WO2019008012A1 - AUSSTOßVORRICHTUNG - Google Patents

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WO2019008012A1
WO2019008012A1 PCT/EP2018/068049 EP2018068049W WO2019008012A1 WO 2019008012 A1 WO2019008012 A1 WO 2019008012A1 EP 2018068049 W EP2018068049 W EP 2018068049W WO 2019008012 A1 WO2019008012 A1 WO 2019008012A1
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WO
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ejection
unit
substance
parameter
drive
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PCT/EP2018/068049
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English (en)
French (fr)
Inventor
Leonardo Riccardi
Original Assignee
Eto Magnetic Gmbh
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    • A61M5/482—Varying injection pressure, e.g. by varying speed of injection

Definitions

  • the invention relates to an ejection device according to the preamble of claim 1.
  • Various treatment methods require an injection of active ingredients, for example, under the skin of a patient, in many cases at regular intervals such as daily.
  • needles are also used to bring a substance to be injected under the skin.
  • needle-free injection devices have already been proposed as an alternative to conventional syringes with needles, with which liquid active ingredients can be introduced under the skin of a patient.
  • needle-free injection devices In addition to purely mechanical needle-free injection devices are also here
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved ejection properties.
  • the task becomes
  • the invention is based on an ejection device, in particular a needle-free injection device and / or an advantageously needle-free, tattoo machine device, for expelling at least one substance, in particular an active substance and / or a dye, preferably a fluid and / or a powder for injection into tissue, in particular in and / or under skin, with at least one drive unit, which generates at least one actuating movement for at least one
  • the drive unit has at least one at least partially magnetically deformable drive element.
  • an ejection device can be provided with controllable and / or variably adjustable ejection behavior.
  • an ejection speed and advantageously its time course can be easily and / or reliably controlled and / or adjusted.
  • an ejection behavior can be variably adapted to a target application.
  • Ejector be provided with a simple and / or precisely controllable drive unit, in particular a version of different
  • Ejection speeds and / or accelerations are achieved, in particular due to a reduced number of moving components.
  • Deposition depth can be adjusted precisely, with a variable adaptation to different tissue types such as different skin areas or skin of different animals or the like is advantageously possible. Furthermore, advantageously, several consecutive injections can be performed quickly and safely without a change of tips and / or needles. In addition, a uniform drug delivery can be achieved.
  • an "ejection device” is to be understood as meaning in particular at least one advantageously functioning part of an ejection device such as an injection device, a tattoo machine, a needle-free drug pen such as a needle-free insulin pen or the like
  • an ejection device such as an injection device, a tattoo machine, a needle-free drug pen such as a needle-free insulin pen or the like
  • the ejection device may also comprise the entire ejection device
  • the ejection device is provided for a defined, in particular selectable, quantity and / or a defined, in particular selectable it, volume of the substance eject in at least a single ejection process.
  • Ejecting device provided to accelerate the substance in the ejection in at least one ejection direction, preferably in exactly one preferred direction, in particular to the tissue and advantageously perpendicular to the surface thereof.
  • the substance is introduced into the tissue in at least one ejection process, preferably at least partially under the, in particular human or animal, skin.
  • Actuating movement is accelerated and / or moved, wherein a movement and / or acceleration of the substance of the actuating movement according to and / or can be done in parallel or relative to this deflected.
  • the term "provided” should be understood to mean specially programmed, designed and / or equipped.Assuming that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills this specific function in at least one application and / or operating state
  • the substance can be, for example, a medicament, a vitamin preparation, a salt preparation, a mineral preparation, generally an active ingredient, a decolorizing agent, in particular for tattoos and / or for bleaching a skin, a pigment, a dye, in particular a tattoo dye and
  • the substance may comprise and / or comprise as a fluid, in particular a liquid and / or a solution and / or an emulsion, / or a cosmetic preparation or the like.
  • the substance comprises at least one solid, in particular a powder, and / or is formed as such.
  • the substance may in particular comprise a mixture, for example a suspension, a solution mixture or else a smoke, a vapor, a mist, a gas mixture and / or a mixture or be designed accordingly.
  • the substance is a, in particular solvent-free and / or dry, powder.
  • the drive unit is provided for transmitting the actuating movement to the ejection element.
  • the drive unit is one
  • the actuating movement is a Linear motion, particularly advantageous at least substantially parallel to the ejection direction, wherein, as mentioned, a deflection of the substance and / or an ejection in an ejection direction, which is arranged at an angle to a direction of the actuating movement, is conceivable.
  • the ejection element has at least one piston and / or at least one plunger and / or at least one slide or the like and / or is designed as such.
  • the ejection element is designed as a, in particular tightly guided and advantageously linear, in particular in the ejection direction, movable, piston.
  • the ejection element is of the
  • Ejection element and the drive element at least partially connected in one piece and / or at least partially formed in one piece and / or that in particular the drive element forms the ejection element.
  • the drive element forms the ejection element.
  • Ejecting device and in particular the drive unit at least one
  • the ejection element is formed differently and / or removable from the ejection device and, for example, part of an interchangeable cartridge, a disposable piston, a
  • Ejection element in this case connectable by means of at least one quick connection with the transmission element and / or the ejection device and / or formed on the same / the same placed.
  • the ejection device may have a corresponding receiving area for an exchangeable cartridge, a capsule or the like.
  • in one piece is meant, in particular, at least materially bonded, for example by a welding process, an adhesion process, an injection process and / or another process which appears expedient to a person skilled in the art, and / or advantageously shaped in one piece, for example by manufacture a casting and / or by a production in a one- or multi-component injection molding process and advantageously from a single blank.
  • a first object and a second object "at least partially in one piece" are formed, should be understood in particular be that at least one element and / or part of the first object and at least one element and / or part of the second object are integrally formed.
  • the drive element is provided to at least partially generate the actuating movement, in particular by an at least partially
  • the drive unit has at least one translation unit, which leads to a conversion of a
  • the translation unit in particular comprises at least one transmission element such as a gear, a friction wheel, a lever, a slide, a gear, a cam or the like.
  • the translation unit in particular comprises at least one transmission element such as a gear, a friction wheel, a lever, a slide, a gear, a cam or the like.
  • the drive unit is free from an eccentric and / or components for converting a rotational movement into a linear movement.
  • Actuating movement is a linear movement along a longitudinal axis of the
  • the drive element is intended to expand or contract parallel to its longitudinal axis to produce the actuating movement.
  • the drive element is a magnetic
  • the drive element is in one piece and / or formed as a solid body. But it is also conceivable that the
  • Drive element in particular at least in sections, as a hollow body, for example as a hollow cylinder, and / or as a solid body with recesses and / or cavities or the like is formed.
  • the drive element is at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably completely formed from a shape-changing material.
  • the magnetically deformable material could for example be a magnetostrictive material.
  • the magnetically deformable material is advantageously a magnetically active and / or active shape memory material,
  • the drive unit is designed as an MSM drive unit and / or as an MSM actuator. This can be a particular simple deformation can be realized with an advantageously large moving distance.
  • the drive unit has a plurality of, in particular identical to one another or differently formed,
  • the drive element in particular at least in sections, elongated and / or pin-shaped and / or tappet-like and / or parallelepiped and / or cylindrical.
  • the drive element in particular along its longitudinal axis, one at least in
  • Drive element arranged at least substantially parallel to a main extension direction of the drive element or at least substantially perpendicular to this.
  • the longitudinal axis of the drive element is at least in
  • an orientation of a direction relative to a reference direction in particular in a reference plane, shall be understood to mean the direction and the reference direction forming an angle, in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 ° from a right angle. "At least substantially parallel" should here
  • an orientation of a direction relative to a reference direction in particular in a plane, are understood, wherein the direction relative to the reference direction has a deviation in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.
  • the shape-changing material contains nickel, manganese and gallium.
  • the shape-changing material is a nickel-manganese-gallium alloy.
  • the magnetically deformable material preferably based on a weight, contains at least 20%, advantageously at least 30%, particularly advantageously at least 40% and preferably at least 45% and / or at most 80%, advantageously at most 70%, particularly advantageously at most 60% and preferably at most 55% nickel.
  • the magnetically deformable material preferably based on a weight, in particular at least 10%, advantageously at least 15% and most preferably at least 20% and / or at most 50%, advantageously at most 40%, more preferably at most 35% and preferably at most 30% manganese.
  • the magnetically deformable material preferably based on a weight, in particular at least 10%, advantageously at least 15% and particularly advantageously at least 20% and / or at most 50%, advantageously at most 40%, particularly advantageously at most 35% and preferably at most 30% Gallium.
  • a particularly easily achievable deformability can be realized with an advantageously large moving distance.
  • the shape-changing material could also be an iron-palladium alloy and / or an iron-palladium-containing alloy.
  • form variable material may also be formed as a foam and / or as a composite structure and / or as granules and / or as a porous material, wherein in particular in the case of a composite material is conceivable that nickel, manganese and / or gallium components, preferably NiMnGa pieces and / or crystallites, may be embedded in a matrix.
  • the magnetically deformable material is monocrystalline.
  • the drive element is formed as a single crystal of the magnetically deformable material.
  • the triggering element consists of several, in particular some,
  • the magnetically deformable material is polycrystalline.
  • the drive element is formed as a solid body.
  • the drive unit has at least one magnet unit, which generates at least one, in particular time-variable,
  • Shape change magnetic field is provided for the drive element.
  • the magnet unit in particular electronically, can be controlled.
  • the magnet unit in particular electronically, can be controlled.
  • Magnet unit provided in response to at least one drive signal, in particular from a time-varying actuation current and / or from a time-varying actuating voltage to generate at least one, in particular correspondingly, time-varying magnetic field.
  • the magnet unit has at least one magnetic element, in particular an inductive magnetic element,
  • the magnet unit is provided, in at least one operating state, in particular in a pulse operating state, at least one individual, preferably rectangular and / or sawtooth and / or triangular and / or bell-shaped, magnetic field pulse, in particular also a plurality of magnetic field pulses, advantageously in selectable and / or from an operating mode dependent, in particular regular, time intervals to produce.
  • the ejection device is a medical particular
  • the magnet unit is advantageously provided for operation in a repeated pulse mode, wherein advantageously a plurality of successive injection processes are generated by means of a plurality of successive magnetic field pulses.
  • a high variability with regard to producible movements can advantageously be achieved.
  • a type and / or a scope and / or a repetition rate of a movement can thereby be adapted precisely and / or reliably.
  • the magnet unit has at least one coil element which at least partially surrounds the drive element, in particular its longitudinal axis.
  • the coil element completely surrounds the drive element in a view along the longitudinal axis of the drive element.
  • a coil axis of the coil element corresponds to the longitudinal axis of the
  • the drive element is arranged within the coil element.
  • the coil element in particular along the same
  • the coil element generates in at least one operating state, in particular during actuation and / or generation of the actuating movement, a magnetic field whose field lines at least in sections, in particular in one within the coil element and within Drive element arranged region which extends advantageously over at least 50%, particularly advantageously over at least 60% and preferably over at least 70% of the length of the coil element and / or the length of the drive element, extend at least substantially parallel to the longitudinal axis of the drive element.
  • the drive unit in particular in this case, free of one
  • the coil element is designed as an air coil.
  • a high space efficiency in particular with regard to an arrangement of a coil and a drive element, can advantageously be achieved.
  • a short reaction time and / or a spontaneous response and in particular a high acceleration can be achieved.
  • the magnet unit has at least one
  • Coil element which is arranged next to the drive element. Furthermore, it is conceivable that the magnet unit has at least one magnetic circuit which is provided for introducing the shape changing magnetic field into the drive element. In general, it is conceivable that the magnet unit to generate the
  • Shape change magnetic field is provided such that its field lines, in particular in a region of the drive element and / or within the
  • Drive elements at least substantially perpendicular or alternatively at least substantially parallel to the longitudinal axis of the drive element extend. Preferably, this can optionally produce a contraction or expansion of the drive element.
  • the drive element is provided for generating the actuating movement by means of at least one local deformation.
  • the magnet unit may be provided for generating a locally and temporally variable magnetic field, which is a temporally variable local
  • the drive unit can operate in the manner of an MSM pump, wherein the material is advantageously pumped along the drive element due to its local deformation. It is conceivable that the substance is ejected directly due to such pumping. It is also conceivable that by means of the drive element at least one fluid pumped in this way and a generated movement is in particular hydraulically amplified, for example, to move a piston-like ejection element. In an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the
  • Ejecting device has a setting, which is provided for setting at least one functional parameter, in particular the drive unit.
  • the functional parameter defines at least one mode of operation of the ejection device and preferably of the drive unit.
  • the functional parameter may include a type and / or a scope and / or a discharge volume and / or the ejection direction of the
  • the functional parameter comprises at least one ejection speed and, particularly advantageously, a chronological progression of the
  • the function parameter can be an ejection force and / or an ejection flow, in particular a volumetric flow and / or a flow rate
  • Mass flow of the output include.
  • the setting unit is provided for setting different function parameters and / or that the function parameter comprises a plurality of different individual parameters and, for example, is a parameter set. It is conceivable that the setting unit is provided for input of the function parameter by a user. Alternatively or additionally, the setting unit can be provided for an at least partially automated setting of the functional parameter. This can advantageously a
  • the Ejection device can be provided, which is individually adjustable and / or customizable for different applications and / or patients and / or users.
  • the setting unit comprises a control and / or regulating unit, which is provided for controlling the drive unit.
  • the control and / or regulating unit is provided to control the discharge speed and / or the discharge flow and to regulate advantageous.
  • the control and / or regulating unit with the
  • Magnet unit connected and / or provided for their control. It is conceivable that at least one operating parameter of the control and / or regulating unit can be predetermined by the user.
  • the setting unit can for this purpose at least one input unit and / or an input and output unit such as a
  • the setting unit and in particular the control and / or regulating unit has at least one internal memory in which at least one operating state-dependent control and / or
  • Control parameter is stored, which the control and / or regulating unit in particular Depending on the operating parameters specified by the user at least partially automatically selects and / or retrieves. This can be advantageous
  • Ejection behavior can be precisely controlled.
  • the control and / or regulating unit is provided to at least partially automatically adjust at least one drive parameter for the drive unit as a function of at least one ejection parameter and / or as a function of at least one substance parameter.
  • the ejection parameter can be dependent on the operating parameter presettable by the user and / or on this.
  • the ejection parameter may be a target depth of an injection in and / or under skin, an ejection amount, an ejection velocity, a repetition rate for ejection events, for example, in the case of tattooing, and / or a timing of the ejection velocity and / or the ejection current.
  • the substance parameter may comprise at least information about the substance and / or its nature.
  • the substance parameter may contain at least information relating to a density, a volume, a viscosity, a
  • the ejection parameter and / or the substance parameter may include and / or include a plurality of individual parameters
  • the ejection parameter and / or the substance parameter may in particular be stored in the internal memory of the control and / or regulating unit and / or in an external database in such a way that the control and / or regulating unit polls it as a function of the operating parameter specified by the user and / or retrieves. For example, a user selects a specific substance as well as a specific operating mode, whereupon the control and / or regulating unit, preferably at least partially automated, selects a corresponding substance
  • the drive unit can advantageously be used to generate specifically adaptable movements.
  • the adjustment unit has at least one at least partially, preferably completely, mechanical adjustment element.
  • the adjusting element can be designed, for example, as a rotary wheel, a mechanical slide, a lever or the like.
  • the adjustment is to provided to set at least one mechanical functional parameter of the drive unit, such as a bias of the drive element and / or the ejection element, a stroke of the ejection element, a movement path of the drive unit, such as a bias of the drive element and / or the ejection element, a stroke of the ejection element, a movement path of the
  • the setting unit is completely mechanically formed and in this case, in particular, has no control and / or regulating unit. However, it is also conceivable that the setting unit to a partial
  • Ejecting device in particular the setting and advantageously the control and / or regulating unit, at least one sensor interface which is provided for connection to at least one sensor.
  • the sensor interface may be a permanent connection to a sensor unit.
  • Advantageous is the
  • Sensor interface for connection to at least one external sensor and / or provided with at least one removable sensor.
  • Sensor Thomasschnelle be a mechanical and / or electronic quick connection.
  • the sensor interface is formed wirelessly, in particular as
  • the sensor interface can be connected to a mobile device, for example a smartphone, a tablet PC, a smartband, generally a wearable device, data glasses or the like, and
  • At least one sensor of this mobile device such as a camera, an iris scanner, an environmental parameter sensor or the like, for example by means of at least one wireless
  • Data transmission method such as connection via Bluetooth, WLAN, ZigBee, NFC, BLE, WiMAX or the like.
  • the user with his mobile device receives at least one image of a tissue to be treated and this image is transmitted by means of the sensor interface to the control and / or regulating unit in order, for example by means of at least one image analysis, at least one tissue parameter, in particular a skin parameter such as
  • the ejection device has at least one sensor unit which is provided for detecting at least one parameter, in particular an ejection target parameter and / or a substance parameter.
  • a high degree of ease of use can be achieved.
  • incorrect operation can be avoided.
  • a precise adaptation of an injection behavior to a used substance and / or to a target tissue can be achieved. It is conceivable that the sensor unit with the
  • Sensor interface can be connected and / or connected.
  • the sensor unit alternatively and particularly advantageous in addition to the sensor interface.
  • the sensor unit is provided for detecting a different parameter than a sensor connectable to the sensor interface.
  • the sensor unit advantageously has at least one sensor for detecting the parameter.
  • the sensor unit is connected to the control and / or regulating unit.
  • the sensor unit has at least one arithmetic unit, which is provided for determining the parameter on the basis of at least one sensor signal of the sensor of the sensor unit.
  • the ejection target parameter is a desired value for at least one ejection parameter, in particular for an ejection speed and / or its time profile and / or for an ejection stream and / or its time profile.
  • the sensor unit is provided to the
  • the sensor unit preferably has at least two different sensors for determining the ejection target parameter, in particular based on the tissue parameter, and for determining the substance parameter.
  • the sensor unit is provided for detecting the substance parameter on the basis of at least one measurement on the substance.
  • the sensor unit may be provided for detecting a plurality of different individual parameters of the substance, for example its temperature, its viscosity and / or its concentration. It is also conceivable that the sensor unit at least one specification of the substance, for example as
  • control and / or regulating unit is intended to identify the substance at least on the basis of the substance parameter and in particular to query additional substance parameters from a database and / or from its internal memory. For example, in the case of a
  • the sensor unit is provided for detecting at least one actual value of at least one ejection parameter.
  • the sensor unit is provided for detecting at least one actual value of at least one ejection parameter.
  • Speed and / or a position of the ejection element in particular be provided relative to the ejection chamber and / or relative to the ejection opening.
  • the sensor unit is provided for detecting an actual value of a pressure of the substance, in particular in the ejection chamber.
  • the sensor unit is provided for determining the ejection parameter in real time, so that, in particular, an actual value of the ejection parameter determined in real time can be used to control to a corresponding desired value.
  • the control and / or regulating unit is provided to control the drive parameter in dependence on the actual value of the ejection parameter and in particular to regulate it.
  • the control and / or regulating unit is provided to compensate at least partially for a hysteretic response of the magnet unit and / or the drive element by means of a control.
  • the ejection device in particular the
  • the database can in particular be formed on a dedicated server but also in a cloud.
  • the control and / or regulating unit at least one data interface, which is provided for connection to at least one, preferably external, database.
  • the database can in particular be formed on a dedicated server but also in a cloud.
  • Data interface a wireless data interface and advantageous for wireless data transmission, in particular for a wireless transmission and reception of data provided.
  • the control and / or regulating unit is provided to obtain at least one operating mode-dependent and / or operating-mode-defining parameter from the database.
  • you can application-specific drive parameters, such as a nature of magnetization pulses, an actuation force, an actuation movement, PID values for controlling magnetization and / or movement of the drive element may be retrievable from the database and / or define operating conditions, for example for treating skin areas of varying nature , of users and / or, in particular human or animal, patients of different sex, different skin color, different age and the like, or any other operating conditions.
  • the ejection device is designed as an injection device for animals, for example, in the database
  • the setting unit automatically recognizes a species of animal during a treatment, for example based on at least one image acquisition and / or subsequent
  • Image analysis and advantageously relates corresponding parameters from the database to automatically select an adapted to the species operating condition.
  • the setting unit automatically selects a corresponding operating state on the basis of at least one recognized skin parameter and / or at least one parameter of an already existing tattoo, such as a color, an edge definition, a surface or the like.
  • raw data, sensor data, measured parameters or the like for an analysis to an external computing unit which may also be formed in a cloud, are transferred by means of the data interface, for example for determining the ejection target parameter, the substance parameter, the tissue parameter or similar.
  • the invention further comprises a system with at least one, in particular external, database and with at least one ejection device that can be connected to the database according to the invention. This can advantageously be used variably and / or for different applications
  • Ejector be provided.
  • a learning and / or updatable system can be provided.
  • Ejection device has at least one ejection chamber, in which the
  • Ejection element is at least partially disposed in at least one operating state.
  • An ejection behavior can advantageously be adjusted variably via a suitable choice of a geometry of the ejection chamber.
  • an inner cross section corresponds the discharge chamber at least partially an outer cross section of the
  • Ejection element Particularly preferred is the ejection element as a in the
  • the ejection chamber preferably has at least one, in particular exactly one, ejection opening.
  • the ejection chamber has at least one main chamber, in particular with a constant cross section, and particularly advantageously at least one ejection channel which connects the ejection opening to the main chamber. But it is also conceivable that the discharge opening opens directly into the main chamber. Preferably that is
  • the ejection chamber is cylindrical, in particular circular cylindrical, with any other geometries being conceivable.
  • the ejection opening has a smaller cross section than the main chamber, in particular in a direction perpendicular to the ejection direction.
  • a cross-sectional area A 0 of the discharge opening is at least 10 times, advantageously at least 20 times, more advantageously at least 50 times, preferably at least 100 times or 200 times or 300 times smaller than a cross sectional area of the discharge chamber.
  • At least the ejection chamber and in particular the ejection chamber is designed to be interchangeable with the ejection element.
  • the ejection chamber and / or the ejection element is at least part of an interchangeable cartridge or the like, wherein preferably the ejection chamber is already filled with the substance.
  • the ejection chamber and / or the ejection element can be coupled and / or connected to the transmission element of the drive unit. In this way, a high level of comfort and / or ease of handling can be achieved when changing a substance to be injected, such as, for example, an active substance or a tattooing ink.
  • the ejection device has a permanent and / or non-exchangeable ejection chamber, which in particular can be filled with the substance.
  • Drive unit is provided, in particular in at least one
  • Eindring istsSh at least one ejection of the substance with at least a first speed and, in particular in at least one Zucream ceremoniessschreib to effect at least one of the first speed different second speed.
  • an injection process can be precisely adapted to a target tissue.
  • a reliable and / or painless penetration of the substance into the tissue can be achieved.
  • the fabric penetrates into the skin for the first time in the penetration mode, and is more preferably delivered to the skin and / or underlying tissue in the delivery mode, particularly by channels formed in the penetration mode and / or temporary microscopic openings of the skin.
  • an amount of injected material is adjustable over a duration of the delivery mode. It is conceivable that the setting unit has a duration of the penetration operating state and / or the
  • the duration of Eindring jossmentss for example, at least 1 microseconds, preferably at least 5 microseconds and more preferably at least 10 microseconds and / or at most 500 microseconds, preferably at most 100 microseconds and more preferably at most 50 microseconds.
  • the duration of the ZuILL deciss at least 10 microseconds, preferably at least 50 microseconds and more preferably at least 100 microseconds and / or at most 1000 microseconds, advantageously at most 500 microseconds and more preferably at most 200 microns, with a maximum duration of
  • Zu raw rocksslashess can also be selected larger, if larger amounts of the substance to be injected.
  • the drive unit moves the ejection member in the penetrating operation state and in the feeding operation state at speeds which are in relation to each other, which is a ratio of the first
  • Speed corresponds to the second speed and in particular smaller, advantageously much smaller, than these, preferably according to a ratio of Cross-sectional areas A 0 and A ⁇ .
  • control and / or regulating unit is provided for the first speed and / or the second speed,
  • the first and the second speed to set to a respective setpoint and in particular Lucaslegeln.
  • the sensor unit is for detecting the first speed and / or the second speed, for example by means of a measurement at the ejection opening and / or by means of a speed measurement on the ejection element and / or on the
  • the first speed is greater than 20 m / s, advantageously greater than 50 m / s, particularly advantageously greater than 100 m / s and preferably greater than 150 m / s, in particular in the case a medical injection, wherein in particular in the case of a tattoo smaller speeds can be advantageous.
  • a depth of penetration of the substance is possible via a suitable choice of the first and / or the second speed, whereby a large first speed usually allows a deep penetration and a less large first speed a less deep penetration.
  • the setting unit is provided for the first speed and / or the second speed as a function of a predetermined, in particular by a user Zielindringtiefe, advantageously also based on the user specified by the operating parameter and / or the tissue parameter of the control and automated / or control unit can be determined to set at least partially automated. In this way, a reliable penetration into tissue can advantageously be achieved and / or a spraying back of the substance in an injection process, in particular due to a too slow speed of the substance in the event of an impact on the skin, can be avoided.
  • a reliable injection, in particular without spraying the substance from a skin, can be achieved in particular if the second speed is less than the first speed.
  • the second speed may be a factor of 1, 5, a factor of 2, a factor of 5, a factor of 10, a factor of 20, or any other, especially larger or smaller, factor smaller than the first speed.
  • the ejection device has at least one fabric reservoir, in particular different from the ejection chamber, which is provided for receiving the substance to be expelled to an extent which is sufficient for more than one ejection operation.
  • the fabric reservoir holds a quantity of fabric which is sufficient for at least five, advantageously for at least ten, particularly advantageously for at least 20 and preferably for at least 50 ejection operations.
  • a significantly larger fabric reservoir is also conceivable that can hold substance for several hundred, several thousand or several ten thousand ejections.
  • the fabric reservoir is connectable to the ejection chamber and / or connected, in particular to a filling of the ejection chamber with substance from the fabric reservoir.
  • the fabric reservoir is formed replaceable, for example in the manner of a storage cartridge, a cartridge or the like. As a result, a repeated injection can advantageously be made possible, for example for the regular supply of an active substance or, in particular, in the case of a tattoo.
  • the ejection device at least one
  • the restoring element acts on the drive element with the recovery force.
  • the restoring element can be designed as a, in particular mechanical, spring. Likewise, come too
  • the restoring element is designed as an active restoring element, which in particular generates the restoring force as needed and advantageously as a function of at least one, in particular electronic, request signal.
  • the restoring element is designed as an active restoring element, which in particular generates the restoring force as needed and advantageously as a function of at least one, in particular electronic, request signal.
  • Resetting element is at least partially formed of a magnetically deformable material and preferably of a magnetic shape memory alloy.
  • the restoring element is a drive element of a further drive unit, which is arranged antagonistically in particular to the drive unit.
  • the return element is formed identically to the drive element.
  • the drive unit and the further drive unit are arranged such that an expansion of the drive element causes a compression of the drive element of the further drive unit and preferably reverses.
  • the drive units can be connected via at least one force transducer.
  • the drive element and the drive element of the further drive unit act on opposite sides of a rocker arm.
  • the drive unit and the further drive unit are arranged opposite one another and / or coaxially. In particular, a longitudinal axis of the drive element corresponds to the other
  • the drive unit and the further drive unit together form a bistable actuator, for example a push-push actuator or a pull-pull actuator.
  • This can advantageously be provided a precisely controllable actuator.
  • end positions can be approached quickly and / or reliably.
  • the reset unit is provided for at least partially generating the recovery force from a compressive force of the fabric.
  • a cost-effective design can be achieved.
  • the pressure force of the substance in particular on the ejection element and / or the
  • the substance may comprise a pressurized fluid which at least partially generates the recovery force in the recovery mode.
  • the reset unit is provided to generate at least one filling movement for at least one filling, in particular the ejection chamber and / or the fabric reservoir, with the substance.
  • the return unit is provided in the rinseverformungs Scsschreib to produce as a filling movement of the, in particular coupled to the drive element, ejection element such that material, for example, from the fabric reservoir, promoted in the discharge chamber, in particular sucked, is.
  • the filling movement is additionally supported by the pressure force of the fluid.
  • the return element is provided to generate the filling movement at least partially.
  • a generation of the filling movement is conceivable by a spring element formed as a return element.
  • the drive element of the further drive unit is provided for generating the Beglallieri.
  • a deformation of the drive element of the further drive unit can in this case to a common and / or simultaneous generation of
  • Ejector may be formed, for example, as a needle-free injection device, in particular as a cloth application device and / or as a tattoo machine and / or as a body painting device or the like.
  • the ejection device is a small appliance, in particular a small electrical appliance and preferably provided for in the case of
  • the ejection device has a weight of at most 2 kg, more preferably of at most 1 kg, preferably of at most 0.5 kg and particularly preferably of at most 0.3 kg.
  • the invention also includes a method with and / or for the production and / or operation of an ejection device according to the invention.
  • the ejection device according to the invention for injection at least a substance in tissue, in particular in skin, for example a user and / or a patient is used.
  • the ejection device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the ejection device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the ejection device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the ejection device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the ejection device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the
  • a discharge device for fulfilling a mode of operation described herein, a number deviating from a number of individual elements, components and units specified herein and / or any meaningful one
  • FIG. 1 shows a discharge device with an ejection device in a schematic perspective view
  • FIG. 2 shows the ejection device in a schematic partial sectional illustration
  • FIG. 3 shows a first alternative ejection device with a first alternative
  • FIG. 5 shows a second alternative ejection device in a schematic
  • FIG. 6 shows a third alternative ejection device in a schematic
  • FIG. 7 shows a fourth alternative ejection device in a schematic sectional view.
  • the ejection device 42a shows an ejection device 42a with an ejector 10a in a schematic perspective view.
  • the ejector 42a is formed in the present case as a needle-free injection device.
  • the ejector 42a may be used, for example, for injecting an active ingredient and / or a drug and / or a vitamin preparation or the like into and / or under a skin of a patient.
  • the ejection device 10a as a
  • the ejection device 10a is designed as an injection device for injection under a skin of a patient, in the present case of a human patient, wherein in principle an analogous ejection device in the veterinary field is conceivable.
  • the ejection device 10a is intended for injecting a substance (12a) into tissue, in particular into and / or under the skin, in particular of a human (cf. also FIG. 2).
  • FIG. 2 shows the ejection device 10a in a schematic
  • the ejector 10a is provided for ejecting at least one cloth 12a.
  • the ejection device 10a is intended to inject the substance 12a into and / or under a skin, in particular without the use of a needle.
  • the ejector 10a has at least one
  • the ejection device 10a has the ejection element 16a.
  • an ejection device 10a is provided for connection to a separate ejection element, which is for example part of an interchangeable cartridge or the like.
  • the ejection element 16a is designed as a piston and in particular has a round and advantageously a circular cross-section, in particular perpendicular to the longitudinal axis 44a of the drive element 18a.
  • the substance 12a is an active substance in the present case.
  • the fabric 12a is in
  • a fluid in particular a liquid, for example a solution containing a medicament.
  • the substance 12a may also be a mixture, a Emulsion, an aerosol, a suspension, a gas mixture and in principle comprise any mixture.
  • the substance 12a is a pure substance.
  • the fabric 12a may be a, especially dry, powder.
  • a powdered and in particular undiluted active ingredient and / or any powdered preparation could be used as the substance 12a.
  • the drive unit 14a has at least one at least partially magnetic
  • variable-shape drive element 18a The drive element 18a is provided to generate the actuating movement by means of a, in particular magnetically induced, deformation.
  • the drive unit 14a is such that the drive element 18a for generating the
  • Actuating movement expands parallel to its longitudinal axis 44a.
  • the drive element 18a is at least partially, in the present case at least a large part and in particular completely, of a magnetic
  • Shape memory alloy formed As mentioned above, however, for example, magnetostrictive materials are also conceivable.
  • the drive element 18a is in the present case a magnetic shape memory element.
  • the magnetic shape memory alloy contains nickel, manganese and gallium, but other suitable materials are also conceivable.
  • the shape memory alloy is also monocrystalline. In particular, that is
  • Drive element 18a a single crystal or at least composed of only a few single crystals. For cost reasons and / or if a small stroke is sufficient for a particular application, however, polycrystalline materials are also conceivable.
  • the drive element 18a is cuboid in the present case. Moreover, that is
  • Drive element 18a a solid body. A length of the drive element 18a is
  • the drive element 18a is provided to a change in length of about 4%, with smaller or larger
  • the drive unit 14a has at least one activatable magnet unit 32a, which generates at least one shape change magnetic field for the drive element 18a is provided.
  • the magnet unit 32a is provided to handle the
  • Shape change magnetic field to be generated such that its field lines extend in a region of the drive element 18a and / or within the drive element 18a at least substantially perpendicular to its longitudinal axis 44a.
  • the drive element 18a is designed such that it expands, in particular from an unstretched state, in the presence of the shape changing magnetic field along its longitudinal axis 44a, whereby advantageously the actuating movement is generated.
  • the ejector 10a has at least one trigger 62a provided for input of at least one triggering parameter by a user.
  • the trigger 62a is formed as a push button.
  • Ejector 10a further comprises at least one power supply 64a, which for example comprises at least one battery. On an input of the power supply 64a, which for example comprises at least one battery.
  • the magnet unit 32a is supplied with electrical energy and initiated the ejection of the substance 12a.
  • the magnet unit 32a comprises at least a first coil 46a and at least a second coil 48a. Furthermore, the magnet unit 32a comprises at least one magnetic conducting element 50a.
  • the magnetic guide element 50a is formed at least partially from a ferromagnetic material. In the present case, the magnetic guide element 50a is an iron core.
  • the ejection device 10a has at least one ejection chamber 34a in which the ejection element 16a is at least partially disposed in at least one operating state. Before discharging the cloth 12a, it is disposed in the discharge chamber 34a. The ejection element 16a is guided and / or movable in the ejection chamber 34a. The ejection element 16a is parallel to the longitudinal axis 44a of the
  • the discharge chamber 34a has at least one discharge opening 52a.
  • Discharge chamber 34a may be funnel-shaped and / or toward the discharge port 52a and / or in the direction of a discharge port 54a leading to the discharge port 52a be rejuvenated.
  • the geometry shown in Figure 2 is to be understood as a purely schematic representation.
  • the ejection opening 52a has a cross-sectional area, in particular a cross-section perpendicular to the longitudinal axis 44a of the drive element 18a, which is smaller,
  • Ejection chamber 34a in particular a cross section perpendicular to the longitudinal axis 44a of the drive element 18a.
  • Ejector opening 52a may be smaller by a factor of 50, a factor of 100, a factor of 200, a factor of 500, or any other factor.
  • the drive unit 14a is provided to effect at least one discharge of the substance 12a with at least one first speed in a penetration operating state. In particular, in the penetration mode, the fabric 12a is filled with the first
  • the fabric 12a is injected into and / or under the skin by the openings in the skin created in the penetration mode.
  • an amount of injected substance 12a can be set in particular over a duration of the feed operating state. However, this amount can be
  • Cross-sectional area of the discharge port 52a, from the first and / or from the second speed and the like depend more.
  • the first speed is greater than 20 m / s. In the present case, the first one
  • the first speed is between 100 m / s and 200 m / s.
  • a penetration depth of the substance 12a into and / or under the skin can be adjusted in particular via the first speed, wherein increasing penetration depths can be realized with increasing first speed.
  • the second speed is less than the first speed. In the present case, for example, the second speed is a factor of 2 or a factor of 3 or a factor of 5 less than the first speed. If the second speed, in particular clearly, smaller than the first speed, a can
  • the ejection device 10a has at least one fabric reservoir 36a, which is provided for receiving the material to be ejected 12a in a circumference, which is sufficient for more than one ejection operation.
  • the fabric reservoir 36a is formed in the present case as a replaceable cartridge.
  • the fabric reservoir 36a may be a drug cartridge containing drug for ten or twenty, or any other number of injections. Such a configuration is particularly advantageous for a self-treatment of a patient who requires injections, for example with insulin, at regular intervals.
  • the ejection device 10a also has a connection 56a for the fabric reservoir 36a.
  • the connection 56a can
  • the fabric reservoir 36a Prior to ejecting the fabric 12a from the ejection chamber 34a, it is filled with a portion of the fabric 12a from the fabric reservoir 36a.
  • the fabric reservoir 36a preferably contains the substance 12a with an overpressure, advantageously of several bars, at least before a first removal of the substance 12a from the fabric reservoir 36a.
  • the ejector 10a has a reset unit 38a with at least one
  • Return element 40a which is provided in at least one remindverformungs sessschreib, in particular in a recovery of the drive element 18a, to generate a recovery force for the drive element 18a.
  • Rebounding force acts in the present case parallel to the longitudinal axis 44a of the drive element 18a and in particular on its end face 58a.
  • the reset unit 38a is provided to compress the drive member 18a after it has been stretched, for example, in the generation of the actuating movement.
  • the restoring element 40a is designed as a mechanical spring, in particular as a spiral spring, but also any other springs such as magnetic springs, gas springs, hydraulic springs or the like come into question.
  • the reset unit 38a is provided to generate at least one filling movement for at least one filling of the discharge chamber 34a with the substance 12a.
  • the return unit 38a moves the ejection member 16a in the restoring operation state parallel to the longitudinal axis 44a of the drive member 18a and / or away from the ejection port 52a.
  • a corresponding movement of the ejection element 16a serves as a filling movement, which in particular sucks substance 12a from the fabric reservoir 36a into the ejection chamber 34a.
  • the resetting unit 38a is also provided for
  • Rebound force to generate at least partially by means of a compressive force of the fabric 12a.
  • the pressurized fabric 12a of the fabric reservoir 36a presses in the
  • recovery of the drive element 18a is a filling of
  • the fabric reservoir 36a contains the substance 12a without overpressure and that this only passes into the ejection chamber 34a due to the filling movement, in particular of the ejection element 16a.
  • the ejection device 10a has an adjustment unit 20a, which is provided for setting at least one functional parameter.
  • the setting unit 20a is provided for setting the first speed and / or the second speed or for setting corresponding desired values.
  • the setting unit 20a has at least one input unit 66a, which may for example comprise an input element 67a with selection switches, buttons or the like, and advantageously at least one display 69a.
  • the input unit 66a is provided for inputting at least one operating parameter by the user. For example, it can select an operating mode by means of the input unit 66a, set a quantity of substance to be injected, enter a setpoint for an injection depth or the like.
  • the setting unit 20a has a control and / or regulating unit 22a, which is provided for driving the drive unit 18a.
  • the control and / or regulating unit 22a is a control and regulation unit.
  • Control unit 22a is provided for driving the magnet unit 32a.
  • control and / or regulating unit 22a is provided for processing the triggering parameter.
  • the control and / or regulating unit 22a is provided to at least one
  • the control and / or regulating unit 22a is provided to set the first speed and the second speed to a respective desired value and in particular to regulate.
  • the control and / or regulating unit 22a is provided to determine corresponding desired values at least on the basis of the operating parameter entered by the user.
  • the control and / or regulating unit 22a controls an energization of the magnet unit 32a in such a way that a time profile of a speed of the ejection element 16a is regulated.
  • the control and / or regulating unit 22a controls an energization of the magnet unit 32a in such a way that a time profile of a speed of the ejection element 16a is regulated.
  • the ejection device 10a has a sensor unit 28a, which is provided for detecting at least one parameter.
  • the sensor unit 28a is advantageously provided for transmitting the parameter to the control and / or regulating unit 22a.
  • the control and / or regulating unit 22a is advantageous for processing the parameter and in particular for determining at least one
  • Control parameters for example, PID values and / or setpoints, provided by the parameter.
  • the sensor unit 28a is provided for detecting at least one substance parameter.
  • the sensor unit 28a comprises, for example, at least one first sensor 68a, which determines the substance parameter of the substance 12a in the ejection chamber 34a detected.
  • the material parameter may be a temperature, an absorption, a viscosity or the like.
  • the sensor unit 28a is provided for detecting at least one ejection parameter.
  • the sensor unit 28a includes at least one second sensor 70a that detects the ejection parameter in a region of the ejection port 52a or, alternatively, in the ejection chamber 34a.
  • Eject parameter may be, for example, an actual value of a velocity of the fabric 12a and / or the ejection element 16a upon ejection of the fabric 12.
  • the sensor unit 28a may be provided for detecting a deformation and / or a deformation speed of the drive element 18a.
  • the sensor unit 28a is provided for detecting at least one ejection target parameter.
  • the sensor unit 28a comprises, for example, at least one third sensor 72a for detecting at least one tissue parameter, by means of which the ejection target parameter can be determined.
  • the control and / or regulating unit 22a is provided to determine the ejection target parameter on the basis of the tissue parameter.
  • the tissue parameter may be, for example, a
  • the ejection target parameter in this case could include a release that only occurs if it is correctly set up.
  • the control and / or regulating unit 22a may, for example, be provided to prevent the ejection of the substance 12a even after the triggering parameter has been entered.
  • the tissue parameters it is conceivable that the tissue parameters
  • the third sensor 72a can be designed, for example, as a camera and be provided for detecting at least one image of the skin.
  • control and / or regulating unit 22a may be provided, in particular in this case, as
  • the sensor unit 28a can have any desired combinations of sensors 68a, 70a, 72a, for example only one of the described sensors 68a, 70a, 72a or only two of the described sensors 68a, 70a, 72a or any other sensors.
  • the sensor unit 28a has a sensor for the direct detection of a type of the fabric reservoir 36a, for example by means of an RFID chip attached thereto.
  • the ejection device 10a also has at least one sensor interface 26a, which is provided for connection to at least one sensor.
  • the sensor interface 26a is provided for connection to a mobile device, not shown, such as a smartphone, a tablet, data glasses, a smartband, a wearable or the like or at least one sensor thereof.
  • the sensor interface 26a is in the present case designed as a wireless data interface.
  • the control and / or regulating unit 22a can be connected via the sensor interface 26a to a camera of the mobile device or to another sensor thereof.
  • the user can record at least one image of the skin by means of the camera of the mobile device, by means of which, in particular by means of at least one image analysis, the control and / or
  • Control unit 22a determined at least one ejection target parameters. It is also conceivable that the user receives an image of the fabric reservoir 36a, in particular before its connection to the ejection device 10a, and / or an image of a packaging of the fabric reservoir 36a, on the basis of which a quality of the substance 12a, in particular by means of at least one database query, is determined can. In this way, the control and / or regulating unit 22a may be provided to at least one
  • the ejection device 10a has at least one data interface 30a, which is provided for connection to at least one database.
  • the data interface 30a is formed integrally with the sensor interface 26a.
  • the data interface 30a can also be designed differently from the sensor interface 26a.
  • the data interface 30a is designed as a wireless data interface.
  • the control and / or regulating unit 22a is provided to obtain at least one parameter, for example an ejection target parameter and / or a substance parameter, from the database.
  • the control and / or regulating unit 22a be provided to query the parameter in dependence on parameters detected by the sensor unit 28a and / or in dependence on the operating parameters entered by the user from the database, for example by stored reference values for the first and / or the second speed as a function of one Skin type, a skin color, an application, a target injection depth or the like query and / or to obtain correspondingly optimized PID values from the database.
  • control and / or regulating unit 22a is provided for transferring raw data or partially processed data for further processing by means of the data interface 30a to an external computing unit, for example to a virtual computer of a cloud, in particular image data for one
  • control and / or regulating unit 22a can be provided to process at least one analysis result received by means of the data interface 30a and / or at least one drive parameter based on such
  • FIG. 3 shows a first alternative ejection device 42b with a first alternative ejection device 10b in a schematic perspective representation.
  • FIG. 4 shows the first alternative ejection device 10b in a schematic
  • the first alternative ejector 42b is formed in the present case as a tattoo machine.
  • the first alternative ejection device 10b is also designed as a tattoo machine device in the present case.
  • the first alternative ejector 10b is provided for ejecting a cloth 12b.
  • the first alternative ejection device 10 b provided to the substance 12 b in and / or under a skin, in particular a human or a
  • the first alternative ejection device 10b has at least one drive unit 14b, which is provided for generating at least one actuation movement for at least one ejection element 16b.
  • Drive unit 14b has at least one at least partially magnetic
  • variable-shape drive element 18b variable-shape drive element 18b.
  • the substance 12b contains at least one dye in the present case.
  • the fabric 12b may be a liquid tattoo ink.
  • the substance 12b may comprise a powder of a pigment or a powdery pigment mixture, and in particular be formed as such.
  • the drive element 18b is in the present case of a magnetic
  • the drive element 18b is an MSM drive element.
  • the drive unit 14b has a magnet unit 32b provided for generating a shape change magnetic field for the drive element 18b.
  • Form change magnetic field is provided in the present case, in particular starting from an undeformed and / or stretched state of the drive element 18b, a contraction of the drive element 18b, in particular parallel to the latter
  • the magnet unit 32b is provided to
  • Shape change magnetic field to be generated such that its field lines in a region of the drive element 18b and / or within the drive element 18b at least substantially parallel to its longitudinal axis 44b.
  • Shape change magnetic field on a coil 46b The coil 46b engages around the
  • the drive element 18b is arranged at least partially and advantageously completely within the coil 46b. Windings of the coil 46b extend around the longitudinal axis 44b of the drive element 18b. A coil axis 74b of the coil 46b is identical to the longitudinal axis 44b of the drive element 18b.
  • the ejector 10b has a reset unit 38b with at least one
  • the return element 40b is designed as a spring. in the In this case, the return element 40b is a compression spring. The return element 40b engages around the drive element 18b. The return element 40b is connected to bearing elements 76b, 78b for the drive element 18b. During a reshaping, the restoring element 40b presses the bearing elements 76b, 78b apart such that, in particular along its longitudinal axis 44b, it is shortened after ejection,
  • the ejector 10b has an ejection chamber 34b.
  • the ejection member 16b is movably arranged in the ejection chamber 34b in the manner of a piston.
  • the ejection element 16b is connected to the via at least one transmission element 60b
  • the transfer member 60b enters the discharge chamber 34b through a passage 80b.
  • the transfer element 60b is arranged in sections within the discharge chamber 34b.
  • the ejecting member 16b moves toward the passage 80b. Before discharging the cloth 12b, it is disposed on one side of the ejecting member 16b together with the transmitting member 60b.
  • the ejection chamber 34b has an ejection channel 54b which in the present case exits laterally therefrom.
  • the drive unit 14b is designed in the present case as a pull actuator.
  • the drive unit 14b pulls on the ejection member 16b when ejecting the cloth 12b.
  • Discharge chamber 34b is arranged. Furthermore, it is conceivable that a pull actuator in
  • FIG. 5 shows a second alternative ejection device 10c in a schematic partial sectional illustration.
  • the second alternative ejector 10c has a
  • Drive unit 14c with at least one drive element 18c.
  • the drive element 18c is in the present case of a magnetic shape memory alloy
  • the second alternative ejection device 10c has a restoring unit 38c for the drive element 18c with a restoring element 40c, which is formed at least partially from a magnetically deformable material.
  • the restoring element 40c is in the present case a drive element of a further drive unit 82c.
  • Drive unit 14c may be identical.
  • the further drive unit 82c is arranged antagonistically to the drive unit 14c.
  • the drive unit 14c and the further drive unit 82c are arranged in the manner of a pull-pull actuator and, in particular, jointly form one of these.
  • the return unit 38c and the drive unit 14c are provided in common to a deformation of the
  • Restoring element 40c to use a recovery of the drive element 18c and vice versa Restoring element 40c to use a recovery of the drive element 18c and vice versa.
  • the restoring unit 38c is provided to utilize the deformation of the restoring element 40c to at least partially generate a filling movement.
  • FIG. 6 shows a third alternative ejection device 10d in a schematic partial sectional view.
  • the third alternative ejector 10d has a
  • the third alternative ejection device 10d has a reset unit 38d with at least one restoring element 40d.
  • the drive unit 14d and the reset unit 38d together form a push-push actuator, in particular an MSM push-push actuator.
  • the third alternative ejector 10d is basically analogous to the second alternative ejector 10c of Fig. 5, but elongation of the driver 18d and the reset member 40d, respectively, is used instead of contraction for generating motion.
  • FIG. 7 shows a fourth alternative ejection device 10e in a schematic sectional illustration.
  • the fourth alternative ejector 10e is provided for ejecting a cloth 12e.
  • the fourth alternative ejection device 10e has a drive unit 14e with at least one at least partially magnetic
  • variable-shape drive element 18e The drive unit 14e is shown only partially in FIG.
  • the fourth alternative ejection device 10e has an adjustment unit 20e, which is provided for setting at least one functional parameter.
  • the setting unit 20e is provided for setting a target value of at least a speed of ejecting the cloth 12e.
  • the adjusting unit 20e may also be provided for adjusting an ejection volume.
  • the adjusting unit 20e has at least one at least partially mechanical
  • the adjusting element 24e is a purely mechanical adjusting element.
  • the adjusting member 24e is formed as a set screw.
  • the adjusting element 24e is provided for a prestressing of a spring element 84e, which acts in particular as a return element for the drive element 18e.
  • the adjusting element 24e is movable toward or away from the drive element 18e, in particular by means of a screw.
  • Spring element 84e is a bias voltage of the drive element 18e and in particular its deformation behavior adjustable. Further, the fourth alternative ejector 10e has an ejection chamber 34e and an ejection member 16e disposed in the ejection chamber 34e.
  • Discharge chamber 34e is formed replaceable.
  • the present case the discharge chamber 34e
  • the ejection element 16e is provided for connection to a transmission element 60e of the drive unit 14e.
  • the compound can be a, in particular mechanical, quick connection, for example a click connection, a
  • Locking connection a magnetic connection or the like.
  • the ejection chamber 34e and the ejection element 16e are parts of an interchangeable cartridge 86e, for example with a defined maximum amount of the substance 12e, for example an active substance.
  • the interchangeable cartridge 86e can

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Ausstoßvorrichtung, insbesondere einer nadelfreien Injektionsvorrichtung, zum Ausstoßen zumindest eines Stoffs (12a), insbesondere eines Wirkstoffs und/oder eines Farbstoffs, vorzugsweise eines Fluids und/oder eines Pulvers, vorteilhaft zur Injektion in Gewebe, insbesondere in und/oder unter Haut, mit zumindest einer Antriebseinheit (14a), die zu einer Erzeugung zumindest einer Betätigungsbewegung für zumindest ein Ausstoßelement (16a) vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit (14a) zumindest ein zumindest teilweise magnetisch formveränderliches Antriebselement (18a) aufweist.

Description

Ausstoßvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Ausstoßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Verschiedenste Behandlungsmethoden erfordern eine Injektion von Wirkstoffen, beispielsweise unter die Haut eines Patienten, in vielen Fällen in regelmäßigen Abständen wie etwa täglich. Auch in anderen Bereichen, etwa in Tätowiergeräten, kommen ebenfalls Nadeln zum Einsatz, um einen zu injizierenden Stoff unter die Haut einzubringen. Im Bereich der Medikamentenverabreichung sind als Alternative zu konventionellen Spritzen mit Nadeln bereits nadelfreie Injektionsvorrichtungen vorgeschlagen worden, mit welchen flüssige Wirkstoffe unter die Haut eines Patienten eingebracht werden können. Neben rein mechanischen nadelfreien Injektionsvorrichtungen sind hierbei auch
Injektionsvorrichtungen mit Piezoantrieb oder mit Voice-Coil-Antrieb bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Ausstoßeigenschaften bereitzustellen. Die Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Ausstoßvorrichtung, insbesondere einer nadelfreien Injektionsvorrichtung und/oder einer, vorteilhaft nadelfreien, Tätowiergerätevorrichtung, zum Ausstoßen zumindest eines Stoffs, insbesondere eines Wirkstoffs und/oder eines Farbstoffs, vorzugsweise eines Fluids und/oder eines Pulvers, vorteilhaft zur Injektion in Gewebe, insbesondere in und/oder unter Haut, mit zumindest einer Antriebseinheit, die zu einer Erzeugung zumindest einer Betätigungsbewegung für zumindest ein
Ausstoßelement vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest ein zumindest teilweise magnetisch formveränderliches Antriebselement aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können vorteilhafte Ausstoßeigenschaften erzielt werden. Vorteilhaft kann eine Ausstoßvorrichtung mit kontrollierbarem und/oder variabel einstellbarem Ausstoßverhalten bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Ausstoßgeschwindigkeit sowie vorteilhaft deren zeitlicher Verlauf einfach und/oder zuverlässig kontrolliert und/oder eingestellt werden. Zudem kann ein Ausstoßverhalten variabel an eine Zielanwendung angepasst werden. Außerdem kann eine
Ausstoßvorrichtung mit einer einfach und/oder präzise ansteuerbaren Antriebseinheit bereitgestellt werden, die insbesondere eine Ausführung unterschiedlicher
Injektionsabläufe ermöglicht. Zudem kann ein hoher Grad an Kompaktheit und/oder an Zuverlässigkeit erzielt werden. Außerdem können vorteilhaft hohe
Ausstoßgeschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen erzielt werden, insbesondere aufgrund einer reduzierten Anzahl bewegter Komponenten. Zudem kann eine
Depositionstiefe präzise eingestellt werden, wobei vorteilhaft eine variable Anpassung an unterschiedliche Gewebearten wie beispielsweise unterschiedliche Hautstellen oder Haut unterschiedlicher Tiere oder dergleichen ermöglicht ist. Des Weiteren können vorteilhaft mehrere aufeinanderfolgende Injektionen ohne einen Wechsel von Spitzen und/oder Kanülen schnell und sicher durchgeführt werden. Außerdem kann eine gleichmäßige Wirkstoffeinbringung erzielt werden.
Unter einer„Ausstoßvorrichtung" soll hierbei insbesondere zumindest ein, vorteilhaft funktionsfähiger, Teil eines Ausstoßgeräts wie beispielsweise eines Injektionsgeräts, eines Tätowiergeräts, eines nadelfreien Wirkstoff-Pens wie beispielsweise eines nadelfreien Insulinpens oder dergleichen verstanden werden. Hierbei sind sowohl Ausstoßgeräte denkbar, die zur Behandlung von Menschen, insbesondere zu einer Selbstbehandlung oder auch zu einer Behandlung durch klinisches Personal und/oder einen Arzt, vorgesehen sind, als auch Ausstoßgeräte aus dem tiermedizinischen Bereich. Ferner sind Ausstoßgeräte denkbar, die zu einem Einbringen von Gewürzen und/oder Essig und/oder Öl oder dergleichen in Speisen, insbesondere in Fleisch, vorgesehen sind. Insbesondere kann die Ausstoßvorrichtung auch das gesamte Ausstoßgerät umfassen. Vorteilhaft ist die Ausstoßvorrichtung dazu vorgesehen, eine definierte, insbesondere wählbare, Menge und/oder ein definiertes, insbesondere wählbares, Volumen des Stoffs in zumindest einem einzelnen Ausstoßvorgang auszustoßen. Vorteilhaft ist die
Ausstoßvorrichtung dazu vorgesehen, den Stoff bei dem Ausstoßen in zumindest eine Ausstoßrichtung zu beschleunigen, vorzugsweise in genau eine Vorzugsrichtung, insbesondere auf das Gewebe zu und vorteilhaft senkrecht zu dessen Oberfläche.
Vorteilhaft wird der Stoff in zumindest einem Ausstoßvorgang in das Gewebe eingebracht, vorzugsweise zumindest teilweise unter die, insbesondere menschliche oder tierische, Haut. Insbesondere wird der Stoff in dem Ausstoßvorgang aufgrund der
Betätigungsbewegung beschleunigt und/oder bewegt, wobei eine Bewegung und/oder Beschleunigung des Stoffs der Betätigungsbewegung entsprechend und/oder zu dieser parallel oder auch relativ zu dieser umgelenkt erfolgen kann. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Der Stoff kann beispielsweise ein Medikament, ein Vitaminpräparat, ein Salzpräparat, ein Mineralienpräparat, generell ein Wirkstoff, ein Entfärbungsmittel, insbesondere für Tätowierungen und/oder für ein Bleichen einer Haut, ein Pigmentmittel, ein Farbstoff, insbesondere ein Tätowierfarbstoff und/oder ein Kosmetikpräparat oder dergleichen umfassen, Kombinationen derselben enthalten und/oder als zumindest eines derselben ausgebildet sein. Insbesondere kann der Stoff ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit und/oder eine Lösung und/oder eine Emulsion, umfassen und/oder als ein solches/eine solche ausgebildet sein. Zudem ist denkbar, dass der Stoff zumindest einen Feststoff, insbesondere ein Pulver umfasst und/oder als ein solcher/ein solches ausgebildet ist. Der Stoff kann hierbei insbesondere ein Gemisch, beispielsweise eine Suspension, ein Lösungsgemisch oder auch einen Rauch, einen Dampf, einen Nebel, ein Gasgemisch und/oder ein Gemenge umfassen oder entsprechend ausgebildet sein. Ebenso ist denkbar, dass der Stoff ein, insbesondere lösungsmittelfreies und/oder trockenes, Pulver ist.
Vorzugsweise ist die Antriebseinheit zu einer Übertragung der Betätigungsbewegung auf das Ausstoßelement vorgesehen. Insbesondere ist die Antriebseinheit zu einer
Beschleunigung und/oder Bewegung des Ausstoßelements, insbesondere während des Ausstoßvorgangs, vorgesehen. Vorzugsweise ist die Betätigungsbewegung eine Linearbewegung, besonders vorteilhaft zumindest im Wesentlichen parallel zu der Ausstoßrichtung, wobei, wie erwähnt, auch eine Umlenkung des Stoffs und/oder ein Ausstoß in eine Ausstoßrichtung, die zu einer Richtung der Betätigungsbewegung winklig angeordnet ist, denkbar ist. Vorteilhaft weist das Ausstoßelement zumindest einen Kolben und/oder zumindest einen Stößel und/oder zumindest einen Schieber oder dergleichen auf und/oder ist als ein solcher ausgebildet. Bevorzugt ist das Ausstoßelement als ein, insbesondere dicht geführter und vorteilhaft linear, insbesondere in Ausstoßrichtung, beweglicher, Kolben ausgebildet. Vorzugsweise ist das Ausstoßelement von dem
Antriebselement verschieden ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass das
Ausstoßelement und das Antriebselement zumindest teilweise einstückig verbunden und/oder zumindest teilweise einteilig ausgebildet sind und/oder dass insbesondere das Antriebselement das Ausstoßelement ausbildet. Insbesondere weist die
Ausstoßvorrichtung das Ausstoßelement auf. Es ist auch denkbar, dass die
Ausstoßvorrichtung und insbesondere die Antriebseinheit zumindest ein
Übertragungselement aufweisen, das zu einer Übertragung der Betätigungsbewegung auf das Ausstoßelement vorgesehen ist. Insbesondere in diesem Fall ist denkbar, dass das Ausstoßelement von der Ausstoßvorrichtung verschieden und/oder entfernbar ausgebildet ist und beispielsweise Teil einer Wechselkartusche, eines Einmalkolbens, einer
Austauschpatrone, einer Kapsel oder dergleichen ist. Vorzugsweise ist das
Ausstoßelement in diesem Fall mittels zumindest einer Schnellverbindung mit dem Übertragungselement und/oder der Ausstoßvorrichtung verbindbar und/oder auf dasselbe/dieselbe aufsetzbar ausgebildet. Insbesondere kann die Ausstoßvorrichtung einen entsprechenden Aufnahmebereich für eine Wechselkartusche, eine Kapsel oder dergleichen aufweist. Darunter, dass ein erstes Objekt und ein zweites Objekt„zumindest teilweise einstückig" miteinander verbunden sind, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Element und/oder Teil des ersten Objekts mit zumindest einem Element und/oder Teil des zweiten Objekts einstückig verbunden ist. Unter„einstückig" soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Darunter, dass ein erstes Objekt und ein zweites Objekt„zumindest teilweise einteilig" ausgebildet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Element und/oder Teil des ersten Objekts und zumindest ein Element und/oder Teil des zweiten Objekts einteilig ausgebildet sind.
Bevorzugt ist das Antriebselement dazu vorgesehen, die Betätigungsbewegung zumindest teilweise zu erzeugen, insbesondere durch eine zumindest teilweise
Verformung des Antriebselements. Es ist auch denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest eine Übersetzungseinheit aufweist, die zu einer Umwandlung einer
Verformungsbewegung des Antriebselements in die Betätigungsbewegung vorgesehen ist, wobei die Übersetzungseinheit insbesondere zumindest ein Übersetzungselement wie beispielsweise ein Zahnrad, ein Reibrad, einen Hebel, einen Schieber, ein Getriebe, eine Kurvenscheibe oder dergleichen umfasst. Insbesondere ist eine unmittelbar von dem
Antriebselement erzeugte Verformungsbewegung und/oder die Betätigungsbewegung von einer Rotationsbewegung verschieden. Vorteilhaft ist die Antriebseinheit frei von einem Exzenter und/oder von Komponenten zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung. Insbesondere ist die Verformungsbewegung und vorteilhaft die
Betätigungsbewegung eine lineare Bewegung entlang einer Längsachse des
Antriebselements. Insbesondere ist das Antriebselement dazu vorgesehen, sich zur Erzeugung der Betätigungsbewegung parallel zu seiner Längsachse auszudehnen oder zusammenzuziehen. Vorzugsweise ist das Antriebselement ein magnetisch
formveränderliches Antriebselement. Insbesondere ist das Antriebselement einteilig und/oder als ein Vollkörper ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass das
Antriebselement, insbesondere zumindest abschnittsweise, als ein Hohlkörper, beispielsweise als ein Hohlzylinder, und/oder als ein Vollkörper mit Ausnehmungen und/oder Hohlräumen oder dergleichen ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist das Antriebselement zumindest teilweise, bevorzugt zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig aus einem formveränderlichen Material ausgebildet. Das magnetisch formveränderliche Material könnte beispielsweise ein magnetostriktives Material sein. Vorteilhaft ist das magnetisch formveränderliche Material jedoch ein magnetisch wirksames und/oder aktives Formgedächtnismaterial,
insbesondere ein magnetisches Formgedächtnismaterial, und besonders bevorzugt eine magnetische Formgedächtnislegierung (auch bekannt als MSM-Material = Magnetic Shape Memory). Insbesondere ist die Antriebseinheit als eine MSM-Antriebseinheit und/oder als ein MSM-Aktor ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Verformung mit einer vorteilhaft großen Bewegungsstrecke realisiert werden. Grundsätzlich ist selbstverständlich denkbar, dass die Antriebseinheit eine Mehrzahl von, insbesondere zueinander identisch oder unterschiedlich ausgebildeten,
Antriebselementen aufweist. Insbesondere können zu einer Anpassung eines
Gesamthubs und/oder einer Gesamtbetätigungskraft mehrere Antriebselemente nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet und/oder wirkungsmäßig seriell und/oder parallel geschaltet sein. Vorzugsweise ist das Antriebselement, insbesondere zumindest abschnittsweise, länglich und/oder stiftförmig und/oder stößelartig und/oder quaderförmig und/oder zylinderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das Antriebselement, insbesondere entlang seiner Längsachse, einen zumindest im
Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Vorzugsweise ist die Längsachse des
Antriebselements zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Antriebselements oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dieser angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Längsachse des Antriebselements zumindest im
Wesentlichen parallel oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer
Bewegungsrichtung der Betätigungsbewegung angeordnet. Unter„zumindest im
Wesentlichen senkrecht" soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Bezugsebene, verstanden werden, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung einen Winkel einschließen, der insbesondere weniger als 8°, vorteilhaft weniger als 5° und besonders vorteilhaft weniger als 2° von einem rechten Winkel abweicht. Unter„zumindest im Wesentlichen parallel" soll hier
insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
Bevorzugt enthält das formveränderliche Material Nickel, Mangan und Gallium. Besonders bevorzugt ist das formveränderliche Material eine Nickel-Mangan-Gallium-Legierung. Insbesondere enthält des magnetisch formveränderliche Material, vorzugsweise bezogen auf ein Gewicht, wenigstens 20 %, vorteilhaft wenigstens 30 %, besonders vorteilhaft wenigstens 40 % und bevorzugt wenigstens 45 % und/oder höchstens 80 %, vorteilhaft höchstens 70 %, besonders vorteilhaft höchstens 60 % und bevorzugt höchstens 55 % Nickel. Weiterhin enthält das magnetisch formveränderliche Material, vorzugsweise bezogen auf ein Gewicht, insbesondere wenigstens 10 %, vorteilhaft wenigstens 15 % und besonders vorteilhaft wenigsten 20 % und/oder höchstens 50 %, vorteilhaft höchstens 40 %, besonders vorteilhaft höchstens 35 % und bevorzugt höchstens 30 % Mangan. Zudem enthält das magnetisch formveränderliche Material, vorzugsweise bezogen auf ein Gewicht, insbesondere wenigstens 10 %, vorteilhaft wenigstens 15 % und besonders vorteilhaft wenigsten 20 % und/oder höchstens 50 %, vorteilhaft höchstens 40 %, besonders vorteilhaft höchstens 35 % und bevorzugt höchstens 30 % Gallium. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfach erzielbare Verformbarkeit mit einer vorteilhaft großen Bewegungsstrecke realisiert werden.
Alternativ könnte das formveränderliche Material auch eine Eisen-Palladium-Legierung und/oder eine Eisen-Palladium-haltige Legierung sein. Zudem könnte das
formveränderliche Material auch als Schaum und/oder als Kompositstruktur und/oder als Granulat und/oder als poröses Material ausgebildet sein, wobei insbesondere im Fall eines Kompositmaterials denkbar ist, dass Nickel-, Mangan- und/oder Gallium- Bestandteile, vorteilhaft NiMnGa-Stücke und/oder -kristallite, in einer Matrix eingebettet sein können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das magnetisch formveränderliche Material einkristallin ist. Vorzugsweise ist das Antriebselement als ein Einkristall aus dem magnetisch formveränderlichen Material ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass das Auslöseelement aus mehreren, insbesondere aus einigen,
beispielsweise aus zwei oder drei oder vier oder fünf einzelnen Einkristallen
zusammengesetzt ist. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft große Hubwirkung erreicht werden. Es ist allerdings auch denkbar, dass das magnetisch formveränderliche Material polykristallin ausgebildet ist.
Eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine kostengünstige Herstellbarkeit kann
insbesondere erzielt werden, wenn das Antriebselement als ein Vollkörper ausgebildet ist.
Vorteilhaft weist die Antriebseinheit zumindest eine Magneteinheit auf, die zu einer Erzeugung zumindest eines, insbesondere zeitlich veränderlichen,
Formveränderungsmagnetfelds für das Antriebselement vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Magneteinheit, insbesondere elektronisch, ansteuerbar. Insbesondere ist die
Magneteinheit dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von zumindest einem Ansteuersignal, insbesondere von einem zeitlich veränderlichen Betätigungsstrom und/oder von einer zeitlich veränderlichen Betätigungsspannung, zumindest ein, insbesondere entsprechend, zeitlich veränderliches Magnetfeld zu erzeugen. Vorteilhaft weist die Magneteinheit zumindest ein Magnetelement, insbesondere ein induktives Magnetelement,
vorzugsweise eine Spule auf. Insbesondere ist die Magneteinheit dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere in einem Pulsbetriebszustand, zumindest einen einzelnen, vorzugsweise rechteckartigen und/oder sägezahnartigen und/oder dreieckartigen und/oder glockenartigen, Magnetfeldpuls, insbesondere auch mehrere Magnetfeldpulse, vorteilhaft in wählbaren und/oder von einem Betriebsmodus abhängigen, insbesondere regelmäßigen, Zeitabständen, zu erzeugen. Insbesondere in dem Fall, dass die Ausstoßvorrichtung eine insbesondere medizinische
Injektionsvorrichtung, beispielsweise für Wirkstoffe, ist, sind einzelne Pulse vorteilhaft, wobei ein einzelner Injektionsvorgang mittels eines einzelnen Pulses auslösbar sein kann. Insbesondere in dem Fall, dass die Ausstoßvorrichtung eine Tätowiergerätevorrichtung ist, ist die Magneteinheit vorteilhaft zu einem Betrieb in einem wiederholten Pulsmodus vorgesehen, wobei vorteilhaft eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Injektionsvorgänge mittel einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Magnetfeldpulse erzeugt wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Variabilität hinsichtlich erzeugbarer Bewegungen erzielt werden. Ferner kann hierdurch eine Art und/oder ein Umfang und/oder eine Wiederholrate einer Bewegung präzise und/oder zuverlässig angepasst werden. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit zumindest ein Spulenelement aufweist, welches das Antriebselement, insbesondere dessen Längsachse, zumindest teilweise umgibt. Vorzugsweise umgibt das Spulenelement das Antriebselement in einer Betrachtung entlang der Längsachse des Antriebselements vollständig. Besonders bevorzugt entspricht eine Spulenachse des Spulenelements der Längsachse des
Antriebselements. Insbesondere ist das Antriebselement innerhalb des Spulenelements angeordnet. Vorteilhaft weist das Spulenelement, insbesondere entlang dessen
Spulenachse, eine Länge auf, die wenigstens 50 %, vorteilhaft wenigstens 60 %, besonders vorteilhaft wenigstens 70 %, bevorzugt wenigstens 80 % und besonders bevorzugt wenigstens 90 % einer Länge des Antriebselements, insbesondere entlang der Längsachse des Antriebselements entspricht. Insbesondere erzeugt das Spulenelement in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere bei einer Betätigung und/oder zu einer Erzeugung der Betätigungsbewegung, ein Magnetfeld, dessen Feldlinien zumindest abschnittsweise, insbesondere in einem innerhalb des Spulenelements und innerhalb des Antriebselements angeordneten Bereich, der sich vorteilhaft über wenigstens 50 %, besonders vorteilhaft über wenigstens 60 % und bevorzugt über wenigstens 70 % der Länge des Spulenelements und/oder der Länge des Antriebselements erstreckt, zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Antriebselement verlaufen. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit, insbesondere in diesem Fall, frei von einem
Magnetkreis. Besonders bevorzugt ist das Spulenelement als eine Luftspule ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Bauraumeffizienz, insbesondere hinsichtlich einer Anordnung einer Spule und eines Antriebselements, erzielt werden. Zudem kann vorteilhaft eine kurze Reaktionszeit und/oder ein spontanes Ansprechverhalten und insbesondere eine hohe Beschleunigung erzielt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Magneteinheit zumindest ein
Spulenelement aufweist, welches neben dem Antriebselement angeordnet ist. Weiterhin ist denkbar, dass die Magneteinheit zumindest einen Magnetkreis aufweist, der zu einem Einleiten des Formveränderungsmagnetfelds in das Antriebselement vorgesehen ist. Generell ist denkbar, dass die Magneteinheit zu einer Erzeugung des
Formveränderungsmagnetfelds derart vorgesehen ist, dass dessen Feldlinien, insbesondere in einem Bereich des Antriebselements und/oder innerhalb des
Antriebselements, zumindest im Wesentlichen senkrecht oder alternativ zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Antriebselements verlaufen. Vorzugsweise kann hierdurch wahlweise eine Kontraktion oder eine Expansion des Antriebselements erzeugt werden.
Grundsätzlich ist auch denkbar, dass das Antriebselement zu einer Erzeugung der Betätigungsbewegung mittels zumindest einer lokalen Verformung vorgesehen ist.
Insbesondere kann die Magneteinheit zu einer Erzeugung eines lokal und zeitlich veränderlichen Magnetfelds vorgesehen sein, die eine zeitlich veränderliche lokale
Verformung des Antriebselements bewirkt. Beispielsweise kann die Antriebseinheit nach Art einer MSM-Pumpe arbeiten, wobei der Stoff vorteilhaft entlang des Antriebselements aufgrund dessen lokaler Verformung gepumpt wird. Hierbei ist denkbar, dass der Stoff direkt aufgrund eines derartigen Pumpens ausgestoßen wird. Ebenso ist denkbar, dass mittels des Antriebselements zumindest ein Fluid auf diese Weise gepumpt und eine erzeugte Bewegung insbesondere hydraulisch verstärkt wird, um beispielsweise ein kolbenartiges Ausstoßelement zu bewegen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Ausstoßvorrichtung eine Einstelleinheit aufweist, die zu einer Einstellung zumindest eines Funktionsparameters, insbesondere der Antriebseinheit, vorgesehen ist. Insbesondere definiert der Funktionsparameter zumindest eine Funktionsweise der Ausstoßvorrichtung und vorzugsweise der Antriebseinheit. Der Funktionsparameter kann eine Art und/oder einen Umfang und/oder ein Ausstoßvolumen und/oder die Ausstoßrichtung des
Ausstoßens umfassen. Vorteilhaft umfasst der Funktionsparameter zumindest eine Ausstoßgeschwindigkeit und besonders vorteilhaft einen zeitlichen Verlauf der
Ausstoßgeschwindigkeit. Ebenso kann der Funktionsparameter eine Ausstoßkraft und/oder einen Ausstoßstrom, insbesondere einen Volumenstrom und/oder einen
Massestrom des Ausstoßes, umfassen. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Einstelleinheit zu einem Einstellen unterschiedlicher Funktionsparameter vorgesehen ist und/oder dass der Funktionsparameter eine Mehrzahl unterschiedlicher Einzelparameter umfasst und beispielsweise ein Parametersatz ist. Es ist denkbar, dass die Einstelleinheit zu einer Eingabe des Funktionsparameters durch einen Benutzer vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinheit zu einem zumindest teilweise automatisierten Einstellen des Funktionsparameters vorgesehen sein. Hierdurch kann vorteilhaft eine
Ausstoßvorrichtung bereitgestellt werden, die für unterschiedliche Anwendungen und/oder Patienten und/oder Anwender individuell einstellbar und/oder anpassbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst, die zu einer Ansteuerung der Antriebseinheit vorgesehen ist. Insbesondere ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, die Ausstoßgeschwindigkeit und/oder den Ausstoßstrom zu steuern und vorteilhaft zu regeln. Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Regeleinheit mit der
Magneteinheit verbunden und/oder zu deren Ansteuerung vorgesehen. Es ist denkbar, dass zumindest ein Betriebsparameter der Steuer- und/oder Regeleinheit von dem Benutzer vorgebbar ist. Insbesondere kann die Einstelleinheit hierfür zumindest eine Eingabeeinheit und/oder eine Ein- und Ausgabeeinheit wie beispielsweise einen
Drehknopf, einen Druckknopf, einen Schieberegler, eine Wähltaste, ein Touchdisplay, eine Digitalanzeige oder dergleichen aufweisen. Vorzugsweise weist die Einstelleinheit und insbesondere die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest einen internen Speicher auf, in welchem zumindest ein betriebszustandsabhängiger Steuer- und/oder
Regelparameter hinterlegt ist, welchen die Steuer- und/oder Regeleinheit insbesondere in Abhängigkeit von dem von dem Benutzer vorgegebenen Betriebsparameter zumindest teilweise automatisiert auswählt und/oder abruft. Hierdurch kann vorteilhaft ein
Ausstoßverhalten präzise kontrolliert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Antriebsparameter für die Antriebseinheit in Abhängigkeit von zumindest einem Ausstoßparameter und/oder in Abhängigkeit von zumindest einem Stoffparameter zumindest teilweise automatisiert anzupassen. Der Ausstoßparameter kann insbesondere der von dem Benutzer vorgebbare Betriebsparameter und/oder von diesem abhängig sein. Beispielsweise kann der Ausstoßparameter eine Zieltiefe einer Injektion in und/oder unter Haut, eine Ausstoßmenge, eine Ausstoßgeschwindigkeit, eine Wiederholrate für Ausstoßvorgänge, beispielsweise im Fall eines Tätowierens, und/oder ein zeitlicher Verlauf der Ausstoßgeschwindigkeit und/oder des Ausstoßstroms sein. Insbesondere kann der Stoffparameter zumindest eine Information über den Stoff und/oder dessen Beschaffenheit umfassen. Beispielsweise kann der Stoffparameter zumindest eine Information bezüglich einer Dichte, eines Volumens, einer Viskosität, eines
Aggregatszustands, einer Konzentration, eines Mischungsverhältnisses, einer Farbe und/oder dergleichen enthalten. Insbesondere kann der Ausstoßparameter und/oder der Stoff parameter eine Mehrzahl von Einzelparametern umfassen und/oder ein
Parametersatz sein. Der Ausstoßparameter und/oder der Stoffparameter können insbesondere in dem internen Speicher der Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder in einer externen Datenbank derart hinterlegt sein, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit diese in Abhängigkeit von dem von dem Benutzer vorgegebenen Betriebsparameter abfragt und/oder abruft. Beispielsweise wählt ein Benutzer einen bestimmten Stoff sowie einen bestimmten Betriebsmodus, woraufhin die Steuer- und/oder Regeleinheit, vorzugsweise zumindest teilweise automatisiert, einen entsprechenden
Ausstoßparameter sowie einen entsprechenden Stoff parameter abruft. Hierdurch kann vorteilhaft die Antriebseinheit zur Erzeugung gezielt anpassbarer Bewegungen herangezogen werden.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit zumindest ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mechanisches Einstellelement aufweist. Das Einstellelement kann beispielsweise als ein Drehrad, ein mechanischer Schieber, ein Hebel oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Einstellelement dazu vorgesehen, zumindest einen mechanischen Funktionsparameter der Antriebseinheit einzustellen, wie beispielsweise eine Vorspannung des Antriebselements und/oder des Ausstoßelements, einen Hub des Ausstoßelements, eine Bewegungsbahn des
Ausstoßelements, ein Ausstoßvolumen, einen Öffnungsquerschnitt einer Ausstoßöffnung oder dergleichen. Es ist denkbar, dass die Einstelleinheit vollständig mechanisch ausgebildet ist und in diesem Fall insbesondere keine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist. Jedoch ist auch denkbar, dass die Einstelleinheit zu einem teilweise
automatisierten und/oder elektronischen Einstellen sowie zu einem teilweise
mechanischen Einstellen von, insbesondere unterschiedlichen, Funktionsparametern der Antriebseinheit vorgesehen ist. Hierdurch kann ein hoher Grad an Zuverlässigkeit und/oder eine kosteneffiziente Herstellbarkeit erzielt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Ausstoßvorrichtung, insbesondere die Einstelleinheit und vorteilhaft die Steuer- und/oder Regeleinheit, zumindest eine Sensorschnittstelle aufweist, die zu einer Verbindung mit zumindest einem Sensor vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft kostengünstig und/oder trotz einer kompakten Bauweise ein erweitertes und insbesondere
umfangreiches Funktionsspektrum erzielt werden. Die Sensorschnittstelle kann eine permanente Verbindung mit einer Sensoreinheit sein. Vorteilhaft ist die
Sensorschnittstelle zur Verbindung mit zumindest einem externen Sensor und/oder mit zumindest einem entfernbaren Sensor vorgesehen. Insbesondere kann die
Sensorschnittschnelle eine mechanische und/oder elektronische Schnellverbindung sein. Bevorzugt ist die Sensorschnittstelle drahtlos ausgebildet, insbesondere als
Funkschnittstelle. Vorteilhaft kann die Sensorschnittstelle zu einer Verbindung mit einer mobilen Vorrichtung, beispielsweise mit einem Smartphone, einem Tablet-PC, einem Smartband, generell einem Wearable, einer Datenbrille oder dergleichen, und
insbesondere mit zumindest einem Sensor dieser mobilen Vorrichtung wie beispielsweise einer Kamera, einem Irisscanner, einem Umgebungsparametersensor oder dergleichen vorgesehen sein, beispielsweise mittels zumindest eines kabellosen
Datenübertragungsverfahrens wie etwa mittels einer Verbindung über Bluetooth, WLAN, ZigBee, NFC, BLE, WiMAX oder dergleichen. Beispielsweise ist denkbar, dass der Benutzer mit seiner mobilen Vorrichtung zumindest ein Bild eines zu behandelnden Gewebes aufnimmt und dieses Bild mittels der Sensorschnittstelle an die Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen wird, um, etwa mittels zumindest einer Bildanalyse, zumindest einen Gewebeparameter, insbesondere einen Hautparameter wie
beispielsweise eine Hautfarbe, einen Haarwuchs, eine Hautdicke, eine Porengröße, eine Körpertemperatur, eine Hauttemperatur, einen pH-Wert, einen Grad an Benetzung mit Flüssigkeit wie insbesondere Schweiß oder dergleichen zu ermitteln. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ausstoßvorrichtung zumindest eine Sensoreinheit aufweist, die zu einer Erfassung zumindest eines Parameters, insbesondere eines Ausstoßzielparameters und/oder eines Stoffparameters, vorgesehen ist. Hierdurch kann ein hoher Grad an Bedienkomfort erzielt werden. Ferner können Fehlbedienungen vermieden werden. Außerdem kann eine präzise Anpassung eines Injektionsverhaltens an einen verwendeten Stoff und/oder an ein Zielgewebe erzielt werden. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit mit der
Sensorschnittstelle verbindbar und/oder verbunden ist. Vorteilhaft weist die
Ausstoßvorrichtung die Sensoreinheit alternativ und besonders vorteilhaft zusätzlich zu der Sensorschnittstelle auf. Bevorzugt ist die Sensoreinheit zu einer Erfassung eines anderen Parameters vorgesehen als ein mit der Sensorschnittstelle verbindbarer Sensor. Die Sensoreinheit weist vorteilhaft zumindest einen Sensor zur Erfassung des Parameters auf. Bevorzugt ist die Sensoreinheit mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden. Besonders bevorzugt weist die Sensoreinheit zumindest eine Recheneinheit auf, die zu einer Ermittlung des Parameters anhand zumindest eines Sensorsignals des Sensors der Sensoreinheit vorgesehen ist. Vorteilhaft ist der Ausstoßzielparameter ein Sollwert für zumindest einen Ausstoßparameter, insbesondere für eine Ausstoßgeschwindigkeit und/oder deren zeitlichen Verlauf und/oder für einen Ausstoßstrom und/oder dessen zeitlichen Verlauf. Vorteilhaft ist die Sensoreinheit dazu vorgesehen, den
Ausstoßzielparameter anhand zumindest eines Gewebeparameters zu ermitteln.
Vorzugsweise weist die Sensoreinheit zur Ermittlung des Ausstoßzielparameters, insbesondere anhand des Gewebeparameters, und zur Ermittlung des Stoffparameters zumindest zwei unterschiedliche Sensoren auf. Vorteilhaft ist die Sensoreinheit zur Erfassung des Stoffparameters anhand zumindest einer Messung an dem Stoff vorgesehen. Insbesondere kann die Sensoreinheit zu einer Erfassung mehrerer unterschiedlicher Einzelparameter des Stoffs vorgesehen sein, beispielsweise dessen Temperatur, dessen Viskosität und/oder dessen Konzentration. Ebenso ist denkbar, dass die Sensoreinheit zumindest eine Spezifikation des Stoffs, die beispielsweise als
Information auf einer Wechselkartusche oder dergleichen hinterlegt ist, etwa in Form eines QR-Codes, einer RFID-Information, einer magnetischen Information, einer optischen Information oder dergleichen. Zudem ist denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, den Stoff zumindest anhand des Stoffparameters zu identifizieren und insbesondere zusätzliche Stoffparameter aus einer Datenbank und/oder aus ihrem internen Speicher abzufragen. Beispielsweise könnte im Fall eines
Tätowiergeräts der Stoff anhand seiner Farbe erkannt und dessen hinterlegte
physikalische Parameter zu einem Einstellen der Antriebseinheit abgerufen werden.
Zudem ist denkbar, dass die Sensoreinheit zu einer Erfassung zumindest eines Istwerts zumindest eines Ausstoßparameters vorgesehen ist. Insbesondere kann die
Sensoreinheit zu einer Erfassung eines Istwerts der ersten und/oder der zweiten
Geschwindigkeit und/oder eine Position des Ausstoßelements, insbesondere relativ zu der Ausstoßkammer und/oder relativ zu der Ausstoßöffnung vorgesehen sein. Zudem ist denkbar, dass die Sensoreinheit zu einer Erfassung eines Istwerts eines Drucks des Stoffs, insbesondere in der Ausstoßkammer, vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit zu einer Ermittlung des Ausstoßparameters in Echtzeit vorgesehen, sodass insbesondere ein in Echtzeit ermittelter Istwert des Ausstoßparameters zur Regelung auf einen entsprechenden Sollwert verwendbar ist. Vorteilhaft ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, den Antriebsparameter in Abhängigkeit von dem Istwert des Ausstoßparameters zu steuern und insbesondere zu regeln. Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, zumindest ein hysteretisches Ansprechverhalten der Magneteinheit und/oder des Antriebselements anhand einer Regelung zumindest teilweise auszugleichen.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Ausstoßvorrichtung, insbesondere die
Einstelleinheit und vorzugsweise die Steuer- und/oder Regeleinheit, zumindest eine Datenschnittstelle aufweist, die zu einer Verbindung mit zumindest einer, vorteilhaft externen, Datenbank vorgesehen ist. Die Datenbank kann insbesondere auf einem dedizierten Server aber auch in einer Cloud gebildet sein. Vorzugsweise ist die
Datenschnittstelle eine kabellose Datenschnittstelle und vorteilhaft zur kabellosen Datenübertragung, insbesondere zu einem kabellosen Senden und Empfangen von Daten, vorgesehen. Vorteilhaft ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, zumindest einen betriebsmodusabhängigen und/oder betriebsmodusdefinierenden Parameter aus der Datenbank zu beziehen. Beispielsweise können anwendungsspezifische Antriebsparameter, wie beispielsweise eine Beschaffenheit von Magnetisierungspulsen, eine Betätigungskraft, eine Betätigungsbewegung, PID-Werte für eine Regelung einer Magnetisierung und/oder einer Bewegung des Antriebselements von der Datenbank abrufbar sein und/oder Betriebszustände definieren, beispielsweise zur Behandlung von Hautpartien von unterschiedlicher Beschaffenheit, von Anwendern und/oder, insbesondere menschlichen oder tierischen, Patienten unterschiedlichen Geschlechts, unterschiedlicher Hautfarbe, unterschiedlichen Alters und dergleichen oder beliebige andere Betriebszustände. Etwa in dem Fall, dass die Ausstoßvorrichtung als eine Injektionsvorrichtung für Tiere ausgebildet ist, können in der Datenbank
entsprechende Parameter für unterschiedliche Tierarten hinterlegt sein. Hierbei ist auch denkbar, dass die Einstelleinheit eine Tierart bei einer Behandlung automatisiert erkennt, beispielsweise anhand zumindest einer Bilderfassung und/oder anschließenden
Bildanalyse, und vorteilhaft entsprechende Parameter aus der Datenbank bezieht, um automatisiert einen an die Tierart angepassten Betriebszustand auszuwählen. Analog ist im Fall eines Tätowiergeräts denkbar, dass die Einstelleinheit anhand zumindest eines erkannten Hautparameters und/oder zumindest eines Parameters einer bereits vorhandenen Tätowierung wie beispielsweise einer Farbe, einer Kantenschärfe, einer Fläche oder dergleichen einen entsprechenden Betriebszustand automatisiert auswählt. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass mittels der Datenschnittstelle Rohdaten, Sensordaten, gemessene Parameter oder dergleichen zu einer Analyse an eine externe Recheneinheit, die insbesondere auch in einer Cloud gebildet sein kann, übergeben werden, beispielsweise zur Ermittlung des Ausstoßzielparameters, des Stoffparameters, des Gewebeparameters oder dergleichen. Die Erfindung umfasst entsprechend ferner ein System mit zumindest einer, insbesondere externen, Datenbank und mit zumindest einer mit der Datenbank verbindbaren erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung. Hierdurch kann vorteilhaft ein variabel und/oder für unterschiedliche Anwendungen einsetzbares
Ausstoßgerät bereitgestellt werden. Zudem kann ein lernendes und/oder updatefähiges System bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Ausstoßvorrichtung zumindest eine Ausstoßkammer aufweist, in welcher das
Ausstoßelement in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise angeordnet ist. Ein Ausstoßverhalten kann vorteilhaft variabel über eine geeignete Wahl einer Geometrie der Ausstoßkammer eingestellt werden. Vorzugsweise entspricht ein innerer Querschnitt der Ausstoßkammer zumindest abschnittsweise einem äußeren Querschnitt des
Ausstoßelements. Besonders bevorzugt ist das Ausstoßelement als ein in der
Ausstoßkammer geführter Kolben ausgebildet. Die Ausstoßkammer weist vorzugsweise zumindest eine, insbesondere genau eine, Ausstoßöffnung auf. Vorteilhaft weist die Ausstoßkammer zumindest eine Hauptkammer, insbesondere mit einem konstanten Querschnitt, sowie besonders vorteilhaft zumindest einen die Ausstoßöffnung mit der Hauptkammer verbindenden Ausstoßkanal auf. Es ist aber auch denkbar, dass die Ausstoßöffnung direkt in die Hauptkammer mündet. Vorzugsweise ist das
Ausstoßelement in der Ausstoßkammer, insbesondere in Ausstoßrichtung und/oder auf die Ausstoßöffnung und/oder den Ausstoßkanal zu, beweglich gelagert. Vorteilhaft ist die Ausstoßkammer zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet, wobei beliebige andere Geometrien denkbar sind. Vorteilhaft weist die Ausstoßöffnung einen kleineren Querschnitt auf als die Hauptkammer, insbesondere in eine Richtung senkrecht zu der Ausstoßrichtung. Insbesondere ist eine Querschnittsfläche A0 der Ausstoßöffnung wenigstens 10-mal, vorteilhaft wenigstens 20-mal, besonders vorteilhaft wenigstens 50- mal, vorzugsweise wenigstens 100-mal oder auch 200-mal oder 300-mal kleiner als eine Querschnittsfläche der Ausstoßkammer. Insbesondere ist eine zu einer
Beschleunigung des Ausstoßelements nötige Kraft F im Fall einer zu erzielenden
Geschwindigkeit v von durch die Ausstoßöffnung ausgestoßenen Stoffs gegeben als
Figure imgf000018_0001
wobei p eine Dichte des Stoffs ist.
Es wird zudem vorgeschlagen, dass zumindest die Ausstoßkammer und insbesondere die Ausstoßkammer gemeinsam mit dem Ausstoßelement wechselbar ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist die Ausstoßkammer und/oder das Ausstoßelement zumindest ein Teil einer Wechselkartusche oder dergleichen, wobei vorzugsweise die Ausstoßkammer mit dem Stoff bereits befüllt ist. Insbesondere ist denkbar, dass die Ausstoßkammer und/oder das Ausstoßelement mit dem Übertragungselement der Antriebseinheit koppelbar und/oder verbindbar ausgebildet ist. Hierdurch kann ein hoher Komfort und/oder eine einfache Handhabbarkeit bei einem Wechsel eines zu injizierenden Stoffs wie beispielsweise eines Wirkstoffs oder einer Tätowierfarbe erzielt werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Ausstoßvorrichtung eine permanente und/oder nicht wechselbare Ausstoßkammer aufweist, die insbesondere mit dem Stoff befüllbar ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Antriebseinheit dazu vorgesehen ist, insbesondere in zumindest einem
Eindringbetriebszustand, zumindest einen Ausstoß des Stoffs mit zumindest einer ersten Geschwindigkeit und, insbesondere in zumindest einem Zuführbetriebszustand, mit zumindest einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit zu bewirken. Hierdurch kann vorteilhaft ein Injektionsvorgang präzise auf ein Zielgewebe angepasst werden. Zudem kann ein zuverlässiges und/oder schmerzfreies Eindringen des Stoffs in das Gewebe erzielt werden. Vorzugsweise dringt bei einer Anwendung der Stoff in dem Eindringbetriebszustand erstmalig in eine Haut ein und wird besonders bevorzugt in dem Zuführbetriebszustand der Haut und/oder einem darunter liegenden Gewebe, insbesondere durch in dem Eindringbetriebszustand gebildete Kanäle und/oder temporäre mikroskopische Öffnungen der Haut zugeführt. Vorzugsweise ist eine Menge eines injizierten Stoffs über eine Dauer des Zuführbetriebszustands einstellbar. Es ist denkbar, dass die Einstelleinheit eine Dauer des Eindringbetriebszustands und/oder des
Zuführbetriebszustands in Abhängigkeit von dem von dem Benutzer vorgegebenen Betriebsparameter, von dem Stoffparameter, von dem Gewebeparameter oder dergleichen zumindest teilweise automatisiert einstellt und vorzugsweise die
Magneteinheit entsprechend ansteuert. Insbesondere im Fall einer medizinischen
Injektion beträgt die Dauer des Eindringbetriebszustands beispielsweise wenigstens 1 με, vorteilhaft wenigstens 5 με und besonders vorteilhaft wenigstens 10 με und/oder höchstens 500 με, vorteilhaft höchstens 100 με und besonders vorteilhaft höchstens 50 με. Insbesondere im Fall einer medizinischen Injektion beträgt zudem die Dauer des Zuführbetriebszustands wenigstens 10 με, vorteilhaft wenigstens 50 με und besonders vorteilhaft wenigstens 100 με und/oder höchstens 1000 με, vorteilhaft höchstens 500 με und besonders vorteilhaft höchstens 200 με, wobei eine maximale Dauer des
Zuführbetriebszustands auch größer gewählt werden kann, falls größere Mengen des Stoffs injiziert werden sollen. Vorteilhaft bewegt die Antriebseinheit das Ausstoßelement in dem Eindringbetriebszustand und in dem Zuführbetriebszustand mit Geschwindigkeiten, die zueinander in einem Verhältnis stehen, das einem Verhältnis der ersten
Geschwindigkeit zu der zweiten Geschwindigkeit entspricht und die insbesondere kleiner, vorteilhaft deutlich kleiner, sind als diese, vorzugsweise gemäß einem Verhältnis der Querschnittsflächen A0 und A^ . Vorteilhaft ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, die erste Geschwindigkeit und/oder die zweite Geschwindigkeit,
vorzugsweise die erste und die zweite Geschwindigkeit, auf einen jeweiligen Sollwert einzustellen und insbesondere einzuregeln. Vorteilhaft ist die Sensoreinheit zu einer Erfassung der ersten Geschwindigkeit und/oder der zweiten Geschwindigkeit, beispielsweise anhand einer Messung an der Ausstoßöffnung und/oder anhand einer Geschwindigkeitsmessung an dem Ausstoßelement und/oder an dem
Übertragungselement und/oder indirekt anhand einer Energieaufnahme und/oder eines Stroms der Magneteinheit vorgesehen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste Geschwindigkeit größer ist als 20 m/s, vorteilhaft größer als 50 m/s, besonders vorteilhaft größer als 100 m/s und bevorzugt größer als 150 m/s, insbesondere im Fall einer medizinischen Injektion, wobei insbesondere im Fall einer Tätowierung kleinere Geschwindigkeiten vorteilhaft sein können. Eine Eindringtiefe des Stoffs ist insbesondere über geeignete Wahl der ersten und/oder der zweiten Geschwindigkeit möglich, wobei üblicherweise eine große erste Geschwindigkeit ein tiefes Eindringen und eine weniger große erste Geschwindigkeit ein weniger tiefes Eindringen ermöglicht. Insbesondere im Fall, dass der Stoff in die Haut und insbesondere nicht darunter injiziert werden soll, wie beispielsweise bei einem Tätowieren, sind kleinere erste Geschwindigkeiten zu wählen. Vorteilhaft ist die Einstelleinheit dazu vorgesehen, die erste Geschwindigkeit und/oder die zweite Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einer, insbesondere von einem Benutzer vorgegebenen, Zieleindringtiefe, die vorteilhaft auch anhand des von dem Benutzer vorgegebenen Betriebsparameters und/oder des Gewebeparameters automatisiert von der Steuer- und/oder Regeleinheit ermittelt sein kann, zumindest teilweise automatisiert einzustellen. Hierdurch kann vorteilhaft ein zuverlässiges Eindringen in Gewebe erzielt und/oder ein Zurückspritzen des Stoffs bei einem Injektionsprozess, insbesondere aufgrund einer zu langsamen Geschwindigkeit des Stoffs bei einem Aufprall auf die Haut, vermieden werden.
Eine zuverlässige Injektion, insbesondere ohne ein Rückspritzen des Stoffs von einer Haut, kann insbesondere erzielt werden, wenn die zweite Geschwindigkeit kleiner ist als die erste Geschwindigkeit. Beispielsweise kann die zweite Geschwindigkeit um einen Faktor 1 ,5, einen Faktor 2, einen Faktor 5, einen Faktor 10, einen Faktor 20 oder um einen beliebigen anderen, insbesondere auch größeren oder kleineren, Faktor kleiner sein als die erste Geschwindigkeit.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Ausstoßvorrichtung zumindest ein, insbesondere von der Ausstoßkammer verschiedenes, Stoffreservoir aufweist, welches zu einer Aufnahme des auszustoßenden Stoffs in einem Umfang vorgesehen ist, der für mehr als einen Ausstoßvorgang ausreichend ist. Insbesondere fasst das Stoffreservoir eine Menge an Stoff, die für wenigstens fünf, vorteilhaft für wenigstens zehn, besonders vorteilhaft für wenigstens 20 und bevorzugt für wenigstens 50 Ausstoßvorgänge ausreichend ist.
Insbesondere im Fall einer Tätowiergerätevorrichtung ist auch ein deutlich größeres Stoffreservoir denkbar, dass Stoff für mehrere hundert, mehrere tausend oder mehrere zehntausend Ausstoßvorgänge fassen kann. Vorzugsweise ist das Stoffreservoir mit der Ausstoßkammer verbindbar und/oder verbunden, insbesondere zu einer Befüllung der Ausstoßkammer mit Stoff aus dem Stoffreservoir. Es ist denkbar, dass das Stoffreservoir auswechselbar ausgebildet ist, beispielsweise nach Art einer Vorratskartusche, einer Patrone oder dergleichen. Hierdurch kann vorteilhaft eine wiederholte Injektion ermöglicht werden, beispielsweise zur regelmäßigen Versorgung mit einem Wirkstoff oder insbesondere bei einem Tätowieren.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Ausstoßvorrichtung zumindest eine
Rückstelleinheit mit zumindest einem Rückstellelement, das in zumindest einem
Rückverformungsbetriebszustand zu einer Erzeugung einer Rückverformungskraft für das Antriebselement vorgesehen ist, aufweist. Hierdurch kann eine zuverlässige
Funktionsweise und/oder eine einfache Bauweise erzielt werden. Insbesondere ist die Rückverformungskraft der Betätigungsbewegung entgegengerichtet. Vorteilhaft wirkt die Rückverformungskraft in dem Rückverformungsbetriebszustand zumindest im
Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Antriebselements und vorzugsweise auf dessen Stirnseite. Vorteilhaft beaufschlagt das Rückstellelement das Antriebselement mit der Rückverformungskraft. Beispielsweise kann das Rückstellelement als eine, insbesondere mechanische, Feder ausgebildet sein. Ebenso kommen auch
Magnetfedern, Gasfedern oder hydraulische Federn in Betracht. Zudem ist denkbar, dass das Rückstellelement als ein aktives Rückstellelement ausgebildet ist, welches insbesondere die Rückverformungskraft bedarfsweise und vorteilhaft in Abhängigkeit von zumindest einem, insbesondere elektronischen, Anforderungssignal erzeugt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das
Rückstellelement zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material und vorzugsweise aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung ausgebildet ist. Insbesondere ist denkbar, dass das Rückstellelement ein Antriebselement einer weiteren Antriebseinheit ist, die insbesondere zu der Antriebseinheit antagonistisch angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Rückstellelement identisch zu dem Antriebselement ausgebildet. Vorzugsweise sind die Antriebseinheit und die weitere Antriebseinheit derart angeordnet, dass eine Expansion des Antriebselements eine Kompression des Antriebselements der weiteren Antriebseinheit bewirkt und vorzugsweise umkehrt. Die Antriebseinheiten können dabei über zumindest einen Kraftwandler verbunden sein. Insbesondere ist denkbar, dass das Antriebselement und das Antriebselement der weiteren Antriebseinheit auf gegenüberliegende Seiten eines Kipphebels wirken. Vorteilhaft sind die Antriebseinheit und die weitere Antriebseinheit einander gegenüberliegend und/oder koaxial angeordnet. Insbesondere entspricht eine Längsachse des Antriebselements der weiteren
Antriebseinheit der Längsachse des ersten Antriebselements. Insbesondere bilden die Antriebseinheit und die weitere Antriebseinheit gemeinsam einen bistabilen Aktor aus, beispielsweise einen Push-Push-Aktor oder einen Pull-Pull-Aktor. Hierdurch kann vorteilhaft ein präzise ansteuerbarer Aktor bereitgestellt werden. Zudem können Endlagen schnell und/oder zuverlässig angefahren werden. Es wird außerdem vorgeschlagen, dass die Rückstelleinheit zu einer zumindest teilweisen Erzeugung der Rückverformungskraft aus einer Druckkraft des Stoffs vorgesehen ist. Hierdurch kann eine hohe Effizienz erzielt werden. Zudem kann eine kostengünstige Bauweise erzielt werden. Vorzugsweise wirkt in dem Rückverformungsbetriebszustand die Druckkraft des Stoffs, insbesondere über das Ausstoßelement und/oder das
Übertragungselement, auf das Antriebselement. Beispielsweise kann der Stoff, insbesondere in diesem Fall, ein unter Druck stehendes Fluid umfassen, welches in dem Rückverformungsbetriebszustand die Rückverformungskraft zumindest teilweise erzeugt. Insbesondere ist denkbar, dass in dem Rückverformungsbetriebszustand, insbesondere nach einem erfolgten Ausstoß, Stoff aus dem Stoffreservoir in die Ausstoßkammer strömt und dabei, insbesondere aufgrund einer auf das Ausstoßelement wirkenden Druckkraft, das Antriebselement rückverformt. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Rückstelleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest eine Befüllbewegung für zumindest eine Befüllung, insbesondere der Ausstoßkammer und/oder des Stoffreservoirs, mit dem Stoff zu erzeugen. Insbesondere ist die Rückstelleinheit in dem Rückverformungsbetriebszustand dazu vorgesehen, als Befüllbewegung eine Bewegung des, insbesondere an das Antriebselement gekoppelten, Ausstoßelements derart zu erzeugen, dass Stoff, beispielsweise aus dem Stoffreservoir, in die Ausstoßkammer gefördert, insbesondere gesaugt, wird. Es ist auch denkbar, dass die Befüllbewegung zusätzlich von der Druckkraft des Fluids unterstützt ist. Vorzugsweise ist das Rückstellelement dazu vorgesehen, die Befüllbewegung zumindest teilweise zu erzeugen. Hierbei ist eine Erzeugung der Befüllbewegung durch ein als Feder ausgebildetes Rückstellelement denkbar. Insbesondere im Fall einer antagonistisch zu der Antriebseinheit angeordneten weiteren Antriebseinheit ist ferner denkbar, dass das Antriebselement der weiteren Antriebseinheit zu der Erzeugung der Befüllbewegung vorgesehen ist. Eine Verformung des Antriebselement der weiteren Antriebseinheit kann in diesem Fall zu einer gemeinsamen und/oder gleichzeitigen Erzeugung der
Befüllbewegung und der Rückverformungskraft vorgesehen sein. Hierdurch kann, beispielsweise im Fall einer Tätowiergerätevorrichtung, eine zuverlässige Versorgung mit zu injizierendem Stoff sichergestellt werden.
Vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer kontrollierbaren Injektion und/oder eines einstellbaren Injektionsverhaltens können insbesondere mit einem Ausstoßgerät mit zumindest einer erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung erzielt werden. Das
Ausstoßgerät kann beispielsweise als nadelfreies Injektionsgerät, insbesondere als Stoffapplikationsgerät und/oder als Tätowiergerät und/oder als Body-Painting-Gerät oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Ausstoßgerät ein Kleingerät, insbesondere ein Elektrokleingerät und bevorzugt dazu vorgesehen, bei dessen
Benutzung mit einer Hand gehalten und/oder bedient zu werden. Vorteilhaft weist das Ausstoßgerät ein Gewicht von höchstens 2 kg, besonders vorteilhaft von höchstens 1 kg, bevorzugt von höchstens 0,5 kg und besonders bevorzugt von höchstens 0,3 kg auf.
Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren mit und/oder zur Herstellung und/oder zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung.
Vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer präzisen Injektion können insbesondere erzielt werden, wenn die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zur Injektion zumindest eines Stoffs in Gewebe, insbesondere in Haut, beispielsweise eines Anwenders und/oder eines Patienten, verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die
erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl und/oder eine beliebige sinnvolle
Kombination derselben aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig ein Ausstoßgerät mit einer Ausstoßvorrichtung in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
Fig 2 die Ausstoßvorrichtung in einer schematischen Teilschnittdarstellung, Fig 3 ein erstes alternatives Ausstoßgerät mit einer ersten alternativen
Ausstoßvorrichtung in einer schematischen perspektivischen
Darstellung,
Fig 4 die erste alternative Ausstoßvorrichtung in einer schematischen
Teilschnittdarstellung,
Fig 5 eine zweite alternative Ausstoßvorrichtung in einer schematischen
Teilschnittdarstellung,
Fig 6 eine dritte alternative Ausstoßvorrichtung in einer schematischen
Teilschnittdarstellung und Fig. 7 eine vierte alternative Ausstoßvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt ein Ausstoßgerät 42a mit einer Ausstoßvorrichtung 10a in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Das Ausstoßgerät 42a ist im vorliegenden Fall als ein nadelfreies Injektionsgerät ausgebildet. Das Ausstoßgerät 42a kann beispielsweise zur Injektion eines Wirkstoffs und/oder eines Medikaments und/oder eines Vitaminpräparats oder dergleichen in und/oder unter eine Haut eines Patienten verwendet werden. Zudem ist im vorliegenden Fall die Ausstoßvorrichtung 10a als eine
Injektionsvorrichtung ausgebildet. Insbesondere ist die Ausstoßvorrichtung 10a als eine Injektionsvorrichtung zur Injektion unter eine Haut eines Patienten ausgebildet, im vorliegenden Fall eines menschlichen Patienten, wobei grundsätzlich eine analoge Ausstoßvorrichtung im tiermedizinischen Bereich denkbar ist. Die Ausstoßvorrichtung 10a ist zur Injektion eines Stoffs (12a) in Gewebe, insbesondere in und/oder unter Haut, insbesondere eines Menschen, vorgesehen (vgl. auch Figur 2).
Die Figur 2 zeigt die Ausstoßvorrichtung 10a in einer schematischen
Teilschnittdarstellung. Die Ausstoßvorrichtung 10a ist zu einem Ausstoßen zumindest eines Stoffs 12a vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist die Ausstoßvorrichtung 10a dazu vorgesehen, den Stoff 12a in und/oder unter eine Haut zu injizieren, insbesondere ohne Verwendung einer Nadel. Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zumindest eine
Antriebseinheit 14a auf, die zu einer Erzeugung zumindest einer Betätigungsbewegung für zumindest ein Ausstoßelement 16a vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall weist die Ausstoßvorrichtung 10a das Ausstoßelement 16a auf. Es ist aber auch denkbar, dass eine Ausstoßvorrichtung 10a zur Verbindung mit einem separaten Ausstoßelement vorgesehen ist, das beispielsweise Teil einer Wechselkartusche oder dergleichen ist. Des Weiteren ist das Ausstoßelement 16a im vorliegenden Fall als ein Kolben ausgebildet und weist insbesondere einen runden und vorteilhaft einen kreisförmigen Querschnitt, insbesondere senkrecht zu der Längsachse 44a des Antriebselements 18a, auf.
Der Stoff 12a ist im vorliegenden Fall ein Wirkstoff. Zudem ist der Stoff 12a im
vorliegenden Fall ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise eine ein Medikament enthaltende Lösung. Der Stoff 12a kann aber auch ein Gemenge, eine Emulsion, ein Aerosol, eine Suspension, ein Gasgemisch und grundsätzlich ein beliebiges Gemisch umfassen. Zudem ist denkbar, dass der Stoff 12a ein Reinstoff ist. Außerdem kann der Stoff 12a ein, insbesondere trockenes, Pulver sein. Beispielsweise könnte als Stoff 12a ein pulverförmiger und insbesondere unverdünnter Wirkstoff und/oder ein beliebiges pulverförmiges Präparat verwendet werden.
Die Antriebseinheit 14a weist zumindest ein zumindest teilweise magnetisch
formveränderliches Antriebselement 18a auf. Das Antriebselement 18a ist dazu vorgesehen, die Betätigungsbewegung mittels einer, insbesondere magnetisch ausgelösten, Verformung zu Erzeugen. Im vorliegenden Fall ist die Antriebseinheit 14a derart beschaffen, dass sich das Antriebselement 18a zur Erzeugung der
Betätigungsbewegung parallel zu seiner Längsachse 44a ausdehnt.
Das Antriebselement 18a ist zumindest teilweise, im vorliegenden Fall zu wenigstens einem Großteil und insbesondere vollständig, aus einer magnetischen
Formgedächtnislegierung ausgebildet. Wie oben erwähnt sind alternativ jedoch auch beispielsweise magnetostriktive Materialien denkbar. Das Antriebselement 18a ist im vorliegenden Fall ein magnetisches Formgedächtniselement.
Die magnetische Formgedächtnislegierung enthält Nickel, Mangan und Gallium, wobei jedoch andere geeignete Materialien ebenso denkbar sind. Im vorliegenden Fall ist die Formgedächtnislegierung zudem einkristallin ausgebildet. Insbesondere ist das
Antriebselement 18a ein Einkristall oder zumindest aus lediglich einigen Einkristallen zusammengesetzt. Beispielsweise aus Kostengründen und/oder falls für eine bestimmte Anwendung ein geringer Hub ausreichend ist sind jedoch auch polykristalline Materialien denkbar.
Das Antriebselement 18a ist im vorliegenden Fall quaderförmig. Zudem ist das
Antriebselement 18a ein Vollkörper. Eine Länge des Antriebselements 18a ist
anwendungsspezifisch wählbar und insbesondere abhängig von einem zu erzielenden Hub des Ausstoßelements 16a. Im vorliegenden Fall ist das Antriebselement 18a zu einer Längenänderung von etwa 4 % vorgesehen, wobei auch kleinere oder größere
Längenänderungen denkbar sind. Die Antriebseinheit 14a weist zumindest eine ansteuerbare Magneteinheit 32a auf, die zu einer Erzeugung zumindest eines Formveränderungsmagnetfelds für das Antriebselement 18a vorgesehen ist. Die Magneteinheit 32a ist dazu vorgesehen, das
Formveränderungsmagnetfeld derart zu erzeugen, dass dessen Feldlinien in einem Bereich des Antriebselements 18a und/oder innerhalb des Antriebselements 18a zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dessen Längsachse 44a verlaufen. Das Antriebselement 18a ist derart ausgebildet, dass es sich, insbesondere ausgehend von einem ungedehnten Zustand, in Anwesenheit des Formveränderungsmagnetfelds entlang seiner Längsachse 44a ausdehnt, wodurch vorteilhaft die Betätigungsbewegung erzeugt ist.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zumindest einen Auslöser 62a auf, der zu einer Eingabe zumindest eines Auslöseparameters durch einen Benutzer vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist der Auslöser 62a als ein Druckknopf ausgebildet. Die
Ausstoßvorrichtung 10a weist ferner zumindest eine Energieversorgung 64a, die beispielsweise zumindest eine Batterie umfasst, auf. Auf eine Eingabe des
Auslöseparameters hin wird die Magneteinheit 32a mit elektrischer Energie versorgt und das Ausstoßen des Stoffs 12a initiiert.
Im vorliegenden Fall umfasst die Magneteinheit 32a zumindest eine erste Spule 46a und zumindest eine zweite Spule 48a. Ferner umfasst die Magneteinheit 32a zumindest ein Magnetleitelement 50a. Das Magnetleitelement 50a ist zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist das Magnetleitelement 50a ein Eisenkern.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zumindest eine Ausstoßkammer 34a auf, in welcher das Ausstoßelement 16a in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise angeordnet ist. Vor dem Ausstoßen des Stoffs 12a ist dieser in der Ausstoßkammer 34a angeordnet. Das Ausstoßelement 16a ist in der Ausstoßkammer 34a geführt und/oder beweglich. Das Ausstoßelement 16a ist parallel zu der Längsachse 44a des
Antriebselements 18a in der Ausstoßkammer 34a beweglich.
Die Ausstoßkammer 34a weist zumindest eine Ausstoßöffnung 52a auf. Bei dem
Ausstoßen des Stoffs 12a wird dieser von dem Ausstoßelement 16a auf die
Ausstoßöffnung 52a zubewegt und durch diese hindurch ausgestoßen. Die
Ausstoßkammer 34a kann in Richtung der Ausstoßöffnung 52a und/oder in Richtung eines zu der Ausstoßöffnung 52a führenden Ausstoßkanals 54a trichterförmig und/oder sich verjüngend ausgebildet sein. Die in der Figur 2 gezeigte Geometrie ist hierbei als rein schematische Darstellung zu verstehen.
Die Ausstoßöffnung 52a weist eine Querschnittsfläche, insbesondere eines Querschnitts senkrecht zu der Längsachse 44a des Antriebselements 18a, auf, die kleiner,
vorzugsweise um ein Vielfaches kleiner, ist als eine Querschnittsfläche der
Ausstoßkammer 34a, insbesondere eines Querschnitts senkrecht zu der Längsachse 44a des Antriebselements 18a. Beispielsweise kann die Querschnittsfläche der
Ausstoßöffnung 52a um einen Faktor 50, einen Faktor 100, einen Faktor 200, einen Faktor 500 oder um einen beliebigen anderen Faktor kleiner sein. Die Antriebseinheit 14a ist dazu vorgesehen, in einem Eindringbetriebszustand zumindest einen Ausstoß des Stoffs 12a mit zumindest einer ersten Geschwindigkeit zu bewirken. Insbesondere wird in dem Eindringbetriebszustand der Stoff 12a mit der ersten
Geschwindigkeit aus der Ausstoßöffnung 52a auf die Haut ausgestoßen, sodass diese durchdrungen werden kann. Vorteilhaft entstehen dabei kleine Öffnungen und/oder Durchlässe in der Haut, vorzugsweise ohne eine Verletzung von Gewebe. Zudem ist die Antriebseinheit 14a dazu vorgesehen, in einem Zuführbetriebszustand einen Ausstoß des Stoffs 12a mit einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten
Geschwindigkeit zu bewirken. Vorteilhaft wird in dem Zuführbetriebszustand der Stoff 12a durch die in dem Eindringbetriebszustand erzeugten Öffnungen in der Haut in und/oder unter diese injiziert. Eine Menge an injiziertem Stoff 12a ist hierbei insbesondere über eine Dauer des Zuführbetriebszustands einstellbar. Diese Menge kann jedoch
selbstverständlich zusätzlich von einer Beschaffenheit des Stoffs 12a, von der
Querschnittsfläche der Ausstoßöffnung 52a, von der ersten und/oder von der zweiten Geschwindigkeit und dergleichen mehr abhängen. Die erste Geschwindigkeit ist größer als 20 m/s. Im vorliegenden Fall ist die erste
Geschwindigkeit größer als 100 m/s. Vorteilhaft beträgt die erste Geschwindigkeit zwischen 100 m/s und 200 m/s. Eine Eindringtiefe des Stoffs 12a in und/oder unter die Haut kann insbesondere über die erste Geschwindigkeit eingestellt werden, wobei mit zunehmender erster Geschwindigkeit zunehmende Eindringtiefen realisierbar sind. Die zweite Geschwindigkeit ist kleiner als die erste Geschwindigkeit. Im vorliegenden Fall ist die zweite Geschwindigkeit beispielsweise um einen Faktor 2 oder einen Faktor 3 oder einen Faktor 5 kleiner als die erste Geschwindigkeit. Wird die zweite Geschwindigkeit, insbesondere deutlich, kleiner gewählt als die erste Geschwindigkeit, kann ein
Zurückspritzen des Stoffs 12a von der Haut vermieden werden.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zumindest ein Stoffreservoir 36a auf, welches zu einer Aufnahme des auszustoßenden Stoffs 12a in einem Umfang vorgesehen ist, der für mehr als einen Ausstoßvorgang ausreichend ist. Das Stoffreservoir 36a ist im vorliegenden Fall als eine wechselbare Patrone ausgebildet. Beispielsweise kann das Stoffreservoir 36a eine Wirkstoffpatrone sein, die Wirkstoff für zehn oder 20 oder eine beliebige andere Anzahl an Injektionsvorgängen enthält. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für eine Selbstbehandlung eines Patienten, der in regelmäßigen Abständen Injektionen, beispielsweise mit Insulin, benötigt, vorteilhaft. Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zudem einen Anschluss 56a für das Stoffreservoir 36a auf. Der Anschluss 56a kann
beispielsweise zu einer druckdichten Schnellverbindung mit dem Stoffreservoir 36a vorgesehen sein. Vor dem Ausstoßen des Stoffs 12a aus der Ausstoßkammer 34a wird diese mit einem Teil des Stoffs 12a aus dem Stoffreservoir 36a befüllt. Vorzugsweise enthält das Stoffreservoir 36a den Stoff 12a mit einem Überdruck, vorteilhaft von mehreren Bar, zumindest vor einer ersten Entnahme des Stoffs 12a aus dem Stoffreservoir 36a.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist eine Rückstelleinheit 38a mit zumindest einem
Rückstellelement 40a auf, das in zumindest einem Rückverformungsbetriebszustand, insbesondere bei einer Rückverformung des Antriebselements 18a, zu einer Erzeugung einer Rückverformungskraft für das Antriebselement 18a vorgesehen ist. Die
Rückverformungskraft wirkt im vorliegenden Fall parallel zu der Längsachse 44a des Antriebselements 18a und insbesondere auf dessen Stirnseite 58a. Die Rückstelleinheit 38a ist zu einer Kompression des Antriebselements 18a nach dessen Dehnung, beispielsweise bei der Erzeugung der Betätigungsbewegung, vorgesehen.
Im vorliegenden Fall ist das Rückstellelement 40a als eine mechanische Feder, insbesondere als eine Spiralfeder, ausgebildet, wobei jedoch auch beliebige andere Federn wie beispielsweise Magnetfedern, Gasfedern, hydraulische Federn oder dergleichen infrage kommen. Die Rückstelleinheit 38a ist dazu vorgesehen, zumindest eine Befüllbewegung für zumindest eine Befüllung der Ausstoßkammer 34a mit dem Stoff 12a zu erzeugen. Im vorliegenden Fall bewegt die Rückstelleinheit 38a das Ausstoßelement 16a in dem Rückverformungsbetriebszustand parallel zu der Längsachse 44a des Antriebselements 18a und/oder von der Ausstoßöffnung 52a weg. Eine entsprechende Bewegung des Ausstoßelements 16a dient hierbei als Befüllbewegung, die insbesondere Stoff 12a aus dem Stoffreservoir 36a in die Ausstoßkammer 34a saugt.
Im vorliegenden Fall ist die Rückstelleinheit 38a außerdem dazu vorgesehen, die
Rückverformungskraft zumindest teilweise mittels einer Druckkraft des Stoffs 12a zu erzeugen. Der unter Druck stehende Stoff 12a des Stoffreservoirs 36a drückt in dem
Rückverformungsbetriebszustand gegen das Ausstoßelement 16a und dieses wiederum, insbesondere mittelbar über zumindest ein stabförmiges Übertragungselement 60a, gegen die Stirnseite 58a des Antriebselements 18a. Insbesondere findet im vorliegenden Fall bei der Rückverformung des Antriebselements 18a eine Befüllung der
Ausstoßkammer 34a mit Stoff 12a aus dem Stoffreservoir 36a statt.
Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass das Stoffreservoir 36a den Stoff 12a ohne Überdruck enthält und dieser lediglich aufgrund der Befüllbewegung, insbesondere des Ausstoßelements 16a, in die Ausstoßkammer 34a gelangt.
Im Folgenden wird teilweise zusätzlich oder alternativ zur Figur 2 nochmals auf die Figur 1 Bezug genommen. Die Ausstoßvorrichtung 10a weist eine Einstelleinheit 20a auf, die zu einer Einstellung zumindest eines Funktionsparameters vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist die Einstelleinheit 20a zu einem Einstellen der ersten Geschwindigkeit und/oder der zweiten Geschwindigkeit beziehungsweise zu einem Einstellen entsprechender Sollwerte vorgesehen. Die Einstelleinheit 20a weist zumindest eine Eingabeeinheit 66a auf, die beispielsweise ein Eingabeelement 67a mit Wählschaltern, Knöpfen oder dergleichen umfassen kann sowie vorteilhaft zumindest ein Display 69a. Die Eingabeeinheit 66a ist zur Eingabe zumindest eines Betriebsparameters durch den Benutzer vorgesehen. Beispielsweise kann dieser mittels der Eingabeeinheit 66a einen Betriebsmodus auswählen, eine zu injizierende Stoffmenge einstellen, einen Sollwert für eine Injektionstiefe eingeben oder dergleichen. Die Einstelleinheit 20a weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 22a auf, die zu einer Ansteuerung der Antriebseinheit 18a vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a eine Steuer- und Regeleinheit. Die Steuer- und/oder
Regeleinheit 22a ist zu einer Ansteuerung der Magneteinheit 32a vorgesehen. Zudem ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a zu einer Verarbeitung des Auslöseparameters vorgesehen.
Die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a ist dazu vorgesehen, zumindest einen
Antriebsparameter für die Antriebseinheit 14 in Abhängigkeit von zumindest einem Ausstoßparameter und/oder in Abhängigkeit von zumindest einem Stoffparameter zumindest teilweise automatisiert anzupassen. Im vorliegenden Fall ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen, die erste Geschwindigkeit und die zweite Geschwindigkeit auf einen jeweiligen Sollwert einzustellen und insbesondere zu regeln. Zudem ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen, entsprechende Sollwerte zumindest anhand des von dem Benutzer eingegeben Betriebsparameters zu ermitteln. Insbesondere steuert die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a eine Bestromung der Magneteinheit 32a derart, dass ein zeitlicher Verlauf einer Geschwindigkeit des Ausstoßelements 16a geregelt wird. Beispielsweise kann die Steuer- und/oder
Regeleinheit 22a bei dem Ausstoßen des Stoffs 12a die erste Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 50 με bis 100 με und/oder die zweite Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 100 με bis 200 με auf einen entsprechenden Sollwert regeln und hierzu insbesondere die Magneteinheit 32a entsprechend bestromen.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist eine Sensoreinheit 28a auf, die zu einer Erfassung zumindest eines Parameters vorgesehen ist. Die Sensoreinheit 28a ist vorteilhaft zur Übermittlung des Parameters an die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a vorgesehen. Ferner ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a vorteilhaft zu einer Verarbeitung des Parameters und insbesondere zu einer Bestimmung zumindest eines
Regelungsparameters, beispielsweise von PID-Werten und/oder Sollwerten, anhand des Parameters vorgesehen.
Im vorliegenden Fall ist die Sensoreinheit 28a zu einer Erfassung zumindest eines Stoff parameters vorgesehen. Die Sensoreinheit 28a umfasst beispielsweise zumindest einen ersten Sensor 68a, der den Stoffparameter des Stoffs 12a in der Ausstoßkammer 34a erfasst. Beispielsweise kann der Stoffparameter eine Temperatur, eine Absorption, eine Viskosität oder dergleichen sein.
Weiterhin ist im vorliegenden Fall die Sensoreinheit 28a zu einer Erfassung zumindest eines Ausstoßparameters vorgesehen. Die Sensoreinheit 28a umfasst beispielsweise zumindest einen zweiten Sensor 70a, der den Ausstoßparameter in einem Bereich der Ausstoßöffnung 52a oder alternativ in der Ausstoßkammer 34a erfasst. Der
Ausstoßparameter kann beispielsweise ein Istwert einer Geschwindigkeit des Stoffs 12a und/oder des Ausstoßelements 16a bei dem Ausstoßen des Stoffs 12 sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit 28a zu einer Erfassung einer Verformung und/oder einer Verformungsgeschwindigkeit des Antriebselements 18a vorgesehen sein.
Außerdem ist im vorliegenden Fall die Sensoreinheit 28a zu einer Erfassung zumindest eines Ausstoßzielparameters vorgesehen. Die Sensoreinheit 28a umfasst beispielsweise zumindest einen dritten Sensor 72a zur Erfassung zumindest eines Gewebeparameters, anhand dessen der Ausstoßzielparameter ermittelbar ist. Insbesondere ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen, den Ausstoßzielparameter anhand des Gewebeparameters zu ermitteln. Der Gewebeparameter kann beispielsweise eine
Information bezüglich eines korrekten Aufsetzens der Ausstoßvorrichtung 10a auf die Haut umfassen. Der Ausstoßzielparameter könnte in diesem Fall eine Freigabe umfassen, die lediglich erfolgt, sofern ein korrektes Aufsetzen vorliegt. Im Fall eines unkorrekten Aufsetzens kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a beispielsweise dazu vorgesehen sein, das Ausstoßen des Stoffs 12a auch nach Eingabe des Auslöseparameters zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass der Gewebeparameter
beispielsweise eine Hauttemperatur, eine Hautfarbe, eine Hautdicke, eine Leitfähigkeit oder dergleichen ist. Der dritte Sensor 72a kann hierfür beispielsweise als Kamera ausgebildet und zur Erfassung zumindest eines Bilds der Haut vorgesehen sein.
Selbstverständlich sind jedoch andere geeignete Sensoren denkbar. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a kann insbesondere in diesem Fall dazu vorgesehen sein, als
Ausstoßzielparameter Sollwerte für die erste Geschwindigkeit und/oder für die zweite Geschwindigkeit anhand des Gewebeparameters zu ermitteln. Beispielsweise kann ein hoher Sollwert für die erste Geschwindigkeit ermittelt werden, falls der Gewebeparameter ein Vorliegen einer dicken und/oder starken Haut anzeigt. Grundsätzlich kann die Sensoreinheit 28a beliebige Kombinationen von Sensoren 68a, 70a, 72a aufweisen, beispielsweise lediglich einen der beschriebenen Sensoren 68a, 70a, 72a oder lediglich zwei der beschrieben Sensoren 68a, 70a, 72a oder beliebige weitere Sensoren. Beispielsweise ist auch denkbar, dass die Sensoreinheit 28a einen Sensor zur direkten Erkennung eines Typs des Stoffreservoirs 36a, beispielsweise anhand eines an diesem angebrachten RFID-Chips aufweist.
Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zudem zumindest eine Sensorschnittstelle 26a auf, die zu einer Verbindung mit zumindest einem Sensor vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist die Sensorschnittstelle 26a zur Verbindung mit einer nicht gezeigten mobilen Vorrichtung wie beispielsweise einem Smartphone, einem Tablet, einer Datenbrille, einem Smartband, einem Wearable oder dergleichen beziehungsweise mit zumindest einem Sensor derselben vorgesehen. Die Sensorschnittstelle 26a ist im vorliegenden Fall als eine drahtlose Datenschnittstelle ausgebildet. Vorteilhaft ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a über die Sensorschnittstelle 26a mit einer Kamera der mobilen Vorrichtung oder mit einem anderen Sensor derselben verbindbar. Beispielsweise kann der Benutzer mittels der Kamera der mobilen Vorrichtung zumindest ein Bild der Haut aufnehmen, anhand dessen, insbesondere mittels zumindest einer Bildanalyse, die Steuer- und/oder
Regeleinheit 22a zumindest einen Ausstoßzielparameter ermittelt. Ebenso ist denkbar, dass der Benutzer ein Bild des Stoffreservoirs 36a, insbesondere vor dessen Verbindung mit der Ausstoßvorrichtung 10a, und/oder ein Bild einer Verpackung des Stoffreservoirs 36a aufnimmt, anhand dessen eine Beschaffenheit des Stoffs 12a, insbesondere mittels zumindest einer Datenbankabfrage, ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen sein, zumindest einen
Stoff parameter zu ermitteln. Die Ausstoßvorrichtung 10a weist zumindest eine Datenschnittstelle 30a auf, die zu einer Verbindung mit zumindest einer Datenbank vorgesehen ist. Die Datenschnittstelle 30a ist im vorliegenden Fall einteilig mit der Sensorschnittstelle 26a ausgebildet. Die
Datenschnittstelle 30a kann aber auch von der Sensorschnittstelle 26a verschieden ausgebildet sein. Die Datenschnittstelle 30a ist als eine drahtlose Datenschnittstelle ausgebildet. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a ist dazu vorgesehen, zumindest einen Parameter, beispielsweise einen Ausstoßzielparameter und/oder einen Stoffparameter, von der Datenbank zu beziehen. Insbesondere kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen sein, den Parameter in Abhängigkeit von mittels der Sensoreinheit 28a erfassten Parametern und/oder in Abhängigkeit von dem von dem Benutzer eingegebenen Betriebsparameter von der Datenbank abzufragen, beispielsweise um hinterlegte Sollwerte für die erste und/oder die zweite Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Hauttyp, einer Hautfarbe, einer Anwendung, einer Zielinjektionstiefe oder dergleichen abzufragen und/oder entsprechend optimierte PID-Werte von der Datenbank zu beziehen. Zudem ist denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen ist, Rohdaten oder teilprozessierte Daten zu einer Weiterverarbeitung mittels der Datenschnittstelle 30a an eine externe Recheneinheit, beispielsweise an einen virtuellen Rechner einer Cloud, zu übergeben, insbesondere Bilddaten zu einer
Bildanalyse. Ferner kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 22a dazu vorgesehen sein, zumindest ein mittels der Datenschnittstelle 30a empfangenes Analyseergebnis zu verarbeiten und/oder zumindest einen Antriebsparameter anhand eines solchen
Analyseergebnisses zu ermitteln. In den Figuren 3 bis 7 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 und 2 durch die Buchstaben b bis e in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der Figuren 3 bis 7 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 2 verwiesen werden.
Die Figur 3 zeigt ein erstes alternatives Ausstoßgerät 42b mit einer ersten alternativen Ausstoßvorrichtung 10b in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Die Figur 4 zeigt die erste alternative Ausstoßvorrichtung 10b in einer schematischen
Teilschnittdarstellung. Das erste alternative Ausstoßgerät 42b ist im vorliegenden Fall als ein Tätowiergerät ausgebildet. Die erste alternative Ausstoßvorrichtung 10b ist zudem im vorliegenden Fall als eine Tätowiergerätevorrichtung ausgebildet. Die erste alternative Ausstoßvorrichtung 10b ist zu einem Ausstoßen eines Stoffs 12b vorgesehen. Zudem ist die erste alternative Ausstoßvorrichtung 10b dazu vorgesehen, den Stoff 12b in und/oder unter eine Haut, insbesondere eines Menschen oder eines zu
tätowierenden/markierenden Tieres, zu injizieren. Die erste alternative Ausstoßvorrichtung 10b weist zumindest eine Antriebseinheit 14b auf, die zu einer Erzeugung zumindest einer Betätigungsbewegung für zumindest ein Ausstoßelement 16b vorgesehen ist. Die
Antriebseinheit 14b weist zumindest ein zumindest teilweise magnetisch
formveränderliches Antriebselement 18b auf.
Der Stoff 12b enthält im vorliegenden Fall zumindest einen Farbstoff. Beispielsweise kann der Stoff 12b eine flüssige Tätowierfarbe sein. Ebenso kann der Stoff 12b ein Pulver eines Pigments oder eine pulverförmige Pigmentmischung umfassen und insbesondere als eine solche ausgebildet sein.
Das Antriebselement 18b ist im vorliegenden Fall aus einer magnetischen
Formgedächtnislegierung ausgebildet. Insbesondere ist das Antriebselement 18b ein MSM-Antriebselement. Die Antriebseinheit 14b weist eine Magneteinheit 32b auf, die zu einer Erzeugung eines Formveränderungsmagnetfelds für das Antriebselement 18b vorgesehen ist. Das
Formveränderungsmagnetfeld ist im vorliegenden Fall dazu vorgesehen, insbesondere ausgehend von einem unverformten und/oder gedehnten Zustand des Antriebselements 18b, eine Kontraktion des Antriebselements 18b, insbesondere parallel zu dessen
Längsachse 44b, zu bewirken. Die Magneteinheit 32b ist dazu vorgesehen, das
Formveränderungsmagnetfeld derart zu erzeugen, dass dessen Feldlinien in einem Bereich des Antriebselements 18b und/oder innerhalb des Antriebselements 18b zumindest im Wesentlichen parallel zu dessen Längsachse 44b verlaufen.
Im vorliegenden Fall weist die Magneteinheit 32b zur Erzeugung des
Formveränderungsmagnetfelds eine Spule 46b auf. Die Spule 46b umgreift das
Antriebselement 18b. Das Antriebselement 18b ist zumindest abschnittsweise und vorteilhaft vollständig innerhalb der Spule 46b angeordnet. Wicklungen der Spule 46b verlaufen um die Längsachse 44b des Antriebselements 18b herum. Eine Spulenachse 74b der Spule 46b ist mit der Längsachse 44b des Antriebselements 18b identisch. Die Ausstoßvorrichtung 10b weist eine Rückstelleinheit 38b mit zumindest einem
Rückstellelement 40b auf. Das Rückstellelement 40b ist als eine Feder ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist das Rückstellelement 40b eine Druckfeder. Das Rückstellelement 40b umgreift das Antriebselement 18b. Das Rückstellelement 40b ist mit Lagerelementen 76b, 78b für das Antriebselement 18b verbunden. Bei einer Rückverformung drückt das Rückstellelement 40b die Lagerelemente 76b, 78b derart auseinander, dass das, insbesondere entlang seiner Längsachse 44b nach einem Ausstoßen verkürzte,
Antriebselement 18b entlang seiner Längsachse 44b gedehnt wird.
Die Ausstoßvorrichtung 10b weist eine Ausstoßkammer 34b auf. Das Ausstoßelement 16b ist nach Art eines Kolbens in der Ausstoßkammer 34b beweglich angeordnet. Das Ausstoßelement 16b ist über zumindest ein Übertragungselement 60b an das
Antriebselement 18b derart gekoppelt, dass eine Kontraktion des Antriebselements 18b eine Bewegung des Ausstoßelements 16b innerhalb der Ausstoßkammer 34b bewirkt. Das Übertragungselement 60b tritt durch eine Durchführung 80b in die Ausstoßkammer 34b ein. Das Übertragungselement 60b ist abschnittsweise innerhalb der Ausstoßkammer 34b angeordnet. Bei dem Ausstoßen des Stoffs 12b bewegt sich das Ausstoßelement 16b auf die Durchführung 80b zu. Vor dem Ausstoßen des Stoffs 12b ist dieser gemeinsam mit dem Übertragungselement 60b auf einer Seite des Ausstoßelements 16b angeordnet. Die Ausstoßkammer 34b weist einen Ausstoßkanal 54b auf, der im vorliegenden Fall seitlich aus dieser austritt. Bei dem Ausstoßen des Stoffs 12b drückt das Ausstoßelement 16b diesen in eine Richtung auf die Durchführung 80b zu und in den Ausstoßkanal 54b. Die Antriebseinheit 14b ist im vorliegenden Fall als ein Pull-Aktor ausgebildet.
Insbesondere zieht die Antriebseinheit 14b bei dem Ausstoßen des Stoffs 12b an dem Ausstoßelement 16b.
Selbstverständlich ist alternativ eine Verwendung eines Pull-Aktors, insbesondere analog zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 denkbar. Zudem ist denkbar, dass ein Ausstoßkanal 54b auf einer der Antriebseinheit 14b zugewandten Seite der
Ausstoßkammer 34b angeordnet ist. Ferner ist denkbar, dass ein Pull-Aktor in
Kombination mit einer geeigneten Übersetzungsmechanik verwendet wird, sodass beispielsweise ein drückendes Ausstoßelement analog zu dem Fall der Figuren 1 und 2 eingesetzt werden kann. Die Figur 5 zeigt eine zweite alternative Ausstoßvorrichtung 10c in einer schematischen Teilschnittdarstellung. Die zweite alternative Ausstoßvorrichtung 10c weist eine
Antriebseinheit 14c mit zumindest einem Antriebselement 18c auf. Das Antriebselement 18c ist im vorliegenden Fall aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung
ausgebildet.
Die zweite alternative Ausstoßvorrichtung 10c weist eine Rückstelleinheit 38c für das Antriebselement 18c mit einem Rückstellelement 40c auf, welches zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material ausgebildet ist. Das Rückstellelement 40c ist im vorliegenden Fall ein Antriebselement einer weiteren Antriebseinheit 82c.
Insbesondere kann das Rückstellelement 40c zu dem Antriebselement 18c der
Antriebseinheit 14c identisch ausgebildet sein. Die weitere Antriebseinheit 82c ist zu der Antriebseinheit 14c antagonistisch angeordnet. Die Antriebseinheit 14c und die weitere Antriebseinheit 82c sind nach Art eines Pull-Pull-Aktors angeordnet und bilden insbesondere gemeinsam einen solchen aus. Vorzugweise sind die Rückstelleinheit 38c und die Antriebseinheit 14c gemeinsam dazu vorgesehen, eine Verformung des
Rückstellelements 40c zu einer Rückverformung des Antriebselements 18c zu nutzen und umgekehrt. Zudem ist denkbar, dass die Rückstelleinheit 38c dazu vorgesehen ist, die Verformung des Rückstellelements 40c zu einer zumindest teilweisen Erzeugung einer Befüllbewegung zu nutzen.
Die Figur 6 zeigt eine dritte alternative Ausstoßvorrichtung 10d in einer schematischen Teilschnittdarstellung. Die dritte alternative Ausstoßvorrichtung 10d weist eine
Antriebseinheit 14d mit zumindest einem Antriebselement 18d auf. Zudem weist die dritte alternative Ausstoßvorrichtung 10d eine Rückstelleinheit 38d mit zumindest einem Rückstellelement 40d auf. Die Antriebseinheit 14d und die Rückstelleinheit 38d bilden gemeinsam einen Push-Push-Aktor, insbesondere einen MSM-Push-Push-Aktor aus. Die dritte alternative Ausstoßvorrichtung 10d ist grundsätzlich analog zu der zweiten alternativen Ausstoßvorrichtung 10c der Figur 5 ausgebildet, wobei jedoch eine Dehnung des Antriebselements 18d beziehungsweise des Rückstellelements 40d anstelle einer Kontraktion zur Bewegungserzeugung verwendet wird.
Die Figur 7 zeigt eine vierte alternative Ausstoßvorrichtung 10e in einer schematischen Schnittdarstellung. Die vierte alternative Ausstoßvorrichtung 10e ist zu einem Ausstoßen eines Stoffs 12e vorgesehen. Die vierte alternative Ausstoßvorrichtung 10e weist eine Antriebseinheit 14e mit zumindest einem zumindest teilweise magnetisch
formveränderlichen Antriebselement 18e auf. Die Antriebseinheit 14e ist in der Figur 7 lediglich teilweise dargestellt. Die vierte alternative Ausstoßvorrichtung 10e weist eine Einstelleinheit 20e auf, die zu einer Einstellung zumindest eines Funktionsparameters vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist die Einstelleinheit 20e zu einer Einstellung eines Sollwerts zumindest einer Geschwindigkeit eines Ausstoßes des Stoffs 12e vorgesehen. Die Einstelleinheit 20e kann zudem zu einem Einstellen eines Ausstoßvolumens vorgesehen sein.
Die Einstelleinheit 20e weist zumindest ein zumindest teilweise mechanisches
Einstellelement 24e auf. Im vorliegenden Fall ist das Einstellelement 24e ein rein mechanisches Einstellelement. Das Einstellelement 24e ist als eine Stellschraube ausgebildet. Das Einstellelement 24e ist zu einer Vorspannung eines, insbesondere als Rückstellelement für das Antriebselement 18e fungierenden, Federelements 84e vorgesehen. Das Einstellelement 24e ist auf das Antriebselement 18e zu oder von diesem wegbewegbar, insbesondere mittels eines Schraubens. Mittels Vorspannen des
Federelements 84e ist eine Vorspannung des Antriebselements 18e und insbesondere dessen Verformungsverhalten einstellbar. Ferner weist die vierte alternative Ausstoßvorrichtung 10e eine Ausstoßkammer 34e sowie ein in der Ausstoßkammer 34e angeordnetes Ausstoßelement 16e auf. Die
Ausstoßkammer 34e ist wechselbar ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind die
Ausstoßkammer 34e und das Ausstoßelement 16e gemeinsam wechselbar ausgebildet.
Das Ausstoßelement 16e ist zu einer Verbindung mit einem Übertragungselement 60e der Antriebseinheit 14e vorgesehen. Insbesondere kann die Verbindung eine, insbesondere mechanische, Schnellverbindung, beispielsweise eine Klickverbindung, eine
Rastverbindung, eine magnetische Verbindung oder dergleichen sein.
Die Ausstoßkammer 34e und das Ausstoßelement 16e sind im vorliegenden Fall Teile einer Wechselkartusche 86e, beispielsweise mit einer definierten Maximalmenge des Stoffs 12e, beispielsweise eines Wirkstoffs. Die Wechselkartusche 86e kann
beispielsweise zu einer einmaligen Injektion vorgesehen sein. Für einen erneuten
Injektionsvorgang ist dann eine weitere Wechselkartusche zu verwenden.

Claims

Ansprüche
Ausstoßvorrichtung, insbesondere nadelfreie Injektionsvorrichtung, zum
Ausstoßen zumindest eines Stoffs (12a; 12b), insbesondere eines Wirkstoffs und/oder eines Farbstoffs, vorzugsweise eines Fluids und/oder eines Pulvers, vorteilhaft zur Injektion in Gewebe, insbesondere in und/oder unter Haut, mit zumindest einer Antriebseinheit (14a-e), die zu einer Erzeugung zumindest einer Betätigungsbewegung für zumindest ein Ausstoßelement (16a; 16b; 16e) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (14a-e) zumindest ein zumindest teilweise magnetisch formveränderliches
Antriebselement (18a-e) aufweist.
2. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine
Einstelleinheit (20a; 20e), die zu einer Einstellung zumindest eines
Funktionsparameters vorgesehen ist.
Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einstelleinheit (20a) eine Steuer- und/oder Regeleinheit (22a) umfasst, die z einer Ansteuerung der Antriebseinheit (14a) vorgesehen ist.
Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (22a) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Antriebsparameter für die Antriebseinheit (14a) in Abhängigkeit von zumindest einem Ausstoßparameter und/oder in Abhängigkeit von zumindest einem Stoffparameter zumindest teilweise automatisiert anzupassen.
5. Ausstoßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (20e) zumindest ein zumindest teilweise mechanisches Einstellelement (24e) aufweist.
6. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eine Sensorschnittstelle (26a), die zu einer Verbindung mit zumindest einem Sensor vorgesehen ist.
7. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eine Sensoreinheit (28a), die zu einer Erfassung zumindest eines Parameters, insbesondere eines
Ausstoßzielparameters und/oder eines Stoffparameters, vorgesehen ist.
8. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eine Datenschnittstelle (30a), die zu einer Verbindung mit zumindest einer Datenbank vorgesehen ist.
9. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (14a) zumindest eine ansteuerbare Magneteinheit (32a; 32b) aufweist, die zu einer Erzeugung zumindest eines Formveränderungsmagnetfelds für das Antriebselement (18a; 18b) vorgesehen ist.
10. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch das Ausstoßelement (16a; 16b) und durch zumindest eine Ausstoßkammer (34a; 34b), in welcher das Ausstoßelement (16a; 16b) in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise angeordnet ist.
1 1 . Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest die Ausstoßkammer (34e) wechselbar ausgebildet ist.
12. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (14a) dazu vorgesehen ist, insbesondere in zumindest einem Eindringbetriebszustand, zumindest einen Ausstoß des Stoffs (12a) mit zumindest einer ersten Geschwindigkeit und, insbesondere in zumindest einem Zuführbetriebszustand, mit zumindest einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen zweiten Geschwindigkeit zu bewirken.
13. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Geschwindigkeit größer ist als 20 m/s und vorteilhaft größer als 100 m/s.
14. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Geschwindigkeit kleiner ist als die erste Geschwindigkeit.
15. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest ein Stoffreservoir (36a; 36b), welches zu einer Aufnahme des auszustoßenden Stoffs (12a; 12b) in einem Umfang vorgesehen ist, der für mehr als einen Ausstoßvorgang ausreichend ist.
16. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest eine Rückstelleinheit (38a-d) mit zumindest einem Rückstellelement (40a-d), das in zumindest einem
Rückverformungsbetriebszustand zu einer Erzeugung einer
Rückverformungskraft für das Antriebselement (18a-d) vorgesehen ist.
17. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (40c; 40d) zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material ausgebildet ist.
18. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (38a; 38b) zu einer zumindest teilweisen Erzeugung der Rückverformungskraft aus einer Druckkraft des Stoffs (12a; 12b) vorgesehen ist.
19. Ausstoßvorrichtung zumindest nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinheit (38a) dazu vorgesehen ist, zumindest eine Befüllbewegung für zumindest eine Befüllung, insbesondere der Ausstoßkammer (34a) und/oder des Stoffreservoirs (36b), mit dem Stoff (12a) zu erzeugen.
20. Ausstoßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Antriebselement (18a) zumindest teilweise aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung ausgebildet ist.
21 . Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
magnetische Formgedächtnislegierung Nickel, Mangan und Gallium enthält.
22. Ausstoßvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Formgedächtnislegierung einkristallin ausgebildet ist.
23. Ausstoßgerät, insbesondere nadelfreies Injektionsgerät, insbesondere
Stoffapplikationsgerät und/oder Tätowiergerät oder dergleichen, mit zumindest einer Ausstoßvorrichtung (10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
24. Verfahren mit einer Ausstoßvorrichtung (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 22.
25. Verwendung einer Ausstoßvorrichtung (10a; 10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 zur Injektion zumindest eines Stoffs (12a) in Gewebe, insbesondere in Haut.
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