DE60129431T2

DE60129431T2 - Medizinische vorrichtung

Info

Publication number: DE60129431T2
Application number: DE60129431T
Authority: DE
Inventors: Birger Hjertman
Original assignee: Pfizer Health AB
Current assignee: Pfizer Health AB
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: TW500615B; BR0110949A; EA200201273A1; PT1284764E; DE60129431D1; AU2001260927B2; NO20025578L; KR20030001536A; NO20025578D0; HUP0302377A2; PL203189B1; CZ20023824A3; CN1185024C; MXPA02011551A; DK1284764T3; AU6092701A; WO2001089614A1; IL152779A0; CA2409091A1; CN1430524A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Injektor-Vorrichtung und eine Druckkammer gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Hintergrund der Erfindung
Die Prinzipien der Erfindung können in Verbindung mit jedem Injektor verwendet werden, der eine Hochdruckregelung des zu injizierenden Fluids erfordert. Hochdrücke können für das Heraustreiben von Produkten mit hoher Viskosität, wie Produkten in Öl-, Gel-, Pasten-, nicht kristalliner oder Suspensions-Form erforderlich sein, beispielsweise für zahnmedizinische Zwecken oder zum Ausbilden von Lagerstätten zur langsamen Freigabe im Körper. Ein anderer Hauptinjektor-Typ, der Hochdruck erfordert, sind Jet-Injektoren zur kanülenlosen Hautpenetration einer unter Druck gesetzten Flüssigkeit, was unten weiter diskutiert wird. Obwohl zur Einfachheit die Erfindung in Begriffen einer derartigen Jet-Injektion beschrieben wird, soll die Erfindung als nicht darauf eingeschränkt verstanden werden, sondern dass sie auch andere Hochdruckanwendungen umfasst.
Seit vielen Jahren sind aus dem Stand der Technik Jet-Injektionsvorrichtungen zur subkutanen Jet-Injektion von medizinischen Flüssigkeiten unter ausreichendem Hochdruck durch die Hautoberfläche oder die Schleimhaut entweder von Menschen oder von Tiere bekannt, so dass die Flüssigkeiten zu einer vorbestimmten Tiefe innerhalb des Gewebes unter die Hautoberfläche gedrückt werden.
Ein Mehrfach-Schuß-Injektor-Instrument, bei welchem das Jet-Injektionsprinzip angewendet wird, ist aus US-2.821.981 bekannt. In diesem bekannten Instrument wird das zu injizierende Fluid in eine distale Druckkammer hinein, eine Ampulle, aus einer proximalen Fluid-Medizinkammer, beispielsweise in Form einer herkömmlichen Spritze, befüllt. Ein Mechanismus wird zum Übertragen des Fluids aus der Fluid-Kammer in die Druckkammer hinein verwendet und ein anderer Mechanismus wird dann zum Durchführen der Injektion verwendet. In der Übertragungsbohrung sind Rückschlagventile zum Sicherstellen, dass kein Rückstrom auftritt, vorgesehen. Die mechanisch eher komplizierte Struktur des Injektorinstrumentes macht sie eher aufwendig herzustellen. Ein anderer Nachteil bei diesem komplizierten mechanischen Instrumenten-Typ ist die Erschwernis, dass die Vorrichtung in einer sterilen Umgebung zusammenzubauen ist. Heutzutage besteht manchmal die Anforderung, dass Teile, die während der Injektion verschmutzt werden könnten, nicht-wiederverwendbar (wegwerfbar) machbar sind. Diese Anforderung ist für eine Vorrichtung des Typs, der in US-2.821.981 offenbart ist, oder im Allgemeinen für mechanisch komplizierte Vorrichtungen von diesem Typ wegen der großen Anzahl unterschiedlicher Teile, die die Vorrichtung ausbilden, sehr schwierig zu erfüllen.
US-3.138.257 offenbart eine Injektor-Vorrichtung, die der einen aus US-2.821.981 ähnlich ist.
US-4.447.225 offenbart einen Mehrfach-Dosier-Jet-Injektor, der zum Aufnehmen einer Medikamentflasche oder -phiole angepasst ist, aus denen das Medikament-Fluid in eine Übergangskammer übertragen wird. Das Medikament wird dann durch ein Einwegventil über eine Kanüle zu einer Medikament-Zuführkammer gepumpt. Das Medikament ist dann zur Jet-Injektion-Zuführung bereit, die durchgeführt wird, indem eine ausstoßende Kraft auf die Medikament-Flüssigkeit weitergegeben wird und daher durch eine Mündung des Jet-Injektores ausgeworfen wird. Ein Nachteil des in US-4.447.225 offenbarten Jet-Injektors ist, dass er strukturell kompliziert ist, beispielsweise die Zweischritt-Übertragung der Medikament-Flüssigkeit vor der Injektion, und daher aufwendig herzustellen ist.
WO-92/01485 offenbart eine Zwei-Abteil-Spritze mit einem Zylinder, der beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet ist, der einen distalen und proximalen Abschnitt aufweist. Eine Einlage, die aus einem Material, beispielsweise Glas ausgebildet ist, das mit dem Lösungsmittel oder flüssigem Medikament kompatibel ist, ist in dem proximalen Abschnitt des Zylinders eingesetzt. Das Lösungsmittel wird über eine Bypass-Anordnung in den distalen Abschnitt, wo die Flüssigkeit ein lyophilisiertes Puder löst, hinein übertragen und die Spritze ist dann zur Verwendung für eine gewöhnliche subkutane Kanülen-Injektion bereit. Es sollte wahrgenommen werden, dass die Spritze, die in WO-92/01485 offenbart wird, für eine traditionelle Kanülen-Injektion vorgesehen ist, d.h. es gibt überhaupt keine Hinweise, dass der distale Abschnitt einem höheren Druck widerstehen könnte, der für Hochdruck-Injektionen erforderlich ist, beispielsweise das Vorhandensein von Frontdichtungen und Anordnungen, die ungeeignet sind, hohen Drücken zu widerstehen. Das Design ist lediglich an einen Lyophilisationschritt, der in dem Frontabteil stattfinden soll, angepasst.
US-2.591.046 offenbart eine subkutane Spritzen-Anordnung mit zwei Kammern, die mittels eines Bypass-Abschnittes getrennt sind. Die flüssige Medizin wird mittels des Bypass-Abschnitts in eine distale Kammer übertragen. Es gibt keine separaten Kammern, die geeignet sind, unterschiedliche Eigenschaften, beispielsweise einen Widerstand gegen hohe Drücke bereitzustellen.
Flüssige Medikamente, die zur Injektion vorgesehen sind, werden gewöhnlich in Glasbehältern gelagert, bevor sie in eine Spritze zur Injektion geladen werden. Eine Gummidichtung dichtet dann den Glasbehälter ab. Daher steht das flüssige Medikament nur im direkten Kontakt mit dem Glas und dem Gummi. Der Hauptgrund, dass Kunststoff-Materialien nicht als Material für medizinische Vorratsbehälter verwendet werden, ist, dass das Kunststoffmaterial keine völlig dichte Abdichtung gegen Sauerstoff bereitstellt, der sich in den Behälter hinein oder Komponenten aus demselben heraus bewegt. Im Kunststoffmaterial können auch Komponenten aus der Herstellung deponiert sein, die auf die im Behälter gelagerte Flüssigkeit einwirken. Ein anderer Grund ist, dass Kunststoffmaterial Spurenmengen von Komponenten ausdunsten kann, die in injizierbaren Präparaten unzulässig sind. Die oben erwähnten Nachteile, die Kunststoffmaterial betreffen, das für medizinische Vorratsbehälter verwendet wird, sind nur gültig, wenn Kunststoffbehälter für normale medizinische Lagerzeiten, beispielsweise bis zu 2 Jahren, verwendet werden. Wenn Kunststoffmaterialien, beispielsweise in Spritzen usw., verwendet werden, in denen die flüssige Medizin nur mit dem Kunststoff in Kontakt kommt, wenn die Injektion durchgeführt wird, sind die oben erwähnten Nachteile nicht zu erkennen.
In Jet-Injektoren, bei denen Glasbehälter verwendet werden, muss der Glasbehälter dem hohen Druck widerstehen, der zum Auswerfen der Flüssigkeit aus dem Behälter verwendet wird. Der Glasbehälter wird dann vorzugsweise aus gehärtetem Glas hergestellt, was ihn kostspielig macht. Im Gegensatz dazu können Kunststoffmaterialien mühelos die notwendigen Eigenschaften für eine Druckkammer, wie Festigkeit und Elastizität mit geringen Zersplitterungsrisiken, bereitstellen. Glasmaterialien für Speicherkammern und Kunststoffmaterialien für Druckkammern sind auch für wegwerfbare Einwegkomponenten verwendbar.
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine einfach zu verwendende Injektor-Vorrichtung zu erzielen, die weniger aufwendig herzustellen ist, als jene die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu erzielen, welche nicht die oben erwähnten Nachteile bezüglich der sterilen Handhabung von Teilen der Vorrichtung hat. Eine weitere Aufgabe ist, eine Injektor-Vorrichtung anzubieten, die zum Vorverfüllen mit Medizin geeignet ist und das Lagern über ausgedehnte Zeitperioden vor der Injektion erlaubt und wobei alle Flächen der Vorrichtung und ihre Teile, die in Kontakt mit der Medizin stehen oder kommen, während der Herstellung, der Lagerung und der Verwendung steril gehalten werden können. Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu erzielen, die mit sterilen Teilen versehen wird, die nicht inhärent wiederverwendet werden können, um eine nicht-autorisierte Sterilisation und einen Wiederverkauf der bereits verwendeten Vorrichtungen zu verhindern, was für Patienten gefährlich sein könnte.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben erwähnte Aufgabe wird durch eine Injektor-Vorrichtung, und eine Druckkammer gemäß den kennzeichnenden Abschnitten der unabhängigen Ansprüche erzielt.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt. Daher wird eine einfach zu verwendende Injektor-Vorrichtung erzielt, die wenige bewegbare Teile hat und einfach herzustellen ist. Der Injektor kann für jede Hochdruck-Injektor-Anwendung verwendet werden, kann mit Medizinischem vorverfüllt und ohne Verschlechterung des Medizinischen gelagert werden und unter sterilen Bedingungen hergestellt, gelagert und verwendet werden. Die Vorrichtung ist auch zur Verwendung als Wegwerfartikel geeignet.
Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
1A–1E zeigen eine schematische Darstellung des Injektionsverfahrens, das mittels der Injektor-Vorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt wird.
2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 3.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckkammer gemäß der Erfindung.
4A–4D zeigen eine schematische Darstellung des Injektionsverfahrens, das mittels der Injektor-Vorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Druckkammer gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
6A–6B zeigen eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform, in der eine Anordnung aus Druckkammer und aus Speicherkammer bezüglich eines Gehäuseteils bewegbar angeordnet ist, das einen Injektions-Mechanismus beinhaltet.
7A und 7B stellen schematisch eine Kolben-Vorrichtungs-Modifikation für den Zweck, die Gesamt-Elastizität im System zu verringern, dar.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird nun die Erfindung detaillierter beschrieben. Die 1A–1E zeigen eine schematische Darstellung des Injektionsverfahrens, das mittels der Injektor-Vorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt wird. Die Injektor-Vorrichtung weist ein Gehäuse 2 auf, wo eine Druckkammer 4, eine Speicherkammer 6 und ein Druckmechanismus 8 angeordnet sind.
Die in der 3 separat gezeigte Druckkammer weist einen Druck-Zylinder 10 mit im wesentlichen konstanten Querschnitt, der eine Druckkammerachse 12 zum Darin-Unterbringen von mindestens einem Kolben definiert, und eine Frontendöffnung 14 zum Auswerfen der Flüssigkeit auf. Die Druckkammer hat eine ausreichende Festigkeit zum Widerstehen des Flüssigkeitsdrucks während des Injektionsverfahrens. Der Druck-Zylinder ist mit einem offenen Hinterende 26 versehen (in der 3). Die Druckkammer wird vor dem Zusammenbau sterilisiert und ist leer oder mit Luft oder einem Gas gefüllt. Sie ist vorzugsweise wegwerfbar aber könnte auch wiederverwendbar sein. Der Innendurchmesser der Frontendöffnung ist 0,1–0,6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm. Wie erwähnt, kann die Öffnung entweder zur kanülenfreien Jet-Injektion, wie in den Figuren schematisch dargestellt ist, oder zur Kanüleninjektion angepasst sein, wobei in diesem Fall die Frontöffnung einen Anschluss oder eine Buchse für eine Kanüle aufweist. Wie auch per se bekannt ist, kann eine kurze Kanüle im Bereich von etwa 1 bis 3 mm verwendet werden, um den äußersten Teil der Haut zu durchdringen und dadurch die Jet-Geschwindigkeit zu verringern, die notwendig ist, die Zieltiefe im Gewebe zu erreichen.
Die Speicherkammer 6 zum Speichern der Flüssigkeit oder der flüssigen Präkusorkomponenten, weist einen eine Speicherkammerachse 18 definierenden Speicher-Zylinder 16 mit mindestens einem Abschnitt mit im wesentlichen konstanten Querschnitt zum Darin-Unterbringen von mindestens einem Kolben 20, 22 auf. Ein Bypass-Abschnitt ist darin optional angeordnet (in der Figur nicht gezeigt). Der Speicher-Zylinder ist mit einem offenen Frontende und vorzugsweise mit einem offenen Hinterende versehen. Am bevorzugtesten hat die Speicherkammer vom Front-Ende zum Hinter-Ende einen im wesentlichen konstanten Querschnitt, so dass die gezeigte im wesentlichen zylindrische Gestalt gegeben ist. Der Innenquerschnittsbereich des Speicher-Zylinders sollte an den Innenquerschnittsbereich des Druckzylinders angepasst sein, so dass eine Passage eines Dichtungs-Kolbens vom Speicher-Zylinder zum Druck-Zylinder möglich ist, beispielsweise indem der Speicher-Zylinder kleiner als und vorzugsweise gleich dem Druck-Zylinder ist und vorzugsweise die Querschnittsbereiche und Gestalten im wesentlichen gleich sind. Ein Front-Dichtungskolben (22) ist im offenen Frontende angeordnet und ein anderer hinterer Dichtungskolben (20) ist im hinteren Ende des Speicher-Zylinders angeordnet.
Eine Flüssigkeitsverbindung 24 ist zwischen der Druckkammer und der Speicherkammer angeordnet, die die Übertragung der Flüssigkeit aus der Speicherkammer zu der Druckkammer erlaubt. In der Figur ist die Flüssigkeitsverbindung ein herkömmlicher Bypass-Abschnitt in der Druckkammer. Die 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus der 3 (die die Druckkammer schematisch zeigt), die eine bevorzugte Ausführungsform des Bypass-Abschnitts darstellt.
Der dargestellte Bypass-Abschnitt weist eine oder mehrere Trassen, Bypass-Kanäle, auf der Innenfläche des Bypass-Abschnitts der Druckkammer auf. Die Bypass-Kanäle können parallel zur Längsrichtung der Zuführ-Kammer sein, beispielsweise wie in US 5501673 beschrieben. Sie könnten auch in einem Winkel zur Längsrichtung angeordnet sein, beispielsweise wie in US 5716338 beschrieben. Die Anzahl von Kanälen wird in Abhängigkeit von der zu übertragenden Flüssigkeits-Menge ausgewählt, vorzugsweise im Bereich von 1–15. Der Bypass-Abschnitt kann auf viele unterschiedliche Weisen angeordnet sein. Er kann an der Innenfläche der Druckkammer angeordnet sein, wie in den Figuren dargestellt. Er kann auch an der Innenfläche des oberen Abschnitts der Speicherkammer angeordnet werden, was eine gleichwertige Bypass-Funktion ergibt. Aus dem Stand der Technik sind viele weitere unterschiedliche Weisen zum Anordnen des Bypass-Abschnittes bekannt.
Es ist wichtig, dass nicht zu viele Kanäle wegen des Flüssigkeits-Volumens vorgesehen sind, das in den Kanälen verbleibt, wenn die Flüssigkeit übertragen wird. Es ist auch zweckmäßig, das Totvolumen zu verringern, das zwischen jeder Umfangsrippe am Kolben bereitgehalten wird, indem man jeweils den Unterschied zwischen dem Durchmesser durch die Rippen und durch den Hauptkörper des Kolbens klein hält.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Gestalt der Innenfläche des Bypass-Abschnittes derart, dass der Kolben verformt wird, wenn er den Abschnitt passiert und dadurch der Flüssigkeit ermöglicht, aus der Speicherkammer in die Druckkammer zu passieren, wie beispielsweise in US 5472422 und in US 5817055 beschrieben.
Die Speicherkammer ist separat zu der Druckkammer ausgebildet und vorzugsweise aus anderem Material hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Speicherkammer aus Glas, beispielsweise Typ-I-Glas, und die Druckkammer aus Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, ausgebildet. Die Kammern werden zusammengebaut, indem die Speicherkammer in die Druckkammer hineingesetzt wird. Eine Dichtung 30, vorzugsweise ein O-Ring, ist zwischen den Kammern angeordnet, so dass eine fluid-dichte Verbindung an dem Druckzylinder erzielt wird, so dass ein Rückstrom vermieden und die Sterilität beibehalten wird. Auch die Frontöffnung kann eine temporäre Dichtung zum Aufrechterhalten der Abdichtung und der Sterilität der Druckkammer haben, beispielsweise eine Dichtung in Form eines Verschlusses oder eine brechbare oder beseitigbare Membran. Das Zusammenbauen der Kammern wird in einer sterilen Umgebung durchgeführt, beispielsweise als zusätzlicher Schritt in der Produktionslinie, wo die Speicherkammer mit flüssiger Medizin befüllt wird. Wenn zusammengebaut, stimmt die Druckkammerachse im wesentlichen mit der Speicherkammerachse überein.
Die Anordnung wird dann in dem Gehäuse 2 angeordnet, das mit dem Mechanismus 8 versehen wird, wenn die Injektion ausgeführt werden soll. Dies muss nicht in einer sterilen Umgebung gemacht werden. Die Anordnung aus der Druckkammer und aus der Speicherkammer wird vorzugsweise nach der Verwendung entsorgt, wobei aber das Gehäuse und der Druck-Mechanismus viele Male verwendet werden können.
Der Druck-Zylinder und der Speicher-Zylinder haben im wesentlichen gleiche Innendurchmesser, so dass eine Passage eines elastischen Kolbens aus dem Speicherzylinder zu dem Druckzylinder auf eine dichte Art und Weise ermöglicht wird, außer wenn er in dem optionalen Bypass- oder in dem Flüssigkeitsverbindungs-Abschnitt ist. Der Druckmechanismus ist, wenn im Druck-Zylinder, zum direkten oder indirekten Kraftanlegen (von einem Pfeil in den Figuren angegeben) auf dem Kolben mittels eines Stempels 28 angeordnet, so dass der für die Injektion notwendige Flüssigkeitsdruck erzeugt wird. Der Mechanismus ist in den Figuren nur schematisch angegeben und kann beispielsweise federvorgespannt sein, wie in US-4.447.225 offenbart. Gemäß einem anderen Prinzip wird Injektions-Kraft von unter Druck gesetztem Gas erzeugt. Diese zwei Prinzipien sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Der Druck innerhalb der Druckkammer während der Injektion liegt im Bereich von 27,2 MPa.
Die Kolben der Speicherkammer werden nicht nur zum Abdichten der Speicherkammer, sondern auch beim Übertragen der Flüssigkeit in die Druckkammer hinein verwendet.
Die unterschiedlichen Schritte, die während eines Injektionsverfahrens durchgeführt werden, werden nun mit Bezug auf die 1A–1E beschrieben.
Die durchgeführten, unterschiedlichen Schritte werden grundsätzlich in einem Verfahren mit drei Schritten durchgeführt, das einen Übertragungsschritt, bei dem die Flüssigkeit aus der Speicherkammer in die Druckkammer hinein übertragen wird, einen Schritt zum Beseitigen der Luft aus der Druckkammer und einen Injektionsschritt aufweist. Die Flüssigkeits-Übertragung und die Entlüftungsschritte werden vorzugsweise ziemlich langsam und unter Niederdruck durchgeführt, so dass kein Glasbruch, kein Überschießen des Stempels in den Bypass, keine Flüssigkeitsaufschäumung oder kein Flüssigkeitsversprühen durch die Öffnung hindurch verursacht wird. Nur der Injektionsschritt muss unter Hochdruck durchgeführt werden. Das einfache Design der Vorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt, dass alle Schritte mittels einer Vorwärtsbewegung des Trägers 28 durchgeführt werden, wie in den Figuren dargestellt, obwohl die Geschwindigkeits- und Kraftanforderungen sich verändern können. Wie unten weiter erläutert wird, ist es auch möglich, andere Mechanismen für die unterschiedlichen Schritte zu benutzen, wobei jeder an seinen Zweck angepasst ist.
Während des Übertragungsschrittes wird der Hinterkolben der Speicherkammer von dem Druckmechanismus in Aufwärts-Richtung gedrückt (1A). Aufgrund des Drucks vom Hinterkolben 20 drückt die Flüssigkeit den Frontkolben 22 in den Bypass-Abschnitt hinein, wo die Flüssigkeit um den Frontkolben 22 herum in die Druckkammer (1B) hinein umgelenkt wird. Dieser erste Schritt wird beendet, wenn die gesamte Flüssigkeit in die Druckkammer hinein übertragen ist, d.h. die Kolben 20, 22 stehen im engen Kontakt miteinander. Die einander zugewandten Flächen der Kolben weisen vorzugsweise eine derartige Gestalt auf, dass, wenn sie miteinander in Kontakt stehen, keine Flüssigkeit zwischen den Kolben verbleibt. Sie weisen vorzugsweise ebene Flächen auf, die miteinander in Eingriff stehen, so dass, wenn unter Druck, sie nicht elastisch sind. Dieses kann erzielt werden, indem die Flächen so ausgebildet sind, dass sie bei unbelasteten Bedingungen eine leicht konvexe Gestalt haben, wobei sie unter radialer Kompression eben werden, wie in US 5743890 beschrieben.
Der Druck auf den Hinterkolben, während des Übertragungsschritts, wird in der Figur als eine Kraft dargestellt, die von dem Druckmechanismus erzeugt wird. Dies stellt nur das Verhältnis Druck/Bewegung zwischen dem Stempel 28 und dem Kolben dar. Gemäß einer anderen und bevorzugten Ausführungsform wird der Druck während des Übertragungsschritts erzielt, indem stattdessen einerseits die Druckkammer und Speicherkammer und andererseits der Stempel 28 und die Mechanismus-8-Anordnung relativ zueinander bewegt werden, wobei bei dieser Betätigung der Stempel 28 und der Mechanismus 8 vorzugsweise zueinander stationär gehalten werden. Dies kann getan werden, indem die jeweiligen Baugruppen in unterschiedlichen Gehäuseteilen angeordnet werden, welche Teile bezüglich jedes Stempels zueinander bewegbar sind, beispielsweise durch eine relative Drehschraub-Bewegung der beiden Teile des Gehäuses, wie beispielsweise in US 4968299 beschrieben, was eine ruhige und behutsame Flüssigkeits-Übertragung sicherstellt. Die Flüssigkeit wird in die Druckkammer aus der Speicherkammer gedrückt und keine Rückschlagventile sind erforderlich. Vorzugsweise wird auch eine Entlüftung während solch einer Relativ-Bewegung zwischen den Teilen durchgeführt. Diese Anordnung hat auch den Vorteil, dass die Anforderungen an den Mechanismus 8 reduzierbar sind, der nun nur für den Injektionsschritt ausgebildet werden kann, indem er beispielsweise eine widerstandsfähige Gasdruckfeder oder eine mechanische Feder und einen Abzugs-Mechanismus für deren Auslösung aufweist. Derartige Mechanismen sind aus der Jet-Injektions-Technik gut bekannt, wie durch den zuvor zitierten Stand der Technik exemplarisch erläutert.
Während des Luftbeseitigungs-Schrittes werden beide Kolben in den Bypass-Abschnitt und weiter in die Druckkammer gedrückt (1C). Wie weit die Kolben in die Druckkammer eingeführt werden, ist von dem Volumen der in die Kammer hinein übertragenen Flüssigkeit abhängig. Es ist wichtig, dass es in der Druckkammer keine Luft gibt, wenn die Injektion durchgeführt wird. Die Kolben stellen eine dichte Abdichtung an der Druckkammer bereit. Die 1D stellt die Situation dar, wenn der Luftbeseitigungs-Schritt beendet ist, d.h. keine Luft in der Druckkammer übrig ist. Das Bewegen der Kolben während dieses Schrittes kann durchgeführt werden, indem entweder das Gehäuse oder ein Teil des Gehäuses gegen den Stempel 28 bewegt wird, d.h. auf dieselbe Art und Weise wie im Übertragungsschritt oder durch Aktivieren des Mechanismus 8.
Sowohl während des Übertragungsschrittes als auch während des Luftbeseitigungs-Schrittes wird die Vorrichtung vorzugsweise in einer einigermaßen aufrechten Position, d.h. die Frontende-Öffnung der Druckkammer über der Horizontalen, schräg oder im wesentlichen nach oben gewandt gehalten, so dass ein Herausfließen der Flüssigkeit verhindert wird.
Die Injektor-Vorrichtung ist jetzt zur Injektion bereit (1D). Der Druckmechanismus 8, welcher mittels des Stempels 28 im Eingriff mit dem Kolben steht, ist aktiviert und eine notwendige Kraft wird auf den Kolben angelegt, um einen Flüssigkeit-Jet 30 aus der Frontendöffnung 14 der Druckkammer heraus zu treiben (1E). Das obere Ende der Druckkammer wird in enger Verbindung gegen die Haut eines Patienten gehalten, wenn die Injektion durchgeführt wird.
Der distale Teil des Frontkolbens 22 ist vorzugsweise zum Ausfüllen des Druckkammer-Frontendes angepasst, wenn der Stempel dieses Ende erreicht. Dies ist wichtig, um so viel Flüssigkeit wie möglich aus der Druckkammer während der Injektion auszustoßen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Speicherkammer in zwei verschiedene Abteile von einem dritten Kolben unterteilt und mit einem Bypass-Abschnitt versehen, wobei das proximale Abteil eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, aufweist und das distale Abteil einen festen Bestandteil, beispielsweise ein lyophilisiertes Puder, aufweist. Die Flüssigkeit wird in das distale Abteil über den Bypass-Abschnitt gedrückt, wo eine Flüssigkeit den festen Bestandteil löst. Dies ist ein bekanntes Verfahren im Stand der Technik von Spritzen mit zwei Abteilen. Die im distalen Abteil angeordnete, so gemischte Flüssigkeit, wird dann auf exakt die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben in die Druckkammer übertragen.
Die 4A–4D zeigen eine schematische Darstellung des Injektionsverfahrens, das von der Injektor-Vorrichtung gemäß der alternativen Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
In den 4A–4D sind nur die Druckkammer 4 und die Speicherkammer 6 und die Kolben und die Dichtung innerhalb dieser Kammern dargestellt. Die Druck- und Speicherkammer- Anordnung wird natürlich innerhalb eines Gehäuses angeordnet, das alle notwendigen Merkmale zum Durchführen einer Injektion gemäß den oben offenbarten Ausführungsformen hat.
Die Druckkammer 4 weist einen Druckzylinder 10 von im wesentlichen konstanten Querschnitt zum Darin-Aufnehmen von mindestens einem Kolben und eine Frontende-Öffnung 14 zum Ausstoßen der Flüssigkeit auf. Die Druckkammer hat eine ausreichende Festigkeit, so dass sie dem Flüssigkeitsdruck während dem Injektionsverfahren standhält. Der Druckzylinder ist mit einem offenen Hinterende 26 versehen (in 3).
Die Druckkammer wird vor dem Gebrauch sterilisiert und wird mit Luft oder einem Gas gefüllt. Vorzugsweise ist sie wegwerfbar, könnte aber auch wiederverwendbar sein. Der Innendurchmesser der Frontendöffnung ist 0,1–0,6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,15 mm.
Die Speicherkammer 6 zum Speichern der Flüssigkeit oder der Flüssigkeit-Präkursor-Komponenten weist einen Speicherzylinder 16 mit mindestens einem Abschnitt von im Wesentlichen konstanten Querschnitts zum Darin-Aufnehmen eines ersten oder Hinter-Kolbens 20, eines zweiten oder Front-Kolbens 22 und eines dritten oder Zwischen-Kolbens 23 auf. Ein Bypass-Abschnitt 25 ist darin angeordnet.
Eine Flüssigkeitsverbindung 24 ist zwischen der Druckkammer und der Speicherkammer angeordnet, die eine Übertragung der Flüssigkeit aus der Speicherkammer zu der Druckkammer ermöglicht. Die Flüssigkeitsverbindung kann ein konventioneller Bypass-Abschnitt in der Druckkammer sein.
Die Kammern werden zusammengebaut, indem die Speicherkammer in die Druckkammer eingesetzt wird. Eine Dichtung 30, vorzugsweise ein O-Ring, wird zwischen den Kammern angeordnet, um einen fluid-dichten Anschluss zum Druckzylinder zu erzielen. Das Zusammenbauen der Kammern wird in einer sterilen Umgebung durchgeführt, beispielsweise als zusätzlicher Schritt auf der Fertigungsstraße, wobei die Speicherkammer mit Flüssigkeit und einem festen Bestandteil gefüllt wird.
Die unterschiedlichen Schritte, die während eines Injektionsverfahrens durchgeführt werden, werden nun mit Bezugnahmen auf die 4A–4D beschrieben.
Die unterschiedlichen Schritte, die durchgeführt werden, sind dem Drei-Schritt-Verfahren ähnlich, das in Zusammenhang mit den 1A–1E beschrieben worden ist, d.h. sie weisen einen Übertragungsschritt, in dem die Flüssigkeit aus der Speicherkammer in die Druckkammer übertragen wird, einen Schritt zum Beseitigen von Luft aus der Druckkammer und einen Injektionsschritt auf. In dieser Ausführungsform wird dem Übertragungsschritt zusätzlich ein Vorbereitungs-Schritt vorangestellt.
Die Speicherkammer weist zwei Abteile, die durch eine Dichtung, Zwischen-Kolben 23, voneinander getrennt sind. Das untere Abteil 31 enthält eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, die zum Lösen einer festen Komponente 35, beispielsweise eines lyophilen Pulvers, im oberen Abteil 33 angepasst ist.
Während des Vorbereitungs-Schrittes (4A, 4B) wird der erste Kolben 20 (beispielsweise von dem Druckmechanismus oder wie oben alternativ beschrieben) in eine aufwärts Richtung gedrückt und drückt über die Flüssigkeit in dem unteren Abteil 31 den dritten Kolben in den Bypass-Abschnitt 25. Wenn die Flüssigkeit über den Bypass-Abschnitt in das obere Abteil 33 eindringt, löst sie den festen Bestandteil auf. Wenn die gesamte Flüssigkeit in das obere Abteil 33 übertragen worden ist und das feste Material aufgelöst worden ist, machen der erste und der dritte Kolbe gemeinsam aufwärts weiter, was den zweiten Kolben 22 mittels der Flüssigkeit in den Bypass-Abschnitt 24 der Druckkammer drückt. Wenn in dieser Position, dann wird eine Flüssigkeit (Übertragungsschritt des Verfahrens) in die Druckkammer übertragen (4C).
4D stellt die zur Injektion bereite Injektor-Vorrichtung dar, indem der zweite Kolben 22 aus dem Bypass-Abschnitt heraus gedrückt worden ist und im fluid-dichten Eingriff mit der Innenfläche des distalen Abschnitts der Druckkammer steht. Die genaue Position des Kolbens innerhalb der Druckkammer ist, wenn die Vorrichtung zur Injektion bereit ist, vom Volumen der Flüssigkeit abhängig, die in die Druckkammer übertragen wird. In dieser Position wird im wesentlichen die gesamte Luft aus der Druckkammer durch die Frontendöffnung 14 hindurch ausgestoßen.
In der Ausführungsform der 4A bis 4D ist der Innendurchmesser des Druckzylinders etwas größer, als der Innendurchmesser des Speicherzylinders und der zweite Kolben 22 weist einen oberen oder Front-Abschnitt mit einem größeren Durchmesser, der an den Durchmesser der Druckkammer angepasst ist, und einen kleineren unteren oder Hinter-Abschnitt auf, der an den Durchmesser des Speicherzylinders angepasst ist, was ihm ermöglicht, im abdichtenden Eingriff mit beiden Kammern zu stehen. Der kleinere erste Kolben 20 und der dritte Kolben 23 können ihre Bewegung in dem Druckzylinder fortsetzen, während der zweite Kolben eine Abdichtung darin bereitstellt.
Der Hochdruckstrahl, der von der Vorrichtung erzeugt wird, ist in der Beschreibung der Erfindung durchweg zum Eindringen in die Haut eines Patienten angepasst. Jedoch sind die Grundprinzipien der Erfindung, wenn die Kanülen-Injektion mit flüssigen Medikamenten mit hoher Viskosität, beispielsweise Gel, durchgeführt wird, äquivalent anwendbar. Wenn beispielsweise heute ein Gel durch eine Kanülenspritze eingespritzt werden soll, muss eine Kanüle verwendet werden, die einen verhältnismäßig großen Innendurchmesser hat, was sehr schmerzhaft sein kann. In 5 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Druckkammer gemäß der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist eine subkutane Kanüle 41 an die Frontendöffnung der Injektor-Vorrichtung angeschlossen worden. Der Anschluss 43 ist auf robuste Art und Weise durchgeführt, so dass er dem Druck innerhalb der Druckkammer während der Injektion widersteht. Die Kanüle wird vorzugsweise während der Herstellung der Kammer, beispielsweise während eines Formteilprozesses, an der Druckkammer angebracht. Das Injektionsverfahren ist dasselbe wie beim Durchführen mit einer Kanüle, abzüglich Jet-Injektion, wie oben beschrieben. Durch das Verwenden einer Druckkammer, die mit einer Kanüle versehen ist, die einen ähnlichen Innendurchmesser wie die Frontendöffnung der Druckkammer hat, kann eine Flüssigkeit mit einer hohen Viskosität unter Verwendung einer dünneren Kanüle als vorher eingespritzt werden. Dies ist sehr vorteilhaft, indem es für den Patienten weniger schmerzhaft ist.
Der notwendige Druck zum Durchführen der Kanüleninjektion gemäß der alternativen Ausführungsform ist unter anderem von dem Innendurchmesser der Kanüle und der Viskosität des flüssigen Gels abhängig.
Typischerweise ist der Druck in der Druckkammer allgemein über 25 atm (2.5 MPa), häufig über 50 atm (5 MPa) oder über 100 atm (10 MPa). Normalerweise ist der Druck unter 1000 atm (100 MPa), häufig unter 800 atm (80 MPa) oder unter 500 atm (50 MPa)
6A–6B zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform, in der eine Anordnung aus Druckkammer und Speicherkammer bezüglich des Gehäuseteils bewegbar angeordnet ist, das einen Injektionsmechanismus enthält. Wie in den anderen Ausführungsformen bildet die Druckkammer 4 und die Speicherkammer 6 ein Aggregat aus, wobei die Speicherkammer in das hintere Ende der Druckkammer koaxial und stationär eingesetzt ist. In dieser Ausführungsform ist das hintere Ende der Druckkammer mit einem Außenschraubgewinde 61 versehen. Ein Gehäuse 62 nimmt den Mechanismus 8 zum Vorwärts-Antreiben des Stempels 28 auf und kann beispielsweise eine Feder und eine Abzugsanordnung unterbringen. Das Gehäuse 62 weist an der Druckkammer 4 ein dem Außengewinde korrespondierendes Innenschraubgewinde 61 auf. 6A stellt die Vorrichtung vor irgendeiner Flüssigkeits-Übertragung dar, beispielsweise wie vorgefüllt und an den Endbenutzer geliefert. Der Benutzer löst die Vorrichtung aus, indem er die Druckkammer 4 und das Gehäuse 62 zusammenschraubt, wobei der Stempel 28 untätig ist und bezüglich des Gehäuses stationär ist. Dieses bewirkt, dass der Hinterkolben 22 vorwärts bewegt wird, so dass die gleichen Vorbereitungs-Phasen durchgeführt werden, wie bei den anderen Ausführungsformen beschrieben, d.h. Versschieben des Frontstempels in die Flüssigkeitsverbindung 24, Übertragen der Flüssigkeit in die Druckkammer hinein und Entlüften der Druckkammer. Die Vorrichtung ist jetzt in dem in der 6B dargestellten Zustand, wobei der Mechanismus 8 und der Stempel 28 ihre Ausgangspositionen aufweisen und zur Injektion bereit sind. Die Injektion kann durchgeführt werden, indem die in dem Mechanismus 8 gespeicherte Energie aktiviert wird, um den Stempel 28 unter Auswurf der Flüssigkeit in die Druckkammer 4 vorwärts zu bewegen.
Die 7A und 7B stellen schematisch eine Stempelanordnungs-Modifikation dar, die den Zweck hat, die Gesamtelastizität in dem System während des Injektionsschrittes zu reduzieren. 7A ist dem in der 1 dargestellten ähnlich, d.h. sie weist eine Druckkammer 4 und eine Speicherkammer 6 mit einer Flüssigkeitsverbindung 24 dazwischen und zur Bewegung in den Kammern angepasste Front- 22 und Hinter- 20 Kolben auf. In der 7A sind die Innendurchmesser der Druckkammer und der Speicherkammer im wesentlichen ähnlich, was bedeutet, dass die Kolben eine ungefähr gleiche Radialkompression haben, wenn sie in der Speicherkammer sind und wenn sie in der Druckkammer sind, wobei die Kompression zweifellos zum Abdichten gegen die Innenwände der Kammer ausreichend sein sollte. Demnach wird angenommen, dass die Kolben die Innenquerschnittsbereiche der Kammern wie in den rechts dargestellten Querschnitten ausfüllen. Der obere Querschnitt ist ein Schnitt durch den Druckkammer-4-Zylinderabschnitt 10 und dem Frontkolben 22, wenn der Kolben vollständig innerhalb des Zylinders ist und den Querschnitt ausfüllt, außer möglicherweise an Stempelabschnitten zwischen Stempeldichtungsrippen. Ähnlich ist der untere Querschnitt ein Schnitt durch die Druckkammer 4 an der Flüssigkeitsverbindung 24 und dem Hinterkolben 20, wenn er an jener Flüssigkeitsverbindung ist und der Kolben 20 den Querschnitt mit Ausnahme der Flüssigkeitsverbindungs-Kanäle ausfüllt. Es ist klar, dass die Kolben in einer Position sind, wenn die gesamte Flüssigkeit aus der Speicherkammer zu der Druckkammer übertragen worden ist und beide Stempel ein wenig weiter vorwärts bewegt worden sind, beispielsweise zur Entlüftung und bereit zur Injektion. Wenn ein Druckmechanismus Kraft auf den Hinterkolben 20 anlegt, neigen beide Kolben dazu sich zu verformen, da die Reibung zwischen Frontkolbenfläche und Wand eine Bewegung behindert, und die Verformung kann beträchtlich sein, da die Axialkraft wiederum dazu tendiert, die Kolben radial auszudehnen. Der Effekt kann durch die Größe und die Zahl der Kolben verschlimmert werden, beispielsweise in Doppelkammer-Speicherkammern, wie in 4 dargestellt. Eine Elastizität kann im Druckprofil zu Schwingung und zu Vibration während der Injektion führen mit willkürlichen und weniger zuverlässigen Ergebnissen. 7B stellt einige Modifikationen zum Überwinden dieser Probleme dar. Der Innendurchmesser der Speicherkammer 6 ist hier etwas kleiner, wenigstens im Vorderteil der Speicherkammer, als der Innendurchmesser der Druckkammer 4, was bedeutet, dass der Radialdruck auf jeden Kolben verringert wird, der aus der Speicherkammer zu der Druckkammer bewegt wird. Außerdem ist der Frontkolben 22 zum Abdichten mit der Speicherkammer, jedoch nicht zum Abdichten mit der Druckkammer ausgebildet, wohingegen der Hinterkolben sowohl zum Abdichten mit der Speicherkammer als auch mit der Druckkammer ausgebildet ist. Dies ist in den Querschnitten rechts dargestellt. Wie in der 7A ist der obere Querschnitt ein Schnitt durch den Druckkammer-4-Zylinder-Abschnitt 10 und den Frontkolben 22, wenn der Kolben vollständig innerhalb des Zylinders ist, und es ist zu erkennen, dass der Kolben eine etwa dreieckige Gestalt hat, so dass ein Punkt-Kontakt 71 mit der Druckkammer-4-Innenwand hergestellt wird und Räume 72 übrig gelassen werden, die einer Flüssigkeit ein Passieren ermöglichen. Im unteren Querschnitt stellt ein Schnitt durch die Druckkammer 4 und den Hinterkolben 20 dar, dass jener Kolben den Querschnitt ausfüllt und gegen die Druckkammer-Innenwand abgedichtet ist. In der gezeigten Ausführungsform besteht kein Bedarf nach einer Flüssigkeits-Verbindung in Form eines By-Passes, der in den Kammerwänden ausgenommen ist, da die Räume 72 eine Flüssigkeitspassage aus der Speicherkammer zu der Druckkammer ermöglichen, sobald der Frontstempel in die Druckkammer bewegt worden ist und demnach als Flüssigkeitsverbindung wirken wird. Die beseitigte oder verringerte Reibung an dem Frontstempel reduziert während der Injektion die Deformationen in jenem Stempel und demnach die System-Gesamtelastizität. Insbesondere wird durch die Tatsache, dass der Druck in der Druckkammer zugriff auf alle Seiten des Frontkolbens hat die Deformation jenes Kolbens verringert.
Andere Designs, wie das in der 7B dargestellte, können für die angegebenen Zwecke verwendet werden. Die minimale Anforderung ist, dass die Reibung zwischen Frontkolbenfläche und Wand in dem Verhältnis verringert wird, dass eine vollständige und sichere Abdichtung im Druckzylinder vorhanden ist, beispielsweise durch bloßes Kontaktieren der Wand oder dass dazwischen eine geringe Toleranz vorhanden ist, wobei in diesem Fall wieder ein By-Pass in der Zylinderwand erforderlich sein kann. Vorzugsweise ermöglicht das Design, dass sich der Druck wenigstens um die axialen Seiten des Frontkolbens ausgleicht, was größere Räume als nur bei einer Reibungs-Reduzierung erfordern kann. Am bevorzugtesten lässt der Kolben eine größere Umfangslücke zwischen sich und der Wand, die zum Passieren der Flüssigkeit ausreichend ist und demnach als Flüssigkeitsverbindung wirkt, obwohl bevorzugt wird, dass etwas Druckpunktkontakt aufrechterhalten wird, beispielsweise mit Punktabstandshaltern oder einem axialen Linienkontakt, beispielsweise axialen oder schraubenlinieförmig verlaufenden Rippen, der mit der Wand in Kontakt steht, um ein Taumeln oder ein unbeabsichtigtes Verschieben hin zu der Zylinderfront zu vermeiden, indem beispielsweise ein nicht-kreisförmiger Querschnitt oder umgekehrt vorgesehen ist, d.h. es ist ein kreisförmiger Kolben in einem nicht-kreisförmigen Zylinder oder in einem Zylinder mit Innenwandrippen vorgesehen. Der Frontkolben kann herkömmliche ringförmige Rippen aufweisen, obwohl es auch möglich ist, solche Rippen zu reduzieren oder zu beseitigen, um die Nicht-Dichtungs-Eigenschaften des Kolbens nach der Expansion zu fördern. Jede mögliche Kontaktfläche ist um so weniger schädlich, je weniger ihre axiale Ausdehnung ist und je größer die Auslegung nach hinten ist, beispielsweise wären sogar eine ringförmige Schleppkante oder eine Schürze annehmbar. Im Gegensatz dazu können einem Kolben, der zum Abdichten nach der Expansion vorgesehen ist, in dieser Hinsicht verbesserte Eigenschaften gegeben werden, beispielsweise indem er ausreichend groß, deformierbar oder mit Rillen versehen ist, um auch den Druckzylinder nach der Expansion auszufüllen. Jedoch braucht eine derartige Desgin-Anpassung nicht extrem zu sein, da der als letztes angelegte Stempeldruck den Kolben etwas zum Expandieren bringt, was einen verstärkten Dichtungs-Kontakt ergibt. Jedoch ist die Anforderung nur, dass ein derartiger Kolben im abdichtenden Eingriff mit der Druckkammer steht. Dieses kann auch ohne Expansion in Bezug auf seine Position in der Speicherkammer erzielt werden.
Beispielsweise können in den Ausführungsformen, wobei der Innenquerschnitt der Druckkammer gleich dem Innenquerschnitt der Speicherkammer ist, die Speicherkammerfront und/oder das Druckkammerende eine Verengung aufweisen, die zum Abdichten mittels eines kleineren Frontkolbens geeignet ist, wobei die Anforderung an den Hinterkolben nur die ist, dass er zum Passieren der Verengung und zum erneuten Expandieren in der Lage sein sollte, was erleichtert wird, wenn die Verengung, wenigstens auf der Einlassseite zu der Rückseite hin, kontinuierlich oder eben ist.
Jedes Mittel oder Design kann zum Erzielen der beabsichtigten Verringerung der Kolben-Deformation verwendet werden. Wie erwähnt, kann der Druckkammer-Innenquerschnittsbereich größer als der korrespondierende Bereich in der Speicherkammer sein, entweder, wie dargestellt, über eine schrittweise Änderung oder über eine kontinuierliche Zunahme wenigstens über einen hinteren Abschnitt des Druckkammer-Zylinders oder über einen Frontteil der Speicherkammer. Wenn der Kolben einen vergrößerten Abschnitt außerhalb der Speicherkammer hat, wie in 4 dargestellt, sollten die Bereichs-Anpassungen bezüglich des vergrößerten Abschnitts durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich zur Bereichs-Änderung kann eine Zylinderquerschnittbereich-Gestaltsänderung angewendet werden, um sicher zu stellen, dass sich die Kolben-Zu-Zylinder-Gestaltung von einer hohen Passform in der Speicherkammer zu einer geringern Passform in der Druckkammer ändert.
Zum Erzielen der vorgebrachten Aufgaben sollten die behandelten Prinzipien mindestens an einem Kolben angewendet werden, wobei sie aber auch an mehr als an einem Kolben, beispielsweise an dem Front- und Zwischenkolben der 4- Ausführungsform, angewendet werden können. Im Allgemeinen ist es möglich, mehr als einen Abdichtungs-Kolben im Druckzylinder zu haben, obwohl es häufig ausreichend ist, einen Abdichtungs-Kolben, vorzugsweise der zweite vom Frontkolben zum Verringern des Totvolumens, zu haben. Zum Abdichten auf eine zuverlässige und permanente Weise werden die Kolben normalerweise eher aus elastisch deformierbaren Material wie Gummi als aus plastisch deformierbaren Material ausgebildet. Für die vorgebrachten Zwecke wird bevorzugt, dass das Material in den Kolben zusätzlich deformierbar aber nicht komprimierbar ist, indem beispielsweise Gasbläschen oder geschäumte Komponenten vermieden werden. Ferner könnte es von Interesse sein, auch den zwischen den gemeinsamen Dichtungsrippen an den Kolben vorhandenen Totraum zu verringern oder dieselben durch eine andere anpassungsfähige Anordnung wie eine geschmeidige oder komprimierbare Haut auszutauschen.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Äquivalente verwendet werden. Daher sollten die oben genannten Ausführungsformen nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung aufgefasst werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Injektor-Vorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit aus einer Hochdruck-Quelle, welche Injektor-Vorrichtung ein Gehäuse (2) aufweist, in welchem eine Einrichtung aus einer Druckkammer (4) und einer Speicherkammer (6) angeordnet ist, wobei a) die Druckkammer (4) einen eine Druckkammer-Achse (12) definierenden Druckzylinder (10) im wesentlichen konstanten Querschnitts zum Unterbringen mindestens eines Kolbens und eine Frontend-Öffnung (14) zum Auswerfen der Flüssigkeit aufweist, wobei die Druckkammer eine zum Widerstehen des Flüssigkeitsdrucks ausreichende Festigkeit hat, b) die Speicherkammer (6) für die Flüssigkeit oder für die Flüssigkeit-Präkursor-Komponenten einen eine Speicherkammer-Achse (18) definierenden Speicherzylinder (16) wenigstens im wesentlichen konstanten Querschnitts, optional mit einem Bypass, zum Unterbringen mindestens eines Kolbens (20, 22) aufweist, c) eine Flüssigkeitsverbindung (24) zwischen der Druckkammer und der Speicherkammer angeordnet ist, die eine Überführung der Flüssigkeit aus der Speicherkammer zu der Druckkammer ermöglicht, d) mindestens ein erster Kolben zur Reise in dem Druckzylinder angeordnet ist, i) die Druckkammer-Achse und die Speicherkammer-Achse im wesentlich koinzidieren, ii) der Druckzylinder und der Speicherzylinder im wesentlichen denselben Innendurchmesser haben, so dass eine Passage eines elastischen Kolbens aus dem Speicherzylinder zu dem Druckzylinder auf eine dichte Art und Weise möglich ist, außer, wenn er in dem optionalen Bypass oder der Verbindung ist, iii) die Speicherkammer von der Druckkammer getrennt ist, iv) der Druckzylinder leer ist oder mit Gas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass v) das Gehäuse (2) mit einem Mechanismus (8) versehen ist, welcher zum direkten Kraftanlegen oder zum indirekten Kraftanlegen an dem Kolben, wenn er im Druckzylinder ist, zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdruckes in der Druckkammer über 25 atm (2,5 mPa) angepasst ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontendöffnung (14) zum Ausbilden eines Flüssigkeitsstrahls mit einer kurzen Kanüle, welche eine Länge von ungefähr 1 bis 3 mm hat, oder mit einer Injektionskanüle ausgebildet ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontendöffnung mit einem beseitigbaren oder brechbaren Verschluss oder einer beseitigbaren oder brechbaren Dichtung bedeckt ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder mit einem offenen Hinterende versehen ist und dass der Speicherzylinder mit einem offenen Frontende versehen ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsverbindung einen Bypass (24) aufweist, der zum Ermöglichen einer Flüssigkeitspassage aus der Speicherkammer zu der Druckkammer um den Frontkolben (22) herum eingerichtet ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer und die Speicherkammer aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, vorzugsweise Kunststoff bzw. Glas.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungsmasse zwischen der Druckkammer und der Speicherkammer vorgesehen ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen zweiten Kolben, der zur Bewegung in der Speicherkammer angepasst ist und der zum Begrenzen der Speicherkammer in Zusammenwirkung mit dem ersten Kolben imstande ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkammer eine Doppelkammer-Speicherkammer ist, die mit einem Bypassabschnitt und mindesten einem dritten Kolben versehen ist, der die Speicherkammer in zwei Unterkammern unterteilt.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer ein größeres Volumen als das Flüssigkeitsvolumen in der Speicherkammer nach dem optionalen Mischen hat.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsverbindung eine Bypassstruktur für den Kolben aufweist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) an einem Hinterkolben (20) wirkt.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) eine Mechanik-Feder oder ein unter Druck stehendes Gas aufweist.
Injektor-Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) auch zum Überführen einer Flüssigkeit angepasst ist.
Injektor-Vorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der mindestens eine erste Kolben (20, 22) einen Frontkolben (22) und einen Hinterkolben (20) aufweist, die zum Reisen in dem Druckzylinder und dem Speicherzylinder angepasst sind, dadurch gekennzeichnet, i) dass die Druckkammer-Achse und die Speicherkammer-Achse im wesentlichen koinzidieren, so dass eine Gesamtkammer ausgebildet ist, ii) dass der Mechanismus (8) einen wenigstens in Vorwärtsrichtung bezüglich eines Vorrichtungsabschnitts axial bewegbaren Stempel (28) aufweist, der einen Bezugspunkt für die Bewegung ausbildet, iii) dass, die Gesamtkammer wenigstens in Rückwärtsrichtung bezüglich des Bezugspunktes axial bewegbar angeschlossen ist, iv) dass die Relativpositionen des Stempels und der Gesamtkammer bezüglich der Bezugspunkte ermöglichen, dass die Gesamtkammer die Rückwärtsbewegung durchführen kann, wobei der Stempel und der Hinterkolben in Kontakt stehen, während der Stempel stationär gehalten ist, und ermöglicht, dass der Stempel die Vorwärtsbewegung in Kontakt stehend mit dem Hinterkolben durchführen kann, während die Gesamtkammer stationär gehalten ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativpositionen so angeordnet sind, dass während der Gesamtkammer-Rückwärtsbewegung wenigstens die Überführung von Flüssigkeit aus der Speicherkammer zu der Druckkammer und optional eine Entlüftung der Druckkammer ermöglicht ist und während der Vorwärtsbewegung ein Auswerfen von Flüssigkeit aus der Druckkammer ermöglicht ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsbewegung der Gesamtkammer zur manuellen Betätigung angepasst ist, wobei vorzugsweise eine Schraubgewinde-Verbindung vorgesehen ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärtsbewegung des Kolbens zum ausgelösten Freigeben der vorzugsweise über verdichtetes Gas oder zusammengedrückter Mechanik-Feder gespeicherten Energie angepasst ist.
Injektor-Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Injektionskanüle in Verbindung mit der Frontendöffnung angebracht ist, so dass sie zum Durchführen einer subkutanen Injektion imstande ist.