DE4428467A1 - Spritze mit Kolbendruckdämpfung und Verfahren zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit mittels dieser Spritze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung und ein Verfahren zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit mittels dieser Spritze.

Im folgenden soll die Funktion und der Einsatz dieser Spritze am Beispiel der Spinalanästhesie erläutert werden.

Die Spinalanästhesie ist ein weitverbreitetes regionalanästhesiologisches Verfahren, bei dem durch das Einbringen kleiner Mengen (wenige Milliliter) eines Lokalanästhetikums in den Liquor im Rückenmark liegende bzw. aus dem Rückenmark austretende Nervenfasern zeitweilig ausgeschaltet werden können. Operationen im Bereich der unteren Körperhälfte werden so bei vollständiger Ausschaltung des Schmerzempfindungsvermögens ohne Beeinträchtigung des Bewußtseins des Patienten möglich. Neben der Ausschaltung von sensiblen Nervenfasern (die u. a. das Schmerzempfindungsvermögen vermitteln) werden auch motorische und vegetative Nervenfasern blockiert. Klinisch am bedeutsamsten ist die Blockade von präganglionären sympathischen Nervenfasern (= Sympathikolyse).

Diese Nervenfasern sind nur schwach myelinisiert (verfügen nur über dünne Markscheiden). Da Nervenfasern um so schneller und vollständiger blockiert werden, je dünner die sie umgebenden Markscheiden sind, folgt, daß prinzipiell schon schwache Lokalanästhetika- Konzentrationen zu einer Sympathikolyse führen können.

Die bei klassischen Spinalanästhesien nahezu immer beobachtbare, in der Regel rasch einsetzende Kreislaufdepression (Blutdruckabfall mit reflektorischer Tachykardie aufgrund einer Blutgefäßerweiterung infolge der anästhesiebedingten Sympathikolyse) macht eine Volumengabe (Infusion von Elektrolyt- oder kolloidalen Lösungen) vor oder während einer Spinalanästhesie oder sogar die Gabe von vasokonstriktiven Medikamenten notwendig. Aufgrund der möglichen Herz-Kreislauf-Belastung durch eine Spinalanästhesie bzw. der (durch ihre schlechte Steuerbarkeit) notwendigen Therapiemaßnahmen ist eine Spinalanästhesie insbesondere bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Vorerkrankungen nicht unproblematisch und auch nicht unumstritten.

Eine weitere mögliche (wenn auch seltene) Komplikation ist eine totale Spinalanästhesie, bei der der Patient kreislaufinstabil, bewußtlos und durch Blockade von Nervenfasern, die die Atemmuskulatur versorgen, intubations- und beatmungspflichtig wird.

Eine einfach zu steuernde und in ihrer Ausbreitung besser zu kalkulierende Spinalanästhesie ist daher Wunsch jedes Regionalanästhesisten.

Dies führte zu der Entwicklung hyperbarer Lokalanästhetika (Lokalanästhetika, die durch Zusatz von Glukose schwerer als der Liquor sind, und sich somit im Liquorraum im Gegensatz zu den isobaren Lokalanästhetika vorzugsweise in die tief liegenden Bereiche verteilen und sich dort an den Nervenfasern fixieren).

In der momentanen klinischen Praxis sind aber Spinalanästhesien mit hyperbaren Lokalanästhetika trotzdem nur sehr bedingt steuerbar.

Das Bestreben, das Punktionstrauma in der harten Hirnhaut möglichst klein zu halten und somit den Liquorverlust an der Punktionsstelle zu minimieren, hat zu der Entwicklung sehr dünner Spinalnadeln (z. B. 29G-Nadel mit 0,33 mm Außen- und 0,21 mm Innendurchmesser oder 27G-Nadel mit 0,41 mm Außen- und 0,27 mm Innendurchmesser) und unterschiedlichen Nadelspitzen-Designs (z. B. Quincke-Nadel = Nadel mit konventionell schräg geschliffener Spitze und endständiger Austrittsöffnung, Whitacre- bzw. Sprotte-Nadel = Nadel mit konischer Spitze und seitlich liegender Austrittsöffnung, Atraucan-Nadel = Nadel mit einer verkröpften Spitze und endständiger Austrittsöffnung) geführt.

Bei einer konventionellen Spinalnadelspitze mit endständiger Austrittsöffnung (z. B. Quincke- Nadel) wird das Lokalanästhetikum immer geradeaus (in Längsachse der Spinalnadel) injiziert, so daß das Lokalanästhetikum in Richtung der (aus dem Rückenmark austretenden) Nervenfasern gespritzt wird.

Hingegen ermöglicht es eine seitlich liegende Austrittsöffnung (z. B. Whitacre- bzw. Sprotte- Nadel) oder auch eine verkröpfte Nadelspitze (z. B. Atraucan-Nadel), durch Orientierung der Öffnung das Lokalanästhetikum mehr oder weniger gerichtet in den Liquorraum zu injizieren. Doch auch die Verwendung solcher Nadeln zur Injektion eines hyperbaren Lokalanästhetikums hat bislang nicht zu einer besseren Steuerbarkeit der Spinalanästhesie geführt.

Im Vergleich zu früher gebräuchlichen Spinalnadeln (z. B. 22G-Nadel = Nadel mit 0,71 mm Außen- und 0,43 mm Innendurchmesser) wirft die Verwendung moderner, dünner Nadeln ein zusätzliches Problem auf: Die sehr kleinen Innendurchmesser bedingen einen erheblich höheren Durchflußwiderstand. Bei gleicher Injektionsgeschwindigkeit resultiert (im Vergleich zu dickeren Nadeln mit größerem Innendurchmesser) eine erheblich höhere Fließgeschwindigkeit des Injektates durch eine dünne Spinalnadel und damit ein schnelleres Austreten aus der Spinalnadelöffnung.

Aus Gründen der Konvention (in der einschlägigen Anästhesie-Fachliteratur) wird hier unter dem Begriff der Injektionsgeschwindigkeit das pro Zeiteinheit injizierte Volumen verstanden.

Demgegenüber wird für die Strecke, die die Flüssigkeit pro Zeiteinheit in der Nadel bzw. dem Liquor zurücklegt, der Begriff Fließgeschwindigkeit definiert.

An der Luft ist sogar noch bei Injektionsgeschwindigkeiten von mehreren Millilitern pro Minute ein Abtropfen des Lokalanästhetikums von der Spinalnadelspitze zu beobachten. Eine Übertragung dieses Bildes auf eine Injektion in den Liquorraum führt hier zwangsläufig zu einer zu schnellen Injektion: An der Luft wird durch Ausbildung kleiner Tropfen infolge der Oberflächenspannung und die dadurch erfolgende Oberflächenzunahme insbesondere bei Injektion durch dünne Nadeln ein nicht unerheblicher Teil der Injektionsenergie (= die für das Einschieben des Spritzenkolbens erforderliche Kraft) "geschluckt". Aufgrund fehlender Grenzflächeneffekte ist bei einer (gleich schnellen) Injektion in den Liquor hingegen ein (abhängig von der Austrittsöffnung) gerichteter Injektionsstrahl anzunehmen.

Eigene In-vitro-Untersuchungen zeigen, daß bei den heute verwendeten dünnen Spinalnadeln aus einer praxisüblichen Injektionsgeschwindigkeit (z. B. 8 ml/min) ein Injektionsstrahl resultiert, durch den Irritationen oder sogar Traumatisierungen von Nervenfasern vorstellbar sind. In der klinischen Praxis bei manchen Patienten auftretende Parästhesien im vormaligen Ausbreitungsbereich der Spinalanästhesie können sich daher auch durch eine zu schnelle Injektion erklären.

Allein aus der Möglichkeit einer Traumatisierung von Nervenfasern durch den Injektionsstrahl sollte daher das Bemühen um ein langsames und vorsichtiges Einbringen des Lokalanästhetikums in den Liquorraum folgen.

Weiter ist durch eigene In-vitro-Untersuchungen festzustellen, daß es bei konventionellen Injektionsgeschwindigkeiten durch einen verwirbelnden (turbulenten) Injektionsstrahl (selbst bei Verwendung eines hyperbaren Lokalanästhetikums) zu einer vollständigen Durchmischung des Lokalanästhetikums mit dem Liquor kommt. Das klinische Korrelat solcher Durchmischungen ist eine unerwünscht hohe Ausbreitung der Spinalanästhesie (im Extremfall mit der Folge einer totalen Spinalanästhesie).

Verwirbelungen entstehen dadurch, daß entweder (bei gleichmäßiger Fließgeschwindigkeit) zu schnell (= mit zu großer Injektionsgeschwindigkeit) oder aber (bei langsamer Injektionsgeschwindigkeit) in sich zu ungleichmäßig (= mit zu stark bzw. zu schnell wechselnder Fließgeschwindigkeit) injiziert wird.

Insbesondere bei Verwendung dünner Spinalnadeln (bei denen es aufgrund einer höheren Fließgeschwindigkeit bei gleicher Injektionsgeschwindigkeit schneller zu einem turbulenten Injektionsstrahl kommt) setzt eine Injektion, die nicht zu Verwirbelungen des Lokalanästhetikums im Liquor führt, daher eine langsame Injektions- und eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit voraus.

Dies ist insbesondere bei dünnen Spinalnadeln mit einer konventionellen Spritze von Hand nicht zu leisten. Selbst bei langsamer Injektion des Lokalanästhetikums resultieren aus minimalen Lastwechseln auf dem Spritzenkolben (= Änderungen der durch die Hand bzw. den Finger einwirkenden Kraft) Ungleichmäßigkeiten der Injektion, die zu Verwirbelungen des Lokalanästhetikums im Liquor führen.

Bei eigenen In-vitro-Untersuchungen war trotz langsamer Injektionsgeschwindigkeit immer nur ein in sich unruhiger, verwirbelnder Injektionsstrahl mit einer nur mäßigen Unterschichtung einer Liquorersatzlösung durch ein hyperbares Lokalanästhetikum zu beobachten.

Da es für viele Eingriffe (z. B. in der Unfallchirurgie oder Orthopädie) nur einer einseitigen Anästhesie im Bereich der unteren Körperhälfte (z. B. des linken oder rechten Beines) bedarf, ist der Versuch einer einseitigen Spinalanästhesie durch Injektion eines hyperbaren Lokalanästhetikums beim seitlich liegenden Patienten naheliegend.

Der Sinn einer einseitigen Spinalanästhesie ist in der nur einseitigen Sympathikus-Blockade und der daraus resultierenden besseren Kreislaufstabilität des Patienten zu sehen.

Voraussetzung für eine (echte) einseitige Spinalanästhesie ohne Beeinträchtigung motorischer, sensibler oder vegetativer Nerven auf der nicht zu anästhesierenden (hochgelagerten) Seite ist eine Verteilung des Lokalanästhetikums ausschließlich in die abhängigen Bereiche des Liquorraumes auf der zu betäubenden (tiefliegenden) Seite. Dies ist nur durch ein langsames laminares Abfließen aus der Kanülenöffnung und ein Unterschichten des Liquors mit dem hyperbaren Lokalanästhetikum möglich.

Über Verwirbelungen gerät das Lokalanästhetikum hingegen leicht auch auf die nicht zu anästhesierende (hochgelagerte) Seite und führt hier zu einer unerwünschten Blockade von Sympathikus-Fasern. Dabei werden aufgrund der kurzen Distanz (von wenigen Millimetern) zwischen den Nervenfasern der tiefliegenden und der hochgelagerten Seite schnell mehrere Segmente mit der Folge einer deutlichen Kreislaufdepression erfaßt.

Bei konventionellem Vorgehen (Injektion eines hyperbaren Lokalanästhetikums mit einer konventionellen Spritze von Hand) ist lediglich eine inkomplette motorische Blockade der nicht zu betäubenden Seite zu erreichen. Dies ist jedoch - auch wenn das (weitgehende) Fehlen einer motorischen Blockade des Beines der nicht zu anästhesierenden Seite für den Patienten subjektiv angenehm sein mag - ohne anästhesiologische Relevanz.

Da die motorischen Nervenfasern von den dicksten Markscheiden umgeben sind und somit zuletzt ausfallen, ist schon bei einer leichten motorischen Beeinträchtigung der nicht zu betäubenden Seite von einer Blockade der Nervenfasern auszugehen, die von dünneren Markscheiden umgeben sind (z. B. auch präganglionäre Sympathikus-Fasern).

Dafür spricht auch die klinisch zu beobachtende Kreislaufreaktion der Patienten: Blutdruckabfall und eine reflektorische Tachykardie. Die anästhesiologisch relevante Sympathikus-Blockade läßt sich durch das konventionelle Vorgehen auf der nicht zu betäubenden (hochgelagerten) Seite nicht oder nur unvollständig vermeiden.

Für die Prüfung der erreichten Einseitigkeit eignet sich die Testung des Kälte- bzw. Wärmeempfindungsvermögens, da die das Temperaturempfindungsvermögen vermittelnden Nervenfasern keine Markscheiden haben und somit bei einer Ausbreitung der Spinalanästhesie auf die hochgelagerte, nicht zu anästhesierende Seite sehr früh blockiert werden.

Daher gestattet die Testung des Temperaturempfindungsvermögens auch eine indirekte Abschätzung der in den untersuchten Spinalsegmenten eingetretenen Sympathikus-Blockade: Ein vollständig erhaltenes Kälte- bzw. Wärmeempfindungsvermögen spricht gegen eine Blockade der von dünnen Markscheiden umgebenen präganglionären sympathischen Nervenfasern.

Ein direktes Kriterium zur Beurteilung einer Sympathikus-Blockade ist eine Hauttemperaturmessung (im Falle einer Sympathikolyse kommt es durch die Blutgefäßweitstellung zu einer Temperaturerhöhung). Diese objektive Methode ist jedoch zeitaufwendig und störanfällig. Hingegen ist die Prüfung z. B. des Kälteempfindungsvermögens sehr einfach und schnell durchzuführen, setzt allerdings einen kooperativen Patienten voraus.

Ein Rückschluß auf eine mögliche Sympathikus-Blockade durch Prüfung des Schmerzempfindungsvermögens mittels Pin-prick-Test ist hingegen nicht präzise, da die den "hellen Schmerz" leitenden Nervenfasern von dickeren Markscheiden umgeben sind.

Die einseitige Spinalanästhesie ist aus den geschilderten Gründen die klinische Anwendung, an der die Leistungsfähigkeit einer bestimmten Technik (bzw. bestimmter Hilfsmittel) hinsichtlich der damit erreichbaren Steuerbarkeit und Kalkulierbarkeit einer Spinalanästhesie untersucht werden kann. Ein Verfahren, das die Anlage einer (echten) einseitigen Spinalanästhesie ermöglicht, ist auch geeignet, die Steuerbarkeit und somit die Sicherheit bei der konventionellen (beidseitigen) Spinalanästhesie zu erhöhen.

Die momentan verfügbare Lösung für das Problem einer langsamen und gleichmäßigen Injektion ist eine (auch bei kleinen Förderraten) präzise laufende Injektionspumpe.

Bei Verwendung dünner Spinalnadeln und eines hyperbaren Lokalanästhetikums ist es mit einer Pumpen-Injektionsgeschwindigkeit von 0,5 ml/min möglich, (echte) einseitige Spinalanästhesien bei einem seitlich liegenden Patienten zu erhalten.

Die Kosten für eine solche Pumpe sind hoch. Ihre Anwendung ist umständlich und aufwendig: Aus Gründen der Sterilität wird für die Bedienung der Pumpe zwingend eine Hilfsperson benötigt. Der Anästhesist muß die Spinalnadel nach Punktion steril halten und kann somit nicht an der unsterilen Pumpe arbeiten. Die Einstellung der Pumpenparameter bzw. die Kontrolle dieser Einstellungen kostet zusätzliche Zeit.

Sodann kann bei Verwendung einer solchen Pumpe das Lokalanästhetikum nicht direkt aus der Spritze durch die Spinalnadel injiziert werden, sondern muß über eine Schlauchleitung von der (in der Pumpe liegenden) Spritze an die Spinalnadel geführt werden. Diese Schlauchzuleitung setzt die Spinalnadel leicht unter Zug, so daß die korrekte Tiefenposition der Nadel (im Liquorraum) während der Injektion verlorengehen kann.

Wünschenswert ist daher eine Lösung, bei der der Anästhesist ohne zusätzlichen gerätetechnischen Aufwand in gewohnter Weise arbeiten und trotzdem das Lokalanästhetikum langsam und gleichmäßig injizieren kann.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 11 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei einer Spinalanästhesie das Lokalanästhetikum (insbesondere durch dünne Spinalnadeln) ohne zusätzlichen technischen oder personellen Aufwand langsam und gleichmäßig von Hand so in den Liquor zu injizieren, daß Traumatisierungen von Nervenfasern durch den Injektionsstrahl und Verwirbelungen des Lokalanästhetikums mit der daraus resultierenden unerwünschten und unkalkulierbaren Ausbreitung der Spinalanästhesie vermieden werden.

Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen 1 bis 11 aufgeführten Merkmale gelöst.

Gegen einen relativ hohen Durchflußwiderstand (einer dünnen Spinalnadel oder eines Durchflußreduzierstückes) verhindert die Spritze zum einen die Auswirkungen von kleinen, auf den Kompressionskolben wirkenden Lastwechseln (= Änderungen der durch die Hand bzw. den Finger einwirkenden Kraft) auf das Injektionsvolumen und schafft dadurch eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit.

Zum anderen ermöglicht sie (durch die Größe des zwischen den Kolben befindlichen Luftvolumens und die Länge des Injektionskolbens als indirektes Maß für die maximal zulässige und aufrechtzuerhaltende Kompression) eine langsame und gleichmäßige Injektionsgeschwindigkeit, die sonst nur durch eine Pumpe realisierbar ist. Dies wird im folgenden erläutert:

Man behält gegen einen relativ hohen Durchflußwiderstand (z. B. dünne Spinalnadel, Durchflußreduzierstück oder auch eine kleine Austrittsöffnung des Spritzenzylinders) prinzipiell eine bessere Kontrolle über die Injektionsgeschwindigkeit, da schon kleine Änderungen der Injektionsgeschwindigkeit deutliche, subjektiv besser wahrzunehmende Kraftänderungen der auf dem Spritzenkolben lastenden Hand bzw. des Fingers benötigen.

Trotzdem ist ein relativ hoher Durchflußwiderstand alleine noch keine Lösung für das geschilderte Problem einer langsamen und gleichmäßigen Injektion von Hand: Zwar reduziert ein relativ hoher Widerstand (bei gleicher auf dem Spritzenkolben lastender Kraft) die Injektionsgeschwindigkeit wirkungsvoll, aber durch den direkten Kraftschluß des Spritzenkolbens (einer konventionellen Spritze) auf das Flüssigkeitsvolumen führen selbst kleine Änderungen der durch die Hand bzw. den Finger einwirkenden Kraft zu abrupten Veränderungen der Fließgeschwindigkeit mit der Folge von Verwirbelungen.

Durch eine zusätzliche Dämpfung der auf dem Spritzenkolben lastenden Kraft wird dieses Problem gelöst.

Unter Dämpfung wird hier eine Vergleichmäßigung der für eine Bewegung des Spritzenkolbens aufzubringenden Kraft verstanden.

Am einfachsten ist dies mit einer Luftdämpfung in der vorgeschlagenen Weise möglich (Spritze nach Patentanspruch 1 und 7). Eine Lösung, bei der anstelle von Luft als kompressibles Medium eine Feder (mit elastischer, relativ konstanter Kennlinie) eingesetzt wird (Spritze nach Patentanspruch 1 und 8), ist aber ebenfalls vorstellbar.

Die Kolbendruckdämpfung führt dazu, daß abrupte, ruckartig auf den Kompressionskolben wirkende Kräfte vermittelt werden. Dadurch kommt es zu einer gleichmäßigen (bzw. vergleichmäßigten) Bewegung des Injektionskolbens und eines somit gleichmäßigen Austretens der Flüssigkeit.

Zwar läßt sich durch einen Luftraum zwischen der Injektionsflüssigkeit und dem Kompressionskolben auch schon auf einfache Weise eine Kolbendruckdämpfung erreichen (Verfahren nach Patentanspruch 10), aber trotz einer so erreichbaren relativ gleichmäßigen Fließgeschwindigkeit ist die Injektionsgeschwindigkeit nur schwer abschätzbar und ein zu schnelles Injizieren wird nicht sicher bemerkt. Durch eine Spritze, bei der nur einmalig ein Luftvolumen über der Injektionsflüssigkeit komprimiert wird (z. B. durch Vorschieben eines Kompressionskolbens bis zu einer Raststellung im Spritzenzylinder) (Spritze nach Patentanspruch 6 und Verfahren nach Patentanspruch 11) kann zwar die Injektionsgeschwindigkeit begrenzt werden, aber die Dekompression des Luftvolumens führt prinzipbedingt zu einer gleichmäßigen, aber immer langsameren Injektion. Dieser Effekt läßt sich nur durch Verwendung großer, unhandlicher Spritzen (mit entsprechend großen Luftvolumina) reduzieren.

Am einfachsten löst eine Spritze nach Patentanspruch 1 und 2 und das Verfahren nach Patentanspruch 9 das Problem einer langsamen und gleichmäßigen Injektion:

Dabei wird die Länge des Injektionskolbens als einfaches indirektes Maß für die maximal zulässige und aufrechtzuerhaltende Kompression der Luft genommen.

Durch Vorschieben des Kompressionskolbens bis knapp an den Injektionskolben (so daß seine Vorderkante die Hinterkante des Injektionskolbens gerade nicht berührt) wird eine bestimmte Kompression der Luft zwischen den Kolben eingestellt. Wenn sich nun der Injektionskolben durch die komprimierte Luft im Spritzenzylinder nach vorne bewegt, schiebt man den Kompressionskolben immer wieder gerade soweit vor, daß sich der Kompressionskolben und der Injektionskolben gerade nicht berühren. Auf diese Weise läßt sich die Kompression annähernd konstant halten.

Eine Farbabdeckung an der Außenwand der Spritze kann die Erkennbarkeit des Spaltes, der zwischen Kompressionskolben und Injektionskolben für die einwandfreie Funktion der Spritze immer verbleiben muß, verbessern.

Die Spritze verhindert zwar nicht, daß durch ein zu starkes Vorschieben des Kompressionskolbens doch ein direkter Kraftschluß zum Injektionskolben entsteht. Geht man aber in der beschriebenen Weise vor, so ist auch von ungeübter Hand ohne weitere Hilfsmittel eine langsame und gleichmäßige Injektion des Lokalanästhetikums bei der Spinalanästhesie möglich.

Die gewünschte Injektionsgeschwindigkeit ergibt sich bei einer Spritze nach Patentanspruch 1 bis 3 sowie 6 und 7 mit den Verfahren nach Patentanspruch 9 bis 11 aus dem (durch Druck auf den Kompressionskolben komprimierten) Luftvolumen und dem Durchflußwiderstand (z. B. einer Spinalnadel oder eines Durchflußreduzierstückes).

Aus einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung dieses Luftvolumens ergibt sich durch Einschieben des Kompressionskolbens in den Spritzenzylinder um den gleichen Betrag eine stärkere bzw. schwächere Verdichtung der Luft und so gegen den gleichen Durchflußwiderstand für die gleiche Injektionsflüssigkeit eine schnellere bzw. langsamere Injektionsgeschwindigkeit (Spritze nach Patentanspruch 3).

Bei einer Spritze nach Patentanspruch 1 und 2 kann das Luftvolumen zwischen den Kolben sehr einfach dadurch verändert werden, daß der Injektionskolben verschieden weit in den Spritzenzylinder eingeführt wird und sich so durch Einschieben des Kompressionskolbens das gewünschte Luftvolumen ergibt.

Alternativ zur Einstellung der gewünschten Injektionsgeschwindigkeit durch eine Veränderung des Luftvolumens bei gleichem Durchflußwiderstand ist die gewünschte langsame und gleichmäßige Injektion durch dickere Spinalnadeln (mit größerem Innendurchmesser und somit vergleichsweise niedrigem Durchflußwiderstand) auch durch Verwendung eines Durchflußreduzierstückes oder einer entsprechend kleinen Austrittsöffnung des Spritzenzylinders möglich (Spritze nach Patentanspruch 5).

Dies empfiehlt sich insbesondere immer dann, wenn die verwendete Spinalnadel an sich keinen ausreichend hohen, die exakte Funktion der Spritze sicherstellenden Durchflußwiderstand aufweist.

Für das Aufziehen der zu injizierenden Flüssigkeit in eine Spritze nach Patentanspruch 1 und 2 wird zunächst der Kompressionskolben vorgeschoben bis der Injektionskolben am Anschlag im Spritzenzylinder liegt. Das Zurückziehen des Kompressionskolbens führt dann zu einem Unterdruck im Raum zwischen den beiden Kolben, durch den sich der Injektionskolben im Spritzenzylinder rückwärts bewegt und dabei die Flüssigkeit in den Spritzenzylinder zieht.

Bei einer Spritze mit einer kleinen Austrittsöffnung (Spritze nach Patentanspruch 5) empfiehlt es sich, das Lokalanästhetikum zunächst in eine konventionelle Spritze aufzuziehen und nachfolgend z. B. mittels eines Dreiwege-Hahnes in die kolbendruckgedämpfte Spritze umzufüllen, da das Aufziehen des Lokalanästhetikums bei einer kleinen Austrittsöffnung der Spritze zu lange dauert oder kaum möglich ist.

Die Spritze wird dann (nachdem das Lokalanästhetikum von Luftblasen befreit worden ist) an die Spinalnadel, deren Spitze sich im Liquorraum des Patienten befindet, konnektiert und anschließend der Kompressionskolben langsam vorgeschoben.

Die zirkuläre Dichtlippe des Kompressionskolbens (z. B. eine luftdicht schließende, einen viskösen Verschiebewiderstand schaffende Gummidichtung) ermöglicht ein ruckfreies Einschieben des Kompressionskolbens in den Spritzenzylinder und läßt den Kompressionskolben so schwergängig im Spritzenzylinder laufen, daß er selbst bei Entlastung (durch Loslassen der Hand bzw. des Fingers) seine Position im Spritzenzylinder behält. Dadurch drückt die komprimierte Luft zwangsläufig den (mit einer zumindest flüssigkeitsdichten Dichtung ausgestatteten) leichtgängig im Spritzenzylinder laufenden Injektionskolben nach vorne (Spritze nach Patentanspruch 4) und somit das zu injizierende Lokalanästhetikum durch die am Kanülenansatz des Spritzenzylinders angesetzte dünne Spinalnadel.

Leichtgängigkeit des Injektionskolbens kann auch dadurch erreicht werden, daß erst durch die Injektionsflüssigkeit ein zirkulärer (primär nicht luftdichter) Kapillarspalt zwischen dem Injektionskolben und der Innenwand des Spritzenzylinders (luftdicht) verschlossen wird.

Erstens ist bei Verwendung einer Spritze nach Patentanspruch 1 bis 4 und 7 mit dem Verfahren nach Patentanspruch 9 durch eine dünne Spinalnadel eine langsame und gleichmäßige Injektion eines Lokalanästhetikums möglich, die eine Irritation möglicherweise sogar Traumatisierung von Nervenfasern durch eine zu schnelle Injektion des Lokalanästhetikums zuverlässig verhindert.

Zweitens kann unter Verwendung eines hyperbaren Lokalanästhetikums bei der klassischen (beidseitigen) Spinalanästhesie (z. B. für urologische Eingriffe) die gewünschte Anästhesiehöhe durch Lagerung des Patienten gezielt eingestellt werden. Zu hohe Ausbreitungen der Anästhesie mit unerwünschten Sympathikolyseeffekten sind nur noch durch Lagerungsfehler vorstellbar.

Drittens wird bei Verwendung einer Spinalnadel mit seitlich liegender Austrittsöffnung (z. B. Whitacre-Nadel, Sprotte-Nadel) und einem hyperbarem Lokalanästhetikum sogar eine bislang kaum erreichbare (echte) einseitige Spinalanästhesie auf technisch einfache Weise möglich.

Das Arbeiten mit einer Spritze nach Patentanspruch 1 bis 4 und 7 erhöht dabei den Zeitbedarf für das Einbringen des Lokalanästhetikums in den Liquorraum (im Vergleich zu einer schnellen Injektion mit einer konventionellen Spritze) lediglich um den zeitlichen Mehraufwand für die langsamere Injektion (ca. 3 Minuten) und geht verglichen mit einer Pumpeninjektion (aufgrund fehlender Rüst- und Bedienungszeiten) wesentlich schneller.

Die Anwendung einer Spritze nach Patentanspruch 1 bis 4 und 7 mit dem Verfahren nach Patentanspruch 9 erweist sich als unaufwendige, auch mit ungeübter Hand einfach zu beherrschende Technik, die bei einem Minimum an Zeit- und Materialaufwand die Voraussetzung für eine bislang nicht gekannte Steuerbarkeit einer Spinalanästhesie schafft. Dadurch erhöht sich die Sicherheit für den Patienten hinsichtlich der (bei einem konventionellen Vorgehen) möglichen hämodynamischen oder sogar respiratorischen und zentralen Komplikationen.

Neben der Spinalanästhesie ist in der intravenösen Injektion von Medikamenten, die langsam injiziert werden müssen, ein weiteres Anwendungsgebiet für eine Spritze nach Patentanspruch 1 bis 8 und den Verfahren nach Patentanspruch 9 bis 11 zu sehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung nach Patentanspruch 1 bis 5 und 7 zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mit aufgesteckter dünner Spinalnadel (14) im Halbschnitt ohne aufgezogene Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) und ohne Kompression des zwischen dem Injektionskolben (4) und Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft).

Fig. 2 eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung nach Patentanspruch 1 bis 5 und 7 zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mit aufgesteckter dünner Spinalnadel (14) im Halbschnitt mit aufgezogener Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) und mit Kompression des zwischen dem Injektionskolben (4) und Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft).

Fig. 3 eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung nach Patentanspruch 1 bis 5 und 7 zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mit angesetztem Durchflußreduzierstück (15) und aufgesteckter dicker Spinalnadel (16) (gestrichelt dargestellt) im Halbschnitt ohne aufgezogene Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) und ohne Kompression des zwischen dem Injektionskolben (4) und Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft).

Fig. 4 eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung nach Patentanspruch 1 bis 5 und 7 zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mit angesetztem Durchflußreduzierstück (15) und aufgesteckter dicker Spinalnadel (16) (gestrichelt dargestellt) im Halbschnitt mit aufgezogener Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) und mit Kompression des zwischen dem Injektionskolben (4) und Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft).

Fig. 1 zeigt den im Spritzenzylinder (1) liegenden Injektionskolben (4), der durch ein kompressibles (in der Darstellung nicht komprimiertes) Medium (12) (z. B. Luft) von dem im Spritzenzylinder (1) dahinter liegenden Kompressionskolben (8) getrennt ist. Der Injektionskolben (4) besteht aus einem kurzen Zylinderstück (5), das durch eine zirkuläre Dichtlippe (6) zur Innenwand des Spritzenzylinders (1) (zumindestens für die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament)) abgedichtet wird und einem aus vier (im rechten Winkel zueinander angeordneten) Lamellen bestehenden Führungsstück (7). Durch eine endständige Verbreiterung der Lamellen des Führungsstückes (7) ist der Injektionskolben (4) gegen eine Verkippung im Spritzenzylinder (1) gesichert. Der Kompressionskolben (8) besteht ebenfalls aus einem kurzen Zylinderstück (9), das durch eine breitflächige zirkuläre Dichtlippe (10) zur Innenwand des Spritzenzylinders (1) abgedichtet ist, und einem aus vier (im rechten Winkel zueinander angeordneten) Lamellen bestehenden Stempel (11). Durch eine Verbreiterung der Lamellen im vorderen Bereich des Stempels (11) wird der Kompressionskolben (8) geführt und gegen eine Verkippung im Spritzenzylinder (1) gesichert. Die breitflächige zirkuläre Dichtlippe (10) ist so beschaffen, daß das Einschieben des Kompressionskolbens (8) in den Spritzenzylinder (1) ruckfrei erfolgen kann. Am Kanülenansatz (2) des Spritzenzylinders (1) ist eine dünne Spinalnadel (14) (in der Länge gekürzt dargestellt) aufgesteckt, die aufgrund eines kleinen Innendurchmessers (von 0,21- 0,27 mm) im Vergleich zur Austrittsöffnung (3) des Spritzenzylinders (1) einen relativ hohen Durchflußwiderstand aufweist.

Fig. 2 zeigt die schematische Situation einer Injektion durch eine auf den Kanülenansatz (2) des Spritzenzylinders (1) gesteckte dünne Spinalnadel (14) (in der Länge gekürzt dargestellt). Vor dem Injektionskolben (4) befindet sich die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament). Durch das Einschieben des Kompressionskolbens (8) (z. B. durch Druck einer Hand bzw. eines Fingers bis seine Vorderkante die Rückfläche des Injektionskolbens (4) gerade nicht erreicht) wird das zwischen dem Injektionskolben (4) und dem Kompressionskolben (8) befindliche kompressible Medium (12) (z. B. Luft) komprimiert. Dadurch daß der Kompressionskolben (8) schwergängig im Spritzenzylinder (1) läuft und selbst bei Entlastung des Kompressionskolbens (8) (z. B. durch Loslassen der Hand bzw. des Fingers) dieser seine Position im Spritzenzylinder (1) behält, drückt das komprimierte Medium (12) (z. B. Luft) zwangsläufig den leichtgängig im Spritzenzylinder (1) laufenden Injektionskolben (4) nach vorne und damit die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) durch die dünne Spinalnadel (14).

Fig. 3 zeigt ein an den Kanülenansatz (2) des Spritzenzylinders (1) angesetztes Durchflußreduzierstück (15), das aufgrund eines kleinen Innendurchmessers (von 0,21-0,27 mm) im Vergleich zur Austrittsöffnung (3) des Spritzenzylinders (1) einen relativ hohen Durchflußwiderstand aufweist. Auf das Durchflußreduzierstück (15) ist eine dicke Spinalnadel (16) (gestrichelt und in der Länge gekürzt dargestellt) mit größerem Innendurchmesser und somit vergleichsweise niedrigen Durchflußwiderstand gesteckt.

Fig. 4 zeigt die schematische Situation einer Injektion durch eine dickere Spinalnadel (16) (gestrichelt und in der Länge gekürzt dargestellt) mit größerem Innendurchmesser und somit vergleichsweise niedrigen Durchflußwiderstand bei einem an den Kanülenansatz (2) des Spritzenzylinders (1) angesetzten Durchflußreduzierstück (15), das aufgrund eines kleinen Innendurchmessers (im Vergleich zur Austrittsöffnung (3) des Spritzenzylinders (1)) einen relativ hohen Durchflußwiderstand aufweist. Mittels eines solchen Durchflußreduzierstückes (15) wird eine langsame und gleichmäßige Injektion auch bei der Verwendung einer dickeren Spinalnadel (16) mit einem größeren Innendurchmesser und somit vergleichsweise niedrigen Durchflußwiderstand möglich.

Bezugszeichenliste

1 Spritzenzylinder
2 Kanülenansatz
3 Austrittsöffnung
4 Injektionskolben
5 Zylinderstück (des Injektionskolbens (4))
6 zirkuläre Dichtlippe (des Injektionskolbens (4))
7 Führungsstück (des Injektionskolbens (4))
8 Kompressionskolben
9 Zylinderstück (des Kompressionskolbens (8))
10 zirkuläre Dichtlippe (des Kompressionskolbens (8))
11 Stempel (des Kompressionskolbens (8))
12 kompressibles Medium (Luft)
13 (zu injizierende) Flüssigkeit
14 dünne Spinalnadel
15 Durchflußreduzierstück
16 dicke Spinalnadel

Claims (11)

1. Eine Spritze mit Kolbendruckdämpfung zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament), wobei im Spritzenzylinder (1) ein Injektionskolben (4) liegt, vor dem sich die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) befindet, und der durch ein kompressibles Medium (12) (z. B. Luft) von einem im Spritzenzylinder (1) dahinter liegenden Kompressionskolben (8), auf dem die Betätigungskraft (z. B. durch eine Hand bzw. einen Finger) lastet, getrennt ist.

2. Spritze nach Anspruch 1, bei der als indirektes Maß für die benötigte Kompression des kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft) die Länge des Injektionskolbens (4) in der Weise dient, daß durch das Einschieben des Kompressionskolbens (8) in den Spritzenzylinder (1) seine Vorderkante (unter Vermeidung des direkten Kontaktes und somit Kraftschlusses) die Hinterkante des Injektionskolbens (4) gerade nicht erreicht.

3. Spritze nach Anspruch 1 und 2, bei der die gewünschte Injektionsgeschwindigkeit der zu injizierenden Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) durch eine Veränderung des Volumens des kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft) und einer mehr oder weniger starken Kompression des kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft) eingestellt wird.

4. Spritze nach Anspruch 1 und 2, bei der der Injektionskolben (4) leichtgängig und der Kompressionskolben (8) (verglichen mit dem Injektionskolben (4)) schwergängiger im Spritzenzylinder (1) läuft.

5. Spritze nach Anspruch 1 und 2, bei der sich an der Austrittsöffnung (3) ein relativ hoher Durchflußwiderstand befindet (z. B. dünne Spinalnadel (14), Durchflußreduzierstück (15)) bzw. die Spritze selbst eine Austrittsöffnung (3) mit relativ hohem Durchflußwiderstand hat.

6. Spritze nach Anspruch 1, bei der der Kompressionskolben (8) bis zu einer bestimmten Marke in den Spritzenzylinder (1) geschoben werden kann, woraus sich eine Kompression des kompressiblen Mediums (12) (z. B. Luft) ergibt, die zu einer in der Geschwindigkeit geringfügig abnehmenden, aber gleichmäßigen Injektion der zu injizierenden Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) führt.

7. Spritze nach Anspruch 1, 2 und 6, bei der es sich bei dem zwischen dem Injektionskolben (4) und dem Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Medium (12) um Luft handelt.

8. Spritze nach Anspruch 1, 2, und 6, bei der es sich bei dem zwischen dem Injektionskolben (4) und dem Kompressionskolben (8) befindlichen kompressiblen Medium (12) um eine Feder (oder dergleichen) mit elastischer, relativ konstanter Kennlinie handelt.

9. Verfahren zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mittels einer Spritze nach Anspruch 1 und 2, bei dem der Kompressionskolben (8) über das kompressible Medium (12) (z. B. Luft) den Injektionskolben (4) und die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) dadurch indirekt und gedämpft bewegt, daß durch das Einschieben des Kompressionskolbens (8) zunächst das zwischen dem Injektionskolben (4) und Kompressionskolben (8) befindliche kompressible Medium (12) (z. B. Luft) komprimiert wird und sich dadurch der Injektionskolben (4) zur Austrittsöffnung (3) des Spritzenzylinders (1) bewegt und dabei die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) gegen einen relativ hohen Durchflußwiderstand (z. B. dünne Spinalnadel (14), Durchflußreduzierstück (15)) vor sich herschiebt.

10. Verfahren zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mittels einer Spritze nach Anspruch 1 und 6, bei dem durch ein kompressibles Medium (12) (z. B. Luft) zwischen der zu injizierenden Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) und dem Kompressionskolben (8) ein direkter Kraftschluß des Kompressionskolbens (8) auf die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) vermieden wird und der Druck des Kompressionskolbens (8) durch das kompressible Medium (12) (z. B. Luft) nur indirekt auf der zu injizierenden Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) lastet.

11. Verfahren zur langsamen und gleichmäßigen Injektion einer Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) mittels einer Spritze nach Anspruch 1 und 6, bei dem die zu injizierende Flüssigkeit (13) (z. B. Medikament) durch Dekompression eines zuvor durch das Einschieben des Kompressionskolbens (8) in einen Spritzenzylinder (1) komprimierten Mediums (12) (z. B. Luft) bewegt wird.