EP3972681A1 - Vorrichtung zum injizieren von stoffen in die haut - Google Patents

Vorrichtung zum injizieren von stoffen in die haut

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Publication number
EP3972681A1
EP3972681A1 EP20732733.9A EP20732733A EP3972681A1 EP 3972681 A1 EP3972681 A1 EP 3972681A1 EP 20732733 A EP20732733 A EP 20732733A EP 3972681 A1 EP3972681 A1 EP 3972681A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
skin
injection needle
negative pressure
substance
epidermis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20732733.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
René LA FONTAINE
Robert Wilhelm SCHMIDT
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3972681A1 publication Critical patent/EP3972681A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
    • A61M37/0076—Tattooing apparatus
    • A61M37/0084—Tattooing apparatus with incorporated liquid feeding device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/42—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for desensitising skin, for protruding skin to facilitate piercing, or for locating point where body is to be pierced
    • A61M5/425—Protruding skin to facilitate piercing, e.g. vacuum cylinders, vein immobilising means

Definitions

  • the present invention relates to a device for injecting substances into the skin, especially under the epidermis.
  • the human skin is divided into three layers, the epidermis or
  • Epidermis Epidermis, the dermis or dermis and the subcutis or subcutaneous tissue.
  • the epidermis is characterized by continuous renewal, with dead skin cells falling off the surface and new skin cells being replicated in the lower area.
  • permanent pigmentation cannot occur in the epidermis.
  • the blood vessels run in the subcutis so that substances introduced there are transported away comparatively quickly. Consequently, tattoos and permanent make-up should be applied to the dermis in order to achieve the desired durability.
  • the active ingredients are conventionally injected using needles.
  • the variance in the puncture depth is just as disadvantageous here.
  • the active ingredients are only dosed imprecisely in large-area treatments.
  • Treatment is often painful and takes a long time.
  • the aim is to inject the substances under the epidermis in a skin-friendly and sterile manner, without the risk of contamination.
  • the device according to the invention comprises an injection needle and a
  • Vacuum generator that sucks in the skin and applies it to an inwardly curved system from which the injection needle protrudes.
  • the penetration depth is thus determined by the length with which the injection needle protrudes from the surface of the system, regardless of the nature of the skin and other influencing variables.
  • the system has an inwardly curved surface so that the
  • Injection needle does not protrude over the edge and the edge of the system can rest on the skin.
  • the injection needle can comprise one, two, three or even more cannulas.
  • the cannula (s) is (are) expediently connected to a substance chamber which contains a supply of the substance to be injected, preferably via a metering device.
  • a piezo element, with which the volume of the substance chamber can be changed, is preferred as the metering device.
  • the negative pressure generator is designed such that it can provide a negative pressure in the range from 100 to 800 mbar, preferably from 100 to 400 mbar.
  • the negative pressure can expediently be regulated, so that the skin is safely sucked in and applied to the system without an unnecessarily high negative pressure having to be generated.
  • the skin is tightened by about 0.5 mm, with an opening of 2.8 mm and a negative pressure of 700 mbar about 0.75 mm.
  • a motor-driven piston is provided as the vacuum generator, the vacuum being able to be regulated via the stroke of the piston.
  • a vacuum pump preferably with a vacuum container.
  • the vacuum generator is formed by a valve which can either release a vacuum supply channel or open an atmospheric pressure equalization via a ventilation channel.
  • the device according to the invention usually comprises a handpiece in which the injection needle and the system are located within a housing are arranged.
  • the vacuum generator and / or the substance chamber, if necessary with a metering valve, can also be contained in the handpiece.
  • a vacuum pump or an electric drive for a piston as a vacuum generator are expediently housed in a separate housing so that the handpiece does not become too heavy or too large.
  • a disposable plastic applicator which is usually packaged sterile until it is used, is preferred as the injection needle.
  • Embodiment a new applicator is used for each treatment.
  • the system is preferably designed as an integral part of the applicator.
  • the disposable applicator with a housing part that the
  • Vacuum generator includes, are coupled to the handpiece by connecting elements. Suitable are e.g. Thread or detent, the seal is usually made by O-rings.
  • the injection needle is also possible to configure only the injection needle as a disposable item. This is then fixed in the handpiece after removal from the usual sterile packaging, e.g. screwed in.
  • the system forms part of the handpiece. Because it has a smooth surface, it is easy to clean and sterilize.
  • the handpiece can be made in two parts, so that the front part can be easily cleaned and sterilized.
  • the substance to be injected can be any liquid known per se and intended for injection under the skin, e.g. about tattoo inks, permanent make-up, cosmetic ingredients and pharmaceuticals.
  • the device according to the invention is a considerable advance, particularly for tattooing, since a uniform penetration depth is achieved regardless of a locally different resistance of the skin to piercing. This prevents a painful piercing that is too deep. But at the same time also ensures reliable injection of the ink into the dermis. Active dosing makes the image sharper and more permanent, as the intended amount of paint is applied. The same applies to permanent make-up.
  • hyaluronic acid for wrinkle treatment and caffeine should be considered.
  • caffeine for cosmetic active ingredients, for example, hyaluronic acid for wrinkle treatment and caffeine should be considered.
  • pharmaceuticals e.g.
  • the inventive method for tattooing, applying permanent make-up or injecting cosmetic active ingredients provides that a device according to the invention is guided over the skin in such a way that the edge of the system, e.g. the opening of the disposable applicator that touches the skin area to be treated.
  • the shape of the system is designed in such a way that when the negative pressure is generated, the upper layers of skin are sucked in and applied to the surface of the system.
  • the epidermis is penetrated by the injection needle protruding from the system with a defined penetration depth. Once this process is complete, the substance is injected.
  • this is done by activating a piezo element which reduces the volume of the substance chamber. This results in an increase in pressure and a defined amount of substance is transported precisely under the epidermis through the injection needle.
  • the activation of the piezo element can be repeated several times within a fraction of a second when the injection needle has penetrated.
  • Piezo element can also determine the extent of the change in volume in the substance chamber. This enables precise dosing of the substance.
  • the device can then be moved and placed again.
  • the entire process is repeated until the intended area has been treated.
  • the entire process can take place several times within a second and thus enables the applicator to move in contact with and parallel to the skin surface.
  • the repetition frequency of the entire process is determined by the set pulsating vacuum and, if necessary, the set
  • the amplitude and the frequency of the negative pressure and the overpressure in the reservoir can be set independently of one another, and thus the dosage of the substance can be precisely defined.
  • the penetration depth can be determined via the shape of the system or an adjustment of the length with which the injection needle protrudes from the surface of the system.
  • the definability of the two parameters penetration depth and dosage enables a better treatment result with less substance consumption and less damage to the skin.
  • the invention also relates to all combinations of preferred
  • Figure 1 shows a preferred embodiment of a device according to the invention in section
  • FIGS. 2a-2g show the device from FIG. 1 in different stages of the process
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the device
  • FIGS. 4a-4c show a further alternative embodiment of the device.
  • the device in FIG. 1 comprises a piston 1 driven by an electric motor as a vacuum generator which is arranged in a housing 2. If the piston 1 is in a deflected position, as shown in FIG. 1, then there is a negative pressure in region 3. The negative pressure acts on the system 5 via the connection 4 sealed with an O-ring. As a result, the sludge 6 is sucked in and applied to the system 5.
  • the disposable applicator 7 with the injection needle 8 is also coupled to the housing 2 via a connection 9 sealed with an O-ring.
  • a piezo element 10 is connected to the substance chamber 11 and is used to dose the substance 12 to be injected, of which an additional supply is contained in a storage container 13 within the housing 2.
  • the piezo element 10 is actuated and thus the volume of the substance chamber 11 scaled down.
  • substance 12 is pressed through the cannula (s) of injection needle 8 into the dermis. This can be repeated several times.
  • the negative pressure is released by moving the piston 1 back. Due to its elasticity, the skin 6 detaches itself from the system 5 and the injection needle 8. The device can now be repositioned.
  • FIGS. 2a to 2g The sequence of the method is illustrated in FIGS. 2a to 2g with the aid of the device shown in FIG.
  • the handpiece is first positioned at the desired location, with no negative pressure prevailing.
  • negative pressure is generated by moving the piston 1 in the area 3, so that the skin 6, as shown in FIG. 2c, rests against the system 5 when the maximum deflection of the piston 1 is reached.
  • the needle 8 pierces the skin 6.
  • FIG. 2 d the piezo element 10 has been actuated, as a result of which it reduces the volume of the substance chamber 11 and opens the way to the needle 8. Substance 12 is thus injected into skin 6 through needle 8.
  • the piezo element has returned to its currentless form, while the path to the needle 8 is closed and 11 substance 12 is sucked out of the reservoir 13 by the volume increase of the substance chamber.
  • the steps in Figures 2d and 2e are repeated if desired until the required amount
  • FIG. 3 shows an alternative device in which a continuous negative pressure is generated by a vacuum pump. Identical parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. In the design in FIG. 3, a two-part housing 2, 2 'is used, which has power lines 14 and the upper part of which has a supply line 15 for the negative pressure generated by a vacuum pump (not shown).
  • the housing parts 2 and 2 ' are detachably connected by means of a click connection 16, the sealing takes place via O-ring seals 9.
  • a foreign matter filter 17 is installed at the upper end of the area with negative pressure in the lower housing part 2' to protect against contamination and germs.
  • the negative pressure is controlled here with the aid of a piezo element 18 which actuates a valve 19 which opens or closes a ventilation channel 20.
  • Substance chamber 11 with the aid of a piezo element 10 and the injection needle 8.
  • the storage container 13 can be filled with substance via the refilling point 21.
  • Disposable needles 8 are generally used in this design.
  • the entire housing part 2 ' can be provided as a disposable item.
  • the structure and mode of operation remain in principle similar to the previous variants.
  • the substances are injected without valves.
  • the slack is sucked in by a vacuum system.
  • the substance is dosed by piezo elements 10.
  • An electrical voltage causes the piezo elements 10 to expand vertically.
  • the level of voltage determines the extent of expansion.
  • the frequency of the voltage (change between a positive and negative voltage) determines the

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Abstract

Vorrichtung zum Injizieren von Substanzen (12) unter der Epidermis einer Haut (6) umfassend einen Unterdruckerzeuger (1), eine feststehende Injektionsnadel (8) und eine Anlage (5) an welche die Haut (6) durch den erzeugten Unterdrück angesaugt und angelegt wird, wobei die Anlage (5) nach innen gewölbt ist, so dass ein Rand ausgebildet wird, wobei die Injektionsnadel (8) aus der nach innen gewölbten Oberfläche der Anlage (5) herausragt aber nicht über den Rand hinaussteht und Verfahren zum Injizieren von Tattootinte, Permanent-Make-up oder kosmetischen Wirkstoffen unter die Epidermis einer Haut (6) mittels der Vorrichtung umfassend die Schritte: - Aufsetzen der Vorrichtung auf die Haut (6), - Erzeugen eines solchen Unterdrucks mit dem Unterdruckerzeuger (1), dass sich die Haut (6) an die Anlage (5) anlegt, wobei die Epidermis von der Injektionsnadel (8) durchstochen wird, - Injizieren der Substanz (12) unter die Epidermis, und - Aufheben des Unterdrucks.

Description

Vorrichtung zum Injizieren von Stoffen in die Haut
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Injizieren von Substanzen in die Haut, speziell unter die Epidermis.
Die menschliche Haut wird in drei Schichten eingeteilt, die Epidermis oder
Oberhaut, die Dermis oder Lederhaut und die Subcutis oder Unterhaut. Die Epidermis ist durch eine fortlaufende Erneuerung gekennzeichnet, bei der an der Oberfläche abgestorbene Hautzellen abfallen und im unteren Bereich neue Hautzellen nachgebildet werden. Folglich können in der Epidermis keine dauerhaften Pigmentierungen erfolgen. In der Subcutis verlaufen die Blutgefäße, so dass dort eingebrachte Substanzen vergleichsweise rasch abtransportiert werden. Folglich sollten Tätowierungen und Permanent-Make-up in die Dermis eingebracht werden, um die gewünschte Dauerhaftigkeit zu erreichen.
Bei der Pigmentierung der Haut z.B. für Tätowierungen oder Permanent-Make-up (kosmetische Tätowierungen) werden Pigmentstoffe durch die mechanische Einwirkung von Nadeln unter die Epidermis gebracht. Herkömmlicherweise geschieht dies dadurch, dass eine oder mehre Nadeln die Epidermis
durchbrechen. Pigmentsubstanzen, die sich an/in der Nadel in der Nähe der durchbrochenen Hautschichten befinden, gelangen durch Einfliessen unter die Epidermis.
Problematisch an den herkömmlichen Verfahrensweisen sind zum einen die große Ungenauigkeit der Nadeleinstechtiefen und zum anderen die für einen gutes Ergebnis benötigten großen Mengen an Pigmentstoffen. Die Ungenauigkeit der Nadeleinstechtiefen kommt bei herkömmlichen Verfahrensweisen zustande, weil bei den handgeführten Geräten der Anpressdruck nicht genau kontrolliert werden kann. Dazu ist auch die Varianz in der Hautbeschaffenheit (z.B. unterschiedlich dicke Hautschichten, Vernarbungen usw.) ein beeinflussender Faktor für die tatsächliche Eindringtiefe der Nadeln. Große Mengen an Pigmentstoffen werden benötigt, um zu garantieren, dass genügend Pigmente durch die durchstochenen Hautschichten gelangen. Diese Nachteile führen dazu, dass bei den
herkömmlichen Verfahrensweisen die Behandlung schmerzhaft ist und zu ungenauen Ergebnisse führen kann.
Auch beim Einbringen von medizinischen oder kosmetischen Wirkstoffen werden herkömmlicherweise die Wirkstoffe mittels Nadeln injiziert. Hier kommt die Varianz der Einstichtiefe ebenso nachteilig zum Tragen. Bei großflächigen Behandlungen werden auf diese Weise die Wirkstoffe nur ungenau dosiert. Folglich ist die
Behandlung oftmals mit Schmerzen verbunden und dauert sehr lange.
Es besteht daher die Aufgabe, ein schmerzfreieres und präziseres Injizieren von Substanzen unter die Epidermis zu ermöglichen. Außerdem wird darauf abgezielt hautschonend und steril, ohne Kontaminationsgefahr, die Substanzen unter die Epidermis zu injizieren.
Überraschend wurde nun gefunden, dass die Aufgabe gelöst werden kann, indem durch feststehende Nadeln und Ansaugen der Haut mittels Unterdrück ein
Injizieren möglich ist.
Die genannte Aufgabe wird daher durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Injektionsnadel und einen
Unterdruckerzeuger, der die Haut an eine nach innen gewölbte Anlage ansaugt und anlegt, aus der die Injektionsnadel herausragt. Die Einstechtiefe wird somit unabhängig von Hautbeschaffenheit und anderen Einflussgrößen durch die Länge festgelegt, mit der die Injektionsnadel aus der Oberfläche der Anlage herausragt. Die Anlage hat dabei eine nach innen gewölbte Oberfläche, so dass die
Injektionsnadel nicht über den Rand hinausragt und der Rand der Anlage auf der Haut aufliegen kann. Zweckmäßig kann die Länge, mit welcher die Injektionsnadel aus der Anlage herausragt verändert und damit an den jeweiligen Zweck bzw. die Hautdicke angepasst werden.
Die Injektionsnadel kann eine, zwei, drei, oder noch mehr Kanülen umfassen. Die Kanüle(n) steht(stehen) zweckmäßig mit einer Substanzkammer, die einen Vorrat der zu injizierende Substanz enthält, in Verbindung, vorzugsweise über eine Dosiervorrichtung. Als Dosiervorrichtung ist ein Piezoelement bevorzugt, mit welchem das Volumen der Substanzkammer verändert werden kann. So wird bei einer Verkleinerung des Volumens Substanz durch die Kanüle(n) in die Haut gedrückt. Bei der anschließenden Vergrößerung des Volumens wird weitere Substanz aus einem Vorratsbehälter in die Substanzkammer gefördert oder es erfolgt lediglich ein Druckausgleich.
Der Unterdruckerzeuger ist so ausgebildet, dass er einen Unterdrück im Bereich von 100 bis 800 mbar, vorzugsweise von 100 bis 400 mbar bereitstellen kann. Zweckmäßig lässt sich der Unterdrück regeln, so dass ein sicheres Ansaugen und Anlegen der Haut an die Anlage erfolgt, ohne dass ein unnötig hoher Unterdrück erzeugt werden muss. Beispielsweise wird die Haut bei einem Durchmesser der Öffnung in der Anlage für die Haut von 2,4 mm und bei einem Vakuum von 400 mbar um etwa 0,5 mm angezogen, bei einer Öffnung von 2,8 mm und einem Unterdrück von 700 mbar um etwa 0,75 mm.
In einer Ausführungsform ist als Unterdruckerzeuger ein motorbetriebener Kolben vorgesehen, wobei sich der Unterdrück über den Hub des Kolbens regeln lässt.
In einer anderen Ausführungsform ist eine Vakuumpumpe, vorzugsweise mit einem Unterdruckbehälter, vorgesehen. Der Unterdruckerzeuger wird dabei von einem Ventil gebildet, das entweder einen Unterdruckzufuhrkanal freigeben kann oder einen atmosphärischen Druckausgleich über einen Belüftungskanal öffnet.
Üblicherweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Handstück, in welchem die Injektionsnadel und die Anlage innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind. Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung kann auch der Unter druckerzeuger und/oder die Substanzkammer, ggfs mit Dosierventil, in dem Handstück enthalten sein. Eine Vakuumpumpe bzw. ein elektrischer Antrieb für einen Kolben als Unterdruckerzeuger sind zweckmäßig in einem separaten Gehäuse untergebracht, damit das Handstück nicht zu schwer oder zu groß wird.
Als Injektionsnadel wird ein Einweg-Applikator aus Kunststoff bevorzugt, der üblicherweise bis zu seiner Verwendung steril verpackt ist. In dieser
Ausführungsform wird für jede Behandlung ein neuer Applikator verwendet.
Hierbei ist die Anlage bevorzugt als integraler Teil des Applikators ausgebildet. Zweckmäßig kann der Einweg-Applikator mit einem Gehäuseteil, der den
Unterdruckerzeuger beinhaltet, durch Verbindungselemente zu dem Handstück gekoppelt werden. Geeignet sind z.B. Gewinde oder Rasten, die Abdichtung erfolgt üblicherweise durch O-Ringe.
Es ist aber ebenso möglich, lediglich die Injektionsnadel als Einwegartikel auszugestalten. Diese wird dann nach der Entnahme aus der üblichen sterilen Verpackung in dem Handstück fixiert, z.B. eingeschraubt. In dieser Ausführungs form bildet die Anlage einen Teil des Handstücks. Da sie eine glatte Oberfläche hat, ist sie leicht zu reinigen und zu sterilisieren. Auch dabei kann das Handstück zweiteilig ausgeführt werden, so dass der vordere Teil einfach gereinigt und sterilisiert werden kann.
Bei der zu injizierenden Substanz kann sich um jede an sich bekannte und zur Injektion unter die Haut vorgesehene Flüssigkeit handeln, z.B. um Tattootinten, Permanent-Make-up, kosmetische Wirkstoffe sowie Arzneimittel.
Insbesondere für die Tätowierung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein erheblicher Fortschritt, da unabhängig von einem lokal verschiedenen Widerstand der Haut gegenüber dem Anstechen eine gleichmäßige Einstechtiefe erreicht wird. Damit wird ein schmerzhaftes zu tiefes Einstechen verhindert. Zugleich wird aber auch eine zuverlässige Injektion der Tinte in die Dermis gewährleistet. Durch die aktive Dosierung wird das Bild schärfer und dauerhafter, da die vorgesehene Menge Farbe appliziert wird. Analoges gilt für Permanent-Make-up.
Im Bereich kosmetischer Wirkstoffe ist beispielsweise an Hyaluronsäure zur Faltenbehandlung und an Koffein zu denken. Bei Arzneimitteln kommen z.B.
Muskelstimulantien in Betracht. Die Injektion solcher Substanzen wird erfindungs gemäß ebenfalls schmerzfreier und sicherer.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Tätowieren, Applizieren von Permanent- Make-up oder Injizieren kosmetischer Wirkstoffe sieht vor, dass eine erfindungs gemäße Vorrichtung so über die Haut geführt wird, dass der Rand der Anlage, z.B. die Öffnung des Einweg Applikators, die zu behandelnden Hautpartien berührt. Die Form der Anlage wird so ausgebildet, dass beim Erzeugen des Unterdrucks die oberen Hautschichten an die Oberfläche der Anlage angesaugt und angelegt werden. Durch das Anlegen der oberen Hautschichten wird die Epidermis von der aus der Anlage herausragenden Injektionsnadel mit einer definierten Eindringtiefe durchbrochen. Ist dieser Vorgang abgeschlossen wird die Substanz injiziert.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies durch die Aktivierung eines Piezoelements, welches das Volumen der Substanzkammer verkleinert. Dadurch erfolgt ein Druckanstieg und eine definierte Menge an Substanz wird durch die Injektionsnadel präzise unter die Epidermis befördert. Das Aktivieren des Piezo elements kann bei der eingedrungenen Injektionsnadel mehrmals innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde wiederholt werden. Durch die Ansteuerung des
Piezoelements kann auch das Maß der Volumenveränderung in der Substanz kammer bestimmt werden. Somit ist eine präzise Dosierung der Substanz möglich. Ist das Injizieren abgeschlossen, wird der Unterdrück, der die oberen Haut schichten an der Anlage festhält, wieder dem atmosphärischen Druck angepasst. Durch das Nachlassen des Unterdrucks und die Elastizität der Haut verlässt die Injektionsnadel die Epidermis.
Der gesamte Vorgang beinhaltet also:
-das Ansaugen und Festhalten der oberen Hautschichten durch die Erzeugung eines Unterdrucks, wodurch die Injektionsnadel die Epidermis durchsticht,
-das Deponieren einer eingestellten Menge Substanz unter die Epidermis und -die Extraktion der Injektionsnadel durch die Wiederherstellung des
atmosphärischen Drucks.
Die Vorrichtung kann danach bewegt und erneut platziert werden. Der gesamte Vorgang wird so oft wiederholt bis der vorgesehene Bereich behandelt ist. Der gesamte Vorgang kann mehrmals innerhalb einer Sekunde ablaufen und ermög licht damit eine Bewegung des Applikators in Berührung mit und parallel zur Hautoberfläche. Die Wiederholungsfrequenz des gesamten Vorgangs wird durch den eingestellten pulsierenden Unterdrück und ggfs den eingestellten
pulsierenden Überdruck in dem Vorratsbehälter für die Substanz beeinflusst.
Dabei können die Amplitude und die Frequenz des Unterdrucks und der Über druck in dem Vorratsbehälter unabhängig voneinander eingestellt werden, und somit die Dosierung der Substanz genau definiert werden.
Über die Form der Anlage bzw. eine Einstellung der Länge, mit der die Injektions nadel aus der Oberfläche der Anlage herausragt, kann die Einstechtiefe festgelegt werden.
Die Definierbarkeit der beiden Parameter Einstechtiefe und Dosierung ermöglicht ein besseres Behandlungsergebnis bei weniger Substanzverbrauch und bei geringerer Verletzung der Haut.
Da die Substanz steril in die Substanzkammer abgefüllt werden kann, ist bei korrekter Anwendung eine Fremdkontamination ausgeschlossen und reduziert somit die Möglichkeit einer Infektion und verkürzt die Heilungsdauer der Haut. Die Erfindung soll anhand der beigefügten Figuren erläutert werden, ohne jedoch auf die speziell beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein. Die
Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche Kombinationen von bevorzugten
Ausgestaltungen, soweit diese sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Angaben "etwa" oder "ca." in Verbindung mit einer Zahlenangabe bedeuten, dass zumindest um 10 % höhere oder niedrigere Werte oder um 5 % höhere oder niedrigere Werte und in jedem Fall um 1 % höhere oder niedrigere Werte eingeschlossen sind. Soweit nichts anderes angegeben ist oder sich aus dem Zusammenhang zwingend anders ergibt, beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht, im Zweifel auf das Gesamtgewicht der Mischung.
Es zeigt:
Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt
Figuren 2a - 2g die Vorrichtung von Fig. 1 in verschiedenen Stufen des Verfahrens
Figur 3 eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung
Figuren 4a - 4c eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung.
Die Vorrichtung in Figur 1 umfasst einen mit Elektromotor angetriebenen Kolben 1 als Unterdruckerzeuger, der in einem Gehäuse 2 angeordnet ist. Befindet sich der Kolben 1 wie in Figur 1 gezeigt in einer ausgelenkten Position, so herrscht in dem Bereich 3 ein Unterdrück. Über die mit O-Ring gedichtete Verbindung 4 wirkt der Unterdrück auf die Anlage 5. Dadurch wird die Flaut 6 angesaugt und an die Anlage 5 angelegt. Der Einweg-Applikator 7 mit der Injektionsnadel 8 ist ebenfalls über eine mit O-Ring gedichtete Verbindung 9 an das Gehäuse 2 gekoppelt. Ein Piezoelement 10 ist mit der Substanzkammer 11 verbunden und dient der Do sierung der zu injizierenden Substanz 12, von der hier ein zusätzlicher Vorrat in einem Vorratsbehälter 13 innerhalb des Gehäuses 2 enthalten ist.
Flat die Injektionsnadel 8 wie in Figur 1 gezeigt die Flaut 6 durchstochen, so wird das Piezoelement 10 betätigt und damit das Volumen der Substanzkammer 11 verkleinert. Dadurch wird Substanz 12 durch die Kanüle(n) der Injektionsnadel 8 in die Dermis gedrückt. Dies kann mehrfach wiederholt werden.
Sobald die vorgesehene Menge Substanz 12 injiziert ist, wird der Unterdrück durch Zurückbewegen des Kolbens 1 aufgehoben. Aufgrund ihrer Elastizität löst sich die Haut 6 von der Anlage 5 und der Injektionsnadel 8. Die Vorrichtung kann nun neu positioniert werden.
Durch exakte Abstimmung des Unterdrucks, der Wölbung der Anlage 5 und der Länge, mit welcher die Injektionsnadel 8 aus der Anlage 5 herausragt, kann gewährleistet werden, dass die Nadel 8 soweit zurücksteht, dass die Vorrichtung nicht von der Haut 6 abgehoben werden muss, sondern im Kontakt mit der Haut 6 geführt werden kann.
In den Figuren 2a bis 2g ist der Ablauf des Verfahrens anhand der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung veranschaulicht. Hierbei erfolgt in Fig. 2a zunächst die Positionierung des Handstücks an der gewünschten Stelle, wobei kein Unterdrück herrscht. In Figur 2b wird durch Bewegung des Kolbens 1 im Bereich 3 Unterdrück erzeugt, so dass sich die Haut 6 wie in Fig. 2c gezeigt bei Erreichen der maximalen Auslenkung des Kolbens 1 an die Anlage 5 anlegt. Dabei durchsticht die Nadel 8 die Haut 6. In Fig. 2d wurde das Piezoelement 10 betätigt, wodurch es das Volumen der Substanzkammer 11 verkleinert und den Weg zur Nadel 8 freigibt. Damit wird Substanz 12 durch die Nadel 8 in die Haut 6 injiziert. In Fig. 2e ist das Piezoelement in seine stromlose Form zurückgekehrt, dabei wird der Weg zur Nadel 8 geschlossen und durch die Volumenvergrößerung der Substanz kammer 11 Substanz 12 aus dem Vorratsbehälter 13 nachgesaugt. Die Schritte in Fig. 2d und 2e werden gewünschten falls wiederholt, bis die nötige Menge
Substanz 12 injiziert wurde. Zuletzt wird durch Bewegung des Kolbens 1 in das Gehäuse 2 hinein wie in den Figuren 2f und 2g gezeigt der Unterdrück gelöst, die Haut 6 löst sich durch die ihr eigene Elastizität von der Anlage 5 und die Nadel 8 verlässt die Haut 6. Die injizierte Substanz 12 verbleibt in der Haut 6. Figur 3 zeigt eine alternative Vorrichtung, bei der ein kontinuierlicher Unterdrück durch eine Vakuumpumpe erzeugt wird. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugs ziffern wie in Figur 1 bezeichnet. Bei der Gestaltung in Figur 3 wird ein zweiteiliges Gehäuse 2, 2' verwendet, das Stromleitungen 14 aufweist und dessen oberer Teil eine Zuleitung 15 für den mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe erzeugten Unterdrück aufweist. Die Gehäuseteile 2 und 2' sind mittels einer Klickverbindung 16 lösbar verbunden, die Abdichtung erfolgt über O-Ring-Dichtungen 9. Am oberen Ende des Bereichs mit Unterdrück im unteren Gehäuseteil 2' ist zum Schutz vor Verschmutzung und Keimen ein Fremdstofffilter 17 installiert. Die Steuerung des Unterdrucks erfolgt hier mit Hilfe eines Piezoelements 18, welches ein Ventil 19 betätigt, welches einen Belüftungskanal 20 öffnet bzw. schließt. Die Dosierung und Injektion der Substanz erfolgt analog zu Figur 1 aus einer
Substanzkammer 11 mit H ilfe eines Piezoelements 10 und der Injektionsnadel 8. Der Vorratsbehälter 13 kann in der Ausführungsform von Figur 3 über die Nach füllstelle 21 mit Substanz aufgefüllt werden. Bei dieser Gestaltung werden in der Regel Einwegnadeln 8 benutzt. Alternativ kann das gesamte Gehäuseteil 2' als Einwegartikel bereitgestellt werden.
Bei der Ausführungsform in Figur 4 bleiben Aufbau und Funktionsweise den vorherigen Varianten prinzipiell ähnlich. In dieser Variante erfolgt das Injizieren der Substanzen ventillos. Das Ansaugen der Flaut durch ein Vakuum-System bleibt. Die Dosierung der Substanz erfolgt durch Piezoelemente 10. Eine elektrische Spannung verursacht eine vertikale Ausdehnung der Piezoelemente 10. Die Flöhe der Spannung bestimmt das Ausdehnungsmaß. Die Frequenz der Spannung (Wechsel zwischen einer positiven und negativen Spannung) bestimmt die
Ausdehnungsgeschwindigkeit. Durch die erzeugte Ausdehnung werden die beiden Flügelhälften des Druckerzeugers 23 bewegt. Perspektivische Ansichten des Druckerzeugers 23 sind in Fig. 4b gezeigt. Durch die in Nadelrichtung gerichtete schnelle Flügelbewegung wird die Substanz mittels zwei koinzidenter Druckwellen (konstruktive Interferenz entlang einer Anti-Knotenlinie Fig. 4c) in Richtung Nadel 8 befördert. Im Anschluss werden, durch die Umkehrung und zeitlich langsamer induzierte Spannung, die Flügelhälften langsamer in ihre Ursprungsposition gebracht. Dadurch wird das Nachfließen der Substanz 12 von der Vorratskammer 13 in die Substanzkammer 11 ermöglicht.
Bezuqszeichenliste
Unterdruckerzeuger, Kolben
Gehäuse
Bereich mit Unterdrück
Verbindung mit O-Ring-Dichtung
Anlage für die Haut
Haut
Einweg-Applikator
Injektionsnadel mit 1 oder mehr Kanülen
Verbindung mit O-Ring-Dichtung
Piezoelement
Substanzkammer
Substanz
Vorratsbehälter für die Substanz
Strom leitungen
Zuleitung Unterdrück von Vakuumpumpe
Klickverbindung
Fremdstofffilter
Piezoelement
Ventil
Belüftungskanal
Nachfüllstelle Substanz
Stromfederkontakte
Druckerzeuger

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Injizieren von Substanzen (12) unter der Epidermis einer Haut (6) umfassend einen Unterdruckerzeuger (1 ), eine feststehende Injektionsnadel (8) und eine Anlage (5) an welche die Haut (6) durch den erzeugten Unterdrück angesaugt und angelegt wird, wobei die Anlage (5) nach innen gewölbt ist, so dass ein Rand ausgebildet wird, wobei die
Injektionsnadel (8) aus der nach innen gewölbten Oberfläche der Anlage (5) herausragt aber nicht über den Rand hinaussteht.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Unterdruckerzeuger ein motorbetriebener Kolben (1 ) ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Unterdrück durch einen Hub des Kolbens (1 ) geregelt wird.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsnadel (8) mit einer Substanzkammer (11 ) verbunden ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (12) durch ein Piezoelement (10) an der Substanzkammer (11 ) dosiert wird.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsnadel (8) mehr als eine Kanüle enthält, bevorzugt zwei oder drei Kanülen.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zwei bzw. drei Kanülen zwei bzw. drei unterschiedliche Substanzen (12) unabhängig voneinander injizierbar sind.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsnadel (8) und die Anlage (5) als Einweg-Applikator (7) ausgebildet sind, der über Verbindungsmittel an ein Gehäuse (2) koppelbar ist.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verbindungsmittel als Gewinde oder Rasten ausgebildet ist und die
Abdichtung der Verbindungen (4, 9) durch O-Ringe erfolgt.
10. Verfahren zum Injizieren von Tattootinte, Permanent-Make-up oder
kosmetischen Wirkstoffen unter die Epidermis einer Haut (6) mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Aufsetzen der Vorrichtung auf die Haut (6),
- Erzeugen eines solchen Unterdrucks mit dem Unterdruckerzeuger (1 ), dass sich die Haut (6) an die Anlage (5) anlegt, wobei die Epidermis von der Injektionsnadel (8) durchstochen wird,
- Injizieren der Substanz (12) unter die Epidermis, und
- Aufheben des Unterdrucks.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Unterdrück 100 bis 800 mbar, vorzugsweise 100 bis 400 mbar beträgt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Injizierens bis zu 1000 mal pro Sekunde erfolgt.
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