ES2300475T3 - Piston para un dispositivo de perfusion de un paciente. - Google Patents

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ES2300475T3 ES02768788T ES02768788T ES2300475T3 ES 2300475 T3 ES2300475 T3 ES 2300475T3 ES 02768788 T ES02768788 T ES 02768788T ES 02768788 T ES02768788 T ES 02768788T ES 2300475 T3 ES2300475 T3 ES 2300475T3
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J. Christopher Flaherty
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Abstract

Un dispositivo (10) para administrar fluido a un paciente, incluyendo: a) un conjunto de orificio de salida (70) adaptado para conexión a una herramienta de acceso transcutáneo a un paciente; b) un depósito (30) incluyendo una pared lateral (32) que se extiende desde una primera pared de extremo hacia una segunda pared de extremo (34) y una salida (36) conectada al conjunto de orificio de salida (70); c) al menos un husillo madre roscado (202) recibido en el depósito (30) y que se extiende hacia la salida (36) del depósito (30) generalmente paralelo con la pared lateral (32) d) un émbolo (204) recibido a rosca en el husillo madre roscado (202) de tal manera que la rotación de uno del husillo madre (202) y el émbolo (204) mueva el émbolo (204) dentro del depósito (30); y e) un dispensador (40) acoplado operativamente a uno del husillo madre (202) y el émbolo (204) para girar uno del husillo madre (202) y el émbolo (204), caracterizado porque el husillo madre (202) está acoplado a la segunda pared de extremo (34).

Description

Pistón para un dispositivo de perfusión de un paciente.
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud está relacionada con la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 09/943.992, presentada el 31 de agosto de 2001, cedida al cesionario de la presente solicitud e incorporada aquí por referencia.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a dispositivos médicos, sistemas y métodos, y más en concreto a pequeños dispositivos de infusión portátiles de bajo costo y métodos que se pueden utilizar para lograr configuraciones de flujo exactas, sofisticadas y programables para la administración de líquidos terapéuticos a un paciente mamífero.
Antecedentes de la invención
Hoy día, hay numerosas enfermedades y otras dolencias físicas que son tratadas con varias medicinas incluyendo productos farmacéuticos, fórmulas nutricionales, agentes biológicamente derivados o activos, material hormonal y basado en genes y otras sustancias en forma sólida o líquida. En la administración de estas medicinas a menudo es deseable dejar a un lado el sistema digestivo de un paciente mamífero con el fin de evitar la degradación de los ingredientes activos producidos por las enzimas catalíticas en el tracto digestivo y el hígado. La administración de una medicina por un medio distinto de los intestinos se conoce como administración parenteral. La administración parenteral de varios medicamentos en forma líquida es a menudo deseable para mejorar el efecto de la sustancia administrada, asegurando que la medicina inalterada llegue al lugar previsto en una concentración significativa. Además, se pueden evitar potencialmente los efectos colaterales indeseados asociados con otras vías de administración, tal como la toxicidad sistémica.
A menudo, una medicina solamente puede estar disponible en una forma líquida, o la versión líquida puede tener características deseables que no se pueden lograr con una forma sólida o píldora. La administración de medicinas líquidas se puede llevar a cabo mejor por infusión directa en el sistema cardiovascular mediante venas o arterias, al tejido subcutáneo o directamente a órganos, tumores, cavidades, huesos u otros lugares específicos del cuerpo.
La administración parenteral de medicinas líquidas al cuerpo se lleva a cabo a menudo administrando inyecciones de bolo usando una aguja y depósito, o de forma continua por dispensadores movidos por gravedad o tecnologías de parches transdérmicos. A menudo las inyecciones de bolo concuerdan de forma imperfecta con las necesidades clínicas del paciente, y generalmente requieren mayores dosis individuales que las deseadas al tiempo específico en que se administran. La administración continua de medicina mediante sistemas de administración por gravedad pone en peligro la movilidad del paciente y el estilo de vida, y limita la terapia a tasas y perfiles de flujo simplistas. Los parches transdérmicos tienen los requisitos especiales de la medicina que se administra, en particular en lo que se refiere a la estructura molecular, y de forma similar a los sistemas de alimentación por gravedad, el control de la administración de medicamento está severamente limitado.
Se han desarrollado bombas de infusión ambulatorias para administrar medicamentos líquidos a un paciente. Estos dispositivos de infusión tienen la capacidad de ofrecer sofisticados perfiles de administración de fluido que cumplen los requisitos del bolo, infusión continua y administración a tasa de flujo variable. Estas capacidades de infusión dan lugar generalmente a mejor eficacia del medicamento y terapia y menos toxicidad para el sistema del paciente. Un ejemplo de un uso de una bomba de infusión ambulatoria es la administración de insulina para el tratamiento de diabetes mellitus. Estas bombas pueden administrar insulina en base basal continua así como a base de bolo como se describe en la Patente de Estados Unidos 4.498.843 concedida a Schneider y colaboradores.
Un dispositivo para administrar fluido a un paciente como se describe en el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento WO 94/15 660 A.
Las bombas ambulatorias operan a menudo con un depósito para contener la medicina líquida, tal como un cartucho o depósito, y usan tecnología de bombeo o dosificación electromecánica para administrar la medicación al paciente mediante tubos del dispositivo de infusión a una aguja que se introduce transcutáneamente, o a través de la piel del paciente. Los dispositivos permiten el control y la programación mediante botones o conmutadores electromecánicos situados en el alojamiento del dispositivo, y a los que accede el paciente o el médico. Los dispositivos incluyen realimentación visual mediante pantallas de texto o gráficos, tales como pantallas de cristal líquido conocidas como LCDs, y pueden incluir luces de alerta o aviso y audio o señales de vibración y alarmas. El dispositivo se puede llevar puesto en un arnés o cavidad o atado con cinta al cuerpo del paciente.
Los dispositivos de infusión ambulatorios actualmente disponibles son caros, difíciles de programar y preparar para infusión, y suelen ser voluminosos, pesados y muy frágiles. Llenar estos dispositivos puede ser difícil y requerir que el paciente lleve la medicación prevista así como accesorios de llenado. Los dispositivos requieren cuidado especializado, mantenimiento, y limpieza para asegurar la apropiada funcionalidad y seguridad para su uso previsto a largo plazo. Debido al alto costo de los dispositivos existentes, los proveedores de productos sanitarios limitan las poblaciones de pacientes que pueden utilizar los dispositivos y las terapias para las que los dispositivos pueden ser usados.
Por lo tanto, es claro que se necesita un sistema de infusión programable y ajustable que sea preciso y fiable y pueda ofrecer a los médicos y pacientes una alternativa pequeña, de bajo costo, peso ligero y simple de usar para administración parenteral de medicinas líquidas.
En respuesta, el solicitante de la presente solicitud facilitó un dispositivo pequeño, de bajo costo, peso ligero, fácil de usar para administrar medicinas líquidas a un paciente. El dispositivo, que se describe con detalle en la Solicitud de Estados Unidos, en tramitación, número de serie 09/943.992, presentada el 31 de agosto de 2001, incluye un orificio de salida, un dispensador para hacer que fluya fluido de un depósito al orificio de salida, un procesador local programado para producir un flujo de fluido al orificio de salida basado en instrucciones de flujo de un dispositivo de control separado remoto, y un receptor inalámbrico conectado al procesador local para recibir las instrucciones de flujo. Para reducir el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo, el dispositivo está provisto de un alojamiento que carece de componentes de entrada por el usuario, tales como un teclado, para proporcionar instrucciones de flujo al procesador local.
Lo que todavía se desea son dispensadores nuevos y mejorados y depósitos para uso con dispositivos para administrar fluido a un paciente. Preferiblemente, los dispensadores y depósitos serán de diseño simple, y baratos y fáciles de fabricar, con el fin de reducir más el tamaño, la complejidad y los costos de administración de los dispositivos de fluido, de modo que los dispositivos puedan ser pequeños y desechables.
Resumen de la invención
En respuesta, la presente invención proporciona un dispositivo para administrar fluido a un paciente, incluyendo un conjunto de orificio de salida adaptado para conexión a una herramienta de acceso transcutáneo a un paciente, un depósito incluyendo una pared lateral que se extiende hacia una salida conectada al conjunto de orificio de salida, al menos un husillo madre roscado recibido en el depósito y que se extiende hacia la salida del depósito generalmente paralelo con la pared lateral, y un émbolo recibido a rosca en el husillo madre de tal manera que la rotación de uno del husillo madre y el émbolo mueva el émbolo dentro del depósito. El dispositivo también incluye un dispensador acoplado operativamente a uno del husillo madre y el émbolo para girar uno del husillo madre y el émbolo. El émbolo movido por el husillo madre reduce el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo de modo que el dispositivo pueda ser pequeño y desechable.
Otro dispositivo según la presente invención incluye un conjunto de orificio de salida, un depósito que tiene una pared lateral que se extiende hacia una salida conectada al conjunto de orificio de salida, y un émbolo recibido deslizantemente dentro de la pared lateral del depósito. El dispositivo también incluye un eje que se extiende desde el émbolo y un dispensador acoplado operativamente al eje para hacer que el eje se mueva a lo largo de su eje. El eje es relativamente incompresible a lo largo del eje del eje y se puede curvar transversal al eje, de tal manera que el eje se pueda curvar pero usarse para mover el émbolo, de tal manera que se pueda reducir la longitud del dispositivo.
La presente invención proporciona un dispositivo adicional para administrar fluido a un paciente, incluyendo un conjunto de orificio de salida, un depósito incluyendo una salida conectada al conjunto de orificio de salida, un émbolo recibido de forma móvil en el depósito para empujar fluido a través de la salida al moverse dentro del depósito, y un dispensador para mover el émbolo dentro del depósito. El dispositivo también incluye un procesador local conectado al dispensador y programado para producir un flujo de fluido al conjunto de orificio de salida en base a instrucciones de flujo, un receptor inalámbrico conectado al procesador local para recibir instrucciones de flujo de un dispositivo de control separado remoto y suministrar las instrucciones de flujo al procesador local, y un alojamiento que contiene el conjunto de orificio de salida, el depósito, el dispensador, el procesador local, y el receptor inalámbrico. Preferiblemente, el alojamiento carece de componentes de entrada por el usuario para proporcionar instrucciones de flujo al procesador local, con el fin de reducir el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo de modo que el dispositivo pueda ser pequeño y desechable.
Otro dispositivo según la presente invención incluye un conjunto de orificio de salida, un depósito incluyendo una salida conectada al conjunto de orificio de salida, un émbolo recibido de forma móvil en el depósito para empujar fluido a través de la salida al conjunto de orificio de salida al moverse dentro del depósito, y un dispensador para mover el émbolo dentro del depósito. Un procesador local está conectado al dispensador y programado para producir un flujo de fluido al conjunto de orificio de salida en base a instrucciones de flujo, y está programado además para proporcionar información acerca del flujo, y un transmisor inalámbrico está conectado al procesador local para transmitir la información acerca del flujo desde el procesador local a un dispositivo de control remoto separado. El dispositivo también incluye un alojamiento conteniendo el conjunto de orificio de salida, el depósito, el dispensador, el procesador local, y el transmisor inalámbrico, donde el alojamiento carece de componentes de salida por parte del usuario para proporcionar la información acerca del flujo desde el procesador local a un usuario.
Estos aspectos de la invención conjuntamente con sus características adicionales y ventajas se pueden entender mejor por referencia a las siguientes descripciones detalladas y los ejemplos tomados en conexión con los dibujos ilustrados acompañantes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de una primera realización ejemplar de un dispositivo de administración de fluido según esta invención representado fijado en un paciente, y un dispositivo de control remoto para uso con el dispositivo de administración de fluido (habiéndose ampliado el dispositivo de control remoto con respecto al paciente y el dispositivo de administración de fluido a efectos de ilustración).
La figura 2 es una vista en sección lateral del dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección lateral de un depósito, un émbolo y un husillo madre del dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 4 es una vista ampliada en sección de un émbolo y husillo madre del dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 5a es una vista en sección del depósito, el émbolo y el husillo madre del dispositivo de administración de fluido de la figura 1 tomada a lo largo de la línea 5 - -5 de la figura 3.
La figura 5b es una vista en sección de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construido según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 6 es una vista lateral despiezada en sección de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 7 es una vista en sección lateral del depósito, el émbolo y el husillo madre de la figura 4.
La figura 8 es una vista en sección lateral de una realización adicional ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 9 es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 10 es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 11 es una vista en sección lateral de una realización adicional ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 12 es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 13a es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 13b es una vista en sección del depósito, el émbolo y el husillo madre de la figura 13a, representado con una aguja introducida en un orificio del depósito.
La figura 14 es una vista en alzado de extremo del émbolo de las figuras 13a y 13b.
La figura 15 es una vista en sección del husillo madre y una cubierta de rosca de las figuras 13a y 13b.
La figura 16 es una vista en sección del husillo madre y la cubierta de rosca recibidos coaxialmente dentro del émbolo de las figuras 13a y 13b.
La figura 17a es una vista en alzado lateral del husillo madre y la cubierta de rosca de las figuras 13a y 13b, donde las roscas del husillo madre se cubren dentro de la cubierta de rosca.
La figura 17b es una vista en alzado lateral del husillo madre y la cubierta de rosca de las figuras 13a y 13b, donde el husillo madre se ha girado dentro de la cubierta de rosca para poner de manifiesto las roscas del husillo madre.
La figura 18a es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
La figura 18b es una vista en sección del depósito, el émbolo y el husillo madre de la figura 18b, representados con una aguja introducida en un orificio del depósito.
La figura 19 es una vista en sección lateral de una realización adicional ejemplar de un depósito, un émbolo y un husillo madre construidos según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
Y la figura 20 es una vista en sección lateral de otra realización ejemplar de un depósito construido según la presente invención para uso con el dispositivo de administración de fluido de la figura 1.
Caracteres de referencia análogos designan componentes y unidades idénticos o correspondientes en las distintas vistas.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Con referencia primero a las figuras 1 y 2, se ilustra un dispositivo de administración de fluido 10 construido según la presente invención. Los tipos de líquidos que pueden ser administrados por el dispositivo de administración de fluido de la presente invención incluyen, aunque sin limitación, insulina, antibióticos, fluidos nutricionales, nutrición parenteral total o TPN, analgésicos, morfina, hormonas o medicamentos hormonales, medicamentos de terapia génica, anticoagulantes, analgésicos, medicaciones cardiovasculares, AZT o quimioterapeúticos. Los tipos de trastornos médicos para cuyo tratamiento se podría usar el dispositivo de administración de fluido de la presente invención incluyen, aunque sin limitación, diabetes, enfermedad cardiovascular, dolor, dolor crónico, cáncer, SIDA, enfermedades neurológicas, enfermedad de Alzheimer, ALS, Hepatitis, enfermedad de Parkinson o espasticidad.
Con referencia a la figura 2, el dispositivo 10 incluye generalmente un conjunto de orificio de salida 70 adaptado para conexión a una herramienta de acceso transcutáneo a un paciente tal como una aguja, un dispensador 40 para hacer que el fluido de un depósito 30 fluya al conjunto de orificio de salida, y un procesador o microcontrolador electrónico (denominado a continuación el procesador "local") 50 conectado al dispensador.
El procesador local 50 está programado para producir un flujo de fluido al conjunto de orificio de salida 70 en base a instrucciones de flujo de un dispositivo de control remoto separado 100, del que se muestra un ejemplo en la figura 1. Con referencia también a la figura 2, el dispositivo de administración de fluido 10 incluye además un receptor inalámbrico 60 conectado al procesador local 50 para recibir las instrucciones de flujo del dispositivo de control remoto separado 100 y enviar las instrucciones de flujo al procesador local. El dispositivo 10 también incluye un alojamiento 20 conteniendo el conjunto de orificio de salida 70, el depósito 30, el dispensador 40, el procesador local 50, y el receptor inalámbrico 60.
Como se representa, el alojamiento 20 carece de componentes de entrada por el usuario para proporcionar instrucciones de flujo al procesador local 50, tal como conmutadores o pulsadores electromecánicos en una superficie exterior 21 del alojamiento, o interfaces de otro modo accesibles a un usuario para regular la tasa de flujo programada a través del procesador local 50. La falta de componentes de entrada por parte del usuario permite reducir sustancialmente el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo 10 de modo que el dispositivo 10 pueda hacerse pequeño y desechable.
Con el fin de programar, regular la programación, o comunicar de otro modo entradas del usuario al procesador local 50, el dispositivo de administración de fluido 10 incluye el elemento de comunicación inalámbrica, o receptor 60 para recibir las entradas del usuario del dispositivo de control remoto separado 100 de la figura 1. Se puede enviar señales mediante un elemento de comunicación (no representado) del dispositivo de control remoto 100, que puede incluir o estar conectado a una antena 130, representada en la figura 2 como externa al dispositivo 100.
El dispositivo de control remoto 100 tiene componentes de entrada por parte del usuario, incluyendo una serie de conmutadores electromecánicos, tales como el teclado de membrana 120 representado. El dispositivo de control 100 también incluye componentes de salida por parte del usuario, incluyendo una pantalla visual, tal como una pantalla de cristal líquido (LCD) 110. Alternativamente, el dispositivo de control puede estar provisto de una pantalla táctil para entrada y salida por parte del usuario. Aunque no se representa en la figura 1, el dispositivo de control remoto 100 tiene su propio procesador (denominado a continuación el procesador "remoto") conectado al teclado de membrana 120 y la LCD 110. El procesador remoto recibe las entradas del usuario desde el teclado de membrana 120 y proporciona instrucciones de "flujo" para transmisión al dispositivo de administración de fluido 10, y proporciona información a la LCD 110. Dado que el dispositivo de control remoto 100 también incluye una pantalla visual 110, el dispositivo de administración de fluido 10 puede estar desprovisto de una pantalla de información, lo que reduce más el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo 10.
El elemento de comunicación 60 del dispositivo 10 recibe preferiblemente comunicación electrónica del dispositivo de control remoto 100 usando radio frecuencia u otras normas y protocolos de comunicación inalámbrica. En una realización preferida, el elemento de comunicación 60 es un elemento de comunicación de dos vías, incluyendo un receptor y un transmisor, para que el dispositivo de administración de fluido 10 pueda enviar información de nuevo al dispositivo de control remoto 100. En tal realización, el dispositivo de control remoto 100 también incluye un elemento de comunicación integral 60 incluyendo un receptor y un transmisor, para que el dispositivo de control remoto 100 pueda recibir la información enviada por el dispositivo de administración de fluido 10.
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El procesador local 50 del dispositivo 10 contiene todos los programas de ordenador y circuitería electrónica necesarios para que el usuario pueda programar las configuraciones de flujo deseadas y ajustar el programa según sea necesario. Tal circuitería puede incluir uno o más microprocesadores, circuitos digitales y analógicos integrados, resistencias, condensadores, transistores y otros semiconductores y otros componentes electrónicos conocidos por los expertos en la técnica. El procesador local 50 también incluye programas, circuitería electrónica y memoria para activar adecuadamente el dispensador 40 a los intervalos de tiempo necesarios.
En la realización ejemplar de la figura 2, el dispositivo 10 incluye un suministro de potencia 80, tal como una batería o condensador, para suministrar potencia al procesador local 50. El suministro de potencia 80 está integrado preferiblemente en el dispositivo de administración de fluido 10, pero puede ser sustituible, por ejemplo, una batería recambiable.
Aunque no se representa, el dispositivo puede incluir sensores o transductores tales como un transductor de volumen de depósito o un transductor de presión del depósito, para transmitir información al procesador local 50 con el fin de indicar cómo y cuándo activar el dispensador 40, o para indicar otros parámetros que determinan el flujo, la condición de cebado del recorrido de flujo de la bomba, sensores de contacto, indicadores de movimiento rotativo u otro movimiento, así como condiciones como que el depósito 30 está vacío o tiene fugas, o la dispensación de demasiado o demasiado poco fluido del depósito, etc.
El volumen del depósito 30 se elige de manera que se adapte mejor a la aplicación terapéutica del dispositivo de administración de fluido 10 impactado por factores como las concentraciones disponibles de fluidos medicinales a administrar, los tiempos aceptables entre rellenos o el desecho del dispositivo de administración de fluido 10, limitaciones de tamaño y otros factores. El depósito 30 puede ser prellenado por el fabricante del dispositivo o un fabricante de medicamentos cooperante, o puede incluir medios de llenado externos, tales como un orificio de llenado.
El conjunto de orificio de salida 70 puede incluir elementos para penetrar la piel del paciente, o puede estar adaptado para conexión a un dispositivo de infusión estándar que incluya medios de administración transcutánea. Se puede proporcionar un tubo de conexión de aguja que termina en una cánula de penetración cutánea como una parte integral del conjunto de orificio de salida 70, por ejemplo, incluyendo la cánula de penetración cutánea un elemento rígido, tal como una aguja. Alternativamente, el conjunto de orificio de salida 70 puede estar provisto de un conector luer para conexión a un dispositivo de infusión estándar incluyendo una cánula de penetración cutánea, tal como una aguja rígida. En cualquier caso, el conjunto de orificio de salida 70 también puede estar provisto de un tapón extraíble (no representado) para evitar el escape durante el almacenamiento y el transporte si está prellenado, y durante de cebado si es llenado por usuario, y antes del uso.
El dispositivo 10 también puede estar provisto de una capa adhesiva en la superficie exterior del alojamiento 20 para fijar el dispositivo 10 directamente a la piel de un paciente, como se representa en la figura 1. Aunque no se representa, la capa adhesiva está dispuesta preferiblemente en una forma oval continua rodeando el conjunto de orificio de salida 70 con el fin de proporcionar un cierre hermético protector alrededor de la piel penetrada. El alojamiento 20 se puede hacer de material flexible, o puede estar provisto de secciones articuladas flexibles que permiten flexionar el dispositivo de administración de fluido 10 durante el movimiento del paciente con el fin de evitar el desprendimiento y facilitar la comodidad del paciente.
Con referencia a las figuras 3 a 22, la presente descripción proporciona varias combinaciones de dispensadores 40 y depósitos 30 para uso con el dispositivo de administración de fluido 10 de las figuras 1 y 2. Los dispensadores 40 y depósitos 30 son pequeños y de diseño simple, y baratos y fáciles de fabricar, con el fin de reducir más el tamaño, la complejidad y los costos del dispositivo de administración de fluido 10, de tal manera que el dispositivo 10 siga prestándose a ser pequeño y desechable.
Con referencia a las figuras 3 a 5, se representa una primera combinación 200 de un depósito 30 y un dispensador 40 construidos según la presente invención. El depósito 30 tiene una pared lateral 32 que se extiende entre un extremo abierto y una pared de extremo 34 del depósito. La pared de extremo 34 incluye una salida 36 conectada a través de un lumen 72 al conjunto de orificio de salida 70 del dispositivo 10.
El depósito 30 también incluye un husillo madre roscado 202 montado para rotación dentro del depósito 30, y un émbolo 204 recibido a rosca en el husillo madre. El husillo madre 202 se coloca coaxial con la pared lateral 32 y se extiende a la pared de extremo 34 del depósito 30. El émbolo 204 y el depósito 30 están adaptados de tal manera que se forme una junta estanca entre el émbolo 204 y el husillo madre 202 y el émbolo 204 y la pared lateral 32 del depósito, de modo que el movimiento del émbolo 204 hacia la pared de extremo 34 del depósito 30 empuje fluido a través de la salida 36 al conjunto de orificio de salida 70.
Se evita la rotación del émbolo 204 con respecto a la pared lateral 32 de modo que, cuando el tornillo 202 gire con respecto al émbolo 204, el émbolo se mueva a lo largo del tornillo 202 dentro del depósito 30. En una realización preferida representada en la figura 5a, el depósito 30 y el émbolo 204 están provistos de secciones transversales no circulares correspondientes. Las secciones transversales son ovales, pero el depósito 30 y el émbolo 204 pueden estar provistos de otras secciones transversales no circulares, tales como cuadradas o rectangulares. En otra realización preferida representada en la figura 5b, el depósito 30 y el émbolo 204 están provistos de secciones transversales circulares, pero el émbolo 204 tiene al menos un saliente 206 que se extiende radialmente a un canal 208 en la pared lateral 32 del depósito 30 con el fin de evitar la rotación del émbolo. La anchura y la longitud del depósito 30 se elige con el fin de minimizar el tamaño general del dispositivo de administración de fluido.
Una ventaja significativa del depósito 30 utilizando un husillo madre integrado 202 sobre el que cabalga el émbolo 204, es la significativa reducción de la longitud en comparación con una jeringa estándar incluyendo básicamente un depósito con un émbolo deslizante separado que sale del depósito. Otra ventaja del depósito 30 según la presente invención es que el émbolo 204 y el husillo madre interno 202 se contienen totalmente dentro del depósito 30, y no requieren mecanismos o procedimientos para retirar el émbolo para quitar una jeringa usada o volver a poner una jeringa llena. Tales mecanismos o procedimientos pueden aumentar los costos, la complejidad, y el tamaño y el peso, y disminuir la fiabilidad de un dispositivo de administración de fluido. Así, el depósito 30 de la presente invención no necesita ventajosamente tales mecanismos o procedimientos.
Con el fin de reducir más el costo del depósito 30, el husillo madre 202 y el émbolo 204 se hacen preferiblemente de un material barato. El husillo madre 202 se hace de un material rígido tal como un metal, tal como acero inoxidable, o un plástico, tal como polietileno o polipropileno. La pared lateral 32 y la pared de extremo 34 del depósito se hacen preferiblemente de un plástico rígido. Sin embargo, el émbolo 204 se hace de un material flexible, tal como un elastómero de silicona, o caucho, y está provisto de un inserto rígido 210 hecho de metal o plástico para enganchar las roscas del husillo madre 202. Dado que el dispositivo es preferiblemente desechable, no hay que evitar el desgaste de la rosca entre el husillo madre 202 y el émbolo 204, permitiendo por ello el uso de materiales menos caros y menores tolerancias en la fabricación y montaje del husillo madre 202 y el émbolo 204.
Con el fin de girar el husillo madre roscado 202 del deposito 30, el dispensador incluye generalmente un conjunto de accionamiento rotacional 40. El conjunto de accionamiento rotacional 40 puede estar configurado para proporcionar un flujo continuo o flujo volumétrico pulsátil (por ejemplo, menos que un microlitro para infusión de insulina). La forma específica de tal conjunto de accionamiento rotacional 40 puede incluir motores, tal como motores paso a paso, motores CC, motores CA, piezomotores, motores ultrasónicos u otros motores; o accionadores de solenoide u otros accionadores lineales que accionan conjuntos de engranajes de trinquete; o materiales piezo unidos al husillo madre 202 y movidos con energía, tal como energía eléctrica, mecánica, sonora, química o térmica; o dispositivos de accionamiento magnético. En la realización 200 de la figura 3, el dispensador se ha previsto como un motor eléctrico 40 conectado a un extremo del husillo madre 202 para girar el husillo madre roscado al ser activado por el procesador local del dispositivo 10.
Con referencia a las figuras 6 y 7, se representa otro depósito 30 construido según la presente invención. El depósito 30 se ha formado de forma unitaria como parte del alojamiento 20 del dispositivo de administración de fluido 10, con el fin de reducir las piezas y de simplificar el proceso de fabricación. El alojamiento 20 incluye una base 22 y una cubierta 24, que están montadas alrededor del husillo madre 202 y el émbolo 204 del depósito 30. En la realización representada, por ejemplo, la base 22 del alojamiento 20 define las paredes de extremo 34 del depósito 30, mientras que la base 22 y la cubierta 24 definen las paredes laterales 32 del depósito 30. Además, la salida 36 se ha formado en la pared lateral 32 del depósito 30.
Con referencia a la figura 8, se representa otra realización 220 de un depósito 30 y un dispensador 40 construido según la presente invención. La realización 220 es similar a la realización 200 de la figura 3, pero incluye además una entrada 38 en la pared de extremo 34 del depósito 30 conectada a través de un lumen 234 a un orificio de llenado 232. El depósito 30 también incluye un segundo émbolo 236 recibido deslizantemente en el husillo madre 202 entre el primer émbolo 204 y la pared de extremo 34 del depósito 30. El segundo émbolo 236 está adaptado de tal manera que se disponga una junta estanca entre el segundo émbolo y el husillo madre 202 y se dispone una junta estanca entre el segundo émbolo y el husillo madre y el segundo émbolo y la pared lateral 32 del depósito 30. No se necesita una junta estanca alrededor del primer émbolo 204, pero se evita que el primer émbolo gire dentro del depósito.
El orificio de llenado 232 puede incluir un tabique de introducción de aguja 238 para recibir una aguja 100, como se representa. El tabique de introducción de aguja 238 se puede construir de un elastómero resellante tal como silicona que permite que una aguja 100 perfore el tabique 238 para añadir fluido al depósito 30, pero volviéndose a sellar después de retirar la aguja. Alternativamente, el orificio de llenado 232 puede incluir un conector Luer u otro. Aunque no se representa, el conjunto de orificio de salida 70 puede estar provisto de un tapón para evitar el escape de la salida 36 del depósito 30 durante el llenado del depósito, o puede incluir otros medios manuales o automáticos de limitar el recorrido de flujo de salida.
El segundo émbolo 236 está adaptado para deslizar en el husillo madre 202 hacia el primer émbolo 204 durante el llenado del depósito. Para llenado parcial, el segundo émbolo no estará en contacto con el primer émbolo 204. En un proceso de cebado, el husillo madre 202 se puede girar par hacer que el primer émbolo 204 suba contra el segundo émbolo 236. Si se usa un orificio de llenado con la realización 200 de la figura 3 que tiene un solo émbolo 204, el depósito 30 y otros componentes del recorrido de fluido se pueden someter a vacío durante el proceso de fabricación final para simplificar el llenado y el cebado del dispositivo de administración de fluido 10 al paciente. En cualquier caso, en la posición de prellenado, el émbolo 236 se sitúa preferiblemente junto a la pared de extremo 34 del depósito 30 para minimizar el aire en el recorrido de fluido.
Se puede disponer sensores para supervisar la posición de cada émbolo 204, 236 e indicar cuándo los émbolos están en contacto, la cantidad de fluido que queda en el depósito, y si tiene lugar una infusión apropiada, por ejemplo. Los émbolos 204, 236 deberán estar en contacto al comenzar la terapia con fluido de modo que las rotaciones iniciales del husillo madre 202 hagan que fluya fluido, de la forma esperada.
Con referencia a la figura 9, se representa una realización adicional 240 construida según la presente invención. La realización 240 es similar a la realización 220 de la figura 8, pero incluye una entrada 242 en la pared lateral 32 del depósito 30 conectada a través de un lumen 234 a un orificio de llenado 232 del dispositivo 10, y el lumen 72 conectado al conjunto de orificio de salida 70 se extiende a través del segundo émbolo 236. Inicialmente, el segundo émbolo 236 y el primer émbolo 204 están en lados opuestos de la entrada 242. Si los émbolos 236, 204 también están separados inicialmente, se puede prever un vacío entre los émbolos. Si los émbolos 236, 204 están inicialmente en contacto y alineados con la entrada 242, entonces no se necesita vacío entre los émbolos.
El segundo émbolo 236 está diseñado para moverse en el husillo madre 202 por la presión de llenado, pero no la presión de infusión. Al llenar el depósito 30 a través del orificio de llenado 232, el segundo émbolo 236 es movido hacia la pared de extremo 34 del depósito por la presión de llenado. Entonces, durante el uso, el dispensador 40 hace que el primer émbolo 204 se desplace hacia el segundo émbolo 236 y cree una presión de infusión suficiente para expulsar fluido del depósito 30 al conjunto de orificio de salida 70, pero no suficiente para mover el segundo émbolo. El primer émbolo 204 pasa eventualmente sobre la entrada 242 y evita el llenado adicional del depósito 30 después de iniciarse la infusión.
Con referencia a la figura 10, se representa otra realización 250 construida según la presente invención. La realización 250 es similar a la realización 200 de la figura 3, pero incluye un husillo madre 202 que tiene una porción no roscada 252 adyacente a la pared de extremo 34 del depósito 30. La porción no roscada 252 está diseñada de tal manera que el émbolo 204 se mueva sobre la porción no roscada 252 cuando se vacíe el fluido del depósito 30, y el émbolo 204 queda en la porción no roscada. Por lo tanto, la porción no roscada 252 del husillo madre 202 evita la reutilización del depósito 30.
Con referencia a la figura 11, se representa otra realización 260 construida según la presente invención. La realización 260 es similar a la realización 200 de la figura 3, pero incluye un dispensador dispuesto en forma de un motor 262 montado dentro de un émbolo 264. El motor 262 incluye una porción exterior 266 fijada al émbolo 264 y una porción interior 268 que engancha a rosca el husillo madre 202, que está fijado de forma que no gire dentro del depósito 30. La porción exterior 266 gira la porción interior 268 para mover el émbolo 264 a lo largo del husillo madre 202. Unos cables eléctricos para conexión a un procesador local del dispositivo se extienden desde la porción no rotativa exterior 266 del motor 262 para evitar la torsión de los hilos, y los hilos son suficientemente flexibles y largos para seguir el recorrido del émbolo 264 durante un proceso de llenado y un proceso de infusión.
Con referencia a la figura 12, se representa otra realización 270 construida según la presente invención. La realización 270 es similar a la realización 220 de la figura 8, pero incluye un sensor 272 para determinar la posición del émbolo 236 dentro del depósito 30. El conocimiento de la posición del émbolo 236 permite determinar el volumen de fluido que queda en el depósito 30, de manera que se pueda confirmar un flujo de fluido apropiado. En la realización representada, el husillo madre 202 incluye un codificador lineal 274 y el sensor incluye un sensor magnético 272 montado en el émbolo 236. Sin embargo, se puede usar alternativamente otros sensores para determinar la posición del émbolo 236 y el volumen de fluido contenido en el depósito 30.
En la realización 270 de la figura 12, el lumen de entrada 234 está conectado al lumen de salida 72, de tal manera que la salida 36 se use para llenar y vaciar el depósito 30. Esta disposición maximiza la cantidad del lumen de salida 72 y el conjunto de orificio de salida 70 que se ceba con fluido antes de un proceso de infusión.
Una realización adicional 280 construida según la presente invención se representa en las figuras 13a y 13b. La realización 280 es similar a la realización 200 de la figura 3, pero incluye una entrada 38 en la pared de extremo 34 del depósito 30 conectada a través de un lumen 234 a un orificio de llenado 232 que tiene un tabique de introducción de aguja 238 para recibir una aguja 100, como se representa. También se ha previsto un mecanismo de liberación 282 para desenganchar un émbolo 284 de un husillo madre 288 al introducir una aguja 100 en el orificio de llenado 232.
Con referencia también a las figuras 14 a 16, el émbolo 284 tiene roscas parciales 286, y el depósito 30 incluye un husillo madre 288 que tiene roscas parciales 290. Se coloca una cubierta de rosca 292 entre el husillo madre 288 y el émbolo 284 para evitar el enganche de las roscas parciales 290 del husillo madre y las roscas parciales 286 del émbolo al introducir una aguja 100 en el orificio de llenado 232, de tal manera que el émbolo pueda deslizar sobre la cubierta de rosca 292 al llenar el depósito.
En la realización representada, el mecanismo de liberación 282 incluye un aro 294 colocado para recibir con rozamiento una aguja 100 que entra en el orificio de llenado 232 y una palanca 296 que se extiende desde el aro 294 al husillo madre 288. Como se representa en la figura 13b, una aguja 100 insertada en el orificio de llenado 232 mueve el aro 294 y la palanca 296, que a su vez gira el husillo madre 288 con respecto a la cubierta de rosca 292. Como se representa en la figura 17a, la rotación del husillo madre 288 con respecto a la cubierta de rosca 292 cubre las roscas parciales 290 del husillo madre, de tal manera que el émbolo pueda deslizar en la cubierta de rosca 292 al llenar el depósito. La extracción de la aguja 100 del orificio de llenado 232 mueve de nuevo el aro 294 y la palanca 296, que a su vez gira el husillo madre 288 con respecto a la cubierta de rosca 292 y destapa las roscas parciales 290 del tornillo 288, de modo que el tornillo 288 enganche el émbolo. A continuación, la rotación del tornillo 288 y la cubierta de rosca 292 hace que el émbolo 284 se mueva dentro del depósito 30 y empuje fluido al conjunto de orificio de salida 70.
Así, el émbolo 284 y el husillo madre 288 se desenganchan automáticamente durante el llenado, y se vuelven a enganchar después del llenado para permitir el llenado repetido. Alternativamente, el depósito 30 puede ser suministrado a un usuario con el émbolo 284 y el husillo madre 288 inicialmente desenganchados, pero se reenganchan después del llenado, para permitir solamente un solo llenado del depósito. Además, una realización puede estar provista solamente del émbolo 284 y el husillo madre 288, y no la cubierta 292, donde las roscas parciales del émbolo y el husillo madre se desenganchan a la introducción de la aguja 100.
Una alternativa a las realizaciones de desenganche es el sistema de dos émbolos, tal como la realización 220 de la figura 8, donde el primer émbolo 204 engancha el husillo madre 202 y el segundo émbolo 236 realiza un sellado alrededor del husillo madre (y la pared del depósito). También es viable la opción con solo émbolo, por lo que la geometría y los materiales de construcción del émbolo y las roscas del husillo madre permiten que el émbolo se desplace hacia atrás durante el llenado, pero se mueva hacia adelante girando el husillo madre para infundir fluido. En tal realización, la presión de llenado tendría que ser más grande que la presión de infusión (accionamiento).
Otra realización 300 construida según la presente invención se representa en las figuras 18a y 18b. La realización 300 es similar a la realización 220 de la figura 8, pero incluye un tapón 302 para cerrar la salida 36 del depósito 30 al llenar el depósito a través de la entrada 38. En particular, la realización 300 está provista de un paso 304 que conecta el lumen 72 de la salida 36 y el lumen 234 de la entrada 38, y el tapón 302 se coloca de forma móvil en el paso 304. El tapón 302 es empujado, por un muelle 306 por ejemplo, a una primera posición que abre la salida 36 del depósito y sella la entrada 38 del depósito, como se representa en la figura 18a, y se puede mover a una segunda posición que sella la salida 36 del depósito y abre la entrada 38 del depósito, como se representa en la figura 18b.
Al llenar el depósito 30 a través del orificio de llenado 232, la presión del fluido empuja el tapón 302 a la segunda posición para sellar la salida 36 del depósito y asegurar que el fluido no escape a través del conjunto de orificio de salida 70 cuando se llena el depósito 30 y el segundo émbolo 236 es movido por el fluido hacia el primer émbolo 204. La geometría del tapón 302 se elige de modo que, cuando comience el proceso de llenado, la salida 36 se cierre antes de que se abra la entrada 38, y cuando se completa el llenado, la entrada 38 se cierra antes de que la salida 36 se abra.
La figura 19 representa otra realización 310 construida según la presente invención. La realización 310 es similar a la realización 200 de la figura 3, pero incluye un muelle de reloj enrollado en espiral 312 para girar el husillo madre rotativo 202. Un engranaje 314 se extiende radialmente desde el husillo madre roscado 202, y el dispensador está dispuesto en forma de un trinquete 40 controlado por el procesador local. El trinquete 40 se puede mover entre una posición que engancha el engranaje 314 y evita que el muelle de reloj 312 gire el husillo madre 202, y una posición que desengancha el engranaje 314 y permite que el muelle de reloj 312 gire el husillo madre. Así, una orden del procesador local para que el trinquete 40 desenganche el engranaje 314 hace que el émbolo 204 se mueva en el husillo madre 202 a través del depósito 30.
Otra realización ejemplar 320 construida según la presente invención se representa en la figura 20. La realización 320 incluye un depósito en forma de cañón 30 que tiene una pared lateral tubular 32 que se extiende entre un extremo abierto y una pared de extremo 34 del depósito. La pared de extremo incluye una salida 36 conectada al conjunto de orificio de salida 70 del dispositivo 10. Un émbolo 322 se recibe deslizantemente dentro de la pared lateral 32 del depósito 30, un eje 324 se extiende desde el émbolo, y un dispensador incluye un conjunto de accionamiento rotacional 40 adaptado para mover linealmente el eje 324 al ser activado por el procesador local del dispositivo 10.
El émbolo 322 y el depósito 30 están adaptados de tal manera que se forme una junta estanca entre el émbolo y la pared lateral 32 del depósito, de modo que el movimiento del émbolo hacia la pared de extremo 34 del depósito empuje fluido a través de la salida 36 al conjunto de orificio de salida 70. El eje 324 es flexible de modo que el depósito 30 se pueda "plegar" debajo del conjunto de accionamiento 40, como se representa, para reducir la longitud general del dispositivo de administración de fluido 10. Aunque no se representa, el alojamiento del dispositivo puede estar provisto de estructura para mantener y guiar el eje curvado 324 cuando el émbolo 322 avanza en el depósito 30.
Aunque se han representado y descrito realizaciones ejemplares de la invención, los expertos en la técnica pueden hacer muchos cambios, modificaciones y sustituciones sin apartarse necesariamente del alcance de esta invención.

Claims (7)

1. Un dispositivo (10) para administrar fluido a un paciente, incluyendo:
a)
un conjunto de orificio de salida (70) adaptado para conexión a una herramienta de acceso transcutáneo a un paciente;
b)
un depósito (30) incluyendo una pared lateral (32) que se extiende desde una primera pared de extremo hacia una segunda pared de extremo (34) y una salida (36) conectada al conjunto de orificio de salida (70);
c)
al menos un husillo madre roscado (202) recibido en el depósito (30) y que se extiende hacia la salida (36) del depósito (30) generalmente paralelo con la pared lateral (32)
d)
un émbolo (204) recibido a rosca en el husillo madre roscado (202) de tal manera que la rotación de uno del husillo madre (202) y el émbolo (204) mueva el émbolo (204) dentro del depósito (30); y
e)
un dispensador (40) acoplado operativamente a uno del husillo madre (202) y el émbolo (204) para girar uno del husillo madre (202) y el émbolo (204), caracterizado porque el husillo madre (202) está acoplado a la segunda pared de extremo (34).
2. Un dispositivo según la reivindicación 1, donde el dispensador (40) gira el husillo madre (202).
3. Un dispositivo según la reivindicación 2, donde se evita que el émbolo (204) gire con respecto a la pared lateral (32) del depósito (30).
4. Un dispositivo según la reivindicación 1, reivindicación 2 o la reivindicación 3, donde el émbolo (209) incluye un inserto (210) recibido a rosca en el husillo madre (202) y donde el inserto roscado (210) y el émbolo (204) se hacen de materiales diferentes.
5. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el husillo madre roscado (202) se hace de un plástico.
6. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el dispensador (40) incluye un motor.
7. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, incluyendo además una herramienta de acceso transcutáneo a un paciente conectada al conjunto de orificio de salida (70).
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