JERINGA SIN AGUJA QUE OPERA CON UN DISPOSITIVO QUE GENERA UNA ONDA DE CHOQUE A TRAVÉS DE UNA PARED Descripción de la invención La presente invención es usada, en el capo de las jeringas sin aguja, para inyecciones intramuscular, intradérmica o subcutáneas de varios principios activos para uso en medicina veterinaria o humana. Se han conocido desde 1945, muchos tipos de jeringas sin aguja para inyectar principios activos líquidos. En estos dispositivos, se libera le principio activo líquido, vía una boquilla que comprende- al menos un orificio, por un pistón o por la deformación de una envoltura flexible que contiene el líquido, la envoltura flexible está conectada a la boquilla. La presión de inyección se obtiene, ya sea por medio de la liberación de un resorte comprimido inicialmente o por medio de la liberación de un gas almacenado bajo presión, como se describe en la Patente USA 3,788,315. Otros dispositivos para inyección subcutánea usan una carga pirotécnica que genera gas par impulsar un pistón que libera el líquido a' ser inyectado, y la Patente USA 3,802,430 ilustra una técnica tal, para general gas propelente. Para inyectar principios activos sólidos en la forma de un polvo seco, las jeringas sin aguj usan un medio diferente para acelerar las partículas de dicho principio activo, y debe mencionarse la solicitud de patente WO
REF.135317 94/24263, que describe una jeringa sin aguja en la cual, partículas de principio activo son arrastradas por un flujo de gas a alta velocidad, por medio de un gas comprimido que es liberado a través de un tubo. A pesar del uso de un tubo largo, se produce una nube dispersa de partículas , lo que sugiere que hay una baja biodisponibilidad. También han sido usados dispositivos auxiliares, para disipar el efecto de aire forzado y ruido del chorro de gas. Finalmente, la factibilidad del sistema depende del dispositivo usado para almacenar los gases bajo presión. En otro campo técnico, la patente USA 4,945,050, describe el principio de un aparato de laboratorio para bombardear un cultivo celular con micropartículas metálicas recubiertas con varias substancias biológicas para propósitos de transfección genética. Se usaron diferentes medios, en particular transferir la energía cinética de un proyectil que impacta en una barrera las partículas acomodadas en el proyectil o en esta barrera y para causar que estas partículas penetren en el cultivo celular. Este aparato de laboratorio opera bajo un vacío y usa micropartículas neutras muy densas para aumentar la energía cinética (micropartículas de oro o de tungsteno) , lo cual excluye cualquier aplicación o cualquier transposición co o una jeringa sin aguja, especialmente puesto que produce una nube de partículas a fin de alcanzar el mayor número posible de células.
Uno de los objetos de la invención es remediar las desventajas que afectan a las jeringas sin aguja, que permiten la inyección dé principios activos en polvo. Otro objeto de la presente invención es poner a disposición una jeringa más universal que pueda ser usada para la inyección, no solamente de principios activos en polvo sino también de principios activos que son líquidos, o en suspensión en un líquido, o en la forma de gel. La transformación del volumen inicial del principio activo y su forma de flujo laminar en el momento de penetrar en la piel, se obtiene por el efecto de inversión y de concentración que se descubrió y observó en el caso de líquidos, geles y polvos. La presente invención concierne a una jeringa sin aguja, para inyectar un principio activo para uso terapéutico, que comprende desde la entrada (corriente arriba) hasta la salida (corriente abajo) , un sistema propulsor, el principio activo, y una guía de aplicación para aplicar dicha jeringa a la piel del sujeto a ser tratado, esta jeringa está de modo que, por un lado, el sistema propulsor consiste de un dispositivo generador de una onda de choque y, por otro lado, el principio activo es acomodado en al menos una cavidad ciega de la cara de salida de una barrera prolongada por la guía de aplicación. La barrera de hecho, tiene dos caras opuestas, es decir una de entrada, situada hacia el dispositivo generador de la onda de choque, y la otra, de salida, situada hacia la guía de aplicación. La cara de entrada de la barrera es substancialmente plana y transversal. La -cara de salida de la barrera fija comprende al menos una cavidad ciega, esta cavidad, tiene así solamente una abertura en la cara de salida de la barrera .fija y no se abre sobre la cara de entrada, de tal modo, que proporcione un espesor suficiente para recibir la onda de choque. El dispositivo generador de onda de choque produce ventajosamente una onda de choque plana sobre la cara de entrada de la barrera fija. La onda de choque plana producida -sobre la cara de entrada de la barrera fija se propaga a través de esta barrera y expulsa el principio activo desde cada una de las cavidades en donde estaba acomodado. Inesperadamente, el principio activo acelerado de esa forma hasta muy alta velocidad es capaz de reagruparse en la forma de un chorro central de diámetro pequeño que luego penetrará en la piel del sujeto. Cada chorro corresponde a una cavidad y tiene una conformación de flujo laminar en su extremo de salida una vez que la distancia recorrida por este chorro corresponda a varios diámetros desde la barrera fija. Se observará que el fenómeno de expulsión en la forma de chorros es totalmente efectivo cuando la onda de choque es plana en el momento cuando alcanza las cavidades. Esto no excluye la posibilidad de que la onda " de choque producida sobre la cara de entrada no pueda ser estrictamente plana y pueda tener una ligera curvatura, la cual se eliminará por la propagación en la barrera. Este fenómeno de conformación en un chorro laminar de principio activo, que comienza desde el inicialmente almacenado en forma globular, en toda o parte de la cavidad sometida a. la onda de choque, puede ser parecida a los chorros de substancia que resultan de la detonación de cargas explosivas que tienen una cara de salida, cóncava cubierta por una hoja de metal. Dichas cargas explosivas, mencionadas como "cargas huecas", hacen posible obtener salpicaduras laminares a alta temperatura, las cuales son impulsadas a velocidades del orden de 8000 metros por segundo y son capaces de perforar placas de blindaje de hasta 1 metro de espesor. Sin embargo, el fenómeno empleado en la presente invención es de una naturaleza completamente diferente ya que el principio activo no debe, en la experiencia práctica, aumentar la temperatura, y las velocidades de propulsión del orden de 600 a 1000 metros por segundo son completamente suficientes para permitir una inyección a través de la epidermis. En contraste, para que las cargas explosivas formen un chorro central de substancia, el explosivo no debe estar en contacto con la substancia a ser expulsada y debe de estar separada por una barrera 'resistente que asegure una buena propagación de la onda de choque, la barrera puede ser hecha por ejemplo, de aluminio o de acero. Considerando la limitada velocidad de expulsión del chorro de principio activo, se descubrió que no solamente podía obtenerse la onda de choque, con una pequeña cantidad de explosivo, cuya detonación sea provocada por un microdetonador, sino que esta onda de -choque podía obtenerse por otros medios, tales como la propulsión de un peso que golpea la cara hacia la entrada, de la barrera fija. Ventajosamente, para obtener un chorro de flujo laminar, cada cavidad ciega de la barrera fija tiene una sección transversal abierta, que es al menos igual a cada sección transversal de esta cavidad y preferiblemente cada cavidad tiene una forma de revolución, aproximadamente un eje paralelo a la dirección de propagación de la onda de choque, con la finalidad de promover la formación de un chorro que esté perfectamente alineado sobre el eje de la • cavidad. Una cavidad puede tener preferiblemente, por ejemplo, una forma hemisférica, cónica o frustocónica o puede consistir de una combinación de estos perfiles. Conforme a una modalidad alternativa, una pluralidad de cavidades están distribuidas en la cara de salida de la barrera. Estas cavidades, que pueden tener diferentes formas, están ventajosamente distribuidas uniformemente sobre dicha superficie. El principio activo se deposita ventajosamente en el fondo de la cavidad y preferiblemente llena la cavidad completa al nivel de la parte plana de la cara de salida en la cual es retenida, por ejemplo, por medio de una película delgada. Esto es porque los estímulos digitales han demostrado que con dicha configuración de relleno, la dispersión diametral del chorro es mínima. El material usado para la barrera fija, es seleccionado del grupo de materiales que no dan origen al fenómeno de formación de lascas bajo la acción de una onda de choque, tales como por ejemplo, metales. Se seleccionan también con base en su densidad y su impedancia acústica, en otras palabras por su habilidad para transmitir la onda de choque. En particular es seleccionado como una función de la velocidad, en un solo intento para comunicar al chorro. En una primera modalidad, la onda de choque sobre la cara de entrada de la barrera fija es producida por el impacto, sobre dicha cara de entrada, de un peso de forma adecuada que es acelerado por un dispositivo auxiliar. El diámetro del peso es ventajosamente tal, que el aire localizado entre el peso y la barrera fija es expulsado sin desviar dicho peso, el cual es dirigido por los medios adecuados. La aceleración del peso es efectuada ya sea por la liberación de un resorte comprimido o por la combustión de una carga pirotécnica, o por la liberación de un gas comprimido . En una segunda modalidad, la onda de choque plana sobre la cara de entrada de la barrera fija, es producida por un generador de ondas de choque que comprende una carga pirotécnica detonadora. Esta, comprende ventajosamente, una lámina de explosivo, adyacente a la cara hacia la entrada, la lámina de explosivo es provocada ya sea en un punto o en toda o parte de su superficie por un microdetonador. Esta lámina de explosivo tiene un diámetro substancialmente igual al de la barrera fija, y comprende varias decenas de miligramos de un explosivo tal como TNT o un explosivo compuesto con una alta velocidad de detonación. La guía de aplicación tiene una longitud que es tal, que permite al principio activo, durante su expulsión hacia la piel, reagruparse en la forma de un chorro de flujo laminar. La longitud de la guía de aplicación está ventajosamente entre 1 y 8 veces el diámetro de la barrera fija y preferiblemente entre 2 y 5 veces el diámetro de la barrera fija. La guía de aplicación comprende ventajosamente un sistema absorbente de choque que puede ser reducida a una brida flexible simple situada en su extremo de asiento sobre la piel del sujeto a ser tratado, o puede consistir de una guía de aplicación telescópica con un resorte interior. La presente invención resuelve satisfactoriamente los problemas propuestos y hace posible, por ejemplo, obtener, para una barrera de 5 mm de diámetro y 2 mm de espesor, chorros de diámetros entre 0.12 mm y 1.6 mm cuando se usan cavidades ojivales, substancialmente semiesfericas o cónicas, aunque en el caso de cavidades cónicas en particular son ventajosas, si la cara hacia la salida del principio activo es plana y no excede de 3 a 4 mm de diámetro . Para una barrera con un diámetro de 5 milímetros, un espesor de 3 mm y una cavidad semiesférica de radio de 1 m , que utiliza una Axplosivo compacto con un diámetro de 3 milímetros y un espesor de 1 milímetro, es posible obtener un chorro que tiene un diámetro máximo de 0.7 milímetros con una velocidad de expulsión de 630 metros por segundo. El principal efecto buscado, utilizando el dispositivo de expulsión conforme a la invención, es un efecto atenuado mencionado como "carga hueca", que se convierte en la formación de un chorro de flujo laminar, compuesto de las 'partículas de substancia a ser expulsadas, y conducidas, sobre su eje, a una velocidad muy alta que le da una alta fuerza de penetración. Las características de este chorro, es decir, su forma, su longitud, su dispersión y su velocidad de desplazamiento, son una función de la naturaleza y posicionamiento del generador de ondas planas, el material que constituye la parte que sirve como barrera, y la geometría de las cavidades en la cara hacia la salida, sirve para acomodar las partículas. A un nivel inferior, también desempeña un papel, la forma general del volumen formado por las partículas en cada cavidad. Ventajosamente, bajo el efecto de la carga pirotécnica, la barrera, aunque ha sido deformada, permanece fija en la jeringa en su posición original. Conforme a otra modalidad de la invención, cuando se confronta con el mismo esfuerzo, la barrera se desplaza, pero permanece retenida en la jeringa sin alguna posibilidad de ser expulsada. La guía de aplicación es preferiblemente fabricada de un cuerpo cilindrico hueco cuya sección transversal es similar a la formada por la cara de salida de la barrera y cuyo eje es perpendicular a dicha cara. Esta guía se recomienda particularmente para optimizar las condiciones para lograr un impacto perpendicular sobre dicha superficie. Conforme a una primera modalidad de la invención, las partículas forman una masa de polvo en cada cavidad. Estas partículas son retenidas en su asiento por capilaridad, por electricidad estática, por medio de un estado superficial adhesivo o por medio de una membrana que cubre cada cavidad. Finalmente, puede usarse cualquier medio de adhesión, a condición de que no interfiera con la formación del chorro. Conforme a una segunda modalidad de la invención, las partículas son enlazadas entre sí por medio de un líquido el cual es fluido, viscoso o en la forma de un gel. En relación a este líquido, las partículas de principio activo pueden estar, ya sea en suspensión o en solución. Ventajosamente, el agente iniciador, puede ser un botón pulsador que inicia al microdetonador por percusión. El dispositivo conforme a la invención tiene la ventaja de ser eficiente mientras que tenga un diseño de peso ligero y simple que ocupe poco espacio. Esto es, a causa de la técnica que involucra. la formación de un chorro que utiliza el modelo de carga hueca, que permite a las partículas proyectarse en forma concentrada y a muy alta velocidad, desde un dispositivo que tiene un pequeño número de componentes hechos de materiales ligeros y acomodados de una manera simple en relación a otra. Además, un dimensionamiento rápido hace posible adaptar el dispositivo a un amplio rango de situaciones, actuando, en particular sobre la sección transversal del chorro, su dispersión, su longitud, su velocidad, y el número de chorros a ser expulsados. Además, cuando el principio activo no es puesto en movimiento por la liberación de los gases, no hay efecto de silbido. Ni hay algún ruido asociado con la liberación de los gases al exterior, el ruido que se origina solo, posiblemente desde el impacto del peso sobre la barrera o desde el funcionamiento de la carga pirotécnica, los cuales son internos a la jeringa. La presente invención será descrita ahora en más detalle con la ayuda de la figura 1, que muestra una vista de la sección transversal parcial de una jeringa conforme a la invención y que puede usarse para describir dos generadores de ondas de choque. La figura 1, muestra una vista de la jeringa 10 antes de uso, el extremo hacia la salida de esta jeringa 10 aún estando cerrada por medio de un tapón hermético 15, que asegura la asepsia de la parte interior de la guía de aplicación 8. Conforme a esta figura, la guía de aplicación 8, es prolongada hacia el interior del tubo activador 1, y comprende, desde la salida hasta la entrada, un anillo roscado 16, que asegura la inmovilización de una barrera fija 4, sobre un apoyo de la guía, este apoyo, forma una abertura central en la cual está colocado el dispositivo generador de ondas de choque 3, formado por un comprimido de explosivo compuesto sensible, coronado por un microdetonador que puede ser iniciado por percusión. Un peso 9 es capaz de deslizarse en la prolongación interna de la guía de aplicación 8, y comprende una aguja de percutor en su extremo de salida y una ranura de retención en la cual están acopladas tres bolas 11, colocadas en perforaciones radiales de esta prolongación. Estas bolas 11 se apoyan sobre la -superficie interior del tubo activador 1, e inmovilizan la percusión del peso hueco 9 coronado por un resorte 13, comprimido entre este peso 9 y el fondo del tubo activador 1, este tubo 1, es retenido en la posición inicial por un apoyo interno inferior, en contacto con la guía de aplicación 8. El principio activo en polvo llena una cavidad semi-elipsoide 7, situada sobre la cara de salida 6, de la barrera 4, y este principio es retenido por medio de una película fina asegurada sobre la barrera fija 4 y acuñada por el anillo roscado 16. En operación, después de que el tapón 15 ha sido retirado y el extremo libre de la guía de aplicación 8, ha sido aplicado en contacto con el área de la epidermis seleccionada para inyección del principio activo, el tubo activador 1, es presionado a fin de comprimir el resorte 13, hasta que la ranura interior 12 de este tubo 1, llega al nivel de las tres bolas 11 que distribuyen aparte radialmente y liberan el peso de percusión hueca 9, cuyo punto de salida, golpeará el micro detonador, que causa que el comprimido explosivo, en contacto con la cara de entrada 5 de la barrera fija 4, explote. La onda de choque plana generada de esta forma alcanzará la cavidad 7 y provoca simultáneamente la ruptura de la película fina y la expulsión del principio activo con base en un fenómeno de inversión y de concentración, similar al fenómeno empleado en cargas huecas. El peso hueco 9, el resorte 13, y el material 14, tienen entonces la función de absorber los efectos atrás de la detonación, y el sistema que absorbe el choque 2, de la guía de aplicación 8, atenúa el efecto de compresión en frente, esta sensación de compresión anular disfraza ampliamente la sensación de picadura que resulta de la penetración del chorro laminar de producto activo en la epidermis y en la dermis. Conforme a una modalidad alternativa que se puede describir con referencia a esta misma figura, la onda de choque plana no se produce por medio de un explosivo en contacto con la barrera 4 en la cual está formada la cavidad ciega 7. Esta alternativa (no mostrada), requiere el uso de un peso sólido que se prolonga hacia la salida por medio de un percutor cilindrico que puede acoplarse en la perforación obtenida por retiro del explosivo y el detonador de manera de golpear la barrera fija 4 directamente. En esta alternativa, el resorte 13 no es útil y el material 14, debe ser reemplazado por un generador de gas pirotécnico que pueda ser activado por un medio externo, el tubo activador 1, es completamente integral con la guía de aplicación 8 y comprende un revestimiento interno deformable al nivel de las tres bolas 11. En operación, la iniciación del generador de 'gas pirotécnico asegura un incremento de presión en la cámara entre el tubo activador y el peso, hasta que la presión ejercida sobre este peso causa el acoplamiento parcial de las tres bolas en el revestimiento deformable y libera este peso, el cual golpeará a la barrera fija 4 y generará una onda de choque plana, con lo cual es posible obtener la formación de un chorro de flujo laminar de producto activo inicialmente almacenado en forma globular en la cavidad ciega 7. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.