ES2616339T3 - Dispositivo de inyección sin aguja que funciona con dos materiales energéticos concéntricos - Google Patents

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ES2616339T3 ES05805768.8T ES05805768T ES2616339T3 ES 2616339 T3 ES2616339 T3 ES 2616339T3 ES 05805768 T ES05805768 T ES 05805768T ES 2616339 T3 ES2616339 T3 ES 2616339T3
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Abstract

Dispositivo de inyección (1) sin aguja que comprende un generador de gas pirotécnico (2), que incluye una carga pirotécnica constituida por dos materiales energéticos que tienen unas velocidades de combustión diferentes, por lo menos un pistón (13, 14), un depósito de principio activo líquido (9) y una boquilla de inyección (11), siendo uno de los dos materiales energéticos central y estando rodeado por el otro material energético que es periférico, y estando la totalidad de la superficie externa del material energético central en contacto con la superficie interna del material energético periférico, caracterizado por que dicha carga pirotécnica induce un doble régimen de combustión que conlleva por lo menos dos fases distintas a nivel de la variación de presión a la salida de la boquilla de inyección.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de inyeccion sin aguja que funciona con dos materiales energeticos concentricos.
El campo tecnico de la invencion es el de las jeringas sin agujas pre-rellenadas y desechables, que funcionan con un generador de gas, y utilizadas para las inyecciones intradermicas, subcutaneas e intramusculares, de principio activo llquido para uso terapeutico en medicina humana o veterinaria.
Para los dispositivos de inyeccion segun la invencion, un principio activo llquido esta constituido por un llquido mas o menos viscoso, o una mezcla de llquido, o un gel. El principio activo puede ser un solido puesto en solucion en un disolvente apropiado para la inyeccion. Puede tambien representarse por un solido pulverulento puesto en suspension, mas o menos concentrada en un llquido adecuado. La granulometrla del principio debe ser compatible con el diametro de los conductos para evitar los taponamientos.
Existe ya la utilizacion de una carga pirotecnica para este tipo de jeringa y ha sido objeto de varias patentes. A tltulo de ejemplo, se puede citar la patente US n° 2.322.244 relativa a un inyector hipodermico sin aguja que funciona a partir de un cartucho de fogueo. El llquido a inyectar, estando colocado en contacto con el cartucho, es expulsado del inyector bajo el efecto de la presion generada por los gases de combustion. Otra patente, WO 98/31409, describe un sistema de inyeccion hipodermica que incluye una carga pirotecnica constituida por un explosivo o por un polvo. La especificidad de este inyector es que esta disenado para intentar solucionar problemas relacionados con la cinetica de expulsion del principio activo llquido, no actuando sobre las caracterlsticas de la composicion pirotecnica, sino presentando una geometrla particular que define en particular una camara anexa de expansion de los gases provista de un respiradero. La carga pirotecnica, que se encuentra en la proximidad inmediata del principio activo llquido, actua directa e instantaneamente sobre dicho principio comunicandole una velocidad inicial muy elevada, mientras que los gases invaden la camara principal y la camara anexa. La presion ejercida sobre el principio activo disminuye entonces para fijarse a un valor mas o menos constante, suficiente para hacer que penetre en la piel del paciente. La camara anexa permite regular esta presion. La patente US n° 2.704.542 se refiere a un metodo de inyeccion por chorro llquido. Este metodo no hace uso especlficamente de una carga pirotecnica, pero incluye un dispositivo destinado a controlar los perfiles de presion. En este caso, el procedimiento utilizado para alcanzar este objetivo reside en el deslizamiento, en dos tiempos, de un piston en dos partes constituido por un cilindro central de seccion reducida alojado en un cilindro hueco. Una presion aguas arriba provoca en primer lugar un desplazamiento de amplitud reducida del cilindro central para impartir un impulso breve pero muy intenso sobre el llquido a expulsar, y despues el conjunto del piston se desplaza para continuar la expulsion de dicho llquido, a la presion idonea, para asegurar una buena penetracion.
Con el fin de controlar los perfiles de presion sin tener que modificar las caracterlsticas geometricas del inyector, se ha propuesto en la patente FR 2 807 946 realizar un inyector sin aguja provisto de un generador de gas que incluye una carga pirotecnica constituida por la mezcla de un polvo lento con un polvo rapido. El polvo rapido asegura una subida brutal de la presion con el fin de impartir al principio activo una velocidad suficiente para penetrar a traves de la piel, y siendo el polvo lento seleccionado para garantizar una profundidad de inyeccion una vez que se haya traspasado la piel. La solicitud de patente americana US 2002/0161329 evoca tambien la utilizacion de dos polvos en un dispositivo de inyeccion, teniendo dichos polvos unas caracterlsticas de combustion diferentes. Ademas, la patente GB 835 560 indica la utilizacion de dos polvos para armas de fuego, teniendo los dos polvos unas caracterlsticas de combustion diferentes. La solicitud de patente europea EP 0 585 612 ilustra la tecnica anterior relativa a los generadores pirotecnicos de gas.
Por el contrario, en el estado de la tecnica, no existen inyectores sin agujas que utilicen una carga pirotecnica constituida por la combinacion de un material energetico central y por un material energetico periferico que tenga unas velocidades de combustion diferentes. En efecto, por esta via, la carga pirotecnica, que puede ser monolltica o estar dividida en varios granos, conserva una gran homogeneidad a nivel de la distribucion geometrica de los dos tipos de materiales energeticos, confiriendo as! a los dispositivos de inyeccion segun la invencion un caracter de gran fiabilidad y de reproducibilidad en el control de los perfiles de presion. Esta geometrla particular de la carga pirotecnica procede de procedimientos de fabricacion simples, ya probados y muy bien controlados.
En la continuacion de la descripcion, el termino "material energetico" agrupa indistintamente todas las sustancias pirotecnicas aptas para quemar, sea cual sea el polvo para arma o de perdigon, propergol, incluso unos explosivos.
El objeto de la presente invencion se refiere a un dispositivo de inyeccion sin aguja que comprende un generador de gas pirotecnico, que incluye una carga pirotecnica constituida por dos materiales energeticos que tienen unas velocidades de combustion diferentes, por lo menos un piston, un deposito del principio activo llquido y una boquilla de inyeccion, siendo uno de los dos materiales energeticos central y estando rodeado por el otro material energetico que es periferico, y estando la totalidad de la superficie externa del material energetico central en contacto con la superficie interna del material energetico periferico, caracterizado por que dicha carga pirotecnica induce un doble regimen de combustion que conlleva por lo menos dos fases distintas a nivel de la variation de presion en la salida de la boquilla de inyeccion.
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Preferentemente, el generador de gas comprende un sistema de encendido que permite iniciar en combustion el material energetico periferico, de manera que el frente de combustion evoluciona de la periferia de la cara pirotecnica hacia su centro.
Con una carga pirotecnica de este tipo y un sistema de encendido de este tipo y en funcion de las composiciones seleccionadas para los dos materiales energeticos, se puede considerar una multiplicidad de caudales llquidos a la salida de la boquilla de inyeccion.
Segun un primer modo de realizacion preferido de la invencion, el material energetico periferico se selecciona de entre las composiciones que se queman muy lentamente de manera que se genera un retraso pirotecnico mas o menos importante para la combustion del material energetico central.
Segun un segundo modo de realizacion preferido de la invencion, el material energetico periferico se selecciona de entre las composiciones que se queman muy rapidamente, de manera que la combustion de dicho material genere instantaneamente un pico de presion de fuerte intensidad que permite favorecer la perforacion de la piel.
Los sistemas de encendido seleccionados para los dispositivos de inyeccion segun la invencion tienen unas caracterlsticas convencionales ampliamente probadas y pueden utilizar, por ejemplo, o bien un hilo caliente recorrido por una corriente electrica, o bien un cebador que puede ser iniciado electricamente o por percusion.
Al tener los dos materiales energeticos unas caracterlsticas de combustion diferentes, el principio de este tipo de carga pirotecnica es inducir un doble regimen de combustion que conlleva por lo menos dos fases distintas a nivel de la variation de presion en la salida de la boquilla de inyeccion, permitiendo resolver el doble problema de la penetration del principio activo a traves de la piel y el control de la profundidad de inyeccion una vez que se ha traspasado la piel.
Ventajosamente, el material energetico periferico se encuentra en el estado solido de manera que constituye un recubrimiento para el material energetico central.
De manera preferida, los dos materiales energeticos estan en contacto uno con el otro de manera que el frente de combustion se transmita de un material energetico al otro.
Ventajosamente, la totalidad de la superficie externa del material energetico central esta en contacto con la superficie interna del material energetico periferico.
Segun un primer modo de realizacion preferido de la invencion, la carga pirotecnica es un polvo compuesto por varios granos, estando cada grano constituido por un material energetico central rodeado por un material energetico periferico, teniendo los dos materiales energeticos unas velocidades de combustion diferentes.
Ventajosamente, el generador de gas comprende una unica carga pirotecnica constituida por un polvo, y el material energetico periferico posee una velocidad de combustion superior a la del material energetico central. De esta manera, al inicio de la combustion, la presion aumenta rapidamente para alcanzar un valor umbral, y despues, una vez que el material energetico central empieza a quemarse, la presion disminuye para estabilizarse a un valor predeterminado inferior al valor umbral mencionado anteriormente. La presion umbral inicial permite que el principio activo traspase la piel del paciente a tratar, mientras que la presion obtenida durante la fase siguiente permite que el principio activo penetre a traves de la piel del paciente a una profundidad dada. A la inversa, se puede seleccionar un material energetico periferico que tenga una velocidad de combustion inferior a la del material energetico central para introducir un retraso pirotecnico con respecto a la puesta en combustion del material energetico central.
Segun un segundo modo de realizacion preferido de la invencion, el generador de gas esta compuesto por una mezcla de dos polvos que tienen cada uno varios granos, estando uno constituido por un solo material energetico, y el otro constituido por un material central rodeado por un material energetico periferico que tiene unas velocidades de combustion diferentes.
De manera ventajosa, el polvo constituido por dos materiales energeticos diferentes se obtiene a partir de un procedimiento de alisado. El alisado consiste en hacer penetrar por difusion un agente qulmico que modifica sobre un grosor controlado la composition del material energetico, por lo tanto su nivel energetico y su velocidad de combustion.
Segun otro modo de realizacion preferido de la invencion, dicho polvo se obtiene a partir de un procedimiento de recubrimiento. El recubrimiento consiste en depositar alrededor del grano de material energetico una pellcula de grosor conocido de un material energetico o inerte que tenga unas caracterlsticas de combustion controladas como, por ejemplo, la velocidad de combustion.
Segun un tercer modo de realizacion preferido de la invencion, la carga pirotecnica esta constituida por un bloque monolltico. Dicho bloque puede, por ejemplo, ser cillndrico y poseer un canal central a la imagen de la geometrla de
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los bloques de propergol elaborados en gran propulsion.
Segun otra variante preferida de la invencion, el material energetico central esta en estado llquido y el material energetico periferico esta en estado solido. El material energetico llquido puede, por ejemplo, ser un ergol.
Segun otro modo de realizacion preferido de la invencion, el material energetico central esta en estado de gel y el material energetico periferico esta en estado solido. El material energetico en estado de gel puede, por ejemplo, ser tambien un ergol.
Ventajosamente, la carga pirotecnica constituida por un material energetico central en estado llquido o de gel y por un material energetico periferico en estado solido se obtiene mediante un procedimiento de encapsulado.
El encapsulado consiste en generar un casco de producto energetico o inerte que contiene unos materiales solidos, llquidos o gelificados.
Segun otro modo de realizacion preferido de la invencion, el material energetico central esta constituido por lo menos por un polvo compuesto por lo menos por un grano, y el material energetico periferico esta constituido por una nitropellcula. En efecto, el material energetico central puede estar constituido por un solo polvo o por la mezcla de por lo menos dos polvos.
Ventajosamente, la nitropellcula comprende un plastificante, un estabilizante y nitrocelulosa.
De manera preferida, el polvo es un polvo homogeneo a base de nitrocelulosa.
De manera ventajosa, el polvo contiene nitroglicerina.
Preferentemente, la nitropellcula constituye una envuelta cerrada para el polvo.
La nitropellcula sirve, por un lado, de receptaculo para el polvo con el fin de facilitar su integration en el generador y favorece, por otro lado, el encendido del polvo gracias a su capacidad para ser el mismo iniciado en combustion facilmente y gracias a su elevada velocidad de combustion.
Los dispositivos de inyeccion sin aguja segun la invencion presentan la ventaja de garantizar una inyeccion satisfactoria de la totalidad del principio activo llquido, conservando un mecanismo simple de funcionamiento, as! como un volumen ocupado reducido que no necesita ni la colocation de piezas especlficas, fuentes de mecanizados y de costes suplementarios, ni una modification en profundidad de la geometrla del cuerpo de dichas jeringas.
Ademas, la gran variabilidad de las composiciones que se pueden utilizar para las cargas pirotecnicas incluidas en los dispositivos de inyeccion segun la invencion permite obtener una gran variedad de perfiles de presion aptos para adaptarse a cualquier configuration posible. Finalmente, el perfecto control de los efectos generados por la combustion de una carga pirotecnica asociado a unos sistemas de encendido ampliamente probados, confiere a las jeringas sin aguja segun la invencion un caracter de gran fiabilidad y de seguridad.
La figura 1 es una vista transversal longitudinal de un dispositivo de inyeccion sin aguja segun la invencion.
La figura 2 es un grafico simplificado tlpico de la variation de presion a la salida de la boquilla en funcion del tiempo, generada por la combustion de un solo polvo cuyo material energetico periferico tiene una velocidad de combustion inferior a la del material energetico central.
La figura 3 es un grafico simplificado tlpico de la variacion de presion a la salida de la boquilla en funcion del tiempo, generada por la combustion de un solo polvo cuyo material energetico periferico tiene una velocidad de combustion superior a la del material energetico central.
Refiriendose a la figura 1, un inyector 1 sin aguja segun la invencion comprende un generador de gas pirotecnico 2, constituido por un cebador 3 y por una carga pirotecnica 4, un sistema de encendido 10 que comprende un resorte 5 pretensado y un percutor 6, una camara de combustion 7, una columna de llquido 8 que incluye el principio activo llquido 9 a inyectar, y una boquilla de inyeccion 11. La columna de llquido 9 comprende un tubo de vidrio 12 cerrado por dos tapones de tope 13, 14 entre los cuales se situa dicho principio activo llquido 9 a inyectar. El inyector 1 segun la invencion esta provisto de un sistema accionador constituido por una tapa 15 y por un resorte 16 apto para comprimirse bajo el efecto del desplazamiento de dicha tapa 15.
El modo de funcionamiento de un inyector sin aguja 1 segun la invencion es el siguiente.
El inyector se posiciona de manera que la boquilla 11 se apoye contra la piel del paciente a tratar.
Una presion sobre la tapa 15 lleva al desplazamiento de dicha tapa 15, que se hace resistente por el efecto del
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resorte 16 que se comprime. Mas alia de la introduccion a tope de dicha tapa 15, el sistema de encendido 10 se desbloquea, lo cual conlleva la liberacion del resorte 5 pretensado y por lo tanto el desplazamiento brusco del percutor 6 que le esta asociado. Dicho percutor 6 impacta el cebador 3, que se pone en combustion, induciendo por influencia la combustion de la carga pirotecnica 4. Los gases emitidos por la combustion de dicha carga 4 ponen a presion la camara de combustion 7, provocando entonces el desplazamiento de la columna de llquido 8. El tapon del piston aguas abajo 14 que esta situado el mas cercano a la boquilla 11 se alojara en un espacio 17 previsto para ello, mientras que el tapon del piston aguas arriba 13 que esta situado el mas cercano a la camara de combustion 7 sigue desplazandose ejerciendo una presion sobre el llquido a inyectar 9. Dicho llquido 9 se escapa entonces por un canal de inyeccion 18 situado en la boquilla 11 y es liberado por el tapon del piston 14 aguas abajo. La inyeccion se prosigue hasta que el tapon del piston aguas arriba 13 entre en contacto con el tapon del piston 14 aguas abajo.
Los ejemplos no limitativos siguientes ilustran la caracterlstica principal de la invencion que se refiere a la carga pirotecnica 4.
Ejemplo 1
La carga pirotecnica esta constituida por un solo polvo y el material energetico periferico tiene una velocidad de combustion inferior a la del material energetico central. Un perfil de tipo presion en funcion del tiempo obtenido a nivel de la base esta representado en la figura 2. En una primera fase, la combustion del material energetico periferico conlleva un pequeno aumento de la presion. En una segunda fase, la presion aumenta bruscamente, debido a la combustion del material energetico central. Finalmente, la presion disminuye lentamente.
Ejemplo 2
La carga pirotecnica esta constituida por un solo polvo y el material energetico periferico tiene una velocidad de combustion superior a la del material energetico central. Un perfil tipo de presion en funcion del tiempo obtenido a nivel de la boquilla se representa en la figura 3. En una primera fase, la presion aumenta bruscamente, debido a la combustion del material energetico periferico. En una segunda fase, la presion continua aumentando mas progresivamente y finalmente, dicha presion disminuye lentamente.
El gran numero de composiciones pirotecnicas ya existentes que pueden estar integradas en los dispositivos de inyeccion sin aguja segun la invencion permite obtener una gran variabilidad a nivel de los perfiles de presion a la salida de la boquilla, lo cual permite as! tratar un gran numero de configuraciones.

Claims (18)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de inyeccion (1) sin aguja que comprende un generador de gas pirotecnico (2), que incluye una carga pirotecnica constituida por dos materiales energeticos que tienen unas velocidades de combustion diferentes, por lo menos un piston (13, 14), un deposito de principio activo llquido (9) y una boquilla de inyeccion (11), siendo uno de los dos materiales energeticos central y estando rodeado por el otro material energetico que es periferico, y estando la totalidad de la superficie externa del material energetico central en contacto con la superficie interna del material energetico periferico, caracterizado por que dicha carga pirotecnica induce un doble regimen de combustion que conlleva por lo menos dos fases distintas a nivel de la variation de presion a la salida de la boquilla de inyeccion.
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el material energetico periferico se encuentra en estado solido.
  3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los dos materiales energeticos estan en contacto uno con el otro.
  4. 4. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la carga pirotecnica es un polvo compuesto por varios granos, estando cada grano constituido por un material energetico central rodeado por un material energetico periferico, teniendo los dos materiales energeticos unas velocidades de combustion diferentes.
  5. 5. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el generador de gas (2) comprende una sola carga pirotecnica constituida por un polvo, y el material energetico periferico tiene una velocidad de combustion superior a la del material energetico central.
  6. 6. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el generador de gas (2) esta compuesto por una mezcla de dos polvos que tiene cada uno varios granos, estando uno constituido por un solo material energetico y estando el otro constituido por un material energetico central rodeado por un material energetico periferico que tiene unas velocidades de combustion diferentes.
  7. 7. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el polvo se obtiene a partir de un procedimiento de alisado.
  8. 8. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el polvo se obtiene a partir de un procedimiento de recubrimiento.
  9. 9. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la carga pirotecnica esta constituida por un bloque monolltico.
  10. 10. Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el material energetico central esta en estado llquido.
  11. 11. Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado por que el material energetico central esta en estado de gel.
  12. 12. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que la carga 30 pirotecnica se obtiene mediante un procedimiento de encapsulado.
  13. 13. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el material energetico central esta constituido por lo menos por un polvo compuesto por lo menos por un grano y el material energetico periferico esta constituido por una nitropellcula.
  14. 14. Dispositivo segun la reivindicacion 13, caracterizado por que la nitropellcula comprende un plastificante, un estabilizante y nitrocelulosa.
  15. 15. Dispositivo segun la reivindicacion 13, caracterizado por que el polvo es un polvo homogeneo a base de nitrocelulosa.
  16. 16. Dispositivo segun la reivindicacion 15, caracterizado por que el polvo contiene nitroglicerina.
  17. 17. Dispositivo segun la reivindicacion 13, caracterizado por que la nitropellcula constituye una envuelta cerrada para el polvo.
  18. 18. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el generador de gas (2) comprende un sistema de encendido (10) que permite iniciar en combustion el material energetico periferico.
ES05805768.8T 2004-09-21 2005-09-20 Dispositivo de inyección sin aguja que funciona con dos materiales energéticos concéntricos Expired - Lifetime ES2616339T3 (es)

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