EP2118624A1 - Dosiervorrichtung für ein infusionssystem - Google Patents

Dosiervorrichtung für ein infusionssystem

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EP2118624A1
EP2118624A1 EP08716055A EP08716055A EP2118624A1 EP 2118624 A1 EP2118624 A1 EP 2118624A1 EP 08716055 A EP08716055 A EP 08716055A EP 08716055 A EP08716055 A EP 08716055A EP 2118624 A1 EP2118624 A1 EP 2118624A1
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EP
European Patent Office
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substance
volume
dosing
opening
cylinder
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08716055A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Haueter
Florian Kuehni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F Hoffmann La Roche AG
Roche Diagnostics GmbH
Original Assignee
F Hoffmann La Roche AG
Roche Diagnostics GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to EP15165236.9A priority patent/EP3012600B1/de
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Priority to EP08716055A priority patent/EP2118624A1/de
Priority to EP17179898.6A priority patent/EP3258223A1/de
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    • A61M2205/7536—General characteristics of the apparatus with filters allowing gas passage, but preventing liquid passage, e.g. liquophobic, hydrophobic, water-repellent membranes

Definitions

  • the present invention relates to a metering and conveying device and more particularly to a device for metering a substance to be delivered to a patient, for example by means of an infusion set.
  • an implantable device for the metered delivery of pharmaceutical fluids in the human or animal body wherein the implantable unit a cam-controlled, valveless axial piston pump with a rotatably driven and axially displaceable piston, connected to the suction side of the pump liquid reservoir and a having controllable, connected to the piston rotary drive.
  • a suction opening and a pressure opening is arranged at a lower end of a cylinder, wherein the two openings are diametrically opposed and extend coaxially.
  • US 6,010,485 discloses a power cylinder having a similar construction as in CH 688 224 A5.
  • US 6,749,587 B2 discloses a modular infusion device with a measuring section which can directly control the fluid flow between a reservoir and a cannula.
  • the metering section may include a peristaltic mechanism, a positive displacement pump or other pumping device.
  • a device for administering insulin to a patient wherein in a pumping chamber, a piston is arranged, a cannula is connected to the pumping chamber and a piston rod is connected to the piston.
  • the piston When the piston is withdrawn, the reservoir is connected to the pumping chamber to fill up the pumping chamber and when the piston is moved forwards, by means of a Valve closed the passage from the reservoir to the pumping chamber, so that the substance can be administered via a cannula.
  • a fluid measuring element for an implantable delivery system is known, which is coupled between a pressurized fluid source and an outlet port to provide discrete flow pulses at a predetermined rate.
  • US 2004/0069044 A1 discloses a device for measuring a volume of a drug.
  • the apparatus includes a first chamber containing the liquid drug, a measuring chamber in fluid communication with the first chamber, and a measuring assembly.
  • US 5,207,666 discloses a fluid meter for implantable drug delivery systems that can be placed between a pressurized fluid source and an outlet port to provide discrete flow implants at a predetermined rate.
  • EP 1 633 417 B1 discloses a delivery device with a storage chamber and an infection chamber, which are coupled via a fluid connection and in each of which plungers are arranged.
  • a dosing device for an infusion system has a variable volume dosing unit, such as a cylinder with a piston moving in the cylinder and volume increasing or decreasing volume.
  • the metering device has a supply and a discharge port, which is preferably formed by a single port, such as a single port, eg on the cylinder or on a port part or on a sleeve, and is otherwise preferably closed.
  • the variable volume of the dosing unit can be filled with the substance to be dispensed, for example from a storage container, such as an ampoule, as the volume of the dosing unit increases.
  • the metering device is designed so that the supply and discharge port, so for example the only opening of the metering unit, preferably alternately with a reservoir, such as an ampoule, and a dispensing or administering unit, such as an infusion set, can be connected.
  • a reservoir such as an ampoule
  • a dispensing or administering unit such as an infusion set
  • leakage or inadvertent and uncontrolled passage of a substance from a reservoir to a delivery unit, such as an infusion set, can be prevented because the metering unit is coupled either to the reservoir only or to the delivery device only.
  • the reservoir is thus completely decoupled from the administration unit, so the reservoir is advantageously never connected directly to the output.
  • the supply and discharge port can also be formed by a plurality of openings, which should then always be connected to an external terminal, that the metering unit is either only filled or only emptied through all or part of the openings, ie a simultaneous recording or dispensing one Substance is not possible.
  • the one or more inlet-outlet connections or ports or holes of the dosing unit are coupled so that they can either be coupled to a reservoir and thus act as an inlet to the dosing unit, or with an administering device such as an infusion device , can be coupled, and so act as an outlet for the metering unit.
  • the connections of the dosing unit are preferably closed when no substance is taken up or dispensed. It is also possible to actively close the openings, for example by a displaceable sealing element, in a rest position between a dispensing or receiving a substance.
  • the dosing unit can be displaceable or rotatable in order to be connected to one of two or more external connections for filling the dosing unit and for dispensing and forwarding the substance dispensed by the dosing unit, depending on the displacement position or rotational position.
  • one or more of the external terminals can be slidably or rotatably provided on the dosing unit, so that the displaceable connections are connected, for example, alternately to the supply and discharge opening of the dosing unit.
  • a valve action can be obtained by a kind of switching valve.
  • a motor is provided, with which the dosing unit or the supply and discharge connection of the dosing unit moves and can be rotated or moved, for example, the motor alternatively or additionally also for movement, ie for example
  • the external supply and discharge ports can be used to connect them alternately with the supply and discharge port of the metering unit.
  • the or another motor can be used to increase or decrease the volume, for example, to move the piston.
  • Piston of the cylinder designed so that it can be moved exactly to a predetermined position within the cylinder, so for example exactly to a predefined maximum extension position of the piston, which is still advantageous within the
  • Cylinder is located. Thus, unlike known so-called “single-stroke” methods, only a portion of the variable (cylinder) volume can be used for dosing.
  • connection points or connection lines which lead to the supply or discharge connection of the dosing unit advantageously each have at least one valve, whereby only a single valve can be provided either in the supply or in the delivery line or in the supply and discharge connection.
  • a valve can ensure in one or both of the lines, for example as a check valve, that a substance to be dispensed in a metered manner is conveyed only in one direction, whereby the return flow of the substance in the opposite direction is prevented or prevented.
  • the one or more valves used on or in the feed and discharge lines and / or on or in the metering unit may be check valves, which allow a flow of a substance or a liquid in one direction only or may also be designed as pressure relief valves, which is a passage of a Material or a liquid only after applying a minimum pressure allow.
  • the storage container which contains the metered after passage through the metering substance to be dispensed substance may be pressurized or depressurized.
  • the reservoir may be an ampoule in which a pressurized plug acts on the substance to be dispensed, so that the substance to be dispensed only needs to be dispensed and no further energy for the actual substance delivery from the ampoule or the dosing or transfer into the microdosing required becomes.
  • the pressurization of the plug can be done for example by means of a spring or a pressurized gas.
  • the reservoir may have an elastic region or be formed entirely of an elastic material, such as a bag, which is filled with the substance to be dispensed.
  • a force or a pressure can act on the elastic region or pouch by means of a spring in order to displace and dispense the substance contained in the reservoir, if this is made possible by the dosing device connected downstream of the reservoir.
  • a reservoir or reservoir is designed or constructed such that positive pressure is applied to an exit or discharge opening of the reservoir, such as by pressurized containers or bags, or by an active drive mechanism acting on a displacement element of the reservoir or the reservoir itself acts, can be achieved.
  • the dosing device has at least one sensor for checking the functionality or detecting a malfunction, such as a leak sensor, galvanic or Leitwertsensor, a bubble sensor, a pressure sensor or a force sensor, which can determine, for example, whether a substance or liquid has leaked out of the metering device, whether, for example, bubbles are contained in the substance to be dispensed, or if, for example, there is an occlusion.
  • a leak sensor galvanic or Leitwertsensor
  • a bubble sensor e.g., a bubble sensor
  • a pressure sensor or a force sensor e.g., a pressure sensor or a force sensor
  • This at least one sensor can be equipped with a warning or alarm display or a control of Metering device may be connected to turn off the metering device, for example, if a malfunction is detected or to issue in the case of a detected malfunction of the metering device, for example, an optical or audible alarm signal.
  • a gas or air-permeable material for the metering device and / or a connecting line of the metering device such as a supply line or a discharge line is used.
  • an air-permeable supply hose for example, which connects the metering device to the reservoir and thus precedes the metering, can create the possibility that the gas contained in the substance to be dispensed can be used together with the Substance is passed through this line, can escape, in the ideal case in the dosing unit no more gas inclusions in the substance.
  • a seal such as a gasket, is provided on the metering device to seal the supply and discharge ports of the metering unit when this port is not connected to a supply or discharge line and, for example, to the metering unit from the connection to the supply line is turned to the connection with the discharge line.
  • the metering device is preferably designed so that the maximum volume of the variable volume of the metering unit VOLz y ⁇ , n d e r, max, that is, for example, the volume of a cylinder at a nearly or fully withdrawn piston, smaller than 0.1 times Volume of the reservoir or a reservoir VOLR ese rvoir, in which the entire metered substance to be dispensed is included.
  • the maximum volume of the dosing unit is greater than twice or even, for example, 10 times the volume of a minimum dose to be dispensed VOL o ose , mm.
  • the maximum volume of the dosing unit is equal to the minimum volume of the dose to be dispensed multiplied by the root of the dosing unit Quotient formed from the volume of the reservoir and the minimum volume of the minimum dose to be delivered and thus satisfies the formula:
  • VOL Zyhnder max VOL can min x V (VOL reservoir / VOLDose, min)
  • the metering device is designed so that: 2 ... 10xV ⁇ l D ose, min ⁇ Volzyhnder. max ⁇ 1/10 ... 1/2 Vol R eserv Ol r
  • the ratio of the inner diameter of a cylindrical metering unit to the cylinder length is equal to or about 1: 4.
  • the invention relates to a method for dosing a substance to be dispensed from a reservoir or a reservoir, wherein the substance from the reservoir or reservoir via or through a single port or an opening in a variable-dose unit and in the case of As the volume increases, the connection or opening is connected to a discharge line after the metering or filling of the volume to be filled up, and the volume containing the substance is then reduced again in order to dispense the substance through the connection or opening ,
  • the dosing unit is advantageously displaced or rotated with the substance to be dispensed, in order to decouple the opening of the dosing unit from the supply line and to connect it to the dispensing line.
  • a metering device regardless of the formation and size of a reservoir or a reservoir, a precise dosage of the substance to be dispensed, wherein the metering unit in the case of using a single supply and discharge opening has a relatively small leakage or sealing risk.
  • FIGS. 1A, B, C show a basic functional sequence during dosing with the dosing device
  • Figure 2 shows an embodiment of the metering device
  • FIG. 3 shows a cyclic process in an embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a cyclic process in a further embodiment of the invention.
  • FIG. 1A shows a metering device 1 with a cylinder 2, which has a single opening 2a on one end or bottom side.
  • the opening 2a is connected to a feed line 4, which is connected to a not shown, for example, pressurized reservoir containing a metered substance to be dispensed, such as insulin.
  • a movable piston 3 is arranged in the cylinder 2, which is arranged.
  • FIG. 1B shows the metering device 1 according to FIG. 1A after the dosing unit 2, 3 has been retracted by retracting the piston 3 inside the cylinder 2, whereby a metered substance to be dispensed is introduced into the variable volume 6 of the cylinder 2 through the supply line 4.
  • the cylinder 2 has already been rotated a part about its longitudinal axis after the completion of the filling, as indicated by the arrow, so that the opening 2a of the cylinder 2 is no longer connected to the supply line 4 or in fluid communication with this stands.
  • the opening 2a has been moved or rotated in the state shown in Figure IB in the direction of the discharge line 5, wherein in the intermediate state shown in Figure 1 B, the opening 2a is closed by means of a voltage applied to the cylinder 2 seal 7.
  • the cylinder 2 If the cylinder 2 is rotated so far until the opening 2a abuts the discharge line 5, as shown in Figure IC, by pushing the piston 3 into the cylinder 2, the metered substance contained in the volume 6 through the opening 2a to the discharge 5, which is connected to an infusion set or a needle, not shown. After partial or complete delivery of the substance contained in the variable volume 6 of the cylinder 2, the cylinder 2 can be rotated, for example, with the piston 3 fully inserted into the cylinder 2 so that the opening 2a rests against the supply line 4 again, as in FIG indicated by the state (4), so that the cycle shown in Figure 1 can be run through again.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the metering device according to the invention with a rotatable cylinder 2 made of plastic or of eg elastic material, which is arranged between two lines 4, 5, eg of elastic material and, for example, also within one Sealing sleeve is arranged with eg two openings.
  • the variable volume 6 can be filled within the cylinder 2 by the retraction of the piston 3 with a metered substance to be dispensed, if provided on a side surface or the cylinder jacket opening 2a in connection with the supply line 4th is.
  • the opening 2a may be a simple hole in the plastic cylinder 2, which closes by the elastic property of the material of the cylinder 2 and which allows passage of a substance only when a pressure or suction acts on the substance, such as by the withdrawal or insertion of the piston 3 in the cylinder. 2
  • the dosing unit with the preferably in intermediate steps or gradually variable volume of the only supply and discharge connection is provided asymmetrically.
  • these connections may be asymmetric.
  • the connector (s) may also each be referred to as a simple opening in the dosing unit, such as a dosing unit. be provided a cylinder.
  • the term "asymmetrical connection" or “asymmetric opening” is intended to mean such an opening in the dosing unit or e.g. a cylinder which changes its position during a movement, displacement or rotation of the dosing unit about an axis of symmetry.
  • An asymmetrical opening may e.g.
  • the asymmetric opening may be e.g. be provided temporally at the metering unit or in the cylinder jacket.
  • the cylinder 2 After the metering of the cylinder 2, in which a substance passes through the supply line 4 through the lateral opening 2a in the cylinder 2, the cylinder 2 is rotated so in the embodiment by 180 degrees about its longitudinal axis, that the only opening 2a of the cylinder. 2 in connection in the derivative 5 stands. In this state, the piston 3 can be pushed back into the cylinder 2 to thereby displace the substance contained in the cylinder 2 and to discharge through the open self-closing opening 2a of the cylinder 2 to the drain 5, which is connected to an infusion set, not shown is. Subsequently, the cylinder 2 can be turned back again or further rotated until the lateral opening 2a of the cylinder 2 is again in fluid communication with the supply line 4, to receive again a dosed substance to be dispensed by the supply line 4.
  • FIG. 3 shows a cyclic process which illustrates a functional sequence during dosing with an embodiment of the dosing device according to the invention.
  • an initial state designated A in which the cylinder 2 is empty and the piston 3 is almost completely or completely retracted into the cylinder 2 in the direction of the opening 2a on the cylinder front side
  • the cylinder 2 through the supply line 4, which is permeable to air is formed, gradually filled, as shown in Figure 3B, wherein the piston 3 is moved in the direction shown by the arrow within the cylinder 2 so that the variable volume 6 increases, whereby in the cylinder 2, a negative pressure can be generated, whereby the substance to be supplied from a reservoir (not shown) is sucked through the supply line 4 or introduced into the cylinder 2.
  • the cylinder 2 or the opening 2a is positioned or rotated so that it lies as possible before the opening of the supply line 4, so that a fluid connection is created from the supply line 4 to the variable volume 6 through the opening 2a.
  • sealing elements 7 At the front or the connection or contact side of the supply line 4 and the discharge line 5 with the cylinder 2 are in the embodiment shown sealing elements 7 and
  • the seals 7 and 8 may e.g. consist of disc-shaped or annular elements, as shown in Figure 31, which are formed for example by an elastic material, wherein the cylinder 2 or an end face of the
  • Cylinder 2 preferably can easily slide over the sealing elements 7 and 8.
  • the cylinder 2 is in the completely filled state when the piston 3 has been pulled out to a maximum position, this maximum volume of the metering unit being designated VOLzyiin de r, max.
  • the cylinder 2 is rotated about its longitudinal axis, as shown in Figure 3 D, to switch from the filling process of the cylinder 2 to the dispensing operation.
  • the rotation of the cylinder 2 is carried out until the opening 2a on the discharge line 5, as shown in Figure 3 E, so that a fluid connection between the variable volume 6 of the cylinder 2 and the discharge line 5 is made through the opening 2a.
  • the dosing unit can be switched over again in order to replenish the variable volume 6 after the dispensing operation has been completed.
  • To switch the dosing of the cylinder 2 is again rotated so that the opening 2a is again in front of the supply line 4, as shown in Figure 3 A.
  • the reciprocating or moving of the cylinder 2 as shown in Figures 3D and 3H can be accomplished both by rotation in the same direction, e.g. relative to the longitudinal axis of the cylinder always in a clockwise or always counterclockwise, done.
  • the cylinder 2 it is also possible for the cylinder 2 to switch from a refilling operation to the dispensing operation, as shown in Fig. 3D, in a first direction, e.g. to the left, and to switch from the dispensing operation to the refilling operation, as shown in Fig. 3H, in the opposite direction, e.g. to the right, is turned.
  • This is particularly advantageous when a reciprocating motion of the plug 3 is to be realized with a single motor, wherein the motor is also used for reciprocating or rotating the cylinder 2.
  • FIG. 31 shows a perspective view of a sealing element 7, 8 with the passage opening 7a or 8a arranged therein, to which the supply line 4 in the states according to FIGS. 3A to 3C or the discharge line 5 in the states according to FIGS. 3E to 3G adjoin.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, wherein the functional sequence is similar to that in FIG. 3 and a cylinder 2 has openings 2a and 2b at its end face serving for filling and dispensing, which openings refer to a center point of FIG End face of the cylinder 2 can be arranged opposite to each other.
  • a sealing element 7 is arranged, in which a through opening 7a is provided; see Fig. 41.
  • the sealing element 7 is relative to the cylinder 2 and the supply line 4, and the discharge line 5, rotatable or movable.
  • the cylinder 2, the supply line 4 and the discharge line 5 are in a defined or fixed positional relationship.
  • the opening 7a of the sealing element 7 is in a position in which fluid communication between the supply line 4 and the variable volume 6 can be established.
  • the sealing member 7 is rotated about its center axis M as shown in Fig. 4D until the opening 7a of the sealing member 7 is arranged to close the supply opening 2a of the cylinder 2 and the discharge opening 2b of the cylinder is fluidically coupled to the dispensing line 5 to perform the dispensing operation shown in Figs. 4E, 4F and 4G.
  • FIG. 41 shows a perspective view of the sealing element 7 with a passage or passage piece 7a offset from the center point or pivot point M of the sealing element 7 in the radial direction.

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Description

Dosiervorrichtung für ein Infusionssystem
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dosier- und Fördervorrichtung und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Dosieren einer zum Beispiel mittels eines Infusions- Sets an einen Patienten abzugebende Substanz.
Aus der CH 688 224 A5 ist eine implantierbare Vorrichtung für die dosierte Abgabe pharmazeutischer Flüssigkeiten im menschlichen oder tierischen Körper bekannt, wobei die implantierbare Einheit eine kurvengesteuerte, ventillose Axialkolbenpumpe mit einem drehantreibbaren und axial verschiebbaren Kolben, ein mit der Saugseite der Pumpe verbundenes Flüssigkeitsreservoir und einen steuerbaren, mit dem Kolben verbundenen Drehantrieb aufweist. Dabei ist an einem unteren Ende eines Zylinders je eine Saugöffnung und ein Drucköffnung angeordnet, wobei die beiden Öffnungen sich diametral gegenüberliegen und gleichachsig verlaufen.
Die US 6,010,485 offenbart einen Arbeitszylinder mit einem ähnlichen Aufbau wie in der CH 688 224 A5.
Die US 6,749,587 B2 offenbart ein modulares Infusionsgerät mit einem Messabschnitt, welcher direkt den Fluidfluss zwischen einem Reservoir und einer Kanüle steuern kann. Wenn das Reservoir bei Umgebungsdruck gehalten wird, kann der Messabschnitt einen Peristaltik-Mechanismus, eine Verdrängerpumpe oder eine andere Pumpvorrichtung aufweisen.
Aus der US 4,643,723 ist eine Vorrichtung zur Verabreichung von Insulin an einen Patienten bekannt, wobei in einer Pumpkammer ein Kolben angeordnet ist, eine Kanüle mit der Pumpkammer verbunden ist und ein Kolbenstab mit dem Kolben verbunden ist. Wenn der Kolben zurückgezogen wird, wird das Reservoir mit der Pumpkammer verbunden, um die Pumpkammer aufzufüllen und wenn der Kolben nach vorne bewegt wird, wird mittels eines Ventils der Durchgang vom Reservoir zur Pumpkammer geschlossen, so dass die Substanz über eine Kanüle verabreicht werden kann.
Aus der WO 93/04714 und der korrespondierenden EP 0 600 948 Bl ist ein Fluidmesselement für ein implantierbares Verabreichungssystem bekannt, welches zwischen einer unter Druck gesetzten Fluidquelle und einer Auslassöffnung gekoppelt ist, um diskrete Flussimpulse mit einer vorgegebenen Rate zur Verfügung zu stellen.
Die US 2004/0069044 Al offenbart eine Vorrichtung zum Messen eines Volumens eines Arzneimittels. Die Vorrichtung weist eine erste Kammer, welche das flüssige Arzneimittel enthält, eine Messkammer, die in Fluidverbindung mit der ersten Kammer ist und eine Messanordnung auf.
Die US 5,207,666 offenbart ein Fluidmessgerät für implantierbare Arzneiverabreichungssysteme, welches zwischen einer unter Druck gesetzten Fluidquelle und einer Auslassöffnung angeordnet werden kann, um diskrete Flussimpluse mit einer vorgegebenen Rate zur Verfügung zu stellen.
Aus der US 2005/0159708 Al ist eine Infusionspumpe zur dosierten Verabreichung einer Flüssigkeit bekannt, wobei ein Kolben permanent mittels einer Feder mit Druck beaufschlagt wird und auf einen Medikamentenbehälter einwirkt, der durch eine Abgabeöffnung die Substanz in Richtung auf ein Steuerventil zum Dosieren abgibt.
Die EP 1 633 417 Bl offenbart ein Abgabegerät mit einer Aufbewahrungskammer und einer Infektionskammer, die über eine Fluidverbindung gekoppelt sind und in welchen jeweils Tauchkolben angeordnet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dosiervorrichtung für ein Infusionssystem vorzuschlagen, welche ein einfaches und genaues Dosieren einer abzugebenden Substanz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Dosiervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Eine Dosiervorrichtung für ein Infusionssystem weist eine Dosiereinheit mit einem veränderbaren Volumen, wie zum Beispiel einen Zylinder mit einem sich in dem Zylinder bewegenden und das Volumen vergrößernden oder verkleinernden Kolben auf. Die Dosiervorrichtung hat einen Zufuhr- und einen Abgabeanschluss, welcher vorzugsweise durch einen einzigen Anschluss, wie zum Beispiel eine einzige Öffnung, z.B. am Zylinder oder an einem Anschlussteil oder an einer Hülse, gebildet wird und ist ansonsten vorzugsweise geschlossen. Durch die Zufuhr- und Abgabeöffnung kann das veränderbare Volumen der Dosiereinheit mit der abzugebenden Substanz zum Beispiel aus einem Vorratsbehälter, wie zum Beispiel einer Ampulle, gefüllt werden, wenn sich das Volumen der Dosiereinheit vergrößert. Wird das veränderbare Volumen der gefüllten Dosiereinheit wieder verkleinert, kann durch die Abgabeöffnung die dosiert abzugebende Substanz wieder ausgegeben werden. Bevorzugt ist die Dosiervorrichtung so ausgebildet, dass der Zufuhr- und Abgabeanschluss, also zum Beispiel die einzige Öffnung der Dosiereinheit, bevorzugt alternierend mit einem Vorratsbehälter, wie zum Beispiel einer Ampulle, und einer Abgabe- oder Verabreichungseinheit, wie zum Beispiel einem Infusions-Set, verbunden werden kann.
Erfindungsgemäß kann somit ein Leck oder ein unbeabsichtigt und unkontrolliertes Durchtreten einer Substanz aus einem Reservoir zu einer Abgabeeinheit, wie einem Infusions- Set, verhindert werden, da die Dosiereinheit entweder nur mit dem Reservoir oder nur mit der Verabreichungsvorrichtung gekoppelt ist. Das Reservoir ist somit von der Verabreichungseinheit vollständig entkoppelt, also das Reservoir ist vorteilhaft nie direkt mit dem Ausgang verbunden.
Der Zufuhr- und Abgabenanschluss kann auch durch mehrere Öffnungen gebildet werden, welche dann immer so mit einem externen Anschluss verbunden sein sollten, dass die Dosiereinheit durch alle oder einen Teil der Öffnungen entweder nur befüllt oder nur entleert wird, also ein gleichzeitiges Aufnehmen oder Abgeben einer Substanz nicht möglich ist. Das oder die gleichzeitig als Einlass und Auslass wirkenden Verbindungen oder Zugänge oder Löcher der Dosiereinheit ist beziehungsweise sind so koppelbar, dass sie entweder mit einem Reservoir gekoppelt werden können und somit als Einlass für die Dosiereinheit wirken, oder mit einer Verabreichungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Infusionsgerät, gekoppelt werden können, und so als Auslass für die Dosiereinheit wirken. Vorzugsweise sind die Anschlüsse der Dosiereinheit verschlossen, wenn keine Substanz aufgenommen oder abgegeben wird. Es ist auch möglich in einer Ruheposition zwischen einer Abgabe oder Aufnahme einer Substanz die Öffnungen aktiv z.B. durch ein verschiebbares Dichtelement zu verschließen.
Beispielsweise kann die Dosiereinheit verschiebbar oder drehbar sein, um je nach Verschiebeposition oder Drehstellung mit einem von zwei oder mehr externen Anschlüssen zur Befüllung der Dosiereinheit und zur Abgabe und Weiterleitung der von der Dosiereinheit abgegebenen Substanz verbunden zu werden. Ebenso können auch einer oder mehrere der externen Anschlüsse verschiebbar oder drehbar an der Dosiereinheit vorgesehen sein, so dass die verschiebbaren Anschlüsse zum Beispiel abwechselnd mit der Zufuhr- und Abgabeöffnung der Dosiereinheit verbunden werden. Somit kann eine Ventilwirkung durch eine Art Umschaltventil erhalten werden.
Vorteilhaft ist ein Motor vorgesehen, mit welcher die Dosiereinheit oder der Zufuhr- und Abgabeanschluss der Dosiereinheit bewegt und zum Beispiel gedreht oder verschoben werden kann, wobei der Motor alternativ oder ergänzend auch zur Bewegung, also zum Beispiel zur
Verschiebung oder Drehung, der externen Zufuhr- und Abgabeanschlüsse verwendet werden kann, um diese abwechselnd mit der Zufuhr- und Abgabeöffnung der Dosiereinheit zu verbinden. Ebenso kann der oder ein anderer Motor zur Vergrößerung oder Verkleinerung des Volumens zum Beispiel zur Bewegung des Kolbens verwendet werden. Vorzugsweise ist der
Kolben des Zylinders so ausgebildet, dass er genau zu einer vorgegebenen Position innerhalb des Zylinders bewegt werden kann, also zum Beispiel exakt zu einer vordefinierten maximalen Auszugsstellung des Kolbens, welche sich vorteilhaft noch innerhalb des
Zylinders befindet. Somit kann anders als bei bekannten so genannten „single stroke" Verfahren auch nur ein Teil des veränderbaren (Zylinder-)Volumens zur Dosierung verwendet werden.
Die Verbindungsstellen oder Verbindungsleitungen, welche zu dem Zufuhr- oder Abgabeanschluss der Dosiereinheit führen, weisen vorteilhaft jeweils mindestens ein Ventil auf, wobei auch nur ein einziges Ventil entweder in der Zufuhr- oder in der Abgabeleitung oder in dem Zufuhr- und Abgabeanschluss vorgesehen sein kann. Ein solches Ventil kann in einer oder beiden der Leitungen zum Beispiel als Rückschlagventil sicherstellen, dass eine dosiert abzugebende Substanz nur in eine Richtung gefördert wird, wobei der Rückfluss der Substanz in die Gegenrichtung unterbunden oder verhindert wird. Das oder die verwendeten Ventile am oder in den Zu- und Ableitungen und/oder an oder in der Dosiereinheit können Rückschlagventile sein, welche einen Fluss einer Substanz oder einer Flüssigkeit nur in eine Richtung ermöglichen oder können auch als Überdruckventile ausgebildet sein, welche einen Durchgang eines Materials oder einer Flüssigkeit erst nach Anliegen eines Mindestdruckes ermöglichen.
Der Vorratsbehälter, welcher die nach Durchlauf durch die Dosiervorrichtung dosiert abzugebende Substanz enthält, kann druckbeaufschlagt oder drucklos sein. Beispielsweise kann der Vorratsbehälter eine Ampulle sein, in welcher ein druckbeaufschlagter Stopfen auf die abzugebende Substanz einwirkt, so dass die abzugebende Substanz nur noch dosiert werden muss und keine weitere Energie für die eigentliche Substanzabgabe aus der Ampulle bzw. das Aufdosieren oder Umfüllen in den Mikrodosierzylinder benötigt wird. Die Druckbeaufschlagung des Stopfens kann beispielsweise mittels einer Feder oder eines unter Überdruck stehenden Gases erfolgen. Ebenso kann der Vorratsbehälter einen elastischen Bereich aufweisen oder vollständig aus einem elastischen Material gebildet sein, wie zum Beispiel ein Beutel, welcher mit der abzugebenden Substanz gefüllt ist. Auf den elastischen Bereich oder Beutel kann zum Beispiel mittels einer Feder eine Kraft oder ein Druck einwirken, um die in dem Vorratsbehälter enthaltene Substanz zu verdrängen und abzugeben, wenn dies durch die dem Vorratsbehälter nachgeschaltete Dosiervorrichtung ermöglicht wird.
Vorzugsweise ist ein Vorratsbehälter oder Reservoir so ausgelegt oder konstruiert, dass bei einem Ausgang oder einer Abgabeöffnung des Reservoirs ein positiver Druck anliegt, was zum Beispiel durch mit Kraft oder Druck beaufschlagte Behälter oder Beutel, oder durch einen aktiven Antriebsmechanismus, welcher auf ein Verdrängungselement des Reservoirs oder das Reservoir selbst einwirkt, erreicht werden kann.
Vorzugsweise weist die Dosiervorrichtung mindestens einen Sensor zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit oder zur Feststellung einer Fehlfunktion auf, wie zum Beispiel einen Leck-Sensor, galvanischen oder Leitwertsensor, einen Blasen-Sensor, einen Druck-Sensor oder einen Kraftsensor, welche zum Beispiel feststellen können, ob eine Substanz oder Flüssigkeit aus der Dosiervorrichtung ausgetreten ist, ob zum Beispiel Blasen in der abzugebenden Substanz enthalten sind, oder ob zum Beispiel eine Okklusion vorliegt. Dieser mindestens eine Sensor kann mit einer Warn- oder Alarmanzeige oder einer Steuerung der Dosiervorrichtung verbunden sein, um die Dosiervorrichtung zum Beispiel abzuschalten, wenn eine Fehlfunktion festgestellt wird oder um im Falle einer festgestellten Störung der Dosiervorrichtung ein zum Beispiel optisches oder akustisches Alarmsignal auszugeben.
Vorteilhaft wird ein gas- oder luftdurchlässiges Material für die Dosiervorrichtung und/oder eine Verbindungsleitung der Dosiervorrichtung, wie zum Beispiel eine Zufuhrleitung oder eine Abgabeleitung, verwendet. Ist in der abzugebenden Substanz Luft oder ein Gas vorhanden, so kann ein zum Beispiel luftdurchlässiger Zuführschlauch, welcher die Dosiervorrichtung mit dem Vorratsbehälter verbindet und somit der Dosierung vorgeschaltet ist, die Möglichkeit schaffen, dass das in der abzugebenden Substanz enthaltene Gas, welches zusammen mit der Substanz durch diese Leitung geführt wird, entweichen kann, um im Idealfall in der Dosiereinheit keine Gaseinschlüsse mehr in der Substanz zu haben.
Vorzugsweise ist an der Dosiervorrichtung eine Dichtung, wie zum Beispiel eine Dichtungsmanschette, vorgesehen, um den Zufuhr- und Abgabeanschluss der Dosiereinheit abzudichten, wenn dieser Anschluss nicht mit einer Zufuhr- oder Abgabeleitung verbunden ist und zum Beispiel mit der Dosiereinheit von der Verbindung mit der Zufuhrleitung zu der Verbindung mit der Abgabeleitung gedreht wird.
Die Dosiervorrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, dass das Maximalvolumen des veränderbaren Volumens der Dosiereinheit VOLzyι,nder, max, also zum Beispiel das Volumen eines Zylinders bei einem fast oder vollständig herausgezogenen Kolben, kleiner ist als das 0,1 -fache Volumen des Vorratsbehälters oder eines Reservoirs VOLReservoir, in welchem die gesamte dosiert abzugebende Substanz enthalten ist. Bevorzugt ist das maximale Volumen der Dosiereinheit größer als das 2-fache oder auch z.B. 10-fache des Volumens einer minimal abzugebenden Dosis VOLoose, mm- Vorzugsweise ist das maximale Volumen der Dosiereinheit gleich dem minimalen Volumen der abzugebenden Dosis multipliziert mit der Wurzel aus dem Quotienten gebildet aus dem Volumen des Reservoirs und dem minimalen Volumen der minimal abzugebenden Dosis und genügt somit der Formel:
VOLZyhnder max = VOLDose min x V(VOLReservoir/VOLDose, min)
Bevorzugt ist die Dosiervorrichtung so ausgelegt dass: 2... 10xVθlDose,min < Volzyhnder. max < 1/10... 1/2 VolReservOlr
Vorteilhaft ist das Verhältnis des Innendurchmessers einer zylinderförmigen Dosiereinheit zu der Zylinderlänge gleich oder etwa 1 :4.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Dosierung einer aus einem Vorratsbehälter oder einem Reservoir abzugebenden Substanz, wobei die Substanz aus dem Vorratsbehälter oder Reservoir über oder durch einen einzigen Anschluss oder eine Öffnung in eine Dosiereinheit mit einem veränderbaren und im Falle der Aufdosierung sich vergrößernden Volumen gebracht wird, der Anschluss oder die Öffnung nach dem Aufdosieren oder Auffüllen des zur Auffüllung sich vergrößernden Volumens mit einer Abgabeleitung verbunden wird und anschließend das die Substanz enthaltende Volumen wieder verkleinert wird, um durch den Anschluss oder diese Öffnung die Substanz dosiert abzugeben.
Vorteilhaft wird die Dosiereinheit nach dem Befüllen des veränderbaren Volumens mit der abzugebenden Substanz verschoben oder gedreht, um die Öffnung der Dosiereinheit von der Zufuhrleitung zu entkoppeln und mit der Abgabeleitung zu verbinden.
Erfindungsgemäß kann somit durch eine Dosiervorrichtung unabhängig von der Ausbildung und Größe eines Reservoirs oder eines Vorratsbehälters eine genaue Dosierung der abzugebenden Substanz vorgenommen werden, wobei die Dosiereinheit im Falle der Verwendung einer einzigen Zufuhr- und Abgabeöffnung ein relativ kleines Leck- oder Dichtungsrisiko aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei die beiliegenden Figuren zeigen:
Figuren IA, B, C einen prinzipiellen Funktionsablauf beim Dosieren mit der Dosiervorrichtung;
Figur2 eine Ausführungsform der Dosiervorrichtung;
Figur 3 einen Kreisprozess bei einer Ausführungsform der Erfindung; und Figur 4 einen Kreisprozess bei einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung.
Figur IA zeigt eine Dosiervorrichtung 1 mit einem Zylinder 2, welcher an einer Stirn- oder Unterseite eine einzige Öffnung 2a aufweist. In der in Figur IA gezeigten Ausgangslage vor der Befüllung des Zylinders 2 ist die Öffnung 2a mit einer Zuleitung 4 verbunden, welche mit einem nicht gezeigten zum Beispiel unter Druck stehenden Reservoir verbunden ist, das eine dosiert abzugebende Substanz, wie zum Beispiel Insulin, enthält. In dem Zylinder 2 ist ein beweglicher Kolben 3 angeordnet.
Figur IB zeigt die Dosiervorrichtung 1 gemäß Figur IA nach dem Aufdosieren der Dosiereinheit 2, 3 durch ein Zurückziehen des Kolbens 3 innerhalb des Zylinders 2, wodurch durch die Zuleitung 4 eine dosiert abzugebende Substanz in das veränderbare Volumen 6 des Zylinders 2 eingebracht wurde. In Figur IB ist der Zylinder 2 nach dem Abschluss des Befüllvorganges bereits ein Stück um seine Längsachse gedreht worden, wie durch den Pfeil angedeutet, so dass die Öffnung 2a des Zylinders 2 nicht mehr mit der Zuleitung 4 verbunden ist oder in Fluid-Kommunikation mit dieser steht. Die Öffnung 2a ist in dem in Figur IB gezeigten Zustand in Richtung auf die Ableitung 5 verschoben oder gedreht worden, wobei in dem in Figur 1 B gezeigten Zwischenzustand die Öffnung 2a mittels einer an dem Zylinder 2 anliegenden Dichtung 7 verschlossen wird.
Wird der Zylinder 2 so weit gedreht, bis die Öffnung 2a an der Ableitung 5 anliegt, wie in Figur IC gezeigt, kann durch ein Einschieben des Kolbens 3 in den Zylinder 2 die in dem Volumen 6 enthaltene aufdosierte Substanz durch die Öffnung 2a an die Ableitung 5 abgegeben werden, welche mit einem nicht gezeigten Infusions-Set oder einer Nadel verbunden ist. Nach teilweiser oder vollständiger Abgabe der in dem variablen Volumen 6 des Zylinders 2 enthaltenen Substanz kann der Zylinder 2 zum Beispiel mit vollständig in den Zylinder 2 eingeschobenem Kolben 3 so gedreht werden, dass die Öffnung 2a wieder an der Zuleitung 4 anliegt, wie in Figur 1 durch den Zustand (4) angedeutet, so dass der in Figur 1 gezeigte Zyklus erneut durchlaufen werden kann.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einem aus Kunststoff oder einem z.B. elastischen Material gefertigten drehbaren Zylinder 2, welcher zwischen zwei Leitungen 4, 5 z.B. aus elastischem Material und z.B. auch innerhalb einer Dichthülse mit z.B. zwei Öffnungen angeordnet ist. Durch die in Figur 2 links gezeigte Zuleitung 4 kann das variable Volumen 6 innerhalb des Zylinders 2 durch das Zurückziehen des Kolbens 3 mit einer dosiert abzugebenden Substanz aufgefüllt werden, wenn die an einer seitlichen Oberfläche oder dem Zylindermantel vorgesehene Öffnung 2a in Verbindung mit der Zuleitung 4 ist. Die Öffnung 2a kann ein einfaches Loch in dem Kunststoff-Zylinder 2 sein, welches sich durch die elastische Eigenschaft des Materials des Zylinders 2 verschließt und welches ein hindurchtreten einer Substanz nur ermöglicht, wenn ein Druck oder Sog auf die Substanz einwirkt, wie zum Beispiel durch das Herausziehen oder Einschieben des Kolbens 3 in den Zylinder 2.
Vorzugsweise ist in der Dosiereinheit mit dem bevorzugt in Zwischenschritten oder stufenweise veränderbaren Volumen der einzige Zufuhr- und Abgabeanschluss asymmetrisch vorgesehen. Ebenso können auch die bei zwei oder mehr vorgesehenen z.B. alternierend schließbaren oder offenbaren Anschlüssen diese Anschlüsse asymmetrisch angebracht sein. Der oder die Anschlüsse können jeweils auch als einfache Öffnung in der Dosiereinheit, wie z.B. einem Zylinder vorgesehen sein. Dabei soll unter dem Begriff „asymmetrischer Anschluss" oder „asymmetrische Öffnung" eine solche Öffnung in der Dosiereinheit oder z.B. einem Zylinder verstanden werden, welche bei einer Bewegung, Verschiebung oder Drehung der Dosiereinheit um eine Symmetrieachse ihre Position verändert. Eine asymmetrische Öffnung kann z.B. an der Stirnseite eines Zylinders vorgesehen sein, sofern sie nicht in der Mitte der Stirnseite liegt, sondern von der Mitte der Stirnseite versetzt ist. Ebenso kann die asymmetrische Öffnung z.B. zeitlich an der Dosiereinheit oder im Zylindermantel vorgesehen sein.
Nach dem Aufdosieren des Zylinders 2, bei welchem eine Substanz über die Zuleitung 4 durch die seitliche Öffnung 2a in den Zylinder 2 gelangt, wird der Zylinder 2 so gedreht, im Ausführungsbeispiel um 180 Grad um seine Längsachse, dass die einzige Öffnung 2a des Zylinders 2 in Verbindung in der Ableitung 5 steht. In diesem Zustand kann der Kolben 3 wieder in den Zylinder 2 eingeschoben werden, um dadurch die in dem Zylinder 2 enthaltene Substanz zu verdrängen und durch die geöffnete selbst schließende Öffnung 2a des Zylinders 2 an die Ableitung 5 abzugeben, welche mit einem nicht gezeigten Infusionsset verbunden ist. Anschließend kann der Zylinder 2 wieder zurückgedreht oder weitergedreht werden, bis die seitliche Öffnung 2a des Zylinders 2 wieder in Fluid- Verbindung mit der Zuleitung 4 steht, um erneut eine dosiert abzugebende Substanz durch die Zuleitung 4 aufzunehmen.
Figur 3 zeigt einen Kreisprozess, welcher einen Funktionsablauf beim Dosieren mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung veranschaulicht. Ausgehend von einem mit A bezeichneten Anfangszustand, in welchem der Zylinder 2 leer ist und der Kolben 3 fast vollständig oder vollständig in den Zylinder 2 in Richtung auf die Öffnung 2a an der Zylinderstirnseite eingefahren ist, wird der Zylinder 2 durch die Zuleitung 4, welche luftdurchlässig ausgebildet ist, allmählich gefüllt, wie in Figur 3B gezeigt, wobei der Kolben 3 in der durch den Pfeil gezeigten Richtung innerhalb des Zylinders 2 so bewegt wird, dass sich das veränderbare Volumen 6 vergrößert, wodurch in dem Zylinder 2 ein Unterdruck erzeugt werden kann, wodurch die von einem Reservoir (nicht gezeigt) zuzuführende Substanz durch die Zuleitung 4 angesaugt oder in den Zylinder 2 eingebracht wird. Dabei ist der Zylinder 2 oder die Öffnung 2a so positioniert oder gedreht, dass diese möglichst vor der Öffnung der Zuleitung 4 liegt, so dass eine Fluidverbindung von der Zuleitung 4 zu dem veränderbaren Volumen 6 durch die Öffnung 2a geschaffen wird.
An der Vorderseite bzw. der Verbindungs- oder Kontaktseite der Zuleitung 4 und der Ableitung 5 mit dem Zylinder 2 sind in der gezeigten Ausführungsform Dichtelemente 7 und
8 vorgesehen, welche um die Öffnungen der Zuleitung 4 und der Ableitung 5 herum angeordnet sind und ein Austreten der in diesen Leitungen 4, 5 geführten Substanz oder
Flüssigkeit verhindern sollen. Die Dichtungen 7 und 8 können z.B. aus scheibenförmigen oder ringförmigen Elementen bestehen, wie in Figur 31 gezeigt, welche zum Beispiel durch ein elastisches Material gebildet werden, wobei der Zylinder 2 oder eine Stirnseite des
Zylinders 2 vorzugsweise leicht über die Dichtelemente 7 und 8 gleiten können.
Wie aus Figur 3 C ersichtlich ist, befindet sich der Zylinder 2 im vollständig gefüllten Zustand, wenn der Kolben 3 bis zu einer Maximalposition herausgezogen wurde, wobei dieses Maximalvolumen der Dosiereinheit mit VOLzyiinder, max bezeichnet wird.
Anschließend wird der Zylinder 2 um seine Längsachse gedreht, wie in Figur 3 D gezeigt, um von dem Auffüllvorgang des Zylinders 2 zu dem Abgabevorgang umzuschalten. Dabei wird die Drehung des Zylinders 2 so lange durchgeführt, bis die Öffnung 2a an der Abgabeleitung 5 liegt, wie in Figur 3 E gezeigt, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem veränderbaren Volumen 6 des Zylinders 2 und der Abgabeleitung 5 durch die Öffnung 2a hergestellt wird.
Wird nun der Kolben 3 wieder in den Zylinder 2 eingefahren, wie in Figur 3F gezeigt, so wird die in dem veränderbaren Volumen 6 enthaltene Substanz durch die Öffnung 2a und die Ableitung 5 z.B. an ein Infusionsset abgegeben. Dies kann solange durchgeführt werden, bis der Zylinder 2 vollständig oder fast vollständig entleert ist, wie in Figur 3 G gezeigt. Dabei ist der Kolben 3 möglichst bis zu einem vorderen oder Abgabeende des Zylinders 2 in diesen eingefahren.
Anschließend kann, wie in Figur 3H gezeigt, die Dosiereinheit wieder umgeschaltet werden, um nach erfolgtem Abgabevorgang das veränderbare Volumen 6 wieder aufzufüllen. Zur Umschaltung der Dosiervorrichtung wird der Zylinder 2 wieder so gedreht, dass die Öffnung 2a wieder vor der Zuleitung 4 liegt, wie in Figur 3 A gezeigt.
Das Hin- und Herdrehen oder Bewegen des Zylinders 2, wie in den Figuren 3D und 3H gezeigt, kann sowohl durch eine Drehung in die gleiche Richtung, also z.B. bezogen auf die Längsachse des Zylinders immer im Uhrzeigersinn oder immer gegen den Uhrzeigersinn, erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, dass der Zylinder 2 zum Umschalten von einem Auffüllvorgang in den Abgabevorgang, wie in Figur 3 D gezeigt, in eine erste Richtung, wie z.B. nach links, gedreht wird, und zum Umschalten von dem Abgabevorgang zum Auffüllvorgang, wie in Figur 3H gezeigt, in die entgegengesetzte Richtung, z.B. nach rechts, gedreht wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit einem einzigen Motor eine Hin- und Herbewegung des Stopfens 3 realisiert werden soll, wobei der Motor auch noch zur Hin- und Herbewegung oder Drehung des Zylinders 2 verwendet wird.
Figur 31 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Dichtelement 7, 8 mit der darin angeordneten Durchtrittsöffnung 7a bzw. 8a, an welche sich die Zuleitung 4 in den Zuständen gemäß Figuren 3A bis 3C bzw. die Ableitung 5 in den Zuständen gemäß Figuren 3E bis 3G anschließt.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Funktionsablauf ähnlich wie in Figur 3 ist und ein Zylinder 2 an seiner zum Befüllen und Abgeben dienenden Stirnseite Öffnungen 2a und 2b aufweist, welche z.B. bezogen auf einen Mittelpunkt der Stirnfläche des Zylinders 2 einander gegenüberliegend angeordnet sein können. Vor den Öffnungen 2a und 2b des Zylinders 2 ist ein Dichtelement 7 angeordnet, in welchem eine durchgehende Öffnung 7a vorgesehen ist; siehe Fig. 41. Das Dichtelement 7 ist relativ zu dem Zylinder 2 und der Zuführleitung 4, sowie der Abführleitung 5, drehbar oder beweglich. Vorzugsweise befinden sich der Zylinder 2, die Zuführleitung 4 und die Abführleitung 5 in einem definierten oder festen Lageverhältnis. Durch die Drehung des Dichtelementes 7 mit der darin angeordneten Öffnung 7a können die Öffnungen 2a und 2b des Zylinders 2 entweder beide verschlossen werden, wie in den Umschaltvorgängen in den Figuren 4D und 4H gezeigt, oder alternierend geöffnet werden.
Während des Auffüllvorganges, wie in dem Ablauf der Figuren 4A, 4B und 4C gezeigt, befindet sich die Öffnung 7a des Dichtelementes 7 in einer Position, in welcher eine Fluidverbindung zwischen der Zuführleitung 4 und dem veränderbaren Volumen 6 hergestellt werden kann. Zum Umschalten zwischen dem Auffüllvorgang und dem Abgabevorgang wird das Dichtelement 7 um seine Mittelachse M gedreht, wie in Figur 4D gezeigt, bis die Öffnung 7a des Dichtelementes 7 so angeordnet ist, dass die Zuführöffnung 2a des Zylinders 2 verschlossen ist und die Abgabeöffnung 2b des Zylinders mit der Abgabeleitung 5 fluidisch gekoppelt ist, um den in den Figuren 4E, 4F und 4G gezeigten Abgabevorgang durchzuführen.
Anschließend kann von dem Abgabevorgang wieder in den Auffüllvorgang umgeschaltet werden, wie in Figur 4H gezeigt, wobei das Dichtelement 7 wieder so gedreht wird, dass die Öffnung 7a des Dichtelementes 7 in der in Figur 4A gezeigten Position ist.
Figur 41 zeigt in perspektivischer Ansicht das Dichtelement 7 mit einem von dem Mittelpunkt bzw. Drehpunkt M des Dichtelementes 7 in radiale Richtung versetzten Durchgang oder Durchleitungsstück 7a.

Claims

Patentansprüche
1. Dosiervorrichtung für ein Infusionssystem mit einer drehbaren und/oder verschiebbaren Dosiereinheit (2, 3) mit einem bevorzugt in Zwischenschritten oder stufenweise veränderbaren Volumen (6) und mit einem einzigen Zufuhr- und Abgabeanschluss (2a) oder mit alternierend schließbaren oder offenbaren Anschlüssen (2a, 2b), durch welche das veränderbare Volumen (6) der Dosiereinheit (2, 3) mit einer Substanz gefüllt und/oder eine in dem veränderbaren Volumen (6) enthaltene Substanz abgegeben werden kann.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zufuhr- und Abgabeanschluss (2a, 2b) aus mindestens einer Öffnung der Dosiereinheit (2, 3) besteht.
3. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dosiereinheit (2, 3) ein Zylinder (2) mit einem darin beweglichen Kolben (3) ist, ein Beutel, oder ein Volumen mit einer das Volumen begrenzenden Membrane ist.
4. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Zufuhrleitung (4) und einer Abgabeleitung (5), welche abwechselnd oder alternierend mit dem
Zufuhr- und Abgabeanschluss (2a, 2b) der Dosiereinheit (2, 3) verbunden werden können; oder deren Zufuhrleitung (4) und Abgabeleitung (5) so gestaltet ist, dass zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen einem Reservoir und der Abgabeleitung (5) bestehen kann.
5. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem Ventil in der Dosiereinheit (2, 3) oder in oder an dem Zufuhr- und Abgabeanschluss (2a, 2b) und/oder an der Zufuhrleitung (4) und/oder an der Abgabeleitung (5).
6. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem Motor, welcher die Dosiereinheit (2, 3) und/oder ein Dichtelement (7) drehen oder verschieben und/oder welcher die Zufuhrleitung (4) und/oder Abgabeleitung (5) verschieben und/oder auf die Dosiereinheit (2, 3) oder einen Kolben (3) der Dosiereinheit (2, 3) einwirken und diese oder diesen bewegen oder verformen kann.
7. Dosiervorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche mit einem Sensor oder Detektor zum Detektieren eines Lecks, einer Okklusion, eines Drucks, einer Kraft oder von Blasen.
8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dosiereinheit (2, 3) und/oder die Zufuhrleitung (4) und/oder die Abgabeleitung (5) aus einem luftdurchlässigen Material sind.
9. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Dichtung (7), um den Zufuhr- und Abgabeanschluss (2a, 2b) in einem Betriebszustand zwischen der Aufnahme und der Abgabe einer Substanz abzudichten.
10. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren maximales Volumen kleiner als das Reservoirvolumen, aber grösser als die kleinste abzugebende
Volumeneinheit ist.
11. System zur Abgabe einer Substanz mit einer Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Vorratsbehälter, welcher mit einer Zufuhrleitung (4) verbunden ist.
12. System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Vorratsbehälter so mit einer Energie, Kraft oder einem Druck beaufschlagt ist, dass eine in dem Behälter enthaltene Substanz durch einen Abgabeanschluss des Behälters an die Zufuhrleitung (4) abgegeben werden kann oder wird.
13. Verfahren zum Dosieren einer Substanz, welche dosiert abgegeben werden soll, wobei die Substanz über oder durch einen Anschluss (4) oder eine Öffnung (2a) in ein reproduzierbar veränderbares bei der Substanzaufnahme sich vergrößerndes Volumen (6) einer Dosiereinheit (2, 3) aufgenommen wird und die Verbindung des Anschlusses (4) oder der Öffnung (2a) mit dem Volumen (6) unterbrochen oder getrennt wird und die Dosiereinheit (2, 3) oder die Öffnung (2a) oder ein Anschluss (5) so bewegt, gedreht oder verschoben wird, dass die Öffnung (2a) der Dosiereinheit (2, 3) mit einer Abgabeleitung oder dem Anschluss (5) verbunden wird, um durch eine Verkleinerung des veränderbaren Volumens (6) die Substanz durch die Öffnung (2a) und/oder den Anschluss (5) abzugeben.
14. Verfahren zum Dosieren einer Substanz nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei beim Aufdosieren des veränderbaren Volumens (6) und/oder beim Abgeben der
Substanz aus dem veränderbaren Volumen (6) ein zwischen einem Minimalvolumen und einem Maximalvolumen liegendes definiertes Zwischenvolumen erzeugt werden kann, z.B. durch Anfahren einer Zwischenposition eines Kolbens (3) innerhalb eines
Zylinders (2), um eine Dosiseinstellung oder Dosiermöglichkeit zu schaffen, welche unterhalb des Maximalvolumens des veränderbaren Volumens (6) liegt.
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