ES2226887T3 - Jeringuilla sin aguja que funciona con un generador de ondas de choque a traves de una pared. - Google Patents

Abstract

Jeringuilla sin aguja (10) para la inyección de principio activo que comprende de arriba abajo un sistema de propulsión constituido por un dispositivo generador de una onda de choque, una barrera que comprende una cara hacia arriba (5) y una cara hacia abajo (6), poseyendo dicha cara hacia abajo (6) al menos una cavidad ciega (7) dentro de la cual se alberga el principio activo, y una guía de aplicación (8) de dicha jeringuilla (10) sobre la piel del paciente bajo tratamiento, caracterizada porque, por una parte, la barrera (4) está fija y es resistente a la onda de choque y, por otra parte, dicha barrera (4) asegura una buena propagación de la onda de choque.

Description

Jeringuilla sin aguja que funciona con un generador de ondas de choque a través de una pared.

La presente invención se refiere al campo de las jeringuillas sin aguja utilizadas para las inyecciones hipodérmicas, subcutáneas o intramusculares de diversos principios activos de uso terapéutico para la medicina humana o veterinaria.

Desde 1945, se conocen numerosos tipos de jeringuillas sin aguja para inyectar principios activos líquidos. En estos dispositivos, el principio activo líquido se hace retroceder, a través de una cánula que posee al menos un orificio, por medio de un pistón o mediante la deformación de un envoltorio blando que contiene dicho líquido, estando dicho envoltorio blando unido a la cánula. La presión de inyección se obtiene o bien mediante la liberación de un resorte inicialmente comprimido, o bien por la liberación de un gas almacenado a presión, como se describe en la patente US 3.788.315. Otros dispositivos de inyección subcutánea usan una carga pirotécnica que genera gas a fin de propulsar un pistón que hace retroceder el líquido inyectable y la patente US 3.802.430 ilustra tal técnica de generación de gas de propulsión.

Para la inyección de principios activos sólidos, bajo forma de polvo seco, las jeringuillas sin aguja usan diferentes medios para acelerar las partículas de dicho principio activo y es necesario citar la solicitud de patente WO 94/24263 que describe una jeringuilla sin aguja cuyas partículas de principio activo se arrastran por medio de un flujo gaseoso a gran velocidad debido a la liberación, a través de una boquilla, de un gas comprimido. A pesar del uso de una boquilla larga, se produce una nube dispersa de partículas que hace suponer una débil biodisponibilidad. Hace falta además, a través de dispositivos adjuntos, disipar los efectos de soplo y de ruido del chorro gaseoso. Finalmente, la fiabilidad del sistema depende de la del dispositivo de almacenamiento de los gases a presión.

El documento WO 96/25190 divulga un dispositivo que muestra el conjunto de características del preámbulo de la reivindicación 1.

Dentro de otro dominio técnico, la patente US 4.945.050 describe el principio de un aparato de laboratorio para bombardear un cultivo celular con micropartículas metálicas revestidas de diversas sustancias biológicas a fines de transfección génica. Se usan en particular diferentes medios para transferir la energía cinética de un proyectil que impacta sobre una barrera a las partículas dispuestas sobre el proyectil o sobre dicha barrera y hacer penetrar esas partículas dentro del cultivo celular. Este aparato de laboratorio funciona bajo condiciones de vacío y usa micropartículas neutras muy densas para aumentar la energía cinética (micropartículas de oro o de wolframio), lo que excluye cualquier aplicación o cualquier adaptación como jeringuilla sin aguja, y más teniendo en cuenta que se produce una nube de partículas a fin de alcanzar al mayor número posible de células.

Uno de los objetivos de la invención es superar los inconvenientes de las jeringuillas sin aguja que permitan la inyección de principios activos pulverulentos. Otro objetivo de la presente invención es poner a disposición una jeringuilla más universal que pueda usarse para la inyección no solamente de principios activos pulverulentos, sino también de principios activos líquidos, o en suspensión en un líquido, o en forma de gel. La transformación del volumen inicial del principio activo y su colocación en forma alargada para el momento de la penetración en la piel se consiguen por medio de un efecto de retorno y de focalización que se ha descubierto y que se ha observado tanto en líquidos como en geles o en polvos.

La presente invención se define mediante la reivindicación 1 y se refiere a una jeringuilla sin aguja para la inyección de principios activos de uso terapéutico, que comprende de arriba abajo un sistema de propulsión, el principio activo y una guía de aplicación de dicha jeringuilla sobre la piel del sujeto bajo tratamiento, siendo esta jeringuilla de tal forma que, por una parte, el sistema de propulsión está constituido por un dispositivo generador de una onda de choque y, por otra parte, el principio activo está dispuesto dentro de al menos una cavidad ciega sobre la cara hacia abajo de una barrera prolongada por la guía de aplicación. En efecto, la barrera presenta dos caras opuestas, una hacia arriba, situada del lado del dispositivo generador de una onda de choque, y la otra hacia abajo, situada del lado de la guía de aplicación.

La cara hacia arriba de la barrera es sensiblemente plana y transversal. La cara hacia abajo de la barrera fija comprende al menos una cavidad ciega, teniendo esta cavidad por tanto una abertura sobre la única cara hacia abajo de la barrera fija y que no desemboca sobre la cara hacia arriba al tener un espesor suficiente para resistir a la onda de choque.

Ventajosamente, el dispositivo generador de la onda de choque produce una onda de choque plana sobre la cara hacia arriba de la barrera fija. La onda de choque plana producida sobre la cara hacia arriba de la barrera fija se propaga a través de esta barrera, y expulsa violentamente el principio activo desde cada una de las cavidades donde está dispuesto. De forma imprevista, el principio activo acelerado de tal forma a elevada velocidad puede reagruparse bajo la forma de un chorro central de pequeño diámetro que penetra seguidamente en la piel del sujeto. Cada chorro corresponde a una cavidad y presenta una forma alargada en su extremo hacia abajo, cuando la distancia recorrida por este chorro corresponde a algunos diámetros de la barrera fija. Hay que precisar que el fenómeno de eyección bajo forma de chorros es plenamente eficaz cuando la onda de choque es plana en el momento en el que alcanza las cavidades. Esto no excluye el que la onda de choque producida sobre la cara hacia arriba pueda no ser rigurosamente plana y presentar una ligera curvatura que se eliminará cuando se propague por la barrera.

Este fenómeno de conformación en chorro alargado del principio activo a partir del principio inicialmente almacenado bajo forma globular, totalmente o en parte dentro de una cavidad sometida a una onda de choque, es asimilable a los chorros de materia que resultan de la detonación de cargas explosivas que presentan una cara hacia abajo cóncava recubierta de una hoja metálica. Tales cargas explosivas llamadas "cargas huecas" permiten obtener dardos alargados a elevada temperatura propulsados a velocidades del orden de 8000 metros por segundo y que son capaces de atravesar blindajes de hasta 1 metro de espesor. El fenómeno que se pone en juego en la presente invención es, sin embargo, de naturaleza completamente diferente, ya que el principio activo no debe sufrir prácticamente elevación de temperatura, y velocidades de propulsión del orden de 600 a 1000 metros por segundo son completamente suficientes para permitir una inyección a través de la epidermis. Contrariamente a las cargas explosivas que conforman un chorro central de materia, el explosivo no debe estar en contacto con la materia que se expulsa y debe estar separado por una barrera resistente que asegure una buena propagación de la onda de choque, pudiendo estar hecha esta barrera, por ejemplo, de aluminio o de acero. Dada la velocidad limitada de eyección del chorro de principio activo, se ha descubierto que no solamente la onda de choque puede obtenerse con una pequeña cantidad de explosivo cuya detonación se realiza a través de un microdetonador, sino también que esta onda de choque puede obtenerse por medio de otros medios tales como la propulsión de un bloque de inercia que percuta la cara hacia arriba de la barrera fija.

Ventajosamente, a fin de obtener un chorro alargado, cada cavidad ciega de la barrera fija presenta una sección transversal de abertura al menos igual a toda la sección transversal de esta cavidad y, preferentemente, cada cavidad presenta una forma de revolución alrededor de un eje paralelo a la dirección de propagación de la onda de choque, con el objetivo de favorecer la formación de un chorro perfectamente alineado sobre el eje de dicha cavidad.

Preferentemente, una cavidad puede poseer, por ejemplo, una forma hemisférica, cónica o troncocónica, o estar constituida por una combinación de tales perfiles.

Según una variante de realización, varias cavidades se reparten sobre la cara hacia abajo de la barrera. Ventajosamente, estas cavidades que pueden tener formas diferentes están regularmente repartidas sobre dicha superficie.

El principio activo está dispuesto ventajosamente en el fondo de la cavidad y, preferentemente, llena toda la cavidad hasta tocar con la parte plana de la cara hacia abajo donde está retenido, por ejemplo, por medio de una película de poco espesor. En efecto, las simulaciones numéricas han mostrado que con una configuración de llenado tal, la dispersión diametral del chorro es mínima.

El material utilizado para la barrera fija se elige dentro del grupo de los materiales que no dan lugar al fenómeno de exfoliación bajo la acción de una onda de choque, como, por ejemplo, los metales. Se elige igualmente en función de su densidad y de su impedancia acústica, dicho de otra forma, de su aptitud para transmitir la onda de choque. Ésta está en particular determinada en relación a la velocidad que se desea comunicar al chorro.

En una primera realización, la onda de choque sobre la cara hacia arriba de la barrera fija se produce por el impacto sobre dicha cara hacia arriba de un bloque de inercia de forma apropiada, acelerado por medio de un dispositivo adjunto. Ventajosamente, el diámetro de dicho bloque de inercia es tal que el aire comprendido entre el bloque de inercia y la barrera fija se expulsa sin frenar dicho bloque de inercia guiado por medios apropiados. La aceleración del bloque de inercia se consigue, o bien por la liberación de un resorte comprimido, o bien por la combustión de una carga pirotécnica, o bien por la liberación de gas comprimido.

En una secunda realización, la onda de choque plana sobre la cara hacia arriba de la barrera fija se produce por medio de un generador de onda de choque que comprende una carga pirotécnica detonante. Ventajosamente, ésta comprende una hoja de explosivo adyacente a la cara hacia arriba, estando dicha hoja de explosivo cebada para su detonación o bien puntualmente o bien sobre toda o parte de su superficie por un microdetonador. Esta hoja de explosivo posee un diámetro sensiblemente igual al de la barrera fija y comprende algunas decenas de miligramos de un explosivo como el TNT o un explosivo compuesto de gran velocidad de detonación.

La guía de aplicación posee una longitud tal que permite al principio activo agruparse bajo la forma de un chorro alargado durante su eyección hacia la piel. Ventajosamente, la longitud de la guía de aplicación está comprendida entre 1 y 8 veces el diámetro de la barrera fija y, preferentemente, entre 2 y 5 veces el diámetro de la barrera fija.

Ventajosamente, la guía de aplicación comprende un sistema de amortiguamiento que puede reducirse a un simple reborde blando apoyado en su extremidad sobre la piel del sujeto bajo tratamiento, o consistir en la realización de una guía de aplicación telescópica con un resorte interno.

La presente invención resuelve bien los problemas planteados y permite obtener, por ejemplo, para una barrera de 5 mm de diámetro y de 2 mm de espesor, unos chorros de diámetros escalonados entre 0,12 mm y 1,6 mm cuando se usan unas cavidades ojivales, sensiblemente hemisféricas o cónicas, pero en el caso de cavidades cónicas en particular, es ventajoso el que la cara hacia abajo del principio activo sea plana y no supere los 3 ó 4 mm de diámetro.

Para un diámetro de barrera de 5 milímetros, un espesor de 3 milímetros y una cavidad hemisférica de un milímetro de radio, usando una pastilla de explosivo de un diámetro de 3 milímetros y de espesor 1 milímetro, es posible obtener un chorro que presenta un diámetro máximo de 0,7 milímetros con una velocidad de eyección de 630 metros por segundo.

El efecto principal buscado por el dispositivo de eyección según la invención es un efecto atenuado del llamado de "carga hueca", traduciéndose en la formación de un chorro alargado, compuesto por partículas de materia expulsada, y animado, según su eje, de una velocidad muy elevada que le procura una gran fuerza de penetración. Las características de este chorro, esto es su forma, su longitud, su dispersión y su velocidad de desplazamiento, son función de la naturaleza y de la colocación del generador de ondas planas, del material constitutivo de la pieza que sirve de barrera y de la geometría de las cavidades de la cara hacia abajo que sirven para albergar las partículas. A una menor escala, la forma general del volumen constituido por las partículas dentro de cada cavidad tiene igualmente su función.

De forma ventajosa, bajo el efecto de la carga pirotécnica, la barrera, bien que habiéndose deformado, queda fija dentro de la jeringuilla en su posición de origen. Según otro modo de realización de la invención, de cara a la misma solicitud, la barrera queda desplazada pero queda atrapada dentro de la jeringuilla sin posibilidad de ser expulsada.

Preferentemente, la guía de aplicación está constituida por un cuerpo cilíndrico hueco cuya sección es próxima a la constituida por la cara hacia abajo de la barrera y cuyo eje es perpendicular a dicha cara. Esta guía se recomienda particularmente para optimizar las condiciones de realización de un impacto perpendicular sobre dicha superficie.

Según un primer modo de realización de la invención, las partículas forman un montón pulverulento dentro de cada cavidad. Estas partículas se mantienen en su posición mediante capilaridad, mediante electricidad estática, mediante un estado de superficie adhesiva o mediante una película que recubra cada cavidad. En fin, cualquier medio de adherencia puede usarse a condición de que no interfiera con la formación del chorro.

Según un segundo modo de realización de la invención, las partículas están unidas entre sí por medio de un líquido fluido, viscoso o bajo forma de gel. En relación a ese líquido, las partículas de principio activo pueden encontrarse o bien en suspensión o bien en solución.

De forma ventajosa, el disparador puede ser un pulsador que provoque la activación por percusión del microdetonador.

El dispositivo según la invención presenta la ventaja de ser efectivo, a la vez que de concepción simple y ligera, y poco incómodo. En efecto, la técnica que implica la formación de un chorro sobre el modelo de carga hueca permite proyectar las partículas en forma concentrada y a muy alta velocidad a partir de un dispositivo que hace intervenir un número de piezas restringido, realizadas con materiales ligeros y dispuestos entre sí de manera simple.

Además, un dimensionamiento rápido permite adaptar el dispositivo a un gran abanico de situaciones, jugando en particular con la sección del chorro, su dispersión, su longitud, su velocidad y el número de chorros de expulsión.

Adicionalmente, al no poner en movimiento el principio activo por medio de la liberación de gas, no hay un efecto de soplo. No hay tampoco un ruido asociado a la liberación de los gases al exterior, no pudiendo provenir el ruido que del impacto del bloque de inercia sobre la barrera o del funcionamiento de la carga pirotécnica que son internos a la jeringuilla.

La presente invención se describirá más en detalle con la ayuda de la figura 1, que representa una vista en corte transversal parcial de una jeringuilla según la invención, y que puede usarse para describir dos generadores de onda de choque.

La figura 1 representa una vista de una jeringuilla 10 antes de su utilización, estando la extremidad hacia arriba de esta jeringuilla 10 todavía cerrada por un tapón hermético 15 que asegura la asepsia de la parte interior de la guía de aplicación 8.

Según esta figura 1, la guía de aplicación 8 se prolonga en el interior del tubo de disparo 1 y comprende, remontándose de abajo arriba, una barra roscada 16 que asegura el bloqueo de una barrera fija 4 sobre un saliente de la guía, disponiendo este saliente de una abertura central dentro de la cual está colocado el dispositivo generador de una onda de choque 3 constituida por una pastilla de explosivo compuesto sensible, coronado por un microdetonador que puede activarse por percusión. Dentro de la prolongación interna de la guía de aplicación 8 puede deslizarse bloque de inercia 9 que comprende un percutor en su extremo hacia abajo y una ranura de sujeción dentro de la cual se encajan tres bolas 11 colocadas dentro de perforaciones radiales de esta prolongación. Estas bolas 11 están apoyadas sobre la superficie interna del tubo de disparo 1 e inmovilizan el bloque de inercia 9 hueco de percusión coronado por un resorte 13 comprimido entre este bloque de inercia 9 y el fondo del tubo de disparo 1, estando este tubo 1 sujeto en posición inicial por medio de un saliente interno del contacto de guía de aplicación 8.

El principio activo pulverulento llena una cavidad en medio elipsoide 7 situada sobre la cara hacia abajo 6 de la barrera 4, y este principio se sujeta por medio de una película fijada sobre la barrera fija 4 y enganchada por medio de la barra roscada 16.

En funcionamiento, después de haber retirado el tapón 15 y aplicado la extremidad libre de la guía de aplicación 8 en contacto con la zona de la epidermis elegida para la inyección del principio activo, el tubo de disparo 1 se presiona para comprimir el resorte 13 hasta que la ranura interna 12 de ese tubo 1 llegue a la altura de las tres bolas 11 que se separan radialmente y liberan el bloque de inercia hueco de percusión 9 cuya punta hacia abajo percutirá el microdetonador, haciendo explotar la pastilla explosiva en contacto con la cara hacia arriba 5 de la barrera fija 4. La onda de choque plana que se genera de este modo alcanzará la cavidad 7 y provocará simultáneamente la ruptura de la película fina y la eyección del principio activo según un fenómeno puesto de manifiesto en las cargas huecas. El bloque de inercia hueco 9, el resorte 13 y el material 14 poseen entonces una función de amortiguamiento de los efectos de retroceso de la detonación, y el sistema de amortiguamiento 2 de la guía de aplicación 8 atenúa el efecto de comprensión hacia adelante, esa sensación de compresión anular que enmascara en gran parte la sensación de pinchazo resultante de la penetración del chorro alargado de producto activo dentro de la epidermis y de la dermis.

Según una variante de realización que puede describirse con respecto a la misma figura, la onda de choque plana no se produce por medio de un explosivo en contacto con la barrera 4 dentro de la cual está dispuesta la cavidad ciega 7. Esta variante no representada necesita la utilización de un bloque de inercia macizo que se prolongue hacia abajo por medio de una cabeza de forma cilíndrica que pueda incrustarse en la perforación obtenida por la retirada del explosivo y del detonador de forma que percuta directamente la barrera fija 4. En esta variante, el resorte 13 es inútil y el material 14 debe reemplazarse por un generador pirotécnico de gas que puede accionarse por un medio exterior, siendo el tubo de disparo 1 totalmente solidario con la guía de aplicación 8 y comprendiendo un forro interno deformable a la altura de las tres bolas 11. En funcionamiento, la activación del generador pirotécnico de gas asegura una subida de presión en la cámara comprendida entre el tubo de disparo y el bloque de inercia, hasta que la presión ejercida sobre este bloque de inercia provoca la incrustación parcial de las tres bolas dentro del forro maleable y libere este bloque de inercia cuya cabeza asegurará la percusión de la barrera fija 4 y generará una onda de choque plana que permitirá obtener la formación de un chorro alargado de producto activo inicialmente almacenado bajo forma globular dentro de la cavidad ciega 7.

Claims (10)

1. Jeringuilla sin aguja (10) para la inyección de principio activo que comprende de arriba abajo un sistema de propulsión constituido por un dispositivo generador de una onda de choque, una barrera que comprende una cara hacia arriba (5) y una cara hacia abajo (6), poseyendo dicha cara hacia abajo (6) al menos una cavidad ciega (7) dentro de la cual se alberga el principio activo, y una guía de aplicación (8) de dicha jeringuilla (10) sobre la piel del paciente bajo tratamiento, caracterizada porque, por una parte, la barrera (4) está fija y es resistente a la onda de choque y, por otra parte, dicha barrera (4) asegura una buena propagación de la onda de choque.

2. Jeringuilla sin aguja de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la barrera (4) comprende una cara hacia arriba (5) sensiblemente plana y transversal.

3. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el dispositivo generador de la onda de choque (3) produce una onda de choque plana sobre la cara hacia arriba (5) de la barrera fija (4).

4. Jeringuilla sin aguja según la reivindicación 1, caracterizada porque cada cavidad ciega (7) presenta una sección transversal de abertura al menos igual a toda la sección transversal de esta cavidad (7).

5. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizada porque cada cavidad (7) presenta una forma de revolución alrededor de un eje paralelo a la dirección de propagación de la onda de choque.

6. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizada porque varias cavidades están repartidas sobre la cara hacia abajo (6) de dicha barrera (4).

7. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la onda de choque sobre la cara hacia arriba (5) de la barrera fija (4) está producida por un bloque de inercia que impacta sobre dicha barrera (4).

8. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizada porque el generador de la onda de choque (3) sobre la cara hacia arriba (5) de la barrera fija (4) comprende una carga pirotécnica detonante.

9. Jeringuilla sin aguja según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la longitud de la guía de aplicación (8) está comprendida entre 1 y 8 veces el diámetro de la barrera fija (4) y, preferentemente, entre 2 y 5 veces.

10. Jeringuilla sin aguja según la reivindicación 9, caracterizada porque la guía de aplicación (8) comprende un sistema de amortiguamiento (2).