ПНЕВМОУПРАВЛЯЕМОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ, ПНЕВМОПРИВОДНОЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНЪЕКТОР И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕГО ПНЕВМОЦИЛИНДРА Российский патент 1997 года по МПК A61M5/20 

Изобретение (группа изобретений) относится к области медицинской техники, конкретно к пневмоуправляемым устройством для инъекций медицинских препаратов, в особенности высоковязких жидкостей.

Известно пневмоуправляемое медицинское устройство для инъекций, содержащее инъектор со снабженными поршнями медицинским шприцем и пневмоцилиндром, которые соединены посредством быстроразъемных крепежных средств, будучи установлены последовательно в расчете на свободный контакт между поршнем пневмоцилиндра и поршневым штоком шприца, магистраль подачи сжатого газа в корпус пневмоцилиндра и размещенный в указанной магистрали расходный клапан [1]
Известен пневмоприводной медицинский инъектор, содержащий шприц, образованный цилиндрическим корпусом-резервуаром, один торец которого открыт, а другой закрыт и снабжен штуцером под иглу, и расположенным в резервуаре поршнем с направляющим штоком, приводной пневмоцилиндр с рассчитанным на подвод сжатого газа корпусом и размещенным в нем со стороны открытого торца поршнем, который рассчитан на свободный контакт с вышеупомянутым направляющим штоком при установке шприца и пневмоцилиндра навстречу друг другу открытыми торцами, быстроразъемные крепежные средства для соединения шприца с пневмоцилиндром [1]
Известен способ изготовления пневмоцилиндра пневмоприводного медицинского инъектора, включающий изготовление корпуса пневмоцилиндра, рассчитанного на подвод сжатого газа с одного торца и подсоединение медицинского шприца с противоположного, стыковочного торца посредством крепежных элементов, изготовление поршня и установку его в корпус со стороны стыковочного торца [1]
Известное устройство представляет собой объединенный с источником сжатого газа громоздкий и тяжелый инъектор, который, будучи удерживаемым в руке врача, не может служить инструментом для выполнения точных, микрохирургических операций, таких например как введение силиконовой жидкости во внутриглазную полость для устранения отслойки сетчатки. Указанный недостаток известного устройства усугубляется наличием в нем встроенного в инъектор расходного клапана с элементами ручного управления, размещенными на корпусе, что связывает руки хирургу. Далее, наличие в газовой магистрали одного лишь расходного клапана не позволяет осуществить управляемый, точно регламентируемый процесс (режим) вытеснения медицинской жидкости. Известное устройство рассчитано на применение в узкой области рабочих условий, а вводимую дозу невозможно визуально проконтролировать. Известный инъектор, в дополнение к большим габаритам и массе, является также сложным и дорогостоящим устройством. Конструкция известного инъектора предопределяет и способ изготовления его пневмоцилиндра (пневмопривода), связанный с необходимостью изготавливать специально разработанный корпус и поршень для него.

Первые два из предложенной группы трех изобретений решают техническую задачу создания удобного в обслуживании медицинского устройства (в том числе его рабочего органа инъектора) для строго контролируемых инъекций высоковязкой жидкости при выполнении точных микрохирургических операций на тканях человеческого тела. От применения первых двух изобретений ожидается комплексный технический результат, состоящий в улучшении рабочих и эксплуатационных характеристик устройства в целом и его рабочего органа-инъектора. Третье из предложенной группы изобретений решает техническую задачу снижения стоимости изготовления медицинского инъектора, и от применения этого изобретения ожидается удешевление производства этого вида медицинской продукции.

Соответствующая техническая задача решается тем, что в пневмоуправляемом медицинском устройстве для инъекций, содержащем инъектор со снабженными поршнями медицинским шприцем и пневмоцилиндром, которые соединены посредством быстроразъемных крепежных средств, будучи установлены последовательно в расчете на свободный контакт между поршнем пневмоцилиндра и поршневым штоком шприца, магистраль подачи сжатого газа в корпус пневмоцилиндра и размещенный в указанной магистрали расходный клапан, согласно изобретению, шприц и пневмоцилиндр соединены через предусмотренные на их корпусах торцевые буртики, прижатые друг к другу крепежными средствами, со стороны подачи сжатого газа корпус пневмоцилиндра ограничен внешней торцевой стенкой со штуцером, магистраль подачи сжатого газа включает подсоединенную к упомянутому штуцеру гибкую трубку от внешнего источника давления, и в ней установлен настраиваемый редуктор давления, так же как и расходный клапан, который снабжен органом ножного управления.

Соответствующая техническая задача решается также тем, что в пневмоприводом медицинском инъекторе, содержащем шприц, образованный цилиндрическим корпусом-резервуаром, один торец которого открыт, а другой закрыт и снабжен штуцером под иглу, и расположенным в резервуаре поршнем с направляющим штоком, приводной пневмоцилиндр с рассчитанным на подвод сжатого газа корпусом и размещенным в нем со стороны открытого торца поршнем, который рассчитан на свободный контакт с вышеупомянутым направляющим штоком при установке шприца и пневмоцилиндра навстречу друг другу открытыми торцами, быстроразъемные крепежные средства для соединения шприца с пневмоцилиндром, согласно изобретению, встречные торцы резервуара шприца и корпуса пневомцилиндра снабжены буртиками в расчете на их взаимное прижатие при фиксации крепежных средств, со стороны подвода сжатого газа корпус пневмоцилиндра ограничен внешней торцевой стенкой с ориентированным вдоль оси корпуса штуцером для возможности насадки гибкого трубопровода от внешнего источника сжатого газа, при этом вышеупомянутые детали шприца и пневмоцилиндра выполнены из упруго деформируемого пластика. В частном случае крепежные средства включают надетую на корпус-резервуар шприца гайку с внутренней резьбой и свинченное с ней резьбовое центрирующее кольцо, которое через промежуточное упруго деформируемое кольцо закреплено на корпусе пневмоцилиндра с местным обжатием его до размера внутреннего диаметра меньше диаметра поршня пневмоцилиндра.

Соответствующая техническая задача решается также тем, что в способе изготовления пневмоцилиндра пневмоприводного медицинского инъектора, включающем изготовление корпуса пневмоцилиндра, рассчитанного на подвод сжатого газа с одного торца и подсоединение медицинского шприца с противоположного, стыковочного торца посредством крепежных элементов, изготовление поршня и установку его в корпус со стороны стыковочного торца, согласно изобретению, в качестве заготовок для корпуса и поршня используют аналогичные детали одноразового медицинского шприца, содержащего пластмассовый корпус-резервуар с буртиком на открытом торце и игольный штуцером на противоположном, закрытом торце, и пластмассовый поршень с направляющим штоком, при этом буртик корпуса-резервуара обрезают под конфигурацию стыковочного торца корпуса пневмоцилиндра, определяемую конструкцией крепежных элементов, в расчете на использование игольного штуцера для подсоединения гибкой трубки от внешнего источника сжатого газа, направляющий шток поршня-заготовки обрезают до длины, определяемой расчетным рабочим ходом поршня пневмоцилиндра, и при установке поршня его вводят в корпус пневмоцилиндра преимущественно направляющей вперед.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого пневмоуправляемого медицинского устройства для инъекций в подготовленном к работе состояния;
на фиг.2 общий вид упомянутого устройства после израсходования медицинского препарата;
на фиг.3 увеличенное изображение ряда сопрягаемых деталей предлагаемого устройства (точнее инъектора).

Предлагаемое медицинское устройство для инъекций содержит цилиндрический корпус-резервуар 1 для размещения инъекцируемой жидкости, снабженный штуцером 1a под иглу; в резервуаре расположен поршень 2 с направляющим штоком 3, который образован крестообразными ребрами и снабжен концевой пластинчатой шайбой-захватом 3a. Все перечисленные элементы выполнены из упруго деформируемого пластика (например, полиэтилена) и образуют типичный одноразовый медицинский шприц. Со стороны открытого торца (противоположного закрытому торцу с игольным штуцером) резервуар шприца соединен соосно с цилиндрическим корпусом 4, в котором перемещается поршень 5 с направляющим штоком 6 (аналогичен вышеупомянутому штоку 3, но бесконцевого захвата). Пространство корпуса 4 со стороны направляющего штока рассчитано на заполнение сжатым газом, поступающим от внешнего источника через штуцер 4а, который предусмотрен на ограничивающей корпус торцевой стенке 4б. Детали 4,5 6 образуют пневмоцилиндр, служащий для привода шприца (его поршня).

Для сборки пневмоцилиндра со шприцем используются буртики (выступающие наружу перпендикулярно оси кромки) 1б и 4б, предусмотренные на встречных, открытых торцах стыкуемых корпусов 1 и 4, соответственно. Буртики при сборке прижимаются благодаря свинчиванию резьбовой пары, детали которой 7 и 8 упираются в соответствующие кромки. Деталь 7 представляет собой свободно надетую на резервуар 1 накидную гайку, а деталь 8 является центрирующим кольцом с внешней резьбой, которое надето с натягом на корпус пневмоцилиндра 4 через промежуточное упруго деформируемое (например, резиновое) кольцо (прокладку) 9. Корпус пневмоцилиднра (как и его поршень с направляющей) выполнен из упруго деформируемого пластика (например, полиэтилена), и кольцо 9 обжимает его до внутреннего диаметрального размера d меньше внутреннего размера корпуса пневмоцилиндра d_пн и меньше диаметра перемещающегося в нем поршня 5. Благодаря этому обжатию, во-первых, достигается более жесткое, фиксированное положение свинченных элементов и пневмоцилиндра относительно шприца, а во-вторых, исключается опасность вылета поршня 5 из корпуса пневмоцилиндра при отсоединенном от него резервуаре шприца (при наличии избыточного давления в полости пневмоцилиндра), а следовательно, повышается безопасность обращения с предлагаемым устройством. Шприц, соединенный с пневмоцилиндром, образуют инъектор, являющийся рабочим органом устройства.

Сжатый газ поступает в пневмоцилиндр по плотно надетой на его штуцер 4а гибкой эластичной трубке 10, подсоединенной к источнику высокого (избыточного по сравнению с окружающим) давления (например, баллону), который на фиг. не показан. Для управления подачей сжатого газа в расходной магистрали (в упомянутой трубке) предусмотрен расходный клапан 11 с ножным приводом 11 а и настраиваемый редуктор давления 12 с указателем настройки. (Заметим, что эти элементы системы газоснабжения инъектора показаны на фиг. чисто схематично, без соблюдения геометрических пропорций).

Описанное устройство работает следующим образом. При подготовке к медицинской операции пневмоцилиндр (включающий корпус 4 с установленным в нем поршнем 5 6) со смонтированными на нем элементами крепления 8 9 к шприцу подсоединяют посредством трубки 10 с установленными в ней расходным клапаном 11 и редуктором 12 к источнику сжатого газа и настраивают редуктор на необходимое давление 1,5 2,5 кгс/см², или 150 250 кПа, изб.). В резервуар 1 набирают надлежащую дозу медицинского препарата, ограничивая ее уровень введенным поршнем 2 (маловязкую жидкость набирают через подсоединенную к каналу 1а иглу, оттягивая поршень с направляющим штоком за концом захват 3а, а высоковязкий препарат типа силикона заправляют через открытый торец резервуара при вынутом поршне с направляющим штоком, а затем вставляют их). Далее на резервуар надевают гайку 7, вставляют выступающий из него конец штока в открытый торец пневмоцилиндра и прижимают последний к резервуару до соприкосновения кромок 4в, 1б (при этом шайба 3 а упирается в поршень 5 либо между этими элементами имеется некоторый зазор), после чего свинчивают резьбовую пару 7 8. Устройство готово к работе (фиг.1).

Далее врач (хирург) берет в руку инъектор за резервуар 1, вводит иглу в зону операции и нажимает ногой на педаль управления клапаном 11, открывая его и обеспечивая поступление сжатого газа в надпоршневое пространство пневмоцилиндра. Поршень 5 перемещается и воздействует через элементы 3а и 3 на поршень 2 шприца (при наличии первоначального зазора между элементами 5 и 3а он выбирается стравливанием воздушной прослойки через негерметичный стык между пневмоцилиндром и шприцем место А, фиг. 3), что приводит к вытеснению жидкости из резервуара шприца и поступлению ее через иглу в зону операции. После полного израсходования препарата поршень 2 упирается в дно резервуара (фиг. 2). Благодаря прозрачности резервуара этот момент определяется врачом визуального и может служить сигналом для закрытия расходного клапана 11. При этом предусмотренный в клапане дренажный канал (на показан) открывается и сообщает полость высокого давления пневмоцилиндра с атмосферой, стравливая наружу избыточное давление. (Очевидно, что при проведении офтальмологической операции расходный клапан 11 может закрываться по усмотрению хирурга в любой момент до полного израсходования медицинского препарата). Операция завершена. Теперь врач-хирург (его ассистент) свинчивает гайку 7 и отсоединяет от пневмоцилиндра шприц, выбрасывая его, в расчете на использование нового.

Отметим, что представленные на фиг. 1, 2, 3 крепежные средства для соединения шприца с пневмоцилиндром составляют частный признак изобретения, хотя и представляется наиболее удачным конкретным конструктивным решением. Из подходящих органов ножного управления расходным клапаном в первую очередь укажем педаль. Преложенное устройство может подсоединяться к имеющейся в клинике системе сжатого газа (запись азота и др.), а равно к любому другому источнику (например, к портативному баллону).

Как явствует из вышеизложенного, авторами предложены пневмоуправляемое медицинское устройство для инъекций и его рабочий орган собственно инъектор, которые удачно сочетают целый комплекс характеристик: малые габариты и массу, удобство манипулирования, возможность введения в операционную зону малых размеров, легкость настройки и перенастройки, возможность строгого контроля за ходом операции, простоту обслуживания с учетом стерильности, высокую надежность, дешевизну с учетом применимости серийно выпускаемой продукции.

В настоящее время микрохирургические операции по устранению отслойки сетчатки выполняются при помощи обычных шприцев, рассчитанных на мускульное усилие, что требует от хирурга весьма большого напряжения. Поэтому глазная хирургия является той областью медицины, которая испытывает крайнюю потребность в изобретении и где его преимущества в максимальной степени. Однако изобретение может применяться и в других областях медицины, связанных с необходимостью инъекций лекарственных препаратов.

Рабочий орган предлагаемого устройства инъектор может использоваться не только в сочетании с предложенной системой сжатого газа, но и комибинироваться с другими системами и устройствами (расходным клапаном ручного управления и т.д.). Предложенный инъектор как изобретение представляет самостоятельную ценность. Пользуясь предложенным способом, инъектор легко изготовить в условиях элементарной мастерской, приобретя в аптечном киоске в дополнение к одноразовому шприцу для инъекций еще такой же, но большего диаметра, с тем чтобы переделать его в пневмоцилиндр.

Поясним предложенный способ на конкретном примере изготовления пневмоцилиндра для инъектора с одноразовым пластмассовым шприцем емкостью 10 мл, содержащим цилиндрический корпус-резервуар (внешний диаметр 17,5 мм) со штуцером под иглу на закрытом торце и буртиком на противоположном, открытом торце, через который введен поршень с направляющим штоком, с концевой шайбой-захватом для пальцев. В качестве заготовки пневмоцилиндра выбирают аналогичный одноразовый шприц емкостью 20 мл. Из его корпуса (внешний диаметр 21,5 мм) вынимают поршень, и буртик корпуса обрезают (ножницами, скальпелем) под конфигурацию стыковочного торца корпуса пневмоцилиндра, определяемую конструкцией крепежных элементов согласно фиг. 3.

Затем шток вынутого поршня обрезают до длины, определяемой расчетным рабочим ходом поршня пневмоцилиндра в соответствии с фиг. 1, из условия, что при контакте элементов 4б, 6 5,За объем резервуара 1 под поршнем 2 равен его расчетной емкости (10 мл). Изготовленный таким образом поршень вводят (преимущественно направляющей вперед) в ранее изготовленный корпус пневмоцилиндра, после чего надевают на корпус со стороны игольного штуцера детали 8, 9 до упора с буртиком. Пневмоцилиндр готов. Теперь остается насадить на его штуцер эластичную пластмассовую трубку системы сжатого газа, а с противоположного торца подсоединить собственно шприц (после его заправки). При замене одноразового использованного шприца новым последний может отличаться от первого конфигурацией буртика 1б и/или захвата 3а, и эти элементы при необходимости могут быть обрезаны до размеров, обеспечивающих сборку нового шприца с имеющимся пневмоцилиндром.

Предложенные пневмоуправляемое медицинское устройство для инъекций, пневмоприводной медицинской инъектор и способ изготовления его пневмоцилиндра образуют, как явствует из вышеизложенного, единый изобретательский замысел и представляют собой группу изобретений.

Использование: в медицине для инъекций медицинских препаратов, особенно высоковязких жидкостей. Сущность изобретения: устройство содержит инъектор со снабженными поршнями медицинским шприцем и пневмоцилиндром, установленными последовательно в расчете на свободный контакт между поршнями и соединенными через предусмотренные на корпусах торцевые буртики, прижатые посредством быстроразъемных крепежных средств; корпус пневмоцилиндра ограничен торцевой стенкой со штуцером, к которому подсоединена гибкая эластичная трубка от источника сжатого газа, и в ней установлены настраиваемый редуктор давления и расходный клапан с ножным управлением. У инъектора вышеупомянутый штуцер ориентирован вдоль оси корпуса, при этом детали инъектора выполнены из упруго деформируемого пластика. Способ изготовления пневмопривода включает использование в качестве заготовки аналогичного одноразового медицинского шприца. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пневмоуправляемое медицинское устройство для инъекций, содержащее инъектор со снабженными поршнями медицинским шприцом и пневмоцилиндром, которые соединены посредством быстроразъемных крепежных средств, будучи установлены последовательно в расчете на свободный контакт между поршнем пневмоцилиндра и поршневым штоком шприца, магистраль подачи сжатого газа в корпус пневмоцилиндра и размещенный в указанной магистрали расходный клапан, отличающееся тем, что шприц и пневмоцилиндр соединены через предусмотренные на их корпусах торцевые буртики, прижатые друг к другу крепежными средствами, со стороны подачи сжатого газа корпус пневмоцилиндра ограничен внешней торцевой стенкой со штуцером, магистраль подачи сжатого газа включает подсоединенную к упомянутому штуцеру гибкую трубку от внешнего источника давления и в ней установлен настраиваемый редуктор давления, так же как и расходный клапан, который снабжен органом ножного управления. 2. Пневмоприводной медицинский инъектор, содержащий шприц, образованный цилиндрическим корпусом-резервуаром, один торец которого открыт, а другой закрыт и снабжен штуцером под иглу и расположенным в резервуаре поршнем с направляющим штоком, приводной пневмоцилиндр с рассчитанным на подвод сжатого газа корпусом и размещенным в нем со стороны открытого торца поршнем, который рассчитан на свободный контакт с вышеупомянутым направляющим штоком при установке шприца и пневмоцилиндра навстречу друг другу открытыми торцами, быстроразъемные крепежные средства для соединения шприца с пневмоцилиндром, отличающийся тем, что встречные торцы резервуара шприца и корпуса пневмоцилиндра снабжены буртиками в расчете на их взаимное прижатие при фиксации крепежных средств, со стороны подвода сжатого газа корпуса пневмоцилиндра ограничен внешней торцевой стенкой с ориентированным вдоль оси корпуса штуцером для возможности насадки гибкого трубопровода от внешнего источника сжатого газа, при этом вышеупомянутые детали шприца и пневмоцилиндра выполнены из упругого деформируемого пластика. 3. Инъектор по п.2, отличающийся тем, что крепежные средства исключают надетую на корпус-резервуар шприца гайку с внутренней резьбой и свинченное с ней резьбовое центрирующее кольцо, которое через промежуточное упруго деформируемое кольцо закреплено на корпусе пневмоцилиндра с местным обжатием его до размера внутреннего диаметра меньше диаметра поршня пневмоцилиндра. 4. Способ изготовления пневмоцилиндра пневмоприводного медицинского инъектора, включающий изготовление корпуса пневмоцилиндра, рассчитанного на подвод сжатого газа с одного торца и подсоединение медицинского шприца с противоположного, стыковочного торца посредством крепежных элементов, изготовление поршня и установку его в корпус со стороны стыковочного торца, отличающийся тем, что в качестве заготовок для корпуса и поршня используют аналогичные детали одноразового медицинского шприца, содержащего пластмассовый корпус-резервуар с буртиком на открытом торце и игольным штуцером на противоположном, закрытом торце, и пластмассовый поршень с направляющим штоком, при этом буртик корпуса-резервуара обрезают под конфигурацию стыковочного торца корпуса пневмоцилиндра, определяемую конструкцией крепежных элементов, в расчете на использование игольного штуцера для подсоединения гибкой трубки от внешнего источника сжатого газа, направляющий шток поршня-заготовки обрезают до длины, определяемой расчетным рабочим ходом поршня пневмоцилиндра, а при установке поршня его вводят в корпус пневмоцилиндра преимущественно направляющей вперед.