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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Flüssigkeitsabgabevorrichtungen, insbesondere auf Vorrichtungen zum Abgeben von
Flüssigkeiten, die Arzneimittel enthalten. Die Arzneimittel können
in Lösung und/oder in Suspension in einem pharmazeutisch akzeptablen
Medium enthalten sein, welches sich unter normaler Temperatur und
normalem Druck im flüssigen Zustand befindet.
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In US-A-5 062 834 wird eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung gemäss dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1 offenbart. Insbesondere offenbart
dieses ältere US Patent 5 062 834 eine Flüssigkeitsabgabe
vorrichtung, die ein äusseres Gehäuse umfasst, das einen Auslass für
die abzugebende Flüssigkeit hat, ein verschiebbares Teil innerhalb
des Gehäuses, das eine erste zusammenziehbare Kammer auf einer Seite
des verschiebbaren Teils definiert, um einen Vorrat des über den
Auslass abzugebenden Materials zu enthalten, und eine zweite
zusammenziehbare Kammer auf der gegenüberliegenden Seite des
verschiebbaren Teils. Die Vorrichtung umfasst weiter eine
Drucksteuereinrichtung, um den Druck zu steuern, der in der zweiten
zusammenziehbaren Kammer erzeugt wird, um die Verschiebung des
verschiebbaren Teils zu steuern und dadurch die Strömungsrate der
Flüssigkeit über den Auslass. Bei der in dieser Patentanmeldung
beschriebenen Vorrichtung umfasste die Drucksteuereinrichtung eine
elektrolytische Zelle, die ein Paar von durch einen Elektrolyt
getrennten Elektroden hat und fähig ist, gemäss des elektrischen
Stroms, der durch den Elektrolyt hindurch geht, ein Gas zu erzeugen,
das in die zweite Kammer eingespeist wird.
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Ein Nachteil bei der in diesem Patent beschriebenen Vorrichtung
besteht darin, dass die Strömungsrate der Flüssigkeit (z.B. eines
Arzneimittels) über den Auslass sehr empfindlich auf Veränderungen
der Umgebungstemperatur und/oder auf jegliche Undichtigkeit in der
Drucksteuerkammer ist.
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Kompensationen für Änderungen in der Umgebungstemperatur und im
Umgebungsdruck sind bei pulsierenden Pumpen bekannt, wie sie in EP
A-0 112 585 beschrieben werden, indem z.B. der absolute Druck
gemessen wird, um die Pulsrate der pulsierenden Pumpe einzustellen.
Die in der oben erwähnten Patentschrift US-A-5 062 834 gibt jedoch
die Flüssigkeit nicht auf eine pulsierende Art ab, sondern eher auf
eine kontinuierliche Art, mit einer Rate, die vom Druck in der
zweiten zusammenziehbaren Kammer abhängt, weshalb die Art des
Kompensierens für Änderungen in der Umgebungstemperatur und im
Umgebungsdruck, wie sie bei pulsierenden Pumpen verwendet wird,
nicht auf diesen Typ von Flüssigkeitsabgabevorrichtung angewendet
werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Flüssigkeitsabgabevorrichtung des Typs bereit zu stellen, wie er in
US-A-5 062 834 beschrieben wird, welche weniger empfindlich auf
Veränderungen der Umgebungstemperatur ist.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine
Flüssigkeitsabgabevorrichtung wie oben beschrieben bereit gestellt, dadurch
gekennzeichnet, dass das Gehäuse weiter umfasst: ein zweites
verschiebbares Teil, das eine dritte zusammenziehbare Kammer
zwischen dem Gehäuse und der ersten zusammenziehbaren Kammer in der
Nähe des Auslasses definiert; und ein Steuerventil, das zwei
Ventilteile hat, die senkrecht zueinander mit einem Zwischenraum
angeordnet sind, um die Strömung zum Auslass zu steuern; eines der
Ventilteile befindet sich auf dem zweiten verschiebbaren Teil, so
dass Änderungen der Umgebungstemperatur, die in der ersten und
dritten Kammer erzeugt werden, im wesentlichen gleich grosse und
entgegengesetzte Kräfte auf die gegenüberliegenden Seiten des
verschiebbaren Teils erzeugen, wodurch das Steuerventil die
Strömungsrate zum Auslass für Änderungen der Umgebungstemperatur
kompensiert.
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Die Erfindung wird hierin nur mittels eines Beispiels beschrieben,
mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, bei denen;
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Fig. 1 eine längs geschnittene Ansicht ist, die eine Form einer
Flüssigkeitsabgabevorrichtung darstellt, die gemäss der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, wobei Fig. la eine vergrösserte
Teilansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
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Figuren 2, 3, 4 und 5 längs geschnittene Ansichten sind, die vier
weitere Formen einer Flüssigkeitsabgabevorrichtung darstellen, die
gemäss der vorliegenden Erfindung konstruiert sind;
die Figuren 4a und 4b eine Ansicht von oben respektive eine
perspektivische Ansicht der in der Vorrichtung von Fig. 4
verwendeten Messscheibe sind;
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Fig. 5a eine auseinandergezogene Ansicht der Vorrichtung von Fig. 5
ist;
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Fig. 6 eine Draufsicht von oben ist, die irgend eine der
Vorrichtungen der Figuren 1 - 5 darstellt, welche angepasst ist, um
an einem Handgelenk getragen zu werden, und die eine Steuerschaltung
umfasst, um die Abgabe des Arzneimittels zu steuern; und
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Fig. 7 ein Blockdiagramm ist, das die in der Vorrichtung von Fig. 6
enthaltene Steuerschaltung darstellt.
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Die in der Figur 1 dargestellte Flüssigkeitsabgabevorrichtung
umfasst ein äusseres festes Gehäuse, das im allgemeinen mit 2
bezeichnet wird und aus drei Abschnitten 2a, 2b und 2c besteht, die
alle auf irgend eine geeignete Art aneinander befestigt sind, z.B.
mit Befestigungselementen 4 und 6. Die drei Gehäuseabschnitte 2a, 2b
und 2c haben vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt. Ein
erstes Diaphragma 8 ist zwischen den Gehäuseabschnitten 2a und 2b
festgeklemmt, und ein zweites Diaphragma 10 ist zwischen den
Gehäuseabschnitten 2b und 2c festgeklemmt.
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Es ist zu sehen, dass das Diaphragma 10 dasinnere des Gehäuses 2 in
eine erste zusammenziehbare Kammer C&sub1; auf einer Seite des Diaphragmas
und eine zweite zusammenziehbare Kammer C&sub2; auf der gegenüberliegenden
Seite des Diaphragmas unterteilt; und dass das Diaphragma 8 eine
dritte zusammenziehbare Kammer C&sub3; zwischen ihm und dem
Gehäuseabschnitt 2a definiert. Wie unten detaillierter beschrieben
werden wird, dient die Kammer C&sub1; dazu, einen Vorrat der abzugebenden
Flüssigkeit (die z.B. ein Arzneimittel enthält) zu enthalten; die
Kammer C&sub2; dient als Drucksteuerkammer zum Steuern der Abgaberate des
Arzneimittels; und die Kammer C&sub3; dient als Kompensationskammer, um
die Empfindlichkeit der Abgaberate auf Veränderungen im
Umgebungsdruck und in der Umgebungstemperatur zu vermindern.
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Der Gehäuseabschnitt 2a ist mit einer rohrförmigen Verlängerung 12
gebildet, die eine Auslassöffnung 14 hat, welche angepasst ist, um
einen flexiblen Schlauch 16 aufzunehmen, um das Arzneimittel an
einen Patienten abzugeben. Ein Stab 18 ist an der rohrförmigen
Verlängerung 12 befestigt und erstreckt sich nach innen durch eine
Öffnung 8a im Diaphragma 8 hindurch in die Kammer C&sub1; hinein. Die
innere Spitze des Stabs 18 ist mit einem konischen Kopf 18a
ausgebildet, und die Öffnung 8a durch das Diaphragma 8 hindurch hat
eine komplementäre konische Konfiguration, so dass diese Öffnung
zusammen mit dem konischen Kopf 18a des Stabs 18 als Steuerventil
zwischen der Kammer C&sub1; und dem Auslassschlauch 16 dient, der mit dem
Patienten verbunden ist.
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Die rohrfs.rmige Verlängerung 12 umfasst einen sich nach innen
erstreckenden Abschnitt 20, an welchem das innere Ende 18b des Stabs
18 befestigt ist. Das Diaphragma 8 ist ferner mit einem rohrförmigen
Abschnitt 8b ausgebildet, der den Abschnitt 20 umschliesst, um einen
Durchgang 22 für die Flüssigkeit zu definieren, welche die Kammer C&sub1;
verlässt. Das befestigte Ende 18b des Stabs 18 ist mit Öffnungen
ausgebildet, wie in der Figur 1a bei 18c gezeigt wird, um zu
erlauben, dass die Flüssigkeit durch den Durchgang 23 in der
rohrförmigen Verlängerung 12 hindurch strömt und von dort zum
Auslass 14. Das Ventil, das durch den Stabkopf 18a und die
Diaphragmaöffnung 8a gebildet wird, ist durch eine Spiralfeder 24
innerhalb der Kammer C&sub3;, die zwischen dem Diaphragma 8 und dem
Gehäuseabschnitt 2a in der Nähe seiner rohrförmigen Verlängerung 12
angeordnet ist, gegen seine geschlossene Position hin vorgespannt.
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Wie früher angegeben wurde, dient die Kammer C&sub2; zwischen dem
Diaphragma 10 und dem Gehäuseabschnitt 2c als Drucksteuerungskammer,
um die Verschiebung des Diaphragmas 10 und dadurch die Strömungsrate
der Flüssigkeit von der Kammer C&sub1; zum Auslass 14 zu steuern. Zu
diesem Zweck umfasst die Kammer C&sub2; eine elektrolytische Zelle, die im
allgemeinen mit 26 bezeichnet wird und ein Paar von Elektroden 28,
30 hat, die durch einen Elektrolyt 32 getrennt sind, der fähig ist,
innerhalb der Kammer C&sub2; gemäss des elektrischen Stroms, der durch den
Elektrolyt hindurch geht, ein Gas zu erzeugen. Der Elektrolyt 32 ist
innerhalb der Zelle C&sub2; angeordnet, wogegen die Elektroden 28, 30 nach
aussen durch den Gehäuseabschnitt 2c hindurch gehen, damit es
möglich ist, dass sie an eine externe Stromversorgung wie z.B. eine
Batterie angeschlossen werden.
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Das Ende der rohrförmigen Verlängerung 12, das mit dem Auslass 14
ausgebildet ist, wird durch einen semipermeablen Deckel 34
abgeschlossen, welcher für Gas, nicht aber für Flüssigkeiten
durchlässig ist. Der Deckel 34 dient dazu, jegliches Gas in der
Kammer C&sub1; in die Atmosphäre auszulassen und verhindert dadurch, dass
Gas, das im Arzneimittel enthalten sein kann, über den Auslass 14 an
den Patienten geliefert wird.
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Die in den Figuren 1 und la dargestellte
Arzneimittelabgabevorrichtung funktioniert folgendermassen:
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Die Kammer C&sub1; wird zuerst vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt,
welche das abzugebende Arzneimittel enthält. Wenn das Arzneimittel
abgegeben werden soll, werden die Elektroden 28, 30 an eine
Stromversorgung (z.B. einer Batterie) angeschlossen, wodurch
elektrischer Strom in den Elektrolyt 32 in der Kammer C&sub2; eingespeist
wird, wobei dieser Elektrolyt ein Gas gemäss der Menge des
eingespeisten elektrischen Stroms erzeugt. Das erzeugte Gas in der
Kammer C&sub2; verschiebt das Diaphragma 10 nach innen, wodurch es über
die Ventilöffnung 8a im Diaphragma 8 mit einer Rate, welche der Rate
der Gaserzeugung in der Kammer C&sub2; entspricht, Flüssigkeit aus der
Kammer C&sub1; drängt. Die abgegebene Flüssigkeit strömt über die
Durchgänge 22 und 23 zum Auslassschlauch 16.
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Wie früher angegeben wurde, wird die Abgaberate von Flüssigkeit aus
der Kammer C&sub1; nicht nur durch die Rate der Gaserzeugung in der Kammer
C&sub2; beeinflusst, sondern auch durch die zur Zeit, wenn die Vorrichtung
betrieben wird, vorherrschende - Umgebungstemperatur und den
Umgebungsdruck. Bei der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung
werden die Veränderungen von Temperatur und Druck folgendermassen
kompensiert:
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Die Veränderungen in der Temperatur wirken im wesentlichen in
gleicher Art auf beide Seiten des Diaphragmas 8; somit wird ein
Anwachsen in der Temperatur bezüglich der Kammer C&sub1;, welches dazu
neigt, das Diaphragma 8 in Richtung einer Vergrösserung der Grösse
der Ventilöffnung 8a zu verschieben, auch auf die gegenüberliegende
Seite des Diaphragmas angewendet werden, was zur Neigung führt, die
Grösse der Ventilöffnung zu verkleinern, wodurch die wirkungen von
Temperaturveränderungen im wesentlichen aufgehoben werden.
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Die Veränderungen im Druck wirken nur auf den Teil (D&sub3;) des
Diaphragmas 8, der über den Auslass 14 dem atmosphärischen Druck
ausgesetzt ist. Weil jedoch der ganze Durchmesser (D&sub2;) des
Diaphragmas viel grösser ist als der Teil D&sub3;, werden die
Veränderungen im Druck somit einen geringen Einfluss auf eine
Veränderung der Strömungsrate über die Ventilöffnung 8a haben.
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Der semipermeable Deckel 34 am Ende des Verlängerungsrohres 12 lässt
Gas, nicht aber Flüssigkeit, in die Atmosphäre entweichen.
Demzufolge, wenn Gas in die Kammer C&sub1; eindringen sollte (z.B. wegen
einer Undichtigkeit oder eines Risses des Diaphragmas 10) wird
dieses Gas über den Deckel 34 ausgelassen werden und wird deshalb
nicht im Arzneimittel enthalten sein, das über den Auslass 14 an den
Patienten geliefert wird.
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Die in der Figur 2 dargestellte Arzneimittelabgabevorrichtung ist
auf eine ähnliche Art konstruiert und funktioniert auf eine im
wesentlichen ähnliche Art, wie sie oben mit Bezugnahme auf die
Figur 1 beschrieben wurden; um das Verständnis zu erleichtern sind
ihre Teile, welche im wesentlichen die gleichen sind wie diejenigen
in der Figur 1, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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Bei der in der Figur 2 dargestellten Arzneimittelabgabevorrichtung
umfasst der Stab, der als 118 identifiziert wird, einen konischen
Kopf 118a, der als das Ventilteil dient, das auf die gleiche Art wie
oben mit Bezugnahme auf die Figur 1 beschrieben wurde, mit der
Ventilöffnung 8a im Diaphragma 8 zusammenarbeitet. Der Stab 118a
ist jedoch integral zusammen mit einem Ring 118 gebildet, der als
Schulter für die Feder 124 dient, welcher mittels Federkraft den
Ring 118b gegen das Diaphragma 8 vorspannt. Die Unterseite des Rings
118b ist mit Rippen 118c ausgebildet, um zu erlauben, dass
Flüssigkeit von der Kammer C1 in den Durchgang 120 hinein zum
Auslass 114 strömt.
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Das gegenüberliegende Ende 118d des Stabes 118 ist spitz und
rechtwinklig mit einem Zwischenraum vom Entlüftungsdeckel 134
entfernt. In diesem Falle besteht der Entlüftungsdeckel 134 aus
einem Material, welches vom spitzen Ende 118d des Stabes nach einer
äbermässigen Verschiebung des Stabes durchstochen werden kann.
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Somit werden die Feder 124 und das Diaphragma 8 die Empfindlichkeit
der Abgabevorrichtung auf Veränderungen in der Temperatur und im
Druck auf die gleiche Art vermindern, wie sie oben mit Bezugnahme
auf die Figur 1 beschrieben wurde.
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Zusätzlich wird, sollte der Vorrat an Arzneimittel in der Kammer C&sub1;
erschöpft sein oder sollte auf andere Art ein übermässiger Druck in
der Kammer C&sub1; erzeugt werden (z.B. durch ein Verstopfen stromabwärts
des Auslasses 114), der Stab 118 verschoben werden&sub1; so dass sein
Spitzes Ende 118d den Deckel 134 durchsticht, wodurch verursacht
wird, dass das Arzneimittel im Durchgang 120 eher durch die
Entlüftungsöffnung hindurch ausfliesst als über den Auslass 114.
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Die Figur 3 stellt eine Konstruktion dar, die sehr ähnlich ist wie
diejenige von der Figur 2, weshalb ihre Teile mit die gleichen
Bezugszahlen bezeichnet sind. Bei der Konstruktion von der Figur 3
ist der Deckel 134 jedoch durch ein zweites Ventil ersetzt, das eine
Ventilöffnung umfasst, die mit 135 bezeichnet ist und in der
Verlängerung 12 (anstatt im Deckel 134) gebildet ist und mit dem
Ende des Ventilstabes 118 zusammenarbeitet. Der Ventilstab 118 ist
mit einer Spitze 118e ausgebildet, welche während des normalen
Betriebs der Vorrichtung in der Ventilöffnung 135 angeordnet ist, um
die Entlüftungsöffnung zu schliessen, aber nach einer übermässigen
Verschiebung des Stabes 118 eine ringförmige Aussparung 118f
innerhalb der Öffnung 135 positioniert, wodurch sie die
Entlüftungsöffnung öffnet.
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In allen anderen Hinsichten ist die in der Figur 3 dargestellte
Arzneimittelabgabevorrichtung auf die gleiche Art konstruiert und
arbeitet auf die gleiche Art wie oben beschrieben wurde.
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Die Figur 4 stellt eine andere Form von
Arzneirnittelabgabevorrichtung dar, die gemäss der vorliegenden Erfindung konstruiert
ist aber eine Anzahl von zusätzlichen Merkmalen im Vergleich zu den
Vorrichtungen von den Figuren 1 - 3 bereit stellt.
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Somit umfasst die in der Figur 4 dargestellte Vorrichtung auch ein
äusseres festes Gehäuse 202, das aus drei Abschnitten 202a, 202b und
202c besteht, die mit einem Paar von konischen Ringen 204, 206
aneinander befestigt sind. Der Kegelring 206 ist mit Verlängerungen
206a an seinen beiden gegenüberliegenden Enden versehen, um ein
Armband aufzunehmen und dadurch zu erlauben, dass die Vorrichtung am
Handgelenk des Benutzers getragen werden kann. Ein Diaphragma 208
ist zwischen den Gehäuseabschnitten 202a und 202b festgeklemmt, und
ein zweites Diaphragma 210 ist zwischen den Gehäuseabschnitten 202b
und 202c festgeklemmt. Die zwei Diaphragmen 210 und 208 unterteilen
dass Innere des Gehäuses 202 in eine Kammer C&sub1;, die Flüssigkeit (z.B.
ein Arzneimittel) enthält, eine Drucksteuerkammer C&sub2; und eine
Kompensationskammer C&sub3;, wie bei den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen.
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Das Diaphragma 208 trägt ein Anschlussstück 212, das durch einen
flexiblen Schlauch 214 an einer Auslassöffnung 216 angeschlossen
ist, durch welche hindurch das Arzneimittel an einen Patienten
abgegeben wird. Das Anschlussstück 212 umfasst weiter ein Ventilteil
218, das mit einer axialen Bohrung 218a ausgebildet ist, und einen
konischen Kopf 218b, der in einen Ventilsitz 220 eingepasst werden
kann. Der Ventilsitz 220 hat eine ringförmige Konfiguration und ist
an einem Metallstab 222 befestigt, der durch den mittleren Teil des
Diaphragmas 208 getragen wird. Der Stab 222 ist mit einem
vergrösserten Kopf 222a ausgebildet, der innerhalb der
Kompensationskammer C&sub3; angeordnet ist, und mit einem
Scheibenabschnitt 222b, der in der Arzneimittelkammer C&sub1; angeordnet
ist.
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Der Sitz 220 wird auf der oberen Oberfläche des Scheibenabschnitts
222b des Stabes 222, ausgerichtet auf das Ventilteil 218, getragen.
Das Anschlussstück 212, welches das Ventilteil trägt, ist integral
zusammen mit einem festen ringförmigen Teil 224 gebildet, das an der
oberen Oberfläche des Diaphragmas 208 befestigt ist, und es dient
dazu, das Diaphragma zu versteifen. Der Gehäuseabschnitt 202b ist
integral zusammen mit einem ringförmigen Teil 226 gebildet, das
unter dem Diaphragma 208 liegt, um die Verschiebung des Diaphragmas
zu begrenzen. Der mittlere Teil des ringförmigen Teils 226 ist nach
innen in das Fach C1 hinein unterhalb der äusseren Seite der Scheibe
222b des Stabes 222 gewendet, um zu verhindern, dass das untere
Diaphragma 210 die Unterseite der Scheibe berührt.
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Die Kammer C&sub2; zwischen dem Diaphragma 210 und dem Gehäuseabschnitt
202c enthält eine elektrolytische Zelle, die in Paar von Elektroden
227, 229 hat, welche Anschlüsse 228, 230 haben und durch einen
Elektrolyt 232 getrennt sind, der fähig ist, in der Kammer C&sub2; ein Gas
gemäss eines elektrischen Stroms, der durch den Elektrolyt hindurch
geht, zu erzeugen. Der Gehäuseabschnitt 202c, durch welchen hindurch
die zwei Elektroden 228, 230 gehen, kann auch mit einem Fach 234
ausgebildet sein, um eine oder mehrere Batterien für die
Energieversorgung der elektrolytischen Zelle aufzunehmen.
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Ein Eichteil 240 wird durch den Gehäuseabschnitt 202a getragen und
arbeitet mit dem Stab 222 zusammen, der durch das Diaphragma 208
getragen wird. Das Eichteil 240 hat die Form einer Scheibe, die
durch eine Schraube 241 gedreht werden kann. In die untere
Oberfläche der Eichscheibe 240 ist eine spiralförmige Rippe 240a mit
zunehmender Dicke (Fig.. 4b) geschnitten, die durch den Kopf 222a des
Stabes 222 berührt wird, so dass ein Drehen der Eichscheibe 240
durch die Schraube 241 den Stab bezüglich des Diaphragmas 208 mehr
oder wenige in die Arzneimittelkammer C&sub1; hinein verschieben wird.
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Die Eichschraube 241 und die Eichscheibe 240 sind vorzugsweise aus
Metall hergestellt, um eine elektrische Leitfähigkeit zur Unterseite
der Scheibe bereit zu stellen. Eine Schicht aus druckempfindlichern
Widerstandsmaterial 242, wie eine Silikongummi-Graphit Verbindung,
wird durch die spiralförmige Rippe 240a der Eichscheibe 240
getragen. Die Eichschraube 241 dient als ein Anschluss eines
elektrischen Schaltkreises, welcher die Metalleichscheibe 240 und
die Schicht 240b aus druckempfindlichem Widerstandsmaterial umfasst.
Die Schicht 240b ist durch einen elektrischen Leiter 244 an einen
anderen elektrischen Anschluss 246 des elektrischen Schaltkreises
angeschlossen.
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Die Drehung der Eichscheibe 240 wird durch einen Stift 248 geführt,
dessen eines Ende in einer Aussparung 250 aufgenommen ist, die im
Gehäuseabschnitt 202a ausgebildet ist, und dessen gegenüberliegendes
Ende in einer ringförmigen Rille 252 (Figur 4a) aufgenommen ist, die
teilweise um den Umfang der Eichscheibe herum gebildet ist.
Der Gehäuseabschnitt 202b umfasst weiter einen Einspritzanschluss
256 für Arzneimittel, um ein Arzneimittel in die Kammer C&sub1; hinein
einzuspritzen, und eine Entlüftungsöffnung 254, wie einen
hydrophoben Filter, welcher durchlässig ist für Wasser, aber nicht
für Flüssigkeit.
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Die in der Figur 4 dargestellte Vorrichtung wird auf die folgende
Art verwendet:
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Die Vorrichtung wird zuerst für eine bestimmte Temperatur und einen
bestimmten Druck vorgeeicht. Dies kann gemacht werden, indem ein
vorgegebener Luftdruck über den hydrophoben Filter 256 angelegt wird
und die Eichschraube 241 gedreht wird, bis das Diaphragma 208 so
verschoben ist, dass es das Ventil 218 öffnet. Zum Beispiel kann die
Vorrichtung auf diese Art für 400 mm Wasser (d.h. 0.04 Atmosphären)
vorgeeicht werden.
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Das flüssige Arzneimittel wird dann durch Einspritzen über der
Anschluss 256 in die Kammer C&sub1; hinein eingeführt. Während dieses
Einführens des Arzneimittels wird die Luft in der Kammer C&sub1; über den
hydrophoben Filter 254 zur Atmosphäre entlüftet Sobald der Druck
innerhalb der Kammer C&sub1; den vorgeeichten Druck erreicht, öffnet sich
das Ventil 218, so dass Flüssigkeit durch den Auslass 216 hindurch
austritt. Dies liefert eine Anzeige, dass die Vorrichtung
vorbereitet wurde.
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Beim Gebrauch werden die Elektroden 228, 230 an Batterien 234
angeschlossen und bewirken, dass der Elektrolyt 232 in der Kammer C&sub2;
ein Gas erzeugt, das dem gelieferten Strom entspricht. Falls es
irgend einen Druckverlust aus der Kammer C&sub1; gab (z.B. wegen einer
Undichtigkeit), wird der Kopf 222a des Stabes 222 die
druckempfindliche Widerstandsschicht 242, die durch die Unterseite
der Eichscheibe 240 getragen wird, nicht berühren, und diese
Tatsache wird durch das elektrische Signal angezeigt werden, das von
den zwei Anschlüssen 241, 246 ausgegeben wird, die über die
druckempfindliche Schicht 242 und die elektrische Leitung 244
miteinander verbunden sind. Auch wird das Ventil 218 auf dem
Ventilsitz 220 geschlossen sein, so dass keine Flüssigkeit aus der
Kammer C&sub1; abgegeben wird.
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Das Diaphragma 8 bildet eine nachgebende Verbindung zwischen dem
Ventilsitz 220 und dem Ventilteil 218, so dass, sobald das
Diaphragma 208 den Stabkopf 222a so bewegt, dass er die
druckempfindliche Widerstandsschicht 242 der Eichscheibe 240
berührt, sich das Ventilteil 218 bezüglich des Ventilsitzes 220
öffnet, um die Abgabe von Flüssigkeit aus der Kammer C&sub1; zu beginnen.
Der durch den Druckkopf 222a auf die druckempfindliche
Widerstandsschicht 242 ausgeübte Druck verkleinert den Widerstand
dieser Schicht. Es wird somit ein elektrisches Signal zwischen den
Anschlüssen 241, 246 ausgegeben, das den Beginn der Abgabe des
Arzneimittels vom Fach C&sub1; durch den Auslass 216 hindurch anzeigt.
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Falls ein Überdruck in der Arzneimittelkammer C&sub1; auftritt, wie er
durch ein Verstopfen in der Zufuhr des Arzneimittels zum Patienten
oder durch die Erschöpfung des Arzneimittels aus der Kammer C&sub1;
verursacht werden kann, wird dies durch den Druck gemessen, der
durch den Stabkopf 222a auf die druckempfindliche Widerstandsschicht
242 ausgeübt wird. In einem solchen Falle könnte die Vorrichtung
automatisch ausgeschaltet werden und/oder es könnte ein Alarm oder
eine Anzeige aktiviert werden. Zusätzlich wird dadurch, dass dafür
gesorgt ist, dass der Betriebsdruck des Steuerventils stets höher
ist als das Druckgefälle des Zufuhrrohrs, der Einfluss der Position
des Zufuhrrohrs bezüglich der Pumpe eliminiert.
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Es ist somit zu sehen, dass die Menge des über den Auslass 216
abgegebenen Arzneimittels durch den elektrischen Strom, der über die
zwei Elektroden 228, 230 der elektrolytischen Zelle eingespeist
wird, die den Elektrolyt 232 enthält, leicht gesteuert werden kann.
Es ist auch zu sehen, dass die beschriebene Vorrichtung,
insbesondere der Stab 222 und das Ventil 218, die beide durch das
Diaphragma 218 getragen werden, nicht nur für eine Kompensation der
Umgebungstemperatur auf die gleiche Art sorgt, wie sie oben im
Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde, sondern auch den
tatsächlichen Beginn der Abgabe des Arzneimittels misst, so dass
präzise Mengen mit präzisen Raten abgegeben werden können.
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Die in den Figuren 5 und 5a dargestellte Vorrichtung ist ähnlich wie
diejenige der Figur 4, so dass diejenigen Teile, welche im
allgemeinen ähnlich sind wie diejenigen in der Figur 4, entsprechend
numeriert sind. Ein Hauptunterschied in der Konstruktion der
Vorrichtung der Figuren 5 und 5a liegt in der Eichvorrichtung.
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Somit umfasst die Eichvorrichtung in der Vorrichtung der Figuren 5
und 5a, anstatt eine Eichscheibe (240, Figur 4) zu verwenden, eine
Blattfeder 300, die an ihren gegenüberliegenden Enden 301, 302 durch
ein Paar von Befestigungselementen 303, 304 am oberen
Gehäuseabschnitt 202a befestigt ist. Ein Stift 306 ist durch den
oberen Gehäuseabschnitt 202a hindurch und durch die Mitte 300a der -
Blattfeder hindurch eingeschraubt, so dass die Blattfeder bei ihrer
Mitte gebogen wird, und ihre Mitte kann gegen das obere Diaphragma
208 hin und von ihm weg bewegt werden, indem der Stift 306 mehr oder
weniger in den Gehäuseabschnitt 202a hinein eingeschraubt wird. Der
gebogene mittlere Abschnitt der Blattfeder 300 ist mit einem Paar
von sich quer erstreckenden Plättchen 300b, 300c ausgebildet, von
denen eines über dem Stab 222 liegt, der im oberen Diaphragma 208
aufgenommen wird. Das Plättchen (z.B. 300b), das über dem Stab 222
liegt, ist mit einer Schicht aus einem druckempfindlichen Widerstand
308 versehen, der aus dem gleichen Material besteht und den gleichen
Zweck erfüllt, wie die druckempfindliche Widerstandsschicht 242 in
der Figur 4.
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Ein anderer Unterschied in der Vorrichtung der Figur 5 im Vergleich
zu derjenigen von Figur 4 besteht darin, dass eine feste
Verstärkungsscheibe 310 an die Unterseite des oberen Diaphragmas 208
geklebt ist. Die Mitte der festen Scheibe 310 ist mit einer Öffnung
312 ausgebildet, die mit einem Gummiring 314 ausgekleidet ist, der
als Ventilsitz dient, und der Stab 222 erstreckt sich durch die
Öffnung 312 hindurch und endet in einem konischen Kopf 316, der mit
dem Ventilsitz 314 zusammenarbeitet.
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Es ist somit zu sehen, dass bei der Vorrichtung der Figuren 5 und 5a
der Gewindestift 306, der durch das Einschrauben die Mitte der
gebogenen Blattfeder 300 berührt, als Eicheinrichtung dient, die der
Eichscheibe 240 in der Figur 4 entspricht; und dass der konische
Kopf 316 des Stabes 222, der mit dem Ventilsitz 314
zusammenarbeitet, als Hilfsventil dient, das dem Ventilteil 218 und
dem Ventilsitz 220 in der Figur 4 entspricht. Zusätzlich verbindet
der elektrische Leiter 244 zum Messen des Kontakts des Stabes 222
mit der Eichblattfeder 300, besonders mit dem druckempfindlichen
Widerstand 308 auf dem Plättchen 300b der Feder, die Eichschraube
306 mit dem Metallstab 222, und wenn der Stab den druckempfindlichen
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Widerstand 308 berührt, ist der Schaltkreis zur Eichblattfeder 300
geschlossen, die extern durch einen Anschluss angeschlossen ist, der
in der Figur 5 schematisch bei 318 gezeigt wird.
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Ein anderer geringfügiger Unterschied bei der Vorrichtung in den
Figuren 5, 5a gegenüber derjenigen von der Figur 4 besteht darin,
dass die Entlüftungsöffnung in der Kammer C&sub1; in der Form eines
Nippels 320 vdr liegt, der durch einen hydrophoben Filter 322
abgeschlossen wird.
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Die in den Figuren 5 und 5a dargestellte Vorrichtung ist sonst im
wesentlichen auf die gleiche Art konstruiert und arbeitet im
wesentlichen auf die gleiche Art wie die Vorrichtung der Figur 4.
Wie besonders in der Figur 5a gezeigt wird, kann der Kegelring 206
auch mit Verlängerungen 206a an seinen gegenuberliegenden Seiten
versehen sein, um ein Band aufzunehmen, damit die Vorrichtung am
Handgelenk eines Benutzers getragen werden kann.
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Die Figuren 6 und 7 stellen eine Ausführungsform der Vorrichtung
dar, bei der Arzneimittelabgabevorrichtung mit einer elektronischen
Steuerschaltung versehen ist, welche es erlaubt, dass das
Arzneimittel zu vorprogrammierten Zeiten und Raten an den Benutzer
abgegeben werden kann.
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Wie in der Figur 6 gezeigt wird, umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse
402, das auch mit Verlängerungen 404 versehen ist, um ein Armband
aufzunehmen, damit die Vorrichtung am Handgelenk des Benutzers
getragen werden kann. Das Innere des Gehäuses kann konstruiert sein,
wie oben in Bezug auf irgend eine der Figuren 1 - 5 beschrieben
wurde. Das Gehäuse 402 ist mit einem Arzneimittelabgabeauslass 406
und auch mit einem Anschluss (nicht gezeigt) versehen, welcher
durchlässig ist für Gas, jedoch nicht für Flüssigkeit.
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Der obere Teil des Gehäuses umfasst die elektronische
Steuerschaltung, um den Zeitpunkt und die Rate der Abgabe des
Arzneimittels über den Auslass 406 zu steuern. Wie in der Figur 7
gezeigt wird, umfasst die Steuerschaltung einen Mikroprozessor 310,
welcher den Pumpenantrieb steuert, das heisst, den an die beiden
Elektroden der elektrolytischen Zelle gelieferten Strom, der
bewirkt, dass der Elektrolyt das Treibgas erzeugt. Die Start- und
Stoppsignale werden durch den Mikroprozessor 310 über den Leiter 314
zum Pumpenantrieb (Elektroden der elektrolytischen Zelle) gespeist,
und ein Signal, das die Grösse des gelieferten elektrischen Stroms
anzeigt, welche die Abgaberate des Arzneimittels bestimmt, wird über
den Leiter 316 zum Pumpenantrieb gespeist. Der gegenwärtige Beginn
der Arzneimittelabgabe wird durch den Druckmessfühler 318 (z.B. den
Stabkopf 222a, der bei der Ausführungsform der Figur 4 die
druckempfindliche Schicht 242 berührt) gemessen, so dass der
Mikroprozessor eine genaue Messung der gegenwärtige Menge des
abgegebenen Arzneimittels erhalten kann. Das Volumen und die Rate
der Arzneimittelabgabe wird auf einer Anzeige 320 angezeigt, die auf
der Oberseite der Vorrichtung sichtbar ist, wie in der Figur 6
gezeigt wird. Die Oberseite der Vorrichtung umfasst weiter einen
Modusschalter 422, welcher die Vörprogrammierung der Mengen und
Zeitpunkte der Arzneimittelabgabge erlaubt, und einen Überlauf
Start/Stopp Schalter 424, um eine manuelle Steuerung zu erlauben.
Die Vorrichtung umfasst weiter eine Stromversorgung aus Batterien
(326) und einen Alarm 328 (z.B. sichtbar und/oder hörbar) zur
Anzeige von verschiedenen Zuständen wie entladene Batterie, leer,
Verstopfung, Pumpen und Fehlfunktion.