WO1988009187A1 - Infusion apparatus - Google Patents

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WO1988009187A1
WO1988009187A1 PCT/CH1988/000092 CH8800092W WO8809187A1 WO 1988009187 A1 WO1988009187 A1 WO 1988009187A1 CH 8800092 W CH8800092 W CH 8800092W WO 8809187 A1 WO8809187 A1 WO 8809187A1
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WO
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infusion
piston
infusion device
pressure
ampoule
Prior art date
Application number
PCT/CH1988/000092
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Michel
Hans Müller
Original Assignee
Disetronic Ag
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Publication date
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Priority to AT88904197T priority patent/ATE91239T1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/155—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by gas introduced into the reservoir
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/015—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes with pneumatically or hydraulically actuated piston or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M2005/14204—Pressure infusion, e.g. using pumps with gas-producing electrochemical cell

Definitions

  • the invention relates to an infusion device.
  • 1 shows an axial longitudinal section through a first exemplary embodiment of the infusion device with an associated connection unit, in a broken down representation
  • 2 shows a schematic representation of possible distribution rates
  • FIG. 3 shows an axial longitudinal section through a second exemplary embodiment of the infusion device with an associated connection connection unit, in a broken down representation
  • Fig. 6 is an illustration of the embodiment of Fig. 5 in the operational state, partially in section, and
  • FIG. 7 shows an axial longitudinal section through the insert head of the ready-to-use infusion device according to FIG. 6, inserted into the ampoule, on a larger scale.
  • the basic structure of the infusion device shown in FIG. 1 consists of a two-part housing 1, 2, a compressible, bag-like container 3 for the infusion liquid, which is arranged in the housing 1, 2 and can be connected to a hose or infusion catheter 4 on the outside thereof, and a device 5, 33 for generating a constant overpressure in the part 6 of the housing space surrounding the container 3, which in the illustrated embodiment consists of a galvanic cell 5 and one of the desired overpressure responsive overpressure valve 33.
  • the galvanic cell 5 is constructed, for example, of the type known from DE-OS 35 32 335 and preferably in accordance with the button cell described in column 6, lines 22-44 of DE-OS 35 32 335 and shown in FIG. 1.
  • the cell is loaded by a resistance (not shown in FIGS. 1 and 3) and supplies a constant amount of hydrogen or oxygen per unit of time determined by the load.
  • the housing part 1 is cup-shaped and consists of transparent material, so that the filling state of the container 3 can be monitored and the progress of the infusion on the container 3 which is continuously compressed further can be followed. In the filled state, the container 3 is at a small distance from the wall of the housing part 1.
  • the housing part 2 forms a cover for the part 1, it carries the container 3, is designed to connect the container 3 to the hose 4 and contains the device 5, 33 for generating the excess pressure and further equipment elements of the infusion device.
  • the parts 1 and 2 (not shown), for example, by a 'screw, Bajonett ⁇ or clamping closure releasably held together and sealed to one another by a sealing ring. 9
  • the housing space is separated by the wall of the bag 3 into two subspaces, one 6 of which is connected to the device 5, 33 for generating and regulating compressed gas, and the other 7, namely the space of the bag 3, for receiving the infusion flows ⁇ liquid serves and can be connected to the hose 4.
  • the wall of the bag 3 transmits the gas pressure to the infusion liquid without the gas coming into contact with it.
  • the container part 2 is provided with a continuous opening 10.
  • the inner end 11 of the through opening 10, based on the container 1, 2, is detachably connected to an outflow attachment 13 of the container 3 (for example a plug or screw connection) such that the container 3 can be replaced after the housing part 1 has been removed Housing part 2 was released.
  • the other, outer end 14 of the through opening 10 is designed for connection to the infusion catheter 4, for example is provided with an internal thread 15 for an external thread 17 of a connecting piece 18 of the tube 4.
  • a narrow or throttling point 19 is formed in the through opening 10 and a (for example membrane-like) closure piece 21 is arranged, through which a hollow needle 22 of the connecting piece 18 passes when the hose 4 is connected.
  • the constriction 19 and the hollow needle 22 then limit the infusion rate at the given overpressure in space 6 and the given viscosity of the infusion liquid.
  • the outflow neck 13 of the container 3 must be opened before being inserted into the inner end 11 of the through opening, for example by cutting off a projection (not shown) formed on it.
  • a hollow needle (not shown) arranged concentrically in the through opening 10 could also be provided, which pushes through the outer end of the outflow attachment 13 when it is inserted into the inner end 11 of the through opening 10.
  • the device can also be designed without the constriction or throttling point 19 such that the hollow needle 22 pushes through the outer end of the outflow attachment 13 in order to connect the hose 4 to the container 3.
  • the hollow needle 22 also takes over the function of the constriction or throttling point 19.
  • the gas-generating galvanic cell 5 is interchangeably arranged in a cavity 25 formed in the housing part 2, which is connected to the space 6 through a channel 26.
  • the channel 26 expediently opens (deviating from the schematic representation) close to the cylinder jacket of the housing part 1 into the space 6, so that the bag-like container 3 does not prevent the gas from escaping.
  • the gas loss which occurs in this case is portable because commercially available galvanic cells of this type, when interacting with the pressure relief valve 33, supply a gas quantity which is at least sufficient for an infusion.
  • the pressure indicator 29-31 and the valve 33 are arranged in the housing part 2.
  • a pressurized gas cartridge which can be exchangeably arranged in the housing part 2 can also be used. It is particularly expedient to have a cartridge which has a system (known from pocket lighters) which partly has a liquid with a low boiling temperature and partly its communicating chambers which contain steam and in which the liquid is prevented from entering a steam chamber. The liquid is to be selected so that its vapor pressure corresponds to the overpressure desired in room 6.
  • a hollow needle opening into the channel 26 is to be arranged in the space accommodating the cartridge, which pushes into the vapor chamber of the cartridge, which is protected from the ingress of the liquid. if this is inserted into the device.
  • the corresponding hollow needle would have to be connected to the channel 26 by a reducing valve if the content of the gas cartridge is not sufficient to maintain the gas pressure kept constant by the pressure relief valve 33 for a sufficiently long time.
  • an air pump e.g. Piston pump
  • a motor fed from a battery which is switched on and off by a control valve when the pressure in the housing part space 6 falls below or exceeds the desired pressure.
  • the device can be used to apply an essentially constant rate of distribution of the infusion liquid.
  • the load contradiction connecting the anode and cathode of the galvanic button cell 5 can be changed by z.
  • a semiconductor element acting as a load resistor, expediently a transistor, is controlled, or if a compressed gas cartridge containing only gas is used, the reducing valve can be made adjustable. Program control for printing can also be provided.
  • the pressure generator is a galvanic cell with a transistor as a load resistor
  • an electrical control can be used in which, for example, a piezoelectric pressure sensor controls the transistor.
  • the flow resistance of the constriction or throttling point 19 and / or the pressure in the space 6 can also be controlled by a device monitoring the patient depending on the respective condition of the patient (eg pulse, blood sugar).
  • FIG. 2a shows a constant payout rate (A) 41 without an additional bolus
  • FIG. 2b shows a step-by-step payout rate 42, 43, 42
  • FIG. 2d shows a constant payout rate 42 with an irregularly repeated bolus 44
  • FIG. 2e shows an application in which the bolus 44 is repeatedly superimposed on the gradually changing payout rate 42, 43, 42. According to FIG. 2c, only the bolus 44 is applied in repetition in time.
  • the basic structure of the infusion device shown in FIG. 3 consists of a cylinder 50 made of transparent material, in which a piston 51 is mounted so as to be easily displaceable.
  • the cylinder 50 is closed at one end 53 by a cover 54.
  • the other cylinder end 56 is tapered and has an extension provided transition approach 57, which is designed for connecting a connection piece 58 to one end of a tube 59, which is to be used as an infusion catheter or is provided with an infusion needle at the other end (not shown).
  • the cylinder 50 with the taper 56 and the outlet shoulder 57 and the piston 51 (without piston rod) can be part of a piston syringe which is commercially available for medical purposes.
  • the cover 54 is detachably connected to the cylinder 50 and contains a device for generating compressed gas, e.g. a galvanic cell 5, a pressure display device 29-31 and a pressure relief valve 33, which are designated in FIG. 3 with the same reference numerals as in FIG. 1, and to which the above applies analogously.
  • a device for generating compressed gas e.g. a galvanic cell 5
  • a pressure display device 29-31 e.g. a pressure display device 29-31 and a pressure relief valve 33, which are designated in FIG. 3 with the same reference numerals as in FIG. 1, and to which the above applies analogously.
  • the cylinder chamber is separated by the piston 51 into two sub-chambers, one 61 of which is connected to the device 5 for generating compressed gas, and the other 62 of which serves to hold the infusion liquid and can be connected to the hose 59.
  • the piston 51 transmits the gas pressure to the infusion liquid without the gas coming into contact with it.
  • the piston 51 can be designed on its side facing the cover 54 to grip an aid with which it can be pulled upwards when the cover 54 is removed in the position of the device shown in FIG. 3 for filling the same, the infusi ⁇ onsiquid is sucked in at the outlet nozzle 57.
  • the piston 51 can be provided with a depression, which is bridged by a web on which tweezers or a hook can engage, or the depression can be used to insert one by rotation be formed tensile with the piston 51 connectable key or be provided with a threaded hole into which a grub screw of a handle can be screwed to withdraw the piston 51.
  • the displacement of the piston 51 is expediently limited by a stop (not shown) on the cylinder end 53.
  • the device In order to expel air from the space 62 (and possibly the connected hose 59), the device can be held with the outlet support 57 upwards and by hand on the piston 51, in accordance with the usual procedure when using piston syringes be pressed.
  • the conical taper at the cylinder end 56 is essential because it inevitably leads air bubbles to the outlet port 57.
  • the outlet neck 57 can be closed by a cap, in the example shown a screw connection of the connecting piece 58 to the outlet neck 57 by a screw cap (not shown).
  • the capillary 64 is bridged by a bypass with a valve which offers the distribution possibilities (bolus) previously explained in connection with FIG. 2.
  • a corresponding bypass can also be provided analogously in the exemplary embodiments of FIGS. 1, 4 and 5.
  • the cylinder 70 with the outlet nozzle 71 and the piston 72 are parts of a commercially available piston or ampoule syringe, the piston 72 being provided with a threaded hole (not shown) on its side facing away from the outlet nozzle 71 so that it can be withdrawn when the cylinder cover 74 is removed by means of a handle equipped with a threaded bolt for filling the cylinder 70 with infusion liquid, as previously mentioned.
  • the cover contains, in a coaxial arrangement, a gas-developing galvanic cell 76, which is designed as a button cell according to DE-OS 35 32 335 and is loaded by a resistor 77, and a pressure relief valve 80.
  • the resistor 77 is with one pole of the button cell 76 directly and connected to the other via a contact spring 78.
  • an insulating plate (not shown) is pushed between the button cell 76 and the contact spring 78, which protrudes on the circumference of the cover 74 and can be grasped and pulled out there in order to close the circuit and to activate the cell 76 before the cover 74 is attached to the cylinder and the device is put into use.
  • a contact can also be provided for the same purpose, which closes automatically when the cover 74 is attached to the cylinder 70 and opens when the cover is removed again.
  • the cell 76 does not necessarily have to be exchangeable; it can form a unit intended for single use with the cover 74 (and the overpressure valve 80). Such units with pressure relief valves 80 set to different pressures can be designed in different colors. This also applies to connection pieces with capillaries of different widths.
  • the cylinder 70 can be filled for repeated use or filled in the factory and intended for single use, the outlet connection 71 being equipped with a removable closure or being pierced by a hollow needle attached to the connector 82 is, as previously mentioned in connection with FIG. 1.
  • the cylinder 70 with the piston 72 and the cover 74 containing the cell 76 and the pressure relief valve 80 can also be a factory-filled unit for single use, whereby the cover 74 can be permanently connected to the cylinder 70 and is to be designed such that the previously mentioned insulating plate (deviating from the arrangement of the cell 76 in FIG. 4) protrudes on the part of the cover protruding from the cylinder 70, and is appropriately secured against being accidentally pulled out.
  • a filter 84 is arranged in the connecting piece 82 in front of the capillary 83, which holds back any particles which may be present in the infusion liquid and which could block the capillary 83.
  • This filter 84 and the other details explained in connection with FIG. 4 can also be applied analogously to the other embodiments of the infusion device, and this also applies vice versa.
  • the preferred embodiment of the infusion device consists of an ampoule 101 equipped with a piston 100, an insert head 102 designed as a cover for the rear ampoule end and a connection unit composed of a throttle device 103 and a catheter 104 .
  • a pull-up rod 106 provided at the lower end with a thread 105 and a connection unit 107 with a cannula 108 are provided.
  • the ampoule 101 is a commercially available spray ampoule, the front end of which is provided with a connection luer 109, and in which the likewise commercially available piston 100 is seated, which consists of a rubber stopper 110 with an insert 111 inserted therein and having a threaded blind hole.
  • a holding sleeve 112 for the insert head 102 In the rear end of the ampoule there is a holding sleeve 112 for the insert head 102, the outer wall of which is tightly welded to the ampoule wall.
  • the rear part of the sleeve has a smooth inner wall and a collar 113 resting on the ampoule flange, the front one has an internal thread 114 for the insert head and an annular inwardly projecting stop 115 for the piston 100.
  • the insert head 102 has a knurled head part 117, the diameter of which is larger than that of the ampoule 101, and a screw part 119, inserted from below into the head part and provided with an external thread 118, in which a feed unit for the start of the piston advance and a galvanic button cell according to DE-OS 35 32 335 are arranged for the further piston feed.
  • an overpressure valve 121 communicating through a connecting channel with the button cell is arranged in the head part 117, the outlet of which opens into an outlet on the circumference of the head part 117.
  • the outlet is closed by a rupture disk 122 which bursts when the pressure relief valve 121 responds and thus indicates its functionality.
  • the pole contacts (anode and cathode) of the button cell 120 are via a contact tongue 123 and a contact spring 124 through one on the underside of a printed circuit board 125 arranged resistor 126 connected to each other.
  • an insulating plate 128 forming a safety element is pushed through a slot 127 of the insert head 102 between the pole contact of the button cell 120 and the contact spring 124, which protrudes laterally out of the insert head 102 to such an extent that it can be started by hand gripped and the insert head can only be inserted into the rear ampoule end after the plate 128 has been pulled out and the button cell 120 started up.
  • the feed unit comprises a pot-shaped part 130 which is open at the bottom and provided with a gas passage in the bottom of the pot and into which a plunger 131 protrudes.
  • the plunger 131 is hollow, closed at its lower end 134 and provided with a collar 132 adapted to the inner wall of the pot at its upper, open end.
  • a pressure spring 136 running around a pin 135 is clamped between the pot base 133 and the pestle base 134. (The bolt 136 is provided for reasons of airspace reduction explained below).
  • the plunger 131 is mounted between the position in which the collar 132 abuts an annular inwardly projecting extension 137 of the screw part 119 and a position in which the collar 132 abuts the pot bottom 133 in the extension 137.
  • the plunger In the former position the plunger is located before inserting the insert head 102 (FIG. 5), in the latter immediately after the insert head 102 is screwed into the holding sleeve 112 (FIG. 7).
  • An O-ring 138 on the circumference of the insert head 102 seals it when inserted on the holding sleeve 112, so that the gas generated by the cell cannot escape.
  • the O-ring 138 lies on the upper, threadless periphery of the screw part 119 and is secured against slipping upwards by a step 116 formed by the head part 117.
  • the throttle device 103 has a cylindrical housing provided with an inlet-side connector adapted to the connection luer 109 and an outlet-side connector adapted to a connection luer of the catheter 104, in which a filter 139 and a capillary tube 140 are arranged subsequent to the outlet channel of the inlet-side connector .
  • the filter 139 is a commercially available medication filter, the pore size of which is smaller than the inner diameter (40 micrometers) of the capillary tube 140, so that it cannot be blocked.
  • the filter 139 and the capillary tube 140 are pressed together with O-rings 141 arranged on both filter ends between two end walls of the cylindrical housing, so that the infusion liquid flows reliably through the filter and the capillary tube.
  • the pull-up rod 106 provided at the front with the external thread 105 is screwed into the threaded blind hole of the insert 111 of the piston 100 and the connection unit 107 with the cannula 108 is plugged onto the connection luer 109, so that the ampoule 101 in can be filled in the usual way.
  • the ampoule 101 must be filled completely, which is ensured by the stop 115 of the holding sleeve 112, against which the piston 100 strikes after it has been completely filled.
  • the pull-up rod 106 is unscrewed from the piston 100 and the connection unit 107 is removed from the Luer 109.
  • the throttle device 103 is tightly connected on the output side to the catheter 104 and on the input side to the Luer 109.
  • the insulating plate 128 is then pulled out of the insert head 102, and this is inserted from behind into the ampoule 101 and screwed into the internal thread 114 of the holding sleeve 112 with the external thread 118 of its screw part 119.
  • the air space under the O-ring 138 protrudes through the threads 114, 118 and the gaps between the holding sleeve 112, the screw part 119, the plunger 131, the feed part 130 with the passage in the cup ode 133 and the printed circuit board with the air space the cell 120 and through the connection channel with the inlet of the pressure relief valve 121 in connection.
  • the arrangement of the O-ring 138 ie the path length over which the O-ring 138 is moved along the mounting sleeve, is selected in relation to the air spaces so that the compressed air reaches an overpressure at which the pressure relief valve 121 responds , so that the rupture disc 122 breaks and the functioning of the pressure relief valve 121 is indicated,
  • the plunger 131 When the screw part 119 begins to be screwed in, the plunger 131 is pressed down by the spring 136 and its collar 132 is supported on the extension 137. When screwing on, the (unthreaded) plunger 131 goes into the threaded hole of the insert 111 of the plunger 100. Since the infusion liquid can only escape very slowly through the filter 139 and the capillary tube 140, the plunger (which is also held in the ampoule 101 by static friction) becomes 100 held by the liquid pressure of the infusion liquid against the spring force of the spring 136 and the plunger 131 therefore moved upward against the spring force into the position shown in FIG. 7.
  • the spring 136 is dimensioned such that the pressure exerted by the piston 100 on the infusion liquid at the start of the feed due to the spring force is approximately the same as that exerted by the piston 100 on the infusion liquid when the gas pressure is fully built up (when the spring is ineffective) Pressure, and that the piston 100 is advanced through the cell 120 with a steadily decreasing spring force during the build-up of the gas pressure, so that the superimposition of the decreasing spring force and the increasing gas pressure results in an approximately constant piston advance and a correspondingly constant one Distribution rate results which, when the gas pressure is fully built up, is maintained by this alone.
  • the piston feed is briefly greater than after the gas pressure has been built up completely, which is desirable since the device 103 and the catheter 104 must be filled with the infusion liquid.
  • the collar 132 of the plunger 131 strikes the extension 137, so that the spring force no longer acts on the piston 100 which is moved away from the plunger 131 by the gas pressure.
  • the resistor 126 and the overpressure valve 121 consequently ensure that the gas pressure generated by the cell remains constant.
  • Resistor 126 is dimensioned such that the cell delivers enough gas to maintain the gas working pressure required for the desired distribution rate;
  • the overpressure at which the overpressure valve 121 is opened is set to a tolerance of approximately 0.2 bar higher than the gas working pressure.
  • the inside diameter of the capillary tube 140 is dimensioned so small, preferably 40 micrometers, that the infusion liquid flowing through has to overcome a high (travel) resistance, which is so high that the friction of the plunger 100 and the patient's skin back pressure are negligible . This ensures that fluctuations in the piston friction and skin counterpressure have practically no effect on the distribution rate (infusion rate) and that a high gas working pressure can be used, which ensures a reliably constant feed rate of the piston.
  • the delivery rate (infusion rate) is approximately proportional to the gas working pressure and indirectly proportional to the viscosity and length of the capillary tube, but with the fourth power depends on the inside diameter of the capillary tube 140, which is why the inside diameter is very precise must be observed to ensure the desired infusion rate.
  • the components shown in FIG. 5 can be used as a kit for assembling infusion devices with different infusion rates.
  • the infusion rate is - with the same dimensioning throttle device device 103 (same inner diameter of the capillary tube) and the same cell 120 - only determined by the resistor 126, since the gas flow increases in proportion to the current.
  • the kit accordingly consists of a set of ampoules 101 with the same or different volume, and a set of insert heads 102, which are equipped with different resistors 126 for different infusion rates and are marked accordingly.
  • the other equipment elements of the insert head 102 are adapted to the respective resistance 126 or the gas working pressure assigned to it, namely the setting of the overpressure valve * 121 and, if necessary, also the spring 136 which determines the initial pressure and the arrangement of the O - which determines the air compression. Rings 138.
  • the resistance is e.g. B. dimensioned so that a gas working pressure of 1 bar is maintained, for an infusion rate of 3 ml / h, that of about 1.5 bar.
  • the throttle device 3 with the catheter 104 and the pull-up rod 106 as well as the connection unit 107 can be designed identically for all infusion devices, whereby - as mentioned - the inside diameter of the capillary tube 140 must be observed very precisely.

Description

Infusionsgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Infusionsgerät.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Infusionsgerät zu schaffen, das preiswert, klein, leicht, zuverlässig und funktionssicher, einfach zu handhaben, in jeder Lage betriebsfähig, für ambulante Verwendung geeignet ist und auch am Körper des Patienten getragen werden kann.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist Gegen¬ stand des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungs¬ arten sind in den abhängigen Patentansprüchen umschrie¬ ben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Achsenlängsschnitt durch ein erstes Aus¬ führungsbeispiel des Infusionsgerätes mit einer zugehörigen Anschlusseinheit, in aufgeglieder¬ ter Darstellung, Fig. 2 eine schematische Darstellung möglicher Aus- schüttungsraten,
Fig. 3 einen Achsenlängsschnitt durch ein zweites Aus¬ führungsbeispiel des Infusionsgerätes mit einer zugehörigen Anschluschlusseinheit, in auf¬ gegliederter Darstellung,
Fig. 4 einen Achsenlängsschnitt durch eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 eine aufgegliederte Darstellung eines be¬ vorzugten, dritten Ausführungsbeispiels des In¬ fusionsgeräts ,
Fig. 6 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 in betriebsbereitem Zustand, teilweise im Schnitt, und
Fig. 7 einen Achsenlängsschnitt durch den in die Am¬ pulle eingesetzten Einsatzkopf des betriebs¬ bereiten Infusionsgeräts gemäss Fig. 6, in grösserem Massstab.
Das in Fig. 1 dargestellte Infusionsgerät besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem zweiteiligen Gehäuse 1, 2, einem zusammendrückbaren, beutelartigen Behälter 3 für die Infusionsflüssigkeit, der im Gehäuse 1, 2 angeordnet und an dessen Aussenseite mit einem Schlauch oder Infusionskatheter 4 verbindbar ist, und einer Vorrichtung 5, 33 zur Erzeugung eines konstanten Ueberdruckes in dem den Behälter 3 umgebenden Teil 6 des Gehäuseraumes, die im dargestellten Ausführungsbei- spiel aus einer galvanischen Zelle 5 und einem bei dem gewünschten Ueberdruck ansprechenden üeberdruckventil 33 besteht. Die galvanische Zelle 5 ist beispielsweise von der aus der DE-OS 35 32 335 bekannten Art und vor¬ zugsweise entsprechend der in Spalte 6, Zeilen 22-44 der DE-OS 35 32 335 beschriebenen und in deren Abb. 1 dargestellten Knopfzelle aufgebaut. Die Zelle ist durch einen (in Fig. 1 und 3 nicht dargestellten) Widerstand belastet und liefert eine durch die Belastung bestimm¬ te, konstante Menge Wasserstoff oder Sauerstoff je Zeiteinheit.
Der Gehäuseteil 1 ist topfförmig und besteht aus durch¬ sichtigem Material, so dass der Füllzustand des Behäl¬ ters 3 überwacht und der Fortgang der Infusion an dem fortlaufend weiter zusammengedrückt werdenden Behälter 3 verfolgt werden kann. Im gefüllten Zustand hat der Behälter 3 einen kleinen Abstand von der Wand der Ge¬ häuseteiles 1. Der Gehäuseteil 2 bildet einen Deckel für den Teil 1, er trägt den Behälter 3, ist zum Ver¬ binden des Behälters 3 mit dem Schlauch 4 ausgeführt und enthält die Vorrichtung 5, 33 zur Erzeugung des üeberdruckes und weitere Ausrüstungselemente des Infu¬ sionsgerätes. Die Teile 1 und 2 sind beispielsweise durch einen (nicht dargestellten) ' Schraub-, Bajonett¬ oder Klemmverschluss lösbar zusammengehalten und durch einen Dichtungsring 9 aneinander abgedichtet.
Wie ersichtlich, ist der Gehäuseraum durch die Wandung des Beutels 3 in zwei Teilräume getrennt, deren einer 6 mit der Vorrichtung 5, 33 zur Druckgaserzeugung und -regelung verbunden ist, und deren anderer 7, nämlich der Raum des Beutels 3, zur Aufnahme der Infusionsflüs¬ sigkeit dient und mit dem Schlauch 4 verbindbar ist. Dabei überträgt die Wandung des Beutels 3 den Gasdruck auf die Infusionsflüssigkeit, ohne dass das Gas mit dieser in Berührung kommt. Der Behälterteil 2 ist mit einer durchgehenden Oeffnung 10 versehen. Das, bezogen auf den Behälter 1, 2 , innere Ende 11 der Durchgangsöffnung 10 ist mit einem Aus¬ flussansatz 13 des Behälters 3 lösbar verbunden (z.B. Steck- oder Schraubverbindung) so, dass der Behälter 3 ausgewechselt werden kann, nachdem der Gehäuseteil 1 vom Gehäuseteil 2 gelöst wurde. Das andere, äussere En¬ de 14 der Durchgangsöffnung 10 ist zum Verbinden mit dem Infusionskatheter 4 ausgebildet, beispielsweise mit einem Innengewinde 15 für ein Aussengewinde 17 eines Anschlussstückes 18 des Schlauches 4 versehen. In der Durchgangsöffnung 10 ist eine Eng- oder Drosselstelle 19 gebildet und ein (z.B. membranartiges) Verschluss¬ stück 21 angeordnet, durch das eine Hohlnadel 22 des Anschlussstückes 18 hindurchstösst, wenn der Schlauch 4 angeschlossen wird. Die Engstelle 19 und die Hohlnadel 22 begrenzen dann bei dem gegebenen üeberdruck im Raum 6 und der gegebenen Viskosität der Infusionsflüssigkeit die Infusionsrate. Bei dieser Ausführung muss der Aus¬ flussansatz 13 des Behälters 3 vor dem Einfügen in das innere Ende 11 der Durchgangsöffnung geöffnet werden, beispielsweise indem ein an ihm gebildeter Vorsprung (nicht dargestellt) abgeschnitten wird. Auch könnte ei¬ ne konzentrisch in der Durchgangsöffnung 10 angeordnete (nicht dargestellte) Hohlnadel vorgesehen werden, die durch das äussere Ende des Ausflussansatzes 13 stösst, wenn dieser in das innere Ende 11 der Durchgangsδffnung 10 gesteckt wird. Das Gerät kann jedoch auch ohne die Eng- oder Drosselstelle 19 so ausgeführt werden, dass die Hohlnadel 22 durch das äussere Ende des Ausflussan¬ satzes 13 stösst, um den Schlauch 4 mit dem Behälter 3 zu verbinden. Dabei übernimmt die Hohlnadel 22 auch die Funktion der Eng- oder Drosselstelle 19. Die das Gas erzeugende galvanische Zelle 5 ist in einem im Gehäuseteil 2 gebildeten Hohlraum 25 auswechselbar angeordnet, der durch einen Kanal 26 mit dem Raum 6 in Verbindung steht. Der Kanal 26 mündet zweckmässig (ab¬ weichend von der schematischen Darstellung) dicht neben dem Zylindermantel des Gehäuseteiles 1 in den Raum 6, damit der beutelartige Behälter 3 das Ausströmen des Gases nicht hindert. Das gilt entsprechend für einen Kanal 28, an den ein Druckanzeiger mit einem durch eine Feder 29 belasteten und mit einem mit einer Skala ver¬ sehenen Stift 30 verbundenen Kolben 31 und das Ueber- druckventil 33 angeschlossen sind, das den Gasdruck im Raum 6 konstant hält. Der dabei auftretende Gasverlust ist tragbar, weil handelsübliche, galvanische Zellen dieser Art beim Zusammenwirken mit dem Ueberdruckventil 33 eine mindestens für eine Infusion ausreichende Gas¬ menge liefern. Der Druckanzeiger 29-31 und das Ventil 33 sind im Gehäuseteil 2 angeordnet.
Anstelle der galvanischen Zelle 5 kann auch eine im Ge- häuseteil 2 auswechselbar angeordnete Druckgaspatrone verwendet werden. Zweckmässig ist insbesondere eine Pa¬ trone, die ein (bei Taschenfeuerzeugen bekanntes) Sy¬ stem teils eine Flüssigkeit niedriger Siedetemperatur und teils deren Dampf enthaltender, kommunizierender Kammern hat, bei dem das Eintreten der Flüssigkeit in eine Dampfkammer verhindert ist. Die Flüssigkeit ist so zu wählen, dass ihr Dampfdruck dem im Raum 6 gewünsch¬ ten Ueberdruck entspricht. Dabei ist in dem die Patrone aufnehmenden Raum eine in den Kanal 26 mündende Hohlna¬ del anzuordnen, die in die vor dem Eindringen der Flüs¬ sigkeit geschützten Dampfkammer der Patrone stösst. wenn diese in das Gerät eingesetzt wird. Bei einer nur Gas enthaltenden Patrone müsste die entsprechende Hohl¬ nadel durch ein Reduzierventil mit dem Kanal 26 verbun¬ den sein, wenn der Inhalt der Gaspatrone nicht dazu ausreicht, den durch das üeberdruckventil 33 konstant gehaltenen Gasdruck während einer genügend langen Zeit aufrechtzuerhalten.
Zum Erzeugen des üeberdruckes könnte auch eine Luftpum¬ pe, z.B. Kolbenpumpe, verwendet werden, die von einem aus einer Batterie gespeisten Motor angetrieben ist, der von einem Regelventil ein- und ausgeschaltet wird, wenn der Druck im Gehäuseteilraum 6 den gewünschten Druck unter- bzw. überschreitet.
Mit dem Gerät kann, nach Aufbau des Gasdrucks, eine im wesentlichen konstante Ausschüttungsrate der Infusions¬ flüssigkeit appliziert werden. Es kann aber auch eine schrittweise ändernde Ausschüttungsrate und zusätzlich jeweils ein Bolus appliziert werden, indem der Gasdruck im Raum 6 und/oder der Strömungswiders and der Eng¬ oder Drosselstelle 19 geändert wird. Zur Aenderung des Gasdrucks kann der die Anode und Kathode der galvani¬ schen Knopfzelle 5 verbindende Belastungswiders and ge¬ ändert werden, indem z. B. ein als Belastungswiderstand wirkendes Halbleiterelement, zweckmässig ein Transi¬ stor, angesteuert wird, oder es kann, wenn eine nur Gas enthaltende Druckgaspatrone verwendet wird, das Redu¬ zierventil verstellbar ausgeführt werden. Auch eine Programmsteuerung für den Druck kann vorgesehen werden. Wenn der Druckerzeuger eine galvanische Zelle mit einem Transistor als Belastungswiderstand ist, kann an Stelle der Druckregelung mit dem üeberdruckventil eine elek¬ trische Regelung verwendet werden, bei der ein z.B. piezoelektrischer Drucksensor den Transistor steuert. Statt nach einem Programm kann der Strömungswiderstand der Eng- oder Drosselstelle 19 und/oder der Druck im Raum 6 auch von einer den Patienten überwachenden Ein¬ richtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Zustand des Pa¬ tienten (z.B. Puls, Blutzucker) gesteuert werden.
In Fig. 2 sind einige dieser Möglichkeiten lediglich schematisch dargestellt, wobei in der Realität die Aus¬ schüttung bei Beginn der Gaserzeugung nicht sofort in Gang kommt, sondern mit Verzögerung auftritt und erst nach einer halben bis einer Stunde die gewünschte Aus¬ schüttungsrate erreicht wird, und die Ausschüttungsrate bei Aenderung des Gasdrucks nicht abrupt sondern all¬ mählich ändert. In Fig. 2a ist eine konstante Ausschüt¬ tungsrate (A) 41 ohne zusätzlichen Bolus, in Fig. 2b eine stufenweise ändernde Ausschüttungsrate 42, 43, 42, in. Fig. 2d eine konstante Ausschüttungsrate 42 mit ei¬ nem unregelmässig wiederholten Bolus 44 dargestellt. Fig. 2e zeigt eine Applikation, bei der der stufenweise ändernden Ausschüttungsrate 42, 43, 42, der Bolus 44 wiederholt überlagert ist. Nach Fig. 2c wird nur der Bolus 44 in zeitlicher Wiederholung appliziert. Zu die¬ sem Zwecke ist in Reihe mit der Eng- oder Drosselstelle 19 ein (nicht dargestelltes) Ventil anzuordnen oder diese Stelle 19 durch ein Ventil zu ersetzen, das für die Anwendungen nach Fig. 2a, 2b, 2d und 2e zu öffnen, für die Anwendung nach Fig. 2c jedoch zu schliessen wä¬ re.
Das in Fig. 3 dargestellte Infusionsgerät besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Zylinder 50 aus durchsichtigem Material, in dem ein Kolben 51 leicht verschiebbar gelagert ist. Der Zylinder 50 ist an einem Ende 53 durch einen Deckel 54 geschlossen. Das andere Zylinderende 56 ist konisch verjüngt und mit einem Aus- gangsansatz 57 versehen, der zum Anschliessen eines An¬ schlussstückes 58 an einem Ende eines Schlauches 59 ausgebildet ist, der als Infusionskatheter zu verwenden oder am anderen (nicht dargestellten) Ende mit einer Infusionsnadel versehen ist. Der Zylinder 50 mit der Verjüngung 56 und dem Ausgangsansatz 57 und der Kolben 51 (ohne Kolbenstange) können ein Teil einer für medi¬ zinische Zwecke handelsüblichen Kolbenspritze sein.
Der Deckel 54 ist lösbar mit dem Zylinder 50 verbunden und enthält eine Vorrichtung zur Druckgaserzeugung, z.B. eine galvanische Zelle 5, eine Druckanzeigevor¬ richtung 29-31 und ein üeberdruckventil 33, die in Fig. 3 mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind wie in Fig. 1, und für die das vorher Gesagte sinngemäss gilt.
Wie ersichtlich, ist der Zylinderraum durch den Kolben 51 in zwei Teilräume getrennt, deren einer 61 mit der Vorrichtung 5 zur Druckgaserzeugung verbunden ist, und deren anderer 62 zur Aufnahme der .Infusionsflüssigkeit dient und mit dem Schlauch 59 verbindbar ist. Dabei überträgt der Kolben 51 den Gasdruck auf die Infusions- flüssigkeit, ohne dass das Gas mit dieser in Berührung kommt.
Der Kolben 51 kann an seiner dem Deckel 54 zugewandten Seite zum Angreifen eines Hilfsmittels ausgebildet sein, mit dem er bei abgenommenem Deckel 54 in der in Fig. 3 dargestellten Lage des Gerätes zum Füllen des¬ selben nach oben gezogen werden kann, wobei die Infusi¬ onsflüssigkeit am Ausgangsstutzen 57 angesaugt wird. Dazu kann der Kolben 51 mit einer Vertiefung versehen sein, die durch einen Steg überbrückt ist, an dem eine Pinzette oder ein Haken angreifen kann, oder die Ver¬ tiefung kann zum Einführen eines durch eine Drehung zugfest mit dem Kolben 51 verbindbaren Schlüssels ge¬ formt oder mit einem Gewindeloch versehen sein, in das ein Gewindestift einer Handhabe zum Zurückziehen des Kolbens 51 geschraubt werden kann. Für diese Art des Füllens oder Nachfüllens des Gerätes ist die Verschie¬ bung des Kolbens 51 zweckmässig durch einen (nicht dar¬ gestellten) Anschlag am Zylinderende 53 begrenzt.
Um Luft aus dem Raum 62 (und gegebenenfalls dem ange¬ schlossenen Schlauch 59) auszutreiben, kann - entspre¬ chend dem üblichen Vorgehen bei der Verwendung von Kol¬ benspritzen - das Gerät mit dem Ausgangsstμtzen 57 nach oben gehalten und von Hand auf den Kolben 51 gedrückt werden. Dabei ist die konische Verjüngung am Zylinder¬ ende 56 wesentlich, weil sie Luftblasen zwangsläufig zum Ausgangsstutzen 57 führt.
Bei Nichtgebrauch des gefüllten oder teilweise gefüll¬ ten Gerätes kann der Ausgangsansatz 57 durch eine Kappe geschlossen werden, im dargestellten Beispiel einer Schraubverbindung des Anschlussstückes 58 mit dem Aus- gangsansatz 57 durch eine (nicht dargestellte) Schraub¬ kappe.
Das Anschlussstück 58 enthält eine Eng- oder Drossel¬ stelle, die im dargestellten Beispiel durch eine in den Kunststoffteil 58 eingebettete Glaskapillare 64 gebil¬ det ist und zusammen mit dem Gasdruck die Durchflussra¬ te bestimmt.
Bei einer (nicht dargestellten) Variante des Anschluss¬ stücks 58 ist die Kapillare 64 durch einen Nebenschluss (Bypass) mit einem Ventil überbrückt, das die vorher im Zusammenhang mit Fig. 2 erläuterten Ausschüttungsmög¬ lichkeiten (Bolus) bietet. Ein entsprechender Bypass kann sinngemäss auch bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 1, 4 und 5 vorgesehen sein. Bei dem Gerät nach Fig. 4 sind der Zylinder 70 mit dem Ausgangsstutzen 71 und der Kolben 72 Teile einer han¬ delsüblichen Kolben- oder Ampullenspritze, wobei der Kolben 72 an seiner dem Ausgangsstutzen 71 abgewandten Seite mit einem (nicht dargestellten) Gewindeloch ver¬ sehen ist, so dass er bei abgenommenen Z linderdecke1 74 mittels einer mit einem Gewindebolzen ausgerüsteten Handhabe zum Füllen des Zylinders 70 mit Infusionsflüs¬ sigkeit zurückgezogen werden kann, wie vorher erwähnt. Der Deckel enthält in koaxialer Anordnung eine das Gas entwickelnde, galvanische Zelle 76, die als Knopfzelle gemäss DE-OS 35 32 335 ausgeführt und durch einen Wi¬ derstand 77 belastet ist, und ein üeberdruckventil 80. Der Widerstand 77 ist mit einem Pol der Knopfzelle 76 direkt und mit dem anderen über eine Kontaktfeder 78 verbunden. Dabei ist zwischen der Knopfzelle 76 und der Kontaktfeder 78 ein (nicht dargestelltes) Isolierplätt- chen geschoben, das am Umfang des Deckels 74 vorsteht und dort erfasst und herausgezogen werden kann, um den Stromkreis zu schliessen und die Zelle 76 zu aktivie¬ ren, bevor der Deckel 74 am Zylinder angebracht und das Gerät in Gebrauch genommen wird. Für denselben Zweck kann auch ein Kontakt vorgesehen werden, der selbsttä¬ tig schliesst, wenn der Deckel 74 am Zylinder 70 ange¬ bracht wird, und sich öffnet, wenn der Deckel wieder abgenommen wird.
Die Zelle 76 braucht nicht notwendig auswechselbar zu sein, sie kann mit dem Deckel 74 (und dem üeberdruck¬ ventil 80) eine zum einmaligen Gebrauch bestimmte Ein¬ heit bilden. Solche Einheiten mit auf verschiedene Drücke eingestellten üeberdruckventilen 80 können in unterschiedlichen Farben ausgeführt sein. Dies gilt auch für Anschlussstücke mit Kapillaren verschiedener Weite. Der Zylinder 70 kann, wie vorher erwähnt, zum wieder¬ holten Gebrauch jeweils gefüllt werden oder fabrikmäs- sig gefüllt und zum einmaligen Gebrauch bestimmt sein, wobei der Ausgangsstutzen 71 mit einem abnehmbaren Ver- schluss auszurüsten oder von einer am Anschlussstück 82 angebrachten Hohlnadel zu durchstechen ist, wie vorher im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt.
Auch kann der Zylinder 70 mit dem Kolben 72 und dem die Zelle 76 und das üeberdruckventil 80 enthaltenden Deckel 74 eine fabrikmässig mit Infusionsflüssigkeit gefüllte Einheit zum einmaligen Gebrauch sein, wobei der Deckel 74 mit dem Zylinder 70 unlösbar verbunden sein kann und so auszuführen ist, dass das vorher er¬ wähnte Isolierplättchen (abweichend von der Anordnung der Zelle 76 in Fig. 4) an dem aus dem Zylinder 70 her¬ ausragenden Teil des Deckels vorsteht, und zweckmässig gegen versehentliches Herausziehen gesichert ist.
Im Anschlussstück 82 ist vor der Kapillare 83 ein Fil¬ ter 84 angeordnet, das eventuell in der Infusionsflüs¬ sigkeit vorhandene Teilchen zurückhält, welche die Kapillare 83 verstopfen könnten. Dieses Filter 84 und die anderen im Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterten Ein¬ zelheiten sind auch bei den anderen Ausführungsarten des Infusionsgerätes sinngemäss anwendbar, und dies gilt auch umgekehrt.
Die in Fig. 5 - 7 dargestellte, bevorzugte Ausführungs¬ form des Infusionsgeräts besteht aus einer mit einem Kolben 100 ausgerüsteten Ampulle 101, einem als Deckel für das hintere Ampullenende ausgebildeten Einsatzkopf 102 und einer aus einer Drosseleinrichtung 103 und ei¬ nem Katheter 104 zusammengesetzten Anschlusseinheit. Zum Füllen der Ampulle 101 mit der Infusionsflüssigkeit ist eine am unteren Ende mit einem Gewinde 105 verse¬ hene Aufziehstange 106 und eine Anschlusseinheit 107 mit Kanüle 108 vorgesehen. Die Ampulle 101 ist eine handelsübliche Spritzampulle, deren vorderes Ende mit einem Anschlussluer 109 verse¬ hen ist, und in der der ebenfalls handelsübliche Kolben 100 sitzt, der aus einem Gummistopfen 110 mit einem in diesen eingelassenen, ein Gewindesackloch aufweisenden Einsatz 111 besteht. Im hinteren Ampullenende sitzt ei¬ ne Halterungshülse 112 für den Einsatzkopf 102, deren Aussenwandung dicht mit der Ampullenwandung ver- schweissten ist. Der hinterer Teil der Hülse hat eine glatte Innenwandung und einen auf dem Ampullenflansch anliegenden Kragen 113, der vordere ein Innengewinde 114 für den Einsatzkopf und einen ringförmig nach innen vorstehenden Anschlag 115 für den Kolben 100.
Der Einsatzkopf 102 hat einen mit einer Rändelung ver¬ sehenen Kopfteil 117, dessen Durchmesser grösser als derjenige der Ampulle 101 ist, und einen von unten in den Kopfteil eingefügten, mit einem Aussengewinde 118 versehenen Schraubteil 119, in dem eine Vorschubeinheit für den Beginn des Kolbenvorschubs und eine galvanische Knopfzelle gemäss DE-OS 35 32 335 für den weiteren Kol¬ benvorschub angeordnet sind.
Zur Regelung des von der Knopfzelle 120 erzeugten Gas¬ drucks ist im Kopfteil 117 ein durch einen Verbindungs¬ kanal mit der Knopfzelle kommunizierendes üeberdruck¬ ventil 121 angeordnet, dessen Ausgang in einen Auslass am Umfang des Kopfteils 117 mündet. Der Auslass ist durch eine Berstscheibe 122 verschlossen, die beim An¬ sprechen des üeberdruckventils 121 birst und damit des¬ sen Funktionsfähigkeit anzeigt.
Die Polkontakte (Anode und Kathode) der Knopfzelle 120 sind über eine Kontaktzunge 123 und eine Kontaktfeder 124 durch einen an der Unterseite einer Leiterplatte 125 angeordneten Widerstand 126 miteinander verbunden. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist durch einen Schlitz 127 des Einsatzkopfes 102 ein ein Sicherheitselement bil¬ dendes Isolierplättchen 128 zwischen den Polkontakt der Knopfzelle 120 und die Kontaktfeder 124 geschoben, das seitlich aus dem Einsatzkopf 102 soweit herausragt, dass es beguem mit der Hand ergriffen und der Einsat¬ kopf erst nach Herausziehen des Plättchens 128 und da¬ mit Inbetriebsetzen der Knopfzelle 120 in das hintere Ampullenende eingeführt werden kann.
Die Vorschubeinheit umfasst einen topfförmigen, nach unten offenen und mit einem Gasdurchlass im Topfboden versehenen Teil 130, in den ein Stössel 131 hineinragt. Der Stössel 131 ist hohl, an seinem unteren Ende 134 geschlossen und an seinem oberen, offenen Ende mit ei¬ nem der Topfinnenwandung angepassten Kragen 132 verse¬ hen. Zwischen den Topfboden 133 und den Stösselboden 134 ist eine um einen Bolzen 135 herumlaufende Druckfe¬ der 136 eingespannt. (Der Bolzen 136 ist aus den weiter unten erläuterten Gründen der Luftraumverringerung vor¬ gesehenen) . Der Stössel 131 ist zwischen einer Stel¬ lung, in welcher der Kragen 132 an einem ringförmig nach innen ragenden Fortsatz 137 des Schraubteils 119 anschlägt, und einer Stellung, in welcher der Kragen 132 am Topfboden 133 anschlägt, hin und herverschiebbar im Fortsatz 137 gelagert. In der ersteren Stellung be¬ findet sich der Stössel vor dem Einsetzen des Einsatz¬ kopfes 102 (Fig. 5) , in der letzteren unmittelbar nach dem Einschrauben des Einsatzkopfes 102 in die Halte¬ rungshülse 112 (Fig. 7) . Ein O-Ring 138 am Umfang des Einsatzkopfes 102 dichtet diesen beim Einsetzen an der Halterungshülse 112 ab, so dass das von der Zelle erzeugte Gas nicht austreten kann. Der O-Ring 138 liegt am oberen, gewindelosen um¬ fang des Schraubteils 119.und ist gegen ein nach oben Rutschen durch eine durch den Kopfteil 117 gebildete Stufe 116 gesichert.
Die Drosseleinrichtung 103 hat ein mit einem eingangs¬ seitigen, dem Anschlussluer 109 angepassten, und einem ausgangsseitigen, einem Anschlussluer des Katheters 104 angepassten Anschlussstück versehenes, zylindrisches Gehäuse, in dem anschliessend an den Ausgangskanal des eingangsseitigen Anschlussstücks ein Filter 139 und ein Kapillarröhrchen 140 angeordnet sind. Das Filter 139 ist ein handelsübliches Medikamentenfilter, dessen Porenweite kleiner als der Innendurchmesser (40 Mikro¬ meter) des Kapillarrö rchens 140 ist, damit dieses nicht verstopft werden kann. Das Filter 139 und das Kapillarröhrchen 140 sind mit an beiden Filterenden angeordneten O-Ringen 141 zwischen zwei Stirnwänden des zylindrischen Gehäuses zusammengepresst, damit die Infusionsflüssigkeit zuverlässig durch das Filter und das Kapillarröhrchen fliesst.
Zum Füllen der Ampulle 101 mit der Infusionsflüssigkeit wird die vorne mit dem Aussengewinde 105 versehene Auf¬ ziehstange 106 in das Gewindesackloch des Einsatzes 111 des Kolbens 100 geschraubt und die Anschlusseinheit 107 mit der Kanüle 108 auf den Anschlussluer 109 gesteckt, so dass die Ampulle 101 in der üblichen Weise gefüllt werden kann. Die Ampulle 101 muss vollständig gefüllt werden, was durch den Anschlag 115 der Halterungshülse 112 gewährleistet ist, an dem der Kolben 100 nach voll¬ ständiger Füllung anschlägt. Nachdem die Ampulle 101 gefüllt ist, wird die Aufzieh¬ stange 106 aus dem Kolben 100 herausgeschraubt und die Anschlusseinheit 107 vom Luer 109 abgenommen. Die Dros¬ seleinrichtung 103 wird ausgangsseitig an den Katheter 104 und eingangsseitig an den Luer 109 dicht ange¬ schlossen. Danach wird das Isolierplättchen 128 aus dem Einsatzkopf 102 herausgezogen, und dieser von hinten in die Ampulle 101 eingesetzt und mit dem Aussengewinde 118 seines Schraubteils 119 in das Innengewinde 114 der Halterungshülse 112 geschraubt.
Beim Herausziehen des Isolierplättchens 128 ist zwar der Stromkreis zwischen Anode und Kathode der Zelle 120 über den Widerstand 126 geschlossen worden. Diese be¬ ginnt aber erst mit der Gasproduktion, wenn der Sauer¬ stoff in der die Zelle umgebenden Luft aufgebraucht ist, und der Aufbau des Gasdrucks benötigt auch geraume Zeit, so dass der Gasarbeitsdruck erst nach einer halben bis einer Stunde aufgebaut ist. (Im Ausführungs¬ beispiel sind die Lufträume u. a. durch Einfügen des Bolzens 135 möglichst klein gehalten, trotzdem benötigt der Aufbau des Gasarbeitsdrucks die genannte Zeit) . Obwohl der Gasarbeitsdruck nur langsam aufgebaut wird, beginnt aus den nachfolgend erläuterten Gründen unmittelbar nach dem Einschrauben des Einsatzkopfes 102 in die Ampulle der Kolbenvorschub und damit die Abgabe der Infusionsflüssigkeit. Das ist wesentlich, da für den Patienten eine sofortige Abgabe erforderlich sein kann oder zumindest erwünscht ist, und der Patient bei ausbleibender Abgabe zudem auf eine Funktionsstörung schliessen würde. Beim Einschrauben des Schraubteils 119 wird der O-Ring 138 durch die Stufe 116 in .die glatte zylindrische Wan¬ dung des oberen Teils der Halterungshülse 112 hineinge- presst und gleitet an ihr nach unten, so dass die Luft zwischen dem O-Ring 138 und dem Kolben 100 komprimiert wird. Der Luftraum unter dem O-Ring 138 steht über die Gewinde 114, 118 und die Spalte zwischen der Halte¬ rungshülse 112, dem Schraubteil 119, dem Stössel 131, dem Vorschubteil 130 mit dem Durchgang im Topf oden 133 und der Leiterplatte mit dem Luftraum um die Zelle 120 sowie durch den Verbindungskanal mit dem Eingang des üeberdruckventils 121 in Verbindung. Die Anordnung des O-Rings 138, d.h. die Weglänge, auf welcher der O-Ring 138 entlang der Ηalterungshülse bewegt wird, ist so im Verhältnis zu den Lufträumen gewählt, dass die kompri¬ mierte Luft einen Ueberdruck erreicht, bei dem das Üeberdruckventil 121 anspricht, so dass die Berstschei¬ be 122 bricht und damit das Funktionieren des üeber¬ druckventils 121 angezeigt wird,
Beim Beginn des Einschrauben des Schraubteils 119 ist der Stössel 131 durch die Feder 136 nach unten gedrückt und sein Kragen 132 ist auf dem Fortsatz 137 abge¬ stützt. Beim Weiterschrauben geht der (gewindelose) Stössel 131 in das Gewindesac loch des Einsatzes 111 des Kolbens 100. Da die Infusionsflüssigkeit nur sehr langsam durch das Filter 139 und das Kapillarröhrchen 140 austreten kann, wird der (zudem durch Haftreibung in der Ampulle 101 gehaltene) Kolben 100 durch den Flüssigkeitsdruck der Infusionsflüssigkeit gegen die Federkraft der Feder 136 gehalten und der Stössel 131 deshalb gegen die Federkraft nach oben in die in Fig. 7 gezeigte Lage bewegt. Auf den Kolben 100 wirkt nun sowohl der Anfangsdruck der komprimierten Luft als auch - über den Stössel 131 - die Kraft der Feder 136, so dass der Kolben 100 un¬ mittelbar nach dem Einschrauben des Einsatzkopfes 102 trotz noch nicht aufgebautem Gasdruck vorgeschoben und die Infusionsflüssigkeit durch die Drosseleinrichtung 103 und den Katheter 104 auszufHessen beginnt.
Die Feder 136 ist so bemessen, dass der vom Kolben 100 auf die Infusionsflüssigkeit bei Beginn des Vorschubs infolge der Federkraft ausgeübte Druck etwa gleich gross ist wie der vom Kolben 100 bei vollständig aufge¬ bautem Gasdruck (bei unwirksamer Feder) auf die Infu- sionsflüssigkeit ausgeübte Druck, und dass der Kolben 100 während des Aufbaus des Gasdrucks durch die Zelle 120 mit stetig abnehmender Federkraft vorgeschoben wird, so dass sich durch die Ueberlagerung der abneh¬ menden Federkraft und des zunehmenden Gasdrucks ein an¬ nähernd konstanter Kolbenvorschub und eine dementspre¬ chend konstante Ausschüttungsrate ergibt, die bei voll¬ ständig aufgebautem Gasdruck durch diesen allein weiter aufrechterhalten wird.
Unmittelbar nach dem Einschrauben des Einsatzkopfes 102 ist, da sowohl die Federkraft als auch die komprimierte Luft auf den Kolben 100 wirkt, der Kolbenvorschub kurz¬ zeitig grösser als nach dem vollständigen Aufbau des Gasdrucks, was erwünscht ist, da vorerst die Einrich¬ tung 103 und der Katheter 104 mit der Infusionsflüssig¬ keit gefüllt werden müssen. Bei vollständig aufgebautem Gasdruck schlägt der Kragen 132 des Stössels 131 am Fortsatz 137 an, so dass die Federkraft nicht mehr auf den sich durch den Gasdruck vom Stössel 131 wegbewegen¬ den Kolben 100 wirkt. Der Widerstand 126 und das Üeber¬ druckventil 121 sorgen in der Folge dafür, dass der durch die Zelle erzeugte Gasdruck konstant bleibt. Der Widerstand 126 ist so bemessen, dass die Zelle genügend Gas liefert, um den für die gewünschte Ausschüttungsra¬ te erforderlichen Gasarbeitsdruck aufrechtzuhalten; der üeberdruck, -bei dem das üeberdruckventil 121 geöffnet wird, ist um eine Toleranz von ca. 0,.2 bar höher einge¬ stellt als der Gasarbeitsdruck.
Der Innendurchmesser des KapiHarröhrchens 140 ist so klein bemessen, vorzugsweise 40 Mikrometer, dass die durchströmende Infusionsflüssigkeit einen hohen (Rei- sungs-) Widerstand zu überwinden hat, der so hoch ist, dass die Reibung des Kolbens 100 und der Hautgegendruck des Patienten demgegenüber vernachlässigbar sind. Damit wird erreicht, dass sich Schwankungen der Kolbenreibung und des Hautgegendrucks praktisch nicht auf die Aus¬ schüttungsrate (Infusionsrate) auswirken und mit einem hohen Gasarbeitsdruck gearbeitet werden kann, der eine zuverlässig konstante Vorschubgeschwindigkeit des Kol¬ bens gewährleistet. Es hat sich gezeigt, dass die Aus- schüttungsrate (Infusionsrate) etwa proportional zum Gasarbeitsdruck und indirekt proportional zur Visko¬ sität und zur Länge des Kapillarröhrchens ist, jedoch mit der vierten Potenz vom Innendurchmesser des Kapil¬ larröhrchens 140 abhängt, weshalb der Innendurchmesser sehr genau eingehalten werden muss, um die gewünschte Infusionsrate sicherzustellen.
Je nach Medikament und Indikation sind verschiedene Ausschüttungsraten von z. B. 0,5 - 4 ml/h und verschie¬ dene Ampulleninhalte von z. B. 10 - 100 ml angezeigt. Die in Fig. 5 dargestellten Bauteile können als Bausatz für das Zusammensetzen von Infusionsgeräten mit unter¬ schiedlicher Infusionsrate verwendet werden. Die Infu¬ sionsrate ist - bei gleich bemessener Drosseleinrich- tung 103 (gleichem Innendurchmesser des Kapillarröhr- che s) und gleicher Zelle 120 - nur durch den Wider¬ stand 126 bestimmt, da der Gasfluss proportional zum Strom zunimmt. Der Bausatz besteht dementsprechend aus einem Satz von Ampullen 101 mit gleichem oder unter¬ schiedlichem Volumen, und einem Satz von Einsatzköpfen 102, die für unterschiedliche Inf sionsraten mit ver¬ schiedenen Widerständen 126 ausgerüstet und entspre¬ chend gekennzeichnet sind. Dem jeweiligen Widerstand 126 bzw. dem diesem zugeordneten Gasarbeitsdruck sind die übrigen Ausrüstungselemente des Einsatzkopfes 102 angepasst, nämlich die Einstellung des Ueberdruckven- tils* 121 und erforderlichenfalls auch die für den An¬ fangsdruck massgebende Feder 136 sowie die für die Luftkomprimierung massgebende Anordnung des O-Rings 138. Für eine Infusionsrate von 1 ml/h ist der Wider¬ stand z. B. so zu bemessen, dass ein Gasarbeitsdruck von 1 bar aufrechterhalten wird, für eine Infusionsrate von 3 ml/h ein solcher von ca. 1,5 bar. Die Drosselein¬ richtung 3 mit dem Katheter 104 und die Aufziehstange 106 sowie Anschlusseinheit 107 können für alle Infu¬ sionsgeräte gleich ausgeführt werden, wobei - wie erwähnt - der Innendurchmesser des Kapillarröhrchens 140 sehr genau Eingehalten werden muss.
Für sehr hohe Infusionsraten können statt einer Zelle 120 auch mehrere Zellen 120 im Einsatzkopf 102 angeord¬ net sein.

Claims

- 20 - Patentansprüche
1. Infusionsgerät, gekennzeichnet durch einen Raum (7; 62; 101) zur Aufnahme der Infusionsflüssigkeit, der ei¬ nen Ausgang (10; 57; 71; 109) für diese aufweist und durch eine bewegbare Wand (3; 51; 72; 100) veränderbar ist, die an der dem Raum abgewandten Seite durch den Druck des Gases eines Gaserzeugers (5, 33; 76, 80; 120, 121) beaufschlagbar ist.
2. Infusionsgerät nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein üeberdruckventil (33; 80; 121) zur Regelung des vom Gaserzeuger (5, 33; 76, 80; 120, 121) erzeugten Gas¬ drucks.
3. Infusionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich¬ net durch eine mit einem die bewegbare Wand bildenden Kolben (51; 72; 100) ausgerüstete Ampulle (50; 70; 100) zur Aufnahme der Infusionsflüssigkeit, und einen als Deckel für das hintere Ampullenende ausgebildeten, dicht an diesem befestigbaren Einsatzkopf (54; 74; 102) , in dem der Gaserzeuger (5, 33; 76, 80; 120 121) angeordnet ist.
4. Infusionsgerät nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das üeberdruckventil (33; 80; 121) im Einsatzkopf (54; 74; 102) angeordnet ist und sein Ausgang mit einem Auslass am aus der Ampulle herausra¬ genden Teil des Einsatzkopfes in Verbindung steht.
5. Infusionsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Auslass durch eine Berstscheibe (122) verschlossen ist, die beim Ansprechen des Ueberdruck- ventils (121) birst und damit dessen Funktionsfähigkeit anzeigt. - 21 -
6. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 3 - 5, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Einsatzkopf (102) in das hintere Ampullenende hineinbewegbar ist und einen Dichtring (138) trägt, der beim Hineinbewegen in das hintere Ampullenende entlang einer zylindrischen Wan¬ dung (112) gleitet und die Luft zwischen dem Dichtring (138) und dem Kolben (100) komprimiert, so dass der Kolben (100) durch den Anfangsdruck der komprimierten Luft unmittelbar nach dem Einsetzen des Einsatzkopfes
(102) vorgeschoben wird.
7. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, dass im Einsatzkopf (102) eine Feder (136) angeordnet ist, die bei am hinteren Ampul¬ lenende befestigen Einsatzkopf (102) auf den Kolben (100) wirkt, und deren Arbeitsweg so bemessen ist, dass sie den Kolben (100) während.des Aufbaus des Gasdrucks durch den Gaserzeuger (120, 121) vorschiebt.
8. Infusionsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Feder (136) so bemessen ist, dass der vom Kolben (100) auf die Infusionsflüssigkeit bei Beginn des Vorschubs infolge der Federkraft und ggf. der kom¬ primierten Luft ausgeübte Druck wenigstens annähernd so gross oder grösser ist wie der vom Kolben (100) nach vollständig aufgebautem Gasarbeitsdruck ohne Federkraft auf die Infusionsflüssigkeit ausgeübte Druck.
9. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Kolben (100) an seiner Rückseite (111) zum Angreifen eines Hilfsmittels (106) ausgebildet ist, mit dem der Kolben (100) bei noch nicht an der Ampulle (101) angebrachtem Einsatzkopf (102) zum Füllen der Ampulle (101) mit der Injektions- flüssigkeit zurückgezogen werden kann, und dass zwei - 22 -
wahlweise an das vordere Ampullenende (109) anschliess- bare Anschlusseinheiten (107, 103/104) vorgesehen sind, deren eine für das Füllen der Ampulle (101) und deren andere für die Infusion ausgebildet ist.
10. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserzeuger eine durch einen Widerstand (77; 126) belastete galvanische Zelle (5; 76; 120) ist.
11. Infusionsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet dass die galvanische Zelle (5; 76; 120) durch einen verstellbaren Widerstand (77) oder durch mehrere, umschaltbare Widerstände belastet ist.
12. Infusionsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Widerstand steuerbar, z.B. ein Tran¬ sistor ist, und dass ein Drucksensor vorgesehen ist, der den Widerstand zur Regelung des Ueberdruckes im zweiten Raum steuert.
13. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Bela¬ stungswiderstand (126) ein Kontakt (124) geschaltet ist, der im Ruhezustand des Gerätes offen und im Be¬ triebszustand geschlossen oder zum Betrieb des Gerätes schliessbar ist.
14. Infusionsgerät nach den Ansprüchen 3 und 13, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Kontakt durch eine Kon¬ taktfeder (124) gebildet ist, die im Ruhezustand auf einem "den Gegenkontakt isolierend abdeckenden Teil ei¬ nes aus dem Einsatzkopf (102) herausragenden Siche¬ rungselements (128) liegt, das zum Betrieb des Geräts aus dem Einsatzkopf (102) herausziehbar ist.
15. Infusionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (10; 109) des Raums (7; 62, 101) mit einer vorzugsweise durch ein Ka¬ pillarrohr (140) gebildeten Eng- oder Drosselstelle (19; 64; 83; 140) für die zu applizierende Infu¬ sionsflüssigkeit kommuniziert.
16. Infusionsgerät nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Ausgang (10; 109) und der Eng¬ oder Drosselstelle (83; 140) angeordnetes Filter (84; 139) , dessen Porenweite kleiner als die Weite der Eng¬ oder Drosselstelle (83; 140) ist.
17. Infusionsgerät nach den Ansprüchen 9, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (84; 139) und die vorzugsweise durch ein Kapillarrohr (140) gebildete Eng- oder Drosselstelle (83; 140) in der Anschlussein¬ heit (103/104) für die Infusion angeordnet sind.
18. Bausatz für das Zusammensetzen von Infusionsgeräten nach einem der Ansprüche 1 bis 17 mit unterschiedlicher Infusionsrate, gekennzeichnet durch einen Satz von je mit einem die bewegbare Wand bildenden Kolben (100) ausgerüsteten Ampullen (101) zur Aufnahme der Infu¬ sionsflüssigkeit, und einen Satz von als Deckel für das hintere Ampullenende ausgebildeten, dicht an diesem be¬ festigbaren Einsatzköpfen (102) , deren jeder sämtliche zur Erzeugung und Regelung des Gasdrucks sowie ggf. des Anfangsdrucks bestimmten Ausrüstungselemente (120, 121, 131, 138) enthält, wobei die Ausrüstungselemente jedes Einsatzkopfes (102) so aneinander angepasst sind, dass der für eine bestimmte Infusionsrate erforderliche Gas¬ druck erzeugt und aufrechterhalten wird, und mit ver¬ schiedenen bzw. verschieden eingestellten Ausrüstungs¬ elementen versehene Einsatzköpfe (102) für verschiedene Infusionsraten vorgesehen sind.
RK-7764/19
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