ES2986346T3 - Secuencia de activación - Google Patents

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Ori Ben-David
Andrei Yosef
Shai Peretz
Felix Kolderar
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Abstract

Un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas incluye una vía de fluido que tiene una aguja de depósito, una aguja de cuerpo, un mecanismo de inyección de aguja de cuerpo y un conjunto de bombeo (a) configurado para bombear la sustancia desde el depósito hasta el sujeto, (b) conformado para definir una cámara de bombeo y (c) que incluye un émbolo dispuesto dentro de la cámara de bombeo. El émbolo se mueve hacia adelante y hacia atrás a través de una pluralidad de fases de movimiento discretas. Una primera fase de movimiento del émbolo activa una primera operación de un grupo de operaciones que incluyen (a) impulsar la aguja de depósito para penetrar en el depósito, (b) hacer avanzar la aguja de cuerpo dentro del cuerpo del sujeto, (c) retirar la sustancia del depósito, (d) bombear la sustancia dentro del sujeto y (e) retraer la aguja de cuerpo. Una segunda fase de movimiento del émbolo activa una segunda operación del grupo de operaciones. También se describen otras aplicaciones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Secuencia de activación
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de:
(a) US 62/741.572 de Ben-David, presentada el 5 de octubre de 2018 con el título “ Triggering sequence” , y
(B) US 62/805.021 de Yosef, presentada el 13 de febrero de 2019, con el título “ Drawing drug from a vial” .
Campo de la invención
La presente invención se refiere, generalmente, a la administración de una sustancia terapéutica a un sujeto y, más específicamente, a dispositivos portátiles de administración de fármacos que utilizan depósitos de sustancias terapéuticas.
Antecedentes
Las bombas se utilizan frecuentemente en la industria médica para administrar a sujetos sustancias terapéuticas, p. ej., fármacos. Todas las sustancias terapéuticas, tales como solución salina, insulina, antibióticos y fármacos de quimioterapia, pueden administrarse a un sujeto con bombas médicas. Si bien se requiere la hospitalización para la administración de algunas sustancias terapéuticas, otras sustancias terapéuticas, tales como por ejemplo insulina, no requieren que el sujeto esté en el hospital. Las bombas médicas permiten a los pacientes seguir con su vida diaria mientras reciben una sustancia terapéutica.
EP 3354303 describe una bomba que tiene un pistón de bomba alternante y una válvula de pistón configurados para ser impulsados en una dirección axial. La válvula de pistón conecta una cámara de bomba a un puerto de entrada de modo que, cuando el pistón de la bomba realiza una carrera de llenado de la cámara, el líquido se aspira a través del puerto de entrada hacia dentro de la cámara de bomba. La válvula de pistón conecta posteriormente la cámara de bomba al puerto de salida, de modo que, cuando el pistón de la bomba realiza una carrera de vaciado de la cámara, el fluido es expulsado a través de un puerto de salida.
US 2018/028747A1 describe un dispositivo para establecer conexiones asépticas entre dos componentes o subconjuntos más. Los dispositivos pueden usarse en dispositivos médicos tales como bombas de administración de fármacos. Se hace que un elemento perforante perfore un sello perforable para abrir una vía de fluido para la administración de un fármaco fluido a través de un conjunto de conexión con la vía de fluido.
US 2016/0158435 A1 describe un subconjunto de vía de flujo que incluye componentes de vía de flujo de medicamento de un dispositivo médico, y un soporte configurado para sujetar los componentes de modo que el centro de gravedad del subconjunto esté dispuesto sustancialmente en un eje longitudinal central del subconjunto.
Resumen de la invención
Se proporciona un aparato, tal como, por ejemplo, un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas, p. ej., una bomba de parche médica portátil, para su uso con un depósito de sustancias terapéuticas. Dentro del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas hay una vía de fluido. El extremo corriente arriba de la vía de fluido comprende una aguja para un depósito que penetra en el depósito de sustancias terapéuticas. El extremo corriente abajo de la vía de fluido comprende una aguja para el cuerpo. Un mecanismo de inyección con aguja para el cuerpo típicamente hace avanzar la aguja en el cuerpo de un sujeto y retrae la aguja del cuerpo del sujeto. Para algunas aplicaciones, un conjunto de bombeo electromecánico, conformado para definir una cámara de bomba y que comprende un émbolo dispuesto dentro de la cámara de bomba, bombea al sujeto la sustancia terapéutica desde el depósito de sustancias terapéuticas.
Se combina una pluralidad de operaciones para operar el dispositivo de administración de sustancias terapéuticas. La pluralidad de operaciones típicamente incluye impulsar la aguja para el depósito para que penetre en el depósito de sustancias terapéuticas, hacer avanzar la aguja en el cuerpo del sujeto, extraer la sustancia terapéutica del depósito de sustancias terapéuticas, bombear la sustancia terapéutica en el sujeto y retraer la aguja del cuerpo del sujeto (o un subconjunto de estas). El émbolo del conjunto de bombeo electromecánico se mueve hacia adelante y hacia atrás, p. ej., linealmente a lo largo de una trayecto en línea recta, durante una pluralidad de fases de movimientos distintos. A medida que el émbolo se mueve hacia adelante y hacia atrás, cada una de sus fases de movimiento activa una de las diferentes operaciones, de manera que todas las operaciones del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas son accionadas por los distintos movimientos hacia adelante y hacia atrás del émbolo. Por lo tanto, una primera de las fases de movimiento acciona una primera de las operaciones mencionadas anteriormente, una segunda de las fases de movimiento opera una segunda de las operaciones mencionadas anteriormente y una tercera de las fases de movimiento del émbolo acciona una tercera de las operaciones.
Se proporciona un depósito de sustancias terapéuticas, p. ej., una bomba de parche médica portátil, que se conecta a un depósito de sustancias terapéuticas, tal como, por ejemplo, un vial de fármaco no hundible que no contiene (ni usa) un émbolo móvil. Una bomba dentro del depósito de sustancias terapéuticas aspira la sustancia terapéutica del depósito al interior de una cámara de bomba, p. ej., una jeringa, sin cambiar las dimensiones internas del depósito. Típicamente, se permite que entre aire en el depósito mientras se aspira el fármaco para evitar que se acumule vacío dentro del depósito. A continuación la sustancia terapéutica dentro de la cámara de bomba se administra al sujeto.
Para aspirar la sustancia terapéutica del depósito, se calcula un volumen de la sustancia terapéutica dentro del depósito y se usa un sensor de orientación, p. ej., un acelerómetro o un giroscopio, para determinar la orientación del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad. Para diferentes volúmenes de sustancia terapéutica que permanecen en el depósito, ciertas orientaciones correspondientes del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas permitirán aspirar la sustancia terapéutica del depósito, mientras que otras orientaciones del depósito de sustancias terapéuticas no permitirán extraer la sustancia terapéutica del depósito. Así, unos sistemas de circuitos de control dentro del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas impulsa la bomba para aspirar la sustancia terapéutica del depósito en respuesta a una indicación de que la combinación de (i) el volumen de la sustancia terapéutica dentro del depósito y (ii) la orientación del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad permite extraer líquido del depósito.
Típicamente, la sustancia terapéutica se aspira del depósito en respuesta a la combinación descrita anteriormente y sustancialmente no en respuesta a un programa de bombeo predeterminado, es decir, establecido. Por lo tanto, el sistema de circuitos de control puede impulsar el dispositivo de administración de sustancias terapéuticas para aspirar la sustancia terapéutica del depósito al interior de la cámara de bomba, es decir, para rellenar la cámara de bomba, incluso si no se ha suministrado al sujeto toda la sustancia terapéutica dentro de la cámara de bomba.
Por lo tanto, un paciente puede comprar un vial de fármaco estándar disponible en el mercado e insertarlo directamente en el dispositivo de administración de sustancias terapéuticas, sin tener que usar un aparato de llenado intermedio para llenar el dispositivo de administración de sustancias terapéuticas desde el vial de fármaco.
La presente invención se entenderá de forma más completa a partir de la siguiente descripción detallada de aplicaciones de la misma, tomada junto con los dibujos, donde:
Breve descripción de los dibujos
Las Figs. 1A-C son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas de un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas que muestran una pluralidad de mecanismos internos en sus respectivas posiciones de inicio, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 2A-C son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de las Figs. 1A-C y de una aguja para el depósito después de una primera fase de movimiento de un émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 3A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas que muestran una segunda fase de movimiento del émbolo y un mecanismo de inyección con aguja para el cuerpo que gira para introducir la aguja en el cuerpo de un sujeto, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 4A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas que muestran una tercera fase de movimiento del émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 5A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas que muestran una cuarta fase de movimiento del émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 6 es una ilustración esquemática del mecanismo de inyección con aguja para el cuerpo, según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 7 es un diagrama de flujo que muestra un método de administración a un sujeto de una sustancia terapéutica, según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 8 es una ilustración esquemática de un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 9-10 son ilustraciones esquemáticas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de la Fig. 8 en una orientación diferente con respecto a la gravedad, según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 11 es un gráfico que muestra el porcentaje de sustancia terapéutica administrada frente a un ángulo del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas, según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 12 es una ilustración esquemática de un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas según algunas aplicaciones de la presente invención;
la Fig. 13 es un diagrama de flujo que representa un método de detección de final de tratamiento, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 14A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas de un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas que muestran una pluralidad de mecanismos internos en sus respectivas posiciones de inicio, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 15A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de las Figs. 14A-B y de una aguja para el depósito y una aguja de aire después de una primera fase de movimiento de un émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 16A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de las Figs. 14A-B, que muestran una segunda fase de movimiento del émbolo y un mecanismo de inyección con aguja para el cuerpo que gira para introducir una aguja en el cuerpo de un sujeto, según algunas aplicaciones de la presente invención;
las Figs. 17A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de las Figs. 14A-B, que muestran una tercera fase de movimiento del émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención; y
las Figs. 18A-B son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de las Figs. 14A-B, que muestran una cuarta fase de movimiento del émbolo, según algunas aplicaciones de la presente invención.
Descripción detallada
A continuación se hace referencia a las Figs. 1A-C, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas de un dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una pluralidad de mecanismos internos en sus respectivas posiciones de inicio, según algunas aplicaciones de la presente invención. Típicamente, el dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas se conecta a un depósito 22 de sustancias terapéuticas. El depósito 22 de sustancias terapéuticas puede estar previamente lleno o, de forma alternativa, el usuario puede llenarlo. El depósito 22 de sustancias terapéuticas puede ser reemplazable. Para algunas aplicaciones, el depósito 22 de sustancias terapéuticas es un cartucho con un tapón móvil que está dispuesto dentro del cartucho y se mueve dentro del cartucho a medida que la sustancia terapéutica se aspira del cartucho.
Para algunas aplicaciones, una vía 26 de fluido (mostrada en la Fig. 1C) dentro del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas comprende una aguja 24 para el depósito en un extremo 25 corriente arriba. La aguja 24 para el depósito está colocada para penetrar en el depósito 22 de sustancias terapéuticas (tal como se describe más adelante con más detalle con referencia a las Figs. 2A-C). De forma alternativa, la vía 26 de fluido puede conectarse al depósito 22 de sustancias terapéuticas a través de un conector que no sea una aguja. Un mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo que es coaxial con una aguja 30 para el cuerpo (tal como se muestra en la Fig. 6) está dispuesto en un extremo 27 corriente abajo de la vía 26 de fluido. Como se describe con más detalle posteriormente con referencia a las Figs. 3A-B y las Figs. 5A-B, el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo típicamente hace avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto y retrae la aguja 30 del cuerpo del sujeto. Para algunas aplicaciones, el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo solo puede hacer avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto.
Para algunas aplicaciones, un conjunto 32 de bombeo electromecánico (Fig. 1B) bombea la sustancia terapéutica desde el depósito 22 de sustancias terapéuticas al sujeto a través de la vía 26 de fluido. El conjunto 32 de bombeo electromecánico está conformado para definir una cámara 34 de bomba y comprende un émbolo 36 dispuesto dentro de la cámara 34 de bomba. El émbolo 36 se mueve hacia adelante y hacia atrás durante una pluralidad de fases de distintos movimientos como se describe con más detalle posteriormente. Típicamente, un motor 38 impulsa el movimiento del émbolo 36 a través de una serie de engranajes 40, uno de los cuales está acoplado a un tornillo que es coaxial al émbolo 36 para traducir el movimiento rotacional de los engranajes 40 en un movimiento lineal del émbolo 36.
Para algunas aplicaciones, el conjunto de bombeo puede no ser electromecánico, es decir, el conjunto 32 de bombeo puede impulsarse para bombear al sujeto la sustancia terapéutica desde el depósito 22 de sustancias terapéuticas a través de un mecanismo de impulso que no sea electromecánico, p. ej., un mecanismo de impulso neumático, o un mecanismo de accionamiento mecánico, tal como un mecanismo impulsado por resorte.
A medida que el émbolo 36 se mueve hacia adelante y hacia atrás durante la pluralidad de fases de distintos movimientos, cada fase de movimiento del émbolo activa una operación del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas. Por lo tanto, una primera de las fases de movimiento acciona una primera de las operaciones, y una segunda de las fases opera una segunda de las operaciones. Como se ha descrito anteriormente, las operaciones incluyen típicamente impulsar la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas, hacer avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto, extraer la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas, bombear en el sujeto la sustancia terapéutica y retraer la aguja 30 del cuerpo del sujeto (o un subconjunto de estas). Opcionalmente, la pluralidad de operaciones puede incluir además retraer la aguja 24 del depósito 22 de sustancias terapéuticas.
Para algunas aplicaciones, las operaciones se activan en una secuencia como se describirá posteriormente con referencia a las fases de movimiento 1 a 4 del movimiento del émbolo. Sin embargo, la secuencia de operaciones no es limitante y las operaciones pueden activarse mediante el movimiento del émbolo en cualquier secuencia. Para algunas aplicaciones, solo algunas, p. ej., dos o tres, de las operaciones pueden activarse mediante el movimiento del émbolo.
A continuación se hace referencia a las Figs. 2A-C, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas y de la aguja 24 para el depósito después de una primera fase de movimiento del émbolo 36, según algunas aplicaciones de la presente invención. Típicamente, el primer movimiento del émbolo 36 es un máximo avance del émbolo 36 en una primera dirección para impulsar la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas. Para algunas aplicaciones, la aguja 24 para el depósito está montada en un deslizador 42 de aguja. Un elemento 44 de conexión rígido, p. ej., un soporte rígido (Fig. 2C), conectado al deslizador 42 de aguja se coloca de manera que el émbolo 36 empuje el elemento 44 de conexión rígido a medida que el émbolo 36 se mueve hacia el máximo avance en la primera dirección. Por lo tanto, el elemento 44 de conexión rígido impulsa la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas a medida que el émbolo 36 se mueve hacia el máximo avance en la primera dirección. Para algunas aplicaciones, la aguja 24 para el depósito solo se impulsa en la primera dirección para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas, p. ej., después de que el émbolo 36 la empuje en la primera dirección, el elemento 44 de conexión rígido no se conecta al émbolo 36 y no se retrae junto con la retracción del émbolo 36. De forma alternativa, después de que la sustancia terapéutica se haya bombeado al sujeto desde el depósito 22 de sustancias terapéuticas, el elemento 44 de conexión rígido puede volver a conectarse al émbolo 36 para impulsar el deslizador 42 de aguja en una segunda dirección opuesta a la primera dirección a medida que el émbolo 36 se retrae para retraer la aguja 24 del depósito 22 de sustancias terapéuticas.
La Fig. 2A muestra una vista superior de (a) el émbolo 36 después de realizar el máximo avance en la primera dirección que impulsa la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas, y (b) la aguja 24 para el depósito después de haber penetrado en el depósito 22 de sustancias terapéuticas. Como se describe con más detalle posteriormente, el conjunto 32 de bombeo electromecánico está dispuesto de manera que, si bien otras fases de movimiento del émbolo 36 pueden incluir avances del émbolo 36 en la primera dirección, típicamente ninguna otra fase de movimiento que sea un avance del émbolo en la primera dirección es un avance del émbolo tan grande como el máximo avance. La línea discontinua 46 muestra el máximo avance del émbolo 36. La línea discontinua 48 muestra un punto en el que el émbolo puede avanzar durante una fase de movimiento diferente, que es un avance parcial del émbolo 36, tal como se describe posteriormente con referencia a las Figs. 4A-B.
A continuación se hace referencia a las Figs. 3A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una segunda fase de movimiento del émbolo 36 y del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo que giran para introducir la aguja 30 en el cuerpo del sujeto, según algunas aplicaciones de la presente invención. Típicamente, la segunda fase del émbolo 36 está en una segunda dirección, p. ej., la primera fase de movimiento es un avance máximo del émbolo 36 como se ha descrito anteriormente, y la segunda fase de movimiento es una retracción del émbolo 36. Para algunas aplicaciones, la segunda fase de movimiento del émbolo 36 es una retracción parcial del émbolo 36 que hace que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo haga avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto. Típicamente, la retracción parcial del émbolo 36 es menor que la retracción máxima del émbolo 36 en la segunda dirección. La línea discontinua 50 indica un punto de parada del émbolo 36 después de la retracción parcial. La línea discontinua 52 indica un punto de parada del émbolo 36 para una retracción máxima del émbolo 36.
Para algunas aplicaciones, el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo funciona en base a la rotación provocada por un resorte 75 de torsión precargado (mostrado con más detalle en la Fig. 6). En su posición inicial, tal como se muestra en la Fig. 1, una primera protuberancia 56 del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se conecta a un limitador 58, p. ej., un soporte rígido, que evita que gire el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo. El limitador 58 se coloca típicamente de manera que el émbolo 36 lo empuje durante la retracción del émbolo 36 en la segunda dirección. La segunda fase de movimiento del émbolo 36, es decir, la retracción parcial del émbolo 36, empuja el limitador 58, haciendo que el limitador 58 se desplace una primera cantidad, lo que a su vez desengancha el limitador 58 de la primera protuberancia 56. Por lo tanto, se permite que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se mueva durante una primera rotación debido al resorte de torsión precargado. La progresión de la Fig. 2A a la Fig. 3A muestra el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo rotando en el sentido de las agujas del reloj. Una segunda protuberancia 62 del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se conecta al limitador 58 para detener la primera rotación del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo después de que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo haya completado una rotación de al menos 45 grados y/o menos de 135 grados, p. ej. 90 grados. Como se muestra en la Fig. 3B, a medida que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se mueve durante la primera rotación, la aguja 30 para el cuerpo avanza hasta una posición extendida. Durante el uso, la aguja 30 para el cuerpo avanza en el cuerpo del sujeto. La aguja 30 para el cuerpo típicamente avanza en el cuerpo del sujeto de forma perpendicular a la piel del sujeto.
Para algunas aplicaciones, mientras que la primera fase de movimiento del émbolo 36 activa una única operación, es decir, hacer avanzar la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas, la segunda fase de movimiento del émbolo 36 activa dos de las operaciones. Por ejemplo, el conjunto 32 de bombeo electromecánico puede disponerse de manera que, cuando el émbolo 36 se retraiga parcialmente durante la segunda fase de movimiento, se active la operación de extraer la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas, así como la operación de hacer avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto. Dado que la aguja 24 para el depósito penetró en el depósito 22 de sustancias terapéuticas durante la primera fase de movimiento, se establece una conexión de fluido entre la cámara 34 de bomba y el depósito 22 de sustancias terapéuticas. Por lo tanto se deduce que, a medida que el émbolo 36 se retrae desde dentro de la cámara 34 de bomba durante la segunda fase de movimiento, la sustancia terapéutica se aspira al interior de la cámara 34 de bomba a través de la aguja 24 para el depósito y la vía 26 de fluido.
A continuación se hace referencia a las Figs. 4A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una tercera fase de movimiento del émbolo 36, según algunas aplicaciones de la presente invención. Típicamente, la tercera fase de movimiento del émbolo 36 es un movimiento del émbolo 36 en la primera dirección que acciona una tercera operación. Para algunas aplicaciones, la tercera fase de movimiento del émbolo 36 es un avance parcial del émbolo 36 en la primera dirección para bombear al sujeto la sustancia terapéutica dentro de la cámara 34 de bomba a través de la vía 26 de fluido y la aguja 30 para el cuerpo. La línea discontinua 48 ilustra un punto de parada del émbolo 36 después de que el émbolo 36 haya avanzado parcialmente en la primera dirección durante la tercera fase de movimiento.
Típicamente, la primera fase de movimiento del émbolo 36 es anterior a la segunda fase de movimiento y la segunda fase de movimiento del émbolo 36 es anterior a la tercera fase de movimiento. Por lo tanto, secuencialmente, la aguja 24 para el depósito penetra en el depósito 22 de sustancias terapéuticas para iniciar una conexión de fluido, la aguja 30 avanza en el cuerpo del sujeto mientras la sustancia terapéutica se extrae del depósito 22 de sustancias terapéuticas hacia dentro de la cámara 34 de bomba y, posteriormente, la sustancia terapéutica se bombea al sujeto desde la cámara 34 de bomba. La segunda (Fig. 3A) y tercera (Fig. 4A) fases de movimiento pueden repetirse de manera alternante para extraer repetidamente la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas hacia dentro de la cámara 34 de bomba y bombearla al sujeto desde la cámara 34 de bomba.
Como se ilustra en las Figs. 3A y 4A, el movimiento alternante repetido de la segunda y tercera fases de movimiento bombea la sustancia terapéutica desde el depósito 22 de sustancias terapéuticas al sujeto mientras la aguja 30 para el cuerpo permanece dentro del cuerpo del sujeto. Dado que el émbolo 36 empuja el limitador 58 cuando el émbolo 36 se retrae en la segunda dirección, el avance parcial del émbolo 36 para bombear al sujeto la sustancia terapéutica desde la cámara 34 de la bomba típicamente no afecta a la posición del limitador 58. A medida que se repite la retracción parcial de la segunda fase de movimiento, el émbolo 36 típicamente vuelve a la misma posición de retracción parcial y, por lo tanto, el limitador 58 permanece en su lugar, haciendo que la aguja 30 para el cuerpo permanezca dentro del cuerpo del sujeto.
Para algunas aplicaciones, se disponen dos válvulas dentro del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas de manera que (a) cuando la sustancia terapéutica se extrae del depósito 22 de sustancias terapéuticas hacia dentro de la cámara 34 de bomba, se abre una primera válvula, permitiendo que la sustancia terapéutica entre en la cámara 34 de bomba, y una segunda válvula se cierra, impidiendo que la sustancia terapéutica salga de la cámara 34 de bomba, y (b) cuando la sustancia terapéutica se está bombeando al sujeto desde la cámara 34 de bomba, la primera válvula se cierra, impidiendo que más sustancia terapéutica entre en la cámara 34 de bomba, y la segunda válvula se abre, permitiendo que la sustancia terapéutica salga de la cámara 34 de bomba hacia el sujeto.
Como se ilustra mediante las líneas discontinuas 50 y 48, respectivamente, la retracción del émbolo 36 para extraer la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas y el avance del émbolo 36 para bombear al sujeto la sustancia terapéutica son, respectivamente, una retracción parcial y un avance parcial. Para algunas aplicaciones, el conjunto 32 de bombeo electromecánico está dispuesto de manera que ninguna otra fase de movimiento que sea un avance del émbolo 36 en la primera dirección sea un avance del émbolo tan grande como el máximo avance, p. ej., el máximo avance que impulsa a la aguja 24 para el depósito para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas, y ninguna otra fase de movimiento que sea una retracción del émbolo en la segunda dirección sea una retracción del émbolo tan grande como la máxima retracción (que se describe con más detalle posteriormente). El evitar un máximo avance y una máxima retracción del émbolo 36 durante el movimiento alternante de extraer repetidamente la sustancia terapéutica del depósito y bombearla al sujeto permite que el émbolo 36 se retraiga y avance repetidamente sin provocar la activación de otras operaciones que pueden producirse cuando el émbolo 36 realiza un avance máximo o una retracción máxima.
A continuación se hace referencia a las Figs. 5A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una cuarta fase de movimiento del émbolo 36, según algunas aplicaciones de la presente invención. Típicamente, la cuarta fase de movimiento del émbolo 36 es en la segunda dirección, es decir, una retracción del émbolo 36, y acciona una cuarta de las operaciones. Para algunas aplicaciones, la cuarta fase de movimiento del émbolo 36 es una retracción máxima del émbolo 36 en la segunda dirección, lo que hace que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo retraiga la aguja 30 del cuerpo del sujeto. Como se ha descrito anteriormente, para algunas aplicaciones, ninguna otra fase de movimiento que sea una retracción del émbolo 36 es tan grande como la máxima retracción, con el fin de evitar que se active la retracción de la aguja 30 para el cuerpo antes de que la sustancia terapéutica haya terminado de administrarse al sujeto. La línea discontinua 52 muestra el punto de parada del émbolo 36 después de que el émbolo 36 realice la máxima retracción.
Como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 3, después de la primera rotación del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo, la segunda protuberancia 62 se conecta al limitador 58. La cuarta fase de movimiento del émbolo 36, es decir, la máxima retracción del émbolo 36, hace que el limitador 58 desplace aún más una segunda cantidad, lo que a su vez desconecta el limitador 58 de la segunda protuberancia 62. Por lo tanto, se permite que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se mueva durante una segunda rotación de al menos 90 grados y/o menos de 270 grados desde su posición inicial original (p. ej.,180 grados desde su posición inicial original) debido al resorte 75 de torsión precargado. Por ejemplo, la segunda rotación puede ser una segunda rotación de 90 grados después de la primera rotación de 90 grados en la misma dirección.
Para algunas aplicaciones, tales como, por ejemplo, cuando el depósito 22 de sustancias terapéuticas es reemplazable, el émbolo 36 y la aguja 24 para el depósito pueden disponerse de manera que la máxima retracción del émbolo 36 retraiga la aguja 24 del depósito 22 de sustancias terapéuticas. Por ejemplo, la máxima retracción del émbolo 36 puede hacer que el elemento 44 de conexión rígido se vuelva a conectar al émbolo 36 y retraiga el deslizador 42 de aguja a medida que el émbolo 36 se mueve hacia una retracción máxima, que a su vez retrae la aguja 24 para el depósito.
Si bien el orden de las operaciones no es limitante, para algunas aplicaciones, el émbolo 36 se mueve durante las fases de los distintos movimientos para activar secuencialmente todas las operaciones. Así, por ejemplo, el orden de las operaciones puede ser el siguiente:
• la aguja 24 para el depósito se impulsa primero para que penetre en el depósito 22 de sustancias terapéuticas,
• a continuación el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se activa para hacer avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto mientras se extrae la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas hacia dentro de la cámara 34 de bomba,
• a continuación la sustancia terapéutica se bombea al sujeto desde la cámara 34 de la bomba (típicamente las fases de extraer la sustancia terapéutica del depósito y bombearla al sujeto se repiten de manera alternante), y
• a continuación el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se activa para retraer la aguja 30 del cuerpo del sujeto y, opcionalmente, la aguja 24 se retrae del depósito 22 de sustancias terapéuticas. Para algunas aplicaciones, ambas retracciones se realizan generalmente de forma simultánea.
Por lo tanto, según algunas aplicaciones de la presente invención, todo el dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas es operado por el motor 38 que impulsa el émbolo 36 para que se mueva hacia adelante y hacia atrás durante la pluralidad de fases de movimiento, aumentando la simplicidad de la operación y ahorrando espacio dentro del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas.
A continuación se hace referencia a la Fig. 6, que es una ilustración esquemática del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo, según algunas aplicaciones de la presente invención. Para algunas aplicaciones, el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo tiene la forma de una leva cilíndrica 74. Dispuesto alrededor de la leva cilíndrica 74 hay un resorte 75 de torsión precargado. La leva cilíndrica 74 está conformada para definir las ranuras 76 y 76' en ángulo. La vía 26 de fluido se acopla a la aguja 30 para el cuerpo de manera que la aguja 30 para el cuerpo sea coaxial a la leva cilíndrica 74 y se disponga dentro de ella y un segmento 78 de acoplamiento rígido (mostrado también en las Figs. 1A-B, 2A-B, 3A-B, 4A-B y 5A-B) se disponga (a) entre la aguja 30 para el cuerpo y la vía 26 de fluido, y (b) dentro de la ranura 76 de la leva cilíndrica 74. Cuando se permite que la leva cilíndrica 74 se mueva durante la primera rotación (indicada por la flecha 84) de al menos 45 grados y/o menos de 135 grados, p. ej., 90 grados, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 3A, la ranura 76 en ángulo hace que el segmento 78 de acoplamiento se mueva hacia abajo con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas (como se indica con la flecha hacia abajo 80), lo que a su vez hace que la aguja 30 para el cuerpo avance hacia el cuerpo del sujeto. Cuando se permite que la leva cilíndrica 74 rote más durante la segunda rotación (típicamente en la misma dirección que la primera rotación, como se indica con la flecha 86) de al menos 90 grados y/o menos de 270 grados desde su posición inicial original, p. ej., 180 grados desde la posición inicial, la ranura 76' en ángulo hace que el segmento 78 de acoplamiento se mueva hacia arriba con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas (como se indica con la flecha hacia arriba 82), lo que a su vez hace que la aguja 30 se retraiga del cuerpo del sujeto.
La imagen izquierda, la imagen central y la imagen derecha de la Fig. 6 se muestran desde diferentes perspectivas con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas. A medida que la leva cilíndrica 74 rota en el sentido de las agujas del reloj, el segmento 78 de acoplamiento se mueve directamente hacia arriba y hacia abajo con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas. (Por el contrario, la leva cilíndrica 74 se mueve de forma rotacional con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas). El segmento 78 de acoplamiento típicamente no se mueve de forma rotacional con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas.
En la transición de la Fig. 2A (vista superior) a la Fig. 3A (vista superior), el segmento 78 de acoplamiento no rota con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, sin embargo, como se muestra en la transición de la Fig. 2B (vista en perspectiva) a la Fig. 3B (vista lateral), el segmento 78 de acoplamiento se desplaza hacia abajo con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas (correspondiente a la transición entre la imagen izquierda y la imagen central en la Fig. 6 a medida que la leva cilíndrica 74 rota). Por lo tanto, la imagen izquierda de la Fig. 6 corresponde a la posición del segmento 78 de acoplamiento en las Figs. 1A-B y las Figs. 2A-B, y la imagen central de la Fig. 6 corresponde a la posición del segmento 78 de acoplamiento en las Figs. 3A-B y las Figs. 4A-B.
De manera similar, en la transición de la Fig. 4A (vista superior) a la Fig. 5A (vista superior), el segmento 78 de acoplamiento no rota con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, sin embargo, como se muestra en la transición de la Fig. 4B (vista lateral) a la Fig. 5B (vista lateral), el segmento 78 de acoplamiento se desplaza hacia arriba con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas (correspondiente a la transición entre la imagen central y la imagen derecha en la Fig. 6 a medida que la leva cilíndrica 74 rota de nuevo). Por lo tanto, la imagen derecha de la Fig. 6 corresponde a la posición del segmento 78 de acoplamiento en las Figs.
5A-B.
A continuación se hace referencia a la Fig. 7, que es un diagrama de flujo que muestra un método de administración a un sujeto de una sustancia terapéutica, según algunas aplicaciones de la presente invención. Después de administrar a un sujeto una sustancia terapéutica de un depósito de sustancias terapéuticas a través de una vía de fluido de un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas (etapa 88), el dispositivo de administración de sustancias terapéuticas puede desconectarse del depósito de sustancias terapéuticas (etapa 90) y aspirarse aire a la vía de fluido, p. ej., mediante la aplicación de succión (etapa 92) y conducirlo hacia el sujeto (etapa 94) para administrar al sujeto la sustancia terapéutica que permanece dentro de la vía del fluido.
Para algunas aplicaciones, este método puede llevarse a cabo usando el dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figs. 1A-C, 2A-C, 3A-B, 4A-B, 5A-B y 6, así como con el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas como se ha descrito con referencia a las Figs. 8-12, 14A-B, 15A-B, 16A-B, 17A-B y 18A-B (que se describe con más detalle posteriormente). Después de que se haya agotado la sustancia terapéutica del depósito 22 de sustancias terapéuticas, parte del aire residual dentro del depósito 22 de sustancias terapéuticas puede bombearse a través de la vía 26 de fluido mediante la repetición de la segunda y tercera fases de movimiento, como se ha descrito anteriormente. Al bombear este aire residual hacia el sujeto, la sustancia terapéutica residual dentro de la vía 26 de fluido también se bombea al sujeto, reduciendo así el volumen muerto.
A continuación se hace referencia a la Fig. 13, que es un diagrama de flujo que representa un método de detección de final de tratamiento, según algunas aplicaciones de la presente invención. En la etapa 170, la sustancia terapéutica se administra desde el depósito 22 de sustancias terapéuticas, tal como se ha descrito anteriormente. En la etapa 172, la sustancia terapéutica residual dentro de la vía 26 de fluido se bombea al sujeto aplicando succión para aspirar el aire a la vía 26 de fluido. Para algunas aplicaciones, se puede usar un detector de aire (tal como, por ejemplo, un detector de aire similar al detector 152 de aire en las Figs. 8-10 y la Fig. 12) para detectar el aire dentro de la vía 26 de fluido (etapa 174) cuando se le bombea al sujeto. Típicamente, la cantidad de aire residual es mayor que la de una burbuja de aire típica que puede ser detectada por el detector de aire durante el tratamiento. Por lo tanto, se puede establecer un umbral de aire al final del tratamiento (como en el rombo 176 que representa un punto de decisión), de manera que si la cantidad de aire dentro de la vía 26 de fluido, detectada por el detector de aire, alcanza el umbral de aire al final del tratamiento, es señal de que el tratamiento ha terminado, es decir, se ha administrado al sujeto toda la sustancia terapéutica residual dentro de la vía 26 de fluido. A continuación, la succión de aire hacia dentro de la vía de fluido termina. Típicamente, a continuación el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo se activa para retraer la aguja 30 del cuerpo del sujeto y, opcionalmente, la aguja 24 se retrae del depósito 22 de sustancias terapéuticas.
De forma alternativa o adicional, al final de un tratamiento, la aguja 24 para el depósito puede retraerse del depósito 22 de sustancias terapéuticas (como se ha descrito anteriormente). Una vez que la aguja 24 para el depósito se ha retraído hasta el interior del espacio cerrado estéril del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, se puede bombear aire estéril a través de la línea de fluido. Para algunas aplicaciones, este método puede llevarse a cabo usando un dispositivo de administración de sustancias terapéuticas distinto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas.
A continuación se hace referencia a la Fig. 8, que es una ilustración esquemática de un dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, según algunas aplicaciones de la presente invención. La sustancia terapéutica 122 está contenida en un depósito 124 de sustancias terapéuticas, p. ej., un recipiente no hundible del que se puede aspirar la sustancia terapéutica 122 sin cambiar las dimensiones internas del depósito 124 de sustancias terapéuticas, p. ej., un vial. El dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas puede conectarse a los viales de fármacos estándares disponibles en el mercado, de manera que un paciente puede simplemente insertar el vial de fármaco en el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, sin tener que usar un aparato de llenado intermedio para transferir la sustancia terapéutica 122 del vial de fármaco al dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
El sistema 140 de coordenadas es fijo con respecto al dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas y muestra la dirección de la gravedad g con respecto al dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas. Para algunas aplicaciones, una compañía farmacéutica, p. ej., puede llenar previamente el depósito 124. De forma alternativa, el sujeto puede llenar el depósito 124 antes de conectarlo con el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas. La sustancia terapéutica 122 se aspira del depósito 124 usando una bomba 126, p. ej., un conjunto de bombeo electromecánico tal como el conjunto 32 de bombeo electromecánico como se ha descrito anteriormente, que es impulsado por el sistema 150 de circuitos de control.
La sustancia terapéutica 122 se aspira del depósito 124 a través de la vía 128 de entrada de fluido. La sustancia terapéutica 122 fluye a continuación a través de una primera válvula unidireccional 130 hacia dentro de una cámara 132 de bomba. La cámara 132 de bomba típicamente tiene unas dimensiones internas máximas que (i) son más pequeñas que las dimensiones internas del depósito 124 de sustancias terapéuticas. El volumen de la sustancia terapéutica 122 dentro de la cámara 132 de bomba varía en respuesta a los cambios en las dimensiones internas de la cámara 132 de bomba. Es decir, a medida que aumentan las dimensiones internas de la cámara 132 de bomba, el volumen de la sustancia terapéutica 122 aumenta en consecuencia dentro de la cámara 132 de bomba, y a medida que disminuyen las dimensiones internas de la cámara 132 de bomba, el volumen de la sustancia terapéutica 122 disminuye en consecuencia dentro de la cámara 132 de bomba. Por ejemplo, la cámara 132 de bomba puede ser una jeringa, y las dimensiones internas pueden cambiar a medida que el émbolo de la jeringa se mueve dentro del cuerpo de la jeringa.
Típicamente, la sustancia terapéutica 122 se aspira del depósito 124 de sustancias terapéuticas moviendo hacia atrás un émbolo 134, dispuesto dentro de la cámara 132 de bomba, aumentando de este modo las dimensiones internas de la cámara 132 de bomba. Mientras la sustancia terapéutica 122 se aspira del depósito 124, se acumula vacío dentro del depósito 124, haciendo que el aire entre en el depósito 124 a través de una vía 136 de aire. Para algunas aplicaciones, el aire pasa primero a través de un filtro hidrófobo 138. El filtro hidrófobo 138 impide que la sustancia terapéutica 122 salga, al tiempo que permite que aire estéril del interior del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas entre en el depósito 124.
Cuando el émbolo 134 termina de moverse hacia atrás (dirección x positiva del sistema 140 de coordenadas), se detiene la aspiración de la sustancia terapéutica 122 del depósito 124. Después de que la cámara 132 de bomba esté llena de la sustancia terapéutica 122, se impulsa el émbolo 134 para moverlo en la dirección opuesta (dirección x negativa del sistema 140 de coordenadas), y la sustancia terapéutica 122 se empuja hacia fuera a través de una segunda válvula unidireccional 142 y se suministra al sujeto a través de una vía 144 de salida de fluido.
Como se muestra en la Fig. 8, la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas es tal que la gravedad g tira de la sustancia terapéutica 122 hacia abajo y un extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido se sumerge en la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124. La aspiración de la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 solo es posible siempre que el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido esté sumergido en la sustancia terapéutica 122. Por lo tanto, aspirar la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 depende de la dirección de la gravedad g con respecto al dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
A continuación se hace referencia a la Fig. 9, que es una ilustración esquemática de la sustancia terapéutica 122 en una orientación diferente con respecto a la gravedad g según algunas aplicaciones de la presente invención. El volumen de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124 también ha caído. Por ejemplo, el escenario representado en la Fig. 9 puede ocurrir hacia el final de un tratamiento con sustancias terapéuticas. A medida que el volumen de la sustancia terapéutica 122 cae debido a que la sustancia terapéutica 122 se está bombeando fuera del depósito 124, el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido se acerca cada vez más al aire del interior del depósito 124. De forma adicional, una inclinación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas en cualquier plano cambiará la disposición de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124 debido a la gravedad g, cambiando así la posible distancia entre el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido y el aire dentro del depósito 124. Típicamente, la vía 128 de entrada de fluido está centrada con respecto al depósito 124 (como se muestra en las Figs. 8, 9, 10 y 12) para maximizar la distancia entre el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido y el aire dentro del depósito 124 para una variedad de orientaciones del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
Por lo tanto, dos parámetros que afectan al momento en el que la sustancia terapéutica 122 puede aspirarse del depósito 124 son (i) la orientación del depósito 124 con respecto a la gravedad g, es decir, la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad g, y (ii) el volumen de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124.
A continuación se hace referencia a la Fig. 10, que es una ilustración esquemática del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas que se muestra en la misma orientación con respecto a la gravedad g que en la Fig. 9, pero en el que queda un volumen inferior de sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124. El extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está expuesto al aire dentro del depósito 124. Si el émbolo 134 se tira hacia atrás en este escenario, el aire fluirá hacia dentro de la cámara 132 de bomba en lugar de la sustancia terapéutica 122.
Típicamente, un sensor 148 de orientación tridimensional, p. ej., un acelerómetro o un giroscopio, monitoriza la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad g. El sensor 148 de orientación genera una salida para controlar los sistemas 150 de circuitos que es indicativa de la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad g.
Además, el movimiento de la bomba 126 se traduce en un volumen de sustancia terapéutica 122 bombeado desde el depósito 124. Por ejemplo, el sistema 150 de circuitos de control calcula el volumen de la sustancia terapéutica 122 que quedará en el depósito 124 después de cada aspiración de sustancia terapéutica 122 al interior de la cámara 132 de bomba. Para algunas aplicaciones, si el sistema 150 de circuitos de control determina que aspirar suficiente sustancia terapéutica 122 para llenar la cámara 132 de bomba dejará el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido expuesto al aire, el sistema 150 de circuitos de control puede impulsar la bomba 126 para llenar solo parcialmente la cámara 132 de bomba para evitar que el extremo 146 quede expuesto al aire dentro del depósito 124 de sustancias terapéuticas.
Usando los dos parámetros descritos anteriormente, el sistema 150 de circuitos de control determina si el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está sumergido en la sustancia terapéutica 122 o expuesto al aire dentro del depósito 124. Cuando el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está sumergido en la sustancia terapéutica 122, el sistema 150 de circuitos de control impulsa la bomba 126 para llenar la cámara 132 de bomba con la sustancia terapéutica 122. El sistema 150 de circuitos de control impulsa la bomba 126 para empujar la sustancia terapéutica 122 hacia el sujeto a través de la vía 144 de salida de fluido. Como se usa posteriormente en la presente memoria, una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas se refiere a una posición en la que el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está sumergido en la sustancia terapéutica 122 al final de un ciclo de entrada, es decir, después de que la sustancia terapéutica 122 se aspire al interior de la cámara 132 de bomba.
Típicamente, el ciclo de aspiración de la sustancia terapéutica 122 desde el depósito 124 no es un ciclo constante y no depende de un programa de tratamiento predeterminado. Cuando se determina que el depósito 124 contiene menos de una cantidad dada de sustancia terapéutica 122, p. ej., cuando el depósito 124 de sustancias terapéuticas está a menos del 50 % de llenado de la sustancia terapéutica 122, el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas comienza a comprobar si el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está expuesto al aire o sumergido en la sustancia terapéutica 122. Si el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está sumergido en la sustancia terapéutica 122, la bomba 126 aspira la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 hacia el interior de la cámara 132 de bomba hasta que la cámara 132 de bomba se llena de nuevo (cuando el sistema 150 de circuitos de control determina que el llenado de la cámara 132 de bomba dejará el extremo 146 aún sumergido en la sustancia terapéutica 122), o hasta que la distancia entre el extremo 146 y el aire dentro del depósito 124 disminuya por debajo de una distancia umbral. La distancia umbral (p. ej., para un vial de 10 ml) es típicamente de al menos 0,1 mm (p. ej., al menos 0,5 mm) y/o inferior a 5 mm. Por ejemplo, la distancia umbral puede ser de 0,1 a 5 mm, p. ej., de 0,5 a 5 mm. Las distancias umbrales para viales más grandes o más pequeños (p. ej., 0,5 ml, 1 ml, 2 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml, 30 ml, 50 ml, 100 ml) típicamente varían de forma lineal con respecto a estos intervalos. Incluso si la bomba 126 hubiera estado en la mitad de una fase de administración en la que el émbolo 134 se mueve progresivamente hacia adelante (dirección x negativa del sistema 140 de coordenadas), la bomba 126 típicamente cambia la dirección del movimiento del émbolo 134 (a la dirección x positiva del sistema 140 de coordenadas) para rellenar la cámara 132 de bomba. Por lo tanto, la bomba 126 mantiene la cámara 132 de bomba llena de fluido rellenándola generalmente cada vez que se detecta una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas. Típicamente, los cambios en la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas se deben a cambios de posición del paciente que lleva puesto el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
Para algunas aplicaciones, si el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está expuesto al aire dentro del depósito 124, la bomba 126 sigue bombeando la sustancia terapéutica 122 a través de la vía 144 de salida de fluido, mientras que el sistema 150 de circuitos de control monitoriza constantemente el volumen de la sustancia terapéutica 122 que queda en el depósito 124 y la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, “ buscando” el momento adecuado para impulsar la bomba 126 para cambiar la dirección del émbolo 134 y rellenar la cámara 132 de bomba. Típicamente, el tiempo que tarda la bomba 126 en rellenar la cámara 132 de bomba es sustancialmente menor que el tiempo que tarda en administrar al sujeto el contenido de la cámara 132 de bomba. Por lo tanto, rellenar la cámara 132 de bomba cada vez que se detecta una “ buena posición” , y no solo en respuesta a que la cámara 132 de bomba se esté vaciando, es decir, que tenga un ciclo de recarga no constante que sea determinado en tiempo real por el sistema 150 de circuitos de control, permite que el sistema mantenga la continuidad del flujo al tiempo que reduce el número de veces durante el tratamiento en las que el sujeto puede tener que cambiar de posición (como se describe posteriormente) para que el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas rellene la cámara 132 de bomba y continuar el tratamiento.
Para algunas aplicaciones, en el caso de que no se produzca una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas durante todo el tiempo que se esté vaciando la cámara 132 de bomba, el sistema 150 de circuitos de control genera una alerta. La alerta puede ser, por ejemplo, una alerta audible, una alerta visual, una alerta verbal o una vibración. En respuesta a la alerta, se indica al sujeto que cambie de posición para reorientar el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas con respecto a la gravedad, de modo que la cámara 132 de bomba pueda rellenarse y el tratamiento pueda continuar.
Una ventaja del ciclo de recarga no constante descrito anteriormente es que, en particular durante un tratamiento relativamente más largo (p. ej., más de 1 hora), no es necesario tener el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas en una “ buena posición” para rellenarlo durante toda la duración del tratamiento. Para algunas aplicaciones, incluso en tratamientos cortos en los que se le puede pedir al paciente que mantenga el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas en una “ buena posición” durante la duración del tratamiento, se puede detectar aire dentro de la vía 144 de salida de fluido, como se describe con más detalle posteriormente, para reducir posibles errores en la administración de la sustancia terapéutica 122.
A continuación se presentan dos ejemplos que utilizan el mismo sistema que incluye un depósito 124 de sustancia terapéutica de 10 ml y una bomba que tiene una cámara 132 de bomba de 0,25 ml, que se puede llenar en 5 segundos.
• Caso 1: Se programa la bomba 126 para administrar la sustancia terapéutica 122 a una velocidad de 60 ml/h. El tratamiento dura 10 minutos y requiere 40 entradas de la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 a la cámara 132 de bomba. La cámara 132 de bomba tarda 10 segundos en vaciarse y 5 segundos en llenarse, lo que da como resultado un total de 15 segundos por ciclo completo. Por lo tanto, para estos tratamientos cortos (p. ej., 10 minutos) en los que la cámara 132 de bomba se rellena muy frecuentemente, se debe indicar al paciente que mantenga el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas colocado en una “ buena posición” para rellenarla durante la duración del tratamiento, es decir, durante los 10 minutos completos. Los posibles errores en el volumen de la sustancia terapéutica 122 administrada al paciente durante el tratamiento pueden reducirse detectando la presencia de aire en la vía 144 de salida de fluido, como se describe posteriormente.
• Caso 2: Se programa la bomba 126 para administrar la sustancia terapéutica 122 a una velocidad de 0,25 ml/h, estableciendo el tiempo total de tratamiento en 40 horas. En este caso, rellenar y posteriormente vaciar la cámara 132 de bomba lleva 1 hora (la aspiración de la sustancia terapéutica 122 al interior de la cámara 132 de bomba sigue siendo de solo 5 segundos). Para el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, que típicamente es una bomba de parche portátil, no es práctico estar en una “ buena posición” para rellenarlo durante las 40 horas completas (porque el paciente puede estar en muchas posiciones diferentes durante este tiempo). Por lo tanto, el uso del ciclo de recarga no constante descrito anteriormente permite que el sistema requiera una “ buena posición” con respecto a la gravedad g durante solo unos segundos cada hora. El sistema 150 de circuitos de control comienza a monitorizar una “ buena posición” después de que se haya vaciado el 50 % del depósito 124. En este caso, el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas debe estar en una “ buena posición” para rellenarse durante solo 5 segundos cada hora. Esto permite que el paciente se comporte normalmente, con restricciones limitadas, p. ej., el paciente puede incluso irse a dormir durante el tratamiento, dependiendo de la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias en el cuerpo del paciente y/o basándose en que el dispositivo 120 de administración de sustancias genere las alertas descritas anteriormente, según corresponda.
Para algunas aplicaciones, si por alguna razón se hace una determinación incorrecta con respecto a la exposición del extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido al aire, y se aspira aire al interior de la cámara 132 de bomba, un detector 152 de aire detecta el aire en la vía 144 de salida de fluido. Típicamente, la cantidad de aire detectada se calcula mediante el sistema 150 de circuitos de control. Para algunas aplicaciones, si se detecta una cantidad de aire inferior a un umbral, el sistema 150 de circuitos de control continúa impulsando la bomba 126 para administrar la sustancia terapéutica 122 al sujeto sin ninguna interrupción. De forma alternativa, si se detecta una cantidad de aire superior al umbral, el sistema 150 de circuitos de control puede realizar un cálculo compensatorio para evitar errores en el volumen de la sustancia terapéutica 122 que se está administrando al sujeto (es decir, el aire bombeado accidentalmente en la cámara 132 de bomba se descuenta del volumen de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124, y el volumen de la sustancia terapéutica 122 bombeada desde el depósito 124 se corrige, permitiendo al sistema mantener el suministro correcto de fluido según lo programado previamente).
Para algunas aplicaciones, se puede establecer un umbral de límite de aire de manera que si la cantidad de aire detectada está por encima del umbral de límite de aire, la bomba 126 se detenga hasta que se logre una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
Se hace referencia nuevamente a la Fig. 13. De manera similar a lo descrito anteriormente con referencia al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, después de que toda la sustancia terapéutica 122 se administre desde el depósito 124 (etapa 170 de la Fig. 13), el sistema 150 de circuitos de control puede impulsar el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas para continuar bombeando para administrar al paciente cualquier sustancia terapéutica 122 residual que quede dentro de la vía de fluido, p. ej., la vía 128 de entrada de fluido y/o la vía 144 de salida de fluido, reduciendo así el volumen muerto. Debido a que el aire entra en el depósito 124 a través de la vía 136 de aire cuando la bomba 126 bombea desde el depósito 124, hay un suministro continuo de aire que se puede bombear a través de la vía de fluido al final del tratamiento (etapa 172 de la Fig. 13). Para algunas aplicaciones, se establece un umbral de aire al final del tratamiento de manera que cuando el aire dentro de la vía 144 de salida de fluido, detectado por el detector 152 de aire (etapa 174 de la Fig. 13), alcance el umbral de aire al final del tratamiento (como en el rombo 176 que representa un punto de decisión de la Fig. 13), es señal de que el tratamiento ha terminado, es decir, se ha administrado al sujeto toda la sustancia terapéutica 122 residual que queda dentro de la vía de fluido.
A continuación se hace referencia a la Fig. 11, que es un gráfico que muestra diferentes porcentajes de sustancia terapéutica 122 suministrada desde un depósito 124 frente a los ángulos correspondientes del depósito 124 (con respecto a la dirección de la gravedad g), por encima de los cuales la sustancia terapéutica 122 no puede aspirarse del depósito 124. El gráfico se presenta a modo de ejemplo y muestra datos para un ejemplo particular utilizando un depósito 124 que contiene 10 ml de la sustancia terapéutica 122. También se tiene en cuenta la longitud de la vía 128 de entrada de fluido dentro del depósito 124 (es decir, hasta qué punto la vía 128 de entrada de fluido se extiende dentro del depósito 124). Cuando se ha administrado alrededor del 50 % de la sustancia terapéutica 122, marcado con la flecha 154 en el gráfico, el depósito 124 puede estar en cualquier ángulo de cero grados a 90 grados con respecto a la dirección de la gravedad g, incluso sustancialmente horizontal con respecto a la dirección de la gravedad g (que corresponde a 90 grados en el gráfico). Por lo tanto, en cualquier ángulo de 0 a 90 grados, el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas está en una buena posición para llenar la cámara 132 de bomba (es decir, el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido está sumergido en la sustancia terapéutica 122 de manera que, en cualquier ángulo de 0 a 90 grados, la cámara 132 de bomba se puede llenar sin exponer el extremo 146 al aire). A medida que se administra más sustancia terapéutica 122 desde el depósito 124, se requiere un ángulo respectivamente menor con respecto a la dirección de gravedad g para que el extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido esté sumergido en la sustancia terapéutica 122 y no se exponga al aire. Los cambios en las dimensiones internas del depósito 124, el volumen de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124 y la longitud de la vía 128 de entrada de fluido dentro del depósito 124 afectarán a los cálculos de qué ángulos dan como resultado una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
Típicamente, la mayor parte de la sustancia terapéutica 122 se puede administrar al sujeto desde el depósito 124 sin ningún requisito de orientación especial. A 60 grados con respecto a la dirección de gravedad g, marcada con la flecha 158, se puede administrar al paciente hasta el 90 % de la sustancia terapéutica 122 en el depósito 124, que típicamente es el 95 % de la dosis. A 41 grados con respecto a la dirección de gravedad g, marcada con la flecha 160, se puede administrar al sujeto hasta el 95 % de la sustancia terapéutica 122 en el depósito 124, que típicamente es el 100 % de la dosis.
A continuación se hace referencia a la Fig. 12, que es una ilustración esquemática del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas con un mecanismo diferente que permite que el aire entre en el depósito 124, según algunas aplicaciones de la presente invención. La bomba 126 contiene una cámara 132 de bomba y una cámara 162 de aire. El émbolo 134 se mueve hacia adelante y hacia atrás entre la cámara 132 de bomba y la cámara 162 de aire. A medida que el volumen de la sustancia terapéutica 122 en la cámara 132 de bomba disminuye cuando el émbolo 134 se mueve en la dirección x negativa, es decir, durante la administración al sujeto de la sustancia terapéutica 122, el volumen de aire en la cámara 162 de aire aumenta en la misma cantidad. Durante este aumento del volumen de aire en la cámara 162 de aire, el aire estéril del interior del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas es aspirado a la cámara 162 de aire a través de una vía 164 de entrada de aire y una tercera válvula unidireccional 166. A medida que el volumen de la sustancia terapéutica 122 en la cámara 132 de bomba aumenta cuando el émbolo 134 se mueve en la dirección x positiva, es decir, durante la aspiración de la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 a la cámara 132 de bomba, el aire del interior de la cámara 162 de aire es empujado a través de una cuarta válvula unidireccional 168 y la vía 136 de aire hacia dentro del depósito para impedir que se acumule vacío dentro del depósito 124.
A continuación se hace referencia a las Figs. 14A-B, 15A-B, 16A-B, 17A-B y 18A-B, que representan el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas junto con una pluralidad de mecanismos internos que, salvo que se indique lo contrario, funcionan de la misma manera,mutatis mutandis,que los mecanismos internos del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figs. 1A-C, 2A-C, 3A-B, 4A-B y 5A-B.
A continuación se hace referencia a las Figs. 14A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas que muestran la pluralidad de mecanismos internos en sus respectivas posiciones de inicio, según algunas aplicaciones de la presente invención. Como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figs. 8-12, el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas se conecta al depósito 124 de sustancias terapéuticas, p. ej., un recipiente no hundible del que se puede aspirar la sustancia terapéutica 122 sin cambiar las dimensiones internas del depósito 124 de sustancias terapéuticas, p. ej., un vial. El depósito 124 de sustancias terapéuticas puede estar previamente lleno o, de forma alternativa, el usuario puede llenarlo. El depósito 124 de sustancias terapéuticas puede ser reemplazable.
Como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figs. 8-12, el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas tiene (a) una vía 128 de entrada de fluido y (b) una vía 136 de aire. De manera similar a lo descrito anteriormente con referencia al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, la vía 128 de entrada de fluido tiene típicamente una aguja 178 para el depósito en un extremo corriente arriba de la vía 128 de entrada de fluido. El extremo 146 de la vía 128 de entrada de fluido, descrita anteriormente, es típicamente la punta de la aguja 178 para el depósito. La aguja 178 para el depósito está colocada para penetrar en el depósito 124 de sustancias terapéuticas (tal como se describe con más detalle posteriormente con referencia a las Figs. 15A-B). La vía 136 de aire, que aspira aire estéril del interior del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas al depósito 124 de sustancias terapéuticas, típicamente tiene una aguja 180 de aire en un extremo corriente abajo de la vía 136 de aire. La aguja 180 de aire está colocada para penetrar en el depósito 124 de sustancias terapéuticas junto con la aguja 178 para el depósito (tal como se describe con más detalle posteriormente con referencia a las Figs. 15A-B).
El mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo, tal como se muestra en las Figs. 14A-B, 15A-B, 16A-B, 17A-B y 18A-B, es el mismo mecanismo de inyección con aguja para el cuerpo descrito anteriormente con referencia al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, y funciona de la misma manera. La aguja 30 para el cuerpo está dispuesta en un extremo corriente abajo de la vía 144 de salida de fluido del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
La bomba 126 dentro del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas es típicamente un conjunto de bombeo electromecánico, tal como el conjunto 32 de bombeo electromecánico descrito anteriormente. La bomba 126 está conformada para definir una cámara 132 de bomba y comprende un émbolo 134 dispuesto dentro de la cámara 132 de bomba. Como se describe con más detalle posteriormente, el émbolo 134 se mueve hacia adelante y hacia atrás a través de la misma pluralidad de fases de distintos movimientos que el émbolo 36 descrito anteriormente con respecto al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas y, en consecuencia, cada fase de movimiento del émbolo 134 activa una operación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas. Típicamente, un motor 38 impulsa el movimiento del émbolo 134 a través de una serie de engranajes 40, uno de los cuales está acoplado a un tornillo que es coaxial al émbolo 134 para traducir el movimiento rotacional de los engranajes 40 en un movimiento lineal del émbolo 134.
Las operaciones del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas incluyen típicamente impulsar la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire para que penetren en el depósito 124 de sustancias terapéuticas, hacer avanzar la aguja 30 para el cuerpo en el cuerpo del sujeto, extraer la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 de sustancias terapéuticas, bombear la sustancia terapéutica 122 en el sujeto y retraer la aguja 30 del cuerpo del sujeto (o un subconjunto de estas operaciones). Opcionalmente, la pluralidad de operaciones puede incluir además retraer la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire del depósito 124 de sustancias terapéuticas.
Para algunas aplicaciones, las operaciones se activan en una secuencia como se describirá posteriormente con referencia a las fases de movimiento 1 a 4 del movimiento del émbolo. Sin embargo, la secuencia de operaciones no es limitante y las operaciones pueden activarse mediante el movimiento del émbolo en cualquier secuencia. Para algunas aplicaciones, solo algunas, p. ej., dos o tres, de las operaciones pueden activarse mediante el movimiento del émbolo.
A continuación se hace referencia a las Figs. 15A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas y de la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire después de una primera fase de movimiento del émbolo 134. Típicamente, la primera fase de movimiento del émbolo 134 es un máximo avance del émbolo 134 en una primera dirección para impulsar la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire para que penetren en el depósito 124 de sustancias terapéuticas. La aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire se impulsan para que penetren en el depósito 124 y, opcionalmente, para retraerse del depósito 124, de la misma manera que se ha descrito anteriormente con referencia a la aguja 24 para el depósito del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas en las Figs. 2A-C. Típicamente, tanto la aguja 178 para el depósito como la aguja 180 de aire están montadas en el deslizador 42 de aguja. Tras el máximo avance del émbolo 134, la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire están en comunicación de fluidos con la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124.
Se observa que las líneas discontinuas 46, 48, 50 y 52, como se muestran en las Figs. 15A, 16A, 17A y 18A, representan los mismos puntos en los que el émbolo puede avanzar o retraerse durante las diversas fases de movimiento que sus líneas discontinuas numeradas correspondientemente en las Figs. 2A, 3A, 4A y 5A.
A continuación se hace referencia a las Figs. 16A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una segunda fase de movimiento del émbolo 134 y del mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo que rotan para introducir la aguja 30 en el cuerpo del sujeto, según algunas aplicaciones de la presente invención. Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la segunda fase de movimiento del émbolo 36, típicamente, la segunda fase de movimiento del émbolo 134 es una retracción parcial del émbolo 134 que hace que el mecanismo 28 de inyección con la aguja para el cuerpo haga avanzar la aguja 30 en el cuerpo del sujeto. Típicamente, la retracción parcial del émbolo 134 es menor que la retracción máxima del émbolo 134 en la segunda dirección. La línea discontinua 50 indica un punto de parada del émbolo 134 después de la retracción parcial. Dado que la aguja 178 para el depósito ya penetró en el depósito 124 de sustancias terapéuticas durante la primera fase de movimiento, se establece una conexión de fluido entre la cámara 132 de bomba y el depósito 124 de sustancias terapéuticas. Por lo tanto, se deduce que a medida que el émbolo 134 se retrae desde dentro de la cámara 132 de bomba durante la segunda fase de movimiento, la sustancia terapéutica 122 se aspira al interior de la cámara 132 de bomba a través de la aguja 178 para el depósito y la vía 128 de entrada de fluido.
A medida que la sustancia terapéutica 122 se aspira del depósito 124, se aspira aire al interior del depósito 124. Típicamente, se aspira aire estéril del interior del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas al interior del depósito 124 a través de la vía 136 de aire y el filtro hidrófobo 138 (como se describe con referencia a las Figs. 8 10), y entra en el depósito 124 a través de la aguja 180 de aire.
Se observa que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo, como se muestra en las Figs. 14A-B, 15A-B, 16A-B, 17A-B y 18A-B, es el mismo mecanismo y funciona de la misma manera que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo descrito anteriormente con referencia a las Figs. 3A-B, 5A-B y 6A-C.
A continuación se hace referencia a las Figs. 17A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, que muestran una tercera fase de movimiento del émbolo 134, según algunas aplicaciones de la presente invención. Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la segunda fase de movimiento del émbolo 36, típicamente la tercera fase de movimiento del émbolo 134 es un avance parcial del émbolo 134 en la primera dirección para bombear la sustancia terapéutica 122 dentro de la cámara 132 de bomba al sujeto a través de la vía 144 de salida de fluido y la aguja 30 para el cuerpo. La línea discontinua 48 ilustra un punto de parada del émbolo 134 después de que el émbolo 134 haya avanzado parcialmente en la primera dirección durante la tercera fase de movimiento.
El orden de las fases de movimiento del émbolo 134 es típicamente el mismo que el descrito anteriormente con referencia al émbolo 36 del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, incluida la repetición alternante de la segunda y tercera fases de movimiento para extraer repetidamente la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 hacia dentro de la cámara 132 de bomba y bombearla desde la cámara 132 de bomba al sujeto. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente con referencia a las Figs. 9 y 10, una inclinación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas en cualquier plano cambiará la disposición de la sustancia terapéutica 122 dentro del depósito 124 debido a la gravedad g, cambiando así la posible distancia entre el extremo 146 de la aguja 178 para el depósito y el aire dentro del depósito 124. Por lo tanto, el sistema 150 de circuitos de control puede accionar el ciclo de recarga no constante descrito anteriormente. Por ejemplo, cuando se ha detectado una “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, el sistema 150 de circuitos de control puede anular el patrón alternante de las fases de movimiento del émbolo 134 que accionan, respectivamente, (a) la aspiración de la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 al interior de la cámara 132 de bomba, p. ej., la segunda fase de movimiento, y (b) el bombeo de la sustancia terapéutica 122 desde la cámara 132 de bomba al sujeto, p. ej., la tercera fase de movimiento, para hacer que el émbolo 134 repita la fase de movimiento de retracción parcial del émbolo 134 con el fin de introducir la sustancia terapéutica 122 en la cámara 132 de bomba. Por ejemplo, el sistema 150 de circuitos de control puede impulsar la bomba 126 para interrumpir la tercera fase de movimiento del émbolo, es decir, para interrumpir la operación de bombeo al sujeto de la sustancia terapéutica 122, repitiendo la segunda fase de movimiento del émbolo, es decir, repitiendo la operación de aspirar la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 al interior de la cámara 132 de bomba.
De forma adicional, debido a la orientación detectada del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas y al volumen de la sustancia terapéutica 122 que permanece en el depósito 124 al final de cualquier ciclo de bombeo dado, puede haber repeticiones del segundo movimiento del émbolo 134 en las que el émbolo 134 no se retrae completamente hasta la línea discontinua 50. La bomba 126 aspira la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 al interior de la cámara 132 de bomba:
(a) hasta que la cámara 132 de bomba vuelva a llenarse, retrayendo el émbolo 134 hasta la línea discontinua 50 (esto ocurrirá cuando el sistema 150 de circuitos de control determine que el llenado de la cámara 132 de bomba dejará el extremo 146 de la aguja 178 para el depósito aún sumergido en la sustancia terapéutica 122), o
(b) hasta que la distancia entre el extremo 146 y el aire dentro del depósito 124 disminuya por debajo de una distancia umbral, mediante la retracción del émbolo 134 hasta un punto que esté entre las líneas discontinuas 50 y 48.
Las Figs. 17A-B muestran el dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas en una “ buena posición” , en la que el extremo 146 de la aguja 178 para el depósito está sumergido en la sustancia terapéutica 122, y el émbolo 134 puede retraerse posteriormente hasta la línea discontinua 50, o hasta un punto entre las líneas discontinuas 50 y 48, según lo determine el sistema 150 de circuitos de control para aspirar más sustancia terapéutica 122 al interior de la cámara 132 de bomba. De forma adicional, dado que el sistema 150 de circuitos de control puede anular el ciclo repetitivo de la segunda y tercera fases de movimiento, también puede haber repeticiones de la tercera fase de movimiento, es decir, un avance parcial del émbolo 134 para impulsar la sustancia terapéutica 122 hacia el sujeto, en la que el émbolo 134 no alcanza la línea discontinua 48, sino que se detiene poco antes de la línea discontinua 48 debido a que el sistema 150 de circuitos de control determina que la segunda fase de movimiento debe accionarse para aspirar más sustancia terapéutica 122 al interior de la cámara 132 de bomba debido a la “ buena posición” del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas.
Como se ha descrito anteriormente con respecto a la segunda y tercera fases de movimiento del émbolo 36 del dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas, evitar un avance máximo y una retracción máxima del émbolo 134 durante el movimiento alternante de retirar repetidamente la sustancia terapéutica 122 del depósito 124 y bombearla al sujeto permite que el émbolo 134 se retraiga y avance repetidamente sin provocar la activación de otras operaciones que pueden ocurrir cuando el émbolo 134 realiza un avance máximo o una retracción máxima.
A continuación se hace referencia a las Figs. 18A-B, que son ilustraciones esquemáticas de diferentes perspectivas del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas que muestran una cuarta fase de movimiento del émbolo 134, según algunas aplicaciones de la presente invención. Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la segunda fase de movimiento del émbolo 36, típicamente, la cuarta fase de movimiento del émbolo 134 es una retracción máxima del émbolo 134 en la segunda dirección, lo que hace que el mecanismo 28 de inyección con aguja para el cuerpo retraiga la aguja 30 del cuerpo del sujeto, de la misma manera que se ha descrito anteriormente con referencia al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas. La línea discontinua 52 muestra el punto de parada del émbolo 134 después de que el émbolo 134 realice la retracción máxima.
Para algunas aplicaciones, la cuarta fase de movimiento del émbolo 134 puede accionarse una vez que el sistema 150 de circuitos de control haya determinado que el tratamiento ha terminado, utilizando el método de detección del final del tratamiento como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 13. Una vez que el volumen de la sustancia terapéutica 122 se ha agotado hasta un punto en el que, independientemente de la orientación del dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas, el extremo 146 de la aguja 178 para el depósito no esté sumergido en la sustancia terapéutica 122, la repetición alternante de la segunda y tercera fases de movimiento hará que se aspire aire a través de la aguja 178 para el depósito al interior de la vía 128 de entrada de fluido. Además de que este aire ayuda a reducir el volumen muerto al impulsar hacia el sujeto cualquier sustancia terapéutica 122 restante en la vía de fluido, la detección de este aire puede usarse para determinar que el tratamiento ha terminado y que la aguja 30 para el cuerpo debe retirarse del cuerpo del sujeto. Como se muestra en las Figs. 18A-B, el volumen de la sustancia terapéutica 122 en el depósito 124 está sustancialmente por debajo del extremo 146 de la aguja 178 para el depósito, el émbolo 134 se ha retraído al máximo hasta la línea discontinua 52 y la aguja 30 para el cuerpo se ha retraído.
Para algunas aplicaciones, tales como por ejemplo cuando el depósito 124 de sustancias terapéuticas es reemplazable, el émbolo 134, la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire pueden disponerse de manera que la máxima retracción del émbolo 134 retraiga la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire del depósito 124 de sustancias terapéuticas. Por ejemplo, la máxima retracción del émbolo 134 puede hacer que el elemento 44 de conexión rígido se vuelva a conectar al émbolo 134 y retraiga el deslizador 42 de aguja a medida que el émbolo 134 se mueve hacia una retracción máxima, que a su vez retrae la aguja 178 para el depósito y la aguja 180 de aire.
Las aplicaciones de la presente invención pueden combinarse con la desinfección por ultravioletas de:
(a) el área de conexión entre (i) el depósito 124 de sustancias terapéuticas y (ii) la vía 128 de entrada de fluido y la vía 136 de aire (p. ej., un tabique del depósito 124 que es perforado por la vía 128 de entrada de fluido y la vía 136 de aire cuando el depósito 124 de sustancias terapéuticas se conecta al dispositivo 120 de administración de sustancias terapéuticas), y/o
(b) el área de conexión entre (i) el depósito 22 de sustancias terapéuticas y (ii) la vía 26 de fluido (p. ej., un tabique del depósito 22 de sustancias terapéuticas que es perforado por la aguja 24 para el depósito de la vía 26 de fluido cuando el depósito 22 de sustancias terapéuticas se conecta al dispositivo 20 de administración de sustancias terapéuticas), utilizando las técnicas descritas en US 2019/0134295 de Plaskin y en WO/2019/087198 de Ben-David.
Los expertos en la técnica apreciarán que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito en particular anteriormente. Más bien, el alcance de la presente invención incluye tanto combinaciones como subcombinaciones de las diversas características descritas anteriormente, así como variaciones y modificaciones de las mismas que no están en el estado de la técnica, que se les ocurriría a expertos en la técnica al leer la descripción anterior.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Aparato (20; 120) para administrar una sustancia terapéutica a un sujeto, comprendiendo el aparato (20; 120): un dispositivo (20; 120) de administración de sustancias terapéuticas configurado para conectarse a un depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas, comprendiendo el dispositivo (20; 120) de administración de sustancias terapéuticas:
    una vía (26) de fluido que comprende una aguja (24; 178) para el depósito que está configurada para penetrar en el depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas;
    una aguja (30) para el cuerpo;
    un mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo configurado para (a) hacer avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto y (b) retraer la aguja (30) para el cuerpo del cuerpo del sujeto; y
    un conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico (a) configurado para bombear al sujeto la sustancia terapéutica desde el depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas, (b) conformado para definir una cámara (34; 132) de bomba, y (c) que comprende un émbolo (36; 134) dispuesto dentro de la cámara (34; 132) de la bomba, configurado el émbolo (36; 134) para moverse hacia adelante y hacia atrás a través de una pluralidad de fases de distintos movimientos,
    en donde una primera de las fases de movimiento del émbolo (36; 134) acciona una primera operación seleccionada del grupo que consiste en: impulsar la aguja (24; 178) para el depósito para que penetre en el depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas, hacer avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto, extraer la sustancia terapéutica del depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas, bombear la sustancia terapéutica al sujeto y retraer la aguja (30) para el cuerpo, en donde una segunda de las fases de movimiento del émbolo (36; 134) acciona una segunda operación seleccionada del grupo,
    en donde la primera fase de movimiento del émbolo (36; 134) está en una primera dirección, y en donde la segunda fase de movimiento del émbolo (36; 134) está en una segunda dirección,
    en donde una tercera de las fases de movimiento del émbolo (36; 134) acciona una tercera de las operaciones, la tercera fase de movimiento del émbolo (36; 134) está en la primera dirección, y el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de tal manera que (a) la primera fase de movimiento es anterior a la segunda fase de movimiento, y (b) la segunda fase de movimiento es anterior a la tercera fase de movimiento,
    en donde el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de tal manera que la primera de las fases de movimiento acciona una sola de las operaciones, y la segunda de las fases de movimiento acciona dos de las operaciones, y en donde el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de tal manera que la fase de movimiento que acciona la operación de hacer avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto también acciona la operación de extraer la sustancia terapéutica del depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas.
    El aparato (20; 120) según la reivindicación 1, en donde:
    el émbolo (36; 134) está acoplado a la aguja (24; 178) para el depósito,
    la primera de las fases de movimiento es un avance máximo del émbolo (36; 134) en la primera dirección,
    la primera operación seleccionada es impulsar la aguja (24; 178) para el depósito para que penetre en el depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas, y
    el émbolo (36; 134) y la aguja (24; 178) para el depósito están dispuestos de manera que el máximo avance del émbolo (36; 134) impulsa la aguja (24; 178) para el depósito para que penetre en el depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas.
    El aparato (20; 120) según la reivindicación 2, en donde el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de tal manera que después de la primera fase de movimiento, que es el máximo avance del émbolo (36; 134) en la primera dirección, ninguna otra fase de movimiento que sea un avance del émbolo (36; 134) en la primera dirección es un avance del émbolo (36; 134) tan grande como el máximo avance.
    El aparato (20; 120) según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, en donde:
    la segunda fase de movimiento es una retracción parcial del émbolo (36; 134) en la segunda dirección, siendo la retracción parcial menor que una retracción máxima del émbolo (36; 134) en la segunda dirección,
    la segunda operación seleccionada hace avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto, y
    el émbolo (36; 134) y el mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo están dispuestos de manera que la retracción parcial del émbolo (36; 134) en la segunda dirección hace que el mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo haga avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto.
    5. El aparato (20; 120) según la reivindicación 4, en donde el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de manera que la segunda fase de movimiento acciona la operación de hacer avanzar la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto y la operación de extraer la sustancia terapéutica del depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas.
    6. El aparato (20; 120) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde:
    la tercera de las fases de movimiento del émbolo (36; 134) es un avance parcial del émbolo (36; 134) en la primera dirección,
    la tercera operación seleccionada es bombear al sujeto la sustancia terapéutica, y el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de manera que el avance parcial del émbolo (36; 134) hace que la sustancia terapéutica dentro de la cámara (34) de bomba se bombee al sujeto.
    7. El aparato (20; 120) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde:
    una cuarta de las fases de movimiento del émbolo (36; 134) acciona una cuarta operación seleccionada del grupo,
    la cuarta fase de movimiento es una retracción máxima del émbolo (36; 134) en la segunda dirección, la cuarta operación seleccionada es retraer la aguja (30) para el cuerpo, y
    el émbolo (36; 134) y el mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo están dispuestos de manera que la máxima retracción del émbolo (36; 134) hace que el mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo retraiga la aguja (30) para el cuerpo.
    8. El aparato (20; 120) según la reivindicación 7, en donde el conjunto (32; 126) de bombeo electromecánico está dispuesto de manera que ninguna otra fase de movimiento que sea una retracción del émbolo (36; 134) en la segunda dirección es una retracción del émbolo (36; 134) tan grande como la máxima retracción.
    9. El aparato (20; 120) según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde el émbolo (36; 134) y la aguja (24; 178) para el depósito están dispuestos de manera que la máxima retracción del émbolo (36; 134) retrae la aguja (24; 178) para el depósito del depósito (22; 124) de sustancias terapéuticas.
    10. El aparato (20; 120) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde:
    el mecanismo (28) de inyección con aguja para el cuerpo comprende una leva cilíndrica acoplada a (i) la aguja (30) para el cuerpo y (ii) un resorte de torsión pretensado, y
    la leva cilíndrica está dispuesta dentro del dispositivo de administración de sustancias terapéuticas de manera que (a) cuando el resorte de torsión pretensado se libera parcialmente, la leva cilíndrica rota durante un primer movimiento de rotación, haciendo avanzar el primer movimiento de rotación de la leva cilíndrica la aguja (30) para el cuerpo en el cuerpo del sujeto, y (b) a medida que el resorte de torsión pretensado se libera aún más, la leva cilíndrica rota durante un segundo movimiento de rotación, retrayendo el segundo movimiento de rotación de la leva cilíndrica la aguja (30) para el cuerpo del cuerpo del sujeto.
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