ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БЕЗЫГОЛЬНОЙ ИНЪЕКЦИИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, НЕСУЩЕЙ АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО, ГОЛОВКА ДЛЯ ТАКОГО ИНСТРУМЕНТА И СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО СИСТЕМА ВВЕДЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A61D7/00 

Изобретение относится к инструменту, прежде всего к инструменту для введения вещества в ткань, к головке инструмента, к системе введения, а также к способу.

В известном из уровня техники способе впрыскивания вещества в ткань может применяться инъекционная канюля в сочетании с одноразовым шприцем. Инъекционная канюля (канюля) может иметь диаметр, например, до 1,6 мм. При производимом вручную введении и впрыскивании вещества с помощью иглы для инъекций имеется повышенная опасность неудовлетворительного позиционирования, а также опасность перфорации ткани в нежелательном месте. Кроме того, происходит сравнительно существенное повреждение ткани в месте укола за счет большого диаметра канюли (до 1,6 мм). Кроме того, большой прокалывающий или же проходной канал приводит к тому, что большое количество размещенного вещества вновь выходит из ткани, и таким образом, ценный материал может быть потерян. Наряду с потерей, это может также приводить к увеличенному накоплению вещества в ареалах ткани вне целевой области. Повреждение мышцы в результате прокола, что может приводить к рубцеванию (фиброзу) здоровой мышечной ткани, является другим недостатком, прежде всего, когда при помощи иглы может быть подан соответственно за один укол только малый объем вещества в пространственно сильно ограниченной области, и поэтому, например, для круговой циркулярной обработки мускула-замыкателя требуется несколько уколов. Наряду с увеличением временных затрат, вследствие этого также оказывается сниженной эффективность обработки, поскольку в данном случае в мышце создается дополнительный эффект, который, в наихудшем случае, превосходит регенерационное действие терапии посредством вещества. Этот аспект приобретает значение, прежде всего, ввиду относительно большого диаметра канюли до 1,6 мм.

В ЕР 3040036 А1 предложен насадок для безыгольного занесения клеток посредством водной струи. При этом предложенный инструмент обеспечивает раздельное в пространстве и во времени подведение двух веществ таким образом, что, например, является возможным последовательное введение клеток и несущей среды.

ЕР 3040101 А1 раскрывает насосную и дозирующую систему, которая обеспечивает последовательное введение с разновысокими уровнями давления.

ЕР 2907582 А1 раскрывает устройство для распыления медицинских текучих сред в перекрывающих конусах разбрызгивания.

При введении клеток воздействующие на них срезающие усилия могут повреждать клетки. Вследствие этого предпочтительной концепцией является безыгольное впрыскивание веществ, прежде всего активных веществ, прежде всего клеток, при котором в значительной степени сохранена функциональность активных веществ, прежде всего в значительной степени предотвращено повреждение подлежащих введению клеток.

Эта цель достигнута в инструменте по п. 1, в головке для инструмента по п. 15 формулы изобретения и в системе введения по п. 16 формулы изобретения.

Предлагаемый в изобретении инструмент предназначен для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество и имеет первую магистраль для выдачи в осевом направлении первой текучей среды, представляющей собой рабочую текучую среду, из первого отверстия первой магистрали в зону последующего ускорения. Кроме того, инструмент имеет вторую магистраль для направления второй текучей среды, представляющей собой текучую среду, несущую активное вещество, в зону последующего ускорения в осевом направлении. При этом инструмент выполнен таким образом, что скорость истечения первой текучей среды из первого отверстия в зону последующего ускорения превышает скорость течения второй текучей среды в осевом направлении на уровне первого отверстия таким образом, что составные части второй текучей среды, вследствие ее поступления в зону последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении от входящей в зону последующего ускорения первой текучей среды.

При вхождении в зону последующего ускорения вторая текучая среда, прежде всего ее составные части, которые должны получать последующее ускорение, уже имеет компонент скорости в осевом направлении. Поэтому относительная скорость в осевом направлении между первой текучей средой для последующего ускорения составных частей второй текучей среды и этими составными частями меньше, чем скорость первой текучей среды. Тем самым, составные части, например клетки, подвергнуты воздействию менее значительных скоростей, давлений, различий в скоростях и давлениях, и, следовательно, также менее значительным ударным нагрузкам и срезающим нагрузкам, вследствие чего, они могут быть транспортированы в ткань существенно более щадящим образом.

Другие выгодные признаки инструмента согласно изобретению, головки инструмента согласно изобретению, системы введения согласно изобретению и способа согласно изобретению могут быть получены из последующего описания.

Вторая магистраль, предпочтительно, имеет зону предварительного ускорения, расположенную выше по потоку от зоны последующего ускорения. Предпочтительно, инструмент выполнен для придания второй текучей среде предварительного ускорения в осевом направлении в зоне предварительного ускорения. Первое отверстие размещено в зоне последующего ускорения таким образом, что выдаваемая из первого отверстия первая текучая среда придает последующее ускорение в осевом направлении предварительно ускоренной второй текучей среде. Посредством зоны предварительного ускорения второй текучей среде может быть придана увеличенная скорость непосредственно перед зоной последующего ускорения, что делает возможным уменьшение относительной скорости между первой текучей средой и второй текучей средой в начале зоны последующего ускорения. Размещение зоны предварительного ускорения выше по потоку от зоны последующего ускорения смежно к дистальному концу инструмента имеет то преимущество, что вторая текучая среда может быть подана до смежной дистальному концу инструмента зоны предварительного ускорения с низкой скоростью, и вторая текучая среда получает предварительное ускорение только в окрестности дистального конца инструмента, например в головке инструмента.

Предпочтительно, зона предварительного ускорения образована сопловым участком второй магистрали, в котором поверхность поперечного проточного сечения второй магистрали сужается в направлении потока (осевом направлении). Отношение скорости в поперечном сечении к скорости в суженном поперечном сечении, как известно, является пропорциональным отношению суженной площади поперечного сечения к площади поперечного сечения.

Пульсация давления второй текучей среды в сопловом участке и/или после него может быть в значительной степени предотвращена, когда поперечное сечение по меньшей мере на одном подучастке соплового участка непрерывно сужается.

Вторая магистраль, предпочтительно, охватывает первую магистраль у первого отверстия концентрическим образом, что обеспечивает образование для второй текучей среды кольцеобразной охватывающей струи вокруг выходящей из первого отверстия текучей среды. Такое решение обеспечивает равномерную загрузку поверхности струи из первой текучей среды составными частями из второй текучей среды.

Предпочтительно, вторая магистраль выполнена для направления охватывающей струи в радиальном направлении вплотную к первой магистрали таким образом, что выходящая из первого отверстия струя рабочей среды всасывает составные части охватывающей струи в струю рабочей среды. Этот эффект является производным от эффекта Бернулли и основан на изначально более высокой скорости струи рабочей среды относительно охватывающей струи.

Предпочтительно, внешняя стенка второй магистрали является эластичной на участке вокруг первого отверстия. Такое решение обеспечивает самоцентрирование второй магистрали вокруг первого отверстия, что обеспечивает, например, компенсацию относительно грубых допусков, в пределах которых допусков вторая магистраль концентрическим образом охватывает первую магистраль у первого отверстия.

Участок может быть образован эластичным элементом, который, полностью или частично, также образует сопловый участок. Поэтому на сопловом участке может происходить самоцентрирование.

Эластичный элемент, предпочтительно, выше по потоку соединен непроницаемым для текучей среды образом с трубным участком второй магистрали. Между трубным участком и первой магистралью может быть применено центрирующее в радиальном направлении приспособление. Трубный участок является в радиальном направлении жестким и неэластичным. В конечном счете, такое решение обеспечивает образование кольцеобразной охватывающей струи из второй текучей среды вокруг несущей струи из первой текучей среды.

Неэластичный в радиальном направлении трубный участок второй магистрали, предпочтительно, охватывает неэластичный в радиальном направлении трубный участок первой магистрали, причем центрирующее приспособление может быть размещено в радиальном направлении между трубным участком второй магистрали и трубным участком первой магистрали, что обеспечивает концентрическую установку трубного участка первой магистрали и трубного участка второй магистрали.

Предпочтительно, зона последующего ускорения, в которой также происходит загрузка в несущий поток составных частей второй текучей среды, выполнена в пределах инструмента. Инструмент, предпочтительно, имеет дистальное отверстие, из которого несущий поток с составными частями второй текучей среды выходит из инструмента ниже по потоку от зоны последующего ускорения.

Инструмент своим дистальным отверстием инструмента может быть наложен, например, на ткань, в которой посредством инструмента может быть произведен безыгольным образом канал впрыскивания посредством ведущей струи из первой текучей среды.

Вторая магистраль, предпочтительно, заканчивается ниже по потоку от первого отверстия. Иными словами, вторая магистраль, предпочтительно, охватывает по меньшей мере один участок зоны последующего ускорения. Такое решение обеспечивает сохранение потока из второй текучей среды в зоне последующего ускорения в предварительно заданной форме и предотвращение его чрезмерного расхождения наружу. Вторая магистраль на ее выступающем из первого отверстия участке, предпочтительно, выполнена цилиндрической. Такое решение обеспечивает передачу составных частей второй текучей среды на несущий поток.

Вторая магистраль, предпочтительно, заканчивается выше по потоку от дистального отверстия инструмента. Такое решение обеспечивает, что также при насаживании на ткань его дистальным отверстием выполненного, предпочтительно, жестким под давлением в осевом направлении дистального конечного участка инструмента, ткань на дистальном конце не достигает второй магистрали и, тем самым, не оказывает давления на вторую магистраль, и не деформирует вторую магистраль, что является возможным, прежде всего, когда она имеет эластичный элемент магистрали на своем дистальном конце.

Инструмент выполнен для направления первой текучей среды и второй текучей среды друг рядом с другом к размещенным смежно дистальному концу инструмента друг рядом с другом, предпочтительно, параллельно друг другу, участкам магистралей, а затем, далее в направлении дистального конца, в соосных участках магистралей.

Предпочтительно, зона предварительного ускорения и/или зона последующего ускорения размещены в головке инструмента. Тем самым, вторая текучая среда проходит между зоной предварительного ускорения и/или зоной последующего ускорения и дистальным концом инструмента только лишь незначительное расстояние. За счет этого предотвращены повреждения клеток в результате транспортировки на большее расстояние при более высокой скорости.

Головка инструмента, предпочтительно, является сменной.

Объектом изобретения является также такая головка для инструмента. Предпочтительно, она содержит зону предварительного ускорения и/или зону последующего ускорения. Предпочтительно, головка инструмента может быть закреплена сменным образом на проксимальных участках магистрали первой и второй магистрали.

Кроме того, объектом изобретения является система введения для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество, содержащая любую конструктивную форму инструмента согласно изобретению. Кроме того, система введения содержит питающее устройство, которое может быть приведено в гидродинамическое соединение с первой магистралью и второй магистралью и которое выполнено для подачи первой текучей среды и второй текучей среды в последовательности интервалов подачи.

Предпочтительно, питающее устройство имеет управляющее устройство, которое управляет системой введения таким образом, что в пределах интервала введения во время первого интервала подачи рабочей текучей среды первая текучая среда может быть подана таким образом, что она у первого отверстия имеет первую скорость для образования канала в ткани. Кроме того, управляющее устройство управляет системой введения таким образом, что во время второго интервала подачи рабочей текучей среды первая текучая среда может быть подана таким образом, что она у первого отверстия имеет уменьшенную первую скорость, которая меньше, чем первая скорость.

Кроме того, управляющее устройство управляет системой введения таким образом, что, по меньшей мере, участками во время второго интервала подачи рабочей текучей среды вторая текучая среда может быть подана таким образом, что вторая текучая среда у первого отверстия имеет вторую скорость, которая меньше, чем уменьшенная первая скорость.

Предлагаемая в изобретении система введения может быть выполнена с возможностью: выброса струи рабочей среды, представляющей собой первую текучую среду, из первого отверстия первой магистрали инструмента с обеспечением безыгольного открытия канала в ткани; и выпуска струи второй текучей среды из второй магистрали инструмента, причем вторая текучая среда имеет составные части, захватываемые струей рабочей среды для их передачи в канал.

Изобретение также может быть реализовано в способе введения в ткань активного вещества, в частности клеток, включающем шаг безыгольного открытия канала в ткани посредством струи рабочей среды из первой текучей среды, истекающей из первой магистрали, из первого отверстия инструмента. Инструмент, предпочтительно, является инструментом согласно изобретению, как он описан в настоящем документе. На втором шаге, параллельно или соосно струе рабочей среды, из второй магистрали инструмента может быть выпущена струя из второй текучей среды, причем вторая текучая среда имеет составной части - активное вещество, прежде всего клетки, которые захватываются струей рабочей среды и передаются в канал. Предпочтительно, составные части из струи второй текучей среды захватываются струей рабочей среды посредством всасывания из второй текучей среды. Между первым шагом и вторым шагом выведение струи рабочей среды может быть прервано. Предпочтительно, однако, струя рабочей среды на втором шаге выпускается только ослабленной, прежде всего с более низкой, чем для открывания канала скоростью, в остальном, однако, она беспрерывно выпускается на протяжении первого и второго шагов. За счет этого может быть обеспечено сохранение открытым созданного с помощью струи рабочей среды канала.

Другие частные выгодные признаки и варианты осуществления могут быть получены из последующего описания, а также чертежей, на которых показано:

Фиг.1А весьма упрощенный вариант осуществления инструмента согласно изобретению на виде в частичном продольном разрезе,

Фиг. 1Б - виды поперечного сечения варианта осуществления согласно фиг.1А для иллюстрации эффекта самоцентрирования,

Фиг. 2 другой вариант осуществления инструмента согласно изобретению на виде в продольном разрезе,

Фиг. 3А - увеличенное изображение показанного на фиг.2 частичного вида инструмента согласно варианту осуществления согласно фиг.2,

Фиг. 3Б вид по сечению области по секущей через фиг.3А плоскости,

Фиг. 3В поперечное сечение инструмента по показанной на фиг.3 секущей магистрали В-В,

Фиг. 4 подробный вид показанного на фиг.2 участка,

Фиг. 5А весьма упрощенный вид варианта осуществления системы введения согласно изобретению,

Фиг. 5Б - фрагмент из фиг.5А,

Фиг. 6 диаграммы для иллюстрации временной последовательности функционирования управляющего устройства системы введения согласно фиг.6А.

Фиг. 1А весьма упрощенно показывает инструмент 10 согласно изобретению, имеющий первую магистраль 11 с первым отверстием 12 на торце 13 первой магистрали 11. Первая магистраль 11 размещена во второй магистрали 14. В варианте осуществления первая магистраль 11 образует внутреннюю стенку 15 второй магистрали 14. Первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 являются соосными. Первое отверстие 12 размещено выше по потоку от отверстия 15 (второго отверстия) второй магистрали. Через первую магистраль 11 и вторую магистраль 14 в осевом направлении А протекает первая текучая среда 16 или же вторая текучая среда 17. Как представлено, внутреннее поперечное сечение второй магистрали 14, которое находится в распоряжении у второй текучей среды 17, сужается в осевом направлении А ко второму отверстию 15. Это служит для придания направляемой во второй магистрали 14 второй текучей среде 17 предварительного ускорения прежде ее прохождения за первое отверстие 12 в осевом направлении А, и вхождения там в контакт с истекающей из первого отверстия 12 в осевом направлении А первой текучей средой 16. Участок с сужающимся внутренним поперечным сечением образует зону 18 предварительного ускорения. Область ниже по потоку от первого отверстия 12 может быть обозначена как зона 19 последующего ускорения, поскольку в ней составные части второй текучей среды 17 оказываются захваченными несущим потоком 20 из первой текучей среды 17 для их введения несущим потоком 20 в ткань пациента. За счет соосной конструкции, поток текучей среды из второй текучей среды 17 образует охватывающую струю вокруг несущего потока 20. Такое решение обеспечивает всесторонний по контуру переход составных частей второй текучей среды 17 в первую текучую среду 16. Для этого, предпочтительно, нормальный вектор поверхности отверстия первого отверстия 12, которая поверхность отверстия ограничена первой магистралью 11, простирается параллельно осевому направлению А, причем это, предпочтительно, является действительным также для вариантов осуществления, разъясненных в связи с фиг.2-4.

Когда расположенное на торце первой магистрали 11 и ограниченное первой магистралью 11 первое отверстие 12 ориентировано в осевом направлении, обеспечена равномерная загрузка струи 20 рабочей среды клетками, по существу, сразу же после ее выхода из первой магистрали 11.

Предпочтительно, участок внешней стенки 22 второй магистрали, по меньшей мере, в области вокруг первого отверстия 12, выполнен гибким, предпочтительно, эластично гибким. Такое решение обеспечивает эффект самоцентрирования гибкого участка 22 вокруг первого отверстия 12. Это схематически представлено на фиг.1Б. В данном случае представлен вид поперечного сечения инструмента 10 согласно фиг.1А (площадь поперечного сечения В показана на фиг.1А). Как показано (без соблюдения масштаба) гибкий (предпочтительно, эластичный) участок 22 размещен вокруг образующей дистальный конец первой магистрали 11 сопловой трубки 23 неконцентрическим образом. Это может иметь основанием грубые допуски. При подведении ко второй магистрали 14 второй текучей среды 17 гибкий осевой участок 22 внешней стенки, представленный внешней кольцеобразной поверхностью поперечного сечения, получает от второй текучей среды перемещение в радиальном направлении, как обозначено посредством стрелки Р, и при этом центрируется, как это проиллюстрировано на фиг.1Б (правое изображение). При этом первая магистраль 11 остается в первоначальном положении. Это является определяющим фактором, поскольку с помощью первой магистрали 11 на первом шаге посредством гидравлического импульса из первой магистрали может быть безыгольным образом открыт канал в ткани, в который на втором шаге посредством несущего потока 20 могут быть введены составные части. Если поток текучей среды из второй текучей среды 17 оказывается прерванным, кольцеобразный участок внешней стенки 22, в том случае, если он является эластичным, имеет возможность автоматического возвращения вновь в его начальное положение (фиг.1Б, левое изображение). Также являются возможными варианты осуществления, которые обходятся без обеспечивающего самоцентрирование эластичного кольцеобразного участка внешней стенки второй магистрали.

Фиг. 2 показывает фрагментарный вид продольного разреза инструмента другого варианта осуществления инструмента 10 согласно изобретению. Инструмент 10 может быть применен для открытого, эндоскопического или лапароскопического вмешательства. Инструмент 10 может быть представлен, прежде всего, катетерным инструментом 10, который подлежит введению в мочеиспускательный канал для выполнения обработки сжимающей мочевой пузырь мышцы посредством введения в нее клеток с помощью инструмента 10. Тем самым, посредством этого инструмента 10 безыгольным образом может быть образован канал через внешние слои мускула-замыкателя в мышечную ткань, и может быть безыгольным образом впрыснута содержащая клетки жидкость.

Инструмент 10 на дистальном конце 25 инструмента 10 имеет продолговатую головку 24. Головка 24 является негибкой и жесткой. Участок в составе пары магистрали из участков магистралей 11, 14 является гибким на протяженности до головки 24. В головке 24 первая магистраль 11 размещена концентрическим образом относительно второй магистрали 14. Как показано, прежде всего, на фиг.3, первая магистраль 11 имеет конструкцию из нескольких участков магистрали, которые образуют ступени внутреннего поперечного сечения. Внутреннее поперечное сечение постепенно убывает в дистальном или же осевом направлении. Конец первой магистрали 11 образован первой сопловой трубкой 23. Также и на протяжении от проксимального участка 26 магистрали к сопловой трубке 23 внутреннее поперечное сечение первой магистрали 11 убывает таким образом, что первая текучая среда получает ускорение при сквозном прохождении через магистраль 11. Тем не менее, уменьшение внутреннего поперечного сечения и, тем самым, также внешнего поперечного сечения первой магистрали 11 в этой области не служит первичному ускорению первой текучей среды. Варианты осуществления также могут обходиться без уменьшения поперечного сечения магистрали первой магистрали 11 на дистальном конце. Напротив, посредством уменьшения внутреннего поперечного сечения и внешнего поперечного сечения достигают увеличения устойчивости сопловой трубки 23 в дистальной области и, с другой стороны, менее значительного уменьшения внутреннего поперечного сечения второй магистрали 14. Особо предпочтительным является такое уменьшение диаметра, которое имеет непрерывные (равномерные) переходы диаметра (в отличие от представления согласно фиг.2 или же 3). Такая сопловая трубка 24 с непрерывным уменьшением внутреннего поперечного сечения в осевом направлении для первой магистрали 11 может, например, быть изготовлена монолитной, например посредством ковки цилиндрической трубки (ротационной ковки), при этом в сопловой трубке 23 также может быть создано сопловое отверстие (первое отверстие 12).

Вторая магистраль 14 имеет в головке 24 внешнюю стенку, которая образована по меньшей мере из двух элементов. Внутренняя стенка образована внешней стенкой 27 первой магистрали 11 таким образом, что в головке 24 инструмента 10 получено кольцеобразное поперечное сечение магистрали (внутреннее поперечное сечение) второй магистрали 14. Имеющий унифицированный диаметр жесткий участок 28 хвостовой трубки второй магистрали 14 соединен на его дистальном конце с эластичным элементом 29 внешней стенки, который образует сопло 30 второй магистрали 14. Эластичный элемент 29 внешней стенки надвинут на дистальный конец хвостовой трубки 28. Эластичный элемент 29 внешней стенки имеет цилиндрический участок 29а, присоединяющийся к нему сужающийся участок 29b, а также другой цилиндрический участок 29 с. Альтернативно, цилиндрический участок 29 с может быть также выполнен, например, коническим, сужающимся в осевом направлении А. Сопловая трубка 23 посредством первого отверстия 12 оканчивается в другом цилиндрическом участке 29 с эластичного, закрытого по контуру элемента 29 внешней стенки. За счет этого создано соосное расположение первой сопловой трубки 23 и внешнего сопла 30, которое образовано с помощью эластичного элемента 29 внешней стенки. Внешнее сопло 30 для клеточной суспензии имеет поперечное сечение магистрали в форме кольцевой щели 31 и концентрическим образом размещено относительно сопловой трубки 23 таким образом, что кольцевая щель 31 охватывает сопловую трубку 23. Поперечное сечение магистрали кольцевой щели 31 убывает в осевом направлении. При протекании теперь второй текучей среды, прежде всего содержащей клетки суспензии (клеточной суспензии), через внешнее сопло 30, вторая текучая среда, вследствие уменьшающегося поперечного сечения второй магистрали 14, получает предварительное ускорение в окрестности дистального конца 25 инструмента 10. Следовательно, посредством внешнего сопла 30 образована зона 18 предварительного ускорения. Предпочтительно, ускорение, однако, является менее значительным, чем ускорение, получаемое рабочей жидкостью при сквозном прохождении через первую сопловую трубку 23. В любом случае, (средняя) скорость истечения клеточной суспензии после прохождения сопла (на уровне первого отверстия 12 (рядом с ним)) является менее значительной, чем (средняя) скорость истечения струи рабочей среды в первом отверстии 12. В особо, предпочтительно, вариантах осуществления выполненное в форме кольцевой щели внешнее сопло 30 для клеточной суспензии имеет такие размеры, что при заданных объемных расходах или же проточных расходах рабочей жидкости в качестве первой текучей среды от 5 до 55 мл/мин, а прежде всего 15-26 мл/мин, и клеточной суспензии 1-3 мл/мин, а прежде всего 15-26 мл/мин, скорость на выходе из сопла (рядом с первым отверстием 12) клеточной суспензии может составлять примерно 50-90% скорости на выходе из сопла струи рабочей среды (в первом отверстии 12). Это является действительным для фазы, на которой клеточная суспензия выходит через внешнее сопло 30, и одновременно, рабочая жидкость через первое отверстие 12, для введения посредством рабочей текучей среды клеток из клеточной суспензии в канал в ткани. Для образования канала посредством ведущей струи из рабочей текучей среды скорость на выходе из сопла струи рабочей среды может быть даже еще более высокой.

В качестве наиболее предпочтительного было выявлено, что кольцевая щель 31 участка второй магистрали 14 должна иметь в первом отверстии 12 внутренний контур U по меньшей мере в 20 раз превосходящий средний клеточный диаметр клеток в клеточной суспензии, и радиальную ширину b щели самое большее, десятикратной или даже, самое большее, пятикратной относительно среднего клеточного диаметра величины, и предпочтительно, тем не менее, соответствующую, по меньшей мере, четырехкратному среднему клеточному диаметру. Фиг. ЗБ показывает разрез по показанной на фиг.3А секущей плоскости С3. На фиг.3Б представлена, тем не менее, только область секущей плоскости С3 вокруг центра первого отверстия 12, простирающаяся в радиальном направлении до внешней краевой поверхности цилиндрического участка 29 с гибкого элемента 29 внешней стенки включительно. Внутренний контур U кольцевой щели 31 является одинаковым с внешним контуром первой сопловой трубки 23. Если внешний диаметр первой сопловой трубки 23 составляет, например, 0,25 мм и, тем самым, внутренний контур U кольцевой щели 31 - примерно 0,79 мм, кольцевая щель 31 имеет ширину b (радиальную ширину щели), например, 0,1 мм, причем размеры предназначены для клеточной суспензии со средним клеточным диаметром 25 мкм. За счет этого достигнуто, с одной стороны, ускорение клеточной суспензии, как описано выше. С другой стороны, опыты показали, что тем самым кольцевая щель 31 наделена размерами, достаточными для обеспечения возможности беспрепятственного сквозного прохождения клеток при среднем диаметре используемых клеток примерно 25 мкм.

Внешний диаметр струи рабочей жидкости (несущей струи) на выходе из первого отверстия 12 соответствует, вплоть до двойной толщины стенки сопловой трубки 23, внутреннему диаметру кольцевой щели 31 у первого отверстия 12. Посредством образования охватывающей струи 21 из клеточной суспензии может быть образована охватывающая струя вокруг струи 20 рабочей жидкости (см. фиг.1), в которой рядом с первым отверстием 12, за счет радиального размера кольцевой щели 29, клетки проходят поблизости от струи 20 рабочей жидкости. За счет этого может быть обеспечен особо высокий захват клеток струей 20 рабочей жидкости.

Между неподвижным участком 28 хвостовой трубки и первой магистралью 11 размещен центрирующий элемент 32, как также показано на фиг.3В. Центрирующий элемент 32, несмотря на его размещение во второй магистрали 14, обеспечивает сквозное прохождение текучей среды через вторую магистраль 14. Центрирующий элемент 32 обеспечивает также соосное расположение хвостовой трубки 28 и первой магистрали 11. Центрирующий элемент 32 имеет одну или несколько открытых в осевом направлении выемок или проемов 33 в форме, например, продольных пазов на охватывающей поверхности центрирующего элемента 32. Клеточная суспензия имеет возможность прохождения через выемки 33. Предпочтительно, выемки 33 имеют единообразное поперечное сечение. Предпочтительно, выемки равномерно распределены по контуру центрирующего элемента 32. В конечном счете, центрирующий элемент 32 обеспечивает концентрическое расположение первой сопловой трубки 23 для рабочей жидкости 16 и эластичного элемента внешней стенки 29 для образования охватывающей струи 21. Как представлено в варианте осуществления согласно фиг.2, центрирующий элемент 32 обеспечивает концентрическую направленность первой сопловой трубки 23 с эластичным элементом 29 внешней стенки опосредовано через хвостовую трубку 28.

Выбранная посредством использования материала с выбранными жесткостью и формой эластичная податливость эластичного элемента обеспечивает возможность, во время сквозного прохождения клеточной суспензии через внешнее сопло, самоцентрирования и регулировки сужающегося внешнего сопла, прежде всего кольцевой щели 29, как это разъяснено в связи с вариантом осуществления согласно фиг.1А и, прежде всего, при помощи фиг.1Б. Например, возможно остающаяся вследствие допусков изготовления асимметрия кольцевой щели 29 может быть компенсирована посредством того, что во время введения клеточной суспензии посредством потока клеточной суспензии, на эластичный элемент внешней стенки 29 воздействует усилие, и он вследствие этого получает такое отклонение, что образуется симметричная кольцевая щель 29. Эластичный элемент 29 внешней стенки, предпочтительно, состоит из биосовместимого и нетоксичного при кратковременном (до 25 часов) контакта с клетками эластичного материала, предпочтительно, из эластомера, такого как силикон или термопластический эластомер. Толщина эластичного элемента 29 внешней стенки составляет, например, от 0,05 до 1 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,4 мм. Твердость материала располагается в диапазоне от 3 единиц по шкале Шора (А) до 70 единиц по шкале Шора (А), предпочтительно, в диапазоне от 20 единиц по шкале Шора (А) до 55 единиц по шкале Шора (А).

Эластичный элемент 29 внешней стенки охвачен жестким под давлением в осевом направлении наконечником 34, который образует дистальный конец 25 инструмента 10. Наконечник 34 имеет отверстие 35 на дистальном торце наконечника 34, по отношению к которому отверстие 15 на торце эластичного элемента 29 внешней стенки (которое является вторым отверстием 15 на торце второй магистрали 14) смещено назад в проксимальном направлении вдоль осевого направления А.

Торец наконечника 34 образует дистальный конец 25 инструмента 10. Инструмент 10 посредством наконечника 34 выполнен жестким под давлением таким образом, что он задает минимальное расстояние между дистальным отверстием 35 инструмента 10, которое может быть прижато к ткани пациента, и первым отверстием 12 и/или вторым отверстием 15, также и в том случае, когда к дистальному концу 25 инструмента 10 оказывается приложенным усилие при придавливании инструмента 10 к ткани. Посредством центрирующего элемента 32 также задано положение первой магистрали 11 относительно наконечника 34. Такое решение имеет то преимущество, что при накладывании инструмента 10 его наконечником 34 на ткань, и при открывании гидравлическим ударом из первой магистрали 11 канала в ткани, первое отверстие 12 остается над таким созданным каналом таким образом, что последующая струя или поток из первой текучей среды 16 с составными частями второй текучей среды 17 надежным образом попадает в канал.

Фиг. 4 показывает в увеличении частичный вид В2 согласно фиг.2. Как следует, прежде всего, в качестве примера из фиг.2 и 5, смежные первая магистраль 11 и вторая магистраль 14, предпочтительно, направлены вплоть до дистального конца 25 инструмента 10 друг рядом с другом, прежде всего параллельно, а затем, далее к дистальному концу 25 в осевом направлении А, соосно друг другу. В варианте осуществления первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 размещены вплоть до головки 24 друг рядом с другом и соосно друг другу вслед за переходным пунктом 36 в головке 24, в котором параллельное расположение изменено на соосное расположение посредством переходного расположения 37. Переходный пункт 36 также может быть расположен выше по потоку, смежно к головке 24 таким образом, что первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 вплоть до головки 24 размещены друг рядом с другом переплетенными или параллельными, а затем, в направлении потока А до дистального конца 25 включительно, выше по потоку от головки 24 и в головке 24 размещены соосно. В проксимальном направлении или выше по потоку от переходного пункта 36 или в проксимальном направлении от головки 24 смежные в проксимальном направлении переходному пункту 36, прежде всего, параллельные первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 могут быть объединены посредством шланговой оболочки 38. Шланговая оболочка 38 вокруг первой магистрали 11 и второй магистрали 14 показана на фиг.2 в качестве примера пунктирной магистралью. Шланговая оболочка 38 может простираться, например, (как проиллюстрировано), вплоть до головки 24 или за нее. Переход от параллельного к концентрическому расположению каналов или расположению магистралей может быть образован, например, посредством переходного расположения 37, как оно в качестве примера представлено на фиг.3. Само собой разумеется, представленные на фиг.2 и 4 друг рядом с другом по отдельности первая и вторая магистрали 11, 14 могут быть также реализованы посредством проводящего тела с размещенными в нем друг рядом с другом отдельными, прежде всего параллельными, каналами. Вне зависимости от реализации двух отдельных магистралей 11, 14 или двух магистралей в форме содержащего друг рядом с другом два канала проводящего тела, загруженность клетками при сквозном прохождении канала в области параллельного расположения каналов потенциально является менее значительной, чем при соосном расположении - в предпосылке одинаковых поперечных проточных сечений. Поскольку соосность внутреннего и внешнего каналов приходится обеспечивать посредством нескольких центрирующих элементов в кольцевой полости между внутренней и внешней магистралями, что, однако, влечет за собой увеличение срезающих усилий на центрирующих элементах, альтернативой может быть отказ от обеспечения соосности таким образом, что внутренняя магистраль может прилегать изнутри к внешней магистрали, прежде всего на изгибах. Тем не менее, посредством концентрического расположения каналов в следующей за переходным пунктом 36 области может быть достигнуто уже упомянутое выше предпочтительное образование охватывающей оболочки из жидкостного потока 20 в составе клеточной суспензии, который жидкостной поток 20 истекает из первого отверстия 12. Было обнаружено, что выполнение с короткой протяженностью области между переходным пунктом 36 и дистальным концом 25 инструмента 10, в котором клеточная суспензия за счет соосной конструкции устремляется через кольцевое поперечное сечение, обеспечивает минимизацию повреждения клеток при прохождении второй магистрали 14 в соосной области. Прежде всего, следует отметить, что при длине L соосной области (от переходного пункта 36 вплоть до первого отверстия 12), составляющей 40 мм или менее, по существу не наблюдается какого-либо повреждения клеточной жизнеспособности. Описанное в связи с фиг.3 центрирующее приспособление в виде центрирующего элемента 32 может быть исключено, например, если на месте, на котором, как представлено на фиг.4, первая магистраль 11 и без того размещена поблизости от стенки головки 24, первая магистраль сварена 11 со стенкой головки 24, которая образует вторую магистраль 14 ниже по потоку от переходного расположения 37 (перехода от параллельного расположения первой магистрали 11 и второй магистрали 14 к соосному расположению).

Фиг. 5А весьма упрощенно показывает вариант осуществления системы 100 введения, которая имеет инструмент 10 согласно изобретению, например инструмент 10 согласно изобретению согласно одному из разъясненных выше вариантов осуществления. Кроме того, система 100 имеет питающее устройство 101 с управляющим устройством 102 для управления питающим устройством 101. Питающее устройство 101 имеет источник 103 для первой текучей среды 16 и источник 104 для второй текучей среды 17.

Питающее устройство 101 может быть выполнено для обеспечения первой текучей среды 16, которая может быть, например, представлена жидкостью, прежде всего суспензией, раствором, эмульсией или тому подобным. Эта жидкость может быть также обозначена как рабочая жидкость, поскольку на первом шаге, она служит для создания канала 105 в ткани 106, на которую инструмент 10 может быть наложен, как проиллюстрировано на фиг.5Б, а на втором шаге для занесения составных частей второй текучей среды в канал 105. Кроме того, питающее устройство 101 обеспечивает вторую текучую среду 17, которая имеет составные части, которые должны быть депонированы посредством инструмента 10 или же системы 100 в канале 105 в ткани 106 пациента. Составные части могут быть представлены, например, клетками, клеточными составными частями, лекарствами, радиоактивными материалами для маркировки или обработки или тому подобным. Питающее устройство 101 находится в гидродинамическом соединении с первой магистралью 11 и со второй магистралью 14.

Питающее устройство 101 выполнено для подачи первой текучей среды 16 и второй текучей среды 17 в последовательности интервалов подачи посредством управляющего устройства 102. Управляющее устройство 102, предпочтительно, выполнено для управления системой 100 введения таким образом, что в пределах интервала ΔtA времени введения, который в качестве примера проиллюстрирован на фиг.6, во время первого интервала ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды первая текучая среда 16 может быть подана таким образом, что у первого отверстия 12 она имеет первую интенсивность, прежде всего первую скорость v1, для образования канала 105 в ткани 106. Во время второго интервала ΔtAF2 подачи рабочей текучей среды управляющее устройство управляет системой 100 введения таким образом, что первая текучая среда 16 может быть подана таким образом, что она у первого отверстия 12 имеет уменьшенную первую интенсивность, прежде всего уменьшенную первую скорость v1r, которая меньше, чем первая скорость v1. Кроме того, управляющее устройство 102 выполнено для управления системой 100 введения, которая подает, по меньшей мере, участками во время второго интервала подачи рабочей текучей среды ΔtAF2 вторую текучую среду 17 таким образом, что она имеет у первого отверстия 12 вторую скорость v2, которая меньше, чем уменьшенная первая скорость v1r. Выдача второй текучей среды 17 рядом с первым отверстием 12 в зону 19 последующего ускорения на интервале ΔtWF подачи несущей активное вещество текучей среды может быть осуществлена уже во время первого интервала ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды перед изменением интенсивности, синхронно с изменением интенсивности у первого отверстия 12 или после изменения интенсивности, прежде всего первой скорости v1, у первого отверстия 12 в осевом направлении А. Требуемую вторую скорость v2 второй текучей среды 17 задают на уровне первого отверстия 12, в том числе по той причине, что вторая текучая среда устремляется через сужающееся в окрестности дистального конца кольцевое поперечное сечение второй магистрали 14. Выше по потоку от внешнего сопла вторая текучая среда 17 протекает с менее высокой скоростью, что уменьшает опасность повреждения клеток во второй текучей среде 17. Интервал времени введения может составлять, например, менее 1 секунды.

Система 100 введения согласно изобретению или же инструмент 10 согласно изобретению могут быть применены, например, описанным ниже образом.

Для минимизации нагрузки на клетки во время процесса введения и для достижения, тем не менее, достаточной глубины загрузки клеток, процесс введения выполняют как уже упомянуто, предпочтительно, в ходе по меньшей мере двух этапов. При этом на первой фазе подготавливают канал 105 в ткани 106. Для этого, на первом интервале ΔtAF1 подачи рабочей текучей среды (см. фиг.7) первоначально производят ведущую струю рабочей среды с высокой интенсивностью, прежде всего высокой скоростью v1, на выходе из сопла. Эта ведущая струя 20 рабочей среды состоит из рабочей жидкости 16, составные части которой являются невосприимчивыми по отношению к механической нагрузке, прежде всего срезающей нагрузке. Такие жидкости содержат, например, физиологический раствор поваренной соли, среду для культивирования клеток, смачивающую или обволакивающую среду для клеток второй текучей среды для повышения механической защиты и/или способности к скольжению, или смесь из вышеперечисленного. Канал 105 в ткани 106 создают с помощью ведущей струи 20 рабочей среды посредством того, что ведущая струя 20 рабочей среды механически вытесняет и/или разрушает составные части ткани вдоль создаваемого канала. На второй фазе во втором интервале ΔtAF2 подачи рабочей текучей среды уменьшают интенсивность струи рабочей среды 20 прежде всего уменьшают скорость у первого отверстия до уменьшенной первой скорости v1r (см. фиг.7). Во время этого интервала также может быть изменен состав первой текучей среды 16, прежде всего, посредством добавления материалов или же посредством изменения рабочей текучей среды. Предпочтительно, однако, состав подаваемой из первого отверстия 12 текучей среды остается одинаковым на протяжении первой и второй фаз. В ходе уменьшения интенсивности, прежде всего скорости струи 20, рабочей среды запускают выведение охватывающей струи 21 из клеточной суспензии из второго отверстия 15. Как представлено внизу на схеме на фиг.7, начало выведения охватывающей струи может быть осуществлено перед уменьшением интенсивности струи рабочей среды в первом интервале подачи рабочей текучей среды (что обозначено на фиг.7 внизу с помощью пунктирной магистрали), синхронно с уменьшением или после уменьшения (это обозначено на фиг.7 внизу с помощью сплошной магистрали). Вторая текучая среда 17 может иметь в суспензии, дополнительно к клеткам, смачивающую или обволакивающую среду. Во время образования канала 105 посредством ведущей струи вторая магистраль 14, предпочтительно, заполнена клеточной суспензией вплоть до области в головке 24, в которой первая магистраль 11 и вторая магистраль 14 простираются соосно, предпочтительно, почти полностью, вплоть до уровня (измеряемого в осевом направлении) первого отверстия 12, что делает возможными практически свободный от задержек приток клеточной суспензии в созданный канал 105. Такое решение также является следствием наличия согласно изобретению двух отдельных магистралей 11, 14 для первой и второй текучих сред, а также объединения первой текучей среды и второй текучей среды только в зоне 19 последующего ускорения на дистальном конце 25 инструмента 10.

Когда клеточная суспензия через внешнее сопло проходит мимо первого отверстия 12 в дистальном направлении, она охватывающим образом охватывает выходящую по центру из первого отверстия 12 образованного первой сопловой трубкой 23 внутреннего сопла струю 20 рабочей среды, предпочтительно, симметричным образом, при необходимости, за счет самоцентрирования эластичного участка 22 внешней стенки или же элемента 29 внешней стенки. За счет этого достигают равномерной загрузки поверхности струи 20 рабочей среды клетками в условиях, среди прочего, в значительной степени единообразной скорости потока второй текучей среды 17. Вследствие этого возникает сравнительно незначительное взаимодействие между клетками, что способствует незначительности нагрузок на клетки. Посредством инструмента 10 рабочую жидкость 16 и клеточную суспензию выпускают таким образом, что струя рабочей жидкости ниже по потоку от первого отверстия 12 струя 20 рабочей среды всасывает окружающую ее охватывающим образом клеточную суспензию 17 в радиальном направлении вовнутрь в струю 20 рабочей среды. Этот процесс основан на эффекте Бернулли, который также находит применение в струйном насосе и является противоположностью простому смешиванию двух жидкостных струй исключительно в результате их переслаивания. Когда рабочая жидкость 16 и клеточная суспензия 17 входят в соприкосновение друг с другом в дистальном направлении от сопловой трубки 23 (прежде всего, как описано выше, посредством всасывания охватывающей струи 21 посредством струи 20 рабочей жидкости), клетки захватываются струей рабочей среды, унесенными ею и ускоренными до того уровня, когда скорость клеток становится равной скорости струи 20 рабочей среды. Незначительное ускорение клеточной суспензии 17 в зоне 18 предварительного ускорения во внешнем сопле имеет то преимущество, что клетки на располагающихся в радиальном направлении внутри и в радиальном направлении снаружи, ограничивающих канал во второй магистрали 14 стенных поверхностях внешнего сопла претерпевают только незначительную срезающую нагрузку, и что, с другой стороны, относительная скорость между клетками и рабочей текучей средой 20 при первом контакте первой и второй текучих сред 16, 17 в зоне 19 последующего ускорения является менее значительной, чем скорость потока рабочей текучей среды 16. Имеющаяся разность скоростей обеих жидкостей 16, 17 в области, в которой они впервые вступают в контакт друг с другом, приводит также к созданию срезающей нагрузки на клетки, однако, возникает, в целом, незначительная нагрузка на клетки и, тем самым, высокая выживаемость клеток при впрыскивании в канал 105 в ткани 106. Как разъяснено в связи с фиг.3, настоящее изобретение дополнительно способствует выживаемости клеток посредством перехода смежно к дистальному концу инструмента 10 от простирающихся друг рядом с другом, прежде всего параллельно, каналов к соосным каналам первой и второй магистралей 11, 14. Также благоприятным для высокой выживаемости клеток является обращение к подходу с внешним перемешиванием соответственно изобретению посредством того, что инструмент 10 содержит магистрали 11, 14 для первой текучей среды 16 и для содержащей клетки второй текучей среды 17, и примешивание клеточной суспензии 17 или же клеток к струе 20 рабочей среды производится только после сквозного прохождения через первую сопловую трубку 23. Второе сопло, как представлено на фиг.1 или 2, образовано внешней поверхностью сопловой трубки 23 и внутренней поверхностью участка 22 внешней стенки или же элемента 29 внешней стенки, и за счет непрерывного сужения, по меньшей мере, внутреннего диаметра эластичного элемента 29 внешней стенки является подверженным в особо малой мере срезающими потоками и, тем самым, обеспечивает высокую выживаемость клеток.

Увлечению клеточной суспензии 17 или же клеточных составных частей посредством струи 20 рабочей среды способствует, когда, как в качестве примера представлено на фиг.1 и 2, дистальный конец первой сопловой трубки

23 смещен назад по отношению к дистальному концу эластичного элемента 29 внешней стенки. Зона 19 последующего ускорения, в которой происходит смешивание, тем самым, в плане расположения участков вдоль оси, оказывается охваченной эластичным элементом 29 внешней стенки, точнее, последующим цилиндрическим участком 29 с. Форма элемента 29 внешней стенки и расположение элемента 29 внешней стенки и сопловой трубки 23 имеют то преимущество, что охватывающая струя 21 получает стабильное направление, прежде всего через участок 29 с, в радиальном направлении вплотную к сопловой трубке 23 и, в конечном счете, к центральной струе 20 рабочей среды, а именно, предпочтительно, по существу таким образом, что охватывающая струя 21 и струя 20 рабочей среды имеют, главным образом, одинаковые компоненты направления. Дистальный конец сопловой трубки 23, который образует первое отверстие 12, может быть смещен назад по отношению к дистальному концу 29 эластичного участка внешней стенки, который образует второе отверстие 15, например, на величину от 0,5 до 3 мм. В особо предпочтительном варианте осуществления сопловая трубка 23 смещена назад на величину около 1 мм. Посредством смещения первого отверстия 12 на дистальном торце 13 первой магистрали к дистальному концу 25 инструмента 10 минимальная длина зоны 19 последующего ускорения, в которой также происходит захват составных частей второй текучей среды 17 в первую текучую среду 16, оказывается заданной в пределах инструмента 10. Зона 19 последующего ускорения также является в этом случае в значительной степени свободной, когда дистальный конец 25 инструмента 10 прижимают к ткани 106.

При легком прижатии дистального конца 25 инструмента 10 к поверхности ткани может быть достигнута фиксация положения дистального конца 25 инструмента 10 и, прежде всего, первой сопловой трубки 23 во время создания канала 105 и введения клеток. Для этого, приводимый в качестве примера вариант осуществления инструмента 10 согласно фиг.2 располагает наконечником 34 из жесткого под давлением в осевом направлении А и жесткого на изгиб материала, который при насаживании инструмента препятствует достижению тканью эластичного элемента 29 внешней стенки и его деформирование.

Процесс введения предусматривает создание безыгольного канала 105 впрыскивания в ткань 106 в целевой области с помощью инструмента 10 и впрыскивание клеточной суспензии в заданной дозировке в канал 105. Процесс введения дополнительно также может содержать последующее уплотнение канала 105 впрыскивания, например, с помощью примешиваемого вслед за клеточной суспензией 17 посредством второй магистрали 14 в струю 20 рабочей жидкости уплотняющего средства, которое может быть более вязкотекучим по сравнению с клеточной суспензией и иметь гелеобразную консистенцию.

Для обеспечения высокой эффективности размещенного в ткани пациента вещества, например для обеспечения высокой целостности размещенных в ткани пациента клеток, предложен инструмент 10, имеющий первую магистраль 11 для выдачи первой текучей среды 16 из первого отверстия 12 первой магистрали 11 в осевом направлении А в зону 19 последующего ускорения и вторую магистраль 14 для направления второй текучей среды 17 в зону 19 последующего ускорения в осевом направлении А таким образом, что составные части активного вещества, например клетки, второй текучей среды 17, вследствие поступления в зону 19 последующего ускорения, могут получать последующее ускорение в осевом направлении А от входящей в зону 19 последующего ускорения первой текучей среды 16. Предпочтительной является соосная конструкция первой и второй магистралей 11, 14, за счет которой вокруг первого отверстия 12 может быть создана простирающаяся в осевом направлении А ниже по потоку охватывающая струя 21 из второй текучей среды 17 вокруг центральной струи 20 рабочей среды. Кроме того, создана головка 24 для инструмента 10 согласно изобретению и система 100 введения с инструментом 10 согласно изобретению. В приводимых в качестве примера, непредставленных вариантах осуществления инструмента инструмент может иметь несколько вторых магистралей, то есть по меньшей мере две вторые магистрали. При помощи нескольких вторых магистралей, попеременно и/или, по меньшей мере, частично одновременно, одинаковые или различные вторые текучие среды могут быть проведены в зону последующего ускорения таким образом, что составные части вторых текучих сред, вследствие поступления в зоне последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении от входящей в зону последующего ускорения первой текучей среды. Вторые текучие среды могут быть, например, представлены различными веществами или содержать различные вещества, прежде всего активные вещества. Альтернативно или дополнительно, варианты осуществления инструмента согласно изобретению могут также иметь несколько первых магистралей, например по меньшей мере две первые магистрали, которые выполнены для выдачи одинаковых или различных первых текучих сред в зону последующего ускорения для придания последующего ускорения одной или нескольким вторым текучим средам.

Список ссылочных обозначений:

10 инструмент

11 первая магистраль

12 первое отверстие

13 торец

14 вторая магистраль

15 второе отверстие

16 первая текучая среда

17 вторая текучая среда

18 зона предварительного ускорения

19 зона последующего ускорения

20 струя рабочей среды/несущая струя

21 охватывающая струя

22 участок внешней стенки

23 сопловая трубка

24 головка

25 дистальный конец инструмента

26 участки магистрали

27 внешняя стенка первой магистрали/внутренняя стенка второй магистрали

28 участок хвостовой трубки

29 элемент внешней стенки

29а цилиндрический участок

29b сужающийся участок

29 с другой цилиндрический участок

30 внешнее сопло

31 кольцевая щель

32 центрирующий элемент

33 выемка/проем

34 наконечник

35 отверстие

36 переходный пункт

37 переходное расположение

38 шланговая оболочка

100 система введения

101 питающее устройство

102 управляющее устройство

103 источник

104 источник

105 канал

106 ткань

р стрелка

а осевое направление

u внутренний контур

b ширина щели

b1 b2, b3 фрагменты

c1, с2, с3 площади поперечного сечения

l длина

δta интервал времени введения

δtaf1 первый интервал подачи рабочей текучей среды

δtaf2 второй интервал подачи рабочей текучей среды

δtwf интервал подачи несущей активное вещество текучей среды

v1 первая скорость

v1r уменьшенная первая скорость

v2 вторая скорость.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к инструментам для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество. Инструмент имеет первую магистраль для выдачи первой текучей среды, представляющей собой рабочую текучую среду, из первого отверстия первой магистрали в осевом направлении в зону последующего ускорения, и вторую магистраль для направления второй текучей среды, представляющей собой текучую среду, несущую активное вещество, в зону последующего ускорения в осевом направлении. Причем инструмент выполнен таким образом, что скорость истечения первой текучей среды из первого отверстия в зону последующего ускорения превышает скорость течения второй текучей среды в осевом направлении на уровне первого отверстия таким образом, что составные части второй текучей среды, вследствие ее поступления в зону последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении от входящей в зону последующего ускорения первой текучей среды. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Инструмент (10) для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество, имеющий:

- первую магистраль (11) для выдачи первой текучей среды (16), представляющей собой рабочую текучую среду, из первого отверстия (12) первой магистрали (11) в осевом направлении (A) в зону (19) последующего ускорения, и

- вторую магистраль (14) для направления второй текучей среды (17), представляющей собой текучую среду, несущую активное вещество, в зону (19) последующего ускорения в осевом направлении (A),

причем инструмент (10) выполнен таким образом, что скорость истечения первой текучей среды (16) из первого отверстия (12) в зону (19) последующего ускорения превышает скорость течения второй текучей среды (17) в осевом направлении (A) на уровне первого отверстия (12) таким образом, что составные части второй текучей среды (17), вследствие ее поступления в зону (19) последующего ускорения, получают последующее ускорение в осевом направлении (A) от входящей в зону (19) последующего ускорения первой текучей среды (16).

2. Инструмент (10) по п. 1, имеющий зону (18) предварительного ускорения второй магистрали (14), расположенную выше по потоку от зоны (19) последующего ускорения, причем инструмент (10) выполнен для придания в зоне предварительного ускорения (18) предварительного ускорения в осевом направлении (A) второй текучей среде (17), причем первое отверстие (12) размещено в зоне (19) последующего ускорения таким образом, что выдаваемая из первого отверстия (12) первая текучая среда (16) придает последующее ускорение в осевом направлении (A) предварительно ускоренной второй текучей среде (17).

3. Инструмент (10) по п. 2, причем зона (18) предварительного ускорения образована сопловым участком второй магистрали (14), в котором внутреннее поперечное сечение сужается в направлении потока.

4. Инструмент (10) по п. 3, причем внутреннее поперечное сечение соплового участка по меньшей мере на одном подучастке соплового участка непрерывно сужается.

5. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем вторая магистраль (14) концентрическим образом охватывает первую магистраль (11) у первого отверстия (12) для образования кольцеобразной охватывающей струи (21) второй текучей среды (17) вокруг выходящей из первого отверстия (12) первой текучей среды (16).

6. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем вторая магистраль (14) выполнена для направления второй текучей среды (17) в зону (19) последующего ускорения в осевом направлении (A) таким образом, что вторая текучая среда (17) образует струю, кольцеобразно охватывающую первую текучую среду (16).

7. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем внешняя стенка второй магистрали (14) является эластичной на участке (22, 29) вокруг первого отверстия (12).

8. Инструмент (10) по п. 7, причем участок (22) образован эластичным элементом (29), который образует внешнюю стенку второй магистрали (14) в сопловом участке.

9. Инструмент (10) по п. 7 или 8, причем эластичный элемент (29) выше по потоку соединен с трубным участком (28) второй магистрали (14), и в радиальном направлении между трубным участком (28) и первой магистралью (11) применено центрирующее приспособление (32).

10. Инструмент (10) по п. 9, причем трубный участок (28) второй магистрали (14) охватывает трубный участок (26) первой магистрали (11), а центрирующее приспособление (32) размещено в радиальном направлении между трубным участком (28) второй магистрали (14) и трубным участком (26) первой магистрали (11) для концентрической установки трубного участка (26) первой магистрали (11) и трубного участка (28) второй магистрали (14).

11. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем вторая магистраль (14) заканчивается ниже по потоку от первого отверстия (12) и/или выше по потоку от дистального отверстия (35) инструмента (10).

12. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем инструмент (10) выполнен для направления первой текучей среды (16) и второй текучей среды (17) друг рядом с другом к размещенным смежно дистальному концу (25) инструмента (10) друг рядом с другом участкам магистралей первой и второй магистралей (11, 14), а затем, далее в направлении дистального конца, в соосных участках магистралей первой и второй магистралей (11, 14).

13. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем активное вещество содержит клетки.

14. Инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов, причем зона (18) предварительного ускорения и/или зона (19) последующего ускорения размещены в головке (24) инструмента (10).

15. Головка (24) для инструмента (10) по п. 14.

16. Система (100) введения для безыгольной инъекции текучей среды, несущей активное вещество, содержащая инструмент (10) по одному из предшествующих пунктов и питающее устройство (101), которое находится в гидродинамическом соединении с первой магистралью (11) и со второй магистралью (14) и выполнено для подачи первой текучей среды (16) и второй текучей среды (17) в последовательности интервалов (ΔtAF1, ΔtAF2, ΔtWF) подачи.

17. Система (100) введения по п. 16, причем питающее устройство (101) имеет управляющее устройство (102), которое управляет системой (100) введения таким образом, что в пределах интервала (ΔtA) времени введения, во время первого интервала (ΔtAF1) подачи рабочей текучей среды первая текучая среда подается таким образом, что она у первого отверстия (12) имеет первую скорость (v1) для образования канала (105) в ткани (106), во время второго интервала (ΔtAF2) подачи рабочей текучей среды первая текучая среда подается таким образом, что она у первого отверстия (12) имеет уменьшенную первую скорость (v1r), которая меньше, чем первая скорость (v1), и что, по меньшей мере, участками во время второго интервала (ΔtAF2) подачи рабочей текучей среды вторая текучая среда (17) подается таким образом, что она у первого отверстия (12) имеет вторую скорость (v2), которая меньше, чем уменьшенная первая скорость (v1r).

18. Система (100) введения по п. 16, выполненная с возможностью:

- выброса струи (20) рабочей среды, представляющей собой первую текучую среду (16), из первого отверстия (12) первой магистрали (11) инструмента (10) с обеспечением безыгольного открытия канала (105) в ткани (106), и

- выпуска струи (21) второй текучей среды (17) из второй магистрали (14) инструмента (10), причем вторая текучая среда (17) имеет составные части, захватываемые струей (20) рабочей среды для их передачи в канал (105).

19. Система (100) введения по одному из пп. 16-18, причем активное вещество содержит клетки.