ES2317377T3 - Dispositivo para la penetracion controlada en un objeto y procedimiento para hacer funcionar dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la penetración controlada en un objeto, en particular para el pinchado de la piel, con: - un dispositivo de accionamiento, el cual está configurado para suministrar una fuerza de accionamiento, - un dispositivo para pinchar, que comprende unos medios para pinchar destinados a penetrar en el objeto y que está acoplado al dispositivo de accionamiento, de manera que la fuerza de accionamiento es introducida sobre los medios para pinchar para un movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar, - un dispositivo de medición, el cual está configurado, en un tipo de funcionamiento de medición, para determinar valores de medición para una profundidad de penetración de los medios para pinchar, - un dispositivo de control, el cual está acoplado tanto al dispositivo de medición como al dispositivo de accionamiento y que está configurado para ajustar, para un tipo de funcionamiento de utilización, una amplitud de salida para el movimiento hacia delante/atrás repetitivo, el cual está asignado a una profundidad de penetración predeterminada, que se deduce a partir de los valores de medición para la profundidad de penetración, determinados en el tipo de funcionamiento de medición, caracterizado porque el dispositivo de accionamiento está configurado para suministrar la fuerza de accionamiento para el movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar con una frecuencia comprendida entre aproximadamente 30 Hz y aproximadamente 250 Hz.
Description
Dispositivo para la penetración controlada en un
objeto y procedimiento para hacer funcionar dicho dispositivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la penetración controlada en un objeto y
procedimiento para hacer funcionar dicho dispositivo.
Los dispositivos para la penetración controlada
en un objeto se utilizan, por ejemplo, para inyectar una sustancia
activa en el objeto. El concepto sustancia activa debe entenderse en
la presente memoria de una forma muy general. Puede tratarse
preferentemente de una sustancia activa médica o de una cosmética. A
estas pertenecen las sustancias inoculadas de todo tipo así como
colorantes, por ejemplo colorantes para tatuaje o colorantes para
maquillaje permanente.
Mediante la inyección de sustancias de
inoculación de DNA especiales en la superficie de la piel humana se
puede inducir una inmunidad a las células T y B. Los antígenos son
adecuados como vacunas contra diferentes tumores, virus de la gripe
así como el HIV (comp. Bins et al., Nature Medicine 1264,
Junio de 2005). Durante el proceso de inoculación se introduce el
antígeno mediante una serie de inyecciones intracutáneas en la
epidermis. En este caso, el objetivo consiste en humedecer una
serie de células de Langerhans, las cuales desempeñan un papel
intermediario en procesos de inmunización. Se llevan a cabo
típicamente algunos miles de pinchazos con una o varias agujas de
inyección sobre una superficie de pocos centímetros cuadrados, por
ejemplo en el brazo, para asegurar que se ha aplicado suficiente
sustancia activa para el proceso de inoculación. Aquí tiene una
importancia especial que la sustancia activa sea introducida en una
zona determinada de las capas de la piel con el fin de conseguir la
acción deseada. Esto depende, en especial, de una profundidad de
penetración correcta de los medios para pinchar.
Durante la utilización del dispositivo para la
penetración controlada en una piel como aparato de tatuaje o de
maquillaje permanente, la penetración tiene lugar hasta la zona de
la dermis. En otras aplicaciones puede estar prevista una
penetración aún más profunda.
Procedimientos para la medición de una
profundidad de penetración en un objeto, en especial una piel, son
conocidos como tales en diferentes formas de realización. En el
documento WO 2004/080306 se propone, para la
realización de mediciones sensoriales, un dispositivo de medición
para la medición de una profundidad de penetración en el cual un
anillo de contacto sobre la piel sirve como primer electrodo que,
junto con una microaguja que penetra en la piel, debe utilizarse
para la medición de la impedancia. Al mismo tiempo la variación de
la impedancia sirve, como función de la profundidad de penetración
en la piel, como valor de medición. Dependiendo del tipo de piel y
del tipo de electrodo son muy diferentes, sin embargo, también tanto
el valor absoluto de la impedancia como el comportamiento de la
impedancia como función de la profundidad de penetración, de manera
que un método de medición de este tipo debe fracasar para el proceso
de inoculación. Se ha propuesto colocar, para la normalización, un
electrodo de comparación adicional sobre la piel para por lo menos
descartar la inseguridad del contacto de la piel.
En la patente US nº 6.520.927 se da a conocer un
procedimiento para el tratamiento de trastornos del ritmo cardíaco.
El procedimiento se lleva a cabo mediante un dispositivo el cual
comprende un catéter y una aguja dispuesta en el catéter. Mediante
la aguja se crean espacios huecos en las paredes del corazón, en los
cuales se inyecta entonces material con la propiedad eléctrica
deseada.
El documento GB 2.335.990 A da a conocer un
dispositivo para la extracción de sangre. El dispositivo comprende
una aguja, en la cual discurre un alambre conductor hasta un extremo
distal de la punta. Mediante un revestimiento conductor del lado
exterior de la punta se forman por consiguiente dos electrodos los
cuales se pueden utilizar para una medición de la impedancia para
la determinación de una profundidad de penetración de la aguja.
El documento WO 00/09184 describe un dispositivo
para la inyección de una sustancia. El dispositivo presenta una o
varias agujas, las cuales son pinchadas con una velocidad alta en
una piel.
Por el documento EP 1.495.782 A1 se conoce un
dispositivo para la aplicación de un tatuaje o de un maquillaje
permanente con un módulo de uso único y un mango, donde el módulo de
uso único puede ser retirado del mango.
La invención se plantea el problema de crear un
dispositivo para la penetración controlada en un objeto, en
particular para el pinchado controlado de una piel, y un
procedimiento para hacer funcionar el dispositivo, en los cuales
estén mejoradas las propiedades de utilización para el usuario.
Este problema se resuelve, según la invención,
mediante un dispositivo según la reivindicación independiente 1 así
como según la reivindicación independiente 21.
Con la invención se le ofrece la posibilidad al
usuario de llevar a cabo la penetración en un objeto de una forma y
manera definidas, con el mantenimiento de especificaciones de
utilización, durante la utilización del dispositivo. El Dispositivo
posibilita determinar una profundidad de penetración en el tipo de
funcionamiento de medición. Dependiendo de la profundidad de
penetración medida, el dispositivo puede ser controlado entonces de
tal manera que se ajuste una amplitud de salida de los medios para
pinchar la cual, por su parte, asegura una profundidad de
penetración predeterminada. Para la medición de la profundidad de
penetración en el tipo de funcionamiento de medición se pueden
utilizar procedimientos de medición discrecionales para determinar
la profundidad de penetración, como se conoce como tales por ejemplo
para la medición de la profundidad de penetración en una piel. El
dispositivo combina, por consiguiente, las ventajas de una medición
exacta de la profundidad de penetración de los medios para pinchar
con un control selectivo de la amplitud de salida del movimiento
hacia delante/atrás de los medios para pinchar en el tipo de
funcionamiento de utilización.
En una estructuración ventajosa de la invención,
está previsto que esté formado un depósito con un líquido que
contiene una sustancia activa, el cual está conectado con los medios
para pinchar mediante una conexión de fluido a través de la cual el
líquido llega, por lo menos en el tipo de funcionamiento de
utilización, al suministro de sustancia activa a los medios para
pinchar. Con ello, se crea la posibilidad de llevar a cabo el
suministro controlado de un líquido con una sustancia activa de
forma y manera determinada dependiendo de una profundidad de
penetración de los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento apropiado de la invención
prevé que el dispositivo de medición esté configurado para
determinar, en el tipo de funcionamiento de medición, valores de
medición para una profundidad de penetración de los medios para
pinchar en el objeto según por lo menos uno de los tipos de medición
siguientes: medición de pinchado úni-
ca y medición de varios pinchados en caso de movimientos hacia delante/atrás repetitivos de los medios para pinchar.
ca y medición de varios pinchados en caso de movimientos hacia delante/atrás repetitivos de los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
prevé que la conexión de fluido sea una conexión de fluido que se
pueda hacer funcionar de forma pulsada, que esté configurada para,
en función de una frecuencia de movimiento del movimiento hacia
delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar, suministrar el
líquido en cantidades parciales desde el depósito a los medios para
pinchar.
En una estructuración apropiada de la invención
puede estar previsto que los medios para pinchar estén guiados a
través de una abertura en una pared del depósito, en la cual los
medios para pinchar están guiados durante el movimiento hacia
delante/atrás repetitivo.
Una forma de realización ventajosa de la
invención prevé un dispositivo de bombeo el cual está configurado
para bombear el líquido desde el depósito a los medios para
pinchar.
Un perfeccionamiento de la invención prevé,
preferentemente, que el dispositivo de control esté acoplado al
dispositivo de bombeo y esté configurado para suministrar al
dispositivo de bombeo un impulso de bombeo, que estimula al
dispositivo de bombeo, el cual está asignado a una amplitud de
salida predeterminada de una posición extraída de los medios para
pinchar en caso de movimiento hacia delante/atrás de los medios para
pinchar.
En una estructuración ventajosa de la invención
puede estar previsto que el dispositivo de control esté configurado
para suministrar el impulso de bombeo al dispositivo de bombeo
cuando la amplitud predeterminada corresponde a una posición máxima
extraída de los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento de la invención puede
prever que el dispositivo de bombeo comprenda una microbomba.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
prevé que la conexión de fluido comprenda un canal en los medios
para pinchar, los cuales conducen a una abertura de suministro
formada en los medios para pinchar.
En una estructuración apropiada de la invención
puede estar previsto que el dispositivo de medición sea un
dispositivo de medición de la impedancia para la medición de una
impedancia del objeto.
Una forma de realización ventajosa de la
invención prevé que los medios para pinchar comprendan uno o varios
electrodos de medición acoplados al dispositivo de medición.
Un perfeccionamiento de la invención prevé,
preferentemente, que varios electrodos de medición estén formados
en cada caso por una aguja comprendida por los medios para
pinchar.
En una estructuración ventajosa de la invención
puede estar previsto que un electro de medición esté formado
mediante los medios para pinchar y un contraelectrodo de medición lo
esté por una pieza de carcasa.
Un perfeccionamiento de la invención puede
prever que el dispositivo para pinchar esté formado en un módulo de
uso único que se puede liberar del dispositivo de accionamiento.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
prevé un generador de impulsos eléctrico, el cual está conectado
eléctricamente con los medios para pinchar y que está configurado
para emitir un impulso eléctrico a los medios para pinchar en un
instante predeterminado. Se puede regular una amplitud del impulso
eléctrico. Durante la utilización del dispositivo para el pinchado
de la piel éste puede ser tan grande que se alcance una estimulación
de la piel hasta una coagulación de la piel.
En una estructuración apropiada de la invención
puede estar previsto que el dispositivo de accionamiento comprenda
un mecanismo de conversión el cual esté configurado para convertir
un movimiento de giro de un motor eléctrico en un movimiento de
traslación repetitivo que hay que introducir sobre los medios para
pinchar.
Una forma de realización ventajosa de la
invención prevé que el mecanismo de conversión comprenda una
disposición de disco oscilante, en la cual un disco oscilante esté
acoplado en un árbol de accionamiento del motor eléctrico, y al
disco oscilante esté acoplado un mecanismo de acoplamiento, estando
el mecanismo de acoplamiento configurado para introducir el
movimiento de traslación repetitivo sobre los medios para
pinchar.
Preferentemente, un perfeccionamiento de la
invención prevé que el mecanismo de acoplamiento presente un
empujador acoplado al disco oscilante, el cual está guiado en la
guía lineal.
En una estructuración ventajosa de la invención
puede estar previsto que el depósito esté formado en una tobera de
medios para pinchar. En combinación o alternativamente a esto, prevé
una forma de realización de la invención en la que el depósito esté
formado mediante un recipiente de depósito sujeto, de manera que se
puede liberar, al aparato manual y con ello de manera
intercambiable, ya sea para por ejemplo para el relleno o para la
variación del volumen del depósito, el cual está conectado a una
sección parcial de la conexión de fluido, gracias a que el tanque
de depósito está enchufado, por ejemplo, sobre una pieza de conexión
o está atornillado a la misma. El tanque de depósito está realizado
preferentemente como tanque de uso único. A pesar de que se prefiere
prever el depósito, en una estructuración simplificada se puede
suprimir un depósito de este tipo. El líquido que hay que
suministrar llega a los medios para pinchar gracias a que estos son
sumergidos en una reserva de líquido. Esta inmersión se repite
entonces varias veces durante la utilización del dispositivo.
Durante la inmersión el líquido que hay que suministrar se
distribuye por lo menos a lo largo de la superficie exterior de los
medios para pinchar.
Además pueden estar formadas en la invención
estructuraciones preferidas las cuales se explican a
continuación.
En una forma de realización de la invención está
previsto que el líquido sea conducido desde un depósito, a través
de una conexión de fluido, hacia los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento de la invención prevé que
la profundidad de penetración sea medida, en el tipo de
funcionamiento de medición, según por lo menos uno de los tipos de
medición siguientes: medición de pinchado única y medición de
varios pinchados en caso de movimientos hacia delante/atrás
repetitivos de los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento de la invención puede
prever que el tipo de funcionamiento de medición sea interrumpido
después de que a partir de los valores de medida medidos se haya
determinado la profundidad de penetración predeterminada.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
prevé que el líquido sea suministrado en cantidades parciales,
dependiendo de una frecuencia de movimiento del movimiento hacia
delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar, a través de
una conexión de fluido pulsada, desde el depósito a los medios para
pinchar.
En una estructuración apropiada de la invención
puede estar previsto que el líquido sea conducido, aprovechando las
fuerzas de adhesión, a lo largo de una sección de superficie de los
medios para pinchar, gracias a que los medios para pinchar estén
guiados a través de una abertura en una pared del depósito, en la
cual los medios para pinchar son guiados durante el movimiento
hacia delante/atrás repetitivo.
Una forma de realización preferida de la
invención prevé que el líquido sea bombeado, mediante un dispositivo
de bombeo, desde el depósito hacia los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento de la invención prevé
preferentemente que el dispositivo de control esté acoplado al
dispositivo de bombeo y emita al dispositivo de bombeo un impulso de
bombeo que estimule al dispositivo de bombeo, el cual está asignado
a una amplitud de salida predeterminada de una posición extraída de
los medios para pinchar en caso de movimiento hacia delante/atrás
repetitivo de los medios para pinchar.
En un perfeccionamiento ventajoso de la
invención puede estar previsto que el dispositivo de control emita
el impulso de bombeo al dispositivo de bombeo, cuando la amplitud de
salida predeterminada corresponda a una posición máxima extraída de
los medios para pinchar.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
puede prever que en el tipo de funcionamiento de medición los
valores de medición para la profundidad de penetración sean
recogidos como valores de medición de la impedancia del objeto.
Un perfeccionamiento preferido de la invención
prevé que mediante un generador de impulsos eléctrico, el cual está
conectado eléctricamente con los medios para pinchar, se emita un
impulso eléctrico a los medios para pinchar en un instante
predeterminado, con lo cual se genera en los medios para pinchar una
intensidad de campo eléctrico elevada, siendo asignado un instante
de emisión de impulso de otra amplitud de salida predeterminada en
otra posición extraída de los medios para pinchar durante el
movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los medios para
pinchar, coincidiendo la otra amplitud de salida opcionalmente con
la amplitud de salida predeterminada. Puede estar previsto que la
amplitud de salida predeterminada y/o la otra amplitud de salida
prevista correspondan a la amplitud de salida asignada a la
profundidad de penetración predeterminada. También cuando el
generador de impulsos sea integrado preferentemente en el
dispositivo para el suministro controlado de fluido, puede estar
previsto alternativamente un dispositivo en el cual el generador de
impulsor esté integrado con los componentes para la medición de
profundidades de penetración y para el ajuste de una amplitud de
salida dependiente de ello, sin que esté formado un suministro de
líquido y, por consiguiente, los medios utilizados para ello. De
forma análoga se emiten en el tipo de funcionamiento de emisión de
impulso impulsos eléctricos a medios para pinchar que se mueven de
forma repetitiva.
En una estructuración apropiada de la invención
puede estar previsto que en el dispositivo de accionamiento se
convierta, mediante un mecanismo de conversión, un movimiento de
giro de un motor eléctrico en un movimiento de traslación
repetitivo que hay que introducir sobre los medios para pinchar.
La invención se explica a continuación a partir
de formas de realización preferidas haciendo referencia a figuras
de un dibujo, en el que:
la Fig. 1 muestra una representación esquemática
de un dispositivo para el suministro controlado de un líquido que
contiene una sustancia activa;
la Fig. 2 muestra una representación esquemática
de una herramienta de pinchado con dispositivo de medición acoplado
a continuación para la medición de la profundidad de penetración de
unos medios para pinchar;
la Fig. 3 muestra un accionamiento de disco
oscilante en sección transversal;
la Fig. 4 muestra una representación esquemática
de un aparato manual con una herramienta de pinchado y un
dispositivo de accionamiento;
la Fig. 5 muestra una representación esquemática
de una herramienta de pinchado con dispositivo de medición acoplado
a continuación para la medición de la profundidad de penetración de
unos medios para pinchar;
la Fig. 6 muestra una representación esquemática
de otra herramienta de pinchado con dispositivo de medición
acoplado a continuación para la medición de la profundidad de
penetración de unos medios para pinchar.
La Fig. 1 muestra una representación esquemática
de un dispositivo para la penetración controlada en un objeto,
preferentemente con integración de un suministro controlado de un
líquido que contiene una sustancia activa. Un aparato manual 1, el
cual durante el suministro del líquido es guiado con la mano por un
usuario, está conectado, a través de un cable de conexión 2, el
cual en una estructuración alternativa puede estar realizado
también como conexión inalámbrica, con el aparato de control 3. A
través del cable de conexión 2 es suministrado, por un lado, el
aparato manual 1 con una tensión eléctrica de funcionamiento, la
cual es por regla general regulable, y, por el otro, se
intercambian datos electrónicos entre el aparato manual 1 y el
aparato de control 3. Estos últimos comprenden en especial datos de
medición y datos de control.
El aparato manual 1 comprende como componentes
fundamentales una herramienta de pinchado 4 con un alojamiento 5,
en el cual está apoyado desplazable unos medios para pinchar 6. En
el caso de los medios para pinchar 6 se trata de una aguja
individual o de un sistema de agujas con dos o más agujas. La
herramienta de pinchado 4 está acoplada a un dispositivo de
accionamiento 7, el cual sirve a continuación para mover los medios
de pinchado 6, de forma repetitiva, hacia delante y hacia atrás. Al
mismo tiempo, los medios para pinchar 6 se mueven a través de una
abertura 8, pudiendo encontrarse una punta 9 de los medios para
pinchar 6 en una posición completamente introducida delante o
detrás de la abertura 8. Una amplitud de salida de los medios para
pinchar 6, es decir la longitud de una sección de los medios para
pinchar 6 fuera de la abertura 8 en una posición completamente
extraída de los medios para pinchar 6, se puede ajustar gracias a
que se varía o bien una ascensión de los medios para pinchar 6 o
una posición de la abertura 8 en la dirección longitudinal de los
medios para pinchar 6. Esto último se consigue mediante un
desplazamiento del alojamiento 5. Puede estar prevista también una
combinación de estas posibilidades individuales para la definición
de la amplitud de salida.
En el aparato de control 3 está formado un
dispositivo de medición 10 el cual está acoplado, a través de una
interfase 11, al cable de conexión 2 y con ello al aparato manual 1.
En la representación esquemática de la Fig. 1 el dispositivo de
medición 10 está integrado como bloque en el aparato de control 3.
Se sobrentiende que elementos de una disposición de medición, que
comprende el dispositivo de medición 10 de la Fig. 1, pueden estar
integrados también en el aparato manual 1, por ejemplo electrodos
para un contacto con el objeto que se desea medir. Con la
disposición de medición se recoge la profundidad de penetración de
los medios para pinchar 6 en el objeto. Esto se explica en detalle
a continuación.
El aparato de control 3 comprende, además, un
dispositivo de control 12, el cual está conectado a la interfase 11
y al dispositivo de medición 10. El dispositivo de control 12 sirve
en especial para, en una utilización designada por ejemplo como
forma de funcionamiento de suministro de sustancia activa, para
ajustar una amplitud de salida predeterminada de los medios para
pinchar 6, que realiza una profundidad de penetración
predeterminada. La amplitud de salida ajustada de esta manera puede
ser mayor o menor que la profundidad de penetración medida en el
tipo de funcionamiento de medición o corresponder a ésta.
La magnitud de la amplitud de salida ajustada en
la forma de funcionamiento de suministro de sustancia activa es
fijada por el dispositivo de control 12 dependiendo de los valores
de medición para la profundidad de penetración en un tipo de
funcionamiento de medición previo. Al mismo tiempo un usuario del
aparato de control 3 puede, a través de un dispositivo de mando 13,
por ejemplo un teclado o una indicación táctil, definir
especificaciones deseadas para el suministro de líquido, por
ejemplo la elección de una capa de piel determinada, en la cual
debe ser introducido el líquido con la sustancia activa. Partiendo
de una especificación de este tipo, el dispositivo de control 12
está configurado para ajustar, teniendo en cuenta los resultados de
medición en el tipo de funcionamiento de medición, una amplitud de
salida, la cual corresponde a una profundidad de penetración
asignada a el ajuste de usuario. Por ejemplo, esto puede tener lugar
de tal manera que a una capa de piel seleccionada por el usuario
esté asignado un resultado de medición determinado para la
profundidad de penetración. Cuando este resultado de medición
aparece entonces en el tipo de funcionamiento de medición durante la
determinación de la profundidad de penetración momentánea, el
dispositivo de control 12 reconoce la amplitud de salida
correspondiente a ello y la ajusta para la forma de funcionamiento
de suministro de sustancia activa.
El movimiento de los medios para pinchar es
ocasionado mediante un movimiento ascensional periódico, el cual es
generado mediante el dispositivo de accionamiento 7, el cual
comprende un motor eléctrico para la generación de un movimiento de
accionamiento.
En una forma de realización el alojamiento 5
está realizado con metal y abovedado. Durante el funcionamiento, el
aparato manual 1 es colocado sobre el objeto que hay que pinchar,
por ejemplo una superficie de piel, así como, en contacto con la
superficie del objeto, es movido perpendicularmente respecto de él,
de manera que durante el movimiento ascensional oscilatorio de los
medios de pinchado 6 se aplica, saliendo del aparato manual 1, el
líquido mediante muchas operaciones de penetración en superficies
discrecionalmente grandes del objeto. En el caso más sencillo el
líquido es extraído mediante el movimiento de los medios para
pinchar 6, gracias a que los medios para pinchar 6 se mueven hacia
delante y hacia atrás en un depósito 14, el cual está lleno con el
líquido que hay que aplicar. El llenado del depósito 14 puede tener
lugar mediante fuerzas capilares, gracias a que el alojamiento 5 es
sumergido, por lo menos parcialmente, en una reserva de líquido. Una
abertura 15 del lado posterior está obturada mediante una membrana
de obturación que envuelve los medios para pinchar 6.
En este caso la extracción del líquido tiene
lugar sobre la base del arrastre del líquido, controlado por la
adhesión, por parte de medios para pinchar 6. De todos modos, este
tipo de aplicación del líquido es menos reproducible dado que el
líquido al entrar los medios de pinchado 6 en la superficie del
objeto es rascada parcialmente y por consiguiente no está claro que
cantidad de sustancia activa ha sido colocada de hecho en el lugar
"correcto". En otra realización el suministro del líquido tiene
lugar en el instante en que se alcanza una amplitud de salida
máxima, cuando los medios para pinchar 6 han alcanzado una
profundidad de penetración teórica, gracias a que al depósito 14
con el líquido que hay que extraer se le da un impulso de expulsión,
por ejemplo mediante una microbomba (no representada), la cual está
acoplada al depósito 14. En una realización alternativa el depósito
puede estar formado también fuera del alojamiento 5, por ejemplo
como tanque exterior en el aparato manual 1.
La superficie de metal abovedada del alojamiento
5 forma un electrodo de medición, mientras que la punta 9 actúa
como contraelectrodo. La profundidad de penetración se mide, en el
tipo de funcionamiento de medición, mediante la medición de la
impedancia. Dependiendo de las propiedades del objeto en la zona de
pinchado pueden aparecer determinados saltos de impedancia, los
cuales indican profundidades de penetración características, las
cuales deben ser asignadas por su parte de nuevo a capas del
objeto.
La aparición de un valor de medición
característico de este tipo se puede aprovechar entonces para fijar
una amplitud de salida predeterminada para la forma de
funcionamiento de suministro de sustancia activa, pudiendo ser la
amplitud de salida, asignada al valor de medición característico,
ampliada o reducida con este propósito.
El movimiento para pinchar de los medios para
pinchar se lleva a cabo con frecuencias de perforación comprendidas
entre aproximadamente 30 Hz y aproximadamente 250 Hz así como,
preferentemente, entre aproximadamente 50 Hz y aproximadamente 200
Hz. En caso de movimiento de traslación simultáneo del aparato
manual 1 sobre la superficie del objeto tiene lugar la penetración
del líquido, con un gran número de inyecciones, muy rápidamente de
manera que, por ejemplo, una inoculación dura únicamente algunos
segundos. Al mismo tiempo es esencial, para una entrada segura del
líquido, el ajuste preciso de la profundidad de penetración, el cual
tiene lugar mediante la medición en el tipo de funcionamiento de
medición así como mediante un ajuste regulado de la amplitud
ascensional mediante el dispositivo de control 12.
Dado que, con frecuencia, se desean
profundidades de penetración muy reducidas, por ejemplo de
aproximadamente 50 \mum hasta 100 \mum, el instante del
suministro de líquido así como la manipulación segura del aparato
de mano 1 son muy críticos para un proceso de suministro seguro. Si
para la conversión energética del movimiento ascensional de los
medios para pinchar 6 se mueven, además de los propios medios de
pinchado 6, cuerpos de masa adicionales, esto conduce a vibraciones
u oscilaciones a lo largo y, eventualmente, transversalmente con
respecto al movimiento ascensional, de manera que no es posible
ninguna alimentación de sustancia activa segura en la profundidad
exigida. Ejemplos de elementos de accionamiento de este tipo, en su
caso poco adecuados, en el dispositivo de accionamiento 7 son
accionamientos de tornillo, accionamientos de manivela,
accionamientos neumáticos y mecánicos para el movimiento de los
medios de pinchado 6. Estos accionamientos se pueden realizar,
debido a las grandes masas que se mueven adicionalmente a los medios
para pinchar 6, con frecuencia menos extensamente con poca
vibración. Dado que, además, estos accionamientos, a causa de su
tipo de movimiento, presentan grandes exigencias desde el punto de
vista constructivo, está impedida eventualmente una manipulación
segura del aparato manual 1.
En una forma de realización preferida se utiliza
un accionamiento de disco oscilante, con el cual se convierte un
movimiento de rotación en un movimiento hacia delante/atrás
repetitivo para el accionamiento de los medios para pinchar 6. La
Fig. 3 muestra un accionamiento de disco oscilante en sección
transversal.
La Fig. 3 muestra una representación esquemática
de un mecanismo de accionamiento en el cual sobre un árbol de
accionamiento 40 está montado un rodamiento de bolas 41 con un
anillo interior 42 montado inclinado sobre el árbol de
accionamiento 40 y un anillo exterior 43 libre. En el anillo
exterior 43 se sujeta una biela motriz 44 la cual está acoplada, a
través de una articulación 45, con una biela 46. Al girar el árbol
de accionamiento 40, el rodamiento de bolas 41 realiza un
movimiento oscilante el cual, con la ayuda de la biela motriz 44 y
de la biela 46, es convertido en un movimiento de accionamiento
lineal para los medios para pinchar en la dirección de la flecha A.
Al mismo tiempo el anillo exterior 43 es sujetado con la ayuda de
una protección contra torsión 47, la cual se mueve hacia delante y
hacia atrás en la dirección de la flecha B.
Mediante el movimiento del anillo exterior 43
libre se genera una amplitud de salida fija de los medios para
pinchar 6, de por ejemplo 2 mm. La amplitud de salida fija se puede
estructurar, para la operación de penetración, mediante
desplazamiento de una unidad de accionamiento 140 con el
accionamiento de disco oscilante en la carcasa 141 del aparato
manual 1, de forma variable con respecto a la abertura 8, lo que se
muestra esquemáticamente en la Fig. 4. El desplazamiento de la
unidad de accionamiento 140 en la carcasa 141 da lugar, por
consiguiente, al ajuste de la profundidad de penetración deseada.
El movimiento relativo de la unidad de accionamiento 140 puede
tener lugar, por ejemplo, mediante el accionamiento 23 giratorio en
el extremo superior del aparato manual 1 (Fig. 4). La
especificación de valor teórico para la profundidad de penetración
resulta de la medición de profundidad de penetración.
Al principio del proceso para el suministro
controlado del líquido la amplitud de salida de los medios para
pinchar 6 se selecciona, inicialmente, muy pequeña y se aumenta
entonces, en pequeños pasos, hasta la profundidad de penetración
deseada, la cual se caracteriza por que se alcanzan determinados
valores de medición, por ejemplo un salto de impedancia. En caso de
aumento gradual de la amplitud hasta la profundidad de penetración
teórica exige algunas operaciones de penetración. En cada operación
de penetración tiene lugar una medición de la impedancia. Los
valores de medición son almacenados en un procesador de señal
asignado al dispositivo de medición 10. Si los medios para pinchar
han avanzado hasta una profundidad deseada, aparece un valor de
medición característico, por ejemplo un valor de impedancia
esperado. La amplitud de salida alcanzada entonces se puede fijar
para el proceso posterior y utilizarse en lo que sigue como punto
fijo para la profundidad de penetración.
La Fig. 5 muestra una representación esquemática
de una herramienta de pinchado con dispositivo de medición acoplado
a ella para la medición de una profundidad de penetración de medios
para pinchar.
Dependiendo de la forma de realización de los
aparatos, están previstas diferentes variantes de electrodo para la
determinación de la profundidad de penetración. De este modo puede
estar previsto, en un sistema de varias agujas que, por ejemplo,
únicamente una parte de las agujas utilizadas para el pinchado se
usen como electrodo en la medición. Se determina la impedancia
entre por lo menos dos electrodos, los cuales están formados, en la
realización según la Fig. 5 mediante la punta 9 de los medios de
pinchado 6, en cuyo caso se trata de una aguja hueca y una sección
50 para el alojamiento 5. Además, está previsto un generador de
frecuencia 51. Para la medición se ajusta, preferentemente, una
amplitud de corriente alterna de a lo sumo 200 mV entre los
electrodos. La corriente que circula entre los electrodos llega, a
través de un conversor corriente-tensión 52, como
señal proporcional a la corriente, a un procesador de señal 53 el
cual lleva a cabo, junto con la señal de tensión, la evaluación y
el almacenamiento del valor de la impedancia. La frecuencia de la
corriente alterna se mueve en el margen de aproximadamente 50 kHz
hasta aproximadamente 100 kHz. Dentro de este margen de frecuencias
es posible, en particular, una discriminación segura entre tejido
cutáneo y sangre, cuando tiene lugar la introducción de sustancia
activa en la piel.
En la forma de realización de la Fig. 2 se
utiliza como electrodo los medios de pinchado 6, realizados como
aguja individual (aguja hueca), en especial en la zona de la punta
9. Como contraelectrodo y para el contacto eléctrico con el objeto
sirve, para la medición de la impedancia, el alojamiento 5 metálico.
Durante la operación de penetración se miden la corriente y la
tensión como función de la profundidad de penetración. Si los medios
de pinchado 6 penetran en el objeto resulta, sobre la base de la
medición de la corriente y la tensión, una impedancia
características para el objeto en la zona de penetración. Una
abertura de salida 30 para el líquido está formada, a una distancia
definida, por encima de la punta 9. La abertura de salida 30 está en
conexión de fluido con el depósito (no representado) para el
líquido que se desea aplicar.
En el tipo de funcionamiento de medición se
analizan para la determinación de la profundidad de penetración
teórica preferentemente no los valores absolutos sino la variación
relativa del valor de medición como consecuencia de la aparición de
saltos de valores de medición característicos. De forma conocida
depende, por ejemplo, el contacto de la piel, y con ello también la
precisión de la medición de la impedancia, del estado de la
superficie de la piel, por ejemplo a causa de la eliminación de
sudor. Las pruebas han demostrado que, por ejemplo, una medición
absoluta de la profundidad de penetración en la piel es
frecuentemente difícil a causa de parámetros de la piel que varían
constantemente.
Según la Fig. 6 se utilizan como medios para
pinchar, en otro ejemplo de realización, dos agujas para pinchar
60, 61, las cuales entran conjuntamente en el objeto, estando
formados electrodos 62, 63 para la medición de la impedancia en
cada caso en la punta. Se pueden utilizar también más de dos agujas
para pinchar. Comparado con el ejemplo de realización anterior, la
ventaja de la disposición de la Fig. 6 reside en que tienen lugar
simultáneamente varias inyecciones de inoculación, de manera que el
proceso de inoculación se puede finalizar con mayor rapidez.
Además, se puede llevar a cabo la medición de la impedancia entre
varios electrodos de aguja, los cuales penetran paralelos y
simultáneamente en el objeto y no dependen del contacto de objeto de
un electrodo, con lo cual se pueden obtener valores de medición
mejores y más seguros para la profundidad de penetración.
De igual manera que durante la medición con una
aguja, al inicio del proceso de inoculación la profundidad de
penetración de las agujas se aumenta hasta el salto característico
de la impedancia. La amplitud de salida del movimiento de pinchado
es "congelada" por consiguiente para el resto del proceso de
inoculación, durante el cual la sustancia activa es suministrada de
nuevo mediante múltiples inyecciones. Dado que en este caso se
dispone de varias agujas para el suministro de sustancia activa, se
acorta el tiempo de inoculación frente a la solución de aguja
individual en el factor del número de agujas.
El suministro de sustancia activa puede tener
lugar, en las diferentes formas de realización, de forma sencilla
mediante la inmersión de los medios de pinchado en un depósito para
el líquido durante el movimiento de retorno. El arrastre del
líquido para el suministro tiene lugar, en el caso más sencillo,
mediante adhesión de líquido a la aguja, en especial en
acanaladuras, depresiones y taladros transversales de los medios de
pinchado, aunque también puede estar prevista una utilización de
agujas con una superficie lisa. En otra estructuración los medios
de pinchado están realizados como agujas huecas, teniendo lugar una
abertura de salida para el líquido preferentemente en el lado, con
el fin de impedir un taponamiento del cuerpo hueco (comp. con la
Fig. 2, arriba). En esta realización el movimiento de la aguja así
como el instante del suministro de líquido están acoplados de forma
fija.
El suministro de líquido tiene lugar en una
realización apropiada al alcanzar una profundidad de penetración
máxima de los medios de pinchado, por ejemplo mediante un golpe de
ariete de una "microbomba" (no representada). Por ejemplo,
puede estar prevista una estimulación con presión periódica del
líquido encerrado en un tanque de depósito elásticamente
deformable, por ejemplo con un anillo piezoeléctrico que se
contraiga, el cual, de manera síncrona con el movimiento de avance
de los medios de pinchado, ejerce presión sobre el depósito o un
empujador, acoplado con el movimiento de los medios de pinchado, que
da lugar a la estimulación con presión.
Con la ayuda del dispositivo descrito se hace
posible una introducción selectiva de sustancias activas en un
objeto, por ejemplo en la piel. Las células de Langerhans están
almacenadas en la capa espinosa (stratum spinosum), en el
extremo inferior de la epidermis. Para ponerlas en contacto de forma
óptima con la sustancia inoculada hay que liberar la sustancia
activa en el entorno inmediato de las células de Langerhans y de
ningún modo en la dermis que se encuentra debajo de la epidermis.
Durante una operación de penetración, en la cual la aguja de
inyección penetra a una profundidad excesiva, existe el peligro de
que la sustancia activa llegue a la dermis papilar y con ello a la
sangre, o que sea derivada a los haces de colágeno de la dermis y no
pueda por consiguiente desarrollar su acción. Precisamente esto se
puede evitar con el dispositivo que se ha descrito con
anterioridad.
Las características de la invención, dadas a
conocer en la descripción anterior, las reivindicaciones y el
dibujo, pueden ser importantes, tanto individualmente como también
en combinaciones discrecionales, para la realización de la
invención en sus diferentes formas de realización.
Claims (30)
1. Dispositivo para la penetración controlada en
un objeto, en particular para el pinchado de la piel, con:
- -
- un dispositivo de accionamiento, el cual está configurado para suministrar una fuerza de accionamiento,
- -
- un dispositivo para pinchar, que comprende unos medios para pinchar destinados a penetrar en el objeto y que está acoplado al dispositivo de accionamiento, de manera que la fuerza de accionamiento es introducida sobre los medios para pinchar para un movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar,
- -
- un dispositivo de medición, el cual está configurado, en un tipo de funcionamiento de medición, para determinar valores de medición para una profundidad de penetración de los medios para pinchar,
- -
- un dispositivo de control, el cual está acoplado tanto al dispositivo de medición como al dispositivo de accionamiento y que está configurado para ajustar, para un tipo de funcionamiento de utilización, una amplitud de salida para el movimiento hacia delante/atrás repetitivo, el cual está asignado a una profundidad de penetración predeterminada, que se deduce a partir de los valores de medición para la profundidad de penetración, determinados en el tipo de funcionamiento de medición,
caracterizado porque el dispositivo de
accionamiento está configurado para suministrar la fuerza de
accionamiento para el movimiento hacia delante/atrás repetitivo de
los medios para pinchar con una frecuencia comprendida entre
aproximadamente 30 Hz y aproximadamente 250 Hz.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque está formado un depósito con un líquido
que contiene una sustancia activa, el cual está conectado con los
medios para pinchar mediante una conexión de fluido a través de la
cual el líquido llega, por lo menos en el tipo de funcionamiento de
utilización, al suministro de sustancia activa a los medios para
pinchar.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el dispositivo de medición está
configurado para determinar, en el tipo de funcionamiento de
medición, unos valores de medición para una profundidad de
penetración de los medios para pinchar en el objeto según por lo
menos uno de entre los tipos de medición siguientes: medición de
pinchado único y medición de varios pinchados en caso de movimientos
hacia delante/atrás repetitivos de los medios para pinchar.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque la conexión de fluido es una conexión de
fluido que se puede hacer funcionar de forma pulsada, que está
configurada, en función de una frecuencia de movimiento del
movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los medios para
pinchar, para suministrar el líquido en cantidades parciales desde
el depósito a los medios para pinchar.
5. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los medios para
pinchar están guiados a través de una abertura en una pared del
depósito, en la cual los medios para pinchar están guiados durante
el movimiento hacia delante/atrás repetitivo.
6. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque presenta un
dispositivo de bombeo el cual está configurado para bombear el
líquido desde el depósito a los medios para pinchar.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el dispositivo de control está acoplado
al dispositivo de bombeo y está configurado para suministrar al
dispositivo de bombeo un impulso de bombeo, que estimula al
dispositivo de bombeo, el cual está asignado a una amplitud de
salida predeterminada de una posición extraída de los medios para
pinchar en caso de movimiento hacia delante/atrás de los medios para
pinchar.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el dispositivo de control está
configurado para suministrar el impulso de bombeo al dispositivo de
bombeo cuando la amplitud predeterminada corresponde a una posición
máxima extraída de los medios para pinchar.
9. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el dispositivo
de bombeo comprende una microbomba.
10. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque la conexión de
fluido comprende un canal en los medios para pinchar, los cuales
conducen a una abertura de suministro formada en los medios para
pinchar.
11. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo de medición es un dispositivo de medición de la
impedancia para la medición de una impedancia del objeto.
12. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
para pinchar comprenden uno o varios electrodos de medición
acoplados la dispositivo de medición.
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque varios electrodos de medición están
formados en cada caso por una aguja comprendida por los medios para
pinchar.
14. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque un electrodo de medición está formado
mediante los medios para pinchar y un contraelectrodo de medición
está formado por una pieza de carcasa.
15. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo para pinchar está formado en un módulo de uso único que
se puede liberar del dispositivo de accionamiento.
16. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta un
generador de impulsos eléctrico, el cual está conectado
eléctricamente con los medios para pinchar y que está configurado
para emitir un impulso eléctrico a los medios para pinchar en un
instante predeterminado.
17. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
dispositivo de accionamiento comprende un mecanismo de conversión
el cual está configurado para convertir un movimiento de giro de un
motor eléctrico en un movimiento de traslación repetitivo que hay
que introducir sobre los medios para pinchar.
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque el mecanismo de conversión comprende una
disposición de disco oscilante, en la cual un disco oscilante está
acoplado en un árbol de accionamiento del motor eléctrico, y al
disco oscilante está acoplado un mecanismo de acoplamiento, estando
configurado el mecanismo de acoplamiento para introducir el
movimiento de traslación repetitivo sobre los medios para
pinchar.
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque el mecanismo de acoplamiento presenta un
empujador acoplado al disco oscilante, el cual está guiado en la
guía lineal.
20. Dispositivo según por lo menos una de las
reivindicaciones 2 a 19, caracterizado porque el depósito
está formado en una tobera de medios para pinchar.
21. Procedimiento para hacer funcionar un
dispositivo para la penetración controlada en un objeto en el cual
se ponen, mediante un dispositivo de accionamiento, que suministra
una fuerza de accionamiento, en un movimiento hacia delante/atrás
repetitivo unos medios para pinchar, comprendidos por un dispositivo
para pinchar, para penetrar en un objeto, en un dispositivo de
medición se miden, mediante un dispositivo de medición, valores de
medición para una profundidad de penetración de los medios para
pinchar en el objeto y mediante un dispositivo de control, que está
acoplado tanto al dispositivo de medición como al dispositivo de
accionamiento, está ajustada para el movimiento hacia delante/atrás
repetitivo de los medios para pinchar una amplitud de salida para
un tipo de funcionamiento de utilización, que está asignado a una
profundidad de penetración predeterminada, que se deduce de los
valores de medición, determinados en el tipo de funcionamiento de
medición, para la profundidad de penetración, caracterizado
porque para el movimiento hacia delante/atrás repetitivo de los
medios para pinchar se ajusta una frecuencia comprendida entre
aproximadamente 30 Hz y aproximadamente 250 Hz.
22. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque por lo menos en un tipo de
funcionamiento de utilización para el suministro controlado de
sustancia activa, que se conecta al tipo de funcionamiento de
medición, se suministra a los medios para pinchar un líquido que
contiene una sustancia activa.
23. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque el líquido es suministrado desde un
depósito, a través de una conexión de fluido, a los medios para
pinchar.
24. Procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque el líquido, dependiendo de una
frecuencia de movimiento del movimiento hacia delante/atrás
repetitivo de los medios para pinchar, es suministrado, a través de
una conexión de fluido pulsada, en cantidades parciales desde el
depósito a los medios para pinchar.
25. Procedimiento según la reivindicación 23 ó
24, caracterizado porque el líquido es guiado, aprovechando
las fuerzas de adhesión, a lo largo de una sección de superficie de
los medios para pinchar, gracias a que los medios para pinchar son
conducidos a través de una abertura en una pared del depósito, en la
cual los medios para pinchar son guiados durante el movimiento
hacia delante/atrás repetitivo.
26. Procedimiento según por lo menos una de las
reivindicaciones 23 a 25, caracterizado porque el líquido es
bombeado, mediante un dispositivo de bombeo, desde el depósito a los
medios para pinchar.
27. Procedimiento según la reivindicación 25,
caracterizado porque el dispositivo de control está acoplado
al dispositivo de bombeo y emite al dispositivo de bombeo un impulso
de bombeo que estimula el dispositivo de bombeo, el cual está
asignado a una amplitud de salida predeterminada de una posición
extraída de los medios para pinchar en caso de movimiento hacia
delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar.
28. Procedimiento según la reivindicación 27,
caracterizado porque el dispositivo de control emite el
impulso de bombeo al dispositivo de bombeo, cuando la amplitud de
salida predeterminada corresponde a una posición máxima extraída de
los medios para pinchar.
29. Procedimiento según por lo menos una de las
reivindicaciones 21 a 28, caracterizado porque mediante un
generador de impulsos eléctrico, el cual está conectado
eléctricamente con los medios para pinchar, se emite un impulso
eléctrico a los medios para pinchar en un instante predeterminado,
con lo cual se genera en los medios para pinchar una intensidad de
campo eléctrico elevada, siendo asignado un instante de emisión de
impulso de otra amplitud de salida predeterminada en otra posición
extraída de los medios para pinchar durante el movimiento hacia
delante/atrás repetitivo de los medios para pinchar, coincidiendo la
otra amplitud de salida opcionalmente con la amplitud de salida
predeterminada.
30. Procedimiento según por lo menos una de las
reivindicaciones 21 a 29, caracterizado porque en el
dispositivo de accionamiento se convierte, mediante un mecanismo de
conversión, un movimiento de giro de un motor eléctrico en un
movimiento de traslación repetitivo que hay que introducir sobre los
medios para pinchar.
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