RU188139U1

RU188139U1 - Device for supplying micro quantities of medicinal solutions

Info

Publication number: RU188139U1
Application number: RU2018137598U
Authority: RU
Inventors: Алексей Асадович Сеид-Гусейнов; Тарас Александрович Алексеев; Андрей Александрович Кабаков; Валерий Павлович Чехонин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Гардлайнер"; Алексей Асадович Сеид-Гусейнов
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2019-04-01

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к индивидуальным дозаторам, служащим для введения больными различных лекарственных препаратов с высокой точностью дозирования и предназначенным для пациентов с различными заболеваниями для длительного лечения как в задаваемом автоматическом режиме, а также в режиме самостоятельного использования самим пациентом в условиях его повседневного пребывания вне стационара.The utility model relates to medical equipment, namely to individual dispensers that serve for the administration of various drugs by patients with high dosing accuracy and are intended for patients with various diseases for long-term treatment both in a preset automatic mode and also in the mode of independent use by the patient himself in conditions his daily stay outside the hospital.

Решаемой предлагаемым устройством задачей является усовершенствование устройства для дозированного введения раствора лекарственных препаратов, обеспечивающего улучшение условий эксплуатации и повышение точности дозирования, стабилизация режима работы элементов устройства.Solved by the proposed device, the task is to improve the device for dosed injection of a solution of drugs, which improves the operating conditions and accuracy of dosing, stabilization of the operating mode of the elements of the device.

Поставленная задача решается за счет использования устройства для подачи микроколичеств лекарственных растворов, включающего корпус с входным и выходным клапанами, камеру вытеснения, характеризующегося тем, что соотношение диаметра камеры вытеснения к длине равно 1:15, камера расположена внутри нагревательного элемента, выполненного в виде электрической спирали с внешней изоляцией, на поверхности камеры установлен температурный датчик, при этом нагревательный элемент камеры и температурный датчик соединены с блоком управления для дискретной подачи микроколичеств, и снабженного источником питания, обеспечивающего подачу тока мощностью не менее 0,1 мВт.

The problem is solved by using a device for supplying micro quantities of medicinal solutions, including a housing with inlet and outlet valves, a displacement chamber, characterized in that the ratio of the diameter of the displacement chamber to the length is 1:15, the chamber is located inside the heating element, made in the form of an electric spiral with external insulation, a temperature sensor is installed on the surface of the camera, while the heating element of the camera and the temperature sensor are connected to the control unit for feed micro quantities, and equipped with a power source that provides a current supply of at least 0.1 mW.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к индивидуальным дозаторам, служащим для введения больными различных лекарственных препаратов с высокой точностью дозирования и предназначенным для пациентов с различными заболеваниями (сахарный диабет, онкология, кардиология и др.) для длительного лечения как в задаваемом автоматическом режиме, установленным лечащим врачом, а также в режиме самостоятельного использования самим пациентом в условиях его повседневного пребывания вне стационара.The utility model relates to medical equipment, namely to individual dispensers that serve for the administration of various drugs by patients with high metering accuracy and are intended for patients with various diseases (diabetes, oncology, cardiology, etc.) for long-term treatment as in a preset automatic mode established by the attending physician, as well as in the mode of independent use by the patient himself in the conditions of his daily stay outside the hospital.

Устройства для дозирования бывают различного типа: механические, автоматические и электронные и должны отвечать всем стандартным требованиям безопасности и точности не только на этапе собственно дозирования, который должен позволить как выполнение множества инъекций равного и неизменного количества, так и точную установку индивидуальных доз, а также правильную последовательность и правильное выполнение подготовительных этапов.Dosing devices can be of various types: mechanical, automatic and electronic, and must meet all standard safety and accuracy requirements not only at the dosing stage itself, which should allow for the implementation of multiple injections of equal and constant quantity, as well as the accurate setting of individual doses, as well as the correct consistency and proper implementation of the preparatory stages.

Наибольшее распространение для дозированной подачи жидких веществ получили устройства поршневого типа, так называемые шприцы-дозаторы с механизмом микроподачи типа винт-гайка. В известных конструкциях используют разрезную (разъединяющуюся) гайку, которая может оставаться в зацеплении с винтом с помощью внешнего давления на нее и выходить из зацепления при снятии внешнего давления.Piston type devices, the so-called metering syringes with a screw-nut type micro-feeding mechanism, are most widely used for the dosed supply of liquid substances. In known constructions, a split (disengaged) nut is used, which can remain engaged with the screw by external pressure on it and disengage when external pressure is relieved.

Также часто используются инъекторы, пригодные для самостоятельного введения лекарств, например, введения инсулина больными диабетом, способные предотвращать непреднамеренное выведение жидкого медикамента во время установки дозы.Injectors suitable for self-administering drugs, such as administering insulin to diabetic patients, are also often used, which can prevent the inadvertent elimination of a liquid medication during dose setting.

При применении инъекторов желаемую дозу обычно устанавливают посредством соответствующего задающего механизма. По окончании этой процедуры инъекционную иглу устанавливают у желаемого места инъекции и впрыскивают установленную дозу с помощью инъецирующего механизма. Как правило, указанный механизм содержит инъекционную кнопку, приводимую в действие вручную, и шток поршня, который взаимодействует с поршнем картриджа, содержащего подлежащий инъекции медикамент.When using injectors, the desired dose is usually set by means of an appropriate driver. At the end of this procedure, the injection needle is set at the desired injection site and the set dose is injected using the injection mechanism. Typically, this mechanism contains an injection button, manually actuated, and a piston rod that interacts with the piston of the cartridge containing the drug to be injected.

Если во время инъекции первоначально установленной дозы существует вероятность смещения механизма, задающего дозу, установленная доза в процессе инъекции может случайным образом увеличиться или уменьшиться. Таким образом, реальная введенная доза может оказаться неизвестной, что весьма опасно.If during the injection of the initially established dose there is a possibility of a displacement of the mechanism that sets the dose, the established dose during the injection can randomly increase or decrease. Thus, the actual dose administered may not be known, which is very dangerous.

В настоящее время наиболее эффективным средством компенсации сахарного диабета являются инсулиновая помпа - автоматические дозаторы, способные вводить малые дозы инсулина равномерно по заданной программе, которые могут корректироваться как самим пациентом, так и управляющим контроллером по сигналам со специального инвазивного датчика уровня глюкозы.Currently, the most effective means of compensating for diabetes are an insulin pump - automatic dispensers that can administer small doses of insulin evenly according to a given program, which can be adjusted both by the patient and the control controller according to signals from a special invasive glucose level sensor.

При инсулиновой терапии лекарство вводят с помощью инсулиновой помпы с программным управлением через канюлю, которую закрепляют пластырем на теле пациента. Инсулин вводят через интрадермальный порт той или иной конструкции. Подобные системы выпускаются известными мировыми производителями медицинской техники (Медтроник, Никкисо, Рош-диагностика) (WO 2006122048, 2006 г). В инсулиновой помпе MedtronicMiniMed 722 имеется микроэлектромотор, который позволяет вводить инсулин из резервуара с помощью поршняWith insulin therapy, the drug is administered using a programmed insulin pump through a cannula, which is fixed with a plaster on the patient's body. Insulin is administered through the intradermal port of a particular design. Similar systems are produced by world famous manufacturers of medical equipment (Medtronic, Nikkiso, Roche Diagnostics) (WO 2006122048, 2006). The MedtronicMiniMed 722 insulin pump has a microelectric motor that allows you to inject insulin from the reservoir using a piston

Известно устройство для дозированной инъекции лекарственного препарата, состоящее из корпуса, установленного на нем держателя картриджа с лекарственным препаратом, механизма дозирования дозы препарата, выполненного в виде штока с поршнем, предназначенным для выдавливания препарата из картриджа, и содержащего элемент гайки с выступом, предназначенным для ее стопорения, и ответную резьбовую часть, механизма внешнего давления, предназначенного для создания резьбового зацепления между элементом гайки и ответной резьбовой частью, и механизма продвижения штока во время инъекции (патент РФ №2173180). Недостатками известного решения являются: недостаточная точность дозирования, которая определяется шагом резьбы на шпинделе и диаметром головки, вращающей шпиндель; сложность конструкции; сложность изготовления и сборки конструкции из-за большого количества стопорящих элементов.A device for a metered injection of a medicinal product, consisting of a housing mounted on it a holder of a cartridge with a medicinal product, a mechanism for dispensing a dose of a drug made in the form of a rod with a piston designed to extrude the drug from the cartridge, and containing a nut element with a protrusion designed for it locking, and mating threaded part, an external pressure mechanism designed to create threaded engagement between the nut element and mating threaded part, and fur ism promotion rod during injection (RF patent №2173180). The disadvantages of the known solutions are: insufficient dosing accuracy, which is determined by the thread pitch on the spindle and the diameter of the head rotating the spindle; design complexity; the complexity of the manufacture and assembly of the structure due to the large number of locking elements.

Известен инъектор (РФ №2234882) для точного дозирования, содержащий цилиндрический рабочий корпус со штоком и поршнем на нем внутри полости, инъекционную иглу. Инъектор снабжен механическим дозатором, имеющим рычажный привод, цилиндрический корпус и шток с шаговой насечкой на нем, связанный с помощью упора с толкателем поршня инъектора. Данная конструкция громоздка, сложное устройство, невозможность закрепления на теле пациента.Known injector (RF No. 2234882) for accurate dosing, containing a cylindrical working body with a rod and a piston on it inside the cavity, an injection needle. The injector is equipped with a mechanical dispenser having a lever drive, a cylindrical body and a rod with a step notch on it, connected with an emphasis to the injector piston pusher. This design is bulky, a complex device, the inability to fix on the patient's body.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому техническому решению относится устройство для подачи микроколичеств лекарственных растворов (РФ ПМ №109664), включающее электропривод и насос-дозатор, содержащий линии нагнетания и всасывания, камеру вытеснения с рабочей диафрагмой и центральным отверстием, камеру всасывания с разделительной диафрагмой и выходной клапан с диафрагмой. В переходном корпусе установлен насос-дозатор и закреплен в нем с помощью крышки-фиксатора, при этом на штоке электропривода установлена муфта, соединяющаяся с магнитом, расположенным внутри камеры всасывания в разделительной диафрагме. Недостаток данного насоса-дозатора - низкие эксплуатационные качества.The closest in technical essence and purpose to the proposed technical solution includes a device for supplying micro quantities of medicinal solutions (RF PM No. 109664), including an electric drive and a metering pump containing discharge and suction lines, a displacement chamber with a working diaphragm and a central opening, a suction chamber with separation diaphragm and outlet valve with diaphragm. A metering pump is installed in the adapter housing and secured in it with a latch-lock cap, while a clutch is installed on the electric actuator rod that connects to a magnet located inside the suction chamber in the separation diaphragm. The disadvantage of this metering pump is its low performance.

Задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью, являются создание устройства, позволяющего обеспечить: повышенную точность дозированной подачи жидких лекарственных средств из сменного картриджа с исходным лекарственным раствором; упрощение конструкции; упрощение работы пользователя с устройством за счет уменьшения количества манипуляций.The problems solved by the proposed utility model are the creation of a device that allows to provide: increased accuracy of the dosed supply of liquid drugs from a replaceable cartridge with the original drug solution; design simplification; simplification of the user’s work with the device by reducing the number of manipulations.

Поставленная задача решается за счет использования устройства для подачи микроколичеств лекарственных растворов, включающего корпус с входным и выходным клапанами, камеру вытеснения, характеризующегося тем, что соотношение диаметра камеры вытеснения к длине равно 1:15, камера расположена внутри нагревательного элемента, выполненного в виде электрической спирали с внешней изоляцией, на поверхности камеры установлен температурный датчик, при этом нагревательный элемент камеры и температурный датчик соединены с блоком управления для дискретной подачи микроколичеств, и снабженного источником питания, обеспечивающего подачу тока мощностью не менее 0,1 мВт.The problem is solved by using a device for supplying micro quantities of medicinal solutions, including a housing with inlet and outlet valves, a displacement chamber, characterized in that the ratio of the diameter of the displacement chamber to the length is 1:15, the chamber is located inside the heating element, made in the form of an electric spiral with external insulation, a temperature sensor is installed on the surface of the camera, while the heating element of the camera and the temperature sensor are connected to the control unit for feed micro quantities, and equipped with a power source that provides a current supply of at least 0.1 mW.

Сущность полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.The essence of the utility model is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve a technical result.

Предлагаемая полезная модель позволяет создавать выходное давление в месте введения лекарственного раствора более 0,5 ATM. Это значительно снижает вероятность образования тромбов не только при внутривенных инфузиях, но, в особенности, при инфузиях внутриартериальных.The proposed utility model allows you to create an outlet pressure at the injection site of the drug solution of more than 0.5 ATM. This significantly reduces the likelihood of blood clots, not only with intravenous infusions, but especially with intraarterial infusions.

Проведенные патентные исследования показали, что неизвестны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков в аналогичных устройствах для дозированной инъекции лекарственного препарата пациентом самостоятельно, т.е. предлагаемое решение соответствует критерию новизна.Patent studies have shown that there are no technical solutions with the indicated set of essential features in similar devices for a dosed injection of a drug by a patient on his own, i.e. the proposed solution meets the criterion of novelty.

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.We believe that the information presented in the application materials is sufficient for the practical implementation of the utility model.

Сущность предлагаемой системы поясняется нижеследующим описанием и чертежом.The essence of the proposed system is illustrated by the following description and drawing.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства, где 1 - эластичная емкость с лекарственным раствором, 2 - входной клапан, 3 - линия всасывания, 4 - линия нагнетания, 5 - выходной клапан, 6 - камера вытеснения, 7 - нагревательный элемент, выполненный в виде электрической спирали с внешней изоляцией, 8 - блок управления, 9 - источник питания, 10 - температурный датчик.In FIG. 1 shows a general diagram of the device, where 1 is an elastic container with a medicinal solution, 2 is an inlet valve, 3 is a suction line, 4 is a discharge line, 5 is an outlet valve, 6 is a displacement chamber, 7 is a heating element made in the form of an electric spiral with external insulation, 8 - control unit, 9 - power supply, 10 - temperature sensor.

Принцип работы предлагаемой полезной модели заключается в следующем.The principle of operation of the proposed utility model is as follows.

Первоначально заполняется лекарственным раствором вся система и из нее удаляется воздух. При этом из емкости 1 лекарственный раствор затягивается в линию всасывания 3 и при открытом входном клапане 2 и открытом выходном клапане 5, заполняет весь объем камеры вытеснения, после чего выходной клапан 5 закрывается. В созданном таким образом объеме содержится N нанолитров лекарственного раствора. В зависимости от выбранных режимов дозирования это обеспечит k=N/nдоз, где n - величина единичной дозы, подаваемой за один цикл работы устройства. Затем входной клапан 2 закрывается. В нагревательный элемент 7 подается импульс электрической энергии из источника питания 9. Процесс регулируется с пульта блока управления 8. Раствор нагревается, объем увеличивается, и давление в камере вытеснения возрастает. Этот импульс давления открывает выходной клапан 5 на очень короткое время, достаточное для подачи необходимой микродозы. Доза жидкости проходит через выходной клапан 5 и вводится через подкожный катетер или иглу пациенту.Initially, the entire system is filled with a medicinal solution and air is removed from it. At the same time, from the container 1, the drug solution is drawn into the suction line 3 and with the inlet valve 2 open and the outlet valve 5 open, it fills the entire volume of the displacement chamber, after which the outlet valve 5 closes. The volume thus created contains N nanoliters of drug solution. Depending on the selected dosing regimes, this will provide k = N / n doses, where n is the value of a single dose supplied per one operation cycle of the device. Then the inlet valve 2 closes. A pulse of electric energy is supplied to the heating element 7 from the power source 9. The process is controlled from the control unit 8. The solution heats up, the volume increases, and the pressure in the displacement chamber increases. This pressure pulse opens the outlet valve 5 for a very short time, sufficient to supply the necessary microdose. The dose of fluid passes through the outlet valve 5 and is introduced through the subcutaneous catheter or needle to the patient.

Диапазон используемых температур для изменения объемов лекарственного раствора находится в интервалах между температурой естественного хранения лекарственного раствора и температурой тела больного, обеспечивающего физиологическую лечебную активность применяемого лекарственного препарата. Верхняя граница температурного режима дозирования не превышает 42°C, что отвечает верхнему допустимому температурному пределу действия всех используемых вThe temperature range used to change the volume of the drug solution is in the intervals between the temperature of the natural storage of the drug solution and the body temperature of the patient, providing physiological therapeutic activity of the applied drug. The upper limit of the dosing temperature does not exceed 42 ° C, which corresponds to the upper permissible temperature limit of the action of all used in

медицинской практике лекарственных растворов. Затем процесс повторяется с момента открытия входного клапана 2 и заполнения камеры вытеснения 6. Заполнение камеры 6 происходит под действием атмосферного давления на эластичный резервуар с лекарственным раствороми капиллярных сил жидкости. Процесс дозирования повторяется многократно.. Высокая точность дозирования обеспечивается как при микродозированном (нанолитры), так и обычным дозировании (микролитры) блоком управления путем регулировки длительности импульса нагрева в зависимости от начальной и конечной температур нагревателя, контролируемой температурным датчиком 10.medical practice of medicinal solutions. Then the process is repeated from the moment the inlet valve 2 is opened and the displacement chamber 6 is filled. The chamber 6 is filled under the influence of atmospheric pressure on the elastic reservoir with the drug solution and the capillary forces of the liquid. The dosing process is repeated many times .. High dosing accuracy is ensured both with microdosed (nanoliters) and conventional dosing (microliters) by the control unit by adjusting the duration of the heating pulse depending on the initial and final temperatures of the heater controlled by the temperature sensor 10.

Электрический нагреватель 7 может быть выполнен из различных материалов. При использовании в нашем случае в качестве электрического нагревателя использовалась спираль из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм, длина спирали, намотанная на всю длину камеры вытеснения, составила 450 мм. В эксперименте авторами была использована камера вытеснения длиной 30 мм и диаметром 2 мм, что составит соотношение диаметра камеры вытеснения к длине равно 1:15. Сопротивление намотанной на камеру спирали составляло 15 Ом. Для нагрева жидкости на 10°С потребуется подать за 2 с импульс тепла 0,12 Дж. Для обеспечения такого количества тепла через спираль необходимо подать за это время ток мощностью 0,10-12 мВт. Такую мощность может обеспечить обычная батарея типа АА с напряжением 1,5 В. Диапазон рабочей температуры дозируемой жидкости при этом - 35-40°C.The electric heater 7 may be made of various materials. When used in our case, a nichrome wire spiral with a diameter of 0.2 mm was used as an electric heater, the length of the coil wound over the entire length of the displacement chamber was 450 mm. In the experiment, the authors used a displacement chamber with a length of 30 mm and a diameter of 2 mm, which would be the ratio of the diameter of the displacement chamber to the length of 1:15. The resistance of the coil wound around the camera was 15 ohms. To heat the liquid at 10 ° C, a heat pulse of 0.12 J will be required in 2 s. To ensure such an amount of heat through the spiral, a current of 0.10-12 mW must be supplied during this time. Such power can be provided by a standard AA-type battery with a voltage of 1.5 V. The range of the operating temperature of the dosed liquid in this case is 35-40 ° C.

Claims

A device for supplying micro quantities of medicinal solutions, including an elastic container with a drug, a displacement chamber, a discharge line, a suction line, an outlet valve, characterized in that the ratio of the diameter of the displacement chamber to the length is 1:15, the chamber is located inside the heating element, made in the form electric spiral with external insulation, a temperature sensor is installed on the surface of the chamber, while the displacement chamber on the one hand contains an inlet valve having a suction line, and with on the other hand, an outlet valve having a discharge line, while the suction line is connected to an elastic tank, the heating element of the chamber and the temperature sensor are connected to a control unit for discrete supply of micro quantities, and equipped with a power supply that provides a current supply of 0.1 mW.