JPS6185959A - 薬剤投与方法及び装置 - Google Patents

薬剤投与方法及び装置

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JPS6185959A
JPS6185959A JP60212009A JP21200985A JPS6185959A JP S6185959 A JPS6185959 A JP S6185959A JP 60212009 A JP60212009 A JP 60212009A JP 21200985 A JP21200985 A JP 21200985A JP S6185959 A JPS6185959 A JP S6185959A
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JP60212009A
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バルター ホルツアー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、インシュリン又は伯の長期投与薬剤の投与方
法及びその方法を実施するための装置に関乃−る。
従来の技術及びその問題点 この秤の方法は、例えばオーストリア国特許第3672
92号に開示されている。またそのための装置は、例え
ば米国特許第3840009号、同第3786813号
、同第3788322号及び同第3797492号に開
示されている。これら全てのシステムは、容器における
ガスで満たされたチA7ンバの圧力が、長期間の使用を
する患者の体温に依存するという短所を有している。即
ち、予め決められた辺の薬剤のみが投与され、必要に応
じた薬剤の多岳の投与は不可能である。
発明の概要 本発明1ユ、このような従来方法及び装置における問題
点を解決し、必要に応じた薬剤の多m投与か可能な薬剤
投与方法及び装置を提供することを目的とする。
この目的達成のため、本発明は、プロペラントガス叩ち
放出圧発生用ガスの温度及びこれに伴う圧力及び該圧力
に伴って11ツ加する薬剤投与r′r′!が、必要な時
間、外部操作により増加せしめられることを特徴として
備える。?品度上昇のための手段としては、誘導カップ
リング又は容量カンプリングが用いられるのか望ましい
必要に応じて、温度−1ニジを及びこれに伴う薬剤の多
量投与を適切に行うためには、測定されたエネルギイン
パルスを用いるのが望;上しい。この35剤の多聞投与
に対ザる要求は、最的変化を通して強さを変化させるこ
と、又(J12つの方法を結合することによって)前足
される。この方法が簡単て必るの1.1該方法を実行す
る本発明の目的を考慮J t’Lぼ明らかである。本発
明によれば、プロペラン)・ガスにJjGプる加熱領域
即ら未蒸発状態てl/3<留する液化ガスの領域に、回
路を短絡さぜるR/>6コイルが配置される。この配置
により、最も簡単な(R成に基づ′いて、外部エネルギ
インパルスがシステムの温度を上昇させるようにするこ
とがてさる。
意図しない温度上昇及びこれに塁づく過剰投与を避ける
ために、例えばサーミスタのような温度制限装置が構成
要素として備えられる。この装置は、温度に依存するレ
ジスタを備え、該レジスタの特性は特定の上昇温度にお
いて抵抗値が急激に増加し、以後の電流を遮断するもの
である。このようなパーツは、長年の間多くの工業製品
に使用され、絶対的な信頼性とメンテナンスフリーの性
質とを備えていることか&2められている。
投与口に対する外部操作は、本発明によれば、1次コイ
ルを備えた制御装置により行われる。該1次コイルは誘
導コイルと組合わされることができる。この1次コイル
が交流電流により励起され、誘導コイル領域にもたらさ
れると、トランスの形態に従って2次電流が発生する。
必要に応じた薬剤の投与を確実に行うために、制御2T
I装置には、調節可能な且つ/又はプログラム可能なコ
ントロールエレメントが備えられる。該コントロールエ
レメント 強さのいずれかに作用する。この長さ及び強さは、勿論
間11、)に変化さlることもできる。
本発明の特に好ましい実施態様によれば、プロペラント
ガスの温1衰変化tよ、患者の血糖値に依存して制御さ
れる。血糖値は適宜の公知手段により記録され1qる。
−例として[区学及び生物学的Tンジニアリング及びコ
ンピユーテイング(H(!dICal  al)d  
slological  En(]!neer!nQ 
 andCoputing ) J ( 1 9 8 
4年9月発行)385頁から397頁記載のものを挙げ
ることができる。
血糖;直記録のためのこの種の植設プローブは、本発明
にイ」随して使用されるのに特に適している。
血糖値をこのようなプローブにより直接記録すると共に
、血糖値を確定するための間接的手段を用いることがで
きる。該間接的手段としては例えば、危険な低血糖値を
示す生理学的徴候(発汗、脈拍、皮膚温)を挙げること
ができる。
自己モニター及び継続的な血糖値の記録によって、長期
に回る薬剤の必要量の投与を患者に対して行うことを本
発明は基本的思想とする。
本発明においては、長期に亘る薬剤の投与のための相異
なる少なくとも2つのレイアウトをとることができる。
第1のレイアウトによれば、既に述へように2つのチャ
ンバに分けられた容器と共に2次回路が人体内に埋めこ
まれ、該2次回路は、患者の体外に装置された1次回路
で外部的に誘導制御される。この装置は、(1構成部品
数が少ないため、極めて小さい空間に収まり、従って体
内への埋め込みが容易であるという利点を有している。
本発明の第2のレイアウトによれば、前記2次回路は自
律性を備えている。即ち該2次回路は、それ自身のエネ
ルギ源を備え、前述の如きエネルギ源に対する誘導カッ
プリングは省略可能となる。
この自律性を有する2次回路においては、例えばマイク
ロプロセッサなどが組込まれた単一のコントロールエレ
メントが備えられる。日々の基本的な必要度は、このマ
イクロプロセッサにプログラムされ、この調節装置は該
調節装置へのインプットに対応して加熱エレメントをコ
ントロールし、プロへラントガスの温度を上昇又は下降
させる。
長期に亘る薬剤投与の特別な必要性のために、前記マイ
クロプロセッサは外部から制御される。
この制御は、血糖値モニター用プローブに塁づいてなさ
れる。該プローブは前記調節装置の2次回路を、結線を
介しであるいは結線を伴うことなく制911するしのと
し17る。
これらのレイアラ1へは次の点で相豆に区別される。第
1のレイアウトにJ5いては、受動的な2次回路が’J
rIえられ、必要なエネルギは誘導的又は容量的手段に
より供給されねばならない。−力筒2のレーfアウトに
(bいて(ユ、前記2次回路はエネルギ的に独立してお
り、従って誘導のためのエネルギ源:(J省略され得る
。従って2次回路にあける調節装置のための制御命令は
、誘導的、容量的又は結線に桔づいた伝達により行われ
青る。
本発明の更に他のレイアウトは、インシュリンの経済的
な投与をなすことを特徴とする。前述のレイアウトにお
いては、薬剤は毛警状チューブを通して人体内へ放出せ
しめられる。該チューブは、引き伸ばしガラスパイプで
成形されるのか望ましく、10mに及ぶ長さを備えるこ
とができる。スペース節約のため、このチューブは容器
の周囲に渦巻き状に巻かれる。
次に述べるレイアウトは、他の手段で定圏的に薬剤(例
えばインシュリン)を投与し得るようにすることにより
、毛管状チューブを省略することを特徴とする。
このレイアウトにおいては、分割された中間チャンバか
、液化プロペラントガスチャンバとインシュリン収容チ
ャンバとの間に備えられ、粘性の低い流体(例えば水)
で満たされている。インシュリン収容チャンバはインシ
ュリンをアウトレット聞[−1から定;d的に放出する
役割をなす。該中間チャンバにJ>(〕る2つのチャン
バ1ユ、r’llj性のH’:fj4’v)壁で分1ノ
隔てられ、腰壁には逆止弁及びチョーク孔か設りられて
いる。これら2つのチャンバの間に81ノるスイッチン
グにより、正確な投句六を以てインシュリンか人体組織
内へ、放出される。薬剤放出呈(、、Lヂ]−り孔の人
さざにJ:って決められる。
薬剤(例えばインシュリン)を収容するチャンバは、中
空ニードルを用い、該ニードルを前記チャンバへの薬剤
供給が可能なように弾性プラグに刺通することにより、
外部から再充填され得る。この操作により、該レイアウ
トにa5ける2つのメンブレンは再び変形する。前記壁
に設けられた逆止弁は、メンブレンの迅速な変形を可能
にし、また一方のヂ17ンバから他方のチャンバへの水
の迅速な戻りを可能にする。
実施例 容器(1)は、メンブレン(2)により2つのチャンバ
(3)及び(4)に分けられている。チャンバ(3)に
は、例えばインシュリンのような薬剤か収容されてあり
、該薬剤は、アウトレット開口(5)を通して静脈又は
組織内へ注入される。
図示の例においては、アウトレットは毛管状チューブと
なっている。
プロペラントガス即ち放出圧発生用ガスは、液化カス(
7)の形でチャンバ(4)に収容されている。チャンバ
(4)は、気密にシールされ、メンブレン(2)により
薬剤から分離されている。
放出圧発生用ガスの圧力は、患者の周囲体温により決め
られる。植設された装置の場合は、正確に適合けしめら
れた信頼性のある温度カップリングか保証される。
放出圧発生用ガスの圧力は、メンブレン(2)を介して
チャンバ(3)内の薬剤に継続的に圧力を及ぼし、アウ
トレット間口(5)を経て放出される流体の吊を決定す
る。この作用によりチャンバく3)の容積か減少した場
合にも、圧力は変化しない。これは、液化ガスの特定量
か同時に烹発し、これに応じて放出圧発生用ガスの体積
を増加さUるからである。従って、体温は本システムを
ガス圧に関して定常的に保つ。
投祷量(J1本発明においては、カス圧の上昇により1
7られる1、これは第1図及び第2図に示す誘導コイル
(6)により行われる。誘導コイル(6)は放出圧発生
用カス、即ら液化ガス(7)の領域に1白接配置されて
いる。
このJ:うな講尊コイル(6)は、短絡状態において発
熱コイルとして機1jヒするように、外部電源から最も
Dりjliな手段により作動せしめられることがて゛さ
る。これにより、カスの温度は上背せしめられ、これに
伴ってガス圧更に放出する流体の早が増大する。
安全のため、不適切な取扱又は誤動作により過剰な投;
清か生じないように1釆証されねばならない。
これ(ユ、調力ロイル(6)の回路中に配置されたリー
ミスタ(8)により行われる。この他、例えば予めb2
定された温度において回路を開くザーモスタットなど適
宜の手段を用い得るのは勿論である。
電力の供給は、1次コイル(10)をトランストして佑
1えたポータプルなコントロールl(9)により供給さ
れるのが望ましい。この1次コイル(10)は、主回路
に接続されてもよいし、主回路とは独立して、交流n(
21>、起電力を発生セしめられるバッテリ(20)に
接続されてもよい。バッテリに接続される場合は、交番
電流のより高い周波数が(qられ、mWコイルとのカッ
プリングに有利である。
第3図はまた、電圧発生の時間及び/又は大きざを調節
し冑るプログラムコントローラ(11)の配置をも示し
ている。必要とされる投薬−に応じて、これらの一方又
は他方かより経済的となる。
第4図1は、横軸に時間rtJをとりインシュリン役!
″j呈をナノリットルて表わした債/時間のグラフであ
る。他からの干渉かなければ、一定量(13)の薬剤放
出か行、ゆれる。例えば12時というような、ある11
)点(12)において多Mの薬剤投与が必要とされる場
合には、薬剤(Q与♀は温1宴上v1′、にJ:り図中
(14)で示すように増加せしめられljIる。投与装
置により、冷却時間の長短を設定り′ることにより、肉
び一定の投与曲線(15)又は(16)が得られる。
加熱の度合を強くするように、より高い電圧又はより長
い電圧印加により、投与曲線(18)における極大投与
m (17)が得られる。
同様の薬剤の多聞の投与は、例えば第4図にあける19
時の如きある時点(19)において行われ得る。ここに
示すような形態での多量の薬剤投与1ユ、人手によって
は不可能であり、本発明に係る薬剤投与に置及び制御装
置の設定により初めて可能となる。その設定は、永続的
に装備された制御艮首のためのプログラムされたシーケ
ンスを医師か決定することにより行われ得る。
ここに掲げるレイアウトの例は、本発明を制限するもの
ではない。単一パラメータを種々変化させることにより
、必要に応じた適切な適用が可能となる。
次のような例を挙げることができる。
−1次コイル(10)及び誘導コイル(6)の菰る 一時間及び/又は大きざの調整 一放出圧発生用ガスチャンバ(4)から周囲組織への熱
移動の移動辺決定 一最高温度及び他のパラメータの限度設定。
第5図は本発明に係る薬剤投与装置の他のレイアラ1〜
の形態の例を示している。薬剤投与装置が、人体(30
)内に菰首されている。更に、血糖値を1記録りるため
に、LIJ御装置(9a)に1ツイヤ(24)で結合さ
れたセンサ(23)が装着されている。
制御装置(9a)は、永久的にプログラムされ、あるい
は他のレイアラ1〜においてはインプットキーボード(
22)を使用して設定されるパラメータに応じて作動を
変化けしめられる。
交流1m(21)は必要に応じて大きざ又はインパルス
を制御する制御装置(9a)によりワイヤ(25)を経
て制御される。交流1(21)は、1次コイル(10a
)と共に1次回路(29)を形成Jる。1次回路(29
)は、誘導カップリング(26)により薬剤投与装置の
第2回路(6)、(8)に結合される。
前述の如く、長期に亘る薬剤投′jの自己モニターによ
る調節は、人体(30)内の血糖値に基づいて(:iね
れる。
第6図は、本発明薬剤投与装置の他のレイアウトの例を
示している。この例では、エネルキ的に独立した第2回
路が備えられ、該第2回路は人体内にX6された薬剤投
与装置の一部をなしている。
この例では、誘導コイル1ユ使用されず、回路における
短1餡回路用コイルはヒートゼネレータ(6a)を形成
している。該ヒートゼネレータ(6a)は、レギュレー
タ(27>、バッテリ(28)及びサーミスタ(8)と
共に第2回路の一部を形成している。
レギュレータ(27)は、適宜のセンサ(23)にワイ
ヤーで接続されて、市るいは該接続なしに、人体外から
制御され得る。該センサは、人体内の血糖値を記録する
。これにより、血糖値記録用セン9−に基づいてレギュ
レータ(27)の人体内又は人体外プログラミングが可
能となる。図示のように、ワイヤリング(31)は誘導
カップリング又は電気的導体により形成することができ
る。
第5図には更に、血IX!i値測定用プローブ(23)
と薬剤投与装置(1)、(3〉、(4)との間のコネク
ション(32)を用いたレイアラi〜の変更例が示され
ている。この変更例に(bいては、制御装置(9a)へ
のライ1フリング(24)LJ省Mc3′F′L胃る。
血糖1d7 NlりTmプローブ(23>Iよ、加熱出
回3’M(6)、(8)(第4図参照)に作用し、長期
に口って生理学的に必要且つ充分な蚤の薬剤投与のみが
人体(30)に毎回性われるようにする。この作用は、
たとえ1次回路(29)及び制御装置(9a)から外部
的により多くの薬剤投与が求められてし実行される。こ
の内部コントロールは、自己モニターに基づく長期間の
薬剤投与を生理学的に安全なレベルに保つ。
第6図の例に関しては、更に仙のレイアウト変更例が可
IIとである1、即ら、例えば誘4カップリング(26
)(第5図参照)のような誘導エネルギは、非接触状態
でバッテリ(28)を再充電しめるいは制御装置(27
)をプログラムするように人体(30)の外mすから第
2回路(33)に伝搬される。
第7図に示すレイアウトの例では、放出圧発生用液化カ
ス(7)を収容するチャンバ(4)とインシュリンを収
容するチャンバ(3)との間に、2つのチャンバ(34
)、(43)を備えた中間チャンバが設けられている。
この中間チャンバは、チャンバ(3)及び(4)の間の
薬剤投与装置としての役割をなす。2つのチャンバ(3
4)、(43)は水のような粘性の低い流体で満たされ
るのか望ましい。図にお(プるチャンバ(34)の′/
i端部は、可撓性メンブレン(2)で形成され、右端部
は剛性の高い変形しない壁(36)で形成されている。
同様に、右側のチャンバ(43)の左端部は剛性の高い
壁(36)で形成され、右端部は可bfi性メンブ・レ
ン(4])で形成されている。
可1?j性メンブレン(く1)は、メンブレン(2)と
ほぼ同様に構成され同じ機能を奏する。壁(36)には
逆止弁(37)が装着されている。
逆JIJf (37) 1.l、第7 図1.: IJ
’、W略的に示されるJ、うにバルブフラップ(39)
を備え、矢印(40)の方向には流体を通さず、チャン
バ(34)からチャンバ(43)への流れを許容する。
壁(36)には更にチョーク孔(3B)が設けられてい
る。
図示の例ではチョーク孔(38)は、簡単のためバルブ
フラップ(39)に配設されている。このチョーク孔は
、バルブフラップ(39)から離れた場所において壁(
36)に設けられてもにい。
メンブレン(41)の反対側には、例えばインシュリン
(42)のような薬剤を収容したチャンバ(ご3)が配
置8゛れている。チャンバ(3)1こ1ニア7ウトレツ
ト して薬剤か人体組織内へ放出せしめられる。
放出圧発生用ガス及びその液化ガスは、体温の影響下に
おいてメンブレン(2)を継続的に加圧し、薬剤を人体
組織内へ一定量を以て放出させる。
他の生理学的パラメータに塁づいて薬剤の放出量の調整
を行うには、放出圧発生用液化ガス(7)の然気(王を
充分に高めるためにチャンバ(4)内の温度上昇を10
’Cから20°Cの間とするのかよい。チャンバ(4)
、内の誘導コイル(6)が加熱により放出圧光学用液化
カス(7)の蒸気圧を上昇さけると直ちに、可撓性メン
ブレン(2)を通して該蒸気圧か流体(35)に作用す
る。
この流体(35〉は、チョーク孔(38〉を通してチャ
ンバ(43)へ矢印(40)の方向に移動ゼしめられ、
チャンバ(43)の容積を拡張しメンブレン(41)を
外方へ変形させて、チャンバ(3)内のインシュリン(
42)をアウトレフ1〜開口(5)から外へ圧送する。
チョーク孔(38)の種類、大きさ及び形状に応じて、
正確に決められた山のインシュリン(42)がアウトレ
フ1〜開口(5)を経てチャンバ(3〉から放出される
。従って、アウトレット開口に制限用部材を設りる必要
はない。制限用部材というのは、前述したし管状チュー
ブの如きものである。
例えばインシュリン(42)のような薬剤をチャンバ(
3)に再び満たすには、人体組織を峰て中空ニードルを
弾性プラグ(44)内へ挿入する。
この操作によって、メンブレン(41)11前述の方向
とは逆の方向に変形し、このときl (36)に設()
られた前述の逆[トjN37)はメンブレン(4コ〉及
び(42)の迅速な変形を可能にする。
従ってチャンバ(43)に収容された流体(35)は、
逆止弁(37)を通してチャンバ(34)へ急速に流れ
、同時にメンブレン(2)は変形せしめられる。再充填
により、装置は新たなサイクルの作動をすることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
図(ま本発明の実施例を示すもので、第1図は薬剤投与
装置の一例の縦断側面図、第2図は第1図に示す例の縦
断正面図、第3図は人体外に装着される制御装置を概略
的に示す側面図、第4図は横軸に時間、yAI !i’
lllに薬剤投与量をとって示す実施例投与装置に基づ
く薬剤投与量のグラフ、第5図は薬剤投与装置のレイア
ウトを人体と共に示す説明図、第6図は薬剤投与装置に
おける二次回路の例を概略的に示す説明図、第7図は薬
剤投与装置の他の例の縦断側面図である。 (1)・・・容 器、 (2)・・・メンブレン、 (3)、(4)・・・チャンバ、 (5)・・・アウトレット開口、 (6)・・・二次回路、 (7)・・・放出圧発生用ガス、 (8)・・・二次回路、 (9)、(9a>・・・制御装置、 (10)、(10a)・・・−次コイル、(23)・・
・センサ、 (26)・・・M6カツプリング、 (27)・・・レギュレータ、 (28)・・・バッテリ、 (30)・・・人 体、 (34)・・・チA7ンバ、 (35)・・・流 体、 (36)・・・壁、 (37)・・・逆止弁、 (38)・・・チョーク孔、 (42)・・・インシュリン、 (43)・・・チャンバ。 (以 上) 1  な器 2  メ、フレン 3 、+1.72. 4  +ヤ7ハ 5、  ヱウh L =、 %昭0 6   tJクイIし 9  あ゛J1紳裟1 10、、、、  L:?クイぜし 11    フ゛Qフ゛クムコン1−o−ラ15、i之
璧菱りわt乳 1、S5 391. チャ7.ぐ・ 6Q。80.ヒー1〜でれ−7 8、、サー ミスタ 9a、、、コ・1イ釘装置 10a、、、、  ノ々つイ1い 23、、、  ゼンづ 24、  、  ワイヤソンフ゛′ 29、、、、  t 炊1つ吃1 33、、、.2僕のルト 2 、、、メン7゛シン 3.7 4、、、.4ヤア八パ 5、、了つ/−L・ンL閏0 34、、、、+ヤー、1、L’ 35、、、、シL黛 36 、、、積

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)インシュリン又は他の長期使用薬剤を、弾性エレ
    メント、例えばメンブレンと、該弾性エレメントにて薬
    剤保持チャンバ、及び液化プロペラントガスと共に温度
    感応蒸気圧を封入したチャンバに分割された容器とを用
    い、該薬剤を常時プロペラントガスにて加圧し、該薬剤
    を中空ニードル又はキャピラリーチューブのようなアウ
    トレット開口から人体へ連続的に注入して投与する方法
    にして、前記プロペラントガス温度、従って前記蒸気圧
    力及び注入量を所定時間間隔で上昇させることを特徴と
    する方法。
  2. (2)前記プロペラントガス温度の変更を、処置対象人
    体の血糖レベルに関連させて行う特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
  3. (3)血糖レベル感応電子レギュレータを、体外1次回
    路に接続して、体内2次回路に増減の影響を与えるプロ
    ペラントガス温度へ誘導又は容量電力供給を行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. (4)植え込まれた装置に、バッテリと、該バッテリ出
    力をコントロールし、血糖レベルに応じて2次回路への
    電力供給コントロールを行うと共に人体の血糖レベルを
    記録するレギュレータを備えることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の方法。
  5. (5)コントロール装置により調節されるインシュリン
    投与を、例えばディジタルコントロールインパルス(入
    力キーボード)によって外部でプログラム可能とするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)処置対象人体へ連通するアウトレット開口を有す
    る薬剤保持チャンバと、液化プロペラントガスと一緒に
    温度感応蒸気圧を封入したチャンバとにメンブレンによ
    って分割された容器からなる人体に植え込まれる薬剤投
    与装置にして、前記プロペラントガス用のチャンバに、
    プロペラントガスの温度を変更する電気装置が配置され
    ていることを特徴とする薬剤投与装置。
  7. (7)前記電気装置が、人体の外部1次回路からエネル
    ギを供給される2次回路を含む短絡インダクションコイ
    ルからなることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
    の装置。
  8. (8)サーミスタのような温度制御エレメントが前記2
    次回路に接続されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第6項記載の装置。
  9. (9)人体の血糖レベルを記録するためのセンサが人体
    内に配置されており、該センサは体外配置の制御装置を
    制御し、該装置は交流電流を供給される1次回路により
    制御され、該1次回路の1次コイルは人体に植え込まれ
    た2次回路を誘導結合にて制御するようになっているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の装置。
  10. (10)前記2次回路が、バッテリと、体内配置の血糖
    レベル記録用センサにより制御可能なレギュレータとを
    備えていることを特徴とする装置。
  11. (11)前記アウトレット開口から送り出されるインシ
    ュリンの量を調整するために、それ自身が2つのチャン
    バに分割された中央チャンバが、前記液体プロペラント
    ガス及び前記インシュリン保持チャンバとの間に存し、
    該中央チャンバは、低粘性流体が充填され、逆止弁及び
    チョーク孔を有する剛性仕切りにて前記2つのチャンバ
    に分割されていることを特徴とする特許請求の範囲第6
    項記載の装置。
JP60212009A 1984-09-22 1985-09-24 薬剤投与方法及び装置 Pending JPS6185959A (ja)

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