Устройство для вливания жидкостей пациенту с контролируемой нормой (величиной), смесительное устройство и смесительное и подающее устройство - RU2130322C1

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к устройству для смешивания и подачи жидкостей. Более конкретно изобретение относится к устройствам для смешивания выбранных лекарственных препаратов для получения субстанции и последующего введения этой субстанции при вливании пациенту с точно контролируемой нормой (величиной).

В настоящее время получили широкое распространение устройства для подачи лекарственных препаратов, которые могут хранить препараты раздельно, а затем производить контролируемое смешивание выбранных лекарственных препаратов с растворителем для выполнения вливания пациенту с контролируемой нормой. В известных в данной области техники устройствах растворитель обычно упакован в эластичные пластиковые контейнеры, в которых имеются выпускные отверстия для подсоединения к выпускной установке, посредством которой переливают содержимое контейнера из контейнера пациенту. Лекарственный препарат часто бывает упакован в отдельный закрытый контейнер, и смешивание его с растворителем производят непосредственно перед выполнением вливания пациенту.

Лекарственные препараты обычно упакованы отдельно от растворителя по ряду причин. Одной из важных причин является то, что некоторые лекарственные препараты не сохраняют своей эффективности при смешивании с растворителем, и поэтому смесь не может быть сохранена в течение сколь-нибудь продолжительного времени. Другая причина заключается в том, что многие изготовители лекарственных препаратов не выпускают растворителей для лекарств в контейнерах для внутривенного вливания. Как правило, лекарственные препараты упакованы в виде порошка в небольшие закрытые контейнеры или ампулы для последующего их смешивания с соответствующим растворителем. Во многих случаях необходимо лекарственный препарат смешать с растворителем непосредственно перед выполнением вливания пациенту для того, чтобы исключить возможность сепарации препарата от растворителя до или во время вливания.

Инъекции лекарственных препаратов чаще всего делают в условиях больницы, где медицинские сестры, врачи или другой медицинский персонал смешивает лекарственный препарат незадолго перед введением лекарственного препарата пациенту. Эта процедура смешивания может быть достаточно продолжительной и опасной, например, в случае если используется токсичный лекарственный препарат. Кроме того, большая часть использовавшихся до сих пор смешивающих устройств несовершенна, и выполнить смешивание лекарственного препарата и растворителя аккуратно, стерильно и точно с их помощью в домашних условиях не очень удобно, сложно, требует достаточно много времени.

Сейчас используется несколько типов закрытых устройств для вливания лекарственных препаратов. Эти устройства обычно содержат эластичный контейнер, такой как, например, пластиковый пакет, к которому можно присоединить ампулу с лекарственным препаратом. Пластиковый контейнер обычно содержит жидкий растворитель и часто включает хрупкий элемент, через который можно слить жидкость только после того, как его сломают. Когда ампулу с лекарственным препаратом присоединяют к эластичному контейнеру, пробку ампулы прокалывают и хрупкий элемент разрушают так, чтобы обеспечивать при сохранении стерильности перетекание между ампулой с лекарственным препаратом и эластичным контейнером, содержащим жидкий растворитель. Смешивание лекарственного препарата с растворителем выполняют путем встряхивания эластичного контейнера. Примерами устройства известных в данной области применения упомянутого выше вида могут служить устройства описанные в патенте США N 4583971, выданном на имя Бокета и др., и в патенте США N 4606734, выданном на имя Ларкина.

Другое известное в данной области применения устройство для подачи и смешивания описано в патенте США N 4458733, выданном на имя Лионса. Устройства Лионса содержит сжимаемую камеру с жидким компонентом в ней, а сжимаемая камера содержит газовую ловушку и резервуар, соединенные для свободного сообщения. Газовая ловушка может быть присоединена к контейнеру, такому как ампула с лекарственным препаратом, содержащая смешиваемый компонент. После того как проход между ампулой и газовой локушкой открывают, происходит смешивание путем манипуляций сжимаемой камерой.

Еще одно успешно использовавшееся до настоящего времени двухконтейнерное устройство описано в патенте США N4614267, выданном на имя Ларкина, и в патенте США N 4614515, выданном на имя Трайпа и Ларкина. В этом устройстве контейнер с жидким растворителем содержит трубчатый вход, к которому можно присоединить пробку ампулы с лекарственным препаратом и в котором имеется приспособление для удаления пробки. Приспособление для удаления пробки включает сопрягаемый элемент, или экстрактор, который присоединен к удаляемой крышке и уплотняет внутреннее отверстие трубчатого входа. При использовании устройства после присоединения ампулы к трубчатому входу, пробка ампулы сочленяется с экстрактором, который зажимает пробку, давая возможность снять ее с ампулы, в то время когда снимают крышку с трубчатого входа. Как только пробку удаляют с ампулы, содержимое ампулы может быть пересыпано в растворитель, находящийся в пакете, и смешано с ним путем встряхивания пакета.

В известных устройствах описанных выше типов традиционно использовали силу для вливания лекарственных смесей пациенту. Такой способ громоздок, неточен и обычно требует ограничения действий пациента. Кроме того, эластичный пакет необходимо удерживать на достаточно высоком уровне и периодически медицинская сестра или врач должны управлять системой, чтобы исключить неисправности в работе аппарата.

Задачей настоящего изобретения является создание компактного, легкого, малой толщины устройства для контролируемого смешивания двух или более компонентов в герметически закрытых условиях и приготовления жидкой субстанции, и последующего вытеснения жидкой субстанции с точно контролируемой величиной. Более конкретно, задачей настоящего изобретения является устройство медицинского назначения, которое можно использовать для проведения лечения как в домашних, так и в больничных условиях для точного смешивания и вливания растворителя и выбранных лекарственных препаратов пациенту с контролируемой величиной в течение продолжительных периодов времени.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства упомянутого выше типа, которое содержит распределительную часть с собственными энергетическими средствами и средствами для соединения для выполнения оперативного присоединения ампулы с лекарственным препаратом к распределительной части для контролируемого смешивания лекарственного препарата с растворителем, хранящимся в распределительной части, подаваемым по стерильным каналам.

Следующей задачей настоящего изобретения является создание устройства упомянутого выше класса, которое позволяет выполнить с очень высокой точностью смешивание жидкости и подачу ее, причем это устройство надежное и простое в использовании не подготовленными специально лицами во внебольничных условиях.

Следующей задачей настоящего изобретения является создание устройства, содержащего внутреннюю камеру для хранения жидкости, которая может быть предварительно заполнена в заводских условиях растворителем или может быть легко заполнена перед использованием в условиях применения.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, в котором имеется разервуар с высокоэластическим источником энергии, которое может быть подвергнуто стерилизации гамма-излучением, термической стерилизации, не разрушаясь и не теряя работоспособности.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, в котором смешиваемые жидкости могут быть поданы для вливания пациенту либо с постоянной величиной, либо с точно установленными переменными величинами, причем устройство может действовать в любом положении и на любой высоте над уровнем моря.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, в котором имеются средства для надежного сопряжения ампулы с лекарственным препаратом с распределительной частью устройства.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, в котором имеются средства для присоединение его к одежде пациента или к его телу.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства малой толщины для жидкости, имеющего многослойную конструкцию, которое может быть изготовлено в больших количествах при малой стоимости на автоматических линиях.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, из которого выпускается жидкость через сопряженное устройство для впрыскивания посредством удлиняющегося элемента, соединенного с барьерной мембраной и тонким основанием в виде пластины.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства описанного выше типа, в котором удлиняющийся элемент содержит эластичный элемент, имеющий ячеистую структуру.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание описанного выше типа, в котором плоский тонкий фильтр расположен в камере для жидкости, предназначенный для фильтрации жидкости, поступающей из камеры к пациенту.

Устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, позволяет преодолеть недостатки ранее использовавшихся устройств и решить технические задачи путем исключения необходимости в эластичном пакете, неудобного смешивания с встряхиванием лекарственных препаратов, упакованных в эластичные пакеты, и нежелательного метода вливания, построенного на использовании силы тяжести при применении эластичных пакетов. Как будет описано ниже, в устройстве, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, использованы недавно созданные газопроницаемые пленки из высокоэластичных полимеров или аналогичных материалов, которые, совместно с основанием в виде плиты, образуют камеру для жидкости, которая вначале содержит первый компонент, например, растворитель. Рядом с основанием и в соединении с камерой, содержащей жидкость, находится стерильное приспособление для сочленения для оперативного присоединения контейнера, например ампулы с лекарственным препаратом, являющимся вторым компонентом. Для обеспечения стерильного смешивания первого и второго компонентов устройство включает средства для контролирования потока жидкости при протекании через внутренние каналы, которые соединяют камеру с жидкостью и ампулу с лекарственным препаратом.

Устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, имеет малые габариты, компактно, простое в использовании, не дорого в производстве. Устройство представляет собой стерильную, герметически закрытую систему, готовую к непосредственному использованию пациентами в амбулаторных и домашних условиях. Соединительные элементы, имеющиеся на корпусе устройства, позволяют легко закреплять устройство на одежде пациента или привязывать к его телу.

Устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, может быть использовано при минимальной помощи специалиста в различных условиях лечения, например, в домашних условиях. Устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, может быть, например, использовано для смешивания нескольких лекарственных препаратов с соответствующими растворителями и для постоянного вливания лекарственных смесей, таких как антибиотик, анальгетики, гормональные средства, антикоагулянты, растворители тромбов, средства для подавления иммунитета и подобные лекарственные препараты. Аналогично, устройство может быть использовано в химиотерапии I-V стадии и с его помощью можно выполнять вливание пациенту жидкостей в точно контролируемых количествах и в виде микровливаний на протяжении длительного времени.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - вид сверху одного варианта устройства капсулы для лекарственного препарата, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, на фиг. 2 - поперечное сечение по 2-2 на фиг.1;
на фиг. 3 - вид в перспективе в разобранном состоянии узла контейнера устройства, представленного на фиг.2; на фиг.4 - вид в перспективе различных форм носителей, или субстанций, для устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.5 - вид в перспективе в увеличенном масштабе в разобранном виде еще одного варианта устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.6 - поперечное сечение в увеличенном масштабе варианта устройства, представленного на фиг.5, в собранном виде, готового к использованию, с резервуаром для жидкости в незаполненном состоянии; на фиг.7 - поперечное сечение в увеличенном масштабе, сходное с представленным на фиг. 6, но показывающее резервуар для жидкости в заполненном состоянии; на фиг.8 - вид в перспективе в увеличенном масштабе одного из заглушенных каналов устройства; на фиг.9 - вид в перспективе в разобранном состоянии еще одного варианта исполнения настоящего изобретения; на фиг. 10 - вид сзади контейнера для растворителя для устройства; на фиг.11 - поперечное сечение по 11-11 на фиг.10, на фиг.12 - поперечное сечение в увеличенном масштабе капсулы для лекарственного препарата настоящего устройства до ее установки в соединительное приспособление устройства и на фиг.13 - поперечное сечение в увеличенном масштабе варианта устройства, представленного на фиг.10, в собранном состоянии.

В соответствии с настоящим изобретением на фиг.1-5 представлен один вариант устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Этот вариант исполнения содержит цилиндрический корпус 800 и узел основания 804. Вариант устройства также включает источник энергии совершенно нового типа, детали конструкции которого будут описаны ниже. Растягивающийся непроницаемый для жидкости элемент 992 взаимодействует и перемещается источником, сохраняющим энергию, и этот элемент обладает рядом необычных свойств, которые будут ниже описаны.

На фиг.4 показаны различные формы носителей, применяемых в этом варианте исполнения изобретения. Эти носители расположены в контейнере устройства так, как показано на рисунках, и они позволяют осуществить контролируемое смешивание первого компонента, например, растворителя или другой исходной жидкости, с добавкой, например лекарственным препаратом или другим полезным веществом, которое вводится в первый компонент с помощью добавочных носителей, которые содержат часть добавочных средств, выполненных в соответствии с настоящим изобретением, характер которых будет описан ниже.

В следующих разделах, в которых будет более подробно описан этот уникальный процесс смешивания, перечисленные ниже термины имеют следующее значение:
Элемент - любое основное вещество, состоящее из атомов только одного вида, одно или в комбинации с другими представляет весь материал.

Добавка - элемент, соединение, субстанция, препарат, биологически активное вещество или другой материал, который нужно добавить (или который составляет часть добавки) в жидкость, заправленную в устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением.

Полимер - химическое соединение или смесь соединений, образованных в результате полимеризации и состоящих преимущественно из повторяющихся структурных групп.

Исходная жидкость - любой раствор, который может быть введен пациенту любым способом, но не через кишечник, включая воду, соляной раствор, спиртовой раствор, раствор глюкозы, подкисленные растворы, электролитовые растворы, реактивы, растворители и подобные водные растворы.

Полезные реагенты - любой лекарственный препарат, медикаменты, фармакологический препарат, лекарственный препарат, ферменты, гормоны, антитела, элементы, химические соединения или другие материалы, используемые для диагностики, лечения, обезболивания, лечения или предупреждения болезней и для поддерживания хорошего здоровья пациента.

Биологически активный материал - субстанция, являющаяся биохимически, физиологически или фармацевтически активной или реактивной. К биологически активным материалам относятся материалы, содержащие по крайней мере одно или более следующих составляющих:
биохимические составляющие (такие как аминокислоты, углеводы, липиды нуклеиновые кислоты, протеины и другие биохимические соединения), биохимические соединения биологически функционирующие, такие как антитела, антигенные субстанции, ферменты, совместно действующие вещества, ингибиторы, лектины, гормоны, клетки, вырабатывающие гормоны, рецепторы, коагулянты, ускорители роста, гистоны, пептиды, витамины, наркотики, вещества для поверхностей маркировки клеток и токсины. В число других биологически активных веществ, перечисленных выше, протоины представляют наибольший интерес в настоящее время благодаря тому, что такие генетические созданные биофармакологические препараты, содержащие большие молекулы, как эти вещества, могут быть связаны и агрегатированы на добавочных носителях, которые будут описаны ниже Обсуждение биомозаичных полимеров, используемых в качестве носителей на добавочных носителях, которые будут описаны ниже. Обсуждение биомозаичных полимеров, используемых в качестве носителей для биологически активных материалов, приведено в Европейском патенте N 0430517 А2.

Средства для введения добавок - добавки и любые вещества для введения добавок в жидкость, проходившую по каналам для жидкости устройства для подачи жидкости, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, таким образом, чтобы все количество или любая часть добавочного вещества была введена в жидкость. Средства для введения добавок содержат добавку и средства для ее введения, которые могут быть в форме функционального поддерживающего вещества, носителя, связывающего вещества, места внесения или реакции, или держателя элемента с (или без) каким-либо типом матрицы или другой высвобождающей композицией.

Средства, представляющие добавку, - любое средство, такое как функциональное несущее вещество или субстрат для введения добавки в жидкость, проходящей через устройство. Функциональный субстрат может содержать полимер, сополимер, керамику, кристаллическую губку, матрицу на углеродной основе, целлюлозу, стекло, пластик, биомозаичный полимер, шарики из аэлактонфункционального полимера, шарики из присоединительного продукта, карбоксилатфункционального полимера, каучуки, гели, моноволокна и другие носители.

Средства, представляющие добавку, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, могут принимать различные формы, такие как показаны на фиг.4. Однако в предпочтительной форме добавочные средства представляют собой функциональную поддерживающую структуру в виде цилиндра из микропористого полимера, расположенного в камера смешивания узла контейнера, к которому могут быть присоединены с возможностью отделения различные добавки, включающие полезные реагенты, такие как лекарственные препараты, биологически активные материалы и химические элементы и соединения. Эти добавки, которые несет структура, такая как жидкость, например, растворитель, реагент или другой водный растворитель, протекающий вокруг и через поддерживающий узел так, как показано стрелками на фиг. 2, попадают в поток жидкости и эффективно высвобождаются и добавляются к жидкости при ее прохождении через камеру, в которой размещены средства, представляющие добавки.

Сами добавки могут также принимать различные физические формы. Они могут быть в виде жидкости, твердого вещества, гранул, пудры, частиц, геля, воска, гидроколлоидных носителей, каучука, пленки, таблеток, кристаллов, эмульсии, микрокристаллов, микросфер, распыленных и высушенных соединений, лиофильных соединений и насыщенных веществ. Добавки могут быть присоединены с возможностью высвобождения к неподвижным пропитанным или несущим средствам различными способами. Добавки могут быть химически или механически присоединены, зафиксированы или связаны непосредственно или посредственно через промежуточные матрицы. Они могут быть захвачены, присоединены, привязаны к поверхностям несущей среды или поверхностно активного вещества. Они могут быть абсорбированы, присоединены в результате реакции с использованием катализатора, электростатически капсулированы, присоединены путем химической модификации к несущей поверхности, полимеризированы на поверхности или в массе носителя, локализованы, задержаны, депозированы, обращены в суспензию или окклюдированы в ампулах, клетках, тюбиках, щелях в несущих структурах. Один из важных способов закрепления с возможностью высвобождения добавки на функциональном несущем средстве заключается в обработке функционального несущего средства соединением, содержащим реактивные функциональные группы, такие как азлактоновые функциональные соединения, обладающие высокой клеящей способностью. В некоторых случаях биологически - активный материал может быть закреплен на поверхности биомозаичных полимеров в соответствии со способом, раскрытым в Европейском патенте ЕРО N 0430517 A2. Аналогично, привитые полимеры могут быть использованы в соответствии со способом, раскрытым в патенте США N 5013795, выданном на имя Кольмана и др. Таким образом комплексные реагенты, катализаторы, биологические материалы, такие как ферменты или другие протеины, а также биомакромолекулы могут быть присоединены к носителю.

Сходным образом добавки могут быть непосредственно отделены от функционального носителя и соединены или смешаны с жидкостью, протекающей через устройство, причем механизм или механизмы такого перехода могут быть различными, включая химические реакции, растворение, отсоединение, отклеивание, перемещение, биосепарацию, диффузию, смывание, разложение, эрозию, распад, десорбцию, утечку, расщепление ферментов, биологическую реакцию, осмос, отделение путем сматывания материала с рулона и другие сходные механизмы отделения.

В устройстве, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, цилиндрическая часть 800 (см. фиг.1 и 2) неразъемно соединена с задней вогнутой поверхностью 410 основания с помощью соответствующих соединительных средств. Цилиндрическая часть 800 также содержит поперечно расположенную базовую стенку 807, в которой размещена розетка 809, поддерживающая соединительный элемент 812 таким образом, как это лучше всего показано на фиг.2. Основание 806 снабжено продольно проходящими каналами 814 и 816 (см. фиг.1). Канал 814 соединен с резервуаром для хранения 832 и с впускным отверстием 815. Канал 816 соединен с выпускным отверстием устройства, изготовленным в выпускном канале корпуса 872. Этот канал может также быть использован для стерильного предварительного заполнения резервуара в процессе изготовления. Аналогичным образом, корпус 874 игольчатого клапана направлен под углом во внешнюю сторону от базовой поверхности 410 и несет второй механизм контролирования потока, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, предназначенный для контролирования потока жидкости, проходящей через выходное отверстие узла основания. Следует отметить, что передняя поверхность основания снабжена пересекающимися каналами 812а микропотоков и выступающими бобышками 875, окружающими отверстие 815, к которому приклеена фильтрующая мембрана 834.

Узел контейнера 820 (см. фиг.3) варианта устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, содержит стеклянную капсулу 822, в которой имеется канал для протекания потока жидкости через него и стенки, образующие камеру смешивания 824, соединенную с каналом для протекания потока жидкости. Камера 824 предназначена для размещения в ней носителей добавок, выполненных в соответствии с настоящим изобретением. Пластиковый колпачок или кожух 826, состоящий из двух частей, плотно надевается на капсулу 822. Калпачок 826 содержит первую и вторую части 826а, 826b. Часть 826а снабжена наружной резьбой 830 и множеством сцепляющихся стопоров 831. Резьба 830 предназначена для сопряжения с внутренней резьбой 834b, имеющейся на цилиндрической части 800. В капсуле 822 размещен механизм контролирования первого потока жидкости, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, для осуществления достаточно четкого контролирования потока жидкости, поступающей и выходящей из камеры смешивания 824. Механизм контролирования первого потока содержит поршень 836, плотно пригнанный в капсуле 822. Поршень 836 имеет в общем цилиндрическую форму и оболочку 838, которая плотно сопряжена с внутренней стенкой капсулы 822.

В поршне 836 имеются расположенное в центре отверстие 839 и множество каналов 849 для жидкости, расположенных вокруг этого отверстия. Выпускной клапан или клапан для точного регулирования потока 842 также представляет собой часть средств контролирования потока. Элемент 842 имеет возможность перемещаться возвратно-поступательно вдоль канала 839 и снабжен первым фланцем 841, предназначенным для контролирования потока жидкости через канал 840. Элемент 842 снабжен вторым или внутренним фланцем 845, предназначенным для направления перемещения клапана внутри круглого канала 836а, имеющегося в поршне 836. Клапан 842 также содержит шток 847, расположенный в центральном канале 842а для потока, который сопряжен описанным ниже способом с контрольным клапаном 846, размещенным во внутреннем канале 849, выполненном в соединительном элементе 812 (см. фиг.3). Шток 847 составляет интегрированную часть клапана 842 и оканчивается у внутреннего конца 847а. Около противоположного конца штока 847 имеется часть 847b увеличенного диаметра, оканчивающийся в ранее описанном фланце 841. Расположенные под углом и проходящие через часть 847b по периферии каналы 850 для жидкости размещены описанным ниже способом, позволяющим пропускать поток жидкости через контролирующий канал 846 и попадать в камеру 824 по каналу 850а. Средство для сохранения энергии, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой гибкую эластичную пористую массу, такую как губка из вспененного полимера 990 (см. фиг. 2), и барьерное средство, которое действует на жидкость для вытеснения ее из резервуара 832 и которое представляет собой деформируемый элемент 992. Растяжимый элемент 990, который предпочтительно является сжимаемым, эластически деформируемым с большим удлинением, может быть изготовлен из широкого ряда материалов, включающих множество эластичных пористых полимеров. Материалы, которые могут быть пригодны для данного назначения, включает полиуретан, вспененный латексный каучук, пористую резину, вспененные полимеры, различные вспененные полиолефины, пено-ПВХ, вспененные эпоксидные смолы, формальдегид мочевины, пеноселикон, вспененные фторполимеры и др. эластичные синтетические пористые материалы, эластомеры и подобные материалы, знакомые специалистам в данной области. Элемент 990 может быть монолитным или может быть изготовлен из структуры, в которой слои обладают одинаковыми или различными свойствами. Элемент 990 (см. фиг.8) изображен в существенно сжатом состоянии и готовым к расширению в направлении барьерного элемента 992, при этом жидкость, содержащаяся в резервуаре 832, выталкивается из устройства описанным ниже способом.

Барьерный элемент 992, который может быть мембраной, пленкой, кожей или может быть также сконструирована многослойная структура из широкого ряда проницаемых и непроницаемых материалов, включая резины, пластики и другие термопластичные эластомеры. К их числу относятся силиконовые полимеры и силиконовые эластомеры с высокими эластическими характеристиками. Следует иметь в виду, что элемент 992 может быть выполнен отдельно от или соединен с наружной поверхностью источника энергии 990. В некоторых случаях элемент 992 в виде кожеподобной композиции и может обладать эластическими характеристиками.

Устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, действует следующим образом. Крышку 851, капсулы и крышку, закрывающую розетку, или открытый конец, 809 цилиндрической части 800 (не показан) снимают в первую очередь. Открытый конец узла капсулы лекарственного препарата теперь готов к установке в открытый конец 809 цилиндрической части 800. После введения узла капсулы лекарственного препарата в открытый конец 809 части для вливания устройства, резьбу 830 вводят в сопряжение с первой внутренней резьбой 834a, имеющейся внутри цилиндрической части 800. Вращение капсулы с лекарственным препаратом по часовой стрелке заставляет капсулу перемещаться внутри цилиндрической части 800, побуждая шток 847 взаимодействовать с контролирующим клапаном 846. Из-за того что жидкость под давлением в резервуаре противодействует перемещению контролирующего клапана, оперативный клапан 842 перемещается влево. Однако, когда фланец 845 опирается на внутренний буртик 835a поршня 836, продолжающееся вращение по часовой стрелке капсулы 820 заставляет шток 847 перемещать контролирующий клапан 846 влево в открытое положение, показанное на фиг. 2. При таком открытом положении контролирующего клапана растянутый элемент 990, который в сжатом состоянии равномерно облегает барьерный элемент 992, вытесняет жидкость, содержащуюся в камере 832, в виде контролируемого потока под давлением через отверстие 858a в канал 858, а затем периферически расположенные каналы 849 за седлом клапана 862 и в канал 846b соединительного элемента. Жидкость затем попадает в канал 850 и далее под давлением - в камеру смешивания 824 через центральный канал 850a для жидкости в носителе добавок.

Следует учитывать, что полимеры, гели или проницаемые элементы могут также быть использованы в качестве носителя или опоры для добавок. Аналогично, второй компонент, который втекает в камеру, 824 может содержать, например, реагент, растворитель, стерильный растворитель, различные электролиты, водные растворы, такие как водные растворы глюкозы, соляные растворы, кислотные растворы, полярные растворы и любые другие жидкости, которые могут служить в качестве приемлемых носителей для ввода терапевтических или полезных веществ, которые желательно ввести пациенту путем вливания. Различные формы средств для введения добавок, применимых в таком исполнении настоящего изобретения, показаны на фиг. 4. Например, поз. 880 обозначен носитель добавки, содержащий нерастворимый полистиреновый пористый субстрат, в котором имеется осевой канал 881 для жидкости и соединяющиеся между собой поры 880a, в полости которых могут быть помещены с возможностью высвобождения один или несколько видов добавок. Выбранные добавки, такие как элементы, химические соединения, лекарственные препараты и функциональные среды вводятся на или в поры с использованием способов, хорошо известных специалистам в данной области. Добавки, конечно, вводятся в вымывающий реагент, такой как стерильный растворитель, например, потоки растворителя, омывающего или проходящего сквозь субстрат 880.

Другой вариант носителя добавки, обозначенный на фиг. 4 поз. 882, состоит из пористого субстрата, имеющего центральное осевое отверстие 883 для прохода жидкости. Поры этого варианта субстрата несут с возможностью высвобождения добавки, такие как выделяющиеся через определенное время химические соединения и полезные реагенты или лекарственные препараты.

Еще один вариант носителя добавок обозначен на фиг. 4 поз. 884. Этот носитель представляет собой пористый губчатый субстрат цилиндрической формы, изготовленный из множества спеченных друг с другом микросфер или шариков 884a, каждый из которых снабжен отделяющимися или реактивным покрытием, на которое нанесена добавка, такая как биологически активное вещество или другой полезный реагент. Микросферы, между которыми образованы внутренние микроканалы, могут быть изготовлены из стекла, пластиков или других подходящих материалов.

Позицией 886 на фиг.4 обозначен еще один вид носителя, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте преимущественно цилиндрический функциональный элемент служит в качестве субстанции, обладающей сродством с присоединяемыми и в дальнейшем высвобождаемыми добавками. Носитель 886 содержит осевой канал 887 для прохода жидкости и сформирован из множества микропористых полимеров, образующих множество реактивных площадок большой общей площади для осаждения на них добавок.

Носитель, обозначенный на фиг. 4 поз. 888, состоит из твердого трубчатого элемента с каналом 889 для жидкости. Наружная поверхность элемента покрыта выбранными добавками любым подходящим способом, включающим полимеризацию с использованием сополимеров.

В другом варианте элемент 886 может быть изготовлен из ионообменной смолы, к которой присоединена добавка, такая как лекарственный препарат, с образованием комплекса лекарственный препарат-смола такого типа, который позволяет высвобождаться лекарственному препарату впоследствии контролируемым образом с течением времени при воздействии соответствующей вымывающей жидкости.

Еще один несколько более сложный носитель добавки обозначен поз. 890. Этот носитель изготовлен из множества пористых вафельных слоев 890a, 890b, 890c и 890d причем каждый слой может иметь одинаковую с другими или отличную от других пористую структуру, и каждый слой имеет реактивные участки, представляющие потоку жидкости специально выбранные добавки, такие как полезные реагенты, элементы или соединения, так что может быть выбрано множество реактивных и избирательных веществ. При такой конструкции может быть достигнуто широкое различие (установленных) величин в потоке жидкости, сложные последующие процессы высвобождения добавок и поэтапное по степени приоритетности введение их в систему путем специальной разработки каждого слоя, которые в сочетании образуют структурную опору для добавок.

Еще одна форма активируемого узла обозначена на фиг. 4 поз. 892. Этот узел представляет собой структуру цилиндрической формы, изготовленную из множества удлиненных волокнистых элементов 892a, причем по крайней мере часть из них покрыта или пропитана выбранными добавками и, если это необходимо, функциональными промежуточными материалами.

Функциональный несущий элемент, обозначенный поз. 894, является примером еще одного варианта исполнения носителя добавок, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. Этот элемент, который также имеет преимущественно цилиндрическую форму, изготовлен из множества дискретных слоев, таких как полимерные пленки 894a, на которых выбранные добавки и промежуточные соединения закрепляют с возможностью высвобождения.

Функциональный несущий элемент 896 изготовлен из множества стеклянных нитей 896a типа спагетти, образующих структуру с открытыми ячейками, напоминающую губку, причем ячейки соединены между собой извилистыми каналами для жидкости. Часть или все открытые ячейки содержат выбранную добавку или желаемые добавки.

Функциональный несущий элемент 898 изготовлен из вспененного полимера, который эффективно выполняет функции носителя добавок.

Следует учитывать, что несущие элементы могут иметь и другие формы, такие как гели, биомозаичные полимеры и другие конструкции пористых реактивных полимеров, и их можно помещать в камеру смешивания 824, включая соединенные азлактон-функциональные материалы, такие как вспененные материалы или полимерные шарики, пригодные для присоединения к ним функционирующих материалов.

Носители 880-898, которые могут быть растворимыми или нерастворимыми, гидрофильными или гидрофобными, описаны здесь только в качестве примера, но не с целью ограничения. Они могут быть изготовлены из широкого ряда материалов и иметь различную конструкцию, которую можно использовать для введения желаемых добавок в поток жидкости, подаваемой в камеру смешивания описываемого устройства.

Как упоминалось ранее, добавки могут быть закреплены с возможностью высвобождения на носителях, матрицах или несущих элементах, различными способами, включающими процесс химической модификации матрицы. Один из важных способов закрепления с возможностью высвобождения добавок позволяет использовать специальный процесс отделения, определяемый в общем виде термином "хроматография". Хроматография, используемая с упомянутой здесь целью, представляет ряд процессов разделения, характеризуемых распределением молекул, которые должны быть разделены на две фазы: стационарную и мобильную. Хроматография по сродству включает использование биологического взаимодействия и предполагает использование полученных способом хроматографии по сродству носителей, через которые протекает омывающий поток. В данном исполнении изобретения различные средства для введения добавок могут быть (как это описано ниже) изготовлены с использованием способа хроматографии по сродству, к которым могут быть присоединены различные лиганды. В практике использования технологии хроматографии по сродству одна составляющая пара взаимодействующих веществ, лиганд, закрепляется на твердой фазе, в то время как другая, контрлигант (чаще всего протеин), абсорбируется из экстракта, проходящего около субстрата во время процесса производства. Важно, что технология хроматографии по сродству может включать использование очень разнообразных функциональных азлактоновых соединений, таких как функциональные шарики из азлактона, а также широкий ряд других сред для активации и способствования химическим реакциям. Примерами лигандов, которые могут быть присоединены по сродству к носителям, могут служить антитела, ферменты, нуклеиновые кислоты, гормоны и витамины. Примерами важных контрлигандов могут служить антигены, вирусы, клетки, клеточные поверхностные рецепторы и др. Технология хроматографии и хроматографии по сродству описаны в книге Джонсона и Ридена "Очистка протеина", 1989 и ссылки должны быть сделаны на эту работу для пояснения этой технологии.

Полимерные азлактоны хорошо известны специалистам в данной области. Их использование в производстве гомополимеров и сополимеров описано в ряде патентов, например, в патентах США N 3488327 (выдан на имя Коллински и др. 6.01.70), N 3583950 (выдан на имя Коллински и др. 8.06.71), N 4304705 (выдан на имя С.М.Гельмана и др. 8.12.81), N 4737560 (выдан на имя Гельмана и др. 2.04.88), N 5013795 (выдан на имя Кольмана и др. 7.05.91).

Азлактоны или оксазолоны являются циклическими ангидридами N-ациламинокислот и широкого использовались в процессах органического синтеза. Формирование пятиленного азлактона, одного из широко используемых составляющих для связывания, может быть выполнено в ходе реакции карбоксилатной группы с а-метилаланином с использованием двухэтапного процесса (см. книгу Германсона, Малля и Смита "Технология получения связанных по сродству лигандов", 1992). Один из способов изготовления шариков азлактона, использование которых упомянуто в настоящем описании ранее, включает этот процесс при полимеризации мономеров в первой стадии осаждения карбоксильной группы на матрице. Во второй стадии азлактоновое кольцо образуют в безводной среде при использовании катализатора для обеспечения циклизации. Подходящими циклизаторами, которые вели бы эту реакцию, могут быть ангидрид уксусной кислоты, эфиры хлоругольной кислоты, карбондиимиды. Процесс образования этих активных групп и изготовления полимерных носителей в форме шариков, содержащих эти группы, был очень подробно описан в патентах, выданных на имя компании "ЗМ Корпорейшн" (см. патенты США N 487824 и 4737560). Эти материалы, используемые в качестве носителей, выпускаются под названием "Emphase". В патентах США N 504565 и 5013795, выданных на имя компании "ЗМ Корпорейшн", описаны также последние достижения в этой технологии.

Как отмечено в принадлежащем компании "ЗМ Корпорейшн" патенте N 737560, азлактон - функциональные полимерные шарики пригодны в качестве носителей, обеспечивающих реакцию, для присоединения функциональных материалов с целью создания новых приводящих шариков. Приводящие шарики могут применяться в качестве комплексообразующих агентов, катализаторов, реагентов, носителей ферментов или других протеинов. Под терминами "носитель" или "носитель по сродству", который используется в этом же смысле, следует понимать комбинацию (1) лиганда (обычно состоящего из известных молекулярных конфигураций), который прочно присоединен (например, связан), часто ковалентной связью, и (2) матрицы (обычно твердой нерастворимой субстанции). Матрицы, несущие азлактоновые материалы и соединяющие химические вещества, также представляют большой интерес благодаря их доступной матричной поверхности и достаточной плотности лиганда, которая может быть достигнута на этой поверхности.

В патенте США N 4072566, выданном на имя Линна 7.02.78, и озаглавленном "Связанные биологически активные протеины", описан способ присоединения ферментов или биологически активных протеинов к неорганическим несущим материалам с использованием фенилендиамина. Описанные несущие материалы, приемлемые для выполнения настоящего изобретения, включают силиконовые материалы, окись олова, окись титана, двуокись марганца и окись циркония.

Несущая функциональная структуру 877, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, может принять форму носителя по сродству, и она имеет новую конструкцию, которая позволяет присоединить к ней ферменты или другие биологически активные протеины с возможностью последующего высвобождения. Этот процесс выполняется путем обработки несущей структуры 877 по способу, описанному в патентах - прототипах, приведенных в предыдущих разделах, соединением, содержащим выбранные реактивно функциональные группы, такие как азлактоновые функциональные соединения. Таким образом комплексообразующие лексообразующие реагенты, катализаторы и биологические материалы, такие как ферменты, протеины или другие абсорбенты по сродству, а также биомакромалекулы могут быть присоединены к носителю для последующего высвобождения и восстановления.

Установлено, что при присоединении биологически активных протеинов и других макромолекул удобно использовать соединительные звенья или мостики. В качестве таких соединительных звеньев или мостиков используются молекулы с малым молекулярным весом. Они являются промежуточными связями между несущим материалом и сродственными лигандами. Обычно связующие материалы состоят из нормальных углеводородных цепей с функциональными группами на обоих концах для присоединения к носителю и лиганду. Сначала один конец соединительного звена присоединяется химически и матрице при использовании традиционных связывающих химических веществ: другой конец присоединяется во вторую очередь к лиганду при использовании вторичного присоединительного процесса. В результате лиганд оказывается привязанным к твердой поверхности матрицы на расстоянии, равном длине молекул выбранного соединительного звена.

Другой вариант исполнения настоящего изобретения представлен на фиг. 5 - 6. В этом исполнении конструкция устройства сходна с той, которая изображена на фиг. 1 - 4, и на них одинаковыми позициями обозначены одинаковые компоненты. В этом последнем варианте исполнения настоящего изобретения источник накопленной энергии также содержит губчатый, вспененный или ячеистый элемент новой конструкции такого же типа, как элемент 990 последнего варианта. Однако узел капсулы и цилиндрическая часть корпуса сопряжена таким образом, чтобы смешивать лекарственный препарат с жидким компонентом. Смесь, полученная таким образом, заполняет резервуар, растягивая источник энергии, который в данном случае содержит сжимаемый губчатый элемент 990. Как и устройства в исполнении, соответствующем настоящему изобретению, описанные ранее, этот вариант исполнения также позволяет осуществлять контролируемое смешивание первого жидкого компонента со вторым компонентом или добавкой, таким как лекарственный препарат или другое полезное вещество, которое вводят в первый компонент с помощью носителя добавки новой конструкции, описанной в предыдущих разделах настоящего описания.

Последний вариант исполнения устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, действует следующим образом. Крышки 938 и 938а кожуха стерильной капсулы, установленные на концах капсулы 902, так же как крышка стерильного корпуса, которой закрывают открытый конец цилиндрической части 900 снимают в первую очередь и выбрасывают. После того как ампулу с лекарственным препаратом ввели в открытый конец 907 части 900, резьбу 923 вводят в зацепление с резьбой 930а, имеющейся на корпусе 908. Вращение капсулы с лекарственным препаратом по часовой стрелке заставляет капсулу перемещаться внутри цилиндрической части 900, понуждая трубку 927 проколоть эластичный уплотнительный элемент 926. После полного уплотнения капсулы с лекарственным препаратом фестончатую крышку 938а, которую используют для вращения капсулы, удаляют и выбрасывают.

Когда капсула с лекарственным препаратом установлена в цилиндрической части 900, открытый конец узла 904 капсулы с жидкостью вставляют в круглое пространство 900а и резьбу 916 на крышке или упаковке 915 и сопрягают с внутренней резьбой 918а, имеющейся вблизи входного отверстия цилиндрической части 900. Вращением узла 904 понуждают трубку 921 проколоть уплотняющий элемент 925 капсулы с лекарственным препаратом так, как показано на фиг.6, и таким образом открыть канал для перетекания жидкости между камерой 914 узла капсулы с растворителем и камерой 924 узла капсулы с лекарственным препаратом.

Дальнейшим вращением узла капсулы с растворителем понуждают резьбу 916 перемещаться в открытое круглое пространство 942, поджимая таким образом капсулу с усилием вправо от положения, в котором она изображена на фиг.6, в положение, представленное на фиг.7. Такое перемещение заставляет эластичный поршень 920 двигаться влево в камере 914, таким образом вытесняя растворитель D через трубку 921 в узел с капсулой с лекарственным препаратом под определенным давлением. Смывающий растворитель протекает через стеклянный шлак 933 и затем под напором вокруг, около и через несущую структуру 937 носителя добавки. Поток растворителя, пройдя через стеклянный шлак 934 в трубку 927 под давлением, заставляет перемещаться контролирующий клапан 932 вправо в открытое положение, показанное на фиг.7, позволяя таким образом жидкой смеси перетекать в резервуар 910 по каналу 909. Эта жидкая смесь, текущая к резервуару, действует на барьерный элемент 992, который, в свою очередь, действует на сжимаемую губку 990, заставляя ее равномерно сжиматься и принимать форму, изображенную на фиг.7. В сжатом состоянии расширяющийся элемент 990 выполняет роль источника энергии для контролируемого воздействия на барьерный элемент 992 и понуждает жидкую смесь с контролируемой величиной выходить из устройства описанным ранее образом.

Еще один вариант исполнения настоящего изобретения представлен на фиг. 9-13. В этом исполнении конструкция устройства сходна с описанной ранее, и на иллюстрациях также одинаковыми позициями обозначены одинаковые компоненты. В этом последнем варианте исполнения настоящего изобретения растяжимая мембрана также действует как барьерный элемент источника энергии 990, вид которого описан ранее. Как и раньше, узел капсулы 954 может быть сопряжен с узлом капсулы 952 и с цилиндрическим корпусом для смешивания лекарственного препарата с жидким компонентом. В новой конструкции этого последнего варианта исполнения настоящего изобретения жидкость, уже находящаяся в предварительно заполненном резервуаре, может быть в контролируемых условиях смешана с жидкостью в узле 952 для образования смеси, готовой для вливания, которую затем можно вытеснить, используя энергию источника или элемента 990, В этом последнем варианте устройства, выполненном в соответствии с настоящим изобретением, использован другой способ контролирования смешивания порции первого жидкого компонента или несущего компонента, содержащегося в капсуле 954, со вторым компонентом или добавкой, содержащимися в капсуле 952, для получения первой смеси. Эта смесь несущей жидкости с добавкой может быть затем введена в резервуар, который был предварительно заполнен растворителем или другой жидкостью, для образования второй, готовой для инъекции смеси, которую затем можно влить пациенту.

Этот вариант устройство, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, действует следующим образом. Крышки 912а и 983b стерильной оболочки капсулы, которыми закрыты концы капсул 954 и 952, а также крышка стерильной оболочки, которой закрыт открытый конец цилиндрической части 950, снимают в первую очередь и выбрасывают. После того, как узел с лекарственным препаратом введен в открытый конец 957 части 950, резьбу 975 перемещают в направлении резьбы 958а в основании 958 вблизи контролирующего клапана 972 и вводят их в сопряжение. Вращением капсулы с лекарственным препаратом по часовой стрелке понуждают капсулу перемещаться в цилиндрической части 950, заставляя тупой конец трубки 971 прокалывать эластичный уплотняющий элемент 977b.

Когда капсула с лекарственным препаратом установлена в цилиндрической части 950, крышку 983 снимают и открытый конец узла 954 капсулы с жидкостью вставляют в круглое пространство 958а. Затем резьбу 966, имеющуюся на крышке или наружной упаковке 965, вводят в зацепление с внутренней резьбой 968, имеющейся вблизи отверстия цилиндрической части 950. Вращением узла 954 понуждают трубку 971 проколоть уплотняющий элемент 977a капсулы с лекарственный препаратом, открывая таким образом сообщение между камерой 964 узла капсулы с растворителем, являющимся жидким носителем, и камерой 976 узла капсулы с лекарственным препаратом.

Продолжающееся вращение узла капсулы жидкого носителя понуждает его перемещаться вправо, как это показано на фиг.13. Это вызывает перемещение пластикового поршня 970 влево в камере 964, нагнетая таким образом несущую жидкость или омывающий растворитель D через трубку 971 в узел капсулы с лекарственным препаратом под существенным давлением. Растворитель проходит через стеклянный шлак 979 и затем под давлением вокруг, около и через набор матриц 982 носителя. Смывающий растворитель, проходящий через стеклянный шлак 980 и трубку 971, заставляет контролирующий клапан 962 перемещаться вправо в открытое положение, показанное на фиг.13, позволяя жидкой смеси протекать в резервуар 960 через канал 959. Эта жидкая смесь, текущая к резервуару, контролируемым образом смешивается с жидким компонентом, содержащимся в предварительно заполненном резервуаре, для образования жидкой смеси, готовой для вливания. В сжатом виде губчатый элемент 990 выполняет роль источника энергии для контролируемого вытеснения смеси для вливания из устройства описанным выше способом.

Выпуск любых газов, содержащихся в источнике энергии 990, может быть выполнен через клапаны 444 (см.фиг.6). Аналогично, любые газы, содержащиеся в резервуаре, могут быть выпущены через воздухопроницаемый деформируемый элемент 992 и в атмосферу через клапаны 444.

Имея подробно описание, выполненное в соответствии с требованиями патентного законодательства, специалистам в данной области не представит труда внести изменения и модификации в отдельные части или их взаимное расположение, для того, чтобы приспособить устройство для выполнения специальных требований или условий. Такие изменения и модификации могут быть выполнены без отступления от объема и существа настоящего изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Уcтройство предназначено для применения в медицине и содержит распределительную часть с собственным элементом хранения энергии, выполненным в виде эластичной мембраны и соединительный механизм для соединения капсулы с лекарственным препаратом с распределителем с целью контролируемого смешивания лекарственного препарата, содержащегося в капсуле с растворителем, хранящимся в распределительной части устройства, в стерильных каналах. Технический результат заключается в создании компактного, легкого, малой толщины устройства с обеспечением смешивания двух и более компонентов. 3 c. и 22 з.п.ф-лы, 13 ил.

Формула