MX2010014118A - Bomba para la administracion controlada y alternada de liquidos a travez de un mismo canal. - Google Patents

Abstract

La patente consta de un mecanismo de doble función. EL propósito general es combatir la híper e hipoglucemia mediante la infusión de insulina y glucagón respectivamente.Para lograr dicho acometido se diseña un dispositivo que sea capaz de administrar ambas hormonas de manera independiente y que estas no sean mezcladas ni administradas en menor a mayor cantidad a la deseada. La obtención de dichas características se basará en el diseño de algoritmos de control que determinan la cantidad y el tiempo justo en el que deberán ser inyectadas una u otra hormona para el control de la Diabetes y Mellitus.

Description

COMPÁS PARA EL TRAZO DE ELIPSE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con varios sectores económicos. Una de las aplicaciones es la enseñanza y divulgación del estudio de la elipse. El sector metal mecánico también podría hacer uso de esta invención, en la generaciones de levas, meca-nismos para tornos y fresadoras, generación de dados de doblado. Puede tener también aplicación en el área mueblera, entre muchos otros.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Actualmente, la mayoría de los trazos de la elipse, en la técnica están basados en métodos, aunque claro, en la actualidad, y con el uso de la computadora, podemos hacer el dibujo de la elipse, pero, el problema viene, cuando tenemos que trazar esta elipse en una hoja de triplay, o cortar una cubierta de vidrio, o prácticamente en todo aquello que rebase las dimensiones de impresión sin importar el tipo de programa. Por ejemplo concebir el trazo de una elipse en una hoja de triplay, o una cubierta de vidrio.

BOMBA PARA LA ADMINISTRACIÓN CONTROLADA Y ALTERNADA DE LÍQUIDOS A TRAVÉS DE UN MISMO CANAL DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención consiste en una bomba para la administración controlada y alternada de líquidos a través de un mismo canal. Particularmente, los líquidos no se mezclan y sus flujos de administración se controlan en función a la comparación de valores sensados y comparados con valores normales.

ANTECEDENTES Es de gran importancia mencionar que la invención que se quiere patentar es aporta una mayor autonomía a la persona con diabetes, puesto que no debe estar sujeto a los estrictos horarios a los que se somete con la administración de insulina, sino que de manera controlada y alternada y en función de sus requerimientos la presente invención administra insulina o glucagón para regular el control de glucosa en sangre mejorándolo sensiblemente en el caso de que no sea el óptimo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. Representación esquemática de la bomba para la administración controlada y alternada de líquidos a través de un mismo canal.

Figura 2. Representación esquemática de un reservorio.

Figura 3. Representación esquemática de un engrane doble.

Figura 4. Representación esquemática de un engrane recto.

Figura 5. Representación esquemática de un strepper motor.

Figura 6. Representación esquemática de un tornillo con cuerdas auto bloqueo.

Figura 7. Representación esquemática de vista isometría del mecanismo de la bomba motivo de esta solicitud.

DESCRIPCION DETALLADA DEL INVENTO La bomba para la administración controlada y alternada de líquidos a través de un mismo canal, esta representada en la figura 1. Y comprende los siguientes componentes: Un primer y segundo reservónos, para contener de manera independiente los líquidos a suministrar.

Un primer y segundo tornillos de avance, cuya configuración permite convertir el movimiento rotacional en movimiento lineal y de esta forma activar un primer y segundo émbolo contenidos respectivamente en un primer y segundo reservónos. Particularmente, el tornillo de avance solo puede desplazar el émbolo hacia una dirección y no hacia la otra. Esta particularidad es conocida como auto-bloqueo (self-locking), dichos tornillos de avance son diseñados tomando en cuenta dicha necesidad. El auto-bloqueo permitirá que el émbolo no se desplace hacia atrás de forma automática, y la única forma en que podrá desplazarse hacia delante es mediante la aplicación de una fuerza.

Para asegurar la condición de auto-bloqueo se hace el análisis desenrollando un hilo del Tornillo. Las cuerdas de los tomillos serán diseñadas con auto-bloqueo, al igual que los acoples.

Donde: dm = diámetro ? = ángulo de avance Al hacer una sumatoria de fuerzas y obtener una expresión de torque necesario para mover el acoplador, tenemos que: Será posible asegurar el auto-bloqueo si: nfdm > l Una expresión equivalente: f > ?a?? El coeficiente de fricción del tornillo deberá ser mayor a la tangente del ángulo de paso para asegurar el auto-bloqueo.

Este componente va acoplado sobre la parte pequeña del engrane doble, permitiendo el giro sólo en la dirección deseada.

Un Stepper Motor.

Un engrane recto, con ángulo de paso de 1.8°, 200 pasos son necesarios para completar un giro.

La función principal del dispositivo es poder regular el nivel de glucosa en la sangre para poder tener el control deseado sobre la Diabetes Mellitus, sin embargo para lograr esto es necesario dividir dicho objetivo en dos partes. El primero es la capacidad de combatir hiperglucemias (altos niveles de glucosa en la sangre), como lo hacen las bombas actuales de insulina, y el segundo es luchar contra hipoglucemias (bajos niveles de glucosa en la sangre) mediante la infusión de glucagón, hormona contra regulatoria a la insulina.

El análisis para determinar las especificaciones de cada uno de los componentes de la bomba es el siguiente: Reservónos Se empezará por las dimensiones de los reservorios necesarios. Para el caso de la insulina es fácil determinar el tamaño del reservorio, es sólo cuestión de ver las dimensiones de las bombas actuales de insulina que hay en el mercado. Pero para el caso del glucagón eso es diferente. La cantidad de células a es considerablemente menor a la cantidad de células ß, por ende, no es necesario tener la misma cantidad de glucagón que de insulina, esto puede resultar una ventaja al momento de diseñar el dispositivo, ya que se puede traducir en una reducción de espacio requerido.

El tamaño del reservorio en productos comerciales oscila entre 176 y 315 U de insulina. (100 U de insulina equivalen a un mililitro). Se propone utilizar un reservorio de 300 U de insulina, es decir 3 mililitros. Tomamos en cuenta que un mililitro es un centímetro cúbico. Entonces nuestro reservorio tendrá un volumen de 3 centímetros cúbicos. Sabemos que el volumen es de 3 centímetros cúbicos, y además definimos que se quiere una razón de altura contra diámetro de 2 a 1. Por lo que: d 1.240700982 cm. h 2.481401964 cm.

Entre el 10 y 20 % de las células que se encuentran en los islotes de Langerhans son a. Las células ß representan el 70% de los islotes de Langerhans.

Por lo que decidimos que el reservorio de glucagón representará la cantidad de células a. Debido a que el reservorio de insulina es para 300 U, el de glucagón será de 85 U.

Haciendo un análisis similar para obtener las dimensiones del reservorio de glucagón, tenemos que nd2h = .85 d = .814891303 h = 1.629782606 Tornillos de avance Los tornillos de avance son un tipo muy especial de engranes que tienen la particularidad de convertir un movimiento rotacional (en este caso proveniente del motor de pasos) a un movimiento lineal (activación del émbolo).

El éxito del funcionamiento del mecanismo en general se basa fundamentalmente en el diseño de estos componentes, ya que son los elementos clave, más adelante se dará más detalle acerca de esto.

Para asegurar el funcionamiento del dispositivo es necesario que el tornillo de avance sólo pueda mover el émbolo hacia una dirección y no hacia la otra, debido a que la idea general es que el motor al girar hacia un lado, digamos a favor de las manecillas del reloj, active la infusión de insulina, y haciéndolo girar en contra de las manecillas del reloj sea capaz de activar la infusión de glucagón.

Engranes Rectos Los engranes rectos utilizados en este diseño son los encargados en trasmitir el giro del motor hacia los tornillos de avance y estos puedan hacer que el émbolo de cada uno de los reservónos vaya avanzando y así vaya suministrando la hormona al paciente.

De acuerdo a las especificaciones del motor y de los reservónos, los engranes no tendrá ningún tipo de reducción o incremento de velocidad, y solo serán utilizados para transmitir el torque del motor a los tornillos de avance.

Las especificaciones de los engranes son las siguientes: NG = Número de dientes = 20 DG = Diámetro de engrane = 25.4 mm Pd = Paso diametral, número de dientes por pulgada de diámetro de paso DG m =— = 1.27 NG 25.4 25.4 Pd = =—— = 20 m 1.27 p p p = _ =— _= .1570 Pd 20 1 1 A = Distancia hacia la cabeza =— =— = .05 Pd 20 1.25 1.25 B = Distancia hacia la raíz =—— =—— = .0625 ra 20 . 25 . 25 C = Espacio entre el piñón y el engrane = = = .0125 t = = .0785 = 1.9939 A = 1.27 mm B = 1.5875 mm C = .3175 mm Engrane Doble Estos engranes están diseñados de igual manera que los engranes rectos sencillos, sólo que tienen la incursión de un engrane con dientes inclinados un cierto ángulo que permitan que el trinquete sea capaz de permitir el movimiento hacia la dirección deseada y se atore al girar en la dirección no deseada, impidiendo el movimiento.

Trinquete Este componente es necesario para completar el diseño de bloqueo de giro. Junto con el engrane doble es el responsable de esta acción.

Motor de pasos Los motores de pasos son aquellos que su giro es medido en pasos (grados) hasta formar un giro completo (360°).

Debido a que el mecanismo debe funcionar de una manera muy exacta y no es la intención administrar más cantidad de insulina o glucagón, ya que esto representaría un gran problema, al cuerpo humano, se diseña el motor a que tenga un paso muy pequeño y así poder controlar el número de pasos necesarios para que administre justo la cantidad de la hormona requerida que se necesite.

Para este caso se hace el diseño como un motor con paso de 1.8°, lo que significa que sería necesario energizar las bobinas del mismo 200 veces para que la flecha del motor de una vuelta entera.

La idea del funcionamiento es la siguiente: El dispositivo se encuentra inicialmente en estado de reposo. Cuando el sensor de glucosa determina niveles de glucosa muy altos, manda la señal a la bomba y esta comienza a trabajar administrando insulina al paciente. El motor es energizado y hace girar su flecha, el movimiento de esta es transmitido por los engranes al tornillo de potencia que desplaza el émbolo del reservorio. Este proceso ocurrirá de manera periódica alrededor de todo el día, lo que es llamado tasa basal de infusión. Cantidades más grandes de insulina serán administradas cuando el paciente ingiera alimento, realice ejercicio o tenga alguna actividad diferente que altere sus niveles de azúcar, esto es llamada tasa de bolo de infusión.

En muchas ocasiones un paciente puede presentar hipoglucemias, en este caso el sensor de glucosa mandará la señal al mecanismo de invertir su giro y ahora inyectar glucagón al cuerpo. La manera de infusión de glucagón es idéntica a la de insulina, y mientras este activa una, la otra será desactivada debido al diseño de los engranes y del trinquete.

Una de las aplicaciones industriales de la presente invención es controlar la Diabetes Mellitus mediante la creación de un sistema que aproxime su comportamiento lo más fielmente posible al páncreas humano, haciendo de este un sistema autónomo y libre de interacción del paciente. Es también nuestro objetivo ampliar las posibilidades de tratamiento para las personas con esta enfermedad y abrir las puertas a futuras investigaciones en donde el mecanismo de infusión pueda ser miniaturizado e incluso implantable en el cuerpo humano.

Claims (4)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficiente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:

1.- Una bomba para la administración controlada y alternada de líquidos a través de un mismo canal, caracterizado porque comprende: dos reservónos, dos o más sistemas de transmisión de potencia, un motor acoplado a una flecha a la cual le transmite movimiento en uno y otro sentido, la fecha en su extremo superior presenta separados a distancias equidistantes un primer y segundo engranes rectos, donde cada uno coincide respectivamente con un primer y segundo engrane doble que están articulados al primer y segundo tornillo de avance que se localizan en el interior de cada reservorio.

2. - La bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque es modular, es decir se acopla a otras bombas con características similares.

3. - La bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque es controlada manual o automáticamente.

4.- La bomba de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la salida de los reservorios se conecta en un mismo canal.