RU2807535C2

RU2807535C2 - Instrument for needle-free injection of fluid carrying active substance, head for such instrument and administration system containing it

Info

Publication number: RU2807535C2
Application number: RU2020111350A
Authority: RU
Inventors: Маркус ЭНДЕРЛЕ; Ахим БРОДБЕК; Андреас ФЕХ
Original assignee: Эрбе Электромедицин Гмбх
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2023-11-16

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: invention relates to instruments for needle-free injection of a fluid carrying an active substance. The instrument has a first line for dispensing a first fluid, which is a working fluid, from the first opening of the first line in the axial direction to a post-acceleration zone, and a second line for directing a second fluid, which is a fluid carrying an active substance, to a post-acceleration zone in the axial direction.

EFFECT: moreover, the instrument is designed in such a way that the flow rate of the first fluid from the first hole into the subsequent acceleration zone exceeds the flow rate of the second fluid in the axial direction at the level of the first hole so that the components of the second fluid, due to its entry into the subsequent acceleration zone, receive subsequent acceleration in the axial direction from the first fluid entering the subsequent acceleration zone.

19 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к инструменту, прежде всего к инструменту для введения вещества в ткань, к головке инструмента, к системе введения, а также к способу.The invention relates to an instrument, primarily to an instrument for introducing a substance into tissue, to an instrument head, to an administration system, as well as to a method.

В известном из уровня техники способе впрыскивания вещества в ткань может применяться инъекционная канюля в сочетании с одноразовым шприцем. Инъекционная канюля (канюля) может иметь диаметр, например, до 1,6 мм. При производимом вручную введении и впрыскивании вещества с помощью иглы для инъекций имеется повышенная опасность неудовлетворительного позиционирования, а также опасность перфорации ткани в нежелательном месте. Кроме того, происходит сравнительно существенное повреждение ткани в месте укола за счет большого диаметра канюли (до 1,6 мм). Кроме того, большой прокалывающий или же проходной канал приводит к тому, что большое количество размещенного вещества вновь выходит из ткани, и таким образом, ценный материал может быть потерян. Наряду с потерей, это может также приводить к увеличенному накоплению вещества в ареалах ткани вне целевой области. Повреждение мышцы в результате прокола, что может приводить к рубцеванию (фиброзу) здоровой мышечной ткани, является другим недостатком, прежде всего, когда при помощи иглы может быть подан соответственно за один укол только малый объем вещества в пространственно сильно ограниченной области, и поэтому, например, для круговой циркулярной обработки мускула-замыкателя требуется несколько уколов. Наряду с увеличением временных затрат, вследствие этого также оказывается сниженной эффективность обработки, поскольку в данном случае в мышце создается дополнительный эффект, который, в наихудшем случае, превосходит регенерационное действие терапии посредством вещества. Этот аспект приобретает значение, прежде всего, ввиду относительно большого диаметра канюли до 1,6 мм.In a prior art method of injecting a substance into tissue, an injection cannula may be used in combination with a disposable syringe. The injection cannula (cannula) may have a diameter of, for example, up to 1.6 mm. When manually administering and injecting a substance using an injection needle, there is an increased risk of poor positioning, as well as the risk of tissue perforation in an undesired location. In addition, relatively significant tissue damage occurs at the injection site due to the large diameter of the cannula (up to 1.6 mm). In addition, a large piercing or passage channel causes a large amount of the deposited substance to exit the tissue again, and thus valuable material may be lost. Along with loss, this may also lead to increased accumulation of the substance in tissue areas outside the target area. Damage to the muscle as a result of a puncture, which can lead to scarring (fibrosis) of healthy muscle tissue, is another disadvantage, especially when with the help of a needle only a small volume of substance can be delivered in one injection in a spatially very limited area, and therefore, for example , for circular circular treatment of the adductor muscle, several injections are required. Along with the increased time required, this also reduces the effectiveness of the treatment, since in this case an additional effect is created in the muscle, which, in the worst case, exceeds the regenerative effect of the therapy with the substance. This aspect becomes important, first of all, due to the relatively large cannula diameter of up to 1.6 mm.

В ЕР 3040036 А1 предложен насадок для безыгольного занесения клеток посредством водной струи. При этом предложенный инструмент обеспечивает раздельное в пространстве и во времени подведение двух веществ таким образом, что, например, является возможным последовательное введение клеток и несущей среды.EP 3040036 A1 proposes a nozzle for needle-free introduction of cells using a water jet. In this case, the proposed instrument provides a spatially and temporally separate supply of two substances in such a way that, for example, sequential introduction of cells and a carrier medium is possible.

ЕР 3040101 А1 раскрывает насосную и дозирующую систему, которая обеспечивает последовательное введение с разновысокими уровнями давления.EP 3040101 A1 discloses a pumping and dosing system that allows for sequential administration at varying pressure levels.

ЕР 2907582 А1 раскрывает устройство для распыления медицинских текучих сред в перекрывающих конусах разбрызгивания.EP 2907582 A1 discloses a device for spraying medical fluids into overlapping spray cones.

При введении клеток воздействующие на них срезающие усилия могут повреждать клетки. Вследствие этого предпочтительной концепцией является безыгольное впрыскивание веществ, прежде всего активных веществ, прежде всего клеток, при котором в значительной степени сохранена функциональность активных веществ, прежде всего в значительной степени предотвращено повреждение подлежащих введению клеток.When cells are introduced, shear forces applied to them may damage the cells. Therefore, a preferred concept is needle-free injection of substances, in particular active substances, in particular cells, in which the functionality of the active substances is largely preserved, in particular damage to the cells to be administered is largely prevented.

Эта цель достигнута в инструменте по п. 1, в головке для инструмента по п. 15 формулы изобретения и в системе введения по п. 16 формулы изобретения.This goal is achieved in the tool according to claim 1, in the head for the tool according to claim 15 of the claims and in the introduction system according to claim 16 of the claims.

Предлагаемый в изобретении инструмент предназначен для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество и имеет первую магистраль для выдачи в осевом направлении первой текучей среды, представляющей собой рабочую текучую среду, из первого отверстия первой магистрали в зону последующего ускорения. Кроме того, инструмент имеет вторую магистраль для направления второй текучей среды, представляющей собой текучую среду, несущую активное вещество, в зону последующего ускорения в осевом направлении. При этом инструмент выполнен таким образом, что скорость истечения первой текучей среды из первого отверстия в зону последующего ускорения превышает скорость течения второй текучей среды в осевом направлении на уровне первого отверстия таким образом, что составные части второй текучей среды, вследствие ее поступления в зону последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении от входящей в зону последующего ускорения первой текучей среды.The tool according to the invention is intended for needle-free injection of a fluid carrying an active substance and has a first line for axially dispensing a first fluid, which is a working fluid, from a first opening of the first line into a subsequent acceleration zone. In addition, the tool has a second line for directing a second fluid, which is a fluid carrying the active substance, into a subsequent acceleration zone in the axial direction. In this case, the tool is designed in such a way that the flow rate of the first fluid from the first hole into the subsequent acceleration zone exceeds the flow rate of the second fluid in the axial direction at the level of the first hole so that the components of the second fluid, due to its entry into the subsequent acceleration zone , receive subsequent acceleration in the axial direction from the first fluid entering the zone of subsequent acceleration.

При вхождении в зону последующего ускорения вторая текучая среда, прежде всего ее составные части, которые должны получать последующее ускорение, уже имеет компонент скорости в осевом направлении. Поэтому относительная скорость в осевом направлении между первой текучей средой для последующего ускорения составных частей второй текучей среды и этими составными частями меньше, чем скорость первой текучей среды. Тем самым, составные части, например клетки, подвергнуты воздействию менее значительных скоростей, давлений, различий в скоростях и давлениях, и, следовательно, также менее значительным ударным нагрузкам и срезающим нагрузкам, вследствие чего, они могут быть транспортированы в ткань существенно более щадящим образом.When entering the zone of subsequent acceleration, the second fluid, in particular its constituent parts, which are to receive subsequent acceleration, already has a velocity component in the axial direction. Therefore, the relative velocity in the axial direction between the first fluid for subsequent acceleration of the constituent parts of the second fluid and these constituent parts is less than the speed of the first fluid. The constituent parts, eg cells, are thereby subjected to less significant velocities, pressures, differences in speeds and pressures, and therefore also to less significant impact loads and shear loads, whereby they can be transported into the tissue in a significantly more gentle manner.

Другие выгодные признаки инструмента согласно изобретению, головки инструмента согласно изобретению, системы введения согласно изобретению и способа согласно изобретению могут быть получены из последующего описания.Other advantageous features of the instrument according to the invention, the instrument head according to the invention, the insertion system according to the invention and the method according to the invention can be obtained from the following description.

Вторая магистраль, предпочтительно, имеет зону предварительного ускорения, расположенную выше по потоку от зоны последующего ускорения. Предпочтительно, инструмент выполнен для придания второй текучей среде предварительного ускорения в осевом направлении в зоне предварительного ускорения. Первое отверстие размещено в зоне последующего ускорения таким образом, что выдаваемая из первого отверстия первая текучая среда придает последующее ускорение в осевом направлении предварительно ускоренной второй текучей среде. Посредством зоны предварительного ускорения второй текучей среде может быть придана увеличенная скорость непосредственно перед зоной последующего ускорения, что делает возможным уменьшение относительной скорости между первой текучей средой и второй текучей средой в начале зоны последующего ускорения. Размещение зоны предварительного ускорения выше по потоку от зоны последующего ускорения смежно к дистальному концу инструмента имеет то преимущество, что вторая текучая среда может быть подана до смежной дистальному концу инструмента зоны предварительного ускорения с низкой скоростью, и вторая текучая среда получает предварительное ускорение только в окрестности дистального конца инструмента, например в головке инструмента.The second line preferably has a pre-acceleration zone located upstream of the post-acceleration zone. Preferably, the tool is configured to impart pre-acceleration to the second fluid in the axial direction in the pre-acceleration zone. The first opening is located in the post-acceleration zone such that the first fluid discharged from the first opening imparts subsequent acceleration in the axial direction to the pre-accelerated second fluid. By means of the pre-acceleration zone, the second fluid may be imparted an increased speed immediately before the post-acceleration zone, thereby allowing the relative velocity between the first fluid and the second fluid to decrease at the beginning of the post-acceleration zone. Placing the pre-acceleration zone upstream of the post-acceleration zone adjacent to the distal end of the tool has the advantage that the second fluid can be supplied to the pre-acceleration zone adjacent the distal end of the tool at a low speed, and the second fluid receives pre-acceleration only in the vicinity of the distal end of the tool. end of the tool, for example at the tool head.

Предпочтительно, зона предварительного ускорения образована сопловым участком второй магистрали, в котором поверхность поперечного проточного сечения второй магистрали сужается в направлении потока (осевом направлении). Отношение скорости в поперечном сечении к скорости в суженном поперечном сечении, как известно, является пропорциональным отношению суженной площади поперечного сечения к площади поперечного сечения.Preferably, the pre-acceleration zone is formed by a nozzle portion of the second line, in which the cross-flow surface of the second line narrows in the flow direction (axial direction). The ratio of the cross-sectional velocity to the reduced cross-sectional velocity is known to be proportional to the ratio of the reduced cross-sectional area to the cross-sectional area.

Пульсация давления второй текучей среды в сопловом участке и/или после него может быть в значительной степени предотвращена, когда поперечное сечение по меньшей мере на одном подучастке соплового участка непрерывно сужается.Pressure pulsation of the second fluid in and/or downstream of the nozzle portion can be largely prevented when the cross-section of at least one sub-portion of the nozzle portion is continuously narrowed.

Вторая магистраль, предпочтительно, охватывает первую магистраль у первого отверстия концентрическим образом, что обеспечивает образование для второй текучей среды кольцеобразной охватывающей струи вокруг выходящей из первого отверстия текучей среды. Такое решение обеспечивает равномерную загрузку поверхности струи из первой текучей среды составными частями из второй текучей среды.The second line preferably surrounds the first line at the first opening in a concentric manner, which provides the second fluid with an annular enveloping jet around the fluid exiting the first opening. This solution ensures uniform loading of the surface of the jet from the first fluid with components from the second fluid.

Предпочтительно, вторая магистраль выполнена для направления охватывающей струи в радиальном направлении вплотную к первой магистрали таким образом, что выходящая из первого отверстия струя рабочей среды всасывает составные части охватывающей струи в струю рабочей среды. Этот эффект является производным от эффекта Бернулли и основан на изначально более высокой скорости струи рабочей среды относительно охватывающей струи.Preferably, the second line is configured to direct the enveloping jet in a radial direction close to the first line in such a way that the jet of the working medium emerging from the first opening sucks the components of the enveloping jet into the jet of the working medium. This effect is derived from the Bernoulli effect and is based on the initially higher velocity of the working medium jet relative to the surrounding jet.

Предпочтительно, внешняя стенка второй магистрали является эластичной на участке вокруг первого отверстия. Такое решение обеспечивает самоцентрирование второй магистрали вокруг первого отверстия, что обеспечивает, например, компенсацию относительно грубых допусков, в пределах которых допусков вторая магистраль концентрическим образом охватывает первую магистраль у первого отверстия.Preferably, the outer wall of the second line is elastic in the area around the first opening. This solution ensures that the second line is self-centering around the first opening, which allows, for example, compensation for relatively coarse tolerances, within which tolerances the second line concentrically surrounds the first line at the first hole.

Участок может быть образован эластичным элементом, который, полностью или частично, также образует сопловый участок. Поэтому на сопловом участке может происходить самоцентрирование.The section may be formed by an elastic element, which, in whole or in part, also forms a nozzle section. Therefore, self-centering can occur in the nozzle section.

Эластичный элемент, предпочтительно, выше по потоку соединен непроницаемым для текучей среды образом с трубным участком второй магистрали. Между трубным участком и первой магистралью может быть применено центрирующее в радиальном направлении приспособление. Трубный участок является в радиальном направлении жестким и неэластичным. В конечном счете, такое решение обеспечивает образование кольцеобразной охватывающей струи из второй текучей среды вокруг несущей струи из первой текучей среды.The elastic element is preferably connected upstream in a fluid-tight manner to the pipe section of the second line. A radially centering device may be used between the pipe section and the first line. The pipe section is radially rigid and inelastic. Ultimately, this solution provides for the formation of an annular enveloping jet of the second fluid around the carrier jet of the first fluid.

Неэластичный в радиальном направлении трубный участок второй магистрали, предпочтительно, охватывает неэластичный в радиальном направлении трубный участок первой магистрали, причем центрирующее приспособление может быть размещено в радиальном направлении между трубным участком второй магистрали и трубным участком первой магистрали, что обеспечивает концентрическую установку трубного участка первой магистрали и трубного участка второй магистрали.The radially inelastic pipe section of the second line preferably surrounds the radially inelastic pipe section of the first line, wherein a centering device may be positioned radially between the pipe section of the second line and the pipe section of the first line, thereby ensuring concentric installation of the pipe section of the first line and pipe section of the second main.

Предпочтительно, зона последующего ускорения, в которой также происходит загрузка в несущий поток составных частей второй текучей среды, выполнена в пределах инструмента. Инструмент, предпочтительно, имеет дистальное отверстие, из которого несущий поток с составными частями второй текучей среды выходит из инструмента ниже по потоку от зоны последующего ускорения.Preferably, the post-acceleration zone, in which the constituent parts of the second fluid are also loaded into the carrier flow, is provided within the tool. The tool preferably has a distal opening from which a carrier flow with constituents of the second fluid exits the tool downstream of the post-acceleration zone.

Инструмент своим дистальным отверстием инструмента может быть наложен, например, на ткань, в которой посредством инструмента может быть произведен безыгольным образом канал впрыскивания посредством ведущей струи из первой текучей среды.The instrument, with its distal opening of the instrument, can be applied, for example, to tissue, into which an injection channel can be created by means of the instrument in a needle-free manner by means of a leading jet from the first fluid.

Вторая магистраль, предпочтительно, заканчивается ниже по потоку от первого отверстия. Иными словами, вторая магистраль, предпочтительно, охватывает по меньшей мере один участок зоны последующего ускорения. Такое решение обеспечивает сохранение потока из второй текучей среды в зоне последующего ускорения в предварительно заданной форме и предотвращение его чрезмерного расхождения наружу. Вторая магистраль на ее выступающем из первого отверстия участке, предпочтительно, выполнена цилиндрической. Такое решение обеспечивает передачу составных частей второй текучей среды на несущий поток.The second line preferably terminates downstream of the first opening. In other words, the second line preferably covers at least one portion of the post-acceleration zone. This solution ensures that the flow from the second fluid in the post-acceleration zone is maintained in a predetermined form and is prevented from diverging excessively outward. The second line in its portion protruding from the first opening is preferably cylindrical. This solution ensures that the components of the second fluid are transferred to the carrier flow.

Вторая магистраль, предпочтительно, заканчивается выше по потоку от дистального отверстия инструмента. Такое решение обеспечивает, что также при насаживании на ткань его дистальным отверстием выполненного, предпочтительно, жестким под давлением в осевом направлении дистального конечного участка инструмента, ткань на дистальном конце не достигает второй магистрали и, тем самым, не оказывает давления на вторую магистраль, и не деформирует вторую магистраль, что является возможным, прежде всего, когда она имеет эластичный элемент магистрали на своем дистальном конце.The second line preferably terminates upstream of the distal opening of the instrument. This solution ensures that also when the distal end portion of the instrument is preferably rigid under pressure in the axial direction, the tissue at the distal end does not reach the second line and thus does not exert pressure on the second line, and does not deforms the second line, which is possible in particular when it has an elastic line element at its distal end.

Инструмент выполнен для направления первой текучей среды и второй текучей среды друг рядом с другом к размещенным смежно дистальному концу инструмента друг рядом с другом, предпочтительно, параллельно друг другу, участкам магистралей, а затем, далее в направлении дистального конца, в соосных участках магистралей.The tool is configured to direct the first fluid and the second fluid adjacent to each other to adjacent, preferably parallel to each other, manifold sections located adjacent to the distal end of the tool, and then, further towards the distal end, in coaxial manifold sections.

Предпочтительно, зона предварительного ускорения и/или зона последующего ускорения размещены в головке инструмента. Тем самым, вторая текучая среда проходит между зоной предварительного ускорения и/или зоной последующего ускорения и дистальным концом инструмента только лишь незначительное расстояние. За счет этого предотвращены повреждения клеток в результате транспортировки на большее расстояние при более высокой скорости.Preferably, the pre-acceleration zone and/or the post-acceleration zone are located in the tool head. Thus, the second fluid passes between the pre-acceleration zone and/or the post-acceleration zone and the distal end of the tool only a small distance. This prevents cell damage resulting from transport over longer distances at higher speeds.

Головка инструмента, предпочтительно, является сменной.The tool head is preferably replaceable.

Объектом изобретения является также такая головка для инструмента. Предпочтительно, она содержит зону предварительного ускорения и/или зону последующего ускорения. Предпочтительно, головка инструмента может быть закреплена сменным образом на проксимальных участках магистрали первой и второй магистрали.The invention also relates to such a tool head. Preferably, it contains a pre-acceleration zone and/or a post-acceleration zone. Preferably, the tool head can be mounted in a removable manner on the proximal portions of the first and second manifolds.

Кроме того, объектом изобретения является система введения для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество, содержащая любую конструктивную форму инструмента согласно изобретению. Кроме того, система введения содержит питающее устройство, которое может быть приведено в гидродинамическое соединение с первой магистралью и второй магистралью и которое выполнено для подачи первой текучей среды и второй текучей среды в последовательности интервалов подачи.In addition, the invention provides an administration system for needle-free injection of a fluid carrying an active substance, comprising any form of instrument according to the invention. In addition, the introduction system includes a feeding device that can be brought into fluid dynamic connection with the first line and the second line and which is configured to supply the first fluid and the second fluid in a sequence of supply intervals.

Предпочтительно, питающее устройство имеет управляющее устройство, которое управляет системой введения таким образом, что в пределах интервала введения во время первого интервала подачи рабочей текучей среды первая текучая среда может быть подана таким образом, что она у первого отверстия имеет первую скорость для образования канала в ткани. Кроме того, управляющее устройство управляет системой введения таким образом, что во время второго интервала подачи рабочей текучей среды первая текучая среда может быть подана таким образом, что она у первого отверстия имеет уменьшенную первую скорость, которая меньше, чем первая скорость.Preferably, the supply device has a control device that controls the injection system such that, within the injection interval, during the first injection interval of the working fluid, the first fluid can be supplied such that it has a first speed at the first opening to form a channel in the tissue . In addition, the control device controls the injection system such that during the second supply interval of the working fluid, the first fluid can be supplied such that it has a reduced first speed at the first opening, which is less than the first speed.

Кроме того, управляющее устройство управляет системой введения таким образом, что, по меньшей мере, участками во время второго интервала подачи рабочей текучей среды вторая текучая среда может быть подана таким образом, что вторая текучая среда у первого отверстия имеет вторую скорость, которая меньше, чем уменьшенная первая скорость.In addition, the control device controls the injection system such that, at least in portions during the second interval of supply of the working fluid, the second fluid can be supplied such that the second fluid at the first opening has a second speed that is less than reduced first speed.

Предлагаемая в изобретении система введения может быть выполнена с возможностью: выброса струи рабочей среды, представляющей собой первую текучую среду, из первого отверстия первой магистрали инструмента с обеспечением безыгольного открытия канала в ткани; и выпуска струи второй текучей среды из второй магистрали инструмента, причем вторая текучая среда имеет составные части, захватываемые струей рабочей среды для их передачи в канал.The introduction system proposed in the invention can be configured to: eject a jet of working medium, which is the first fluid, from the first hole of the first line of the instrument, ensuring needle-free opening of the channel in the tissue; and releasing a jet of the second fluid from the second line of the tool, wherein the second fluid has components captured by the jet of the working medium for their transfer into the channel.

Изобретение также может быть реализовано в способе введения в ткань активного вещества, в частности клеток, включающем шаг безыгольного открытия канала в ткани посредством струи рабочей среды из первой текучей среды, истекающей из первой магистрали, из первого отверстия инструмента. Инструмент, предпочтительно, является инструментом согласно изобретению, как он описан в настоящем документе. На втором шаге, параллельно или соосно струе рабочей среды, из второй магистрали инструмента может быть выпущена струя из второй текучей среды, причем вторая текучая среда имеет составной части - активное вещество, прежде всего клетки, которые захватываются струей рабочей среды и передаются в канал. Предпочтительно, составные части из струи второй текучей среды захватываются струей рабочей среды посредством всасывания из второй текучей среды. Между первым шагом и вторым шагом выведение струи рабочей среды может быть прервано. Предпочтительно, однако, струя рабочей среды на втором шаге выпускается только ослабленной, прежде всего с более низкой, чем для открывания канала скоростью, в остальном, однако, она беспрерывно выпускается на протяжении первого и второго шагов. За счет этого может быть обеспечено сохранение открытым созданного с помощью струи рабочей среды канала.The invention can also be implemented in a method of introducing an active substance, in particular cells, into tissue, including the step of needle-free opening of a channel in the tissue by means of a jet of working medium from the first fluid flowing from the first line, from the first hole of the instrument. The tool is preferably a tool according to the invention as described herein. At the second step, parallel or coaxial to the jet of the working medium, a jet of the second fluid can be released from the second line of the tool, wherein the second fluid has a component - an active substance, primarily cells, which are captured by the jet of the working medium and transferred to the channel. Preferably, the constituents from the second fluid jet are captured by the working fluid jet by suction from the second fluid. Between the first step and the second step, the flow of the working medium can be interrupted. Preferably, however, the jet of working medium in the second step is released only weakened, especially at a speed lower than for opening the channel; otherwise, however, it is released continuously throughout the first and second steps. Due to this, it can be ensured that the channel created by the jet of working medium remains open.

Другие частные выгодные признаки и варианты осуществления могут быть получены из последующего описания, а также чертежей, на которых показано:Other particular advantageous features and embodiments may be derived from the following description as well as the drawings, which show:

Фиг.1А весьма упрощенный вариант осуществления инструмента согласно изобретению на виде в частичном продольном разрезе,Fig. 1A is a very simplified embodiment of a tool according to the invention in partial longitudinal section,

Фиг. 1Б - виды поперечного сечения варианта осуществления согласно фиг.1А для иллюстрации эффекта самоцентрирования,Fig. 1B is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 1A to illustrate the self-centering effect,

Фиг. 2 другой вариант осуществления инструмента согласно изобретению на виде в продольном разрезе,Fig. 2 is another embodiment of a tool according to the invention in a longitudinal sectional view,

Фиг. 3А - увеличенное изображение показанного на фиг.2 частичного вида инструмента согласно варианту осуществления согласно фиг.2,Fig. 3A is an enlarged view of a partial view of the tool shown in FIG. 2 according to the embodiment of FIG. 2.

Фиг. 3Б вид по сечению области по секущей через фиг.3А плоскости,Fig. 3B is a cross-sectional view of the area along a plane secant through Fig. 3A,

Фиг. 3В поперечное сечение инструмента по показанной на фиг.3 секущей магистрали В-В,Fig. 3B cross-section of the tool along the secant line B-B shown in Fig. 3,

Фиг. 4 подробный вид показанного на фиг.2 участка,Fig. 4 is a detailed view of the area shown in FIG. 2,

Фиг. 5А весьма упрощенный вид варианта осуществления системы введения согласно изобретению,Fig. 5A is a highly simplified view of an embodiment of an administration system according to the invention,

Фиг. 5Б - фрагмент из фиг.5А,Fig. 5B - fragment from Fig. 5A,

Фиг. 6 диаграммы для иллюстрации временной последовательности функционирования управляющего устройства системы введения согласно фиг.6А.Fig. 6 is a diagram for illustrating the timing sequence of operation of the control device of the injection system according to FIG. 6A.

Фиг. 1А весьма упрощенно показывает инструмент 10 согласно изобретению, имеющий первую магистраль 11 с первым отверстием 12 на торце 13 первой магистрали 11. Первая магистраль 11 размещена во второй магистрали 14. В варианте осуществления первая магистраль 11 образует внутреннюю стенку 15 второй магистрали 14. Первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 являются соосными. Первое отверстие 12 размещено выше по потоку от отверстия 15 (второго отверстия) второй магистрали. Через первую магистраль 11 и вторую магистраль 14 в осевом направлении А протекает первая текучая среда 16 или же вторая текучая среда 17. Как представлено, внутреннее поперечное сечение второй магистрали 14, которое находится в распоряжении у второй текучей среды 17, сужается в осевом направлении А ко второму отверстию 15. Это служит для придания направляемой во второй магистрали 14 второй текучей среде 17 предварительного ускорения прежде ее прохождения за первое отверстие 12 в осевом направлении А, и вхождения там в контакт с истекающей из первого отверстия 12 в осевом направлении А первой текучей средой 16. Участок с сужающимся внутренним поперечным сечением образует зону 18 предварительного ускорения. Область ниже по потоку от первого отверстия 12 может быть обозначена как зона 19 последующего ускорения, поскольку в ней составные части второй текучей среды 17 оказываются захваченными несущим потоком 20 из первой текучей среды 17 для их введения несущим потоком 20 в ткань пациента. За счет соосной конструкции, поток текучей среды из второй текучей среды 17 образует охватывающую струю вокруг несущего потока 20. Такое решение обеспечивает всесторонний по контуру переход составных частей второй текучей среды 17 в первую текучую среду 16. Для этого, предпочтительно, нормальный вектор поверхности отверстия первого отверстия 12, которая поверхность отверстия ограничена первой магистралью 11, простирается параллельно осевому направлению А, причем это, предпочтительно, является действительным также для вариантов осуществления, разъясненных в связи с фиг.2-4.Fig. 1A shows in a very simplified manner a tool 10 according to the invention having a first line 11 with a first hole 12 at the end 13 of the first line 11. The first line 11 is located in the second line 14. In an embodiment, the first line 11 forms the inner wall 15 of the second line 14. The first line 11 and the second line 14 are coaxial. The first hole 12 is located upstream of the hole 15 (second hole) of the second line. A first fluid 16 or a second fluid 17 flows through the first line 11 and the second line 14 in axial direction A. As shown, the internal cross-section of the second line 14, which is available to the second fluid 17, tapers in the axial direction A to the second hole 15. This serves to impart preliminary acceleration to the second fluid 17 directed in the second line 14 before it passes through the first hole 12 in the axial direction A, and there comes into contact with the first fluid 16 flowing out of the first hole 12 in the axial direction A A section with a tapering internal cross-section forms a pre-acceleration zone 18. The region downstream of the first opening 12 may be designated as a post-acceleration zone 19 because therein the constituents of the second fluid 17 are entrained by the carrier stream 20 from the first fluid 17 to be introduced by the carrier stream 20 into the patient's tissue. Due to the coaxial design, the fluid flow from the second fluid 17 forms an enveloping jet around the carrier flow 20. This solution ensures a comprehensive contour transition of the constituent parts of the second fluid 17 into the first fluid 16. For this purpose, it is preferable that the normal vector of the surface of the opening of the first the opening 12, which the opening surface is limited by the first line 11, extends parallel to the axial direction A, this being advantageously also valid for the embodiments explained in connection with FIGS. 2-4.

Когда расположенное на торце первой магистрали 11 и ограниченное первой магистралью 11 первое отверстие 12 ориентировано в осевом направлении, обеспечена равномерная загрузка струи 20 рабочей среды клетками, по существу, сразу же после ее выхода из первой магистрали 11.When the first hole 12, located at the end of the first line 11 and limited by the first line 11, is oriented in the axial direction, uniform loading of the working medium jet 20 with cells is ensured, essentially immediately after its exit from the first line 11.

Предпочтительно, участок внешней стенки 22 второй магистрали, по меньшей мере, в области вокруг первого отверстия 12, выполнен гибким, предпочтительно, эластично гибким. Такое решение обеспечивает эффект самоцентрирования гибкого участка 22 вокруг первого отверстия 12. Это схематически представлено на фиг.1Б. В данном случае представлен вид поперечного сечения инструмента 10 согласно фиг.1А (площадь поперечного сечения В показана на фиг.1А). Как показано (без соблюдения масштаба) гибкий (предпочтительно, эластичный) участок 22 размещен вокруг образующей дистальный конец первой магистрали 11 сопловой трубки 23 неконцентрическим образом. Это может иметь основанием грубые допуски. При подведении ко второй магистрали 14 второй текучей среды 17 гибкий осевой участок 22 внешней стенки, представленный внешней кольцеобразной поверхностью поперечного сечения, получает от второй текучей среды перемещение в радиальном направлении, как обозначено посредством стрелки Р, и при этом центрируется, как это проиллюстрировано на фиг.1Б (правое изображение). При этом первая магистраль 11 остается в первоначальном положении. Это является определяющим фактором, поскольку с помощью первой магистрали 11 на первом шаге посредством гидравлического импульса из первой магистрали может быть безыгольным образом открыт канал в ткани, в который на втором шаге посредством несущего потока 20 могут быть введены составные части. Если поток текучей среды из второй текучей среды 17 оказывается прерванным, кольцеобразный участок внешней стенки 22, в том случае, если он является эластичным, имеет возможность автоматического возвращения вновь в его начальное положение (фиг.1Б, левое изображение). Также являются возможными варианты осуществления, которые обходятся без обеспечивающего самоцентрирование эластичного кольцеобразного участка внешней стенки второй магистрали.Preferably, the portion of the outer wall 22 of the second highway, at least in the area around the first opening 12, is flexible, preferably elastically flexible. This solution provides the effect of self-centering of the flexible portion 22 around the first hole 12. This is schematically represented in Fig. 1B. Here, a cross-sectional view of the tool 10 according to FIG. 1A is shown (cross-sectional area B is shown in FIG. 1A). As shown (not to scale), the flexible (preferably elastic) portion 22 is arranged around the nozzle tube 23 forming the distal end of the first line 11 in a non-concentric manner. This may be due to rough tolerances. When supplied to the second line 14 by the second fluid 17, the flexible axial portion 22 of the outer wall, represented by the outer annular cross-sectional surface, receives movement from the second fluid in the radial direction, as indicated by the arrow P, and is thereby centered, as illustrated in FIG. .1B (right image). In this case, the first line 11 remains in its original position. This is a determining factor, since with the help of the first line 11, in a first step a hydraulic impulse from the first line can open a channel in the tissue in a needle-free manner, into which the components can be introduced in a second step by means of a carrier flow 20. If the flow of fluid from the second fluid 17 is interrupted, the annular portion of the outer wall 22, if elastic, is able to automatically return again to its original position (Fig. 1B, left image). Also possible are embodiments that dispense with the self-centering elastic annular section of the outer wall of the second line.

Фиг. 2 показывает фрагментарный вид продольного разреза инструмента другого варианта осуществления инструмента 10 согласно изобретению. Инструмент 10 может быть применен для открытого, эндоскопического или лапароскопического вмешательства. Инструмент 10 может быть представлен, прежде всего, катетерным инструментом 10, который подлежит введению в мочеиспускательный канал для выполнения обработки сжимающей мочевой пузырь мышцы посредством введения в нее клеток с помощью инструмента 10. Тем самым, посредством этого инструмента 10 безыгольным образом может быть образован канал через внешние слои мускула-замыкателя в мышечную ткань, и может быть безыгольным образом впрыснута содержащая клетки жидкость.Fig. 2 shows a fragmentary longitudinal sectional view of a tool of another embodiment of a tool 10 according to the invention. The instrument 10 can be used for open, endoscopic or laparoscopic intervention. The instrument 10 can be represented, first of all, by a catheter instrument 10, which is to be inserted into the urethra to perform treatment of the bladder constrictor muscle by introducing cells into it with the help of the instrument 10. Thus, by means of this instrument 10 a channel can be formed in a needle-free manner through the outer layers of the adductor muscle into the muscle tissue, and the cell-containing fluid can be injected in a needle-free manner.

Инструмент 10 на дистальном конце 25 инструмента 10 имеет продолговатую головку 24. Головка 24 является негибкой и жесткой. Участок в составе пары магистрали из участков магистралей 11, 14 является гибким на протяженности до головки 24. В головке 24 первая магистраль 11 размещена концентрическим образом относительно второй магистрали 14. Как показано, прежде всего, на фиг.3, первая магистраль 11 имеет конструкцию из нескольких участков магистрали, которые образуют ступени внутреннего поперечного сечения. Внутреннее поперечное сечение постепенно убывает в дистальном или же осевом направлении. Конец первой магистрали 11 образован первой сопловой трубкой 23. Также и на протяжении от проксимального участка 26 магистрали к сопловой трубке 23 внутреннее поперечное сечение первой магистрали 11 убывает таким образом, что первая текучая среда получает ускорение при сквозном прохождении через магистраль 11. Тем не менее, уменьшение внутреннего поперечного сечения и, тем самым, также внешнего поперечного сечения первой магистрали 11 в этой области не служит первичному ускорению первой текучей среды. Варианты осуществления также могут обходиться без уменьшения поперечного сечения магистрали первой магистрали 11 на дистальном конце. Напротив, посредством уменьшения внутреннего поперечного сечения и внешнего поперечного сечения достигают увеличения устойчивости сопловой трубки 23 в дистальной области и, с другой стороны, менее значительного уменьшения внутреннего поперечного сечения второй магистрали 14. Особо предпочтительным является такое уменьшение диаметра, которое имеет непрерывные (равномерные) переходы диаметра (в отличие от представления согласно фиг.2 или же 3). Такая сопловая трубка 24 с непрерывным уменьшением внутреннего поперечного сечения в осевом направлении для первой магистрали 11 может, например, быть изготовлена монолитной, например посредством ковки цилиндрической трубки (ротационной ковки), при этом в сопловой трубке 23 также может быть создано сопловое отверстие (первое отверстие 12).The tool 10 at the distal end 25 of the tool 10 has an elongated head 24. The head 24 is inflexible and rigid. A section of a pair of highways from sections of highways 11, 14 is flexible along the length up to the head 24. In the head 24, the first highway 11 is placed in a concentric manner relative to the second highway 14. As shown, first of all, in Fig. 3, the first highway 11 has a structure of several sections of the highway that form steps of the internal cross-section. The internal cross-section gradually decreases in the distal or axial direction. The end of the first line 11 is formed by the first nozzle tube 23. Also, from the proximal portion 26 of the line to the nozzle tube 23, the internal cross-section of the first line 11 decreases so that the first fluid is accelerated as it passes through the line 11. However, The reduction of the internal cross-section and thus also of the external cross-section of the first line 11 in this region does not serve to primarily accelerate the first fluid. Embodiments may also dispense with reducing the cross-section of the manifold of the first manifold 11 at the distal end. On the contrary, by reducing the internal cross-section and the external cross-section, an increase in the stability of the nozzle tube 23 in the distal region is achieved and, on the other hand, a less significant reduction in the internal cross-section of the second line 14 is achieved. Particularly preferable is a diameter reduction that has continuous (uniform) transitions diameter (in contrast to the representation according to Fig. 2 or 3). Such a nozzle tube 24 with a continuously decreasing internal cross-section in the axial direction for the first line 11 can, for example, be manufactured in one piece, for example by forging a cylindrical tube (rotary forging), while a nozzle hole (first hole) can also be created in the nozzle tube 23 12).

Вторая магистраль 14 имеет в головке 24 внешнюю стенку, которая образована по меньшей мере из двух элементов. Внутренняя стенка образована внешней стенкой 27 первой магистрали 11 таким образом, что в головке 24 инструмента 10 получено кольцеобразное поперечное сечение магистрали (внутреннее поперечное сечение) второй магистрали 14. Имеющий унифицированный диаметр жесткий участок 28 хвостовой трубки второй магистрали 14 соединен на его дистальном конце с эластичным элементом 29 внешней стенки, который образует сопло 30 второй магистрали 14. Эластичный элемент 29 внешней стенки надвинут на дистальный конец хвостовой трубки 28. Эластичный элемент 29 внешней стенки имеет цилиндрический участок 29а, присоединяющийся к нему сужающийся участок 29b, а также другой цилиндрический участок 29 с. Альтернативно, цилиндрический участок 29 с может быть также выполнен, например, коническим, сужающимся в осевом направлении А. Сопловая трубка 23 посредством первого отверстия 12 оканчивается в другом цилиндрическом участке 29 с эластичного, закрытого по контуру элемента 29 внешней стенки. За счет этого создано соосное расположение первой сопловой трубки 23 и внешнего сопла 30, которое образовано с помощью эластичного элемента 29 внешней стенки. Внешнее сопло 30 для клеточной суспензии имеет поперечное сечение магистрали в форме кольцевой щели 31 и концентрическим образом размещено относительно сопловой трубки 23 таким образом, что кольцевая щель 31 охватывает сопловую трубку 23. Поперечное сечение магистрали кольцевой щели 31 убывает в осевом направлении. При протекании теперь второй текучей среды, прежде всего содержащей клетки суспензии (клеточной суспензии), через внешнее сопло 30, вторая текучая среда, вследствие уменьшающегося поперечного сечения второй магистрали 14, получает предварительное ускорение в окрестности дистального конца 25 инструмента 10. Следовательно, посредством внешнего сопла 30 образована зона 18 предварительного ускорения. Предпочтительно, ускорение, однако, является менее значительным, чем ускорение, получаемое рабочей жидкостью при сквозном прохождении через первую сопловую трубку 23. В любом случае, (средняя) скорость истечения клеточной суспензии после прохождения сопла (на уровне первого отверстия 12 (рядом с ним)) является менее значительной, чем (средняя) скорость истечения струи рабочей среды в первом отверстии 12. В особо, предпочтительно, вариантах осуществления выполненное в форме кольцевой щели внешнее сопло 30 для клеточной суспензии имеет такие размеры, что при заданных объемных расходах или же проточных расходах рабочей жидкости в качестве первой текучей среды от 5 до 55 мл/мин, а прежде всего 15-26 мл/мин, и клеточной суспензии 1-3 мл/мин, а прежде всего 15-26 мл/мин, скорость на выходе из сопла (рядом с первым отверстием 12) клеточной суспензии может составлять примерно 50-90% скорости на выходе из сопла струи рабочей среды (в первом отверстии 12). Это является действительным для фазы, на которой клеточная суспензия выходит через внешнее сопло 30, и одновременно, рабочая жидкость через первое отверстие 12, для введения посредством рабочей текучей среды клеток из клеточной суспензии в канал в ткани. Для образования канала посредством ведущей струи из рабочей текучей среды скорость на выходе из сопла струи рабочей среды может быть даже еще более высокой.The second line 14 has an outer wall in the head 24, which is formed from at least two elements. The inner wall is formed by the outer wall 27 of the first line 11 in such a way that in the head 24 of the tool 10 an annular cross-section of the line (internal cross-section) of the second line 14 is obtained. The rigid section 28 of the tail tube of the second line 14, having a uniform diameter, is connected at its distal end to an elastic element 29 of the outer wall, which forms the nozzle 30 of the second line 14. The elastic element 29 of the outer wall is pushed onto the distal end of the tail tube 28. The elastic element 29 of the outer wall has a cylindrical section 29a, a tapering section 29b attached to it, and another cylindrical section 29 c . Alternatively, the cylindrical section 29 c can also be designed, for example, conical, tapering in the axial direction A. The nozzle tube 23, through the first opening 12, ends in another cylindrical section 29 c of an elastic, contour-closed outer wall element 29. This creates a coaxial arrangement of the first nozzle tube 23 and the outer nozzle 30, which is formed by the elastic element 29 of the outer wall. The outer cell suspension nozzle 30 has a manifold cross-section in the form of an annular slit 31 and is placed concentrically relative to the nozzle tube 23 such that the annular slit 31 encloses the nozzle tube 23. The manifold cross-section of the annular slit 31 decreases in the axial direction. When the second fluid, in particular containing the cells of the suspension (cell suspension), now flows through the outer nozzle 30, the second fluid, due to the decreasing cross-section of the second line 14, receives a preliminary acceleration in the vicinity of the distal end 25 of the instrument 10. Therefore, by means of the outer nozzle 30 a pre-acceleration zone 18 is formed. Preferably, the acceleration, however, is less significant than the acceleration obtained by the working fluid when passing through the first nozzle tube 23. In any case, the (average) flow rate of the cell suspension after passing through the nozzle (at the level of the first hole 12 (adjacent thereto) ) is less significant than the (average) flow rate of the working medium stream in the first hole 12. In particularly preferable embodiments, the outer nozzle 30 for the cell suspension, designed in the form of an annular slit, has such dimensions that at given volumetric flow rates or flow flow rates working fluid as the first fluid from 5 to 55 ml/min, and above all 15-26 ml/min, and cell suspension 1-3 ml/min, and above all 15-26 ml/min, speed at the nozzle exit (next to the first hole 12) of the cell suspension can be approximately 50-90% of the speed at the exit of the nozzle jet of the working medium (in the first hole 12). This is valid for the phase in which the cell suspension exits through the outer nozzle 30, and at the same time, the working fluid through the first opening 12, for introducing cells from the cell suspension into the tissue channel by means of the working fluid. To form a channel by means of a leading jet of working fluid, the speed at the outlet of the nozzle of the jet of working fluid can be even higher.

В качестве наиболее предпочтительного было выявлено, что кольцевая щель 31 участка второй магистрали 14 должна иметь в первом отверстии 12 внутренний контур U по меньшей мере в 20 раз превосходящий средний клеточный диаметр клеток в клеточной суспензии, и радиальную ширину b щели самое большее, десятикратной или даже, самое большее, пятикратной относительно среднего клеточного диаметра величины, и предпочтительно, тем не менее, соответствующую, по меньшей мере, четырехкратному среднему клеточному диаметру. Фиг. ЗБ показывает разрез по показанной на фиг.3А секущей плоскости С3. На фиг.3Б представлена, тем не менее, только область секущей плоскости С3 вокруг центра первого отверстия 12, простирающаяся в радиальном направлении до внешней краевой поверхности цилиндрического участка 29 с гибкого элемента 29 внешней стенки включительно. Внутренний контур U кольцевой щели 31 является одинаковым с внешним контуром первой сопловой трубки 23. Если внешний диаметр первой сопловой трубки 23 составляет, например, 0,25 мм и, тем самым, внутренний контур U кольцевой щели 31 - примерно 0,79 мм, кольцевая щель 31 имеет ширину b (радиальную ширину щели), например, 0,1 мм, причем размеры предназначены для клеточной суспензии со средним клеточным диаметром 25 мкм. За счет этого достигнуто, с одной стороны, ускорение клеточной суспензии, как описано выше. С другой стороны, опыты показали, что тем самым кольцевая щель 31 наделена размерами, достаточными для обеспечения возможности беспрепятственного сквозного прохождения клеток при среднем диаметре используемых клеток примерно 25 мкм.As the most preferable, it was found that the annular slit 31 of the section of the second highway 14 should have in the first hole 12 an internal contour U of at least 20 times the average cell diameter of the cells in the cell suspension, and a radial width b of the slit at most tenfold or even , at most five times the average cell diameter, and preferably, however, corresponding to at least four times the average cell diameter. Fig. 3B shows a section along the cutting plane C3 shown in Fig. 3A. FIG. 3B shows, however, only the area of the cutting plane C3 around the center of the first hole 12 extending in the radial direction up to and including the outer edge surface of the cylindrical portion 29 of the flexible outer wall member 29. The inner contour U of the annular slot 31 is the same as the outer contour of the first nozzle tube 23. If the outer diameter of the first nozzle tube 23 is, for example, 0.25 mm and thus the inner contour U of the annular slot 31 is approximately 0.79 mm, the annular The slit 31 has a width b (radial width of the slit) of, for example, 0.1 mm, the dimensions being for a cell suspension with an average cell diameter of 25 μm. Due to this, on the one hand, acceleration of the cell suspension is achieved, as described above. On the other hand, experiments have shown that the annular slot 31 is thereby endowed with dimensions sufficient to allow unhindered through passage of cells with an average diameter of the cells used of approximately 25 μm.

Внешний диаметр струи рабочей жидкости (несущей струи) на выходе из первого отверстия 12 соответствует, вплоть до двойной толщины стенки сопловой трубки 23, внутреннему диаметру кольцевой щели 31 у первого отверстия 12. Посредством образования охватывающей струи 21 из клеточной суспензии может быть образована охватывающая струя вокруг струи 20 рабочей жидкости (см. фиг.1), в которой рядом с первым отверстием 12, за счет радиального размера кольцевой щели 29, клетки проходят поблизости от струи 20 рабочей жидкости. За счет этого может быть обеспечен особо высокий захват клеток струей 20 рабочей жидкости.The outer diameter of the jet of working fluid (carrying jet) at the exit from the first hole 12 corresponds, up to twice the wall thickness of the nozzle tube 23, to the inner diameter of the annular slot 31 at the first hole 12. By forming an enveloping jet 21 from the cell suspension, an enveloping jet can be formed around jet 20 of the working fluid (see Fig. 1), in which, next to the first hole 12, due to the radial size of the annular slot 29, the cells pass close to the jet 20 of the working fluid. Due to this, a particularly high cell capture by the working fluid jet 20 can be ensured.

Между неподвижным участком 28 хвостовой трубки и первой магистралью 11 размещен центрирующий элемент 32, как также показано на фиг.3В. Центрирующий элемент 32, несмотря на его размещение во второй магистрали 14, обеспечивает сквозное прохождение текучей среды через вторую магистраль 14. Центрирующий элемент 32 обеспечивает также соосное расположение хвостовой трубки 28 и первой магистрали 11. Центрирующий элемент 32 имеет одну или несколько открытых в осевом направлении выемок или проемов 33 в форме, например, продольных пазов на охватывающей поверхности центрирующего элемента 32. Клеточная суспензия имеет возможность прохождения через выемки 33. Предпочтительно, выемки 33 имеют единообразное поперечное сечение. Предпочтительно, выемки равномерно распределены по контуру центрирующего элемента 32. В конечном счете, центрирующий элемент 32 обеспечивает концентрическое расположение первой сопловой трубки 23 для рабочей жидкости 16 и эластичного элемента внешней стенки 29 для образования охватывающей струи 21. Как представлено в варианте осуществления согласно фиг.2, центрирующий элемент 32 обеспечивает концентрическую направленность первой сопловой трубки 23 с эластичным элементом 29 внешней стенки опосредовано через хвостовую трубку 28.Between the fixed portion 28 of the tail tube and the first line 11 there is a centering element 32, as also shown in Fig. 3B. The centering element 32, despite its placement in the second line 14, ensures the through passage of the fluid through the second line 14. The centering element 32 also ensures the coaxial location of the tail tube 28 and the first line 11. The centering element 32 has one or more axially open recesses or openings 33 in the form of, for example, longitudinal grooves on the female surface of the centering element 32. The cell suspension is capable of passing through the recesses 33. Preferably, the recesses 33 have a uniform cross-section. Preferably, the recesses are evenly distributed along the contour of the centering element 32. Ultimately, the centering element 32 provides a concentric arrangement of the first nozzle tube 23 for the working fluid 16 and the elastic element of the outer wall 29 to form an enveloping jet 21. As shown in the embodiment according to Fig. 2 , the centering element 32 ensures the concentric direction of the first nozzle tube 23 with the elastic element 29 of the outer wall indirectly through the tail tube 28.

Выбранная посредством использования материала с выбранными жесткостью и формой эластичная податливость эластичного элемента обеспечивает возможность, во время сквозного прохождения клеточной суспензии через внешнее сопло, самоцентрирования и регулировки сужающегося внешнего сопла, прежде всего кольцевой щели 29, как это разъяснено в связи с вариантом осуществления согласно фиг.1А и, прежде всего, при помощи фиг.1Б. Например, возможно остающаяся вследствие допусков изготовления асимметрия кольцевой щели 29 может быть компенсирована посредством того, что во время введения клеточной суспензии посредством потока клеточной суспензии, на эластичный элемент внешней стенки 29 воздействует усилие, и он вследствие этого получает такое отклонение, что образуется симметричная кольцевая щель 29. Эластичный элемент 29 внешней стенки, предпочтительно, состоит из биосовместимого и нетоксичного при кратковременном (до 25 часов) контакта с клетками эластичного материала, предпочтительно, из эластомера, такого как силикон или термопластический эластомер. Толщина эластичного элемента 29 внешней стенки составляет, например, от 0,05 до 1 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,4 мм. Твердость материала располагается в диапазоне от 3 единиц по шкале Шора (А) до 70 единиц по шкале Шора (А), предпочтительно, в диапазоне от 20 единиц по шкале Шора (А) до 55 единиц по шкале Шора (А).Selected through the use of a material with a selected stiffness and shape, the elastic compliance of the elastic element allows, during the through passage of the cell suspension through the outer nozzle, self-centering and adjustment of the tapering outer nozzle, especially the annular slit 29, as explained in connection with the embodiment according to FIG. 1A and, above all, with the help of Fig. 1B. For example, a possible asymmetry of the annular gap 29 due to manufacturing tolerances can be compensated by the fact that during the introduction of the cell suspension through the flow of the cell suspension, the elastic element of the outer wall 29 is subjected to a force and is thereby deflected such that a symmetrical annular gap is formed. 29. The elastic outer wall element 29 preferably consists of an elastic material that is biocompatible and non-toxic in short-term (up to 25 hours) contact with cells, preferably an elastomer such as silicone or thermoplastic elastomer. The thickness of the outer wall elastic element 29 is, for example, 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.4 mm. The hardness of the material ranges from 3 Shore A to 70 Shore A, preferably from 20 Shore A to 55 Shore A.

Эластичный элемент 29 внешней стенки охвачен жестким под давлением в осевом направлении наконечником 34, который образует дистальный конец 25 инструмента 10. Наконечник 34 имеет отверстие 35 на дистальном торце наконечника 34, по отношению к которому отверстие 15 на торце эластичного элемента 29 внешней стенки (которое является вторым отверстием 15 на торце второй магистрали 14) смещено назад в проксимальном направлении вдоль осевого направления А.The elastic element 29 of the outer wall is enclosed by an axially rigid tip 34, which forms the distal end 25 of the tool 10. The tip 34 has an opening 35 at the distal end of the tip 34, in relation to which the hole 15 at the end of the elastic element 29 of the outer wall (which is the second hole 15 at the end of the second line 14) is shifted back in the proximal direction along the axial direction A.

Торец наконечника 34 образует дистальный конец 25 инструмента 10. Инструмент 10 посредством наконечника 34 выполнен жестким под давлением таким образом, что он задает минимальное расстояние между дистальным отверстием 35 инструмента 10, которое может быть прижато к ткани пациента, и первым отверстием 12 и/или вторым отверстием 15, также и в том случае, когда к дистальному концу 25 инструмента 10 оказывается приложенным усилие при придавливании инструмента 10 к ткани. Посредством центрирующего элемента 32 также задано положение первой магистрали 11 относительно наконечника 34. Такое решение имеет то преимущество, что при накладывании инструмента 10 его наконечником 34 на ткань, и при открывании гидравлическим ударом из первой магистрали 11 канала в ткани, первое отверстие 12 остается над таким созданным каналом таким образом, что последующая струя или поток из первой текучей среды 16 с составными частями второй текучей среды 17 надежным образом попадает в канал.The end of the tip 34 forms the distal end 25 of the instrument 10. The instrument 10, by means of the tip 34, is made rigid under pressure in such a way that it defines the minimum distance between the distal hole 35 of the instrument 10, which can be pressed against the patient's tissue, and the first hole 12 and/or the second hole 15, also in the case when a force is applied to the distal end 25 of the instrument 10 when pressing the instrument 10 against the tissue. By means of the centering element 32, the position of the first line 11 relative to the tip 34 is also specified. This solution has the advantage that when applying the tool 10 with its tip 34 to the fabric, and when opening the channel in the tissue from the first line 11 with a hydraulic shock, the first hole 12 remains above it created by the channel in such a way that the subsequent jet or flow from the first fluid 16 with the constituent parts of the second fluid 17 reliably enters the channel.

Фиг. 4 показывает в увеличении частичный вид В2 согласно фиг.2. Как следует, прежде всего, в качестве примера из фиг.2 и 5, смежные первая магистраль 11 и вторая магистраль 14, предпочтительно, направлены вплоть до дистального конца 25 инструмента 10 друг рядом с другом, прежде всего параллельно, а затем, далее к дистальному концу 25 в осевом направлении А, соосно друг другу. В варианте осуществления первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 размещены вплоть до головки 24 друг рядом с другом и соосно друг другу вслед за переходным пунктом 36 в головке 24, в котором параллельное расположение изменено на соосное расположение посредством переходного расположения 37. Переходный пункт 36 также может быть расположен выше по потоку, смежно к головке 24 таким образом, что первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 вплоть до головки 24 размещены друг рядом с другом переплетенными или параллельными, а затем, в направлении потока А до дистального конца 25 включительно, выше по потоку от головки 24 и в головке 24 размещены соосно. В проксимальном направлении или выше по потоку от переходного пункта 36 или в проксимальном направлении от головки 24 смежные в проксимальном направлении переходному пункту 36, прежде всего, параллельные первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 могут быть объединены посредством шланговой оболочки 38. Шланговая оболочка 38 вокруг первой магистрали 11 и второй магистрали 14 показана на фиг.2 в качестве примера пунктирной магистралью. Шланговая оболочка 38 может простираться, например, (как проиллюстрировано), вплоть до головки 24 или за нее. Переход от параллельного к концентрическому расположению каналов или расположению магистралей может быть образован, например, посредством переходного расположения 37, как оно в качестве примера представлено на фиг.3. Само собой разумеется, представленные на фиг.2 и 4 друг рядом с другом по отдельности первая и вторая магистрали 11, 14 могут быть также реализованы посредством проводящего тела с размещенными в нем друг рядом с другом отдельными, прежде всего параллельными, каналами. Вне зависимости от реализации двух отдельных магистралей 11, 14 или двух магистралей в форме содержащего друг рядом с другом два канала проводящего тела, загруженность клетками при сквозном прохождении канала в области параллельного расположения каналов потенциально является менее значительной, чем при соосном расположении - в предпосылке одинаковых поперечных проточных сечений. Поскольку соосность внутреннего и внешнего каналов приходится обеспечивать посредством нескольких центрирующих элементов в кольцевой полости между внутренней и внешней магистралями, что, однако, влечет за собой увеличение срезающих усилий на центрирующих элементах, альтернативой может быть отказ от обеспечения соосности таким образом, что внутренняя магистраль может прилегать изнутри к внешней магистрали, прежде всего на изгибах. Тем не менее, посредством концентрического расположения каналов в следующей за переходным пунктом 36 области может быть достигнуто уже упомянутое выше предпочтительное образование охватывающей оболочки из жидкостного потока 20 в составе клеточной суспензии, который жидкостной поток 20 истекает из первого отверстия 12. Было обнаружено, что выполнение с короткой протяженностью области между переходным пунктом 36 и дистальным концом 25 инструмента 10, в котором клеточная суспензия за счет соосной конструкции устремляется через кольцевое поперечное сечение, обеспечивает минимизацию повреждения клеток при прохождении второй магистрали 14 в соосной области. Прежде всего, следует отметить, что при длине L соосной области (от переходного пункта 36 вплоть до первого отверстия 12), составляющей 40 мм или менее, по существу не наблюдается какого-либо повреждения клеточной жизнеспособности. Описанное в связи с фиг.3 центрирующее приспособление в виде центрирующего элемента 32 может быть исключено, например, если на месте, на котором, как представлено на фиг.4, первая магистраль 11 и без того размещена поблизости от стенки головки 24, первая магистраль сварена 11 со стенкой головки 24, которая образует вторую магистраль 14 ниже по потоку от переходного расположения 37 (перехода от параллельного расположения первой магистрали 11 и второй магистрали 14 к соосному расположению).Fig. 4 shows an enlarged partial view of B2 according to FIG. 2. As can be seen, first of all, by way of example from FIGS. 2 and 5, the adjacent first line 11 and second line 14 are preferably directed up to the distal end 25 of the instrument 10 next to each other, first of all in parallel, and then further towards the distal end 25 in axial direction A, coaxial to each other. In an embodiment, the first line 11 and the second line 14 are located up to the head 24 adjacent and coaxial to each other following a transition point 36 in the head 24, in which the parallel arrangement is changed to a coaxial arrangement by means of a transition location 37. The transition point 36 can also be located upstream adjacent to the head 24 such that the first line 11 and the second line 14 up to the head 24 are placed next to each other intertwined or parallel, and then, in the direction of flow A to and including the distal end 25, upstream from head 24 and in head 24 are placed coaxially. In the proximal direction or upstream of the transition point 36 or in the proximal direction from the head 24, adjacent in the proximal direction to the transition point 36, primarily parallel, the first line 11 and the second line 14 can be combined by means of a hose sheath 38. The hose sheath 38 around the first line 11 and second line 14 are shown in figure 2 as an example by a dotted line. The hose sheath 38 may extend, for example (as illustrated), up to or beyond the head 24. The transition from a parallel to a concentric channel arrangement or a highway arrangement can be formed, for example, by means of a transition arrangement 37, as illustrated as an example in FIG. 3. It goes without saying that the first and second lines 11, 14, shown side by side in FIGS. 2 and 4 separately, can also be implemented by means of a conductive body with separate, in particular parallel, channels arranged therein next to each other. Regardless of the implementation of two separate highways 11, 14 or two highways in the form of a conductive body containing two channels next to each other, the load of cells during the through passage of the channel in the region of parallel arrangement of channels is potentially less significant than with a coaxial arrangement - assuming equal transverse flow sections. Since the alignment of the internal and external channels has to be ensured by means of several centering elements in the annular cavity between the internal and external lines, which, however, entails an increase in shear forces on the centering elements, an alternative may be to refuse to ensure alignment in such a way that the internal line can be adjacent from inside to outside highway, especially at bends. However, by concentrically arranging the channels in the area downstream of the transition point 36, the above-mentioned advantageous formation of an enveloping shell can be achieved from the liquid stream 20 in the cell suspension, which the liquid stream 20 flows out of the first opening 12. It has been found that performing with the short length of the region between the transition point 36 and the distal end 25 of the instrument 10, in which the cell suspension, due to the coaxial design, rushes through the annular cross-section, ensures that cell damage is minimized when the second highway 14 passes in the coaxial region. First of all, it should be noted that when the length L of the coaxial region (from the transition point 36 down to the first hole 12) is 40 mm or less, there is essentially no damage to cell viability. The centering device in the form of a centering element 32 described in connection with FIG. 3 can be omitted, for example, if the first line 11 is already located close to the wall of the head 24 at the location where, as shown in FIG. 4, the first line is welded 11 with a head wall 24 that forms a second line 14 downstream of the transition arrangement 37 (transition from a parallel arrangement of the first line 11 and the second line 14 to a coaxial arrangement).

Фиг. 5А весьма упрощенно показывает вариант осуществления системы 100 введения, которая имеет инструмент 10 согласно изобретению, например инструмент 10 согласно изобретению согласно одному из разъясненных выше вариантов осуществления. Кроме того, система 100 имеет питающее устройство 101 с управляющим устройством 102 для управления питающим устройством 101. Питающее устройство 101 имеет источник 103 для первой текучей среды 16 и источник 104 для второй текучей среды 17.Fig. 5A shows in a very simplified manner an embodiment of an administration system 100 that has an instrument 10 according to the invention, for example an instrument 10 according to the invention according to one of the embodiments explained above. In addition, the system 100 has a supply device 101 with a control device 102 for controlling the supply device 101. The supply device 101 has a source 103 for the first fluid 16 and a source 104 for the second fluid 17.

Питающее устройство 101 может быть выполнено для обеспечения первой текучей среды 16, которая может быть, например, представлена жидкостью, прежде всего суспензией, раствором, эмульсией или тому подобным. Эта жидкость может быть также обозначена как рабочая жидкость, поскольку на первом шаге, она служит для создания канала 105 в ткани 106, на которую инструмент 10 может быть наложен, как проиллюстрировано на фиг.5Б, а на втором шаге для занесения составных частей второй текучей среды в канал 105. Кроме того, питающее устройство 101 обеспечивает вторую текучую среду 17, которая имеет составные части, которые должны быть депонированы посредством инструмента 10 или же системы 100 в канале 105 в ткани 106 пациента. Составные части могут быть представлены, например, клетками, клеточными составными частями, лекарствами, радиоактивными материалами для маркировки или обработки или тому подобным. Питающее устройство 101 находится в гидродинамическом соединении с первой магистралью 11 и со второй магистралью 14.The supply device 101 may be configured to provide a first fluid 16, which may, for example, be a liquid, especially a suspension, solution, emulsion, or the like. This fluid may also be referred to as a working fluid because in a first step, it serves to create a channel 105 in tissue 106 onto which the instrument 10 can be applied, as illustrated in FIG. 5B, and in a second step to introduce the constituents of the second fluid medium into the channel 105. In addition, the feeding device 101 provides a second fluid 17, which has components that must be deposited by the tool 10 or system 100 in the channel 105 in the tissue 106 of the patient. The constituents may be, for example, cells, cellular constituents, drugs, radioactive labeling or processing materials, or the like. The feeding device 101 is in hydrodynamic connection with the first line 11 and the second line 14.

Питающее устройство 101 выполнено для подачи первой текучей среды 16 и второй текучей среды 17 в последовательности интервалов подачи посредством управляющего устройства 102. Управляющее устройство 102, предпочтительно, выполнено для управления системой 100 введения таким образом, что в пределах интервала ΔtA времени введения, который в качестве примера проиллюстрирован на фиг.6, во время первого интервала ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды первая текучая среда 16 может быть подана таким образом, что у первого отверстия 12 она имеет первую интенсивность, прежде всего первую скорость v1, для образования канала 105 в ткани 106. Во время второго интервала ΔtAF2 подачи рабочей текучей среды управляющее устройство управляет системой 100 введения таким образом, что первая текучая среда 16 может быть подана таким образом, что она у первого отверстия 12 имеет уменьшенную первую интенсивность, прежде всего уменьшенную первую скорость v1r, которая меньше, чем первая скорость v1. Кроме того, управляющее устройство 102 выполнено для управления системой 100 введения, которая подает, по меньшей мере, участками во время второго интервала подачи рабочей текучей среды ΔtAF2 вторую текучую среду 17 таким образом, что она имеет у первого отверстия 12 вторую скорость v2, которая меньше, чем уменьшенная первая скорость v1r. Выдача второй текучей среды 17 рядом с первым отверстием 12 в зону 19 последующего ускорения на интервале ΔtWF подачи несущей активное вещество текучей среды может быть осуществлена уже во время первого интервала ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды перед изменением интенсивности, синхронно с изменением интенсивности у первого отверстия 12 или после изменения интенсивности, прежде всего первой скорости v1, у первого отверстия 12 в осевом направлении А. Требуемую вторую скорость v2 второй текучей среды 17 задают на уровне первого отверстия 12, в том числе по той причине, что вторая текучая среда устремляется через сужающееся в окрестности дистального конца кольцевое поперечное сечение второй магистрали 14. Выше по потоку от внешнего сопла вторая текучая среда 17 протекает с менее высокой скоростью, что уменьшает опасность повреждения клеток во второй текучей среде 17. Интервал времени введения может составлять, например, менее 1 секунды.The supply device 101 is configured to supply the first fluid 16 and the second fluid 17 in a sequence of supply intervals through the control device 102. The control device 102 is preferably configured to control the injection system 100 such that within the injection time interval ΔtA, which as example illustrated in FIG. 6, during the first working fluid supply interval ΔtAF1, the first fluid 16 can be supplied such that at the first opening 12 it has a first intensity, in particular a first speed v1, to form a channel 105 in the tissue 106. During the second supply interval ΔtAF2 of the working fluid, the control device controls the injection system 100 such that the first fluid 16 can be supplied such that it has a reduced first intensity at the first opening 12, in particular a reduced first speed v1r, which is less than than the first speed v1. In addition, the control device 102 is configured to control the injection system 100, which supplies, at least in sections during the second supply interval of the working fluid ΔtAF2, the second fluid 17 such that it has at the first opening 12 a second speed v2, which is less , than the reduced first speed v1r. The dispensing of the second fluid 17 next to the first opening 12 into the subsequent acceleration zone 19 in the supply interval ΔtWF of the active substance-carrying fluid can be carried out already during the first supply interval ΔtAF1 of the working fluid before the intensity change, synchronously with the change in intensity at the first opening 12 or after changing the intensity, first of all, the first speed v1, at the first hole 12 in the axial direction A. The required second speed v2 of the second fluid 17 is set at the level of the first hole 12, also for the reason that the second fluid rushes through the tapering in the vicinity the distal end annular cross-section of the second line 14. Upstream of the outer nozzle, the second fluid 17 flows at a lower velocity, which reduces the risk of damage to cells in the second fluid 17. The injection time interval may be, for example, less than 1 second.

Система 100 введения согласно изобретению или же инструмент 10 согласно изобретению могут быть применены, например, описанным ниже образом.The administration system 100 according to the invention or the instrument 10 according to the invention can be used, for example, in the manner described below.

Для минимизации нагрузки на клетки во время процесса введения и для достижения, тем не менее, достаточной глубины загрузки клеток, процесс введения выполняют как уже упомянуто, предпочтительно, в ходе по меньшей мере двух этапов. При этом на первой фазе подготавливают канал 105 в ткани 106. Для этого, на первом интервале ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды (см. фиг.7) первоначально производят ведущую струю рабочей среды с высокой интенсивностью, прежде всего высокой скоростью v1, на выходе из сопла. Эта ведущая струя 20 рабочей среды состоит из рабочей жидкости 16, составные части которой являются невосприимчивыми по отношению к механической нагрузке, прежде всего срезающей нагрузке. Такие жидкости содержат, например, физиологический раствор поваренной соли, среду для культивирования клеток, смачивающую или обволакивающую среду для клеток второй текучей среды для повышения механической защиты и/или способности к скольжению, или смесь из вышеперечисленного. Канал 105 в ткани 106 создают с помощью ведущей струи 20 рабочей среды посредством того, что ведущая струя 20 рабочей среды механически вытесняет и/или разрушает составные части ткани вдоль создаваемого канала. На второй фазе во втором интервале ΔtAF2 подачи рабочей текучей среды уменьшают интенсивность струи рабочей среды 20 прежде всего уменьшают скорость у первого отверстия до уменьшенной первой скорости v1r (см. фиг.7). Во время этого интервала также может быть изменен состав первой текучей среды 16, прежде всего, посредством добавления материалов или же посредством изменения рабочей текучей среды. Предпочтительно, однако, состав подаваемой из первого отверстия 12 текучей среды остается одинаковым на протяжении первой и второй фаз. В ходе уменьшения интенсивности, прежде всего скорости струи 20, рабочей среды запускают выведение охватывающей струи 21 из клеточной суспензии из второго отверстия 15. Как представлено внизу на схеме на фиг.7, начало выведения охватывающей струи может быть осуществлено перед уменьшением интенсивности струи рабочей среды в первом интервале подачи рабочей текучей среды (что обозначено на фиг.7 внизу с помощью пунктирной магистрали), синхронно с уменьшением или после уменьшения (это обозначено на фиг.7 внизу с помощью сплошной магистрали). Вторая текучая среда 17 может иметь в суспензии, дополнительно к клеткам, смачивающую или обволакивающую среду. Во время образования канала 105 посредством ведущей струи вторая магистраль 14, предпочтительно, заполнена клеточной суспензией вплоть до области в головке 24, в которой первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 простираются соосно, предпочтительно, почти полностью, вплоть до уровня (измеряемого в осевом направлении) первого отверстия 12, что делает возможными практически свободный от задержек приток клеточной суспензии в созданный канал 105. Такое решение также является следствием наличия согласно изобретению двух отдельных магистралей 11, 14 для первой и второй текучих сред, а также объединения первой текучей среды и второй текучей среды только в зоне 19 последующего ускорения на дистальном конце 25 инструмента 10.To minimize the load on the cells during the injection process and to still achieve a sufficient loading depth of the cells, the injection process is carried out as already mentioned, preferably in at least two stages. In this case, in the first phase, a channel 105 is prepared in the tissue 106. For this, in the first interval ΔtAF1 of supply of the working fluid (see Fig. 7), a leading jet of the working fluid is initially produced with high intensity, especially high speed v1, at the exit from the nozzle . This leading jet of working fluid 20 consists of a working fluid 16, the constituent parts of which are resistant to mechanical loads, especially shear loads. Such fluids contain, for example, saline solution, cell culture medium, a cell wetting or enveloping medium, a second fluid to enhance mechanical protection and/or glidability, or a mixture of the above. The channel 105 in the fabric 106 is created with the help of the leading jet of working fluid 20 by means of the fact that the leading jet of working fluid 20 mechanically displaces and/or destroys the constituent parts of the fabric along the created channel. In the second phase in the second interval ΔtAF2 of supply of the working fluid, the intensity of the jet of the working fluid 20 is reduced, first of all the speed at the first hole is reduced to a reduced first speed v1r (see Fig. 7). During this interval, the composition of the first fluid 16 may also be changed, primarily by adding materials or by changing the working fluid. Preferably, however, the composition of the fluid supplied from the first opening 12 remains the same throughout the first and second phases. As the intensity, especially the speed of the jet 20, of the working medium decreases, the exit of the enveloping jet 21 from the cell suspension from the second hole 15 is started. As shown below in the diagram in Fig. 7, the beginning of the exit of the enveloping jet can be carried out before reducing the intensity of the jet of the working medium in the first interval of supply of the working fluid (which is indicated in Fig. 7 below using a dotted line), synchronously with the decrease or after the reduction (this is indicated in Fig. 7 below using a solid line). The second fluid 17 may have in suspension, in addition to the cells, a wetting or enveloping medium. During formation of the channel 105 by the driving jet, the second line 14 is preferably filled with cell suspension up to the area in the head 24 in which the first line 11 and the second line 14 extend coaxially, preferably almost completely, up to the level (measured in the axial direction) the first opening 12, which allows a practically delay-free influx of cell suspension into the created channel 105. This solution is also a consequence of the presence, according to the invention, of two separate lines 11, 14 for the first and second fluids, as well as the combination of the first fluid and the second fluid only in the zone 19 of subsequent acceleration at the distal end 25 of the tool 10.

Когда клеточная суспензия через внешнее сопло проходит мимо первого отверстия 12 в дистальном направлении, она охватывающим образом охватывает выходящую по центру из первого отверстия 12 образованного первой сопловой трубкой 23 внутреннего сопла струю 20 рабочей среды, предпочтительно, симметричным образом, при необходимости, за счет самоцентрирования эластичного участка 22 внешней стенки или же элемента 29 внешней стенки. За счет этого достигают равномерной загрузки поверхности струи 20 рабочей среды клетками в условиях, среди прочего, в значительной степени единообразной скорости потока второй текучей среды 17. Вследствие этого возникает сравнительно незначительное взаимодействие между клетками, что способствует незначительности нагрузок на клетки. Посредством инструмента 10 рабочую жидкость 16 и клеточную суспензию выпускают таким образом, что струя рабочей жидкости ниже по потоку от первого отверстия 12 струя 20 рабочей среды всасывает окружающую ее охватывающим образом клеточную суспензию 17 в радиальном направлении вовнутрь в струю 20 рабочей среды. Этот процесс основан на эффекте Бернулли, который также находит применение в струйном насосе и является противоположностью простому смешиванию двух жидкостных струй исключительно в результате их переслаивания. Когда рабочая жидкость 16 и клеточная суспензия 17 входят в соприкосновение друг с другом в дистальном направлении от сопловой трубки 23 (прежде всего, как описано выше, посредством всасывания охватывающей струи 21 посредством струи 20 рабочей жидкости), клетки захватываются струей рабочей среды, унесенными ею и ускоренными до того уровня, когда скорость клеток становится равной скорости струи 20 рабочей среды. Незначительное ускорение клеточной суспензии 17 в зоне 18 предварительного ускорения во внешнем сопле имеет то преимущество, что клетки на располагающихся в радиальном направлении внутри и в радиальном направлении снаружи, ограничивающих канал во второй магистрали 14 стенных поверхностях внешнего сопла претерпевают только незначительную срезающую нагрузку, и что, с другой стороны, относительная скорость между клетками и рабочей текучей средой 20 при первом контакте первой и второй текучих сред 16, 17 в зоне 19 последующего ускорения является менее значительной, чем скорость потока рабочей текучей среды 16. Имеющаяся разность скоростей обеих жидкостей 16, 17 в области, в которой они впервые вступают в контакт друг с другом, приводит также к созданию срезающей нагрузки на клетки, однако, возникает, в целом, незначительная нагрузка на клетки и, тем самым, высокая выживаемость клеток при впрыскивании в канал 105 в ткани 106. Как разъяснено в связи с фиг.3, настоящее изобретение дополнительно способствует выживаемости клеток посредством перехода смежно к дистальному концу инструмента 10 от простирающихся друг рядом с другом, прежде всего параллельно, каналов к соосным каналам первой и второй магистралей 11, 14. Также благоприятным для высокой выживаемости клеток является обращение к подходу с внешним перемешиванием соответственно изобретению посредством того, что инструмент 10 содержит магистрали 11, 14 для первой текучей среды 16 и для содержащей клетки второй текучей среды 17, и примешивание клеточной суспензии 17 или же клеток к струе 20 рабочей среды производится только после сквозного прохождения через первую сопловую трубку 23. Второе сопло, как представлено на фиг.1 или 2, образовано внешней поверхностью сопловой трубки 23 и внутренней поверхностью участка 22 внешней стенки или же элемента 29 внешней стенки, и за счет непрерывного сужения, по меньшей мере, внутреннего диаметра эластичного элемента 29 внешней стенки является подверженным в особо малой мере срезающими потоками и, тем самым, обеспечивает высокую выживаемость клеток.When the cell suspension passes through the outer nozzle past the first opening 12 in the distal direction, it envelops the stream 20 of the working medium emerging centrally from the first opening 12 formed by the first nozzle tube 23 of the inner nozzle, preferably in a symmetrical manner, if necessary, due to the self-centering of the elastic section 22 of the outer wall or element 29 of the outer wall. Due to this, a uniform loading of the surface of the jet 20 of the working medium by the cells is achieved under conditions, among other things, of a largely uniform flow rate of the second fluid 17. As a result, relatively little interaction between the cells occurs, which contributes to the insignificance of the loads on the cells. By means of the tool 10, the working fluid 16 and the cell suspension are released in such a way that the working fluid jet downstream of the first opening 12, the working fluid jet 20, sucks the cell suspension 17 surrounding it in an enveloping manner in a radial direction inward into the working fluid jet 20. This process is based on the Bernoulli effect, which also finds application in the jet pump and is the opposite of simply mixing two liquid jets solely as a result of their interlayering. When the working fluid 16 and the cell suspension 17 come into contact with each other in a distal direction from the nozzle tube 23 (primarily, as described above, by suction of the enveloping jet 21 by the working fluid jet 20), the cells are captured by the jet of the working medium, carried away by it and accelerated to the level where the speed of the cells becomes equal to the speed of the jet 20 of the working medium. The slight acceleration of the cell suspension 17 in the pre-acceleration zone 18 in the outer nozzle has the advantage that the cells on the radially inward and radially outward wall surfaces of the outer nozzle bounding the channel in the second line 14 undergo only a slight shear load, and that, on the other hand, the relative speed between the cells and the working fluid 20 at the first contact of the first and second fluids 16, 17 in the subsequent acceleration zone 19 is less significant than the flow rate of the working fluid 16. The existing speed difference of both fluids 16, 17 in the area in which they first come into contact with each other also results in the creation of a shear load on the cells, however, there is generally little stress on the cells and thus high cell survival when injected into the channel 105 into the tissue 106. As explained in connection with FIG. 3, the present invention further promotes cell survival by transitioning adjacent to the distal end of the instrument 10 from channels extending adjacent to each other, primarily in parallel, to coaxial channels of the first and second lines 11, 14. Also favorable for high cell survival is to resort to the external mixing approach according to the invention in that the tool 10 contains lines 11, 14 for the first fluid 16 and for the cell-containing second fluid 17, and the mixing of the cell suspension 17 or cells into the working fluid stream 20 is carried out only after passing through the first nozzle tube 23. The second nozzle, as shown in Fig. 1 or 2, is formed by the outer surface of the nozzle tube 23 and the inner surface of the outer wall section 22 or the outer wall element 29, and due to a continuous narrowing of at least Because of the inner diameter of the elastic element 29 of the outer wall, it is subject to particularly low shear flows and thus ensures high cell survival.

Увлечению клеточной суспензии 17 или же клеточных составных частей посредством струи 20 рабочей среды способствует, когда, как в качестве примера представлено на фиг.1 и 2, дистальный конец первой сопловой трубкиThe entrainment of the cell suspension 17 or cell components by means of the working medium jet 20 is facilitated when, as shown as an example in FIGS. 1 and 2, the distal end of the first nozzle tube

23 смещен назад по отношению к дистальному концу эластичного элемента 29 внешней стенки. Зона 19 последующего ускорения, в которой происходит смешивание, тем самым, в плане расположения участков вдоль оси, оказывается охваченной эластичным элементом 29 внешней стенки, точнее, последующим цилиндрическим участком 29 с. Форма элемента 29 внешней стенки и расположение элемента 29 внешней стенки и сопловой трубки 23 имеют то преимущество, что охватывающая струя 21 получает стабильное направление, прежде всего через участок 29 с, в радиальном направлении вплотную к сопловой трубке 23 и, в конечном счете, к центральной струе 20 рабочей среды, а именно, предпочтительно, по существу таким образом, что охватывающая струя 21 и струя 20 рабочей среды имеют, главным образом, одинаковые компоненты направления. Дистальный конец сопловой трубки 23, который образует первое отверстие 12, может быть смещен назад по отношению к дистальному концу 29 эластичного участка внешней стенки, который образует второе отверстие 15, например, на величину от 0,5 до 3 мм. В особо предпочтительном варианте осуществления сопловая трубка 23 смещена назад на величину около 1 мм. Посредством смещения первого отверстия 12 на дистальном торце 13 первой магистрали к дистальному концу 25 инструмента 10 минимальная длина зоны 19 последующего ускорения, в которой также происходит захват составных частей второй текучей среды 17 в первую текучую среду 16, оказывается заданной в пределах инструмента 10. Зона 19 последующего ускорения также является в этом случае в значительной степени свободной, когда дистальный конец 25 инструмента 10 прижимают к ткани 106.23 is displaced rearward relative to the distal end of the elastic element 29 of the outer wall. The post-acceleration zone 19, in which mixing occurs, is thus, in terms of the arrangement of sections along the axis, covered by the elastic element 29 of the outer wall, more precisely, by the subsequent cylindrical section 29 c. The shape of the outer wall element 29 and the arrangement of the outer wall element 29 and the nozzle tube 23 have the advantage that the enveloping jet 21 receives a stable direction, primarily through the section 29 c, in the radial direction close to the nozzle tube 23 and ultimately to the central one. working fluid jet 20, namely, preferably, essentially in such a way that the surrounding jet 21 and the working fluid jet 20 have essentially the same direction components. The distal end of the nozzle tube 23, which defines the first opening 12, can be offset back relative to the distal end 29 of the elastic portion of the outer wall, which defines the second opening 15, for example, by an amount of from 0.5 to 3 mm. In a particularly preferred embodiment, the nozzle tube 23 is offset back by about 1 mm. By displacing the first hole 12 at the distal end 13 of the first line to the distal end 25 of the tool 10, the minimum length of the post-acceleration zone 19, in which the components of the second fluid 17 are also captured in the first fluid 16, is specified within the tool 10. Zone 19 subsequent acceleration is also in this case largely free when the distal end 25 of the instrument 10 is pressed against the tissue 106.

При легком прижатии дистального конца 25 инструмента 10 к поверхности ткани может быть достигнута фиксация положения дистального конца 25 инструмента 10 и, прежде всего, первой сопловой трубки 23 во время создания канала 105 и введения клеток. Для этого, приводимый в качестве примера вариант осуществления инструмента 10 согласно фиг.2 располагает наконечником 34 из жесткого под давлением в осевом направлении А и жесткого на изгиб материала, который при насаживании инструмента препятствует достижению тканью эластичного элемента 29 внешней стенки и его деформирование.By lightly pressing the distal end 25 of the instrument 10 against the tissue surface, the position of the distal end 25 of the instrument 10 and, above all, the first nozzle tube 23 can be achieved during creation of the channel 105 and introduction of cells. For this purpose, the exemplary embodiment of the tool 10 according to FIG. 2 has a tip 34 of axially rigid material A and bending rigid material, which, when inserting the tool, prevents the tissue from reaching the elastic element 29 of the outer wall and deforming it.

Процесс введения предусматривает создание безыгольного канала 105 впрыскивания в ткань 106 в целевой области с помощью инструмента 10 и впрыскивание клеточной суспензии в заданной дозировке в канал 105. Процесс введения дополнительно также может содержать последующее уплотнение канала 105 впрыскивания, например, с помощью примешиваемого вслед за клеточной суспензией 17 посредством второй магистрали 14 в струю 20 рабочей жидкости уплотняющего средства, которое может быть более вязкотекучим по сравнению с клеточной суспензией и иметь гелеобразную консистенцию.The administration process involves creating a needle-free injection channel 105 into the tissue 106 in the target area using the tool 10 and injecting a cell suspension in a predetermined dosage into the channel 105. The injection process may further also include subsequent compaction of the injection channel 105, for example, by mixing after the cell suspension 17 through the second line 14 into the jet 20 of the working fluid of the sealing agent, which can be more viscous than a cell suspension and have a gel-like consistency.

Для обеспечения высокой эффективности размещенного в ткани пациента вещества, например для обеспечения высокой целостности размещенных в ткани пациента клеток, предложен инструмент 10, имеющий первую магистраль 11 для выдачи первой текучей среды 16 из первого отверстия 12 первой магистрали 11 в осевом направлении А в зону 19 последующего ускорения и вторую магистраль 14 для направления второй текучей среды 17 в зону 19 последующего ускорения в осевом направлении А таким образом, что составные части активного вещества, например клетки, второй текучей среды 17, вследствие поступления в зону 19 последующего ускорения, могут получать последующее ускорение в осевом направлении А от входящей в зону 19 последующего ускорения первой текучей среды 16. Предпочтительной является соосная конструкция первой и второй магистралей 11, 14, за счет которой вокруг первого отверстия 12 может быть создана простирающаяся в осевом направлении А ниже по потоку охватывающая струя 21 из второй текучей среды 17 вокруг центральной струи 20 рабочей среды. Кроме того, создана головка 24 для инструмента 10 согласно изобретению и система 100 введения с инструментом 10 согласно изобретению. В приводимых в качестве примера, непредставленных вариантах осуществления инструмента инструмент может иметь несколько вторых магистралей, то есть по меньшей мере две вторые магистрали. При помощи нескольких вторых магистралей, попеременно и/или, по меньшей мере, частично одновременно, одинаковые или различные вторые текучие среды могут быть проведены в зону последующего ускорения таким образом, что составные части вторых текучих сред, вследствие поступления в зоне последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении от входящей в зону последующего ускорения первой текучей среды. Вторые текучие среды могут быть, например, представлены различными веществами или содержать различные вещества, прежде всего активные вещества. Альтернативно или дополнительно, варианты осуществления инструмента согласно изобретению могут также иметь несколько первых магистралей, например по меньшей мере две первые магистрали, которые выполнены для выдачи одинаковых или различных первых текучих сред в зону последующего ускорения для придания последующего ускорения одной или нескольким вторым текучим средам.To ensure high efficiency of the substance placed in the patient's tissue, for example, to ensure high integrity of the cells placed in the patient's tissue, an instrument 10 is provided, having a first line 11 for dispensing a first fluid 16 from the first opening 12 of the first line 11 in an axial direction A to the subsequent zone 19 acceleration and a second line 14 for directing the second fluid 17 to the post-acceleration zone 19 in the axial direction A such that the constituent parts of the active substance, for example cells, of the second fluid 17, due to the entry into the post-acceleration zone 19, can receive a subsequent acceleration in in the axial direction A from the first fluid 16 entering the post-acceleration zone 19. A coaxial design of the first and second lines 11, 14 is preferred, due to which an enveloping jet 21 from the second can be created around the first opening 12, extending in the axial direction A downstream fluid 17 around the central jet 20 of the working medium. In addition, a head 24 for the instrument 10 according to the invention and an insertion system 100 with the instrument 10 according to the invention are provided. In exemplary, non-illustrated embodiments of the tool, the tool may have multiple second lines, that is, at least two second lines. By means of several second lines, alternately and/or at least partially simultaneously, the same or different second fluids can be conducted into the post-acceleration zone in such a way that the constituent parts of the second fluids, due to their entry into the post-acceleration zone, receive subsequent acceleration in the axial direction from the first fluid entering the subsequent acceleration zone. The second fluids may, for example, be represented by or contain various substances, in particular active substances. Alternatively or additionally, embodiments of the tool according to the invention may also have multiple first lines, such as at least two first lines, which are configured to deliver the same or different first fluids to a post-acceleration zone to impart subsequent acceleration to one or more second fluids.

Список ссылочных обозначений:List of reference designations:

10 инструмент10 tool

11 первая магистраль11 first highway

12 первое отверстие12 first hole

13 торец13 end

14 вторая магистраль14 second highway

15 второе отверстие15 second hole

16 первая текучая среда16 first fluid

17 вторая текучая среда17 second fluid

18 зона предварительного ускорения18 pre-acceleration zone

19 зона последующего ускорения19 post-acceleration zone

20 струя рабочей среды/несущая струя20 working medium jet/carrying jet

21 охватывающая струя21 covering jets

22 участок внешней стенки22 section of the outer wall

23 сопловая трубка23 nozzle tube

24 головка24 head

25 дистальный конец инструмента25 distal end of the instrument

26 участки магистрали26 highway sections

27 внешняя стенка первой магистрали/внутренняя стенка второй магистрали27 outer wall of the first line/inner wall of the second line

28 участок хвостовой трубки28 section of the tail tube

29 элемент внешней стенки29 element of the outer wall

29а цилиндрический участок29a cylindrical section

29b сужающийся участок29b tapering section

29 с другой цилиндрический участок29 with another cylindrical section

30 внешнее сопло30 external nozzle

31 кольцевая щель31 ring slots

32 центрирующий элемент32 centering element

33 выемка/проем33 recess/opening

34 наконечник34 tip

35 отверстие35 hole

36 переходный пункт36 transition point

37 переходное расположение37 transitional arrangement

38 шланговая оболочка38 hose sheath

100 система введения100 administration system

101 питающее устройство101 power supply

102 управляющее устройство102 control device

103 источникSource 103

104 источникSource 104

105 каналChannel 105

106 ткань106 fabric

р стрелкаp arrow

а осевое направлениеand the axial direction

u внутренний контурu inner contour

b ширина щелиb slot width

b1 b2, b3 фрагментыb1 b2, b3 fragments

c1, с2, с3 площади поперечного сеченияc1, c2, c3 cross-sectional area

l длинаl length

δta интервал времени введенияδta injection time interval

δtaf1 первый интервал подачи рабочей текучей средыδtaf1 first interval of supply of working fluid

δtaf2 второй интервал подачи рабочей текучей средыδtaf2 second interval of supply of working fluid

δtwf интервал подачи несущей активное вещество текучей средыδtwf supply interval of the active substance carrier fluid

v1 первая скоростьv1 first speed

v1r уменьшенная первая скоростьv1r reduced first speed

v2 вторая скорость.v2 second speed.

Claims

1. An instrument (10) for needle-free injection of a fluid carrying an active substance, having:

- a first line (11) for dispensing a first fluid (16), which is a working fluid, from the first opening (12) of the first line (11) in the axial direction (A) into the subsequent acceleration zone (19), and

- a second line (14) for directing a second fluid (17), which is a fluid carrying the active substance, into the subsequent acceleration zone (19) in the axial direction (A),

wherein the tool (10) is designed in such a way that the flow rate of the first fluid (16) from the first hole (12) into the subsequent acceleration zone (19) exceeds the flow rate of the second fluid (17) in the axial direction (A) at the level of the first hole (12) in such a way that the constituent parts of the second fluid (17), due to its entry into the post-acceleration zone (19), receive subsequent acceleration in the axial direction (A) from the first fluid (16) entering the post-acceleration zone (19) ).

2. Tool (10) according to claim 1, having a zone (18) of preliminary acceleration of the second line (14), located upstream of the zone (19) of subsequent acceleration, and the tool (10) is designed to impart preliminary acceleration (18) in the zone ) pre-acceleration in the axial direction (A) of the second fluid (17), wherein the first hole (12) is located in the post-acceleration zone (19) such that the first fluid (16) discharged from the first hole (12) imparts subsequent acceleration in the axial direction (A) of the pre-accelerated second fluid (17).

3. Tool (10) according to claim 2, wherein the pre-acceleration zone (18) is formed by the nozzle section of the second line (14), in which the internal cross-section tapers in the direction of the flow.

4. The tool (10) according to claim 3, wherein the internal cross-section of the nozzle portion in at least one sub-section of the nozzle portion is continuously tapered.

5. Tool (10) according to one of the previous paragraphs, wherein the second line (14) concentrically encircles the first line (11) at the first hole (12) to form an annular enveloping jet (21) of the second fluid (17) around the one emerging from the first holes (12) of the first fluid (16).

6. Tool (10) according to one of the preceding paragraphs, wherein the second line (14) is configured to direct the second fluid (17) to the subsequent acceleration zone (19) in the axial direction (A) such that the second fluid (17) forms a jet that encircles the first fluid (16) in an annular manner.

7. Tool (10) according to one of the previous paragraphs, wherein the outer wall of the second line (14) is elastic in the area (22, 29) around the first hole (12).

8. Tool (10) according to claim 7, wherein the section (22) is formed by an elastic element (29) which forms the outer wall of the second line (14) in the nozzle section.

9. Tool (10) according to claim 7 or 8, wherein the elastic element (29) is connected upstream to the pipe section (28) of the second line (14), and in the radial direction between the pipe section (28) and the first line (11 ) a centering device (32) is used.

10. Tool (10) according to claim 9, wherein the pipe section (28) of the second line (14) covers the pipe section (26) of the first line (11), and the centering device (32) is placed in the radial direction between the pipe section (28) the second line (14) and the pipe section (26) of the first line (11) for concentric installation of the pipe section (26) of the first line (11) and the pipe section (28) of the second line (14).

11. An instrument (10) as claimed in one of the preceding paragraphs, wherein the second line (14) terminates downstream of the first opening (12) and/or upstream of a distal opening (35) of the instrument (10).

12. An instrument (10) as claimed in one of the preceding claims, wherein the instrument (10) is configured to direct a first fluid (16) and a second fluid (17) adjacent to each other to disposed adjacent a distal end (25) of the instrument (10) to each other. next to each other in the sections of the highways of the first and second highways (11, 14), and then, further towards the distal end, in the coaxial sections of the highways of the first and second highways (11, 14).

13. Instrument (10) according to one of the preceding claims, wherein the active substance contains cells.

14. Tool (10) according to one of the previous paragraphs, wherein a pre-acceleration zone (18) and/or a post-acceleration zone (19) is located in the head (24) of the tool (10).

15. Head (24) for the tool (10) according to item 14.

16. System (100) for introducing needle-free injection of a fluid carrying an active substance, containing an instrument (10) according to one of the previous paragraphs and a feeding device (101), which is in hydrodynamic connection with the first line (11) and with the second line ( 14) and is configured to supply the first fluid (16) and the second fluid (17) in a sequence of supply intervals (ΔtAF1, ΔtAF2, ΔtWF).

17. The administration system (100) according to claim 16, wherein the supply device (101) has a control device (102) that controls the administration system (100) so that within the interval (ΔtA) of the administration time, during the first interval ( ΔtAF1) of supplying the working fluid, the first fluid is supplied such that at the first opening (12) it has a first speed (v1) to form a channel (105) in the tissue (106), during the second interval (ΔtAF2) supplying the working fluid the first fluid is supplied in such a way that at the first opening (12) it has a reduced first speed (v1r), which is less than the first speed (v1), and that, at least in sections during the second interval (ΔtAF2), the supply of the working fluid fluid, the second fluid (17) is supplied in such a way that at the first opening (12) it has a second speed (v2), which is less than the reduced first speed (v1r).

18. The introduction system (100) according to claim 16, configured to:

- ejection of a jet (20) of the working medium, representing the first fluid (16), from the first hole (12) of the first line (11) of the tool (10) ensuring needle-free opening of the channel (105) in the tissue (106), and

- releasing a jet (21) of the second fluid (17) from the second line (14) of the tool (10), wherein the second fluid (17) has components captured by the jet (20) of the working medium for their transfer to the channel (105).

19. System (100) of introduction according to one of paragraphs. 16-18, wherein the active substance contains cells.