DD274863A1

DD274863A1 - Sicherheitsventil fuer minimale durchflussmengen, insbesondere fuer implantierbare infusionspumpen

Info

Publication number: DD274863A1
Application number: DD31887288A
Authority: DD
Inventors: Axel Georgi; Wolfgang Lehwald; Volker Ludwig; Ulrich Stoeckigt
Original assignee: Komb Medizin Und Labor Technik
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-01-03
Also published as: SE8901731L; SE468377B; ATA115889A; DE3915708A1; SE8901731D0

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherheitsventil fuer minimale Durchflussmengen, insbesondere fuer implantierbare Infusionspumpen. Um den Patienten vor einer Ueberdosis des Infusats zu schuetzen, soll das Sicherheitsventil bereits bei geringstem Druckanstieg ansprechen und ein sicheres Schliessen gewaehrleisten. Das Ventil enthaelt in bekannter Weise eine Membran mit einer mittigen Bohrung. An dieser und auf dem gegenueberliegenden Gehaeuseboden sind je ein Magnetplaettchen mit entsprechenden, zueinander versetzt angeordneten Bohrungen befestigt. Die magnetischen Kraefte sind entgegengesetzt ausgerichtet. Steigt der Druck des Infusats an, werden die Magnetplaettchen entgegen ihrer Abstossungskraft aufeinandergedrueckt - das Ventil sperrt den Infusatstrom. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für minimale Durchflußmengen. Das Sicherheitsventil ist überall dort einsetzbar, wo kleinste Fluidströme bei gefährlicher Druckerhöhung zuverlässig gesperrt werden müssen. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Medizintechnik, insbesondere implantierbare Treibgaspumpen zur Infusion von flüssigen Pharmaka, z. B. Insulin.

Jharakterlitlk des bekannte.. Standes der Technik

Bei einer in der DE-AS 2552446, A 61M - 5/14 beschi iebenen Pumpe wird der Fluidstrom durch die Viskosität des Fluids und durch den dem Fluidstrom entgegen wirkenden Strön ungswiderstand bestimmt. Bei einer Druckerhöhung im Infusatbehälter, wie sie z. B. beim Nachfüllvorganrj oder bei einem anderen Defekt auftritt, erhöht sich zwangsläufig die Förderrate, was zu lebensbedrohliohen Zuständen das Patienten führen kann.

Die DE-OS 3333977, A 61M - 5/14, sieht deshalb ein elektrisch betätigtes Sicherheitsventil vor. Betätigungs- und Steuere'. <rgie haben eine unterschiedliche Form. Außerdem ist nachteilig, daß dafür ein Enargiespeicher benötigt wird, dessen Austausch im implantierten Zustand jedoch immer einen operativen Eingriff erforderlich macht.

In der DD-PS 247607, A 61M - 37/00, wird ein selbstschließendes Ventil aus einem hochelastischem Material beschrieben, das vor dem Ausflußkatheter angeordnet ist. Der Schließdruck muß relativ hoch sein. Damit wird die Medikamentenzufuhr zwar beim Nachfüllvorgang unterbrochen, bei kleineren Defekten der Pumpe jedoch nicht. Veränderungen am Material stellen außerdem einen bedeutenden Unsicherheitsfaktor dar.

Die DE-OS 2638879, F 16K-15/00, stellt ein Rückschlagventil vor, das besonders für den Kraftfahrzeugbau geeignet ist. In dem Ventilgehäuse aus Kunststoff ist als Ventilkörper eine Membran aus Gummi eingespannt. In die Innenseite des Bodens des Vantilgehäuses ist koaxial zur Einlaßöffnung und zum Ventilsitz ein ringförmiger Dauermagnet mit Rechteckquerschnitt in eine Nut eingelassen. Im Bereich des Dauermagnets ist in dem gegenüberliegerden Abschnitt der Membran eine Ringscheibe aus Stahl eingebettet, die von dem Dauermagnet angezogen wird. Die Membran weist an ihrer Unterseite eine ringförmige Dichtlippe auf, die bei geschlossenem Rückschlagventil am Ventilsitz anliegt. Sie ist weiterhin mit ringförmig um die Stahlscheibe engeordneten Durchgangslöchern versehen. Das Ventil ist geöffnet, wenn der Luftdruck in der Einlaßleitung dem Luftdruck in der Auslaßleitung und der magnetischen Kraft überwiegt. Sobald sich ein Druckausgleich einstellt, schließt das Ventil infolge der magnetischen Anziehung der Stahlscheibe durch den Dauermagnet.

Dieses Lösungsprinzip ist für höhere Öffnungsdrückf und damit größere Durchflußmengen geeignet, nicht aber für sehr niedrige Schließdrücke und damit minimale Durchflußmengen, wie sie für die Dauerinfusion erforderlich sind. Dies hat mehrere Gründe. Die magnetischen Kräfte können mit den angegebenen Mitteln, insbesondere mit der Stahlscheibe, für minimale Drücke überhaupt und zudem noch reproduzierbar nicht eingestellt werden. Die Verwendung der Stahlscheibe ermöglicht nur anziehende Kräfte, was dem vorgesehen .η Sicherheitsventil entgegensteht. Dichtlippen scheiden bei minimalen Schließdrücken als Dichtelemente aus, weil zu ihrer Deformation höhere Drücke erforderlich sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Schutz der Träger von implantierbaren Infusionspumpen vor lebensbedrohlichen Förderraten sicherer zu machen und den Aufwand hierfür zu senken.

-2- 274 863 Darlegung des Wosens der Erfindung

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil für implantierbare Infusionspumpen zu finden, das mit sehr geringem Schließdruck selbsttätig einen zu hohen Infusatstrom sicher sperrt und keine Steuermittel und -energie benötigt. Die Lösung dieser Aufgabe schließt als bekannt eine im Ventilgehäuse parallel zu dem den Ventilsitz aufnehmenden Gehäuseboden spannungslos angeordnete Membran mit mindestens einer Bohrung ein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen: Auf der Membran ist bis auf die Randzone flächendeckend ein Magnetplättchen befestigt, das mindestens eine Bohrung an denselben Stellen wie die Membran aufweist. Auf dem die Ausflußöffnung enthaltenden, ebenen Gehäuseboden iot flächendeckend ein Magnetplättchen mit einer zur Ausflußöffnung koaxialen Bohrung befestigt. Die Bohrungen der Magnetplättchen sind versetzt zueinander angeordnet. Die Kräfte der Magnetplättchen sind entgegengesetzt ausgerichtet. In zweckmäßigen Ausführungen ist weiterhin ve 'gesehen:

Die Magnetplättchen sind als Kunststoffolien mit eingelagerten magnetischen Teilchen ausgeführt. Die Bohrung der Membran und ihres Magnetplättchens ist mittig und koaxial :ur Zuflußöffnung. Die Ausflußöffnung und die Bohrung des auf dom Gehäuseboden befestigten Magnetplättchens sind außermittig und nicht fluchtend zur Zuflußöffnung.

Ausführungsbelsp'el Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Sicherheitsventils.

Das Gehäuse des dargestellten Ventils setzt sich aus einem hohlzylindrischsn Oberteil 1 und einem hohlzylindrischen Unterteil 2 zusammen. Zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 ist der Rand einer Membran 3 eingespannt. Diese teilt den Ventilraum in die im Oberteil 1 gelegene Zuflußkammer 4 und die im Unterteil 2 befindliche Ausflußkammer 5. In Randnähe besitzt die Membran 3 eine faltenartige Krümmung 6. In der Mitte der vom Oberteil 1 gebildeten Gehäusedecke 7 befindet sich die Zuflußöffnung 8, zu der die Ausflußöffnung 9 versetzt im Gehäuseboden 10 angeordnet ist, der vom Unterteil 2 gebildet ist. An die Zuflußöffnung 8 schließt sich der mit dem Oberteil 1 einstückig verbundene Einlaßstutzen 11 an. Entsprechend schlioßt sich an die Ausflußöffnung 9 der mit dem Unterteil 2 einstückig verbundene Auslaßstutzen 12 an. Der Einlaßstutzen 11 nimmt das Ende eines zum Infusatbehälter führenden Schlauches auf, während auf den Auslaßstutzen 12 der Anfang des Ausflußkatheters aufgepreßt ist. Auf der Unterseite der Membran 3 ist ein Magnetplättchen 13 in Form einer Kunststoffolie mit eingelagerten magnetischen Teilchen so aufgeklebt, daß sein Rand an die faltenartige Krümmung 6 heranreicht. Die Membran 3 und das Magnetplättchen 13 sind mit einer zur Zuflußöffnung 8 koaxialen und zugleich rrittigen Bohrung 14 versehen. Auf dem Gehäuseboden 10 ist ebenfalls ein derartiges Magnetplättchen 15 flächendeckend aufgeklebt, das an der Stelle der Ausflußöffnung 9 eine Bohrung 16 aufweist. Die Magnetplättchen 13,15 werden vor dem Aufkleben quer zu ihrer flächenhaften Ausdehnung magnetisiert und so auf der Membran 3 und dem Gehäuseboden 10 angeordnet, daß sich ihre magnetischen Kräfte abstoßen. Die ferromagnetischen Teilchen sind gleichmäßig im Volumen der Magnetplättchen 13,15 verteilt. Die Stärke ihrer Magnetfelder hängt außer von der Dichte der 'erromagnetischen Teilchen von ihren geometrischen Abmessungen und von der Stromstärke der Magnetisierung ab.

Alle Teile des Sicherheitsventils bestehen aus c>nem physiologisch unbedenklichen und einem medikamentenverträglichen Plastwerkstoff.

Das beschriebene Sicherheitsventil hat folgende Wirkungsweise:

Bei normaler, zulässiger Förderrate des Infusats, z. B. Insulin, befinden sich die Membran 3 und das Magnetplättchen 13 in einem Abstand von dem Magnetplättchen 15. Das Infusat fließt vom Einlaßstutzen 11 in die Zuflußkammer 4, von dort durch die Bohrung 14 in die Ausflußkammer 5, von wo es durch die Bohrung 16 und den Auslaßstutzen 12 in den Ausflußkatheter gelangt. Steigt der Druck im Infusatbehälter und damit in der Zuflußkammer 4, so werden die magnetische Abstoßungskraft der Plättchen 13,15 überwunden und die Plättchen 13,15 selbst aufeinandergedrückt. Dadurch werden die Bohrungen 14,16 verschlossen, wobei die Plättchen 13,15 gleichzeitig abdichten. Die Wirkung entspricht der zweier hintereinandergeschalteter Ventile, deren Verschlußkörper gleichzeitig betätigt werden. Verschlußkörper ist im vorliegenden Fall jeweils das andere Magnstplättchen 13, 15. Verringert sich eier Druck im Infusatbehälter wieder unter einem von der Magnetkraft abhängigen Wert, so öffnet das Ventil wieder.

Auf den Ansprechdruck kann über die Magnetkräfte der beiden Plättchen 13,15 und über den Durchmesser sowie die Länge der Bohrung 14 Einfluß genommen werden. Die Elastizitätseigenschaften der Membran 3 haben keine Auswirkungen auf die Funktionsweise des Ventils. Durch geeignete Wahl dieser Parameter können Schließdrücke unter 1 kPa erreicht werden.

Claims

1. Sicherheitsventil für minimale Durchflußmengen, insbesondere für implantierbare Infusionspumpen, mit einer im Ventilgehäuse parallel zu dem den Ventilsitz aufnehmenden Gehäuseboden spannungslos angeordneten Membran mit mindestens einer Bohrung, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Membran (3) bis auf die Randzone flächendeckend ein Magnetplättchen (13) befestigt ist, das mindestens eine Bohrung (14) an denselben Stellen wie die Membran (3) aufweist, auf dem die Ausflußöffnung (9) enthaltenden, ebenen Gehäuseboden (10) flächendeckend ein Magnetplättchen (15) mit einer zur Ausflußöffnung (9) koaxialen Bohrung (16) befestigt ist, die Bohrungen (14,16) der Magnetplättchen (13,15) versetzt zueinander angeordnet sind und die Kräfte der Magnetplättchen (13,15) entgegengesetzt ausgerichtet sind.

2. Sicherheitsventil für minimale Durchflußmengen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Magnetplättchon (13,15) als Kunststoffolien mit eingelagerten magnetischen Teilchen ausgeführt sind.

3. Sicherheitsventil für minimale Durchflußmengen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzelch dt, daß die Bohrung (14) der Membran (3) und ihres Magnetplättchens (13) mittig und koaxial zur i'uflußöffnung (8) ist und die Ausflußöffnung (9) und die Bohrung (1ß) des anderen Iviagnetplättchens (15) außermittig und nicht fluchtend zur Zuflußöffnung (8) sind.