichtung.

Beschreibung des Standes der Technik

Auf dem umfassenden Gebiet der implantierbaren, prothetischen Vorrichtungen kann man auf ein breites technolgisches Spektrum stoßen, welches von implantierbaren Herzschrittmachern bis zu implantierten, künstlichen Hüftgelenkpfannen reicht. Der jedoch für die vorliegende Erfindung infragekommende Stand der Technik fällt in eine engere, implantierbare Pumpen betreffende technologische Gruppe.
Firmen bieten heutzutage implantierbare Pumpen auf dem Markt an. Eine bestimmte Firma bietet eine teure Pumpvorrichtung mit einer komplizierten Mechanik an: ein Pumpenmotor, Mikroelektronik, Lithium- Batterien, externe (Hand-) Programmiereinrichtungen usw. Die Programmiereinrichtungen sehen eine Hochfrequenzübertragung zur Steuerung der Pumpe vor. Zwar könnte diese Pumpe als Forschungsgerät recht interressant sein, jedoch ist eine allgemeine therapeutische Nutzung im Hinblick auf die Kosten und Komplexität dieser Pumpe ausgeschlossen.
Eine weitere, sich auf dem Markt befindliche Pumpe besteht aus zwei, durch einen flexiblen Metallblasebalg getrennte Kammern: eine Kammer dient als Medikamentenbehältnis, während es sich bei der anderen um die verschlossene, eine Zwei-Phasen-Ladeflüssigkeit im Gleichgewicht enthaltende Energiezuführung handelt (s. US-A-3 751 651). Da in diesem Fall mit Dampfdruck gearbeitet wird, Kondensierungen in den flüssigen Zustand usw., ist die Verwendung von Batterien nicht erforderlich. Durch die zur Herstellung erforderliche Spitzentechnologie ist sie jedoch ebenfalls sehr kostenaufwendig, und überdies wird die Flüssigkeit durch Pumpen zu bestimmten Stellen im Patienten geleitet, ohne daß es dem Patienten möglich ist, den Pumpvorgang zu steuern, die Pumpe somit grundsätzlich nicht anspricht, um Bedürfnisse des Patienten entsprechend zu ändern.
Die US-A-4 193 397 lehrt die durch den Patienten gesteuerte Zugabe eines Bolus.
Es ist eine drittes, implantierbares Pumpsystem bekannt (s. z.B. EP-A- 602 696), welches eine Injektionsstelle, ein Behältnis, eine Pumpeinrichtung und einen Zuführkatheter aufweist. Die Pumpeinrichtung hat einen gewölbten, aus einem elastischen Material hergestellten Körper mit Einlaß- und Auslaßventilen. Durch Ausübung eines Außendruckes auf die Wölbung erfolge Öffnung des Flüssigkeits-Auslaßventiles, und es fließt Flüssigkeit zu dem Zuführkatheter. Die Kammer füllt sich erneut bei Freisetzung des Außendruckes. Diese Pumpvorrichtung, die erste zu einem vernünftigen Preis, ist lediglich zur Zuführung einer abgemessenen Flüssigkeitsdosis in einem kurzen Zeitraum, und zwar in direkter Reaktion auf die Aktivierung durch den Patienten, geeignet. Sie ist jedoch nicht zur graduellen Verabreichung eines Arzneimittels, sondern lediglich zur Bolusverabreichung geeignet.
Die Internationale Patentanmeldung WO-A-8 401 718 beschreibt eine weitere implantierbare Pumpvorrichtung. Es handelt sich hier um ein Flüssigkeitsförderungs-System für Medikations-Infusions-Vorrichtungen, welches Behälter für die zu pumpende Flüssigkeit, eine pulsierend arbeitende Pumpeinrichtung, einen Flüssigkeits-Akkumulator, Flüssigkeitswiderstandseinrichtungen bzw. einen Drosselkörper sowie Kathetereinrichtungen aufweist. Diese Vorrichtung kann jedoch nicht für eine Flüssigkeitszuführung über längere Zeit, wei zum Beispiel mehrere Stunden, verwendet werden. Sobald die Pumpvorrichtung nicht mehr aktiviert wird, nimmt die Fließgeschwindigkeit in der Tat rapide ab, bis sie einen Stillstand erreicht. Dem Patienten ist es nicht möglich, die Anwendung der Substanz in Bezug auf die Geschwindigkeit der ausströmenden Flüssigkeit während der Verwendung dieser implantierbaren Pumpvorrichtung zu steuern.
Bei vielen Anwendungen ist es erforderlich, das Arzneimittel langsam zu verabreichen. Unerwünschte Nebenwirkungen werden gerne mit der maximalen Konzentration des Arzneimittels im Blutkreislauf in Zusammenhang gebracht, und bei Bolusverabreichung ist das Verhältnis zwischen maximaler Konzentration und therapeutischer Konzentration sehr ungünstig. Wird der zerebro-spinalen Flüssigkeit Narkotika zur Bekämpfung chronischer Schmerzen zugegeben, wird eine Gewöhnung auf die maximale Konzentration zurückgeführt, und auch hier ist bei Bolusverabreichung das Verhältnis maximale Konzentration/therapeutische Konzentration ungünstig.
Die Arten der therapeutischen Anwendungen mit Hilfe dieser Pumpmethoden sind zahlreich. Sie schließen Nitroglyzerin-Anwendungen bei koronarem, vaskulärem Spasmus, theophyllin-Anwendungen bei Asthma, Anwendungen antineoplastischer Mittel (Chemotherapie) bei Krebs, Lidocain-Anwendungen bei kardialer Arrhythmia, Anwendungen von antimikrobiellen und Antivirusmitteln bei chronischer Infektion (z.B. Osteomyelitis), Anwendungen von Morphium und anderen Opiaten, Endorphine, Substanz P bei chronischen, hartnäckigen Schmerzen sowie viele weitere anwendungen anderer Substanzen/Arzneimitteln bei anderen medizinischen Krankheiten ein. In vielen, wenn nicht allen dieser Fälle könnte eine Besserung erreicht werden, wenn die Anwendung in dem Moment erfolgen würde, in dem der Patient die Verabreichung der Substanz als notwendig erachtet und er die Anwendung der Substanz dann selbrst steuern könnte.
Es besteht ein großer Markt für derartige Pumpvorrichtungen. Allein in den Vereinigten Staaten gibt es im Hinblick auf die Krebs-Chemotherapie 850.000 neue Fälle pro Jahr; 1,8 Millionen Personen leiden an chronischen oder hartnäckigen Schmerzen; und für 0,5 Millionen neue Fälle pro Jahr besteht die Notwendigkeit einer Antibiotikum-Therapie über längere Zeit. Alle diese Menschen würden von Arzneimittelsubstanzen, deren Anwendung im Hinblick auf Bereich und Zeitpunkt genau auf den individuellen Bedarf festgelegt werden könnte, profitieren.
Es ist somit zu erkennen daß der Stand der Technik Unzulänglichkeiten aufweist: diese Therapie kann bei wechselnden und programmierbaren Geschwindigkeiten, jedoch nie in direkter Reaktion auf die Bedürfnisse des Patienten, wie von diesem über einen längeren Zeitraum festgestellt, erfolgen. Die Anmelderin ist in der Lage gewesen, diese Unzulänglichkeiten sowie die der komplizierten Technik zuzuschreibenden Unzulänglichkeiten im Hinblick auf die implantierbare Pumpe zu lösen und offenbart und beansprucht nachfolgend einen signifikanten Fortschritt auf dem Gebiet der implantierbaren Pumpen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es wird eine Pumpvorrichtung, insbesondere mit einem im Körper eines Patienten implantierbaren Pumpapparat mit Behältern für die zu pumpende Flüssgkeit, Pumpeinrichtungen, um die Flüssigkeit aus dem Behälter abzusiehen und sie weiterzubefördern, einem Flüssigkeits- Akkumulator, Flüssigkeitswiderstandseinrichtungen und Kathetereinrichtungen, vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung eine elastische Pumpkammer aufweist, welche auf manuelle Druckanwendung durch den Patienten reagiert, um dem Akkumulator Flüssigkeit zuzuführen, und daß der Akkumulator eine Kammer aufweist, welche ein bestimmtes, maximales Flüssigkeitsvolumen enthalten kann und welche einen Druck auf die Flüssigkeit ausübt, der unabhängig von dem darin enthaltenen Volumen ist, so daß die Geschwindigkeit der ausströmenden Flüssigkeit, während diese der Kathetereinrichtung über die Flüssigkeitswiderstandseinrichtung zugeführt wird, vorgegeben ist.
Vorteil des heir verwendeten Akkumulators ist die Einstellung des durch eine Pumpvorrichtung über längere Zeit zugeführten Flüssigkeitsstromes, was bei der Bekämpfung bestimmter medizinischer Leiden wünschenswert ist. Zum Beispiel weist der Akkumulator eine Balloneinrichtung auf, die sich bei Flüssigkeitsaufnahme bis zu einem maximalen Volumen ausdehnt und sich zusammenzieht, sobald die Flüssigkeit der Kathetereinrichtung zugeführt wird, sowie eine Flüssigkeitswiderstandseinrichtung, welche zwischen dem Ballonausgang und dem Katheter hydraulisch angeschlossen ist. Außerdem ist der Patient durch das begrenzte Maximalvolumen des Akkumulators gegen gefährliche Überdosierungen geschützt.
Eine derartige Pumpe besitzt den Vorteil einer unkomplizierten und zuverlässigen Konstruktion in Verbindung mit einer Selbstaktivierung der Pumpe unter Kontrolle des Patienten, bei welchem eine solche Pumpe implantiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung ener Pumpvorrichtung ohne Akkumulator;
Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig.4 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der implantierbaren Pumpe;
Fig. 6A zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Akkumulators;
Fig. 6B zeigt eine graphische Darstellung, welche Druck im Verhältnis zu Volumen bei einer röhrenförmigen Hülle aus nachgiebigem Material demonstriert;
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt des beutelförmigen Behältnisses 106 mit Querschnitten hydrophiler, mikroporöser Filter und einem Querschnitt einer Sammelröhre.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 stellt die Bezugsziffer 100 die Umrisse des Patienten dar; somit is die gesamte Pumpvorrichtung im Körper des Patienten implantiert wiedergegeben. Die Pumpvorrichtung ist schematische dargestellt, um die Erläuterungen in Bezug auf den Betrieb derselben zu vereinfachen.
Zuerst wird in Bezug auf eine Verbindungsbeschreibung Septem 101 via Flüssigkeitszuleitung 102 über Bakterienfilter 103 und Flüssigkeitszuleitung 104 mit dem zusammenziehbaren, beutelförmigen Behältnis 106 verbunden, welches sich innerhalb einer starren, schützenden abschirmung/Hülle 105 befindet. Der Bakterienfilter 107 gestattet bei Ausdehnung/Zusammenziehen des Behältnisses 106 einen Flüssigkeitsdurchfluß zwischen dem Patienten und der abschirmenden Hülle 105. Es wird Flüssigkeit von dem beutelförmigen Behältnis 106 über Flüssigkeitszuleitung 108, Bakterienfilter 109, Flüssigkeitszuführung 110, Einwegventil 111 und Flüssigkeitszuleitung 112 zu der elastischen Pumpenkammer 113 geleitet. Die elastische Pumpenkammer kann in Abwärtsrichtung des Pfeils 113' zusammengedrückt werden, wobei die Elastizität der Pumpe durch Feder 114, welche zwischen der Kammer 113 und der festen Stütze 115 angebracht ist, hervorgerufen wird; die feste Stütze 116/117 ist, wie dargestellt, mit der anderen Seite der Pumpenkammer 113, deren Aufbau noch näher beschrieben wird, verbunden. Der Flüssigkeitsaustritt der Pumpenkammer 113 ist auf der Flüssigkeitzuleitung 118 über das Einweg-Flüssigkeitsventil 119 zur Weiterleitung an den Katheter 120 und sodann zu einer Stelle "L" im Patienten 100 vorgesehen.
Bei Betrieb - ebenfalls unter Bezugnahme auf Fig. 1 - drückt der Patient die elastische Kammer 113 nach unten zusammen, wodurch die darin enthaltene Flüssigkeit in die Flüssigkeitszuleitung 118 getrieben wird. Ein Zurückfließen in die Flüssigkeitszuleitung 112 wird durch das Einwegventil 111 verhindert. Die Flüssigkeit wird nun dem Patienten über das Einwegventil 119 und den Katheter 120 zugeführt. Das verdrängte Flüssigkeitsvolumen ist nicht größer als das Volumen der sich in der Kammer befindlichen Flüssigkeit. Die Pumpenkammer ist vorgeformt und das maximale Kammervolumen vorgegeben. Möglicherweise zieht es der Patient vor, die Kammer nicht komplett zusammenzudrücken, wodurch dem Patienten weniger als das maximale Flüssigkeitsvolumen zugeführt wird.
Sobald der Patient auf Kammer 113 keine Druckkraft mehr ausübt, nimmt diese dank ihrer Elastizität wieder ihre vorgeformte form an, da sie mehr Flüssigkeit aus dem beutelförmigen Behältnis 106 (und durch das Einwegventil 119 nicht aus dem Katheter 120) ansaugt.
Nach Auffüllung der Pumpenkammer 113 kann diese erneut von dem Patienten nach unten gedrückt werden, um zu bewirken, daß die in der Pumpenkammer enthaltene Flüssigkeit herausfließt und so dem Patienten zugeführt wird. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, solange sich in dem beutelförmigen Behältnis 106 ausreichend Flüssigkeit zum Auffüllen der Pumpenkammer 113 befindet.
Ist keine Flüssigkeit mehr ind em beutelförmigen Behältnis 106 und der Kammer 113 vorhanden, ist die Pumpvorrichtung nicht in der Lage, dem Patienten weitere Flüssigkeit zuzuführen und kann erst wieder aktiviert werden, wenn das Behältnis erneut aufgefüllt ist. Wiederauffüllen erfolgt unter Verwendung eines selbstdichtenden Septums 101, welches so konstruiert ist, daß es eine Nadel durch die Hautoberfläche des Patienten aufnimmt und auf diese Weise für kurze Zeit Kontakt mit einer Spritze hergestellt wird. Dieser Auffüllvorgang würde von einem Arzt oder anderen, medizinisch entsprechend ausgebildeten Personen vorgenommen. Die aus der Spritze austretende Flüssigkeit passiert somit Septum 101, Flüsigkeitszuleitung 102, Bakterienfilter 103, Flüssigkeitszuleitung 104 und wird in das beutelförmige Behältnis 106 geleitet. Sobald sich das Behältnis 106 zusammenzieht, leitet der Bakterienfilter 107 Lymphflüssigkeit von dem Patienten in die starre Hülle 105, um den Flüssigkeitsdruck in dem Behältnis relativ konstant zu halten; nach erfolgtem Wiederauffüllen des beutelförmigen Behältnisses 106 wird die sich innerhalb der Hülle 105 befindliche Lymphflüssigkeit über den Bakterienfilter 107 unter Druck herausgeführt und in den Körper des Patienten geleitet.
Die starre Hülle 105 dient zum Schutz und macht das zusammenziehbare Behältnis "durchschlagsicher"; sollte die Nadel der Nachfüllspritze das Behältnis 106 durchstechen, wäre das dadurch entstandene Leck unkontrollierbar und könnte für den Patienten äußerst schädlich sein. (Obwohl die Pumpenkamer 113 elastische ist, muß ebenfalls durchschlagsicher sein, was durch Einarbeitung einer Titan- oder Preßepoxid-Abschirmung auf der Außenfläche der Kammer erreicht werden konnte). Die Starre Hülle 105 dient ebenfalls als feste Stütze 115 und 117. Bakterienfilter sind erforderlich, um das Bakterienniveau in einem sicheren Umfang zu halten.
Bezüglich Fig. 5 würde zur Herstellung der Hülle 105 typischerweise Titan oder Epoxid und zur Herstellung des Behältnisses 106 (in Fig. 5 nicht dargestellt) Silikongummi oder Polyurethan verwendet werden. die Außenabmessungen der Hülle würden circa 50 Millimeter Durchmesser mal circa 15 Millimeter Tiefe betragen. Die Pumpenkammer 113 würde die Oberfläche der Hülle Uuberragen, um auf diese Weise dem Patienten die Aktivierung zu erleichtern.; das beutelförmige Behältnis würde sich jedoch geschützt im Inneren der Hülle befinden. Septum 101 überragt ebenfalls die Oberfläche der Hülle 105 und ist für die Spritzennadel gut zugänglich. Das maximale Volumen typischer Pumpenkammern bewegt sich zwischen 50 Mikroliter und 250 Mikroliter.
Hinsichtlich Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß das Äquivalent zu der an den Eingang der Pumpenkammer 113 angeschlossenen Vorrichtung gemäß Fig. 1, welches hier aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt ist, an den Eingang der Pumpenkammer 213 angeschlossen wird. Feder 214 und feste Stützen 216/217 sind mit Feder 114 und festen Stützen 115 beziehungsweise 116/117 äquivalent. Die Pumpenkammer 213 ist, wie durch die Darstellung der Feder 214 gezeigt, elastisch und bewegt sich in Reaktion auf den durch den Patienten ausgeübten Druck in Abwärtsrichtung 213'. Das Einwegventil 219 bewirkt, daß die Flüssigkeit lediglich aus Kammer 213 über Flüssigkeitszuleitung 218 in den Akkumulator 221, jedoch nicht in umgekehrter Richtung fließen kann. Der Flüssigkeitsaustrieb des Akkumulators 221 erfolgt über die Flüssigkeitswiderstandseinrichtung 222 zum Katheter 220 und von dort zu einer bestimmten Stelle im Körper des Patienten.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Akkumulator 221 - welcher in Anbetracht seiner Funktion auch als Windkessel bezeichnet wird - um eine Kammer, welche ein bestimmtes, maximales Flüssigkeitsvolumen enthalten kann und welche einen Druck auf diese Flüssigkeit ausübt, was eine willkürliche, bestimmte Funktion des enthaltenen Volumens darstellt. am einfachsten ist es für die Druck-/volumen-Funktion, wenn der Druck, unabhängig vom Volumen, konstant ist. Der Windkessel füllt sich mit aus der Pumpenkammer 213 über Ventil 219 zuströmender Flüssigkeit und leert sich langsam durch Ausströmen der Flüssigkeit über Widerstand 222. Der Wert des Widerstandes 222 und der durch den Windkessel entwickelte Druck sowie weitere Einflüsse regeln die Geschwindigkeit der ausströmenden Flüssigkeit. (Das Fließvermögen hängt in gewissem Maße von dem im Windkessel herrschenden Druck, der Viskosität des Arzneimittels, der Größe der ausflußöffnung usw. ab). Zweck der Verwendung des Windkessels 221 ist es, eine bestimmte Flüssigkeitsdosis über einen längeren Zeitraum, vielleicht über viele Stunden, an eine bestimmte Stelle im Körper des Patienten zu leiten. Diese Langzeitanwendung der Flüssigkeit kann im Falle bestimmer Chemotherapie-Anwendungen bei Krebspatienten oder aber auch bei anderen hartnäckigen Leiden, bei welchen das Anästhetikum über längere Zeit benötigt wird, von besonderem Nutzen sein.
Ein Windkessel kann auf verschiedene Arten ausgebildet sein, wie zum Beispiel:
- ein vorgedehnter Ballon in einer starren Hülle - um ein willkürliches Druck-/Volumen-Verhältnis zu erreichen, könnte die Stärke, der Modulus oder die Art und Weise des Vordehenens des Ballons geändert werden;
- eine durch eine Feder zusammengedrückter, beutelförmiger Behälter mit einem willkürlichen Druck-/Verdrängungs-Verhältnis, zum Beispiel konstant;
- ein Zylinder und ein Kolben - in diesem Falle müßte von einem Rollverschluß Gebrauch gemacht werden - mit einer Feder, welche ein willkürliches Druck-/Verdrängungs-Verhältnis aufweist, zum Beispiel konstant, wodurch der Kolben in den Zylinder getrieben wird;
- eine unterteilte Kammer mit äußerst elastischer Trennwand sowie einem Zweiphasen-(Gas-Flüssigkeit) Material auf der geschlossenen Seite.
In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Windkessel um eine ballonähnliche Vorrichtung mit einer Federkraft dergestalt, daß der seitens des Windkessels ausgeübte Druck von dem in diesem enthaltenen Volumen im wesentlichen unabhängig ist. Er wird als ein in einem größeren, starren Rohr 603 mit einer Entlüftungsöffnung 604 enthaltener, vorgedehnter Behälter 601 aus Silikongummi hergestellt, um das Volumen des Arzneimittels in dem Windkessel maximal zu begrenzen. Der Behälter 601 ist mit einem Eingang 605 und einem Ausgang 607 versehen. Ein Einsatz 609 im Inneren des Behälters ist so geformt, daß er den Behälter 601 vordehnt; besonders an einem Ende 610 weist der Behälter den Umfang auf, den er bei Betriebsdruck aufweist. Bei Eintritt der Flüssigkeit in den Windkessel füllt sich dieser progressiv bei einem vorgegebenen Druck, wobei sich der Behälter verformt, bis er die in Fig. 6A durch die gestrichelte Linie dargestellte Form eingenommen hat.
Länge, Durchmesser, Durchmesser im aufgeblähten Zustand sowie Behältermaterial werden in Bezug auf die gewünschten Betriebswerte von Druck und Volumen ausgewählt.
Fig. 6B zeigt eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Druck und Volumen im Inneren des röhrenförmigen Behälters demonstriert.
Bei Intervall I dehnt sich der Behälter enheitlich aus, die Form bleibt röhrenförmig;
Bei Intervall II dehnt sich der Behälter lokal aus, wobei der Durchmesser an dieser Stelle plötzlich zunimmt. Der Druck fält entsprechend;
Bei Intervall III dehnt sich der Behälter progressiv aus, während der Druck konstant bleibt;
Bei Intervall IV ist der Behälter erneut röhrenförmig; er dehnt sich aus, bis er zerreißt.
Die graphische Darstellung zeigt, daß es bei entsprechender Vordehnung des Behälters möglich ist, den Windkessel bei Intervall III zu aktivieren.
Typische Werte sind ein Windkesselvolumen von 120 Mikroliter und ein Druck von 100 mm Hg, ein 1,40 Meter Kapillargefäß von 80 Mikrometer Innendurchmesser und eine Arzneimittelviskosität von 7 cp. Der Windkessel liefert 120 Mikroliter in einem Zeitraum von 8 Stunden bei einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit. Wird die Pumpenkammer vorzeitig erneut aktiviert, bewirkt sie lediglich ein Wiederauffüllen des Windkessels.
Es besteht die Möglichkeit, den Windkessel entweder als integrierten Teil der implantierbaren Pumpe oder als einen Komponenten in Reihe mit dem Katheter einer bestehenden implanterbaren Pumpe vorzusehen.
Fig. 3 zeigt eine Konfiguration, welche besonders für Insulin benötigende Diabetiker geeignet ist. Auch in diesem Falle wird davon ausgegangen, daß das Äquivalent zu der an den Eingang der Pumpenkammer 113 angeschlossenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 an jeden Eingang der Pumpenkammer 313 und 323 angeschlossen und auf diese Weise die entsprechende Flüssigkeits- oder Insulinzufuhr von dem Behälter zu den beiden Kammern 313 und 323 vorgenommen wird. Diese Eingabe-Vorrichtung einschließlich Behälter ist aus Gründen der Vereinfachung hier nicht dargestellt.
Die Federn 314 und 322 und festen Stützen 315, 316/317, 321, 324/ 325 sind mit ihren zuvor beschriebenen Gegenstücken äquivalent.
Die Pumpenkammern 313 und 323 sind elastisch und arbeiten jeweils wie zuvor beschrieben. Der Flüssigkeitsausstoß der Kammer 313 gelangt über ein Einwegventil 319 zum Windkessel 321, dessen Ausstoß dann dem Katheter 328 zugeführt wird. Der Flüssigkeitsausstoß der Kammer 323 wird über ein Einwegventil 326 direkt zu dem Katheter 328 geleitet. Besonders zweckmäßig ist diese Konstruktion für Diabetiker, für welche eine langzeitige, konstante Insulindosierung (über Windkessel 321), noch ergänzt durch Insulindosierungen nach Bedarf (aus Kammer 323) zu dem konstanten Insulinstrom, wünschenswert ist. Die richtige Wahl des Widerstandswertes und der Kammergrößen kann das Verhältnis zwischen "konstanter" oder "im Bedarfsfall" stattfindender Insulinzuführung und "pulsierendem" oder "ergänzendem" Insulin regeln, was für jeden einzelnen Patienten von Interesse sein dürfte.
In Fig. 4 wird eine mit zwei Geschwindigkeiten arbeitende Infusionspumpe durch zwei an eine gemeinsame Kammer angeschlossene Windkessel schematisch dargestellt. Auch hier wird davon ausgegangen, daß das Äquivalent zu der an den Eingang der Pumpenkammer 113 angeschlossenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 an den Eingang der Pumppenkammer 413 angeschlossen und auf diese Weise die entsprechende Flüssigkeitszufuhr von dem Behälter zur Kammer 413 vorgenommen wird. Die Eingabevorrichtung ist auch hier aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. Die Feder 414 und festen Stützen 415, 416/ 417 sind mit den zuvor beschriebenen Gegenstücken äquivalent. Die Pumpenkammer 413 ist elastisch und wird wie zuvor beschrieben betrieben. Der Flüssigkeitsausstoß aus Kammer 413 wird über ein Einwegventil 419 dem Windkessel 421 und über ein Einwegventil 419' dem Windkessel 421' zugeführt. Der Ausstoß aus Windkessel 421 wird über den Widerstand 422 an den Katheter 428 und der Ausstoß aus Windkessel 421' über den Flüssigkeitswiderstand 422' an den Katheter 428 geleitet. Durch richtige Wahl der Widerstandswerte, der Windkesselvolumen und der Elastizitätskoeffizienten kann eine Vorrichtung konstruiert werden, mit welcher zwei Fließgeschwindigkeiten in den Katheter realisiert werden können. Zum Beispiel kann Windkessel 421 einen 24-Studen-Fluß und Windkessel 421' oberhalb des Flusses aus Windkessel 421 einen 6-Stunden-Fluß vorsehen. Diese mit zwei Geschwindigkeiten arbeitende Infusionspumpe dient besonders zur Verwendung bei Krebs-Chemotherapie mit antineoplastischen Mitteln, welche täglich eine signifikante Änderung bezüglich der Aktivität bewirken.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der Wand des in Fig. 1 dargestellten, beutelförmigen Behältnisses 106. Außenfläche 701A und Innenfläche 701B der beutelförmigen Behältniswand sind zusammenhängend und bilden innerhalb der Innenfläche 701B ein Volumen, welches in der Erfindung verwendete Flüssigkeit enthalten kann. Oberfläche 702 ist, obwohl es sich hier um eine Fortsetzung der Innenfläche 701B handelt, ebenfalls als Querschnitt der Innenfläche einer Sammelröhre dargestellt. Die Röhre (nicht dargestellt) erstreckt sich um den Umfang des beutelförmigen Behältnisses 106. Flüssigkeit aus dem Inneren des Behältnisses fließt über hydrophile, mikroporöse Filter 703 und 704 (aus einer besonderen Art Filterpapier in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung hergestellt), welche Flüssigkeit, jedoch keine Luft passieren lassen, in die Sammelröhre. Die Sammelröhre weist über mehrere Filter, welche um den Umfang des Behältnisses in regelmäßigen Abständen angeordnet sein können, mehrere Verbindungen mit der Flüssigkeit in dem Behältnis 106 auf. Die Querschnitte von lediglich zwei solcher Filter sind hier dargestellt. Die Röhre wird über den Bakterienfilter 109 (Fig. 1) und den Widerstand 111 (Fig. 1) an die Pumpenkammer 113 (Fig. 1) angeschlossen. Durch die Anordnung der hydrophilen, mikroporösen Filter wird verhindert, daß versehentlich in das Behältnis gelangte Luft nicht der Pumpenkammer zugeführt wird.

Claims

1. Pumpvorrichtung mit im wesentlichen einem in den Körper eines Patienten implantierbaren Pumpapparat, welche Behälter (105, 106) zur Aufnahme der zu pumpenden Flüssigkeit, Pumpeinrichtungen (113, 114, 115, 116, 117) zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Behälter (105, 106) und Weiterleitung derselben, einen Flüssigkeitsakkumulator, Flüssigkeitswiderstandseinrichtungen (222) sowie Kathetereinrichtungen (120) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen eine elastische Pumpe aufweisen, welche auf manuelle Druckanwendung durch den Patienten reagiert, um dem Akkumulator Flüssigkeit zuzuführen, und daß der Akkumulator eine Kammer aufweist, welche ein bestimmtes maximales Flüssigkeitsvolumen enthalten kann und welche einen Druck auf die Flüssigkeit ausübt, der unabhängig von dem darin enthaltenen Volumen ist, so daß die Geschwindigkeit der ausströmenden Flüssigkeit, während diese den Kathetereinrichtungen (120) über die Flüsigkeitswiderstandseinrichtungen (222) zugeführt wird, vorgegeben ist.

2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Kammer um ein, von einer Feder mit einem vorgegebenen Druck zusammengedrücktes, beutelförmiges Behältnis handelt.

3. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer Balloneinrichtungen mit einer in einer größeren starren Röhre (603) enthaltenen Hülle (601) aufweist, wobei sich die vorgedehnte Hülle (601) während der Ausübung eines vorgegebenen Druckes auf die darin enthaltene Flüssigkeit bis zu einem maximalen Flüssigkeitsvolumen ausdehnen kann, so daß die Geschwindigkeit der ausströmenden Flüssigkeit vorgegeben ist.

4. Pumpvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Pumpeinrichtungen (113, 114, 115, 116, 117) zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Behälter (105, 106) und Weiterleitung derselben über Kathetereinrichtungen (120) an bestimmte Stellen im Körper des Patienten aufweist, wobei die Pumpeinrichtungen (113-117) eine Pumpenkammer (113) enthalten, welche eine vorgeformte Form und ein maximales Volumen aufweist und mit dem Behälter (105, 106) hydraulisch verbunden ist, um aus diesem Behälter (105, 106) Flüssigkeit bis zu einem maximalen Volumen aufzunehmen.

5. Pumpvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkammer (113) aus einem elastischen Material besteht, so daß sie sich als Reaktion auf manuelle Druckanwendung zusammenzieht und bei unterlassener Druckanwendung wieder ihre vorgeformte Form annimmt, wodurch die Pumpenkammer (113) das vorgegebene maximale Volumen der Flüssigkeit, welche aus dem Behälter (105, 106) stammt, an den die Pumpenkammer hydraulisch angeschlossen ist, wieder erreicht.

6. Pumpvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathetereinrichtungen (120) Ventile (119) aufweisen, die den Fluß dahingehend regeln, daß nicht mehr als das maximale Volumen der Flüssigkeit von der Pumpenkammer (113) in lediglich einer Richtung zu der entsprechenden Stelle fließt.

7. Pumpvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (105, 106) ein zusammenziehbares, beutelförmiges Behältnis aufweist, welches die Flüssigkeit aufnimmt und sein Volumen automatisch diesem der Flüssigkeit anpaßt.

8. Pumpvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter weiterhin enthalten sind:

a) Schutzeinkapselung (105) zur Aufnahme und zum Schutz des zusammenziehbaren, beutelförmigen Behältnisses (106) und

b) hydraulisch an das beutelförmige Behältnis (106) angeschlossenes und physisch mit der Schutzeinkapselung (105) verbundenes Septum (101) zur Wiederzuführung der Flüssigkeit über eine Nadel durch die Hautoberfläche des Patienten in den beutelförmigen Behälter (106).

9. Pumpvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bakterienfilter (103) zwischen dem Septum (101) und dem Eingang zu dem beutelförmigen Behältnis und ein zweiter Bakterienfilter (109) zwischen dem Ausgang aus dem beutelförmigen Behältnis (106) und der Pumpenkammer (113) hydraulisch angeordnet ist.

10.Pumpvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (105, 106) einen hydrophilen, mikroporösen Filter (107) aufweist, wobei die aus dem Behälter (105, 106) geleitete Flüssigkeit den Filter (107) passiert.

11.Pumpvorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner einen zweiten Akkumulator aufweist, welcher eine Balloneinrichtung (421') besitzt, die die aus den Pumpeinrichtungen (413, 414, 415) zu geführte Flüssigkeit bis zu einem maximalen Volumen aufnimmt, sowie eine hydraulisch mit dem Ausgang der Balloneinrichtung (421') verbundene Flüssigkeitswiderstandseinrichtung (442') aufweist, um die Flüssigkeit über die Kathetereinrichtung (428) mit einer zweiten vorgegebenen Fließgeschwindigkeit, welche sich von der, seitens des ersten Akkumulators (421, 422) vorgesehenen Geschwindigkeit unterscheidet, weiterzuleiten.

12.Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin eine zweite, eine zweite Pumpenkammer (323) enthaltende Pumpeinrichtung aufweist, welche eine zweite vorgeformte Form und ein vorgegebenes maximales Volumen besitzt und hydraulisch mit dem Behälter (105, 106) verbunden ist, um Flüssigkeit bis zu einem vorgegebenen, zweiten, maximalen Volumen aufzunehmen und, in Reaktion auf eine zweite manuelle Druckanwendung durch den Patienten, dem Katheter (328) nicht mehr Flüssigkeit als durch das zweite maximale Volumen vorgegeben zuzuführen.