DE69812588T2

DE69812588T2 - Medizinischer injektor

Info

Publication number: DE69812588T2
Application number: DE69812588T
Authority: DE
Inventors: Alain Villette
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: EP0956062A1; CA2223659A1; JP2001511053A; DE69812588D1; WO1999027984A1; ES2194366T3; EP0956062B1; US6245043B1

Description

Die vorliegende Erfindung hat einen Injektor zum Gegenstand, der zur Verwendung in der Zahnmedizin, zur Durchführung von intramedullären oder intradiploiden Injektionen zur Anästhesie oder von Injektionen in Weichgewebe vorgesehen ist.[0001]
In der Zahnchirurgie besteht die klassische Lösung darin, mit Hilfe einer Spritze eine bestimmte Menge an flüssigem Anästhetikum in das Zahnfleisch des Patienten in einem gewissen Abstand zum zu behandelnden Zahn zu injizieren. Diese Verfahrensweise stellt jedoch Unzulänglichkeiten dar, wie eine beträchtliche Latenzzeit zwischen der Injektion und der betäubenden Wirkung und die Injektion einer Menge an Anästhetikum, die größer ist als notwendig. Um diesen Unzulänglichkeiten abzuhelfen wurde schon vorgeschlagen, Anästhesien in die Diploe vorzunehmen, bei denen die Injektion direkt in das Mark des Kieferknochens gesetzt wird, nachdem der Cortex durchquert ist. Die Wirkung des Anästhetikums ist auf diese Weise viel effektiver. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Injektionsnadel zu drehen, um das Eindringen der Nadel in den Cortex zu erleichtern, der ein harter Bereich ist. Danach wird ein Kolben verschoben, der gegen den mobilen Boden der Spritze anliegt, die das Anästhetikum enthält.[0002]
Es wurde schon vorgeschlagen, insbesondere in US-A-5,173,050 eine solche Anästhesie auf zwei Mal vorzunehmen. Man geht beim ersten Mal so vor, den Cortex zu durchbohren, wonach der Injektor zurückgezogen wird und die Perforationsnadel durch eine Injektionsnadel ausgetauscht wird. Es ist aber sehr schwierig, die Perforation wieder zu finden, um mit der Injektion fortzufahren.[0003]
Ein Injektor, der ermöglicht, eine solche Anästhesie vorzunehmen, ohne die Perforationsnadel zu entfernen, ist in FR-A-2 581 548 be schrieben. In diesem Patent sind die Mittel zum Rotationsantrieb der Spritzampulle und zum Vorschub des beweglichen Bodens der Spritzampulle von zwei Mikromotoren gebildet, wobei die mechanische Verbindung zwischen dem Rotationsantriebsmotor und der Spritzampulle durch ein Getriebe erreicht ist. Es versteht sich von selbst, dass der Antrieb des Kolbens durch ein Reduktionsgetriebe erreicht ist. Es ist auch möglich, eine kontinuierliche und gleichmäßige Injektion zu erreichen, was mit den handbetriebenen Spritzen nicht der Fall war. Es zeigt sich aber, dass diese Antriebe unerwünschte Geräusche erzeugen, da der Motor bei sehr hohen Geschwindigkeiten von mehreren Zehntausend Umdrehungen pro Minute dreht.[0004]
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand, diese Unzulänglichkeiten zu mindern. Sie beruht auf der Idee, dass alle zu übertragenden Kräfte in der Achse des Injektors liegen müssen, wobei jeglicher mechanische Rückstoß vermieden wird, der sich durch eine Exzentrizität der aufgebrachten Kräfte, die zum Antrieb der Spritzampulle angewendet werden, häufig übersetzt.[0005]
Ein Injektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1 ist aus der Druckschrift FR-A- 2 716 375 bekannt.[0006]
Gemäß der Erfindung umfasst der Injektor die Merkmale des Anspruch 1.[0007]
Bevorzugt stellt die Antriebsschraube des Motors eine Nabe dar, die von Befestigungsschrauben durchquert ist.[0008]
Die auf den Boden der Spritzampulle oder des Behälters aufgebrachte Kraft ist ganz koaxial dazu und die Translationsbewegung erfolgt ohne Reibung.[0009]
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Steuerung des Injektionsmotors derart programmiert, dass das injizierte Volumen progressiv ist, was den Schmerz sehr wesentlich mindert.[0010]
[0011 ] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Verlaufe der folgenden Beschreibung von besonderen Ausführungsformen ersichtlich, die nur als nicht einschränkende Beispiele mit Bezug zu den Zeichnungen angegeben sind, in denen:
1 eine Schnittansicht des zahnmedizinischen Injektors gemäß der Erfindung darstellt,
2 eine Detailansicht der Montage des Injektionsmotors darstellt, 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der 2 darstellt,
4 eine Teilschnittansicht der Montage der Spritze in einem Injektor zur zahnmedizinischen Anästhesie darstellt,
5 ein Schema der Elektronik der Injektorsteuerung darstellt,
6 ein Schaubild der Veränderung der Injektionsgeschwindigkeit als Funktion der Zeit zur Verabreichung einer schmerzlosen Injektion darstellt.
[0012] 1 stellt einen Injektor zur zahnmedizinischen Anästhesie in die Diploe dar, das heißt in Verbindung mit einem Eindringen der Nadel in einen Knochen vor der Injektion. In diesem Fall ist es notwendig, außer dem Motor für die Translation oder die Axialverschiebung, der zum Injizieren des Anästhetikums dient, einen zusätzlichen Motor vorzusehen, der der Nadel eine Rotationsbewegung vermittelt, was den Durchtritt durch den Knochen vor der oben genannten Injektion erleichtert.
[0013] In 1 sind in einem zylindrischen Hohlkörper 1 zu erkennen: ein Motor 2 zum Rotationsantrieb der Spritze 5 und der Nadel 9 und ein Motor 3 zur Axialverschiebung des Motors 2, ein Kolben 6, dessen vorderes Ende gegen den verschiebbaren Boden 4 der Spritze 5 anliegt.
Vorn am Körper 1 ist eine teilweise kegelstumpfförmige Aufnahme 10 zum Halten und Führen der Spritze 5 angebracht.
[0014] Gemäß der Erfindung ist der Rotationsmotor 2 koaxial zum Injektionsmotor 3, zur Spritze 5 oder dem Reservoir für das Anästhetikum und die Nadel 9. Wie es aus der 1 ersichtlich ist, ist der Motor 2 vor dem Injektionsmotor 3 im Gehäuse 11 angeordnet und seine Abtriebswelle ist mechanisch mit dem Kolben 6 verbunden. Am Ende vor dem Injektor ist in einer zu diesem Zweck vorgesehenen Aufnahme 10 eine Spritze 5 befestigt und vor der Spritze 5 ist eine Nadel 9 befestigt, deren Hinterende den Anschluss vor der Spritze durchquert, um eine Verbindung zwischen der Spritze 5 und dem Innenkanal der Nadel 9 auszubilden. Die Aufnahme 10 bildet ein Lager für die Spritze und damit die Nadel. Wenn der Motor 2 gespeist wird, treibt er so normalerweise die Nadel 9 in Rotation an, was die Durchdringung des Knochens erleichtert. Bei einem ersten Einsatz bleibt sie unbeweglich, wobei der notwendige Druck vom durch den Zahnchirurgen ausgeübten Druck kommt.
[0015] Bei einem zweiten Einsatz bewirkt das Rotieren der Welle 31 des Motors 3 eine Verschiebung aus der Ruheposition, in der 1 von links nach rechts.
[0016] Wie es deutlicher aus der 2, die eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab des hinteren Teils des Injektors darstellt und der 3 erscheint, ist im Inneren des Körpers 1 des Injektors und in dessen hinterem Teil eine Hülse oder Manschette 32 angebracht, die ein Innengewinde aufweist. Eine Schraube 33 in Form einer Scheibe, mit Vorteil „DELRIN" (eingetragene Marke), weist ein Außengewinde auf mit dem selben Gang wie das Innengewinde der Manschette 32 und ist geeignet, sich in diesem zu verschieben, wenn sie in Rotation versetzt wird. Die Schraube 32 verlängert sich nach hinten mit einer Nabe 34.
Diese Nabe ist von einem Metallkranz 35 umgeben. Das Versetzen der Schraube 33 in Rotation führt zu einer mechanischen Verbindung zwischen der Motorwelle 31 und der Nabe 34 der Schraube 33. Zu diesem Zweck weist die glatte Welle 31 eine Abflachung 36 auf. Auf diese Abflachung stützt sich eine radiale Schraube 37, die den Metallkranz 35 und die Nabe 34 durchquert, um mit der Motorwelle 31 in Kontakt zu treten. Da jedoch die zu übertragende Kraft hoch ist, sind bevorzugt zwei weitere radiale Schrauben 37 vorgesehen, wobei jede einen Winkel von 120° mit benachbarten Schrauben bildet. Das durch die Rotation der Motorwelle 31 auftretende Moment wird auf diese Weise ohne Risiko eines Bruchs der Schraube 33 übertragen.
[0017] Es ist leicht verständlich, dass der Vorschub und/oder Rückschub des Motors 3 im Inneren der Hülse 32 von der Drehrichtung der Motorwelle abhängt, die selbst von der Richtung des Vorsorgungsgleichstroms abhängt, der von einer elektronischen Schaltung 50 (5) gesteuert ist.
[0018] Die 4 stellt in vergrößertem Maßstab und im Schnitt die Montage der Spritze im Ansatzstück 10 dar. In dieser Figur finden sich wiederum das Vorderende des Kolbens 6, die an ihrem Hinterteil mit einem weichen Scheibe 4, beispielsweise aus Neopren, verschlossene Spritze, die auf die Innenfläche der Spritze 5 anliegt, um deren Dichtigkeit zu gewährleisten. Das Ansatzstück 10 ist zum Beispiel auf den Körper 1 des Injektors aufgeschraubt und bildet eine Aufnahme für den Nadelträger 43. Der Kolben 6 trägt an seinem vorderen Teil, der zum Eindringen in die Spritze 5 vorgesehen ist, ein torisches Verbindungsstück 40. Das Hintere der Spritze 5 ist durch ein zweites torisches Verbindungsstück 42 in einem Lager 41 gehalten, das zum wirksamen Führen des hinteren Teils der Spritze abgeflacht ist, wenn sie unter Einwirkung des Motors 2 in Rotation versetzt wird.
[0019] Die Funktionsweise eines solchen Injektors ist wie folgt: Bei einem ersten Einsatz wird unter dem von einem Zahnchirurgen ausgeübten Druck die Schleimhaut von der Nadel 9 durchquert, deren vorderes Ende mit dem Knochen in Kontakt kommt. Die Steuerschaltung ermöglicht in dieser Position die Versorgung des Motors 2 und den Rotationsbetrieb der Motorwelle und, infolge des Kolbens 6, der Spritzampulle 5 und der Nadel 9. Dann wird der Knochen durchquert und das Vorderende der Nadel kommt mit dem Mark in Kontakt. Der Motor 2 wird dann gestoppt und der Motor 3 wird gespeist, was die Injektion des in der Spritze enthaltenen Anästhetikums bewirkt. Danach wird der Drehsinn des Motors 2 umgekehrt und die Nadel 9 aus dem Kiefer herausgezogen.
[0020] Es ist auf diese Weise möglich, durch Versetzten des mit geringer Geschwindigkeit sich drehenden Motors 3 einen regulierten Axialschub aufzubringen. Das Versetzen der Schraube 12 in der Nut 7 verhindert jegliche Rotation des Gehäuses 3.
[0021] Die 5 ist ein Schema einer elektronischen Steuerungsschaltung des Injektors. Sie umfasst im Wesentlichen eine elektronische Schaltung 50, die eine Steuerstufe 51 aufweist und eine Kontroll- oder Überwachungsstufe 52. Die elektronische Schaltung hat die Funktion, die Funktion der Motoren 2 und 3 mit Gleichstrom zu leiten, wobei die beiden Motoren sich immer in dieselbe Richtung drehen. Der Drehsinn wird automatisch entweder in Abhängigkeit von der Position und dem Moment des Injektionsmotors 3 geführt oder von Hand durch Drücken der Retourtaste. Der vom Injektionsmotor verbrauchte Strom wird permanent gemessen. Auf diese Weise erfolgt durch die Steuerschaltung 51, wenn im Laufe der Injektion das Moment einen bestimmten Wert erreicht, zum Beispiel 40 daN, was der Injektion in einen harten Knochen entspricht, innerhalb von zwei Sekunden unmittelbar eine Umkehrung der Richtung des Stroms.
[0022] Wenn die Schaltung unter Spannung gesetzt ist, wird der Injektionsmotor automatisch in Umkehrposition geführt und dann ist seine Position in jedem Moment durch die von einem Mikroprozessor ausgeführte Berechnung bekannt. Der Injektor wird durch einen Endpunktkontakt (nicht dargestellt) gesichert. In der Endphase der Injektion, wenn 90 % des Anästhetikums injiziert ist, führt eine Zunahme des Stromverbrauchs zu einem Anhalten des Motors 3 und seine Rückkehr in die Ausgangsposition. In der Umkehrphase zur Ausgangsposition wird der Motor angehalten, sobald eine Überschreitung des Verbrauchs erfasst wird.
[0023] Der Chirurg verfügt über eine Injektionssteuerung; eine Rotationssteuerung; einen An/AUS-Unterbrecher; einen Druckknopf 53 zum Auswählen der Menge an Produkt zum Injizieren und einem Handstellknopf 55 des Motors 3 in seine Ausgangsposition. Bevorzugt wird die Steuerung der Motoren mit dem Fuß vorgenommen, mittels eines doppelten Pedals 54, das mit der Kontrollstufe 52 verbunden ist, die zwei Bedienflächen aufweist, deren eine ermöglicht, die Rotationsfunktion des Motors 2 zu steuern und deren andere ermöglicht, die Injektion mittels eines Motors 3 zu steuern.
[0024] Die Taste 53 ermöglicht die Vorauswahl der Menge an zu injizierendem Produkt, das heißt der Versetzung des Injektionsmotors 3. Einmal Drücken entspricht 25 % der Gesamtmenge, zweimal Drücken 50 %, dreimal Drücken 75 %, viermal Drücken 100 %. Die Wahl der Steuerung wird durch Leuchtdioden angezeigt (nicht dargestellt). Wie zuvor angegeben ist es wünschenswert, dass die Injektionsgeschwindigkeit progressiv ist, was beinhaltet, dass die Linearverschiebung des Motors 3 eine beschleunigte Verschiebung ist.
[0025] Die 6 ist ein Schaubild, in dem in der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Injektionsgeschwindigkeit angeben ist, die zwischen 0 und 100 % schwankt. Man hat festgestellt, dass der durch die Injektion des Anästhetikums hervorgerufene Schmerz im Wesentlichen daher kommt, dass die Injektion nach Durchdringung des Cortex brutal vorgenommen wird. Aufgrund des Vorhandenseins der elektronischen Schaltung 50 ist es möglich, die Injektion derart zu regulieren, dass diese progressiv und dadurch nicht schmerzhaft ist. Wie auf dem Schaubild erkennbar ist, beginnt die Injektionsgeschwindigkeit bei 5,8 %, um 100 zu erreichen, wobei die maximale Injektionsgeschwindigkeit erreicht ist, wenn ungefähr 50 % des Anästhetikums injiziert sind. Der von 25 bis 100 unterteilte untere Maßstab symbolisiert die Menge des zu injizierenden Anästhetikums, die durch den Knopf 53 ausgewählt ist.
[0026] Der erfindungsgemäße Injektor kann gleichermaßen für die Injektion in Weichgewebe verwendet werden, die von Gefäßen mit mehr oder weniger großen Durchmessern durchzogen sind. Es ist deshalb notwendig, zu überprüfen, ob die Nadelspitze sich nicht in einer Arterie oder einer Vene befindet. Das ist in der Zahnmedizin der Fall, wenn eine Betäubung in den Unterkiefer im Bereich des Zäpfchens vorgenommen wird. Der Injektor sollte also die Möglichkeit eines Ansaugens bieten.
[0027] Für diese Überprüfung wird das Ende des Spritzenträgerrohrs 43 aus einem transparenten Kunststoffmaterial wie Polycarbonat ausgeführt (sterilisierbar bei 130°C). Parallel dazu ist der Mikroprozessor so programmiert, dass er nach zwei aufeinanderfolgenden Drückern auf die Taste 53 der „Menge" eine Rückführung des Kolbens ermöglicht, während in der vorigen Ausführungsform nur eine automatische Rückführung möglich war. Das auf dem Ende vor dem Kolben 6 gelegene torische Verbindungsstück 40, das die Spritze in Rotation antreibt, bildet eine Dichtigkeit zwischen dem Kolben aus Kautschuk 4 der Ampulle mit Anästhetikum und dem sich drehenden Kolben 6 in der Art, dass die beiden Kolben verbunden sind. Wenn der Kolben 6 zurückläuft, saugt er den Kolben 4 der Ampulle an und erzeugt in seinem Inneren einen Blutstrom, wenn das Nadelende sich in einem Gefäß befindet. Dieser Strom kann wegen der Transparenz des Spritzenträgerrohrs festgestellt werden.
Es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Varianten vorgenommen werden können, insbesondere durch Substitution von äquivalenten technischen Mitteln, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Injektor umfassend einen Motor (2), der einen Kolben (6) in Rotation antreibt und einen zweiten Motor (3), der den Kolben in Translation antreibt, wobei der Kolben mit dem mobilen Boden einer unbeweglich auf dem Körper (1) des Injektors befestigten Spritze in Kontakt steht, in dem der Translationsantriebsmotor (3) des Kolbens (6) koaxial dazu ist und im Inneren des zylindrischen Körpers (1) des Injektors angebracht ist, wobei sein Translationsantrieb aus dem Antrieb einer Schraube (33) durch die Motorwelle erfolgt, die mit einem Innengewinde (32) im Körper des Injektors kooperiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der Motoren (2, 3) durch eine programmierbare elektronische Schaltung (50) gesteuert wird.
Injektor nach Anspruch 1, bei dem die elektronische Schaltung (50) eine Steuerungsstufe (51), eine Kontrollstufe (52), einen Auswahlknopf (53) , einen Unterbrecher (55) und eine Anordnung (54) von zwei Pedalen umfasst, die entsprechend die Funktionen der Motoren zur Rotation (2) und Injektion (3) steuern.
Injektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Motorwelle (31) des Motors (3) mittels einer Nabe (34) mit mindestens einer Schraube (33) verbunden ist, deren Außengewinde mit dem Innengewinde einer Muffe (32) kooperiert, die im Inneren des Körpers (1) befestigt ist.
Injektor nach Anspruch 1, bei dem der Injektionsmotor (3) im Inneren des Körpers (1) in Translation beweglich ist und vorgesehen ist, mit Hilfe eines Kolbens (6) eine bewegliche Trennwand der Spritze (5) zu schieben, die durch ein Spritzenträgerrohr getragen ist, und wobei der Rotationsmotor (2) die Spritze (5) und die auf der Spritze (5) angebrachte Nadel (9) in Rotation antreiben kann, um das Eindringen der Nadel zu erleichtern.
Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Injektionsmotor (3) durch eine Schraube (12) in Position gehalten ist, die in einer Nut (7) vorgesehen ist.
Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor so programmiert ist, dass er nach zweimal aufeinanderfolgendem Drücken auf die Taste (53) eine Rückführung des Kolbens ermöglicht.
Injektor nach Anspruch 4, bei dem das Ende des Spritzenträgerrohrs (43) aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet ist.