Настоящая заявка является частичным продолжением заявки N 07/870553, поданной 17 апреля 1993 г. и в свою очередь являющейся частичным продолжением заявки N 07/513917, поданной 24 апреля 1990 г. и на основании которой в настоящее время выдан патент США N 5122116.
Область, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в целом, к системам смешивания и доставки жидкостей. Более конкретно, изобретение относится к устройству для смешивания определенных медикаментов с целью получения текучего вещества и последующего вливания вещества пациенту с точно регулируемой скоростью.
Анализ изобретения
Системы доставки лекарственных средств, которые позволяют раздельно хранить и затем под контролем смешивать определенное лекарственное средство с разбавителем для вливания пациенту с точно регулируемой скоростью, находят все более широкое применение. В применявшихся до сих пор системах разбавитель обычно упаковывали в гибкие пластиковые емкости с отверстиями, предназначенными для соединения с приборами, применяемыми для вливания содержимого емкости пациенту.
Обычно по ряду причин лекарственные средства упаковывают отдельно от разбавителя. Одной важной причиной является то, что некоторые лекарственные средства не сохраняют своей эффективности, будучи перемешаны с разбавителем, и поэтому смесь нельзя хранить в течение значительного периода времени. Другая причина заключается в том, что многие изготовители лекарственных средств не выпускают лекарственных жидкостей в емкостях для внутривенного вливания. Как правило, лекарственные средства упаковывают в форме порошка в мелких закупоренных емкостях или пузырьках для последующего смешивания с подходящим разбавителем Во многих случаях требуется смешивать лекарственное средство с разбавителем непосредственно перед вливанием пациенту, чтобы гарантировать, что лекарственное средство не отделится от разбавителя перед вливанием или во время него.
Вливание лекарственных средств чаще всего выполняется в больничных условиях, и медсестра, врач или другой медицинский персонал смешивают лекарственное средство и разбавитель непосредственно перед вливанием лекарственного средства пациенту. Эта операция смешивания может потребовать значительных затрат времени и оказаться вредной в случае, когда, например, используются токсичные лекарственные средства. Кроме того, многие из применяемых до сих пор смесительных устройств являются грубыми и неточными, делая выполнение точного, стерильного и тщательного смешивания лекарственного средства и разбавителя трудным, требующим больших затрат времени и не вполне подходящим для домашних условий делом.
В настоящее время применяют несколько типов замкнутых систем доставки лекарственных средств. Обычно эти системы включают гибкую емкость, такую как пластиковый мешок, к которому может быть подсоединен пузырек с лекарственным средством. В гибкой емкости обычно содержится жидкий разбавитель, и она часто включает хрупкий элемент, который допускает протекание жидкости, только будучи разрушенным. Когда пузырек с лекарственным средством соединяется с гибкой емкостью, прошивают пробку пузырька и разрушают хрупкий элемент, чтобы получить стерильное сообщение между пузырьком с лекарственным средством и содержащимся в гибкой емкости жидким разбавителем. Смешивание лекарственного средства с разбавителем выполняют путем манипулирования гибкой емкостью. Примерами применяемых до сих пор систем такого характера могут служить описанные в патенте США N 4583971, выданном Бокету и др. и в патенте США 4606734, выданном Ларкину.
Другая замкнутая система доставки и смешивания описана в патенте США N 4458733, выданном Лайонсу. Устройство Лайонса включает сжимающуюся камеру с помещенным в нее жидким компонентом, причем сжимающаяся камера включает сообщающиеся между собой отсек поглощения газа и резервуар. Отсек поглощения газа может быть соединен с емкостью типа пузырька с лекарственным средством, содержащей смешиваемый компонент. После того как будет открыт канал, обеспечивающий сообщение между пузырьком и отсеком поглощения газа, смешивание осуществляют путем манипулирования сжимающейся камерой.
Другое очень успешное решение, система со сдвоенной емкостью, описано в патентах США N 4614267, выданном Ларкину, и N 4614515, выданном Триппу и Ларкину. В этой системе гибкая емкость с разбавителем имеет трубчатый канал, позволяющий закрепить в ней закупоренный пузырек с лекарственным средством, а также инструмент для удаления пробки. Инструмент для удаления пробки включает элемент зацепления, или экстрактор, который устанавливается на съемной крышке и герметически закрывает внутренний конец канала. На практике, когда пузырек вдвигают в трубчатый канал, пробка пузырька входит в зацепление с экстрактором, который захватывает пробку и вытягивает ее из пузырька, в то время как крышка извлекается из канала. После извлечения пробки из пузырька содержимое пузырька может быть высыпано в разбавитель в мешке и перемещаться с ним посредством манипулирования мешком.
Существующие устройства типа, описанного в предыдущих параграфах, обычно используют для вливания лечебной смеси пациенту традиционный способ потока, текущего под воздействием гравитации. Такой способ громоздок, неточен и обычно требует нахождения пациента в постели. Кроме того, гибкий мешок должен находиться довольно высоко и требуется периодическая проверка устройства медсестрой или врачом для выявления неполадок в устройстве вливания.
Устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, позволяет избежать недостатков прежних технических решений за счет полного отказа от гибкого мешка, громоздкого процесса смешивания лекарственных средств с использованием гибкого мешка и неудобного способа вливания под воздействием гравитации, который обычно применяется при использовании гибкого мешка. Как будет описано в следующих параграфах, в устройстве, являющемся предметом настоящего изобретения, применяются разработанные недавно газопроницаемые эластомерные пленки и сходные с ними материалы, которые совместно с основанием пластинчатого типа образуют жидкостную камеру, в которой первоначально находится первый компонент, такой как разбавитель. Рядом с основанием и сообщаяь с жидкостной камерой располагается стерильное соединительное средство для действенного подсоединения емкости, такой как пузырек лекарственного средства, в котором находится второй компонент. Для того чтобы обеспечить контролируемое стерильное перемешивание первого и второго компонентов, устройство включает средство контроля расхода, предназначенное для регулирования протекания жидкости через внутренние каналы, соединяющие жидкостную камеру и пузырек с лекарственным средством.
Устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, - небольшое, компактное, удобное в применении и недорогое в изготовлении. Устройство образует стерильную замкнутую систему доставки, которой легко могут пользоваться пациенты, находящиеся на амбулаторном лечении или же лечащиеся на дому. На корпусе устройства предусмотрены соединительные элементы, позволяющие с удобством закрепить его на одежде пациента или прикрепить ремнями к телу пациента.
Устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, можно использовать с минимальной профессиональной помощью в меняющихся условиях лечения, например на дому. В качестве примера можно указать, что устройства, являющиеся предметом настоящего изобретения, могут использоваться для смешивания многочисленных лекарственных средств с подходящими разбавителями и для непрерывного вливания смесей лечебных средств, таких как антибиотики, аналгетики, гормональные препараты, анетикоагулянты, растворители тромбов, иммуносуппресоры и тому подобные лекарственные средства. Аналогичным образом и устройство для интравентрикулярной химиотерапии может аккуратно вливать жидкость пациенту с точным соблюдением доз и при выполнении микровливаний в течение длительного периода времени.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является предложение компактного, легкого, низкопрофильного устройства для контролируемого смешивания двух и более компонентов в замкнутой среде с целью получения текучего вещества и для последующей выдачи текучего вещества с точно регулируемой скоростью. Более конкретно целью изобретения является предложение для использования в медицине такого устройства, которое может использоваться как на дому, так и в больничных условиях для точного смешивания и вливания разбавителей и выбранных лекарственных средств пациенту, находящемуся на амбулаторном лечении с контролируемой дозировкой в течение длительных периодов времени.
Еще одной целью настоящего изобретения является предложение устройства описанного выше типа, включающего раздаточную часть с собственным средством накопления энергии и средством соединения для быстрого подсоединения пузырька с лекарственным средством к системе вливания и контролируемого смешивания лекарственного средства в ампуле с находящимся в раздаточной части разбавителем через стерильный канал.
Другой целью изобретения является предложение устройства описанного класса, допускающего чрезвычайно точное смешивание и доставку жидкости, в высшей степени надежного и удобного для использования лежачими больными в не больничных условиях.
Другой целью изобретения является предложение устройства, включающего внутренний резервуар для хранения жидкости, который может быть предварительно заполнен разбавителем на заводе-изготовителе или который можно легко заполнить в рабочих условиях непосредственно перед использованием.
Другой целью изобретения является предложение устройства типа, описанного в предыдущем параграфе, в котором резервуар снабжается эластомерным источником энергии, который может быть подвергнут стерилизации гамма-излучением и позволяет использовать более широкий диапазон температур стерилизации без нарушения целостности и ухудшения характеристик.
Другой целью изобретения является предложение устройства, в котором смешанные жидкости могут доставляться пациенту или с постоянной скоростью, или с точно отмеренной меняющейся скоростью и которое может применяться в любых положениях и при любой высоте.
Еще одной целью изобретения является предложение устройства, которое включает средства для надежного соединения пузырька с лекарственным средством с раздаточной частью устройства.
И еще одной целью изобретения является предложение устройства, описанного в предыдущем параграфе, которое снабжено средствами крепления устройства к одежде или телу пациента.
Дополнительной целью изобретения является предложение низкопрофильного устройства доставки жидкости слоистой конструкции, массовое экономичное производство которого можно организовать с использованием автоматизированного оборудования.
Другой целью изобретения является предложение устройства описанного типа, в котором жидкость выдают из устройства через подсоединенный прибор для вливания под воздействием тонкой, растягивающейся мембраны, соединенной с тонким основанием пластинчатого типа.
Другой целью изобретения является предложение устройства описанного типа, в котором растягивающаяся мембрана может быть представлена одинарной эластомерной пленкой, многослойным изделием или изделием из композитных материалов, газопроницаемым по меньшей мере в одном направлении, благодаря чему газы в перемешанных жидкостях могут удаляться из жидкостной камеры и не вводиться пациенту.
И еще одной целью изобретения является предложение устройства описанного класса, в котором к жидкостной камере располагается тонкий плоский фильтрующий элемент, предназначенный для фильтрования жидкости, направляемой из резервуара пациенту.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено перспективное изображение одного из вариантов системы доставки лекарственных средств, являющейся предметом настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлено перспективное изображение устройства, показанного на фиг. 1 с разделением деталей.
На фиг. 3 показан вид сверху устройства, представленного на фиг. 1 с частичным изображением внутреннего устройства.
На фиг. 4 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 4-4 на фиг. 3.
На фиг. 5 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 5-5 на фиг. 3.
На фиг. 6 показано увеличенное изображение в разрезе нижней правой части устройства, показанного на фиг. 3, иллюстрирующее устройство запорного и дозирующего клапана устройства.
На фиг. 7 показано увеличенное изображение в разрезе, выполненное по линии 7-7 на фиг. 3.
На фиг. 8 показан местный вид в разрезе, иллюстрирующий первый шаг при соединении пузырька с лекарственным средством с устройством, являющимся предметом настоящего изобретения.
На фиг. 9 показан увеличенный местный вид, иллюстрирующий запорный клапан устройства в закрытом положении.
На фиг. 10 показан в разрезе вид, аналогичный фиг. 8, иллюстрирующий второй шаг при соединении пузырька с лекарственным средством с устройством, являющимся предметом настоящего изобретения.
На фиг. 11 показан в разрезе вид, аналогичный фиг. 10, иллюстрирующий следующий шаг при соединении пузырька с лекарственным средством с устройством, являющимся предметом настоящего изобретения, на котором показано смешивание жидкостей, содержащихся в раздаточной части устройства с лекарственным средством, содержащимся в пузырьке, соединенном с раздаточной частью устройства.
На фиг. 12 показан в разрезе вид, сходный с фиг. 11, однако иллюстрирующий следующий шаг переноса смешанной жидкости, находящейся в пузырьке с лекарственным средством, в резервуар раздаточной части устройства, являющегося предметом настоящего изобретения.
На фиг. 13 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 13-13 на фиг. 12.
На фиг. 14 показан увеличенный местный вид, частично в разрезе, иллюстрирующий конструкцию клапанного механизма пузырька с лекарственным средством.
На фиг. 15 показан в разрезе местный вид, сходный с фиг. 10, но изображающий альтернативный вариант исполнения пузырька с лекарственным средством, применяемого с устройством, являющимся предметом настоящего изобретения.
На фиг. 16 показан в разрезе местный вид, сходный с фиг. 11 и иллюстрирующий смешивание жидкостей, содержащихся в раздаточной части устройства с лекарственным средством, содержащимся во втором варианте пузырька с лекарственным средством, показанном на фиг. 15.
На фиг. 17 показан общий перспективный вид другой альтернативной формы устройства, являющегося предметом настоящего изобретения.
На фиг. 18 показан местный вид сверху устройства, изображенного на фиг. 17, с частичным изображением внутреннего устройства системы вливания перед ее соединением с другой формой емкости или пузырька с лекарственным средством.
На фиг. 19 показано увеличенное изображение в разрезе, показывающее начальный шаг сопряжения емкости с лекарственным средством, показанной на фиг. 18, с раздаточной частью устройства.
На фиг. 20 показано изображение в разрезе, сходное с фиг. 12, изображающее смешивание разбавителя, содержащегося в раздаточной части устройства с лекарственным средством, содержащимся в последнем варианте пузырька с лекарственным средством.
На фиг. 21 показано изображение в разрезе, сходное с фиг. 12, изображающее операцию переноса, при которой смешанные жидкости передаются из пузырька с лекарственным средством в резервуар раздаточной части устройства.
На фиг. 22 показано местное изображение в разрезе, выполненном по линии 22-22 на фиг. 21, показывающее средства соединения пузырька с лекарственным средством с раздаточной частью устройства.
На фиг. 23 показано перспективное изображение сзади еще одного варианта реализации изобретения.
На фиг. 24 показано общее перспективное изображение спереди устройства, соответствующего варианту, показанному на фиг. 23.
На фиг. 25 показано общее перспективное изображение с разделением на детали устройства, соответствующего этой последней форме реализации изобретения.
На фиг. 26 показано изображение устройства снизу.
На фиг. 27 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 27-27 на фиг. 26.
На фиг. 28 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 28-28 на фиг. 26.
На фиг. 29 показано изображение в разрезе, иллюстрирующее начальный шаг соединения емкости с лекарственным средством с раздаточной частью устройства.
На фиг. 30 показано изображение в разрезе, сходное с фиг. 11, демонстрирующее смешивание разбавителя, содержащегося в раздаточной части устройства с лекарственным средством, содержащимся в пузырьке для лекарственного средства.
На фиг. 31 показано изображение в разрезе, демонстрирующее операцию переноса, при которой смешанные жидкости перемещаются в резервуар раздаточной части устройства.
На фиг. 32 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 32-32 на фиг. 30.
На фиг. 33 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 33-33 на фиг. 32.
На фиг. 34 показан вид сверху с частичным изображением внутреннего устройства этой дополнительной формы замкнутого устройства для доставки лекарственного средства, являющегося предметом настоящего изобретения.
На фиг. 35 показан местный вид в разрезе, выполненном по линиям 35-35 на фиг. 34.
На фиг. 36 показан вид сбоку, частично в разрезе, пузырька с лекарственным средством этого последнего варианта реализации изобретения.
На фиг. 37 показано изображение в разрезе, иллюстрирующее пузырек с лекарственным средством, соединенный с раздаточной частью устройства для выполнения начальной операции смешивания.
На фиг. 38 показано изображение в разрезе, показывающее перемещение жидкостей, смешанных в пузырьке с лекарственным средством, в резервуар раздаточной части устройства.
На фиг. 39 показан вид сверху с частичным изображением внутреннего устройства еще одного варианта реализации системы доставки лекарственного средства в настоящем изобретении.
На фиг. 40 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 40-40 на фиг. 39.
На фиг. 41 показано изображение в разрезе емкости с лекарственным средством в этой форме реализации изобретения.
На фиг. 42 показано увеличенное изображение в разрезе, выполненном по линии 42-42 на фиг. 43.
На фиг. 43 приведено увеличенное изображение в разрезе, показывающее узел с пузырьком с лекарственным средством, находящийся в положении подготовки к сопряжению с соединительными средствами.
На фиг. 44 приведено увеличенное изображение в разрезе, иллюстрирующее первоначальное сопряжение лекарственного средства с раздаточной частью устройства.
На фиг. 45 приведено увеличенное изображение в разрезе, сходное с фиг. 46 и иллюстрирующее смешивание разбавителя с лекарственным средством путем вращения пузырька с лекарственным средством относительно соединительного средства, позволяющего жидкости вытекать из жидкостного резервуара устройства в направлении камеры.
На фиг. 46 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 46-46 на фиг. 44.
На фиг. 47 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 47-47 на фиг. 45.
На фиг. 48 показано увеличенное изображение в разрезе, сходное с фиг. 45, на котором изображено дальнейшее вращение пузырька с лекарственным средством таким образом, чтобы уменьшить поток жидкости в направлении смесительной камеры пузырька лекарственного средства.
На фиг. 49 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 49-49 на фиг. 48.
На фиг. 50 показано местное, в целом перспективное изображение клапанного средства точного регулирования для пузырька с лекарственным средством в этом дополнительном варианте реализации изобретения.
На фиг. 51 показано увеличенное, в целом перспективное изображение с разделением на детали пузырька с лекарственным средством, иллюстрирующее устройство средства точного регулирования расхода в настоящем изобретении.
На фиг. 52 показан вид сверху другой формы узла с пузырьком с лекарственным средством в настоящем изобретении.
На фиг. 53 показано увеличенное изображение в разрезе пузырька, показанного на фиг. 54.
На фиг. 54 приведено увеличенное изображение в разрезе, на котором показан новый пузырек с лекарственным средством в положении готовности к сопряжению с соединительным средством устройства.
На фиг. 55 приведено увеличенное изображение в разрезе, на котором показано начальное сопряжение пузырька с лекарственным средством с раздаточной частью устройства.
На фиг. 56 показано увеличенное изображение в разрезе, на котором показано начальное смешивание разбавителя с лечебным средством, содержащимся в альтернативном варианте пузырька с лекарственным средством.
На фиг. 57 показано местное изображение в разрезе, выполненном по линии 57-57 на фиг. 56.
На фиг. 58 показано увеличенное изображение в разрезе, сходное с фиг. 56, иллюстрирующее уменьшение расхода жидкости в направлении смесительной камеры пузырька лекарственного средства.
На фиг. 59 показано местное изображение в разрезе, выполненном по линии 59-59 на фиг. 58.
На фиг. 60 показано местное изображение в разрезе, выполненном по линии 60-60 на фиг. 58.
На фиг. 61 приведен общий вид в перспективе клапанных устройств точного регулирования узла емкости последней формы реализации изобретения.
На фиг. 62 показано местное изображение в разрезе части смесительной камеры устройства, демонстрирующее лекарственное средство в форме таблетки.
На фиг. 63 показан вид сверху еще одного узла с пузырьком лекарственного средства, являющегося предметом настоящего изобретения.
На фиг. 64 показано местное изображение в разрезе, выполненном по линии 64-64 на фиг. 63.
На фиг. 65 показан общий вид в перспективе, с разделением на детали, узла емкости этой последней формы реализации изобретения.
На фиг. 66 показан общий вид в перспективе различных форм средств внесения добавок или узлов с субстратом для этой последней формы реализации изобретения.
На фиг. 66A, 66B, 66C и 66D приведено общее схематическое изображение, иллюстрирующее различные афинного присоединения лигандов, молекул протеинов и энзимов к субстрату.
На фиг. 67 приведено увеличенное, в целом перспективное изображение с разделением на детали еще одного варианта реализации настоящего изобретения.
На фиг. 68 приведено увеличенное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг. 67, в собранном виде, готовым к использованию, но с незаполненным резервуаром для жидкости.
На фиг. 69 показано увеличенное изображение в разрезе, сходное с фиг. 68, на котором резервуар для жидкости заполнен.
На фиг. 70 показано увеличенное, в общем перспективное изображение одной из канюль устройства с тупым концом.
На фиг. 71 приведено увеличенное, в целом перспективное изображение с разделением на детали еще одного варианта реализации настоящего изобретения.
На фиг. 72 показан вид с торца емкости устройства с разбавителем.
На фиг. 73 показано изображение в разрезе, выполненном по линии 73-73 на фиг. 72.
На фиг. 74 показано увеличенное изображение в разрезе пузырька лекарственного средства устройства перед его помещением в соединительный узел устройства.
На фиг. 75 показано увеличенное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг. 71 так, как он выглядит в собранном виде.
Описание изобретения
На чертежах, и в особенности на фиг. 1 и 2, показано устройство, демонстрирующее одну форму реализации настоящего изобретения, в целом обозначенное позицией 12 и применяемое для смешивания первого компонента, содержащегося в отдельной емкости, такой как пузырек лекарственного средства, обозначенный позицией 14, со вторым компонентом, содержащимся в резервуаре, размещенном внутри раздаточной части устройства, с тем, чтобы получить пригодную для вливания жидкость и для последующего вливания жидкости пациенту с регулируемой скоростью. В этом варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 1-11, устройство состоит из корпуса 16, включающего первую, цилиндрическую часть 18, и вторую часть, систему вливания 20.
Как можно видеть на фиг. 2, первая часть 18 включает соединительные средства для быстрого соединения емкости 14 с системой вливания устройства 20. Вторая часть 20 корпуса 16, конструкция которой более подробно будет описана ниже, состоит из являющейся частью устройства системы вливания и включает блок основании 21, состоящий из в общем плоского пластинчатого основания 22. Основание 22 включает впускное отверстие 24 и выпускное отверстие 26 для жидкости, которые сообщаются между собой через многониточный канал для жидкости 28. Канал для жидкости 28 включает первую поперечную нить 28a, которая сообщается с впускным отверстием 24, вторую, сдвинутую в сторону поперечную нить 28b, и две продольных нити, или канала, 28c, которые соединяют нити 28a и 28b. Поперечная нить 28b сообщается с впускным отверстием для жидкости 26 так, как это показано на фиг. 2.
Как можно видеть на фиг. 4 и 5, устройство этого типа реализации изобретения включает также растягивающуюся мембрану 30, изготовленную из упругого материала. Мембрана 30 прилегает к основанию 22 и совместно с ним образует один или несколько резервуаров или камер 32 для разбавителя. Мембрана 30 растягивается жидкостью, которую под давлением вводят в камеру 32 через закрывающийся входной канал 33 в основании 22. Эластичность мембраны 30 такова, что, будучи растянутой, она стремится вернуться к прежнему менее растянутому состоянию. Это заставляет жидкость при открытых средствах управления вытекать из устройства через выпускное отверстие 26. Особенности конструкции как средства управления потоком, так и мембраны 30 будут рассмотрены в следующих параграфах.
Между растягивающейся мембраной 30 и верхней плоской поверхностью 22a основания 22 располагаются средства создания в камере 32 незаполненного объема. Эти средства имеют форму двух отдельных выступов 34. В каждом из выступов 34 предусмотрен продольный первый паз или канал 36. Когда устройство собирают так, как показано на фиг. 4 и 5, пазы 36 накладываются в точности на параллельные каналы для жидкости 28c и средства соединения с мембраной, показанные здесь в форме выступов 34, выдвигаются вверх в камеры для жидкости 32, образуя в них незаполненное пространство. В процессе эксплуатации устройства, когда растягивающаяся мембрана 30 пытается вернуться к менее растянутому состоянию, она входит в соприкосновение с верхними поверхностями выступов 34 и, когда это происходит, с усилием проталкивает жидкость, содержащуюся в камерах 32, в каналы 28c через пазы 36 (фиг. 5). Конфигурация выступов 34 такова, что при возвращении мембраны к своей первоначальной плоской форме обеспечивается контролируемый выпуск практически всей жидкости из камер 32.
Сверху на растягивающуюся мембрану 30 накладывается пористый пластмассовый, газопроницаемый, конструкционный заполнительный элемент 40. Как лучше всего видно на фиг. 5, в элементе 40 предусмотрены два продольных канала 42 с вогнутой поверхностью, к внутренним стенкам 43 которых первоначально прижимается мембрана, будучи растянутой жидкостью, поступающей под давлением из впускного отверстия 33, выполненного в блоке основания 21, в камеры 32.
Основание 22 и элемент 44 накрыты и герметически изолированы твердым пластмассовым корпусом 44. Корпус 44 включает первую часть 44a, образующую верхний сегмент цилиндрической части 18 кожуха 16 (фиг. 2). Как будет описано ниже, в цилиндрической части 18 размещаются соединительные средства устройства, включающие первое средство регулирования расхода и предназначенные для быстрого соединения пузырька с лекарственным средством с системой вливания устройства. Корпус 44 имеет также средства пропуска газов, представленные несколькими отверстиями 46, выполненными в верхней стенке корпуса 44. Когда растягивающаяся мембрана 30 изготавливается из газопроницаемого материала, средства пропуска газа, включая отверстия 46, позволяют любым газам, содержащимся в жидкостях, поступающим в камеры 32, проходить через газопроницаемую мембрану, через заполнитель 40 и поступать в атмосферу через средства пропуска газов. Отверстия для пропуска газов 46 закрывает этикетка 48 с указанием лекарственного средства, которая также может быть газопроницаемой. Еще одной частью корпуса 44 является съемный ленточный зажим 50, снабженный пазом 52 в форме ласточника хвоста, который сопрягается с выступающим соединительным шипом 54, выполненным на верхней поверхности корпуса 44.
Блок основания 21 включает также выпускное отверстие 56, обычно закрытое съемной крышкой 58. Выпускное отверстие 56 сообщается с выпускным отверстием для жидкости 26 через патрубок 57. Выпускное отверстие 56 сообщается также с поперечным каналом 60, оканчивающимся на своем наружном конце отверстием 62 (фиг. 2). В отверстие 62 вводится средство регулирования вытекающего потока, показанное здесь как запорное и дозирующее жидкость средство 63, состоящее из игольчатого клапана стандартной конструкции с удлиненным штоком клапана или элемента 64, который плотно входит в канал 60 (фиг. 2 и 6). На одном конце штока 64 предусмотрен регулирующий маховичок 66. На другом конце предусмотрена конусная часть 68, подогнанная для совмещения с седлом клапана 69, расположенным на основании 22, или для практически полного отсечения, или для контролируемого ограничения потока жидкости, вытекающего из устройства через патрубок 57 и выпускное отверстие 56. Как более отчетливо видно на фиг. 6, в канале 60 имеется внутренняя резьба, в которую входит резьба 70 на наружной поверхности штока 64. При такой конструкции вращение маховичка 66 позволяет перемещать элемент клапана по каналу 60 в осевом направлении, чтобы осуществлять контролируемое смещение конусной части 68 клапана относительно канала 57 и в контакте с седлом клапана 69 так, чтобы контролировать поток жидкости через канал 57. Прокладочное кольцо 67 обеспечивает уплотнение штока 64 относительно канала 60.
Обратимся теперь к фиг. 8, на которой показана конструкция емкости, или системы с пузырьком лекарственного средства 14 устройства, являющегося предметом настоящего изобретения. В этой форме изобретения емкость включает второе средство регулирования потока для регулирования расхода жидкости, поступающей во внутреннюю камеру 75 пузырька 76 и вытекающей из нее. На пузырек 76 плотно надета пластмассовая крышка, или упаковка 78, снабженная средствами фиксации пузырька, представленная здесь в виде двух находящихся на определенном расстоянии друг от друга, выступающая по окружности фиксаторов 80 и 82, назначение которых будет описано ниже. Каждый из выступающих по окружности фиксаторов 80 и 82 имеет выступающую наружную плоскую поверхность 83, которая должна входить в зацепление с одним из двух находящихся на определенном расстоянии друг от друга кольцевых упоров 18a и 18b, выполненных на внутренней поверхности цилиндрической части 18 (см. также фиг. 2). Кольцевые упоры 18a и 18b представляют собой новое стопорное средство, приспособленное для зацепления со средствами фиксации пузырька, предусмотренными на блоке пузырька лекарственного средства, чтобы не допустить выхода пузырька лекарственного средства из цилиндрической части 18 после того, как он введен в нее и совмещен с ней.
Второе средство регулирования расхода в этой первой форме реализации изобретения представляет собой плунжер, который довольно плотно входит в пузырек 76. Пузырек 76 может перемещаться относительно плунжера 86 между первым положением, показанным на фиг. 8 и 10, и вторым положением, показанным на фиг. 11, и между вторым положением и третьим положением, показанным на фиг. 12. Плунжер 86 имеет в общем цилиндрическую форму и снабжен юбкой 86a, практически герметично прилегающей к внутренней стенке пузырька 76. Плунжер включает также первое фиксирующее средство, или средство зацепления, показанное здесь как резьба 86b, для взаимозацепления с соединительными средствами устройства. Во внутреннем канале 86c, выполненном в плунжере, располагается плунжерное клапанное средство в форме клапанного узла 88. Как можно видеть на фиг. 14, клапанный узел 88 включает центральную деталь цилиндрической формы 90, закрытую с одной стороны деталью дискообразной формы 92. В цилиндрической стенке центральной детали 90 рядом с деталью 92, которую предпочтительно выполняют как единое целое с деталью 90, выполнены отверстия для жидкости 94. На противоположном конце центральной части 90 выполнен кольцевой элемент 96.
Как можно лучше всего видеть на фиг. 8 и 10, плунжер 86 имеет центральную часть 87, включающую находящиеся на определенном расстоянии друг от друга, выступающие внутрь седла или плечи 100 и 102. Когда клапанный узел 88 находится в закрытом положении, показанном на фиг. 8, периферия детали 92 по существу герметично прижимается к плечу 100, а кольцевой элемент 96 находится на определенном расстоянии от плеча 102. С другой стороны, когда клапан находится в открытом положении, показанном на фиг. 10, периферия детали 92 находится на определенном расстоянии от плеча 100, а кольцевой элемент 96 элемента клапана прижимается к плечу 102. При желании центральная часть 90 может быть изготовлена таким образом, чтобы служить опорой штоку 106 при осевом перемещении штока 106 в центральной части корпуса. При нахождении клапана в открытом положении, показанном на фиг. 10, жидкость может перетекать из центрального канала 103 клапана через радикально направленные отверстия 94 в пузырек так, как показано стрелками на фиг. 10.
Узел клапана 88 переводится из закрытого в открытое положение средствами управления, включающими в данном случае шток плунжера 106, который выполнен как единое целое с дисковидной деталью 92 и, как показано на фиг. 8 и 14, проходит в осевом направлении по каналу клапана 103. Как будет описано ниже, средства управления осуществляют управление первым и вторым регулирующими средствами, являющимися предметом настоящего изобретения, включая клапанный узел 88, и предназначенными для регулирования потока жидкости, поступающего в пузырек лекарственного средства 14 и вытекающего из него.
Перед тем как рассмотреть порядок работы управляющих средств, рассмотрим описанные ранее соединительные средства для соединения емкости 14 с частью 18 корпуса. Как лучше всего можно видеть на фиг. 2, 3 и 8, соединительные средства здесь состоят из стерильного соединительного блока 110, который удерживается в центре цилиндрической части корпуса 18 жестким соединительным элементом 111, расположенном в поперечном направлении относительно части корпуса 18. Соединительный блок 110 состоит из наружной цилиндрической части 112, снабженной вторым соединительным средством или внутренней резьбой 113 и соосно расположенной внутренней цилиндрической частью 114. Внутренняя часть 114 жестко удерживается внутри наружной части 112 посредством кольцеобразной концевой стенки 116 (фиг. 8). Как лучше всего можно видеть на фиг. 2, концевая стенка 116 плотно входит в выемку или паз 118, выполненный в соединительном элементе 111. Частью соединительного элемента 111 является также выступающий в радиальном направлении элемент соединителя 120 с внутренним каналом для жидкости 122, который сообщается с впускным отверстием 24 в основании 22, когда опора 111 устанавливается внутри цилиндрической части 18 так, как показано на фиг. 3 и 8. Канал 122 сообщается с каналом 124, образованным внутренними стенками цилиндрической части 114. Канал для жидкости 126 меньшего диаметра соединяется с каналом 124 в образующей седло клапана конусной части стенки 128 (фиг. 8).
На фиг. 9 показано соединительное клапанное средство, в целом обозначенное позицией 136, которое также является частью соединительного средства, являющегося предметом настоящего изобретения, и которое выполняет возвратно-поступательное движение в канале 124, будучи предназначенным для регулирования потока жидкости в канале 126 способом, который будет описан ниже. Как показано на фиг. 8 и 9, соединительное клапанное средство 136 включает клапанный элемент 137, состоящий из корпуса 138 и соединительного штока 140. В месте соединения частей 138 и 140 стенка 142 скошена на конус и может практически герметично входить в седло клапана, образуемое конусной стенкой 128, когда клапан находится в закрытом положении, показанном на фиг. 8. Когда устройство, являющееся предметом изобретения, находится в режиме хранения, открытый конец соединительного блока 110 закрыт съемной герметичной крышкой 130, снабженной петлей 132 для использования при снятии крышки со стерильного соединения (фиг. 2).
В процессе использования устройства, являющегося предметом изобретения, сначала с пузырька с лекарственным средством 14 снимают крышку пузырька 146 (фиг. 2). После этого снимают крышку 130, закрывающую канал стерильного соединительного блока 110, и открытый конец пузырька лекарственного средства 14 вставляют в открытый конец 148 цилиндрической части 18 (фиг. 8). После ввода пузырька с лекарственным средством 14 в открытый конец 148 фиксатор 80 на внешней оболочке проходит через упор 18a на цилиндрической части 18 и резьба 86 входит в сопряжение с резьбой 113, выполненной на соединительном элементе 113. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызывает соприкасание плунжера с соединительным элементом так, как это показано на фиг. 10. После того как детали соединятся вместе, шток 106 клапана емкости войдет в контакт со штоком 140 клапанного средства 136, вызвав одновременное перемещение в осевом направлении и клапанного элемента 137 первого средства регулирования расхода и клапанного элемента 92 второго средства регулирования расхода в открытом положение, показанное на фиг. 10. При находящихся в этом положении клапанах средств регулирования расхода растягивающаяся мембрана 30 вызовет перетекание под давлением жидкости, содержащейся в камерах 32, через седло клапана 128 в канал для жидкости 126 соединительного средства и затем в канал 103 клапанного средства емкости. Жидкость под давлением поступит затем в радиальные отверстия 94 клапана емкости и сразу после этого во внутреннюю часть емкости 76 так, как показано стрелками на фиг. 10. Такое стремительное поступление жидкости под давлением в пузырек с лекарственным средством вызовет процесс перемешивания или разбавления.
Как показано на фиг. 11, жидкость, поступающая в пузырек с лекарственным средством, будет смешиваться с лекарственным средством М, содержащимся в пузырьке, таким образом, чтобы получить текучее вещество, состоящее из смеси жидкости, хранившейся в камерах 32, и лекарственного средства М, хранившегося в пузырьке. Важно отметить, что когда жидкость под давлением стремительно поступает в пузырек с лекарственным средством, пузырек переместится в наружном направлении, показанном на фиг. 11, причем поверхность 83 стопорного средства или фиксатора пузырька 80, выполненного на пластмассовой оболочке, войдет в сопряжение с первым упорным элементом 18a, выполненным на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса 18. Следует отметить, что в этом положении плунжер 86 переместится из промежуточного положения внутри пузырька 76, как показано на фиг. 8, в наружное положение, показанное на фиг. 11, при котором плунжер 76 располагается рядом с открытой горловиной стеклянной емкости 76. Воздух, находящийся в пузырьке 76, если только он есть, способствует турбулентному процессу смешивания.
Разведенная смесь, лекарственное средством М, хранившееся в емкости 14, и остаточный воздух, если он имеется, передаются обратно в резервуар системы вливания путем приложения к пузырьку с лекарственным средством усилия, направленного внутрь, в направлении, указанном стрелкой 150 на фиг. 12. После того как пузырек 14 с лекарственным средством повторно вводится в цилиндрическую часть 18, разведенная смесь, находящаяся в пузырьке лекарственного средства, пропускается через радиальные отверстия 94 клапана лекарственного средства в канал 103 клапана, затем в канал 126, проходит через седло клапана 128 и затем в канал 124 соединительного средства. После этого жидкость поступит через каналы 122 и 28 в камеры 32 (фиг. 5). Захваченный жидкостью воздух, если он есть, будет выпущен в атмосферу через газопроницаемую эластомерную мембрану 30 с помощью процесса газового переноса. Как показано на фиг. 13, на внутренней стенке внутреннего цилиндрического элемента 114 соединительного средства выполнено множество расположенных по окружности каналов для жидкости 152, предназначенных для того, чтобы облегчить перетекание жидкости из камер 32, выполненных в системе вливания лекарственного средства устройства, и в эти камеры.
На фиг. 12 можно видеть, что сохраняющееся направленное внутрь давление, приложенное к пузырьку с лекарственным средством 14, заставит фиксатор 80, выполненный на оболочке 78, пройти через второй упор 18b, выполненный на внутренней поверхности цилиндрической камеры 18, и зафиксироваться в нем. Аналогичным образом фиксатор 82 пройдет через первый упор 16a цилиндрической части 18 и зафиксируется в стопоре 18a. При конфигурации деталей устройства, показанной на фиг. 12, пузырек с лекарственным средством 14 плотно фиксируется в своем положении в цилиндрической камере 18 корпуса 16.
Поступление разведенной смеси первого и второго компонентов, содержащихся в пузырьке 14, в камеры 32, вызванное телескопическим перемещением пузырька с лекарственным средством в цилиндрическую часть 18 заставит частично растянутую мембрану 30 перейти в растянутое положение, показанное на фиг. 5. После растяжения мембрана 30 будет постоянно развивать давление на полностью перемешанную жидкость, содержащуюся в камерах 32, так что после удаления крышки 58 и открывания игольчатого клапана 64 свежеразведенное лекарственное средство и разбавитель, образующие комбинированные перемешанные компоненты жидкости, будут вливаться пациенту контролируемыми дозами через любые подходящие соединительные средства, такие как игла для вливаний, присоединенная к каналу, показанному на фиг. 1 пунктиром и обозначенному позицией 154. Как было показано выше, дозирование вливания жидкости пациенту из устройства, являющегося предметом настоящего изобретения, можно точно регулировать путем манипулирования с игольчатым клапаном 64.
Высоким рабочим характеристикам устройства способствует применение при его изготовлении нескольких современных видов материалов. Эти материалы заметно способствуют повышению надежности, точности и удобства изготовления устройства. Перед тем как рассмотреть альтернативные варианты реализации изобретения, показанные на чертежах, дается краткое описание материалов, применяемых при изготовлении устройства, являющегося предметом настоящего изобретения.
Что касается основания 22 и крышки 44, то здесь возможно использование самых разнообразных материалов, включая металлы, каучук или пластмассы, совместимые с жидкостями, с которыми они соприкасаются. Примерами таких материалов могут служить нержавеющая сталь, алюминий, латексный каучук, бутилкаучук, нитрилкаучук, полиизопрен, сополимер стиренбутадиена, силиконы, полиолефины, такие как полипропилен и полиэтилен, полиэфиры, полиуретан, полиамиды и поликарбонаты.
Что касается далее упругой растягивающейся мембраны 30, то этот важный компонент может быть изготовлен из нескольких альтернативных материалов, включая каучук, пластмассы или иные термопластические эластомеры. К ним относятся латексный каучук, полиизопрен (натуральный каучук), бутилкаучук, нитрилкаучук, полиуретаны, этилен-бутадиен-стирен сополимеры, модифицированные силиконом полиуретаны, фтороуглеродистые эластомеры, фторсиликон, фторалоксифосфазиеновые полимеры и другие полимерные многокомпонентные системы, включая сополимеры (произвольные, чередующиеся, блокосополимеры, привитые, кристаллические и звездообразные блоксополимеры), механические полисмеси и взаимопроникающие полимерные сети.
Примерами материалов, оказавшихся особенно подходящими для этой сферы применения, являются: силиконовые полимеры (полисилоксаны) и высококачественные силиконовые эластомеры, выполненные из полимеров с большим молекулярным весом с добавлением подходящих наполнителей. Эти материалы могут отливаться в представляющие собой тонкую пленку мембраны и обладают высокой проницаемостью (допускающей максимальный перенос через мембрану пара и газа), высокой силой сцепления и прочностью на разрыв, а также превосходной низкотемпературной пластичностью и стойкостью к радиации. Кроме того, силиконовые эластомеры сохраняют свойства в широком диапазоне температур (от -80o до 200oC), стабильным при высоких температурах и демонстрируют прочность на разрыв до 2000 фунт/кв.дюйм при относительном удлинении до 600%.
Кроме того, силиконы (полиорганосилоксаны) являются термически стабильными, гидрофобными органометаллическими полимерами с наиболее низким взаимодействием типа р-р среди всех поставляемых промышленностью полимеров. Этот факт наряду с гибкостью основной цепи способствует низкой температуре стеклования (-80oC) и получению аморфной структуры для полимеров с высоким молекулярным весом (полидиметилсилоксаны). Мембраны из силиконового каучука значительно более проницаемы для газов, чем мембраны из любого другого полимера. В зависимости от применяемой лекарственной жидкости и заполнения в режиме хранения, определяющих желательные характеристики массового переноса мембраны (проницаемость и избирательность), другие материалы, выбор из которых возможен, включают полиуретанполисилоксановые сополимеры, смеси и взаимопроникающие полимерные сетки. Например, многокомпонентная взаимопроникающая полимерная сетка из полидиметилсилоксана и полиуретана, включающая 10-20% по весу полиуретана, демонстрирует улучшенный начальный модуль по сравнению с самим полидиметилсилоксаном.
Взаимопроникающая полимерная сетка представляет собой уникальные смеси поперечно связанных полимеров, по существу не имеющих между собой ковалентных связей, или графитов. Истинные
взаимопроникающие полимерные сетки являются также однородными смесями входящих в их состав полимеров. Другими примерами дополнительных материалов-кандидатов мог бы служить полиуретанполисилоксилан, прослоенный полипараксиленом или попеременно полидиметилсилоксаном и полипараксиленом. Совместно экструдированные слоистые материалы этого типа можно подобрать в соответствии с нужной газовой проницаемостью для диффузии пара, O2, N2 и CO2, а также определенными требованиями к их избирательности и направлению мигрирования газа при должной укладке слоями. Кроме того, на мембране могут выполнены сопрягающие поверхностные слои из различных материалов толщиной порядка от 5 до 20 
, чтобы получить биосовместимые сопряжения, не оказывая заметного влияния на проницаемость мембраны.
Что касается конструкционного заполнителя 40, то для него могут быть использованы многие виды пористых пластических материалов. В некоторых вариантах реализации изобретения этот компонент может быть изготовлен из одной из нескольких полимерных групп. Структура пластмассы этого компонента обычно включает сложную сеть открытых разнонаправленных пор. Поры могут иметь размеры от 0,8 мкм до 2000 мкм и обеспечивают пластику уникальное сочетание газопроницаемости и механической прочности. Кроме того, материал прочен, легок, обладает высокой устойчивостью к химическим воздействиям и в зависимости от конкретной конфигурации устройства может быть гибким. По степени твердости он может быть мягким, упругим или жестким, а в зависимости от конкретного требующегося микродиаметра возможно применение следующих полимеров: полипропилена, полиэтилена с ультравысоким молекулярным весом, высокоплотного полиэтилена, поливинилдиенфторида, этиленвинилацетата, стиренакрилонитрила, политетрафторэтилена.
Альтернативным материалом для изготовления корпуса 40 и основания 22, который мог бы служить газонепроницаемым барьером, является материал, который предлагает фирма "B-P Cheminals International", Кливленд, шт. Огайо, под товарной маркой "Барекс". Этот материал, чистый каучук, модифицированный акрилонитриловым сополимером, который находит широкое применение в производстве тары благодаря своей превосходной газонепроницаемости, стойкости к химическим воздействиям и пригодности к экструдированию (термоформовке) и литьевому формованию. Изделие с применением этого и сходных с ним непроницаемых материалов может быть изготовлено или в один слой, или совместным экструдированием (с такими другими материалами как полиэтилен, полипропилен, полистирол и другие модифицированные стиролы). Сочетание различных материалов может быть использовано для улучшения желательных физических свойств термоформованной детали.
Обратимся теперь к фиг. 15 и 16, на которых показан второй вариант реализации настоящего изобретения. В этой форме изобретения первая и вторая части корпуса и часть устройства с системой вливания идентичны по конструкции и принципам работы с первым вариантом реализации и одинаковыми позициями обозначены одинаковые детали. Однако узел емкости, в целом обозначенный на фиг. 15 и 16 позицией 200, несколько отличается.
Узел емкости 200 состоит из стеклянного пузырька 202 с камерой 204, предназначенной для помещения лекарственного средства M. Пластмассовый корпус или оболочка 206 плотно надет на пузырек 202 и включает первый и второй фиксаторы 208 и 210, которые идентичны описанным выше фиксаторам 80 и 82. Внутри пузырька 202 помещено второе средство регулирования расхода в этой форме реализации изобретения, предназначенное для регулирования потока жидкости, поступающей в камеру 204 и вытекающей из нее. В данном случае второе средство регулирования расхода состоит из плунжера 212, плотно входящего в пузырек 202. Устройство плунжера 212, в целом, аналогично устройству плунжера 86: он имеет цилиндрическую форму и юбку 214, находящуюся в плотном контакте с внутренней стенкой пузырька 202. Плунжер 212 включает также сходные соединительные средства, показанные здесь в форме резьбы 216 для зацепления с резьбой 113, выполненной на соединителе 112.
Однако в этой второй форме реализации изобретения в плунжере 212 предусмотрен внутренний канал 218, который обычно закрыт расположенной поперек него хрупкой или пробиваемой диафрагмой 220. Первое клапанное средство, представленное в данном случае как клапанный узел 222, располагается в канале 218 и совместно с диафрагмой 220 регулирует поток жидкости через канал 218. Плунжер 212 включает обращенный внутрь фланец 224, в который обычно упирается фланец 226, выполненные на клапанном узле 22 (фиг. 15). Клапанный узел 222 включает также шток 228, который в этом варианте реализации изобретения составляет часть управляющего устройства для управления клапаном соединителя и клапаном плунжера. Вокруг штока 228 находится канал для жидкости 230. Шток 228 выполнен как единое целое с корпусом плунжера и оканчивается в точке 232. Как показано на фиг. 15, когда клапанный узел 222 находится в нормальном положении, показанном на фиг. 15, точка 232 соприкасается с диафрагмой 220.
При использовании устройства, представляющего второй вариант реализации изобретения, когда плунжер 214 навинчен на резьбу соединительного элемента 112 так, как это показано на фиг. 16, клапанный узел 222 будет смещен вправо штоком 140 клапана соединительного элемента 136, причем диафрагма 220 будет пробита. В то же время клапан 136 сместится в осевом направлении и откроется, что позволит жидкости, находящейся в резервуаре системы вливания устройства. протечь через каналы 230 в камеру 204 пузырька 202 и смешаться с лекарственным средством M. Жидкость под давлением, текущая из резервуара системы вливания устройства, сдвигает узел емкости в наружном направлении в положение, показанное на фиг. 16, в котором фиксатор 208 входит в зацепление с упором 18a, выполненным в первой части 18 корпуса 16. После завершения этого процесса разведения разведенная жидкость поступает под давлением в резервуар системы вливания устройства так же, как было описано выше, путем смещения узла емкости влево, как показано на фиг. 16, и в фиксированное положение, сходное с показанным на фиг. 12 и описанным ранее.
На фиг. 17-22 проиллюстрирована еще одна форма реализации изобретения. Система вливания, являющаяся частью устройства, в этом варианте реализации изобретения по существу идентична по конструкции и работе этой системе в первых двух формах реализации изобретения, и для обозначения одинаковых деталей используют одинаковые позиции. Однако соединительная часть устройства несколько отличается, как и конструкция узла с пузырьком с лекарственным средством, обозначенного здесь позицией 300.
Система вливания этого третьего варианта реализации изобретения также включает блок основания 21 c, в общем, плоским основанием 22. Основание 22 имеет впускное отверстие для жидкости 24 и выпускное отверстие для жидкости 26 (не показано), которые сообщаются через многониточный канал для жидкости 28. Как и ранее, канал для жидкости 28 включает первую поперечно расположенную нить 28a, сообщающуюся с впускным отверстием для жидкости 24, вторую, находящуюся от нее на определенном расстоянии, поперечно расположенную нить 28b (не показана) и две продольно расположенных нити, или канала, 28c, которые соединяют между собой нити 28a и 28b. Поперечно расположенная нить 28 сообщается с выпускным отверстием 26 так же, как показано на фиг. 2.
Устройство в этом варианте реализации изобретения также включает растягивающуюся мембрану 30, изготовленную из упругого материала. Мембрана 30 прилегает к основанию 22 так, как было описано выше, и образует совместно с основанием один или несколько резервуаров, или камер 32 для хранения разбавителя типа, показанного на фиг. 5. Мембрана 30 может растягиваться жидкостью, поступающей под давлением в камеры 32 через запирающееся впускное отверстие 33, выполненное в основании 22 (фиг. 18). Как и в описанных ранее вариантах реализации изобретения, упругость мембраны 30 такова, что мембрана, будучи растянутой, стремится вернуться к первоначальной конфигурации с меньшим растяжением. Это заставляет жидкость вытекать из устройства через выпускное отверстие для жидкости после открывания средств регулирования потока, предусмотренных настоящим изобретением.
Между растягивающейся мембраной 30 и верхней плоской поверхностью 22a основания 22 располагаются средства создания в камере 32 незаполненного объема. Эти средства и в этом случае имеют форму двух отдельных выступов 34. В каждом из выступов 34 предусмотрены продольный первый паз и канал 36. Когда устройство собирают так, как показано на фиг. 4 и 5, пазы 36 накладываются в точности на параллельные каналы для жидкости 28c и средства соединения с мембраной, показанные здесь в форме выступов 34, выдвигаются вверх в камеры для жидкости 32, образуя в них незаполненное пространство. В процессе эксплуатации устройства растягивающаяся мембрана 30 с усилием выталкивает жидкость, содержащуюся в камерах 32, из устройства через выпускное отверстие 56, как было описано выше. Конструкция и применение средств регулирования вытекающего потока или средств отсечки и дозирования 63 также были описаны выше.
Сверху на растягивающуюся мембрану 30 накладывается пористый пластмассовый, газопроницаемый, конструкционный заполнительный элемент 40 (не показан на фиг. 17), который, в свою очередь, покрыт крышкой 44 типа, описанного выше.
Первая часть корпуса, обозначенная на фиг. 17 позицией 302, имеет несколько отличную конструкцию от первой части корпуса 18. Вместо упоров 18a и 18b типа, показанного на фиг. 2, первая часть корпуса 302 в данном случае снабжена внутренней резьбой 304, назначение которой будет объяснено далее. Часть 302 снабжена также средством фиксации емкости в форме упругих храповых зубцов 306, входящих в зацепление и фиксирующих храповые сопрягающиеся с ними зубцы 308, выполненные на емкости для пузырька с лекарственным средством.
Соединительные средства этой третьей формы реализации изобретения по существу идентичны соединительным средствам описанных ранее вариантов реализации изобретения и состоят из стерильного соединительного блока 110, который удерживается в центре цилиндрической части корпуса 302 жестким соединительным элементом 111, расположенным в поперечном направлении относительно части корпуса 302. Соединительный блок 110 состоит из наружной цилиндрической части 112 с внутренней резьбой 113 (фиг. 19) и соосно расположенной внутренней цилиндрической частью 114. Как и ранее, внутренняя часть 114 жестко удерживается внутри наружной части 112 посредством кольцеобразной концевой стенки 116 (фиг. 19). Как лучше всего можно видеть на фиг. 19, концевая стенка 116 плотно входит в выемку или паз 118, выполненный в соединительном элементе 111. Частью соединительного элемента 111 является также выступающий в радиальном направлении элемент соединителя 120 с внутренним каналом для жидкости 122, который сообщается с впускным отверстием 24 в основании 22, когда опора 111 устанавливается внутри цилиндрической части 302 так, как показано на фиг. 17 и 18.
Как показано на фиг. 19, канал 122 сообщается с каналом 124, образованным внутренними стенками цилиндрической части 114. Канал для жидкости 126 меньшего диаметра соединяется с каналом 124 в образующей седло клапана конусной части стенки 128. Клапанное средство, в целом обозначенное позицией 136, которое также описано ранее, выполняет возвратно-поступательное движение в канале 124, будучи предназначенным для регулирования потока жидкости в канале 126 способом, который будет описан ниже. Как показано на фиг. 8 и 9, клапанное средство 136 включает клапанный элемент 137, состоящий из корпуса 138 и штока 140. В месте соединения частей 138 и 140 стенка 142 скошена на конус и может практически герметично входить в седло клапана, образуемое конусной стенкой 128, когда клапан находится в закрытом положении, показанном на фиг. 19. Когда устройство, являющееся предметом изобретения, находится в режиме хранения, открытый конец соединительного блока 112 закрыт съемной герметичной крышкой 130 типа, показанного на фиг. 1.
В варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 17-21, узел емкости 300 включает второе средство регулирования расхода, предназначенное для регулирования потока жидкости, поступающего и вытекающего из внутренней камеры 309 стеклянного пузырька 310 (фиг. 19), в котором содержится лекарственное средство M. Второе средство регулирования расхода в этом варианте реализации изобретения сходно по устройству и принципам работы с описанным ранее и включает плунжер 86, который довольно плотно входит в пузырек 310. Плунжер 86 включает также связующее средство, показанное в форме резьбы 86b, для обеспечения связи с соединительным средством устройства. Как и ранее, клапанный узел 88 регулирует поток жидкости, проходящий через канал 86c, выполненный в плунжере 86, и управление им осуществляют с помощью средства управления, описанного выше. Однако, как можно видеть на фиг. 19 и 20, плунжер 86 снабжен выполненными по его окружности кольцевыми каналами 89 и 91, которые по существу герметично закрываются соответственно деталями 92 и 96 элемента 90.
Стеклянный пузырек 310 помещен в сборную крышку, или оболочку 312, окружающую пузырек и снабженную описанными выше, проходящими по окружности храповыми зубцами 308. Рядом с открытым концом крышки 312 выполнена наружная резьба 314, которая сопрягается с внутренней резьбой 304, выполненной в цилиндрической части корпуса устройства. Пузырек 310 (фиг. 18) закрыт отрывным колпачком, таким как 311, который выполнен как единое целое с передней частью 213f оболочки 312.
В процессе использовании устройства, являющегося предметом изобретения, сначала с узла с пузырьком с лекарственным средством 300 снимают колпачок 311. После этого снимают крышку 130, закрывающую канал стерильного соединительного элемента 110, и открытый конец пузырька лекарственного средства 300 вставляют через открытый конец 148 цилиндрической части 302 (фиг. 19). После ввода пузырька с лекарственным средством 300 в открытой конец 148 резьба 314 входит в зацепление с первой внутренней резьбы 304a, выполненной в цилиндрической части 302 (фиг. 19). Одновременно резьба 86b войдет в сопряжение с резьбой 113, выполненной на соединительном элементе 112. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызовет сопряжение резьбы 314 с первой внутренней резьбой 304a и сопряжение резьбы 86b плунжера 86 с резьбой 113 соединительного элемента 112 так, как это показано на фиг. 20. Зубцы 308, выполненные в оболочке 312, также войдут в зацепление с храповыми зубцами 306. После того как плунжер сопрягается с элементом 112, шток 106 клапана емкости входит в контакт со штоком 140 клапанного средства 136, вызвав одновременное перемещение в осевом направлении и клапанного элемента 137 первого средства регулирования расхода и клапанного элемента 92 второго средства регулирования расхода в открытое положение, показанное на фиг. 20. При находящихся в этом открытом положении клапанах средств регулирования расхода растягивающаяся мембрана 30 вызовет перетекание под давлением жидкости, содержащейся в камерах 32, через седло клапана 128 в канал для жидкости 126 соединительного средства и затем в канал 103 клапанного средства емкости. Жидкость под давлением поступит затем в радиальные отверстия 94 клапана емкости и сразу после этого во внутреннюю часть 309 стеклянной емкости 310 так, как показано стрелками на фиг. 20. Такое поступление жидкости под давлением в пузырек с лекарственным средством вызовет процесс перемешивания или разбавления.
Как показано стрелками на фиг. 20, жидкость, поступающая в пузырек с лекарственным средством, будет тщательно смешиваться с содержащимся в пузырьке лекарственным средством M таким образом, чтобы получить активное лекарственное текучее вещество, состоящее из смеси жидкости, хранившейся в камерах 32, и лекарственного средства М, хранившегося в пузырьке.
После смешивания лекарственного средства M с разбавителем узел пузырька лекарственного средства еще раз поворачивают по часовой стрелке. В ходе этого дополнительного поворота резьба 314 пузырька с лекарственным средством будет перемещаться по идущему по окружности свободному пространству 316, выполненному в цилиндрической части 302. Как показано на фиг. 20, пространство 316 служит промежуточным пространством и расположено между первым участком резьбы 304a и резьбой 304. Продолжение вращения пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызовет сопряжение резьбы 314 с резьбой 304, перемещая узел пузырька лекарственного средства из положения, показанного на фиг. 20, в положение упора, показанное на фиг. 21. Храповые зубцы 308 на оболочке также будут находиться в зацеплении с упругими храповыми зубцами 306, выполненными на внутренней поверхности части 302 корпуса. Как лучше всего видно на фиг. 22, храповые зубцы 306 изготовлены таким образом, что могут упруго деформироваться, допуская свободное вращение узла пузырька лекарственного средства по часовой стрелке, но входят в зацепление с зубцами 308 так, как показано на фиг. 22, не допуская вращения узла пузырька лекарственного средства против часовой стрелки. При таком устройстве после сопряжения узла пузырька с лекарственным средством с цилиндрической частью 302 его невозможно легко извлечь.
Перемещение узла пузырька с лекарственным средством в положение, показанное на фиг. 21, вызывает возвращение разведенной смеси в систему вливания через каналы 94, 103, 126, 124, 122 и 28 для поступления в камеру 30 и дальнейшего смешивания с разбавителем с последующим вливанием пациенту способом, описанным ранее.
На этикетке, покрывающей периферийную поверхность оболочки 312 и соединяющей передний и задний участки 312f и 312r, могут быть нанесены обозначения в форме чисел, цветовых кодов или тому подобного с целью указания положения узла пузырька при подсоединении, разбавлении и возвращении разбавленного лекарственного средства относительно цилиндрической части 302. Такие обозначения полезны при обучении лежачих больных пользованию устройства.
На фиг. 23-33 показан еще один вариант реализации настоящего изобретения. Эта четвертая форма реализации изобретения полностью отличается по внешнему виду, но аналогичным образом включает пузырек лекарственного средства или узел емкости, по устройству и принципу работы подобный узлу емкости 300 третьей формы реализации изобретения. Соответственно одинаковыми цифровыми позициями на фиг. 23-33 обозначены одинаковые детали, образующие узел емкости. Соединительные детали соединительных средств настоящей формы реализации изобретения также идентичны описанным ранее со ссылкой на фиг. 17-22. Однако имеющая цилиндрическую форму первая часть корпуса устройства, в которой размещаются соединительные средства, обозначенная здесь позицией 400, имеет несколько отличное устройство, как и вторая часть корпуса, в которой размещается система вливания устройства. Устройство, являющееся этой четвертой формой реализации изобретения, в целом больше по размерам устройств, соответствующих описанным ранее вариантам реализации изобретения, и предназначено для дозирования более значительных объемов лекарственных средств.
Конкретно на фиг. 23, 24 и 25 вторая часть, или система вливания, в целом обозначенная позицией 402, состоит из блока основания 404, включающего криволинейный элемент основания 406 с передней и задней поверхностями 408 и 410. Средняя часть 407 элемента основания 406 имеет множество мелких, пересекающихся миркоканалов 412 для пропуска жидкости, сообщающихся с продольным центральным сборным каналом 414, состоящим из отдельных участков 413 и 416 (фиг. 29). Назначение этих каналов и деталей будет описано ниже. Боковые участки 418 элемента основания 406 имеют отверстия 420, которые можно использовать для того, чтобы держать устройство в процессе работы с ним или же через низ могут быть пропущены ленты, с помощью которых можно прикрепить устройство к телу пациента.
Тонкая, в общем плоская растягивающаяся эластомерная мембрана, или элемент, 430 термоскреплена и образует вместе с центральной частью 407 основания 406 камеру 422 (фиг. 27). Элемент 430 оттягивается от плоскости так, как показано на фиг. 27. при подаче в камеру жидкости под давлением. По мере растягивания растягивающегося элемента 430 давлением жидкости в элементе возникают внутренние напряжения, которые вызывают постоянное стремление элемента вернуться к первоначальному положению с меньшим растяжением.
Важной особенностью этой последней формы реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения, является применение фильтрующего устройства, размещенного в камере 432 и предназначенного для фильтрования жидкости, поступающей из камеры 432 в каналы для жидкости 412, выполненные в элементе основания 406. Фильтрующее устройство может также быть использовано в качестве граничной ловушки для пузырьков. В показанном варианте реализации изобретения фильтрующее устройство выполнено в форме тонкой, микропористой пленки, слоистой или композитной мембраны 434, которая размещается на передней поверхности 408 основания 406 так, как показано на фиг. 27. Передняя поверхность 408 служит опорой для фильтра 434. Мембрана 434 может быть изготовлена из разнообразных фильтрующих материалов, свойства которых очевидны специалистам в данной области техники, включая ацетат целлюлозы, политетрафторэтилен, полипропилен, пливинилдиенфторид и композит полиуретана/полиэтилена.
Сверху на растягивающуюся мембрану 430 накладывается пористый пластмассовый, газопроницаемый, конструкционный заполнительный элемент 436. Как лучше всего видно на фиг. 27, в элементе 436 предусмотрен расположенный по центру продольный канал 438 с вогнутой поверхностью, к внутренней стенке 440 которого первоначально прижимается мембрана 430, будучи максимально растянутой жидкостью, поступающей под давлением в камеру 432. Элемент 436 может быть изготовлен из такого же материала, который был описан выше в связи с элементом 40.
Элемент 436 накрыт и герметично изолирован твердым пластмассовым корпусом 442. Корпус 442 имеет также средства пропуска газов, представленные несколькими отверстиями 444, выполненными в верхней стенке корпуса. Когда растягивающаяся мембрана 430 изготавливается из газопроницаемого материала, средства пропуска газа, включая отверстия 444, позволяют любым газам, содержащимся в жидкостях, поступающих в камеру 432, если они имеются, проходить через газопроницаемую мембрану, через заполнитель 436 и поступать в атмосферу через отверстия для пропуска газов. Отверстия для пропуска газов 444 закрывает этикетка 446 с удаляемой частью. В некоторых случаях крышка и основание могут быть изготовлены из аналогичных материалов типа, описанного ранее.
Узел основания 404 включает также выпускное отверстие 448, обычно закрытое съемной крышкой 450. Выпускное отверстие 448 сообщается с выпускным отверстием для жидкости 414 и выходом 417 через патрубок 452 (фиг. 28). Выпускное отверстие 448 канала сообщается также с поперечным каналом 454, выполненным в основании 406 и оканчивающимся на своем наружном конце отверстием 456 (фиг. 28). В отверстие 456 (фиг. 23) вводится средство регулирования выпускного потока, показанное здесь как отсечное и дозирующее жидкость средство типа, описанного выше и обозначенного на фиг. 2-6 позициями 63. Как уже описано выше, игольчатый клапан 63 или практически закрывает, или в нужной степени ограничивает поток жидкости, вытекающей из устройства через канал 414 и выпускное отверстие 448. Как видно на фиг. 28, в канале 454 имеется внутренняя резьба, в которую входит резьба 458 на наружной поверхности штока 460. При такой конструкции вращение маховичка 462 на штоке 460 позволяет перемещать элемент клапана по каналу 454 в осевом направлении, чтобы осуществлять контролируемое смещение конусной части 464 штока 460 ее внутренним концом относительно канала 454 и в контакте с седлом клапана 464a, выполненным в основании 406 (фиг. 28). Прокладочное кольцо 463 обеспечивает уплотнение штока 460 относительно канала 454. В качестве альтернативного варианта или одновременно с игольчатым клапаном канал 452 может быть первоначально герметически закрыт внутренней перегородкой 465 (фиг. 23), которая может быть проколота острием, предусмотренным на комплекте для внутривенного вливания. Этот тип конструкции перегородки в раципиентном отверстии хорошо известен специалистам в данной области.
Показанная на фиг. 23-29 конструкция узла емкости 300 похожа, как можно видеть, на конструкцию, показанную на фиг. 17-22. Узел емкости, подробности устройства которого мы не будем повторять, вводится в цилиндрическую часть корпуса 400 и плунжер 86 первоначально сопрягается с соединительным элементом 112 так, как это описывалось выше (см. также фиг. 32 и 33). В этой последней форме реализации изобретения цилиндрическая часть 400 скреплена с задней или вогнутой поверхностью 410 элемента основания 406 посредством соединительного буртика 470 (фиг. 23). Часть 400 включает также поперечно расположенный опорный выступ 471 с гнездом 473, на который опирается соединительный элемент 112 так, как лучше всего можно видеть на фиг. 30. Опорный выступ 471 имеет канал 477, сообщающийся с каналом 124 соединительного элемента 114 и с каналами 414 основания 402 через отверстие 415. Аналогичным образом корпус отводящего канала 452 и корпус игольчатого клапана 474 отходят под углом от задней поверхности 410 (фиг. 26 и 28). Следует отметить, что передняя поверхность 408 элемента основания 406 снабжена выступающей установочной поверхностью 475, окружающей отверстие 415 и на которую крепится фильтр 434. На фильтре 434 предусмотрено отверстие 434a, в которое по периферии входит выступающая поверхность 475, так что жидкость может свободно протекать через отверстие 415 между каналом 414 и камерой 432 (фиг. 25).
При использовании устройства в этой четвертой форме реализации настоящего изобретения его удерживают за одну из боковых сторон 418 и, сняв крышку пузырька и крышку, закрывающую канал стерильного соединительного элемента 110, вводят открытый конец пузырька лекарственного средства 300 в открытый конец 401 цилиндрической части 400 (фиг. 23). Как лучше всего можно видеть на фиг. 29 и 30, после ввода пузырька с лекарственным средством 310 в открытый конец 401 резьба 314 входит в зацепление с первой внутренней резьбой 403a, выполненной в цилиндрической части 400. Одновременно резьба 86b войдет в сопряжение с резьбой 113, выполненной на соединительном элементе 112. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызовет сопряжение резьбы 314 с первой внутренней резьбой 403a, а сопряжение резьбы 86b плунжера 86 с резьбой 113 соединительного элемента 112 так, как это показано на фиг.30. Зубцы 308, выполненные в оболочке 312, также войдут в зацепление с храповыми зубцами 405 на цилиндрической части корпуса 400. После сопряжения плунжера с элементом 112 шток 106 клапана емкости входит в контакт со штоком 140 клапанного средства 136, вызывая одновременное перемещение в осевом направлении и клапанного элемента 137 средства регулирования расхода и клапанного элемента 92 средства регулирования расхода емкости в открытое положение, показанное на фиг. 30 и 32. При находящихся в этом открытом положении клапанах средств регулирования расхода растягивающаяся мембрана 430 вызовет перетекание под давлением жидкости, содержащейся в камере 432, через отверстие 415 (фиг. 25 и 30) в канал 477, канал 124, через седло клапана 128 в канал для жидкости 126 соединительного средства и затем в канал 103 клапанного средства емкости. Жидкость под давлением поступит затем в радиальные отверстия 94 клапана емкости и сразу после этого во внутреннюю часть 309 стеклянной емкости 309 так, как показано стрелками на фиг. 30. Такое поступление жидкости под давлением в пузырек с лекарственным средством вызовет процесс перемешивания или разбавления.
Как показано стрелками на фиг. 30, жидкость, поступающая в пузырек с лекарственным средством, будет тщательно смешиваться с содержащимся в пузырьке лекарственным средством M таким образом, чтобы получить активное лекарственное текучее вещество, состоящее из смеси жидкости, хранившейся в камере 432, и лекарственного средства М, хранившегося в пузырьке.
После смешивания лекарственного средства М с разбавителем узел пузырька лекарственного средства еще раз поворачивают по часовой стрелке так, как это показано на фиг. 31. В ходе этого дополнительного поворота пузырек будет перемещаться по идущему по окружности свободному пространству 479, выполненному в цилиндрической части 400. Как и ранее, пространство 479 служит промежуточным пространством и расположено между первой резьбой 403a и резьбой 403. Наличие промежуточного пространства 479 дает время для обратного наполнения системы и разбавления лекарственного средства. Продолжение вращения узла пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызовет сопряжение резьбы 314 с резьбой 403, перемещая узел пузырька лекарственного средства из положения, показанного на фиг. 30, в положение упора, показанное на фиг. 31. Храповые зубцы 308 на оболочке также будут находиться в зацепление с упругими храповыми зубцами 405, выполненными на внутренней поверхности части 400 корпуса, по существу фиксируя пузырек в положении внутри части корпуса 400.
Продолжение перемещения узла пузырька с лекарственным средством в конечное положение, показанное на фиг. 31, вызывает почти полное возвращение разведенной смеси обратно в камеру 432 системы вливания через каналы 94, 103, 126, 124, 477 и 414 и через отверстие 415 для последующего контролируемого вливания пациенту через фильтр 434 и множество сборных каналов для жидкости 412 в канал 414 через отверстие 417 и далее из устройства через канал 452 и выпускное отверстие 448. Как было показано выше. интенсивность вытекания жидкости через выпускное отверстие 448 регулируют с помощью игольчатого клапана 63.
И в этом случае на этикетке, покрывающей периферийную поверхность оболочки 312, могут быть нанесены обозначения в форме чисел, цветовых кодов или тому подобного, с целью указания положения узла пузырька относительно цилиндрической части 400 при подсоединении, разбавлении и переносе разбавленного лекарственного средства.
На фиг. 34-38 показан самый последний вариант реализации изобретения. Этот последний вариант во многих отношениях похож на вариант реализации, показанный на фиг. 23-33, и для обозначения деталей используются одинаковые позиции. Конкретнее, часть с емкостью для вливания устройства наряду с соединительными элементами 112 и 114 идентичны описанным ранее, как и клапан соединительного средства 136 и управляющие средства. Однако цилиндрическая часть корпуса 500, установленная на задней поверхности 410 основания 406, имеет несколько отличную конструкцию, как и узел пузырька с лекарственным средством. Особенности конструкции этих отличающихся элементов и способ применения этой последней формы изобретения будут описаны в следующих параграфах.
Обратимся сначала к фиг. 34 и 35, на которых можно видеть блок основания, вполне сходный с показанным на фиг. 25 и имеющий изогнутый элемент основания 406 со множеством микроканалов 412 для жидкости, сообщающихся с центральным каналом 414, состоящим из отдельных участков 413 и 416. Боковые участки 418 с отверстиями 420 подобны описанным ранее. Устройство включает также растягивающуюся упругую мембрану 430 и фильтрующее устройство, которые действуют так же, как и описанные ранее. На фиг. 36 показан пузырек с лекарственным средством или узел емкости 502 настоящей формы реализации изобретения, включающий второе средство регулирования потока жидкости, поступающего во внутреннюю камеру 509 пузырька 510, в которой содержится лекарственное средство M, и вытекающего из нее. Второе средство регулирования потока в этой форме реализации изобретения по конструкции и принципу действия идентично описанному выше и состоит из плунжера 86 с невысокой твердостью, который плотно входит в пузырек 510. Плунжер 86 имеет также соединительные средства, показанные как резьба 86b, для взаимодействия с соединительными средствами устройства. Как и прежде, клапанный узел 88 регулирует поток жидкости, проходящий по каналам, выполненным в плунжере 86, а управление им осуществляется с помощью средства управления описанного выше типа.
Пузырек 510 помещен в сборную крышку, или оболочку 512, окружающую пузырек 510. Оболочка 512, в свою очередь, телескопически входит во втулку 512a, включающую фиксирующий упор системы 511. Ближе к нижнему концу втулки 512a на ней расположена наружная резьба 514, совместимая с внутренней резьбой 504 в цилиндрической части 503 корпуса устройства. Пузырек 510 закрыт интегральным колпачком отрывного типа, таким как 508 (фиг. 36). Втулка 512a снабжена также расположенными по окружности захватами для пальцев 507, назначение которых будет описано ниже. Оболочка 512 включает фиксирующее средство для ее фиксации в цилиндрические части корпуса 503. Это фиксирующее средство выполнено в данном случае в форме кольцевой детали 515, расположенной ближе к нижнему концу элемента 512.
На фиг. 37 показано, что цилиндрическая часть 502 корпуса устройства, представляющего этот последний вариант реализации изобретения, имеет горловину увеличенного диаметра 517, в которую входит упор 511 и в которой имеется выступающая кольцевая поверхность 519, в которую упирается упор 519. Кроме поверхности 519, на определенном расстоянии в продольном направлении от нее имеется выступающий внутрь кольцевой упор 521, который способом, описанным ниже, применяется для завершения цикла, фиксируя кольцевой элемент 515, выполненный на оболочке 512.
В процессе использования устройства, являющегося последней формой реализации изобретения, сначала с узла с пузырьком с лекарственным средством 300 снимают колпачок 508. После этого открытый конец пузырька лекарственного средства 502 вставляют в стерильную горловину 517 цилиндрической части 503 (фиг. 37). Пользуясь для управления выступами 507 для пальцев, резьбу 514 совмещают с внутренней резьбой 504, выполненной в цилиндрической части 503. После этого узел пузырька 502 продвигают вперед, чтобы приблизить резьбу 86b на плунжере 86 к резьбе 113 на соединительном элементе 112. Дальнейшее вращение за выступы для пальцев 507 пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке приведет к сопряжению резьбы 86b на плунжере 86 с резьбой 113 на соединительном элементе 112 так, как показано на фиг. 37. После того как плунжер сопрягается с элементом 112, шток 106 клапана емкости входит в контакт со штоком 140 клапанного средства 136, вызвав одновременное перемещение в осевом направлении и клапанного элемента 137 первого средства регулирования расхода и клапанного элемента 92 второго средства регулирования расхода в открытое положение, показанное на фиг. 37. При находящихся в этом открытом положении клапанах средствах регулирования расхода растягивающаяся упругая мембрана 30 вызовет перетекание под давлением жидкости, содержащейся в камере 432, через отверстие 415, в канал 477, канал 124, через седло клапана 128 в канал для жидкости 126 соединительного средства и затем в канал 103 клапанного средства емкости. Жидкость под давлением поступит затем в радиальные отверстия 94 клапана емкости и сразу после этого во внутреннюю часть емкости 510 так, как показано стрелками на фиг. 37. Такое поступление жидкости под давлением в пузырек с лекарственным средством вызовет процесс перемешивания или разбавления и приведет к смещению емкости в наружном направлении (вверх, как показано на фиг. 37).
Во всех описанных до сих пор формах реализации изобретения плунжер клапана емкости предпочтительно изготавливают из каучука или силикона. Клапанный элемент, совершающий возвратно-поступательные движения внутри плунжера изготавливают предпочтительно из более твердого каучука или силикона, или из стекла или пластмасс, таких как полипропилен, поликарбонат, полистирол, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, политетрафторэтилен или высокоплотный тефлон или нейлон. Аналогичным образом клапанный элемент 137 предпочтительно изготавливают из силиконового каучука, каучука, гибких поливинилхлоридов, полиуретана, политетрафторэтилена или фтористокремниевых эластомеров.
Обратимся теперь к фиг. 39-53, на которых показан еще один вариант реализации изобретения. В этом варианте реализации конструкция цилиндрической части корпуса 600 и блока основания 604 близка к конструкции части корпуса 400 и блока основания 406, показанных на фиг. 23-28 и для обозначения одинаковых деталей используются одинаковые позиции. Однако узел емкости, подробности устройства которого будут описаны ниже, имеет несколько отличную конструкцию. Более конкретно устройство, представляющее эту новую форму реализации изобретения, допускает контролируемое смешивание разбавителя или иной исходной жидкости с лекарственным средством путем применения средств регулирования расхода для точного регулирования расхода жидкости между резервуаром для хранения и камерами смешивания лекарственного средства.
В этой последней форме реализации изобретения цилиндрическая часть 600 скреплена с задней или вогнутой поверхностью 410 элемента основания посредством соединительного буртика 470 (фиг. 23). Часть 600 включает также поперечно расположенный опорный выступ 607 с гнездом 609, на который опирается соединительный элемент 612 так, как лучше всего можно видеть на фиг. 40. В основании 406 имеются продольные каналы 614 и 616. Канал 614 сообщается с резервуаром 432 и отверстием 415. Канал 616 сообщается с выпускным отверстием, выполненным в корпусе выпускного канала 472. Аналогичным образом корпус игольчатого клапана 474 типа, описанного выше, отходит под углом от задней поверхности 410 (фиг. 26 и 28). Следует отметить, что передняя поверхность элемента основания включает множество пересекающихся микроканалов 412 и снабжена выступающей установочной поверхностью 475, окружающей отверстие 415 и на которую крепится мембрана фильтра 434 (фиг. 39). Фильтр и микроканалы 412 действуют так же и предназначены для тех же целей, что и описанные выше.
На фиг. 41 и 42 показан узел емкости 620 этой формы реализации изобретения, состоящий из стеклянного пузырька 622 с камерой 624 для помещения в нее лекарственного средства, которое может быть лекарственным средством с длительным периодом выделения, которое показано здесь в виде капсул или таблеток 625. Пластмассовая крышка или оболочка 626 плотно надета на пузырек 622 и включает мерную резьбу 627 (фиг. 53), назначение которой будет описано ниже. Вокруг крышки 626 располагается втулка 628 с наружной резьбой 630 и фиксирующими упорами 632. Резьба 630 сопрягается с внутренней резьбой 634, выполненной на цилиндрической части 600. Внутри ампулы 622 размещено средство регулирования расхода этой формы реализации изобретения для практически полного регулирования расхода жидкости, поступающей в смесительную камеру 624 и вытекающей оттуда. В данном случае средство регулирования расхода состоит из плунжера 636, плотно входящего в пузырек 622. В общем плунжер 636 имеет конструкцию, сходную с конструкцией описанного ранее плунжера 86, цилиндрическую по форме с юбкой 638, предназначенной для плотного контакта с внутренней стенкой пузырька 622 (фиг. 44).
По оси плунжера выполнено центральное отверстие 639 и несколько расположенных по окружности каналов для жидкости 640. Клапанный элемент 642 точного регулирования потока представляет также собой часть средства регулирования расхода и включает расположенный по центральной оси впускной канал 643. Элемент 642 выполняет возвратно-поступательные движения в канале 639 и снабжен первым фланцем 641, предназначенным для регулирования протекания жидкости через каналы 640. Элемент 642 включает также второй, или внутренний фланец 645, направляющий перемещение клапанного элемента в кольцевом канале 636a, выполненном в плунжере 636. Клапанный элемент 642 включает также шток 647, который способом, описанным ниже, взаимодействует со стопорным клапаном 646, размещенным во внутреннем канале 649, выполненном в соединительном элементе 612 (фиг. 43). Шток 647 является интегральной частью клапанного элемента 642 и оканчивается на внутреннем конце 647a. Рядом с противоположным концом 647b штока 647 расположен поперечный канал для жидкости 650, пропускающий жидкость через запорный клапан 646 с последующим поступлением во впускной канал 643 (фиг. 50).
При использовании устройства, представляющего эту самую последнюю форму реализации изобретения, сначала снимают колпачок 651, закрывающий пузырек, и колпачок 652, закрывающий канал, открытый конец 653 узла пузырька с лекарственным средством готов к тому, чтобы быть введенным в конец 601 цилиндрической части 600 (фиг.45), который в некоторых случаях может быть закрыт стерильной отрывной крышкой (не показана). Как лучше всего видно на фиг. 43 и 44, после того как узел пузырька лекарственного средства 620 будет вставлен в открытый конец 601 системы вливания устройства, резьба 630 будет входить в зацепление с первой внутренней резьбой 634a, выполненной в цилиндрической части 600. Захватив пальцами выступы 654 втулки 628, можно поворачивать пузырек с лекарственным средством по часовой стрелке, вызывая продвижение пузырька с лекарственным средством в цилиндрической части 600 в положение, показанное на фиг. 45. В этом закрепленном положении фиксаторы системы 632 продвинутся до внутреннего упора 655, выполненного в цилиндрической части корпуса 600. Когда пузырек с лекарственным средством окажется совмещенным таким образом с цилиндрической частью 600, шток 647 клапанного элемента 642 продвинется до запорного клапана 646.
На фиг. 45 можно видеть, что вращение пузырька 620 по часовой стрелке относительно втулки 628 приведет к тому, что шток 644 упрется в запорный клапан 646. Поскольку на клапан 646 воздействует давление жидкости, находящейся в резервуаре, перемещение запорного клапана в открытое положение будет сталкиваться с сопротивлением. В соответствии с этим управляющий клапан 642 сместится влево в положение, показанное на фиг. 45. Однако, когда фланец 645 упирается в плечо 636a плунжера 636, продолжение вращения пузырька по часовой стрелке во втулке 628 заставит шток 644 сдвинуть запорный клапан 646 влево в открытое положение, показанное на фиг. 45. При запорном клапане средства регулирования расхода, находящемся в открытом положении, растягивающаяся мембрана 430 заставит жидкость, находящуюся в камере 432, поступать под давлением через отверстие 415 (фиг. 40 и 45) в канал 658, затем в канал 660, через седло клапана 662 в канал для жидкости 664 соединительного элемента и затем в центральный канал 643 впускного клапанного элемента 642. Затем жидкость под давлением станет быстро поступать в камеру с лекарственным средством стеклянной емкости так, как показано стрелками на фиг. 45. Этот поток жидкости под давлением, поступающий в камеру 624, вызывает контролируемое протекание разбавителя вокруг капсул 625 и начало контролируемого процесса перемешивания или разбавления с целью получения лечебного вещества, предназначенного для вливания пациенту.
Если обратиться к фиг. 45, то можно отметить, что вращение пузырька 620 относительно втулки 628 ведет не только к открыванию запорного клапана 640, но вызывает также перемещение фланца 641, включая выступы 641a элемента 642, из положения, показанного на фиг. 44, в котором протекание жидкости через каналы 640 плунжера 636 блокируется, в открытое положение, показанное на фиг. 45. Это перемещение клапана 642 вправо, как показано на фиг. 45, позволяет жидкости течь обратно из камеры с лекарственным средством 624 в каналы 640 плунжера 636 так, как показано стрелками 665 на фиг. 45.
Если клапанный элемент 642 находится в положении, показанном на фиг. 45, смешанный раствор, или лечебное вещество, будет продолжать течь под давлением через каналы 640, в каналы 668, выполненные в соединительном элементе 612, в кольцевой сборный канал 670 (фиг. 47), в канал 672, выполненный в цилиндрической части 600, и затем к выпускному отверстию через канал 452. В камере с лекарственными средствами 624 имеется фильтр 674, улавливающий твердые частицы, перед тем как выдать разведенное лечебное вещество из устройства.
После начала контролируемого перемешивания лекарственного средства с разбавителем интенсивность поступления потока разбавителя из резервуара 432 в пузырек с лекарственным средством и обратно в резервуар можно точно регулировать путем вращения пузырька с лекарственным средством против часовой стрелки относительно мерной резьбы 677, выполненной на втулке 628 так, как показано на фиг. 48. Это вращение пузырька против часовой стрелки, как показано на фиг. 48, вызывает перемещение запорного клапана 646 в направлении закрытого положения, показанного на фиг. 48, с уменьшением потока жидкости в направлении смесительной камеры. Таким образом можно точно регулировать поток жидкости в направлении смесительной камеры 624. Что касается фиг. 47 и 51, то следует заметить, что по окружности поверхности оболочки пузырька 626 выполнено множество борозд 630, в то время как на втулке 628 предусмотрен выступающий в радиальном направлении внутрь зубец 682. По мере вращения пузырька относительно втулки зубец 682 будет последовательно попадать в борозды, вызывая щелчок и допуская очень точное регулирование вращения. Как показано на фиг. 41, оболочка 628 снабжена стрелкой 684, указанной на шкалу 686, которая может быть кодирована цветом и определять расход жидкости, соответствующий данному положению ампулы относительно втулки. На оболочке могут также быть выполнены храповые зубцы, входящие в зацепление с упругими храповыми зубцами на внутренней стенке цилиндрической части корпуса 600 таким образом, чтобы по существу неподвижно зафиксировать втулку 628 в части корпуса 600 при регулировании расхода.
На фиг. 52-62 показан еще один вариант реализации изобретения. В этом варианте конструкция системы вливания устройства, включая цилиндрическую часть корпуса и блок основания, идентична конструкции в варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 39-51, и для обозначения одинаковых деталей используются одинаковые позиции. Однако и в этом случае узел емкости, подробности устройства которого будут описаны ниже, имеет несколько отличную конструкцию. Как и в случае с вариантом, показанным на фиг. 39-51, устройство, представляющее эту последнюю форму реализации изобретения, также допускает уникальные возможности перемешивания разбавителя или иной исходной жидкости с лекарственным средством путем применения средства регулирования расхода для точного регулирования расхода жидкости между резервуаром для хранения и камерами смешивания лекарственного средства.
На фиг. 52 и 53 показан узел емкости 720 этой формы реализации изобретения, состоящий из стеклянного пузырька 722 с камерой 724 для помещения в нее лекарственного средства, которое показано здесь как растворимое лекарственное средство 725. Пластмассовая крышка или оболочка 726 плотно надета на пузырек 722 и включает мерную резьбу 727 (фиг. 53), назначение которой будет описано ниже. Вокруг крышки 726 располагается втулка 728 с наружной резьбой 730 и фиксирующими упорами 732. Резьба 730 сопрягается с внутренней резьбой 634, выполненной на цилиндрической части 600 (фиг. 55). Внутри пузырька 722 размещено имеющее несколько иную конфигурацию средство регулирования расхода этой последней формы реализации изобретения для практически полного регулирования расхода жидкости, поступающей в смесительную камеру 724 и вытекающей оттуда. В данном случае средство регулирования расхода состоит из плунжера 736, плотно входящего в пузырек 722. В общем плунжер 736 имеет конструкцию, сходную с конструкцией описанного ранее плунжера 86, цилиндрическую по форме с юбкой 738, предназначенной для плотного контакта с внутренней стенкой пузырька 722 (фиг 55).
По оси плунжера 736 выполнено центральное отверстие 739 и несколько расположенных по окружности каналов для жидкости 740. Клапанный элемент 742 точного регулирования потока имеет несколько отличающееся устройство и представляет также собой часть средства регулирования расхода. Элемент 742 выполняет возвратно-поступательные движения в канале 739 и снабжен первым фланцем 741, предназначенным для регулирования протекания жидкости через каналы 740. Элемент 742 включает также второй, или внутренний фланец 745, направляющий перемещение клапанного элемента в кольцевом канале 736a, выполненном в плунжере 736. Клапанный элемент 742 включает также шток 747, который расположен в центральном канале 742a и который способом, описанным ниже, взаимодействует со стопорным клапаном 746, размещенным во внутреннем канале 749, выполненном в соединительном элементе 616 (фиг. 55). Шток 747 является интегральной частью клапанного элемента 742 и оканчивается на внутреннем конце 747a (см. также фиг. 61). Рядом с противоположным концом штока 747 расположена часть с увеличенным диаметром 747b, оканчивающаяся указанным ранее фланцем 741. Через часть 747b проходят под углом расположенные по окружности каналы для жидкости 750, которые путем, описанным ниже, позволяют жидкости проходить через запорный клапан 746 и поступать в камеру 724 (фиг. 56). В части увеличенного диаметра 747b имеются также расположенные по окружности радиально направленные отверстия 742b.
При использовании устройства, представляющего эту самую последнюю форму реализации изобретения, сначала снимают колпачок 651, закрывающий пузырек, и колпачок 652, закрывающий канал пузырька лекарственного средства (фиг. 54 и 55). После этого открытый конец 753 узла пузырька с лекарственным средством готов к тому, чтобы быть введенным в конец 601 цилиндрической части 600, который в некоторых случаях может быть закрыт стерильной отрывной крышкой (не показана) (фиг. 54). Как лучше всего видно на фиг. 54 и 55, после того как узел пузырька лекарственного средства будет вставлен в открытый конец 601 системы вливания устройства, резьба 730 войдет в зацепление с первой внутренней резьбой 634a, выполненной в цилиндрической части 600. Захватив пальцами выступы 754 втулки 728, можно поворачивать пузырьки с лекарственными средствами по часовой стрелке, вызывая продвижение пузырька с лекарственным средством в цилиндрической части 600 в положение, показанное на фиг. 55. В этом положении фиксаторы системы 632 продвинутся до внутреннего упора 655, выполненного в цилиндрической части корпуса 600. Когда пузырек с лекарственным средством окажется совмещенным таким образом с цилиндрической частью 600, шток 747 клапанного элемента 742 продвинется до запорного клапана 746.
На фиг. 56 можно видеть, что вращение пузырька 720 по часовой стрелке относительно втулки 728 приведет к тому, что шток 747 упрется в запорный клапан 746. Поскольку на клапан 646 воздействует давление жидкости, находящейся в резервуаре, управляющий клапан 742 сместится влево в положение, показанное
на фиг. 56. Однако, когда фланец 745 упирается в плечо 736a плунжера 736, продолжение вращения пузырька 720 по часовой стрелке во втулке 728 заставит шток 747 сдвинуть запорный клапан 746 влево в открытое положение, показанное на фиг. 56. При запорном клапане средства регулирования расхода, находящемся в открытом положении, растягивающаяся мембрана 430 заставит жидкость, находящуюся в камере 432, поступать под давлением через отверстие 415 (фиг. 40 и 46) в канал 658, затем в канал 660, через седло клапана 762 в канал для жидкости 664 соединительного элемента и затем в центральный канал 742a впускного или управляющего клапанного элемента 742. Затем жидкость поступит в каналы 742b и 750, после чего станет быстро поступать в смесительную камеру 724 (см. также фиг. 59 и 60). Этот поток жидкости под давлением, поступающий в камеру 724, вызывает контролируемое протекание разбавителя вокруг лекарственного средства 725, как показано на фиг. 56, и начало контролируемого процесса перемешивания или разбавления с целью получения полезного средства, предназначенного для вливания пациенту.
Если обратиться к фиг. 55, то можно отметить, что до тех пор, пока клапанный элемент 742 находится в показанном на рисунке положении, фланец 741, включая выполненные на нем выступы 741a, будет препятствовать протеканию жидкости через каналы 740 в плунжере 736. Однако, как упоминалось выше, вращение узла пузырька 720 в оболочке 726 вызовет смещение клапанного элемента 724 вправо под воздействием запорного клапана 746. Пока элемент 742 находится в положении, показанном на фиг. 56, смешанный раствор, или полезное средство, будет продолжать течь под давлением в обратном направлении к резервуару 432 через каналы 740, в каналы 668, выполненные в соединительном элементе 612, в кольцевой сборный канал 670 (фиг. 49), в канал 672, выполненный в цилиндрической части 600, и оттуда в резервуар 432. Как и ранее, в камере с лекарственными средствами 724 имеется фильтр 774, улавливающий твердые частицы перед тем, как выдать разведенное полезное средство из устройства.
После начала контролируемого перемешивания лекарственного средства 725 с разбавителем интенсивность поступления потока разбавителя из резервуара 432 в смесительную камеру пузырька с лекарственным средством и обратно из устройства можно точно регулировать путем вращения пузырька с лекарственным средством против часовой стрелки относительно мерной резьбы 777, выполненной на втулке 728 так, как было описано выше и показано на фиг. 58.
Как показано на фиг. 62, смесительная камера 747 содержит лекарственное средство в форме растворимой таблетки 725a. Такая таблетка включает лекарственное средство, такое как миорелаксант.
На фиг. 63-67 показан еще один вариант реализации изобретения. В этом варианте конструкция цилиндрической части корпуса 800 и блока основания 804 сходна с конструкцией части корпуса 400 и блока основания 406, показанных на фиг. 23-28, и для обозначения одинаковых деталей используются одинаковые позиции. Однако и в этом случае узел емкости, подробности устройства которого будет описаны ниже, имеет несколько отличную конструкцию. Более конкретное устройство, представляющее эту последнюю форму реализации изобретения, также допускает уникальные возможности перемешивания первого компонента, такого как разбавитель, растворитель или иная парентеральная жидкость, с добавкой, такой как лекарственное средство или иной лечебный материал, которая вводится в первый компонент путем применения уникальных средств внесения добавки, таких как описанные ниже.
В следующих далее параграфах, в которых будет подробно рассмотрен этот уникальный процесс перемешивания, следующие термины будут иметь следующее значение:
Элемент - любое из основных веществ, которое состоит из атомов только одного вида и которое самостоятельно или в сочетании образует весь материал.
Добавка - элемент, соединение, вещество, реагент, биологически активный материал или иной материал, который должен быть добавлен, полностью или частично, к жидкости, вводимой в устройство, являющееся предметом изобретения.
Полимер - химическое соединение или смесь соединений, образованное путем полимеризации и состоящее в основном из повторяющихся структурных звеньев.
Парентеральная жидкость - любой раствор, который может быть введен пациенту помимо желудочно-кишечного тракта, включая воду, солевые растворы, подщелоченные растворы, растворы декстрозы, подкисляющие растворы, растворы электролита, реагенты, растворители и тому подобные водные растворы.
Полезные средства - любое лекарственное средство, медикамент, фармацевтические, медицинские полимеры, ферменты, гормоны, антитела, элемент, химическое соединение или иной материал, применяемый в диагностике, лечении, для смягчения, излечения или предупреждения заболевания, а также поддержания хорошего состояния здоровья пациента.
Биологически активный материал - вещество, обладающее биохимической, иммунохимической, физиологической или фармацевтической активностью или реакционной способностью. Биологически активный материал включает по меньшей мере одно или несколько следующих веществ: биохимические соединения (такие как аминокислоты, углеводороды, липиды, нуклеиновые кислоты, протеины и другие биохимические и прочие вещества, которые могут комбинироваться или взаимодействовать с биохимическими соединениями), такие биохимические соединения биологически действуют как антитела, антигенные вещества, ферменты, кофакторы, ингибиторы, лектины, гормоны, гормонообразующие клетки, рецепторы, коагуляционные факторы, стимуляторы роста, гистоны, пептиды, витамины, лекарственные средства, поверхностные маркеры и токсины, среди прочих известные специалистам в данной области. Из группы биологически активных материалов наибольший интерес в данном случае представляют протеины с большими молекулами, полученные биофармацевтами методами генной инженерии, как те разновидности, которые нужно закрепить и собрать на носителях добавок, которые будут описаны ниже. Описание использования биомозаичных полимеров как носителей биологически активных материалов приведено в заявке на патент 04330517 A2.
Добавляющие средства - добавки и любые средства для внесения добавки в жидкость, протекающую через каналы для жидкости в устройстве доставки жидкости, являющемся предметом настоящего изобретения, таким образом, чтобы вся или любая часть добавки была введена в жидкость. Добавляющие средства включают добавки и средства внесения добавок, которые могут принять форму функционального носителя, места закрепления, осаждения или реакции или материала для удержания элементов с определенным типом промежуточной основы или без нее, а также другого типа состава, выделяющего добавки.
Средства внесения добавок - любые средства, подобные функциональным носителям или субстрату, предназначенные для внесения добавок в жидкость, протекающую через устройство. Функциональный носитель может быть выполнен из полимера, сополимера, керамики, кристаллической губки, углеродной основы, целлюлозы, стекла, пластмассы, биомозаичных полимеров, гранул азлактона - функционального полимера, гранул продукта присоединения, гранул функционального полимера карбоксилата, смол, гелей, нитей и тому подобных носителей.
Добавляющие средства в настоящем изобретении могут принять любую форму, подобную показанным на фиг. 66. Однако в предпочтительном варианте добавляющие средства включают цилиндрический по форме микропористый полимерный носитель, который расположен в смесительной камере узла емкости и с которым могут быть соединены с возможностью последующего выделения различные добавки, включая полезные средства, такие как лекарственные средства, биологически активные материалы и химические вещества и элементы. Эти добавки размещаются в структуре таким образом, что по мере того как жидкость, такая как разбавитель, реагент или другой водный растворитель, протекает вокруг носителя или через него так, как показано стрелками на фиг. 64, добавки попадают в поток жидкости и легко выделяются и добавляются к жидкости по мере того, как она протекает через камеру, в которую помещены добавляющие средства.
Сами добавки также могут принять разную физическую форму, включая форму жидкости, твердого материала, гранул, порошка, частиц, геля, воска, гидроколлоидного носителя, смолы, пленки, таблеток, кристаллов, эмульсий, микрокристаллов, микросфер, соединений, высушенных распылением и лиофилизированных соединений и насыщенных веществ. Добавки могут быть свободно связаны, нанесены или иным образом связаны с носителями, носители могут быть пропитаны ими самыми разными путями. Добавки могут быть присоединены химическим или механическим путем, прикреплены или непосредственно или косвенно связаны через посредство промежуточной основы. Они могут быть уловлены, присоединены, связаны или перекрестно связаны, закреплены на поверхности носителя или поверхностно активного агента, или они могут быть абсорбированы, связаны реакцией катализа, электростатически герметизированы, путем химической модификации связаны с поверхностью носителя, полимеризованы на носителе или по его толщине, локализованы, захвачены, осаждены, взвешены или окклюдированы в порах, ячейках, трубках или пустотах, образующихся в носителе. Один важный способ присоединения с последующим выделением добавок к функциональному носителю включает обработку функционального носителя соединением, включающим активные функциональные группы, такие как функциональные соединения аэлактона с их более высокой связующей способностью. В некоторых случаях на поверхность биомозаичных полимеров может быть нанесен биологически активный материал способом, описанным в патенте EP WO N 0430517 A2. Аналогичным образом способом, описанным в патенте США N 5013795, выданном Коулмэну и др., можно использовать привитые сополимеры. Таким образом, к носителю могут быть присоединены комплексообразователи, катализаторы и биологические материалы, такие как энзимы или иные протеины.
Аналогичным образом добавки могут быть немедленно отделены от функционального носителя и добавлены к жидкости, протекающей через устройство, или смешаны с ней одним или несколькими разнообразными способами, включая химическую реакцию, разведение, отделение, смещение, биосепарацию, диффузию, промывку, дезинтеграцию, эрозию, выделение, десорбцию, растворение, выщелачивание, расщепление ферментов, биологические реакции, осмос, отделение от материалов с размыканием кольца путем размыкания кольца и тому подобные способы отделения.
На фиг. 66 показаны различные формы добавляемых средств или носителей добавок. Эти носители добавок размещается внутри узла емкости, являющегося предметом изобретения, конструкция которого будет описана ниже.
Как лучше всего можно видеть на фиг. 63 и 64, в этой последней форме реализации изобретения цилиндрическая часть 800 скреплена с задней или вогнутой поверхностью 410 элемента основания посредством соединительного буртика 470 (фиг. 23). Часть 800 включает также поперечно расположенный опорный выступ 807 с гнездом 809, на который опирается соединительный элемент 812 так, как лучше всего можно видеть на фиг. 40 и 64. В основании 806 выполнены продольные каналы 814 и 816. Канал 814 сообщается с резервуаром 832 и с отверстием 815. Канал 814 сообщается с выпускным отверстием устройства, выполненным в корпусе выпускного канала 872. Этот канал может также быть использован для асептичного предварительного заполнения резервуара в процессе изготовления устройства. Аналогичным образом корпус игольчатого клапана 874 типа, описанного выше, отходит под углом от задней поверхности 410 (см. также фиг. 26 и 28) и включает второе средство регулирования потока согласно изобретению для регулирования расхода жидкости. Следует отметить, что на передней поверхности элемента основания выполнено множество пересекающихся микроканалов 812 и имеется выступающая установочная поверхность 875, окружающая отверстие 815, на которую крепится мембрана фильтра 834 (фиг. 63). Фильтр и микроканалы 812 действуют одинаковым образом, чтобы добиться такого же результата, который был описан выше.
На фиг. 64 показан узел емкости 820 этой формы реализации изобретения, состоящий из стеклянного пузырька 822 с каналом для протекания жидкости через нее и стенками, образующими смесительную камеру 824, сообщающуюся с каналом для жидкости. Камера 824 служит в этой последней форме реализации изобретения для помещения в нее добавки. Состоящая из двух частей пластмассовая крышка или оболочка 826 плотно надета на пузырек 822. Крышка 826 включает первую и вторую части 826a и 826b. Часть 826a снабжена наружной резьбой 830 и фиксирующими упорами 831. Резьба 830 сопрягается с внутренней резьбой 834, выполненной на цилиндрической части 800 (фиг. 64). Внутри пузырька 822 размещено первое средство регулирования расхода этой последней формы реализации изобретения для практически полного регулирования расхода жидкости, поступающей в смесительную камеру 824 и вытекающей оттуда. В данном случае средство регулирования расхода состоит из плунжера 836, плотно входящего в пузырек 822. В общем плунжер 836 имеет конструкцию, сходную с конструкцией описанного ранее плунжера 86, цилиндрическую по форме с юбкой 838, предназначенной для плотного контакта с внутренней стенкой ампулы 822 (фиг. 64).
По оси плунжера 836 выполнено центральное отверстие 839 и несколько расположенных по окружности каналов для жидкости 840. Клапанный элемент точного регулирования потока также представляет собой часть средства регулирования расхода. Элемент 842 выполняет возвратно-поступательные движения в канале 839 и снабжен первым фланцем 841, предназначенным для регулирования протекания жидкости через каналы 840. Элемент 842 включает также второй, или внутренний фланец 845, направляющий перемещение клапанного элемента в кольцевом канале 836a, выполненном в плунжере 836. Клапанный элемент 842 включает также шток 847, который расположен в центральном канале 842a и который способом, описанным ниже, взаимодействует со стопорным клапаном 846, размещенным во внутреннем канале 849, выполненном в соединительном элементе 812 (фиг. 64). Шток 847 является интегральной частью клапанного элемента 842 и оканчивается на внутреннем конце 847a (см. также фиг. 65). Рядом с противоположным концом штока 847 расположена часть с увеличенным диаметром 847b, оканчивающаяся указанным ранее фланцем 841. Через часть 847b проходят под углом расположенные по окружности каналы для жидкости 850, которые путем, описанным ниже, позволяют жидкости проходить через запорный клапан 846 и поступать в камеру 824 через канал 850.
При использовании устройства, представляющего эту самую последнюю форму реализации изобретения, сначала снимают колпачок 851, закрывающий пузырек, и колпачок, закрывающий гнездо или открытый канал 809 цилиндрической части 800 (не показана). После этого открытый конец узла пузырька с лекарственным средством готов к тому, чтобы быть введенным в открытый конец 809 цилиндрической части 800. После того как узел пузырька лекарственного средства будет вставлен в открытый конец 809 системы вливания устройства, резьба 830 войдет в зацепление с первой внутренней резьбой 834a, выполненной в цилиндрической части 800. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке вызывает продвижение пузырька с лекарственным средством в цилиндрической части 800 в положение, при котором шток 847 достигает запорного клапана 846. Поскольку жидкость под давлением, находящаяся в резервуаре, противодействует перемещению запорного клапана, управляющий клапан 842 сдвинется влево. Однако, когда фланец 845 упирается во внутренний упор 836a плунжера 836, продолжение вращения пузырька 820 по часовой стрелке застанет шток 847 сдвинуть запорный клапан 846 влево в открытое положение, показанное на фиг. 64. При открытом запорном клапане растягивающаяся эластомерная мембрана 430 заставит находящуюся в резервуаре 832 жидкость перетекать под давлением через отверстие 858a в канал 858, через седло клапана 862 и в канал для жидкости 846b соединительного элемента. После этого жидкость поступит в канал 850 и после этого будет стремительно вливаться в смесительную камеру 824 через центральный канал для жидкости 850a, выполненный в добавляемых средствах. Этот поток жидкости под давлением, поступающий в камеру 824, приведет к контролируемому протеканию первого компонента, такого как разбавитель, через добавляющие средства и вокруг них.
Обращаясь в особенности к фиг. 64, следует отметить, что пока клапанный элемент 842 находится в показанном положении, смешанный или дозированный раствор будет продолжать течь под давлением в обратном направлении через каналы 840, в каналы 868, выполненные в соединительном элементе 812 и в кольцевой канал 870. Из канала 870 жидкость поступает в канал 87, выполненный в цилиндрической части 800 и оттуда к выпускному отверстию устройства в целях регулируемой выдачи.
Важно признать, что в добавляемых средствах в этой форме реализации изобретения могут быть предусмотрены носители с обладающей сродством основой, обладающей связующей способностью, допускающей высокоэффективное, биоспецифичное скрепление добавок с основой в значительных количествах. Значительная часть добавок может впоследствии эффективно выделяться сразу или, в другом варианте, в течение длительного периода времени, обеспечивая таким образом осуществление регулируемого вливания в режиме, наиболее терапевтически благоприятном для пациента. Дополнительно кинетика реакции отсоединения для десорбции абсорбированного компонента из обладающей сродством основы может быть задана таким образом, чтобы полностью определять оптимальные условия элюирования связанных добавок. Подходящий предназначенный для элюирования разбавитель действует как средство десорбции, осуществляющее в течение определенного периода времени разрушение связей сродства. В этом варианте реализации изобретения применение разных конструкций узла пузырька с лекарственным средством с меняющейся интенсивностью выделения лекарственного средства позволяет задавать показатель расхода разбавителя вне зависимости от заданного дозирования (отсоединение, отделение или выделение добавки из носителя с активированной подложкой). Таким путем можно оптимизировать возможности избирательного дозирования и показателей расхода в зависимости от физиологических особенностей конкретного пациента.
Как показано на фиг. 64, добавляющие средства, размещенные в смесительной камере 824, представлены здесь в виде цилиндрической, функциональной несущей структуры или носителя, с которым могут быть свободно соединены различные добавки, включающие полезные средства, такие как лекарственные средства, биологически активные материалы, а также химические элементы и соединения. Эти добавки размещаются на несущих структурах так, что при протекании жидкости через камеру 824 и ее циркулировании вокруг носителя, как это показано на фиг. 64, добавки будут поступать в поток жидкости и постепенно добавляться к жидкости при ее протекании через камеру. С каждой стороны носителя 877 располагаются распределительные пластины из стеклянного припоя (фиг. 65), предназначенные для равномерного распределения потока жидкости на входе и выходе из камеры.
В дополнение к средствам внесения добавок, рассмотренным выше, в качестве носителя или основы для размещения добавок возможно также использование полимера. Могут применяться три вида полимерных носителей, а именно: полимерные реагенты, полимерные катализаторы и полимерные субстраты. Анализ полимеров как носителей или основ приведен в работе: George Odian Principles of Polymerization, второе издание. Применение в качестве носителей микропористых полимеров описано также полностью в патенте США 4519909, выданном Кастро.
Второй компонент, такой как парентеральная жидкость, или элюирующий агент, поступающий в камеру 824, может включать, например, реагент, растворитель, стерильный разбавитель, различные электролиты, водные растворы, такие как водный раствор декстрозы, солевые растворы, подщелачивающие растворы, подкисляющие растворы, полярные растворы и любые другие жидкости, которые могут служить подходящими носителями для введения терапевтических или полезных средств, которые желательно ввести пациенту путем вливания.
Обратимся теперь к фиг. 66, на которой показаны различные другие формы добавляющих средств. Так, например, позицией 880 обозначен узел, выполненный из нерастворимого, полистиролового пористого субстрата с идущим в осевом направлении каналом для жидкости 881 и взаимосвязанными пустотами 880a, среди которых размещаются одна или несколько выделяемых добавок. Определенные добавки, такие как элементы, химические соединения, лекарственные средства и функциональные промежуточные продукты, вносятся в пустоты или на субстрат способами, хорошо известными специалистам в данной области. Добавки попадают, конечно, в реагент элюирования, такой как стерильный разбавитель, когда разбавитель протекает вокруг и через субстрат 880.
Другая форма узла внесения добавок, обозначенная на фиг. 66 позицией 882, выполнена из субстрата с изолированными порами, имеющего внутренний, идущий в осевом направлении канал для жидкости 883. В порах этого субстрата переменных размеров помещаются выделяемые добавки, такие как постепенно выделяющиеся химические соединения и лечебные вещества или медикаменты.
Еще одна форма узла внесения добавок обозначена на фиг. 66 позицией 884. Этот узел представлен цилиндрическим, пористым пробкообразным элементом, выполненным из множества сплавленных между собой микросфер или шариков 884a, на каждый из которых нанесено разделительное или реакционноспособное покрытие с отложенной на нем добавкой, такой как биологически активный материал или иное полезное средство. Микросферы, образующие внутренние каналы, могут быть выполнены из стекла, пластмассы или иных подходящих материалов.
Позицией 886 на фиг. 66 обозначена еще одна форма добавляющего средства, являющегося предметом изобретения. В этом варианте функциональный носитель, имеющий в целом цилиндрическую форму, служит для присоединения добавки на основе сродства и последующего выделения. Носитель 886 имеет осевой канал 887 для жидкости и выполнен из множества микропористых полимеров, представляющих множество точек реакции на обширной площади, служащих для связывания изотопов.
Узел для внесения добавок, обозначенный на фиг. 66 позицией 888, представлен сплошным трубчатым изделием с осевым каналом 889 для жидкости. Наружная поверхность изделия с помощью приемлемого способа, включая межповерхностную полимеризацию с использованием сополимера, покрыта определенной добавкой.
Кроме того, изделие 888 может быть изготовлено из ионообменной смолы, с которой может быть связана добавка, такая как лекарственное средство, с образованием комплексного соединения лекарственного средства и смолы типа, допускающего впоследствии постепенное выделение лекарственного средства под воздействием подходящей элюирующей жидкости.
Другой, несколько более сложный узел для внесения добавок, обозначен позицией 890. Этот узел выполнен из нескольких отдельных пористых пробковидных пластин 890a, 890b, 890c и 890d, причем каждая пластина имеет одинаковое или отличное строение и пористость и на каждой имеются точки реакции, в которых в поток жидкости вводятся специально выбранные добавки, такие как полезные средства, элементы или соединения, так что можно добиться множественности реакционной способности и избирательности. При такой конструкции можно добиться широкого разнообразия в показателях расхода жидкости и сложного последовательного разделения с поэтапным приоритетным введением материала на выходе системы за счет целенаправленного подбора каждой пластины, которые вместе образуют структурный носитель.
Еще одной формой узла для внесения добавок является узел, обозначенный на фиг. 66 позицией 892. Этот узел представляет собой конструкцию цилиндрической формы, выполненную из множества удлиненных волокнистых элементов 892a, по крайней мере часть которых покрыта, заполнена или пропитана определенными добавками и в случае необходимости функциональными промежуточными материалами.
Функциональный несущий элемент, обозначенный позицией 894, является примером еще одной формы добавляющего средства в настоящем изобретении. Этот элемент, также имеющий в общем цилиндрическую форму, выполнен из множества отдельных слоев, таких как полимерные пленки 894a, с которыми соединяются по сродству определенные выделяемые добавки и промежуточные соединения.
Функциональный несущий элемент 896 изготовлен из множества стеклянных, похожих на спагетти нитей 896a, образующих губкообразную конструкцию с открытыми порами, связанными между собой извилистыми промежуточными каналами. В некоторых или во всех открытых порах помещается определенная добавка или нужные добавки.
Функциональный несущий элемент 898 изготовлен из пенопласта, эффективно функционирующего в качестве носителя добавок.
Следует помнить, что в смесительную камеру 824 могут быть помещены носители в другой форме, такой как гели, биомозаичные полимеры и другие пористые формы полимерных реакционных носителей, включая объединенные азлактоно-функциональные материалы, такие как пеноматериалы или полимерные гранулы, пригодные для соединения с функциональными материалами.
Узлы от 880 и до 898, которые могут быть растворимыми или нерастворимыми, гидрофильными или гидрофобными, предназначены для того, чтобы просто служить примером, не ограничивая широкого разнообразия материалов и конструкций, которые могут быть использованы для введения нужных добавок в жидкий поток, поступающий в смесительную камеру устройства.
Как упоминалось выше, добавки могут быть соединены при возможности последующего выделения с основой или функциональным несущим средством различными путями, включая процесс химической модификации основы. Один важный путь соединения по сродству добавок при возможности их последующего выделения допускает применение специальной разделительной техники, в широком смысле обозначаемой термином хроматография. В данном случае термин хроматография относится к группе способов разделения, отличающихся распределением молекул, предназначенных к разделению, между двумя фазами, одна из которых стационарна и одна - подвижна. Аффинная хроматография включает использование биологических взаимодействий и предполагает использование носителей аффинной хроматографии, через которые протекает элюирующая жидкость. В настоящем варианте реализации изобретения различные средства внесения добавок, как описано здесь, могут принять форму носителя аффинной хроматографии, с которым соединяются различные лиганды. На практике использования методов аффинной хроматографии одна из составляющих пары взаимодействия, лиганд, связывается с твердой фазой, в то время как другая, противолиганд (чаще всего протеин), абсорбируется из экстракта, проходящего через субстрат в ходе производственного процесса. Важно отметить, что методы аффинной хроматографии могут включать использование обладающих высокой универсальностью азлактоновых функциональных соединений, таких как азлактоновые функциональные гранулы, такие как использование широкого выбора других средств для химической активизации и взаимодействия. Примеры лигандов, которые могут быть связаны с аффинными носителями, включают антитела, ферменты, лектины, нуклеиновые кислоты, гормоны и витамины. Примерами важных противолигандов являются антигены, вирусы, клетки, поверхностные рецепторы клеток и тому подобное. Методы хроматографии и аффинной хроматографии подробно описаны в работе Janson aud Ryden, Protein Purification, 1989, и для того, чтобы хорошо разобраться в этих методах, следует обратиться к этой работе.
Полимерные азлактоны хорошо известны в данной области. Их использование при производстве гомополимеров и сополимеров описано в ряде патентов. Можно указать в качестве примера патент США N 3488327 (выдан Ф. Колински и др. 6 января 1970 г.); патент США N 3583950 (выдан Ф. Колински и др. 8 июня 1971 г. ); патент США N 4304705 (выдан С.М. Хейлману и др. 8 декабря 1981 г.); патент США N 4737560 (выдан С.М. Хейлману и др. 12 апреля 1988 г.) и патент США N 5013795 (выдан Коулмэну и др. 7 мая 1991 г.).
Азлактоны, или оксазолоны, являются циклическими ангидридами N-ациламинокислот и находят применение исключительно в органическом синтезе. Образование пятичленного азлактона, обладающего особенно высокой функциональной полезностью для целей закрепления, может быть достигнуто через посредство реакции карбоксильной группы с a-метилаланином путем двухступенчатого процесса (см. Immobilized Affinity Ligand Techniques-Hermanson, Mallia and Smith, 1992). Один способ формирования азлатоновых гранул, применение которых упоминалось выше, приводит к использованию этого процесса при полимеризации мономеров для получения сначала в основе карбоксильной группы. На второй ступени в безводных условиях с помощью катализатора циклизации образуется азлактоновое кольцо. К подходящим реагентам циклизации, способствующим этой реакции, относятся ангидрид уксусной кислоты, алкилхлороформаты и карбондиимиды. Процесс формирования этих активных групп и приготовления содержащих их полимерных носителей в форме гранул подробно описан в патентах, принадлежащих корпорации ЗМ (патенты США N 4871824 и 4737560). Эти материалы-носители предлагают в настоящее время под товарной маркой "Эмфаз". В патентах США N 5045615 и 5013795, переданных корпорации ЗМ, также описаны последние достижения в области этой технологии.
Как указано в принадлежащем корпорации ЗМ патенте США N 4737560, гранулы из азалкона и функционального полимера являются полезным реакционным носителем для присоединения функциональных материалов для получения новых присоединенных гранул. Присоединенные гранулы могут быть полезны в качестве комплексообразующих агентов, катализаторов, реагентов и в качестве носителей ферментов или других протеинов. Термин "носитель" или "носитель по сродству" применяется в этом смысле обычно, как полагают, к комбинации (1) лиганда (обычно с определенным известным молекулярным строением), прочно связанного (т. е. закрепленного) часто ковалентной связью, и (2) основы (обычно твердое нерастворимое вещество), материалы азлактоновой основы носителя и химизм присоединения также представляют специальный интерес в связи с достижимой площадью поверхности основы и эффективной плотностью лиганда, который может быть нанесен на эту поверхность.
В патенте США N 4072566, выданном Линну 7 февраля 1978 г. и озаглавленном "Закрепленные биологически активные протеины", описан способ закрепления ферментов или других биологически активных протеинов на неорганическом материале-носителе с помощью p-фенилендиамина. Материалы-носители, применение которых согласно изобретению считается полезным, включают кремнистые материалы, двуокись олова, двуокись титана, двуокись марганца и двуокись циркония.
Структура функционального носителя 877 в настоящем варианте реализации настоящего изобретения может иметь характер носителя по сродству и предусматривать возможность соединения с носителем ферментов или других биологически активных протеинов с последующим отделением. Этого достигают путем обработки функционального носителя 877 соединением, включающим определенные активные функциональные группы, такие как азлактоновые функциональные соединения, способом, описанным в выданных ранее патентах, перечисленных в предыдущих параграфах. Этим способом комплексообразующие реагенты, катализаторы и биологические материалы, такие как ферменты, протеины или другие поглотители по сродству, могут быть связаны с носителем для последующего выделения и использования.
При присоединении некоторых биологически активных протеинов и других макромолекул очень полезным оказалось использование "ножек" или привязей. "Ножки" или привязи являются молекулами с низким молекулярным весом, которые используют в качестве промежуточных связей между материалом-носителем и обладающим сродством лигандом. Обычно "ножки" состоят из нормальных углеводородных цепей с функциональными группами на обоих концах для их соединения с основой и лигандом. Во-первых, один конец привязи химически соединяется с основой с помощью обычного химизма фиксации; затем другой конец соединяется с лигандом с использованием вторичной процедуры сочетания. Результатом становится фиксированный лиганд, который пристает к основной цепи основы на расстоянии, равном длине выбранной "ножки".
На фиг. 66A, 66B, 66C и 66D схематически показано использование "ножек" для присоединения протеинов и ферментов к носителю. Основное преимущество использования "ножек" заключается в том, что оно обеспечивает доступ лиганда к месту связывания выбранной молекулы. Когда молекула-мишень является протеином и место связывания находится под ее наружной поверхностью, необходимо наличие "ножки" для того, чтобы выдвинуть лиганд достаточно далеко от основы для достижения взаимодействия. Как показано на фиг. 66A, когда место связывания S находится в глубине или располагается в кармане непосредственно под поверхностью протеина P, лиганд L, который расположен или под поверхностью материала-носителя (верхний рисунок), или лиганд L-1, расположенный непосредственно на поверхности (средний рисунок), не может достичь уровня места связывания S на приближающейся молекуле протеина. Результатом может быть ослабленное взаимодействие или полное отсутствие связи. Соответственно в этих случаях для того, чтобы обеспечить доступ лиганда L-2 к месту связывания молекулы протеина, требуется "ножка" 899 (нижний рисунок фиг. 66A). Подробности, касающиеся использования "ножек", полностью описаны в разделе 3.1.1 упоминавшейся выше работы под названием Immobilizes Affinity Ligand techniques. Этот раздел 3.1.1 включен сюда в качестве аналога.
Обращаясь к фиг. 66B, 66C и 66D, следует отметить, что закрепленный протеин A может быть использован для закрепления молекулы антитела за счет естественного сродства протеина A к иммуноглобулинам. Инкубация антитела с матрицей протеина A приведет к прикреплению антитела в районе Fe, вне мест связывания антигена. Последующая поперечная сшивка этого комплекса с ДМП (диметилпимелимидатом) дает в результате ковалентно соединенное антитело с местами связывания антигена, обращенными вовне и открытыми для взаимодействия с антигеном.
При жестких материалах-носителях молекула привязи обеспечивает также более высокую гибкость, позволяя прикрепленному лиганду выйти в положение, обеспечивающее правильную ориентацию связывания с протеином. Степени свободы, которые может дать углеводородный удлинитель, значительно превышают возможности движения в основной цепи полимера основы.
Выбор молекулы "ножки" может влиять на относительную гидрофильность ближайшего окружения прикрепленного лиганда. Молекулы, содержащие длинные углеводородные цепи, могут увеличить возможности неспецифических гидрофобных взаимодействий, в особенности, когда обладающий сродством лиганд мал и имеет небольшой молекулярный вес. Выбор "ножек" с более полярными составляющими, таких как вторичные амины, амидные связи, эфирные группы или гидроксилы, позволит свести гидрофобный эффект к минимуму.
Важно также учитывать возможный ионный эффект молекулы "ножки" на гель. "Ножки" с концевыми группами первичных аминов должны полностью сочетаться с лигандом или блокироваться неподходящей молекулой (напр. ангидридом уксусной кислоты; см. раздел 3.1.1.9 в Immobilized Affinity Ligand Techniques), чтобы избежать возможности появления положительного заряда на носителе. При небольших лигандах эти остаточные заряды могут образовать вторичную среду, что может привести к значительным неспецифическим взаимодействиям с протеинами. Это справедливо также для "ножек" с концевыми карбоксильными группами. В общем "ножка" с отрицательным зарядом вызывает меньшее неспецифическое связывание протеина, чем "ножка" с положительным зарядом, однако блокирование избыточных остающихся групп является все же хорошей идеей. Хорошим блокирующим реагентом для использования с карбоксильными остатками является этаноламин, который оставляет концевую карбоксильную группу (см. в Immobilized Affinity Ligand Techiques более подробный анализ типов "ножек" и различных протоколов прикрепления и сочетания).
Как указано в работе Janson and Ryden Protein Purification, 1989, в которой на р. 3109 описана одна из альтернативных форм прикрепления протеина:
"Взаимодействие лиганда и протеина часто основывается на сочетании электростатических, гидрофобных и водородных связей. Реагенты, ослабляющие такие взаимодействия, могут, как ожидается, действовать как эффективные не специфические элюенты".
В этой работе дается дополнительное описание методов, описанных здесь.
В указанной выше работе рассматриваются также три важных направления в хроматографии, применимых к настоящему изобретению, а именно: изократическое элюирование, градиентное элюирование и вытеснительная хроматография.
На фиг. 67-70 показан еще один вариант реализации изобретения. В этом варианте конструкция цилиндрической части корпуса 900 и блока основания 901 сходна с конструкцией этих компонентов в последнем рассмотренном варианте реализации изобретения и одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями. Однако последняя форма реализации изобретения отличается тем, что закрепленное лекарственное средство содержится в собственном узле с пузырьком 902, а жидкий компонент, или парентеральная жидкость, содержится в отдельном узле 904, который может быть сопряжен с узлом пузырька и с цилиндрической частью корпуса для смешивания лекарственного средства с жидким компонентом с последующей загрузкой в резервуар путем растягивания источника энергии или растягивающейся мембраны 430 способом, который будет более подробно описан ниже. Подобно описанному выше устройству, этот вариант реализации изобретения допускает контролируемое смешивание первого жидкого компонента со вторым компонентом или добавкой, таким как лекарственное средство или полезное средство, которое вводится в первый компонент особыми средствами внесения добавок, описанными в предыдущем разделе настоящего описания.
Как хорошо видно на фиг. 67, в этой последней форме реализации изобретения цилиндрическая часть 900 соединена как единое целое с задней или вогнутой поверхностью 410 элемента основания посредством соединительных буртиков 410a. Часть 900 включает также проходящую в поперечном направлении стенку 906 с гнездом 907, внутри которого располагаются узлы 902 и 906 способом, лучше всего видным на фиг. 68 и 69. В нижней части 908 (фиг. 68) находится продольный канал 909, который сообщается с резервуаром 910 так, как показано на фиг. 69. Выпускное отверстие устройства сообщается с резервуаром 910 через канал 872, конструкция и размещение которого не похожи на описанные ранее.
Как показано на фиг. 67, корпус 874 игольчатого клапана типа, описанного ранее, отходит под углом в наружном направлении от задней поверхности 410 (см. также фиг. 26 и 28). Игольчатый клапан 874a размещается в корпусе 874 и действует так, как описано ранее, с колпачком 874b, закрепляющим регулировочный конец клапана. Следует также отметить, что на передней поверхности элемента основания также выполнено множество пересекающихся микроканалов 812, сообщающихся с отверстием 815, на которое наклеена фильтровальная мембрана 834, фильтрующее средство и микроканалы 812 действуют таким же образом для получения такого же результата, как было описано ранее.
Если обратиться к фиг. 68 и 69, то узел пузырька с жидкостью 904 состоит из пузырька 912 с камерой 914 для размещения жидкого компонента, такого как разбавитель D. На пузырек 912 плотно надета пластмассовая крышка или оболочка 915. Крышка 915 снабжена наружной резьбой 916 и фиксаторами 917 (фиг. 67). Резьба 916 сопрягается с первым и вторым продольно разнесенными участками внутренней резьбой 918a и 918b, выполненными в цилиндрической части корпуса 900. Ниже будет рассмотрен способ взаимодействия пузырька с жидкостью и корпуса.
Открытый конец пузырька 912 закрыт герметичной крышкой или пробкой 920, в центре которой плотно вставлена канюля с тупым наконечником 921, обеспечивающая сообщение между камерой 914, содержащей жидкий компонент, или разбавитель D, и наружной частью узла пузырька. Для целей, которые станут очевидными из сказанного далее, пробка 920 может перемещаться в камере 914 из первой позиции рядом с открытым концом пузырька во вторую позицию рядом с глухим концом. До использования открытый конец пузырька 912 и канюля 921 закрыты отрывной крышкой 912a стандартного типа (фиг. 67).
Узел пузырька лекарственного средства 902 включает стеклянную пузырек 922 с внутренней резьбой 923 и камерой 924. Камера 924 закрыта с одного конца эластомерной пробкой 925, которая удерживается на месте обжатым колпачком, плотно прилегающим к пузырьку 922 (фиг. 68). Противоположный конец камеры 924 с внутренней резьбой также запечатан эластомерной герметичной пробкой 926, которую должна прошивать канюля 927 с тупым концом, расположенная по центру в корпусе запорного клапана 930, расположенном в камере 931, размещенной в основании 908. Канюля 927 обеспечивает сообщение между камерой 924 и каналом для жидкости 928, проходящим через корпус запорного клапана и сообщающимся с резервуаром 910 через канал 909 при открытом запорном клапане 932. Запорный клапан 932 направляется по расположенным по окружности шлицам или ребрам 912a. Ниже приведено описание работы запорного клапана 932 в процессе заполнения резервуара 910.
Рядом с пробками 925 и 926 расположены распределительные круглые диски из пористого стекла 933 и 934, которые предназначены для должного регулирования и распределения элюирующего разбавителя, протекающего через добавляющие средства, соответствующие настоящему изобретению и расположенные между распределительными дисками. Добавляющие средства в варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 68 и 69, выполнены в форме цилиндрической структуры функционального носителя 937, помещенной внутрь камеры 924, с которой способами, описанными выше, соединены при возможности дальнейшего выделения различные добавки, включая полезные средства, такие как лекарственные средства, биологически активные материалы и химические элементы и соединения. Эти добавки удерживаются носителем таким образом, что при протекании через камеру 924 и циркулировании жидкости вокруг носителя и через него добавки эффективно выделяются из носителя и смешиваются с жидкостью. Следует помнить, что добавляющие средства в камере 924 могут в целом представлять одно или сочетание нескольких из тех, которые были описаны ранее и изображены на фиг. 66.
При использовании устройства этой последней формы сначала снимают и удаляют стерильные колпачки 938 и 938a, которыми закрыты концы пузырька 922, а также стерильный колпачок, которым закрыт открытый конец цилиндрической части 900. Когда узел пузырька с лекарственным средством вводится в открытый конец 907f части 900, резьба 923 войдет в зацепление с резьбой 930a, выполненной на корпусе 908. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке ведет к перемещению вперед пузырька в цилиндрической части 900, в результате чего канюля 927 прошивает эластомерную пробку 926. После того как узел пузырька с лекарственным средством окончательно встанет на место, ребристый колпачок 938a, который используется для вращения пузырька, снимают и удаляют.
После того как пузырек с лекарственным средством станет на место в цилиндрической части 900, открытый конец узла пузырька с жидкостью 904 вставляют в кольцевое пространство 900a и резьба 916, выполненная на крышке или оболочке 915, сопрягается с внутренней резьбой 918a, имеющейся рядом с горловиной цилиндрической части 900. В результате вращения узла 904 канюля 921 прошивает пробку 925 пузырька с лекарственным средством так, как показано на фиг. 69, открывая путь для перетекания жидкости между камерой 914 узла пузырька с разбавителем и камерой 924 узла камеры с лекарственным средством.
Продолжение вращения узла пузырька с разбавителем приведет к переходу резьбы 916 в свободное кольцевое пространство 942, позволяя с усилием протолкнуть узел пузырька вправо из положения, показанного на фиг. 68, в положение, показанное на фиг. 69. Это перемещение вызовет сдвиг эластомерного элемента 920 в камере 914 влево, проталкивая при этом разбавитель D через канюлю 921 и далее в узел пузырька с лекарственным средством под значительным давлением. Элюирующий разбавитель пройдет через стеклянный диск 933 и затем начнет интенсивно обтекать несущую структуру 937 добавляющего средства. Разбавитель, проходящий через стеклянный диск 934 и в канюлю 927 под давлением, вызовет смещение элемента запорного клапана 932 вправо, в открытое положение, показанное на фиг. 69, пропуская таким образом смесь в направлении резервуара 910 через канал 909. Поступление этой жидкой смеси в резервуар заставит растягивающуюся мембрану 430 растянуться в наружном направлении, как показано на фиг. 69. В таком растянутом положении мембрана 430 становится источником энергии для регулируемой выдачи жидкой смеси из устройства способом, описанным выше.
После заполнения резервуара пузырек с разбавителем переместится ко второму участку с резьбой 918b, продолжение вращения узла приведет к зацеплению резьбы 912a на оболочке с резьбой 918b и надежному закреплению пузырька и узла с лекарственным средством в положении внутри цилиндрической части 900, обуславливающем вливание пациенту лечебного вещества.
На фиг. 71-75 показан еще один вариант реализации изобретения. В этом варианте конструкция цилиндрической части корпуса 950 и блока основания 951 также сходна с конструкцией этих компонентов в последнем рассмотренном варианте реализации изобретения и одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями. Однако последняя форма реализации изобретения отличается тем, что в то время как закрепленное лекарственное средство содержится в собственном узле с пузырьком 952, а первая часть жидкого компонента, или парентеральная жидкость, содержится в отдельном узле 954, резервуар предварительно заполняют второй частью жидкого компонента.
Как и ранее, узел пузырька 954 может быть совмещен с узлом пузырька 952 и с цилиндрическим корпусом для смешивания лекарственного средства с жидким компонентом. При особой конструкции, примененной в этой последней форме реализации изобретения, жидкость, уже находящаяся в предварительно заполненном резервуаре, может под контролем перемешиваться с жидкостью, находящейся в узле 954, и с добавкой, находящейся в узле 952, для получения пригодной к вливанию смеси, которая может быть затем выпущена под воздействием источника энергии или растягивающейся мембраны 430, предусмотренной изобретением. Иначе говоря, подобно устройствам, соответствующим ранее описанной форме изобретения, этот вариант реализации допускает контролируемое смешивание части первого жидкого компонента или компонента носителя, находящегося в ампуле 954, со вторым компонентом или добавкой, находящейся в ампулу 954, чтобы получить первую смесь. Эта смесь жидкого носителя с добавкой может затем быть введена в резервуар, который ранее заполняли разбавителем или другой жидкостью для получения второй, пригодной для вливания жидкостью для последующего вливания пациенту.
Как лучше всего видно на фиг. 71 и 75, в этой последней форме реализации изобретения цилиндрическая часть 950 соединена как единое целое с задней или вогнутой поверхностью 410 элемента основания посредством соединительных буртиков 410a. Часть 950 включает также у своего основания стенку 956 с гнездом 957, внутри которого располагаются узлы 952 и 954 способом, лучше всего видным на фиг. 75. Как лучше всего видно на фиг. 75, в основании 958 находится канал 959, который сообщается с резервуаром 960. Выпускное отверстие устройства сообщается с резервуаром 960 через канал 872, конструкция и размещение которого похожи на описанные ранее.
Аналогичным образом корпус 874 игольчатого клапана типа, описанного ранее, в котором размещается узел игольчатого клапана 874a, отходит под углом в наружном направлении от задней поверхности 410 (см. также фиг. 26 и 28). Клапан 874a образует второе средство регулирования потока в настоящем изобретении, предназначенное для регулирования потока жидкости на выходе из устройства. Следует также отметить, что на передней поверхности элемента основания также выполнено множество пересекающихся микроканалов 812, сообщающихся с отверстием 815, на которое наклеена фильтровальная мембрана 834. Фильтрующее средство и микроканалы 812 действуют таким же образом для получения такого же результата, как было описано ранее.
Если обратиться теперь к фиг. 73, то узел пузырька с жидкостью 954 состоит из пузырька 962 с камерой 964 для размещения жидкого компонента, такого как разбавитель. На пузырек 962 плотно надета выполненная из двух частей пластмассовая крышка или оболочка 965. Крышка 965 снабжена наружной резьбой 966, которая сопрягается с соединительным средством, показанным здесь как внутренняя резьба 968, выполненная в цилиндрической части корпуса 950. Ниже будет рассмотрен способ взаимосоединения пузырька с жидкостью и корпуса.
Открытый конец пузырька 962 закрыт герметичной крышкой или пробкой 970, в центре которой плотно вставлена канюля с тупым наконечником 971, обеспечивающая сообщение между камерой 964, содержащей жидкий компонент-носитель, и наружной частью узла пузырька. Для целей, которые станут очевидными из сказанного далее, пробка 970 может перемещаться в камере 964 продольно из первой позиции рядом с открытым концом пузырька во вторую позицию рядом с глухим концом. До использования открытый конец пузырька 962 и канюля 971 закрыты отрывной крышкой 972 стандартного типа.
Показанный на фиг. 74 узел пузырька лекарственного средства 972 включает стеклянный пузырек 974 с внутренней резьбой 975 и камерой 976. Камера 976 закрыта с одного конца эластомерной пробкой 977a, которая удерживается на месте обжатым колпачком 778, плотно прилегающим к пузырьку 974. Противоположный конец камеры 976 с внутренней резьбой также запечатан эластомерной герметичной пробкой 977b, которую должна прошивать канюля 971 с тупым концом, расположенная по центру в корпусе запорного клапана 972, расположенном в камере 973, размещенной в основании 958. Канюля 971 обеспечивает сообщение между камерой 976 и каналом для жидкости 978, проходящим через корпус запорного клапана и сообщающимся с резервуаром 960 через канал 959 при открытом запорном клапане 962. Ниже приведено описание работы запорного клапана 932 в процессе заполнения резервуара 910.
Рядом с пробками 977a и 977b расположены распределительные круглые диски из пористого стекла 970 и 980, которые предназначены, как и ранее, для должного регулирования и распределения жидкости, протекающей через камеру, в которой находятся добавляющие средства, соответствующие настоящему изобретению и расположенные между распределительными дисками. Добавляющие средства в варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 74 и 75, выполнены в форме цилиндрического пористого носителя 982, помещенного внутрь камеры 976, с которой соединены при возможности дальнейшего выделения по одной или в сочетании различные добавки. Как и в предыдущем варианте, эти добавки удерживаются носителем таким образом, что при протекании через камеру 976 и циркулировании жидкости вокруг носителя и через него добавки эффективно выделяются из носителя и смешиваются с жидкостью. Следует помнить, что добавляющие средства в камере 976 могут в целом представлять одно или сочетание нескольких из тех, которые были описаны ранее и изображены на фиг. 66 и 67.
При использовании устройства, соответствующего этой последней форме изобретения, сначала снимают и удаляют стерильные колпаки 972 и 983b, которыми закрыты концы ампул 962 и 974, а также стерильный колпачок, которым закрыт открытый конец цилиндрической части 950. Когда узел пузырька с лекарственным средством вводится в открытый конец 957 части 950, резьба 975 входит в зацепление с резьбой 958, выполненной рядом с корпусом запорного клапана 972. Вращение пузырька с лекарственным средством по часовой стрелке ведет к перемещению вперед пузырька в цилиндрической части 950, в результате чего канюля 927 прошивает эластомерную пробку 977b.
После того как пузырек с лекарственным средством станет на место в цилиндрической части 950, колпачок 983a снимают и открытый конец узла пузырька с жидкостью 954 вставляют в кольцевое пространство 958a. Затем резьба 966, выполненная на крышке или оболочке 965, сопрягается с внутренней резьбой 968, имеющейся рядом с горловиной цилиндрической части 950. В результате вращения узла 954 канюля 971 прошивает пробку 977a пузырька с лекарственным средством, открывая путь для перетекания жидкости между камерой 964 узла пузырька с жидким носителем и камерой 974 узла камеры с лекарственным средством.
Продолжение вращения узла пузырька с жидким носителем ведет к ее перемещению вправо, как показано на фиг. 75. Это перемещение вызовет сдвиг эластомерного элемента 970 в камере 964 влево, проталкивая при этом разбавитель D через канюлю 971 в узел пузырька с лекарственным средством под значительным давлением. Разбавитель пройдет через стеклянный диск 979 и затем начнет интенсивно обтекать несущую структуру 982 добавляющего средства. Элюирующий разбавитель, проходящий под давлением через стеклянный диск 980 и в канюлю 971, вызовет смещение элемента запорного клапана 962 вправо, в открытое положение, показанное на фиг. 75, пропуская таким образом смесь в направлении резервуара 960 через канал 959. Эта жидкая смесь, протекающая в направлении резервуара, будет контролируемо смешиваться с жидким компонентом, находящимся в предварительно заполненном резервуаре, чтобы получить жидкую смесь, пригодную для вливания. Находящаяся в растянутом положении эластомерная мембрана 430 становится источником энергии для регулируемой выдачи жидкой смеси из устройства способом, описанным выше.
Получив теперь подробное описание изобретения, выполненное в соответствии с требованиями к оформлению заявок на патенты, специалисты в данной области могут без труда внести изменения и модификации в отдельные детали конкретных узлов с целью приведения их в соответствие с конкретными требованиями или условиями. Такие изменения и модификации могут быть внесены без отступления от существа и объема изобретения, изложенных ниже в формуле изобретения.
Изобретение относится к системам смешивания и доставки жидкости и предназначено для регулируемого смешивания двух или более компонентов в стерильной замкнутой среде для получения текучего вещества с последующей выдачей текучего вещества из устройства с точно регулируемой дозировкой. Устройства включают дозирующую часть с собственным элементом накопления энергии в форме эластомерной мембраны и соединительным механизмом для соединения емкости с лекарственным средством с дозирующей частью для регулируемого перемешивания лекарственного средства, находящегося в пузырьке с лекарственным средством с разбавителем, находящимся в дозирующей части устройства, через стерильный канал. Технический результат заключается в повышении лечебного эффекта и устройства пользования за счет уменьшения размеров, обеспечения автономности, обеспечения точности дозирования и легкой стерилизации. 4 с. и 33 з.п. ф-лы, 75 ил.
Приоритеты по пунктам:
17.04.92 по пп.1 - 7;
19.03.93 по пп.8 - 37.
| US 4614267 A, 30.09.86 | |||
| RU 2004263 C1, 15.12.93. |
