УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСНЫХ УДАРНЫХ ВОЛН Российский патент 2023 года по МПК A61M5/30 A61M37/00 A61M39/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления концепции изобретения, описанные в этом документе, относятся к устройству для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн.

Уровень техники

Система доставки лекарственного средства - это система, предназначенная для эффективной доставки требуемого количества лекарственного средства в организм человека с минимизацией побочных эффектов, возникающих в существующем способе, и максимизации терапевтических эффектов лекарственного средства при использовании лекарственного средства для лечения заболевания или раны в организме человека.

Способ введения, наиболее часто используемый в системе доставки лекарств, обеспечивает точное и эффективное введение лекарственного средства, но связан с такими проблемами, как боязнь инъекций из-за боли во время инъекции, риск заражения из-за повторного использования и образование большого количества медицинских отходов.

Чтобы решить эти проблемы, был разработан способ доставки лекарственного средства, такой как инъектор без иглы.

Например, технология введения жидкости, которая является одной из технологий введения без иглы, представляет собой технологию, в которой к жидкости применяют ударные волны с помощью лазера или электрических волн для теплового расширения жидкости и создания высокоскоростного потока жидкости, используя создаваемое в этот момент давление для введения жидкости в кожу.

Однако сложность технологии введения жидкости заключается в том, что ударные волны генерируются в жидкости, так что трудно точно регулировать теплопроводность (то есть степень расширения жидкости), зависящую от плотности, температуры и типа жидкости. Кроме того, в случае использования лазерного импульса, имеющего высокую энергию и короткую длительность импульса, для генерации ударных волн в жидкости требуется лазерное устройство, и, следовательно, размер и цена оборудования могут быть увеличены. Кроме того, для облучения жидкости лазерным лучом требуется много оптических систем, что может привести к таким проблемам, как повреждение оптических систем.

Известное устройство (KR 20190128338 A, 18.11.2019) для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн без использования лазерного излучения также представляет собой сложную систему, содержащую отдельный источник питания низкого напряжения и отдельный источник питания высокого напряжения. Источник питания низкого напряжения обеспечивает генерацию микропузырьков в жидкости перед включением источника питания высокого напряжения, который обеспечивает формирование электрического разряда и импульсной ударной волны в жидкости. Устройство с двумя источниками питания слишком объемное, требуется много места для его размещения и использования. Кроме того, требуется специальное взаимосогласованное инициирование работы этих двух источников питания.

Подробное описания изобретения

Техническая задача

В вариантах осуществления изобретения предложено устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн, которое легко регулирует степень расширения жидкости, и которое реализуют с помощью небольшого и экономичного оборудования. Кроме того, предложенное устройство, по сравнению с лазерной системой, не имеет проблемы, связанной с повреждением оптической системы.

Техническое решение

В соответствии с вариантом осуществления изобретения устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн, включает в себя блок питания, который генерирует импульсную мощность, блок генерации импульсной ударной волны, который принимает импульсную мощность и генерирует импульсные ударные волны, верхний корпус, в котором расположены жидкость и блок генерации импульсной ударной волны, нижний корпус, соединенный с верхним корпусом и содержащий размещенное в нем лекарственное средство, блок передачи ударной волны, выполненный между верхним корпусом и нижним корпусом и передающий в нижний корпус ударные волны, генерируемые в верхнем корпусе, и инъекционный блок, который расположен в нижнем корпусе и который вводит лекарственное средство. Блок генерации импульсной ударной волны включает в себя один или более электродов для генерации ударных волн, которые принимают импульсную мощность и позволяют мгновенно протекать току; блок генерации ударной волны генерирует импульсные ударные волны, когда ток мгновенно протекает между одним или более электродами для генерации ударных волн; и изолирующую трубку, расположенную вблизи по меньшей мере одного из электродов для генерации ударных волн, контактирующих или не контактирующих с указанным по меньшей мере одним из электродов для генерации ударных волн.

Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления изобретения устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн включает в себя блок питания, который применяет напряжение заряженного конденсатора к выключателю и мгновенно генерирует импульсную мощность; блок генерации импульсной ударной волны, который принимает импульсную мощность и генерирует импульсные ударные волны; и корпус, в котором расположена жидкость и лекарственное средство. Жидкость расширяется под действием импульсных ударных волн, и к лекарственному средству прикладывается давление для введения лекарственного средства.

Полезные эффекты изобретения

Полезные эффекты изобретения В соответствии с вариантом осуществления изобретения устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн может легко регулировать степень расширения жидкости (например, скорость объемного расширения за счет газа, образующегося в жидкости), может быть реализовано с использованием небольшого и экономичного оборудования и может предотвращать повреждение оптической системы.

Кроме того, генерация микропузырьков и формирование разрыва могут быть последовательно выполнены путем подачи только высокого напряжения без необходимости подавать низкое напряжение для генерации микропузырьков и последующей подачи высокого напряжения для формирования разрыва, и, таким образом, достигают упрощения управления устройством для введения лекарственного средства.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А приведен схематичный разрез, иллюстрирующий устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 1B приведено схематичное сечение области А, показанной на фиг. 1А, взятое в направлении -Z.

На фиг. 2А приведен схематичный разрез, иллюстрирующий устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 2B приведено схематичное сечение области А, показанной на фиг. 2А, взятое в направлении -Z.

На фиг. 2С приведен график, изображающий входные сигналы напряжения/тока импульсной мощности, генерируемые блоком питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 3 приведен схематичный разрез, иллюстрирующий устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 4 приведен схематический вид, иллюстрирующий первый вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 5 приведен схематический вид, иллюстрирующий второй вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 6 приведен схематический вид, иллюстрирующий третий вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 7 приведен схематический вид, иллюстрирующий четвертый вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Наилучший вариант осуществления изобретен

Вышеуказанные и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из последующего описания вариантов осуществления изобретения, приведенного в сочетании с прилагаемыми чертежами. Однако идея изобретения не ограничена вариантами, приведенным в этом документе, и может быть реализована в различных формах. Здесь варианты осуществления изобретения представлены для того, чтобы обеспечить полное раскрытие идеи изобретения и полное понимание идеи изобретения специалистами в области техники, к которой относится изобретение, и объем изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Термины, используемые в этом документе, предназначены только для описания вариантов осуществления изобретения и не предназначены для ограничения концепции изобретения. Подразумевается, что используемые в этом документе формы единственного числа также включают в себя формы множественного числа, если из контекста явно не следует иное. Далее будет понятно, что термины "содержит" и/или "содержащий" определяют наличие заявленных признаков, компонентов и/или операций, но не исключают наличия или добавления одного или нескольких других признаков, компонентов и/или операций. Кроме того, идентичные цифры будут обозначать идентичные компоненты по всей спецификации, а значение "и/или" включает в себя каждый упомянутый элемент и каждую комбинацию упомянутых элементов. Следует понимать, что хотя в этом документе могут быть использованы для описания различных компонентов термины первый, второй, третий и т.д., эти компоненты не следует ограничивать этими терминами. Эти термины используют только для того, чтобы отличать один компонент от другого компонента. Таким образом, первый компонент, обсуждаемый ниже, можно было бы назвать вторым компонентом, не отступая от положений идеи изобретения.

Если не сказано обратное, все выражения (включая технические и научные термины), используемые в этом документе, имеют одно и то же значение, общепонятное специалистами в той области техники, которой принадлежит идея изобретения. Также следует понимать, что термины, подобные тем, которые определены в широко используемых словарях, не следует интерпретировать в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если только это прямо не сказано в настоящем документе.

В дальнейшем варианты осуществления изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1А приведен схематичный разрез, иллюстрирующий устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На фиг. 1B приведено схематичное сечение в области А, показанной на фиг. 1А, взятый в направлении -Z.

На фиг. 2А приведен схематичный разрез, иллюстрирующий устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На фиг. 2B приведено схематичное сечение области А, показанной на фиг. 2А, взятое в направлении -Z.

Со ссылкой на фиг. 1A, 1B, 2A и 2B устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения включает в себя блок 100 питания, блок 300 генерации импульсных ударных волн и корпус 200. Корпус 200 включает в себя верхний корпус 210 и нижний корпус 220. Устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения включает в себя блок 400 передачи ударной волны и инъекционный блок 800.

Блок 100 питания мгновенно генерирует импульсную мощность, используя напряжение, накопленное в конденсаторе, выступающего в качестве выключателя. Хотя это и не показано, например, блок 100 питания включает в себя источник питания. Источник питания предпочтительно может представлять собой генератор. Генератор обеспечивает электроэнергию для генерации импульсной мощности. Например, генератор может повышать низкое напряжение до высокого и может генерировать импульсную мощность с использованием выключателя.

Блок 100 питания может включать в себя блок 110 накопления электроэнергии и выключатель 120. Блок 110 накопления электроэнергии предпочтительно может представлять собой по меньшей мере один компонент из следующих компонентов: конденсатор и катушка индуктивности.

Кроме того, блок 100 питания также может включать в себя электрическую схему, которая поддерживает форму генерируемого импульса. В этом случае электрическая схема предпочтительно может представлять собой схему формирования импульсов (PFN) и может предотвращать разрушение формы прямоугольного импульса из-за паразитной индуктивности, тем самым поддерживая форму импульса.

Электроэнергия, генерируемая источником энергии, сначала может быть подана в блок 110 накопления электроэнергии. Когда выключатель 120 включают, импульсная мощность, поданная в блок 110 накопления электроэнергии, может передаваться в блок 300 генерации импульсной ударной волны. Выключатель 120 может подавать или отключать подачу электроэнергии. Например, пользователь с помощью выключателя 120 может регулировать время нарастания импульсных ударных волн.

На фиг. 2С приведен график, изображающий входные сигналы напряжения/тока импульсной мощности, генерируемой из блока питания, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Здесь по горизонтальной оси графика приведено времени, а по вертикальной оси графика одновременно представлены интенсивность напряжения и тока.

Как показано на фиг. 2С, импульсная мощность заключается в мгновенном увеличении мощности путем накопления электрической энергии и последующего выделения большого количества энергии в течение очень короткого времени нарастания. Поскольку для определения времени нарастания необходимо понимать амплитуду импульса, сначала будет описана амплитуда импульса.

Амплитуда импульса указывает на величину импульса, измеренную на уровне, при котором импульс остается на постоянном значении. Например, амплитуда импульса может быть выражена как пиковая высота импульса, эффективная высота импульса или мгновенная высота импульса.

Временем нарастания может быть время, которое соответствует интервалу от 10% до 90% амплитуды импульса. Например, время нарастания конкретно не ограничено, но может составлять от нескольких наносекунд до нескольких миллисекунд, и более предпочтительно от нескольких наносекунд до нескольких микросекунд.

Ширина импульса - это временной интервал, для которого амплитуда равна 1/2 во время нарастания и спада импульса.

Период импульса - это период импульсного сигнала, который повторяется в течение единицы времени. Здесь единица времени особо не ограничена, но может составлять 1 секунду.

Между тем, блок 100 питания также включает в себя генератор (не показан) для зарядки блока 110 накопления электроэнергии. Генератор заряжает блок накопления электроэнергии путем преобразования переменного напряжения в постоянное и подачи тока на блок накопления электроэнергии. Импульсная мощность, при определенном условии, подается на блок генерации импульсной ударной волны путем регулировки выключателя 120 после зарядки блока 110 накопления электроэнергии. То есть выключатель 120 обеспечивает подачу на блок 300 генерации импульсной ударной волны напряжения, повышаемого до высокого значения напряжения в течение короткого периода времени (например, нескольких микросекунд) и поддерживаемого на постоянном значении.

Блок 300 генерации импульсной ударной волны принимает импульсную мощность и генерирует импульсные ударные волны. Блок 300 генерации импульсной ударной волны расположен в верхнем корпусе 210. Блок 300 генерации импульсной ударной волны расширяет жидкость 1000 в верхнем корпусе 210 путем генерации импульсных ударных волн. Расширенная жидкость 1000 перемещает блок 400 передачи ударной волны в направлении от верхнего корпуса 210 к нижнему корпусу 220 и вводит лекарственное средство 2000 через инъекционный блок 800.

Блок 300 генерации импульсной ударной волны генерирует импульсные ударные волны.

Блок 300 генерации импульсной ударной волны может включать в себя кабель и может представлять собой, например, коаксиальный кабель. Кабель может поддерживать низкую индуктивность, сохраняя короткий путь прохождения тока. Если кабель обеспечивает низкую индуктивность, то это может быть выгодно для быстрой генерации импульсов.

Блок 300 генерации импульсной ударной волны может включать в себя один или более электродов, генерирующих ударную волну, и одну или более изолирующих трубок. Один или несколько электродов, генерирующих ударную волну, могут получать импульсную мощность, так что к ним может быть приложено высокое напряжение.

Один или несколько электродов, генерирующих ударную волну, могут включать в себя, например, первый электрод 310, генерирующий ударную волну, и второй электрод 330, генерирующий ударную волну, и, хотя это не показано, могут иметься дополнительные электроды, генерирующие ударную волну.

Далее в качестве примера будет показано, что предусмотрен один первый электрод 310, генерирующий ударную волну, и один второй электрод 330, генерирующий ударную волну. Однако изобретение этим не ограничено, и может быть предусмотрено несколько первых электродов 310, генерирующих ударную волну, и несколько вторых электродов 330, генерирующих ударную волну.

На фиг. 1А и 2А показан один пример, в котором первый электрод 310, генерирующий ударную волну, соединен с выключателем 120. Однако, не ограничиваясь этим, первый электрод 310, генерирующий ударную волну, может быть соединен с выключателем 120 с помощью отдельного соединительного узла. Соединительный узел может быть подключен к первому электроду 310, генерирующему ударную волну, и второму электроду 330, генерирующему ударную волну, соответственно, и может подавать напряжение для обеспечения протекания тока.

Изолирующие трубки 321 и 322 примыкают по меньшей мере к одному из электродов 310 и 330, генерирующих ударную волну. Изолирующие трубки 321 и 322 могут входить или не входить в контакт по меньшей мере с одним из электродов 310 и 330, генерирующих ударную волну. Изолирующие трубки 321 и 322 включают в себя первую изолирующую трубку 321 и вторую изолирующую трубку 322.

Первый электрод 310, генерирующий ударную волну, может быть расположен в первой изолирующей трубке 321. Длина первой изолирующей трубки 321 в направлении -Z может быть больше, чем длина первого электрода 310, генерирующего ударную волну, в направлении -Z.

Первая изолирующая трубка 321 может иметь различные формы, такие как круглая форма, четырехугольная форма и т.п., если смотреть сверху, но не ограничена этим.

Первый электрод 310, генерирующий ударную волну, вставлен в первую изолирующую трубку 321. Один конец первого электрода 310, генерирующего ударную волну, не выступает за пределы первой изолирующей трубки 321. Более конкретно, один конец первого электрода 310, генерирующего ударную волну, который находится ближе всего и напротив одного конца второго электрода 330, генерирующего ударную волну, не выступает за пределы первой изолирующей трубки 321.

Блок G генерации ударной волны генерирует микропузырьки для генерации импульсных ударных волн, когда ток мгновенно протекает между электродами 310 и 330, генерирующими ударную волну. Блок G генерации ударной волны может означать, например, область между первым электродом 310, генерирующим ударную волну, и первой изолирующей трубкой 321. Блок G генерации ударной волны может означать, например, область, ограниченную первым электродом 310, генерирующим ударную волну, вторым электродом 330, генерирующим ударную волну, и первой изолирующей трубкой 321.

Второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть соединен с кабелем 340. Второй электрод, генерирующий ударную волну, и кабель могут быть соединены различными способами.

В варианте осуществления изобретения жидкость 1000 может быть расположена между кабелем 340 и блоком 400 передачи ударной волны. Например, вода может быть расположена между кабелем 340 и блоком 400 передачи ударной волны. Блок 400 передачи ударной волны может иметь форму пленки, сформированной из различных материалов, и, например, может представлять собой эластичную пленку.

В другом варианте осуществления изобретения второй электрод, генерирующий ударную волну, и подключенный к нему кабель могут быть соединены с блоком 400 передачи ударной волны, имеющим пленочную форму, и могут быть перемещены к нижнему корпусу вместе с разделительной пленкой (то есть блоком передачи ударной волны) путем расширения жидкости. В этом случае, когда блок передачи ударной волны расширяется в сторону нижнего корпуса, эластичной может быть выполнена только периферийная область, отличная от центра блока передачи ударной волны, и второй электрод, генерирующий ударную волну, может быть расположен в центре блока передачи ударной волны. Кроме того, кабель, соединенный с блоком передачи ударной волны, может быть растянут вместе с расширением блока передачи ударной волны в сторону нижнего корпуса за счет расширения верхнего корпуса, или может быть разомкнут, когда блок передачи ударной волны расширяется, а затем может быть снова замкнут, когда блок передачи ударной волны возвращается в нормальное состояние.

Хотя это и не показано, кабель 340 предпочтительно может быть подключен к блоку 100 питания.

Хотя это и не показано, второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может входить в контакт с блоком 400 передачи ударной волны.

Кроме того, второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть расположен на одной поверхности верхнего корпуса 210. В этом случае второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть расположен на одной поверхности верхнего корпуса 210, находясь при этом под одним концом первой изолирующей трубки 321, то есть блока G генерации ударной волны.

Второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть подключен к кабелю 340 без второй изолирующей трубки 322 или может быть расположен во второй изолирующей трубке 322.

Вторая изолирующая трубка 322 может иметь различные формы, такие как круглая форма, четырехугольная форма и т.п., если смотреть сверху, но не ограничена этим.

Например, со ссылкой на фиг. 1A и 1B, второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть подключен к кабелю 340 без вставки во вторую изолирующую трубку (322 на фиг. 2А и 2B).

Например, со ссылкой на фиг. 2A и 2B, второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть расположен во второй изолирующей трубке 322. Длина второй изолирующей трубки 322 в направлении +Z может быть больше, чем длина второго электрода 330, генерирующего ударную волну, в направлении +Z.

Когда второй электрод 330, генерирующий ударную волну, вставлен во вторую изолирующую трубку 322, один конец второго электрода 330, генерирующего ударную волну, не выступает за пределы второй изолирующей трубки 322. Более конкретно, один конец второго электрода 330, генерирующего ударную волну, который находится ближе всего и напротив одного конца первого электрода 310, генерирующего ударную волну, не выступает за пределы второй изолирующей трубки 322.

Снова со ссылкой на фиг. 1A, 1B, 2A и 2B, в качестве конкретного примера, первый электрод 310, генерирующий ударную волну, вставленный в более длинную первую изолирующую трубку 321, проходит в направлении вверх/вниз (то есть в направлении оси Z), а второй электрод 330, генерирующий ударную волну, расположен в противоположном направлении. Поскольку первый электрод 310, генерирующий ударную волну, проходит по длине в верхнем корпусе 210 (то есть в камере, заполненной жидкостью), первый электрод 310, генерирующий ударную волну, может проходить в область, прилегающую к блоку 400 передачи ударной волны, отделяющему нижний корпус 220. Кроме того, второй электрод 330, генерирующий ударную волну, может быть соединен с блоком 400 передачи ударной волны. Кроме того, первый электрод 310, генерирующий ударную волну, и второй электрод 330, генерирующий ударную волну, расположены с противоположных сторон на определенном расстоянии, на котором при приложении высокого напряжения может возникать искра, обусловленная плазменным явлением.

Блок 300 генерации импульсных ударных волн в варианте осуществления изобретения может генерировать импульсные ударные волны с помощью одноступенчатого способа подачи напряжения с непосредственным приложением высокого напряжения для генерации искры, а не с помощью существующего двухступенчатого способа подачи напряжения с подачей низкого напряжения для генерации микропузырьков и последующей подачей высокого напряжения для генерации искры. Это связано с тем, что при подаче высокого напряжения в область первой изолирующей трубки 321, длина которой превышает длину до одного конца первого электрода 310, генерирующего ударную волну, могут образовываться микропузырьки из-за повышения температуры и, соответственно, может произойти пробой с образованием искры. То есть искра может возникнуть между первой изолирующей трубкой 321, длина которой проходит дальше, чем конец первого электрода 310, генерирующего ударную волну, и вторым электродом 330, генерирующим ударную волну.

В частности, в пространстве внутри первой изолирующей трубки 321 на дальнем конце первого электрода 310, генерирующего ударную волну, температура повышается в зависимости от приложения высокого напряжения, и газ, растворенный в жидкости, термически расширяется с образованием микропузырьков. Поскольку микропузырьки образуются (то есть в жидкости возникает кавитация) в течение короткого периода времени, то вследствие плазменного явления из-за микропузырьков между первым электродом 310, генерирующим ударную волну, и вторым электродом 330, генерирующим ударную волну, и приложенного высокого напряжения возникает искра, и происходит внутреннее расширение в верхнем корпусе 210.

Корпус 200 имеет герметичное пространство для размещения. Жидкость 1000 и лекарственное средство 2000 размещены в корпусе 200. Корпус 200 может быть разделен на верхний корпус 210 и нижний корпус 220 блоком 400 передачи ударной волны.

Верхний корпус 210 имеет герметичное пространство для размещения. Жидкость 1000 расположена в верхнем корпусе 210. Жидкостью 1000 может быть, например, вода. То есть, если жидкостью является вода, то газ может быть растворен так, что могут образовываться микропузырьки. Однако, не ограничиваясь этим, жидкость 1000 может включать в себя различные жидкие вещества, такие как полимерный золь и гель, например, спирт или полиэтиленгликоль.

Верхний корпус 210 может иметь схематически цилиндрическую форму. Верхний конец верхнего корпуса 210 может быть соединен с передающим блоком. Блок 400 передачи ударной волны может быть расположен на нижнем конце верхнего корпуса 210.

Объем жидкости 1000, расположенной в верхнем корпусе 210, может быть расширен импульсными ударными волнами. Когда объем жидкости 1000 увеличивается за счет импульсных ударных волн, давление в верхнем корпусе 210 увеличивается.

Нижний корпус 220 имеет герметичное пространство для размещения. Лекарственное средство 2000 расположено в нижнем корпусе 220. Нижний корпус 220 может иметь схематически цилиндрическую форму. Блок 400 передачи ударной волны может быть расположен на верхнем конце нижнего корпуса 220. Нижний конец нижнего корпуса 220 может быть соединен с инъекционным блоком 800. Одна сторона нижнего корпуса 220 может быть соединена с блоком 700 доставки лекарственного средства.

Когда давление в верхнем корпусе 210 увеличивается, давление прикладывается к внутренней части нижнего корпуса 220. То есть давление в нижнем корпусе 220 может быть увеличено. Соответственно, давление может быть приложено к лекарственному средству 2000. Лекарственное средство 2000 может быть введено через инъекционный блок 800, а затем введено в пользователя. Подробное описание будет приведено ниже.

Блок 400 передачи ударной волны выполнен между верхним корпусом 210 и нижним корпусом 220. Блок 400 передачи ударной волны разделяет корпус 200 на верхний корпус 210 и нижний корпус 220.

Блок 400 передачи ударной волны разделяет верхний корпус 210 и нижний корпус 220. Одна поверхность верхнего корпуса 210 и одна поверхность нижнего корпуса 220 образованы блоком 400 передачи ударной волны. Соответственно, расширение жидкости 1000, расположенной в верхнем корпусе 210, может вызвать повышение давления в нижнем корпусе 220 за счет деформации блока 400 передачи ударной волны.

Блок 400 передачи ударной волны не изменяется по качеству и не повреждается импульсными ударными волнами. Блок 400 передачи ударной волны не поглощает импульсные ударные волны и вибрирует от импульсных ударных волн. Блок 400 передачи ударной волны обладает эластичностью. Блок 400 передачи ударной волны передает только давление, создаваемое увеличением объема жидкости 1000, во внутреннюю часть нижнего корпуса 220. Блок 400 передачи ударной волны передает только давление, создаваемое увеличением объема жидкости 1000, на лекарственное средство 2000 в нижнем корпусе 220. Блок 400 передачи ударной волны блокирует проникновение жидкости 1000 и лекарственного средства 2000, передачу тепла и тому подобное.

Блок 400 передачи ударной волны может быть выполнен, например, из натурального каучука или синтетического каучука, безвредного для человеческого организма.

Кроме того, если блок 400 передачи ударной волны включает в себя второй электрод 321, генерирующий ударную волну, второй электрод 321, генерирующий ударную волну, может быть расположен в центре блока 400 передачи ударной волны, и может иметься проводящий провод, проходящий от второго электрода 321, генерирующего ударную волну. Поскольку область, окружающая второй электрод 321, генерирующий ударную волну, блока 400 передачи ударной волны, обладает эластичностью, она может восстановиться после растяжения за счет увеличения давления в верхнем корпусе 210.

Инъекционный блок 800 расположен в нижнем корпусе 220 в виде впрыскивающего сопла. Например, инъекционный блок 800 может быть выполнен в виде отверстия на нижнем конце нижнего корпуса 220. Однако изобретение этим не ограничено, и если инъекционный блок 800 способен вводить лекарственное средство, то инъекционный блок 800 может быть соединен с нижним корпусом 220 и может выступать в направлении от верхнего конца к нижнему концу нижнего корпуса 220. Инъекционный блок 800 вводит лекарственное средство 2000. Инъекционный блок 800 может вводить лекарственное средство 2000 в направлении оси Z.

Кроме того, скорость, с которой вводят лекарственное средство, определяется на основе диаметра инъекционного блока 800. То есть, если скорость введения низкая, то лекарственное средство не может быть введено в кожу, и, следовательно, инъекционный блок 800 может быть выполнен с таким диаметром сопла, с помощью которого лекарственное средство вводят с соответствующей скоростью, основанной на давлении, передаваемом от верхнего корпуса 210 к нижнему корпусу 220.

Например, инъекционный блок 800 может иметь диаметр от 50 микрометров до 1000 микрометров. Если диаметр инъекционного блока 800 составляет менее 50 микрометров, то количество вводимого лекарственного средства 2000 может быть меньше, и лекарственное средство 2000 может не вводиться на достаточную глубину в тело пользователя, в которое вводят лекарственное средство 2000. Если диаметр инъекционного блоком 800 превышает 1000 микрометров, то вводимая микроструя может иметь большой диаметр, и, следовательно, количество лекарственного средства 2000, отскакивающего от поверхности кожи, может увеличиться, так что потеря лекарственного средства 2000 может стать существенной. Инъекционный блок 800 может вводить лекарственное средство 2000 в направлении оси Z. В этом описании "направление оси Z" означает направление оси, ортогональной направлению оси X (горизонтальное направление) и направлению оси Y (вертикальное направление) в трехмерной системе координат. Более конкретно, инъекционный блок 800 может вводить лекарственное средство 200 в направлении от верхнего корпуса 210 к нижнему корпусу 220.

Когда объем жидкости 1000 увеличивается при воздействии на жидкость 1000 импульсных ударных волн, как упомянуто выше, давление в верхнем корпусе 210 увеличивается, и давление прикладывается к внутренней части нижнего корпуса 220. Соответственно, к лекарственному средству 2000 может быть приложено давление, и находящееся под давлением лекарственное средство 2000 может быть введено в пользователя через инъекционный блок 800.

Устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения также может включать в себя блок 500 хранения лекарственного средства, блок 700 доставки лекарственного средства и обратный клапан 600.

В блоке 500 хранения лекарственного средства хранится лекарственное средство 2000, подлежащее подаче в нижний корпус 220. Например, блок 500 для хранения лекарственного средства может быть расположен на боковой поверхности нижнего корпуса 220.

Блок 700 доставки лекарственного средства принимает лекарственное средство 2000 из блока 500 хранения лекарственного средства и подает лекарственное средство 2000 в нижний корпус 220. Например, блок 700 доставки лекарственного средства может быть соединен с боковой поверхностью нижнего корпуса 220.

Обратный клапан 600 позволяет подавать лекарственное средство 2000 только в направлении от блока 500 хранения лекарственного средства к нижнему корпусу 220. Например, обратный клапан 600 предотвращает подачу лекарственного средства 2000 в направлении от нижнего корпуса 220 к блоку 500 хранения лекарственного средства. Например, обратный клапан 600 может быть расположен в блоке 700 доставки лекарственного средства.

Кроме того, устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения также включает в себя блок циркуляции жидкости (не показан). Блок циркуляции жидкости служит для циркуляции жидкости в верхнем корпусе. Поскольку генерируются микропузырьки и генерируется искра, обусловленная плазменным явлением, количество газа, растворенного в жидкости, может уменьшиться, и давление в верхнем корпусе 210 может увеличиться за счет образующегося газа. Соответственно, устройство циркуляции жидкости может обеспечивать циркуляцию жидкости в верхнем корпусе 210 для заполнения верхнего корпуса 210 жидкостью, способной создавать соответствующее давление. Таким образом, ввод лекарственного средства устройством 10 для введения лекарственного средства может выполняться постоянно.

В частности, блок циркуляции жидкости может включать в себя электромагнитный клапан и может обеспечивать циркуляцию и замену жидкости в верхнем корпусе 210 путем открытия электромагнитного клапана по мере необходимости.

Более того, устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения также включает в себя датчик давления (не показан). Датчик давления служит для измерения давления до и после возникновения искры, а также при возникновении искры. С этой целью датчик давления может быть расположен в определенном месте в верхнем корпусе 210.

Например, датчик давления может обнаруживать, что давление в верхнем корпусе 210 повысилось до контрольного значения или выше, и может обеспечивать циркуляцию жидкости в верхнем корпусе 210, приводя в действие блок циркуляции жидкости, с тем чтобы блок 400 передачи ударной волны находился в состоянии равновесия. Кроме того, датчик давления измеряет давление, создаваемое при возникновении искры, и если измеренное значение датчика давления не превышает и не равно контрольному значению во время работы, контроллер (не показан) определяет, что газа, растворенного в жидкости, слишком мало, и осуществляет циркуляцию жидкости в верхнем корпусе 210.

Далее будет кратко описан способ введения лекарственного средства 2000 пользователю с помощью устройства 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Когда блок питания 100 генерирует импульсную мощность, блок 300 генерации импульсной ударной волны получает эту импульсную мощность и генерирует импульсные ударные волны. Когда генерируются импульсные ударные волны, жидкость 1000, находящаяся в верхнем корпусе 210, расширяется. По мере расширения жидкости 1000 давление в верхнем корпусе 210 увеличивается. Когда давление в верхнем корпусе 210 увеличивается, блок 400 передачи ударной волны, который обладает упругостью, передает повышенное давление в нижний корпус 220. При этом блок 400 передачи ударной волны не повреждается из-за воздействия этого давления. Когда повышенное давление, действующее в верхнем корпусе 210, передается в нижний корпус 220, лекарственное средство 2000 может быть введено пользователю через инъекционный блок 800. Если в нижнем корпусе 220 дополнительно требуется лекарственное средство 2000, то обратный клапан 600 может быть открыт, и лекарственное средство 2000 может быть подано из блока 500 хранения лекарственного средства в нижний корпус 220.

Устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с вариантом осуществления изобретения может регулировать время нарастания от наносекунд до миллисекунд с помощью блока 100 питания, который генерирует импульсную мощность, и, таким образом, может генерировать короткие ударные волны. Благодаря этому жидкость может быть термически расширена в течение короткого периода времени, и лекарственное средство может быть введено пользователю с высокой скоростью.

Кроме того, устройство 10 для введения лекарственного средства может регулировать количество вводимого лекарственного средства в нижнем корпусе 220 путем регулирования интенсивности давления, создаваемого в верхнем корпусе 210 генерируемой импульсной мощностью. Соответственно, пользователь может вводить лекарственное средство в желаемом количестве, и, таким образом, можно предотвратить расходование лекарственного средства впустую.

Кроме того, за счет реализации электрического устройства для введения лекарственного средства с помощью ударных волн, в котором сначала подают низкое напряжение для генерации микропузырьков, введение лекарственного средства может выполняться быстрее.

Более того, устройство 10 для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения использует импульсную мощность, а не лазер. Соответственно, не требуется решения проблем, возникающих при использовании лазера, а более конкретно, большой размер конструкции устройства и высокая стоимость оборудования. Кроме того, поскольку не требуется оптическая часть, через которую проходит лазерный луч, устройство 10 для введения лекарственного средства может принципиально решить проблему, связанную с оптической частью, например, проблему, связанную с тем, что расположение кабеля между основным корпусом и безыгольным инъектором должно быть ограничено, чтобы точно передавать лазерный луч от основного корпуса, генерирующего лазерное излучение, к безыгольному инъектору (например, ручному блоку, вводящему лекарственное средство).

На фиг. 3 приведен схематичный разрез устройства для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 3, устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения также может включать в себя игольчатый адаптер 900.

Игольчатый адаптер 900 может быть соединен с нижним корпусом с возможностью отсоединения так, чтобы он сообщался с инъекционным блоком 800, и мог вводить лекарственное средство в кожу.

Игольчатый адаптер 900 может включать в себя корпус 910 адаптера и иглу 920.

Корпус 910 адаптера может быть присоединен к нижнему корпусу 220 и отсоединен от него. Корпус 910 адаптера может быть выполнен в такой форме, чтобы он окружал область, в которой находится инъекционный блок 800 нижнего корпуса 220.

Игла 920 может быть соединена с корпусом 910 адаптера и может быть введена в кожу для введения лекарственного средства, поступающего из инъекционного блока 800. Более подробно, игла 920 может быть введена в глубокую часть кожи на заданную глубину, а затем может с высокой скоростью вводиться лекарственное средство, на которое действует сильное давление, обусловленное импульсными ударными волнами, от инъекционного блока 800.

При этом глубина, на которую лекарственное средство вводится в глубокую часть кожи, может быть точно отрегулирована путем регулировки глубины, в которую вводится лекарственное средство в глубокую часть кожи. Здесь пользователь может вручную регулировать глубину, на которую в глубокую часть кожи вводят иглу 920.

Далее будут описаны различные варианты иглы 920.

Игла 920 может представлять собой по меньшей мере одно из следующего: иглу 921, пористую иглу 922, канюлю 923 и пористую канюлю 924.

На фиг. 4 приведен схематический вид, иллюстрирующий первый вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 4, первым вариантом иглы 920 может быть игла 921.

Игла 921 может выступать из корпуса 910 адаптера в направлении вверх/вниз, и в игле 921 может быть образован проточный канал, соединенный с нижним корпусом 220.

Дистальный конец иглы 921 имеет заостренную форму. Соответственно, благодаря заостренной форме дистального конца иглы 921, игла 921 может быть легко введена в глубокую часть кожи.

На дистальном конце иглы 921 может быть выполнено отверстие 921a иглы, через которое выталкивается лекарственное средство. Отверстие 921a иглы может быть образовано в осевом направлении иглы 921.

В этом варианте, после того как игла 921 введена в глубокую часть кожи, лекарственное средство под воздействием сильного давления из-за импульсных ударных волн может быть введено в отдельный участок глубокой части кожи вдоль отверстия 921a иглы. Соответственно, в этом варианте лекарственное средство может быть введено только в необходимый участок глубокой части кожи, и, таким образом, возможно выполнение детального лечения.

На фиг. 5 приведен схематический вид, иллюстрирующий второй вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 5, вторым вариантом иглы 920 может быть пористая игла 922.

Пористая игла 922 может выступать из корпуса 910 адаптера в направлении вверх/вниз, и в пористой игле 922 может быть образован проточный канал, соединенный с нижним корпусом 220.

Дистальный конец пористой иглы 922 имеет заостренную форму. Соответственно, благодаря заостренной форме дистального конца пористой иглы 921, пористая игла 921 может быть легко введена в глубокую часть кожи.

Множество отверстий 922a пористой иглы может быть сформировано во внешней окружной поверхности пористой иглы 922. Множество отверстий 922a пористой иглы может быть сформировано радиально во внешней окружной поверхности пористой иглы 922.

В этом варианте, после того как пористая игла 922 введена в глубокую часть кожи, лекарственное средство, подвергаемое воздействию сильного давления из-за импульсных ударных волн, может быть введено в несколько участков глубокой части кожи вдоль нескольких отверстий 922a пористой иглы. Соответственно, в этом варианте лекарственное средство может быть введено в различные участки глубокой части кожи.

На фиг. 6 приведен схематический вид, иллюстрирующий третий вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 6, третьим вариантом иглы 920 может быть канюля 923.

Канюля 923 может выступать из корпуса 910 адаптера в направлении вверх/вниз, и в канюле 923 может быть образован проточный канал, соединенный с нижним корпусом 220.

Дистальный конец канюли 923 имеет круглую форму. Соответственно, благодаря круглой форме дистального конца канюли 923 риск повреждения кровеносного сосуда может быть уменьшен, когда канюлю 923 вводят в глубокую часть кожи.

Отверстие 923a канюли может быть образовано во внешней окружной поверхности канюли 923.

В этом варианте, после того как канюля 923 введена в глубокую часть кожи, лекарственное средство под воздействием сильного давления из-за импульсных ударных волн может быть введено в сравнительно широкую область глубокой части кожи вдоль внешней окружной поверхности отверстия 923a канюли. В это время оператор может вводить лекарственное средство в глубокую часть кожи в различных направлениях, поворачивая канюлю 923.

На фиг. 7 приведен схематический вид, иллюстрирующий четвертый вариант иглы, предусмотренной в устройстве для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 7, четвертым вариантом иглы 920 может быть пористая канюля 924.

Пористая канюля 924 может выступать из корпуса 910 адаптера в направлении вверх/вниз, и в пористой канюле 924 может быть образован проточный канал, соединенный с нижним корпусом 220.

Дистальный конец пористой канюли 924 имеет круглую форму. Соответственно, благодаря круглой форме дистального конца пористой канюли 924 риск повреждения кровеносного сосуда может быть уменьшен, когда пористую канюлю 924 вводят в глубокую часть кожи.

Множество отверстий 924a пористой канюли может быть сформировано по внешней окружной поверхности пористой канюли 924. Множество отверстий 924a пористой канюли может быть сформировано радиально на внешней окружной поверхности пористой канюли 924.

В этом варианте, после того как пористая канюля 924 введена в глубокую часть кожи, лекарственное средство под воздействием сильного давления из-за импульсных ударных волн может быть введено в несколько участков глубокой части кожи вдоль нескольких отверстий 924a пористой канюли. Соответственно, в этом варианте лекарственное средство может быть введено в различные участки глубокой части кожи.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, после того, как по меньшей мере одну из одной или нескольких игл, одной или нескольких пористых игл, одной или нескольких канюль и одной или нескольких пористых канюль вводят в глубокую часть кожи на заданную глубину, лекарственное средство под воздействием сильного давления импульсных ударных волн может вводиться с высокой скоростью.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что различные изменения и модификации могут быть внесены без отступления от сущности и объема изобретения. Следовательно, следует понимать, что вышеупомянутые варианты осуществления изобретения являются не ограничивающими, а иллюстративными.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн содержит верхний корпус, в котором расположена жидкость, блок генерации импульсной ударной волны и нижний корпус, в котором находится лекарственное средство и который соединен с верхним корпусом. Блок генерации импульсной ударной волны расположен в верхнем корпусе, содержит расположенные напротив друг друга первый и второй электроды и способен генерировать импульсные ударные волны в жидкости. Блок передачи ударной волны расположен между верхним и нижним корпусами и способен передавать в нижний корпус ударные волны, генерируемые в верхнем корпусе. В нижнем корпусе расположен инъекционный блок. Первый электрод вставлен в изолирующую трубку, которая расположена в верхнем корпусе. Второй электрод расположен на блоке передачи ударной волны. Длина изолирующей трубки превышает длину первого электрода, так что конец первого электрода, обращенный ко второму электроду, не выступает за пределы изолирующей трубки. Достигается повышение эффективности передачи в объем с лекарственным средством скачка давления, вызванного ударной волной в рабочей жидкости, повышение эффективности образования пузырьков в рабочей жидкости, а также уменьшение объема устройства за счет более компактного верхнего корпуса. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для введения лекарственного средства с использованием импульсных ударных волн, содержащее

блок питания, выполненный с возможностью генерировать импульсную мощность;

верхний корпус, в котором расположена жидкость;

блок генерации импульсной ударной волны, расположенный в верхнем корпусе, выполненный с возможностью принимать импульсную мощность от блока питания и генерировать импульсные ударные волны в жидкости; причем блок генерации импульсной ударной волны содержит первый электрод и второй электрод, расположенные напротив друг друга и выполненные с возможностью принимать указанную импульсную мощность;

нижний корпус, соединенный с верхним корпусом, при этом в нижнем корпусе находится лекарственное средство;

блок передачи ударной волны, расположенный между верхним корпусом и нижним корпусом и выполненный с возможностью передавать ударные волны, генерируемые в верхнем корпусе, в нижний корпус; и

инъекционный блок, расположенный в нижнем корпусе и выполненный с возможностью вводить лекарственное средство,

отличающееся тем, что

блок генерации импульсной ударной волны также содержит изолирующую трубку первого электрода, в которую вставлен первый электрод и которая расположена в верхнем корпусе, а

второй электрод расположен на блоке передачи ударной волны,

причем длина изолирующей трубки первого электрода превышает длину первого электрода, так что конец первого электрода, обращенный ко второму электроду, не выступает за пределы изолирующей трубки,

блок питания является единственным источником электрической мощности, подаваемой на первый и второй электроды,

причем блок питания выполнен с возможностью регулирования времени нарастания электрического импульса, подаваемого на первый и второй электроды блока генерации импульсной ударной волны.

2. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, в котором блок питания включает в себя

источник энергии, выполненный с возможностью подавать напряжение и ток;

блок накопления электроэнергии, выполненный с возможностью накапливать электроэнергию, подаваемую из источника энергии; и

выключатель, выполненный с возможностью вводить накопленную электроэнергию в виде импульсной мощности из блока накопления электроэнергии.

3. Устройство для введения лекарственного средства по п. 2, в котором блок питания также включает в себя электрическую цепь, выполненную с возможностью поддерживать форму генерируемого импульса.

4. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, в котором блок генерации импульсной ударной волны включает в себя изолирующую трубку второго электрода, в которой расположен второй электрод, причем длина изолирующей трубки второго электрода превышает длину второго электрода, так что конец второго электрода, обращенный к первому электроду, не выступает за пределы изолирующей трубки.

5. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1 или 4, в котором блок генерации импульсной ударной волны включает в себя

один или более дополнительных первых электродов и/или вторых электродов для генерации ударных волн, выполненных с возможностью принимать импульсную мощность и обеспечивать протекание тока; и

одну или более дополнительных изолирующих трубок, в каждой из которых расположен соответствующий дополнительный электрод, причем длина каждой дополнительной изолирующей трубки превышает длину соответствующего электрода.

6. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, в котором блок генерации импульсной ударной волны содержит кабель, выполненный с возможностью соединения блока питания и второго электрода блока генерации импульсной ударной волны.

7. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, в котором, когда пузырьки, создаваемые с помощью блока генерации импульсной ударной волны, увеличивают давление в верхнем корпусе, блок передачи ударной волны передает повышенное давление в нижний корпус.

8. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, в котором инъекционный блок выполнен с возможностью ввода лекарственного средства, когда повышенное давление в верхнем корпусе передается в нижний корпус.

9. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, также содержащее

блок хранения лекарственного средства, выполненный с возможностью хранить лекарственное средство, подлежащее подаче в нижний корпус; и

обратный клапан для обеспечения возможности подачи лекарственного средства только в направлении от блока хранения лекарственного средства к нижнему корпусу.

10. Устройство для введения лекарственного средства по п. 1, также содержащее

игольчатый адаптер, соединенный, с возможностью съема, с нижним корпусом, так чтобы он сообщался с инъекционным блоком, и выполненный с возможностью введения лекарственного средства в кожу.

11. Устройство для введения лекарственного средства по п. 10, в котором игольчатый адаптер включает в себя

корпус адаптера, присоединенный к нижнему корпусу и отсоединяемый от него; и

иглу, выступающую от корпуса адаптера, предназначенную для ввода в кожу для введения лекарственного средства, поступающего из инъекционного блока.

12. Устройство для введения лекарственного средства по п. 11, в котором игла представляет собой по меньшей мере один из следующих вариантов: одна или более игл, одна или более пористых игл, одна или более канюлей и одна или более пористых канюлей.