ES1078523U - Dispositivo de suministro de fluido con núcleo deslizante - Google Patents

Abstract

1. Bomba para el suministro de un fluido, caracterizada porque comprende:un núcleo configurado para extenderse longitudinalmente a lo largo de un eje de la bomba;un elemento limitador configurado para limitar la extensión longitudinal del núcleo a una longitud máxima predeterminada; yuna cámara expansible unida al núcleo de soporte en al menos una posición y configurada para recibir un fluido.2. Bomba según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además una cubierta que encierra la cámara y al menos una parte del núcleo de soporte.3. Bomba según la reivindicación 2, caracterizada porque la cubierta tiene un tamaño y una forma tal que cuando la cámara se llena con un fluido, la cámara tiene un tamaño y una posición que son sustancialmente independientes del tamaño y la forma de la cubierta.4. Bomba según la reivindicación 2, caracterizada porque la cubierta tiene un tamaño y está dimensionada de tal manera que existe un espacio entre una superficie exterior de la cámara y una superficie interior de la cubierta cuando la cámara se llena con fluido.5. Bomba según la reivindicación 1, caracterizada porque la cámara está formada sustancialmente de silicona.6. Bomba según la reivindicación 1, caracterizada porque la cámara está fijada al núcleo en dos posiciones dotadas de desplazamiento relativo, separadas por una distancia variable.7. Bomba según la reivindicación 1, caracterizada porque el núcleo comprende una primera pieza y una segunda pieza configuradas para deslizarse longitudinalmente una con respecto a otra.8. Bomba según la reivindicación 7, caracterizada porque comprende además un conector para conectar la primera pieza y la segunda pieza.9. Bomba según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento limitador comprende un cojinete de bolas colocado en un canal.10. Bomba según la reivindicación 9, caracterizada porque el canal tiene una longitud determinada por la longitud máxima predeterminada del núcleo.

Description

DISPOSITIVO DE SUMINISTRO DE FLUIDO CON NÚCLEO DESLIZANTE

Campo de la invención Esta invención se refiere a un dispositivo de suministro de fluido con núcleo deslizante.

Antecedentes

Las bombas elastoméricas se usan ampliamente en entornos sanitarios para suministrar fluidos y medicamentos a pacientes. En algunas bombas, el fluido se almacena en un depósito o cámara de fármacos hecho de silicona u otro polímero de caucho. La cámara se une a un núcleo de soporte central de longitud fija en las posiciones a lo largo del núcleo que están separadas por una distancia no variable. Cuando se llena, la cámara se expande y el área de superficie aumentada de la cámara almacena energía que ejerce presión sobre el fluido, conduciendo el fluido fuera de la cámara. El caudal del fluido a menudo está limitado por un orificio limitador tal como un capilar de vidrio o una sección del sistema de tubos de PVC.

En referencia a la figura 1, un perfil 18 de flujo típico (es decir, caudal frente a tiempo) para una bomba elastomérica convencional de núcleo fijo muestra que el caudal del fluido desde la bomba no es constante durante el suministro de fluido. El flujo comienza con un pico 20 inicial fuerte en el caudal, continúa con una fase 21 en forma de depresión que tiene un caudal inferior, y termina con un segundo pico 22 moderado. Mientras que las depresiones y los picos de un perfil de este tipo pueden promediarse para proporcionar un caudal suficiente, en algunos casos, tal como para el suministro de medicamentos tóxicos o cuando se requiere una dosis terapéutica escasa, el pico inicial puede dar como resultado una sobredosis u otra situación no deseable.

El pico 20 inicial se genera mediante las fuerzas intensas ejercidas sobre el fluido por la cámara expandida. Para mitigar el caudal del pico inicial, una bomba llena puede reservarse durante un periodo de espera antes de comenzar con el suministro del fluido para permitir que la cámara pierda algo de su elasticidad, reduciendo por tanto las fuerzas ejercidas sobre el fluido en la misma.

La fase 21 en forma de depresión resulta de una combinación de dos fenómenos. Cuando el fluido sale de la cámara, la cámara se contrae y la energía almacenada en la cámara disminuye. Por tanto, la presión ejercida por la cámara sobre el fluido disminuye, provocando el descenso del caudal. Al mismo tiempo, sin embargo, la contracción física de la cámara da como resultado un engrosamiento de las paredes de cámara, que hace que la cámara aplique más presión sobre el fluido. Inicialmente, predomina el primer efecto. Cuando la cámara se vacía, el último efecto se hace cada vez más predominante y se manifiesta como el segundo pico 22 al final del suministro de fluido.

Si el grosor de las paredes de cámara no es uniforme, la cámara se expandirá más rápidamente en las regiones más delgadas cuando reciba fluido, acentuando adicionalmente por tanto las variaciones de grosor. Este efecto hace que la cámara expandida tenga una forma asimétrica, que a su vez da como resultado un caudal irregular y una variabilidad en el caudal entre bombas similares. Para combatir este efecto, la cámara a menudo está encerrada en una cubierta exterior que limita su expansión asimétrica, tal como una cubierta rígida o una cubierta flexible y no expansible. En algunas bombas, la cámara está formada por un polímero de caucho que ejerce una fuerza sobre el fluido en la misma y un revestimiento de silicona en el interior de la cámara que impide que el fluido entre en contacto con el polímero de caucho.

Exposición de la invención

En un aspecto general, una bomba para el suministro de fluido incluye un núcleo configurado para extenderse longitudinalmente a lo largo de un eje de la bomba, un elemento limitador configurado para limitar la extensión longitudinal del núcleo a una longitud máxima predeterminada, y una cámara expansible unida al núcleo de soporte en al menos una posición y configurada para recibir un fluido.

Las realizaciones pueden incluir uno o más de lo siguiente. La bomba incluye una cubierta que encierra la cámara y al menos una parte del núcleo de soporte. La cubierta tiene un tamaño y una forma tal que cuando la cámara se llena con un fluido, la cámara tiene un tamaño y una posición que son sustancialmente independientes del tamaño y la forma de la cubierta. La cubierta tiene un tamaño y está dimensionada de tal manera que existe un espacio entre una superficie exterior de la cámara y una superficie interior de la cubierta cuando la cámara se llena con fluido. La cámara está formada sustancialmente de silicona. La posición a la que la cámara se une al núcleo se selecciona basándose en al menos uno de un volumen de la cámara cuando se llena con fluido y un caudal deseado de un fluido suministrado desde la bomba.

El núcleo incluye una primera pieza y una segunda pieza configuradas para deslizarse longitudinalmente una con respecto a otra. La bomba incluye un conector para conectar la primera pieza y la segunda pieza. El elemento limitador incluye un cojinete de bolas colocado en un canal. La longitud del canal se determina basándose en la longitud máxima predeterminada del núcleo. El núcleo de soporte está configurado para expandirse longitudinalmente cuando el fluido entra en la cámara y para contraerse longitudinalmente cuando fluido sale de la cámara. La bomba está configurada para suministrar el fluido a un caudal sustancialmente constante.

En otro aspecto, un método para el suministro de un fluido desde una bomba incluye recibir el fluido en una cámara y suministrar el fluido desde la bomba. La recepción del fluido en una cámara incluye extender un núcleo de soporte longitudinalmente a lo largo de un eje de la bomba y expandir la cámara. La extensión del núcleo de soporte está limitada a una longitud máxima predetenninada mediante un elemento limitador. El suministro del fluido desde la bomba incluye contraer la cámara y retraer el núcleo de soporte a lo largo del eje longitudinal de la bomba.

Las realizaciones pueden incluir uno o más de lo siguiente. El suministro del fluido desde la bomba incluye suministrar el fluido a un caudal sustancialmente constante. La extensión del núcleo de soporte incluye deslizar una primera pieza del núcleo de soporte longitudinalmente con respecto a una segunda pieza del núcleo de soporte. La expansión de la cámara incluye expandir la cámara hasta una fonna y posición que es sustancialmente independiente de un tamaño y fonna de una cubierta que encierra la cámara. La cámara está fonnada sustancialmente de silicona.

Una bomba tal como se ha descrito anterionnente tiene varias ventajas. En particular, el núcleo deslizante de la bomba proporciona un grado adicional de movimiento a la bomba cuando la cámara se llena o cuando el fluido se suministra desde la bomba. Este grado adicional de movimiento afecta al perfil de flujo del suministro de fluido, pennitiendo a la bomba suministrar el fluido con un pico inicial reducido o incluso sin un pico inicial del caudal. Además, el núcleo deslizante pennite que la cámara se expanda sustancialmente de manera simétrica a medida que se llena incluso si hay ligeras variaciones en el grosor de las paredes de cámara. La composición de la cámara principalmente de silicona facilita además la expansión simétrica de la cámara. Como resultado de esta expansión simétrica, la cámara ejerce una presión unifonne en el interior del fluido, haciendo posible un caudal constante durante el suministro de fluido. De esta manera, se mantiene un caudal relativamente constante durante una gran parte del suministro de fluido desde la bomba. La expansión simétrica de la cámara también ayuda a reducir o eliminar el pico del caudal al inicio del suministro de fluido desde la bomba. Puede alcanzarse un caudal constante tan pronto como la bomba se haya llenado con fluido; no es necesario un periodo de espera para relajar la presión ejercida por la cámara sobre el interior del fluido. Adicionalmente, se reduce la variabilidad entre dispositivos porque la expansión de la cámara, y por lo tanto la presión aplicada al fluido contenido en la misma, es constante entre dispositivos similares.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 muestra perfiles de caudal para una bomba elastomérica convencional de núcleo fijo y una bomba de núcleo deslizante.

La Fig. 2A muestra una bomba de núcleo deslizante con una cámara sustancialmente vacía.

La Fig. 2B muestra una bomba de núcleo deslizante con una cámara sustancialmente llena.

La Fig. 3 es una vista expandida de una parte de una bomba de núcleo deslizante.

La Fig. 4A es una vista lateral expandida de una parte de una bomba de núcleo deslizante. La Fig. 4B es una vista en sección transversal desde arriba expandida de una parte de una bomba de núcleo deslizante. La Fig. 4C es una vista en sección transversal lateral expandida de una parte de una bomba de núcleo deslizante.

Descripción detallada

En referencia a la Fig. 2A, una bomba 30 de núcleo deslizante suministra fluidos, tales como antibióticos, fármacos para aliviar el dolor, agentes quimioterápicos, u otros medicamentos, a un paciente. La bomba 30 incluye un núcleo 32 de soporte generalmente cilíndrico que lleva una cámara 4 y una cubierta 34 exterior. El fluido se almacena dentro de la cámara 4, que ejerce presión sobre el fluido, forzando al fluido a que salga de la bomba a través de una línea 10 de suministro de fluido. Un conector 13 de paciente (por ejemplo, un adaptador Luer) acoplado al extremo de la línea 10 de suministro de fluido facilita el suministro de fluido a un paciente. En algunas realizaciones, la línea 10 de suministro de fluido se acopla a otros componentes, tales como una trampa de aire y filtros 9 antimicrobianos o un sistema 12 de tubos limitador de microorificios, que puede ser, por ejemplo, un capilar de vidrio o una sección de tubos de PVC. Una pinza 11 conectada a la línea 10 de suministro de fluido inicia y detiene el flujo de fluido desde la bomba 30.

En referencia a las Figs. 2A y 3, el núcleo 32 de soporte incoIpora componentes móviles

o telescópicos, que incluyen un primer elemento 1 de núcleo deslizante y un segundo elemento 3 de núcleo deslizante. Los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante se mantienen juntos con un conector 2 de tipo collar. En otra realización, el primer elemento 1 de núcleo deslizante se inserta en una cavidad anular en el segundo elemento 3 de núcleo deslizante. La cámara 4 está fijada al núcleo 32 de soporte en dos posiciones 8a y 8b que se seleccionan basándose en el volumen de llenado deseado de la cámara. El primer elemento 1 de núcleo deslizante y el segundo elemento 3 de núcleo deslizante pueden extenderse longitudinalmente uno con respecto a otro a 10 largo de un eje 8 de la bomba 30. La extensión de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante guía la extensión longitudinal y concéntrica de la cámara 4 para dar una forma elíptica. Este movimiento relativo de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante provoca un desplazamiento relativo de las posiciones 8a y 8b, que están separadas por una distancia 8c variable. Mientras los fluidos se introducen en la cámara 4, la distancia 8c aumenta porque la cámara 4 se expande y el núcleo 32 de soporte se alarga. Mientras el fluido se suministra desde la cámara 4, la distancia 8c disminuye porque la cámara 4 se contrae y el núcleo 32 de soporte se retrae. La Fig. 2A muestra el núcleo 32 de soporte en su posición de inicio con poco fluido en la cámara 4. En referencia a la Fig. 2B, cuando los fluidos se introducen en la cámara 4 y el elemento 1 de núcleo deslizante se extiende longitudinalmente con respecto al elemento 3 de núcleo deslizante, la cámara 4 se expande para dar una forma de tipo balón.

El movimiento longitudinal relativo de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante a lo largo del eje 8 se limita por cojinetes 5 de bolas, que normalmente están hechos de vidrio o un polímero de calidad médica. Los cojinetes 5 de bolas se ubican en ranuras 6 y/o canales o muescas 7 en los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante. El límite de la extensión del núcleo 32 de soporte se determina mediante la longitud de las ranuras 6 y los canales 7. En la realización mostrada en las Figs. 4A y 4B, se utilizan dos ranuras 6a y 6b Y dos canales 7a y 7b. En general, el número de cojinetes 5 de bolas, ranuras 6, y canales 7 varía dependiendo del tamaño del núcleo 32 de soporte y el desplazamiento relativo deseado entre las posiciones 8a y 8b. En otras realizaciones, el movimiento longitudinal de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante se limita mediante un conjunto de tope y guía o mediante cualquier otro diseño que permita el movimiento libre de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante a lo largo del eje 8 mientras se proporcionan también puntos de extremo o límites predeterminados a este movimiento.

La cámara 4 está formada de una membrana flexible que permite que el aire atrapado dentro de la cámara se disipe lentamente a través de la membrana permeable. En algunas realizaciones, la cámara 4 está hecha de un material de autoventilación. El material de la cámara 4 también es compatible con compuestos farmacéuticos. Por ejemplo, la cámara 4 está hecha de silicona u otro polímero de caucho. En algunas realizaciones, la cámara 4 está hecha principalmente de silicona.

En referencia de nuevo a la Fig. 2B, la cubierta 34 protege la cámara 4 (por ejemplo, frente a su perforación, abrasión o la suciedad) y proporciona un área de superficie para imprimir datos de fabricación variables y la identificación del dispositivo, tales como números de lote, volumen de llenado, caudales y duración de flujo. La cubierta 34 está formada para encerrar la cámara 4 tanto en su estado llenado como su estado no llenado sin deformar o afectar de otro modo a la forma o posición general de la cámara con respecto al núcleo 32 de soporte cuando la cámara 4 se expande y se contrae. Es decir, cuando cámara 4 se llena con fluido, la cámara adopta una forma y posición que es independiente del tamaño y la forma de la cubierta 34. En un ejemplo, la cubierta 34 se forma al vacío para tener un espacio 35 de aire entre una superficie 38 interior de la cubierta y una superficie 36 exterior de la cámara 4 en su estado completamente llenado. La cubierta 34 se fija (por ejemplo, con bandas elásticas, no mostradas) al núcleo 32 de soporte en las posiciones 40a y 40b. Debido a que la cubierta 34 está fijada al núcleo 32 de soporte y se mueve conjuntamente con los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante, los extremos de la cubierta 34 se extienden longitudinalmente alejándose entre sí cuando la cámara 4 se expande. La cubierta 34 puede ser una cubierta blanda que esté hecha, por ejemplo, de PVC. En otros ejemplos, una cubierta rígida dura protege la cámara 4. La cubierta rígida dura puede encerrar total o parcialmente la cámara 4 en su estado totalmente expandido sin deformarse o afectar de otro modo a la forma o posición general de la cámara con respecto al núcleo 32 de soporte cuando la cámara 4 se expande y se contrae.

En referencia a la Fig. 4C, la bomba 30 incluye una abertura 42 de llenado en un extremo 44 abierto del núcleo 32 de soporte a través de la que los fluidos se introducen en la cámara 4. La abertura 42 de llenado es compatible con la mayoría de las jeringuillas y otros dispositivos de llenado convencionales. Una válvula 46 antisifón de una vía en la abertura 42 de llenado evita la fuga de fluido desde la cámara 4 durante y después del llenado. Un conjunto 48 de tapa está unido al núcleo 32 de soporte para cubrir la abertura 42 de llenado. En un extremo 49 opuesto del núcleo 32 de soporte, una abertura 50 de salida está conectada a la línea 10 de suministro de fluido. Dos trayectos 52 y 54 de flujo se extienden dentro del núcleo 32 de soporte. El trayecto 52 de flujo acopla la abertura 42 de llenado con el interior de la cámara 4, mientras que el trayecto 54 de flujo acopla el interior de la cámara 4 con la abertura 50 de salida.

La construcción del núcleo 32 de soporte para incluir los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante añade un grado adicional de movimiento a la bomba 30 cuando la cámara se llena o cuando el fluido se suministra desde la bomba. En referencia de nuevo a la Fig. 1, este grado adicional de movimiento proporciona un perfil 24 de flujo a la bomba 30 de núcleo deslizante. Cuando el fluido se suministra inicialmente desde la bomba, la cámara 4 se contrae y los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante se mueven longitudinalmente hacia el interior. El movimiento de los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante permiten que la cámara 4 ejerza menos presión sobre el fluido contenido en la misma. La fuerza reducida provoca un pico 26 inicial mínimo al inicio del suministro de fluido.

Una vez que los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante se han retirado a su posición inicial (por ejemplo, cuando los elementos 1 y 3 de núcleo deslizante están en contacto o cuando la distancia 8c es mínima), la cámara 4 continúa contrayéndose y expulsando fluido pero no existe más retracción del núcleo 32 de soporte. En este momento, el caudal entra en una fase 28 que es comparable con el caudal obtenido durante el suministro desde una bomba sin un núcleo deslizante. Ajustando la distancia 8c en relación con las dimensiones, el grosor de pared, la geometría, y elasticidad de la cámara 4, puede conseguirse un perfil de caudal aproximadamente plano para la bomba 30 de núcleo deslizante.

En algunas realizaciones, están disponibles diversos modos de suministro de fluido, incluyendo flujo continuo, flujo continuo con efecto de bolo, flujo de bolo, y flujo variable.

El dispositivo de la presente invención es útil para implementar un método para el suministro de un fluido desde una bomba, que comprende un paso de recibir el fluido en una cámara, que incluye extender un núcleo de soporte longitudinalmente a 10 largo de un eje de la bomba, y expandir la cámara, estando limitada la extensión del núcleo de soporte a una longitud máxima predeterminada mediante un elemento limitador; y un subsiguiente paso de suministrar el fluido desde la bomba, que incluye contraer la cámara, y retraer el núcleo de soporte a 10 largo del eje longitudinal de la bomba.

5 En el método, el suministro del fluido desde la bomba incluye suministrar el fluido a un caudal sustancialmente constante. La extensión del núcleo de soporte incluye deslizar una primera pieza del núcleo de soporte longitudinalmente con respecto a una segunda pieza del núcleo de soporte. La expansión de la cámara incluye expandir la cámara hasta una forma y una posición sustancialmente independiente de un tamaño y una forma de una cubierta que encierra la

10 cámara. La cámara se forma sustancialmente de silicona. La descripción anterior está prevista para ilustrar y no limitar el alcance de la invención, que se define por el alcance de las reivindicaciones adjuntas. Estas y otras realizaciones están dentro del alcance de las siguientes realizaciones.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   1.-Bomba para el suministro de un fluido, caracterizada por que comprende: un núcleo configurado para extenderse longitudinalmente a 10 largo de un eje de la bomba; un elemento limitador configurado para limitar la extensión longitudinal del núcleo a una longitud máxima predeterminada; y una cámara expansible unida al núcleo de soporte en al menos una posición y configurada para recibir un fluido. 2.-Bomba según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende además una cubierta que encierra la cámara y al menos una parte del núcleo de soporte.
2. 3.-Bomba según la reivindicación 2, caracterizada por que la cubierta tiene un tamaño y una forma tal que cuando la cámara se llena con un fluido, la cámara tiene un tamaño y una posición que son sustancialmente independientes del tamaño y la forma de la cubierta.
3. 4.-Bomba según la reivindicación 2, caracterizada por que la cubierta tiene un tamaño y está dimensionada de tal manera que existe un espacio entre una superficie exterior de la cámara y una superficie interior de la cubierta cuando la cámara se llena con fluido.
4. 5.-Bomba según la reivindicación 1, caracterizada por que la cámara está formada sustancialmente de silicona. 6.-Bomba según la reivindicación 1, caracterizada por que la cámara está fijada al núcleo en dos posiciones dotadas de desplazamiento relativo, separadas por una distancia variable.
5. 7.-Bomba según la reivindicación 1, caracterizada por que el núcleo comprende una primera pieza y una segunda pieza configuradas para deslizarse longitudinalmente una con respecto a otra.
6. 8.-Bomba según la reivindicación 7, caracterizada por que comprende además un conector para conectar la primera pieza y la segunda pieza.
7. 9.-Bomba según la reivindicación 1, caracterizada por que el elemento limitador comprende un cojinete de bolas colocado en un canal.
8. 10.-Bomba según la reivindicación 9, caracterizada por que el canal tiene una longitud determinada por la longitud máxima predeterminada del núcleo.