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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Offenbarung bezieht sich auf eine medizinische Vorrichtung und speziell
auf eine implantierbare Vorrichtung zur Zufuhr einer therapeutischen Substanz,
auch bekannt als implantierbare Wirkstoffpumpe, mit einer kolbenbetriebenen
Pumpe.
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Die
Medizintechnikindustrie produziert eine große Vielfalt von elektronischen
und mechanischen Vorrichtungen zur Behandlung von Krankheitszuständen bei
Patienten, wie beispielsweise Schrittmacher, Defibrillatoren, Neurostimulatoren
und Pumpen zur Zufuhr therapeutischer Substanzen. Medizinische Vorrichtungen
können
dafür ausgelegt
werden, chirurgisch implantiert zu werden oder von außen mit dem
Patienten verbunden zu werden, der die Behandlung erhält. Klinikärzte nutzen
medizinische Vorrichtungen allein oder in Kombination mit Behandlungen
mit therapeutischen Substanzen und chirurgischen Eingriffen zur
Behandlung von Krankheitszuständen
von Patienten. Für
manche Krankheitszustände
stellen medizinische Vorrichtungen die beste, und manchmal die einzige
Behandlungsmethode bereit, um einer Person wieder zu einem besseren
Gesundheitszustand und einem erfüllteren
Leben zu verhelfen. Implantierbare Pumpen zur Zufuhr von Wirkstoffen
können
zur Behandlung von Zuständen wie
beispielsweise Schmerz, Spastizität, Krebs und einer großen Vielfalt
anderer Krankheitszustände eingesetzt
werden.
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Eine
implantierbare Pumpe für
die Zufuhr von Wirkstoffen wird von einem Klinikarzt einem Patienten
an einer Stelle implantiert, die für die Behandlung geeignet ist
und die Tätigkeiten
des Patienten so wenig wie möglich
störend
beeinflusst, wie beispielsweise subkutan in den unteren Bauchraum.
Typischerweise wird ein Katheter für die Zufuhr der Wirkstoffe
an den Auslass der Wirkstoffpumpe angeschlossen und implantiert,
um den Wirkstoff, die Infusionslösung
oder andere therapeutische Substanzen mit einer vorgegebenen Infusionsgeschwindigkeit und
an einer vorbestimmten Stelle zu infundieren, um den Krankheitszustand
zu behandeln. Es ist wichtig, dass die Wirkstoffpumpe zuverlässig und
genau arbeitet, da sowohl eine unzureichende als auch eine unbesichtigte
Zufuhr von therapeutischen Substanzen beim Patienten Komplikationen
verursachen können.
Viele Wirkstoffpumpen sind so ausgelegt, dass die Pumpe in implantiertem
Zustand über
eine Nachfüllöffnung oder
ein Septum wieder mit Wirkstoff aufgefüllt werden kann, so dass die
Zeitdauer, während
der die Pumpe implantiert ist, nicht durch das Fassungsvermögen für Wirkstoff
begrenzt wird. In elektrisch betriebenen implantierbaren Wirkstoffpumpen
ist die Zeitdauer, für
die die Pumpen implantiert werden können, häufig begrenzt durch Faktoren
wie Batterieverbrauch, Schäden
durch Korrosion und mechanischen Verschleiß. Die relativ großen Abmessungen
mancher implantierbarer Pumpen können
die möglichen
Orte, an denen die Vorrichtung dem Patienten implantiert werden
kann, einschränken.
Ein Beispiel einer implantierbaren Wirkstoffpumpe ist in der Produktbroschüre „SynchroMed® Infusionssystem" der Medtronic, Inc.
(1995) beschrieben. Implantierbare Wirkstoffpumpen können eine
Vielzahl verschiedener Pumpmechanismen verwenden, wie beispielsweise
Kolbenpumpen, Drehschieberpumpen, osmotische Pumpen, Pumpen mit
mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), Diaphragmapumpen, peristaltische
Pumpen, und Solenoid-Kolbenpumpen, um einen Wirkstoff einem Patienten
zu infundieren.
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Solenoid-Pumpen
wie beispielsweise Solenoid-Pumpen mit Variabler Reluktanz und Permanentmagnet-Solenoidpumpen
funktionieren durch Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft auf
einen Pumpenkolben. Die elektromagnetische Kraft setzt den Pumpenkolben
in Bewegung, wodurch dieser Flüssigkeit
von einer Pumpkammer in einen Auslass pumpt. Der Flüssigkeitsstrom
in eine Pumpkammer wird gesteuert. Der Flüssigkeitsstrom in die Pumpkammer
kann mit einem Durchflussbegrenzer oder einem Einlassventil kontrolliert
werden. Der Durchflussbegrenzer weist üblicherweise keine beweglichen
Teile auf und kontrolliert den Durchfluss der Flüssigkeit durch Begrenzung des
Flüssigkeitsstroms
auf eine vorbestimmte Durchflussmenge. Ein Durchflussbegrenzer im
Einlass kann unter bestimmten Umständen das Auftreten eines unbeabsichtigten Flüssigkeitsstroms
verursachen. Ein Beispiel einer früheren Solenoid-Pumpe mit einem
Durchflussbegrenzer im Einlass ist in
US-Patent
Nr. 4 883 467 „Hubkolbenpumpe
für eine
implantierbare Vorrichtung zur Dosierung von Medikamenten" („Reciprocating
Pump For An Implantable Medication Dosing Device") von Franetzki et al. (28. November
1989) gezeigt. Das Einlassventil weist üblicherweise bewegliche Teile
auf und kontrolliert den Durchfluss von Flüssigkeit durch Öffnen, um
den Durchfluss von Flüssigkeit
zu ermöglichen,
und Schließen,
um den Durchfluss von Flüssigkeit
bei einem vorbestimmten Druck zu verhindern. Die Gestaltung von
Einlassventilen erzeugt üblicherweise
Totvolumina, die es der Pumpe erschweren, Luft weiterzuleiten bzw.
abzuführen. Passiv
betriebene Einlassventile können
sich unter bestimmten Umständen
ungewollt öffnen
und erzeugen dadurch ein Sicherheitsrisiko. Ein Beispiel eines früheren Einlassventils
für eine
Solenoid-Pumpe ist in
US-Patent
Nr. 4 636 150 „Elektromagnetische Pumpe
mit niedriger Leistung" („Low Power
Electromagnetic Pump")
von Falk et al. (13. Januar 1987) gezeigt.
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Eine
Kolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 ist in Dokument
WO 00/00241 offenbart.
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Aus
den vorgenannten Gründen
besteht ein Bedarf für
ein flachprofiliges Einlassventil für ein auf einer Kolbenpumpe
basierendes Gerät
für die
Zufuhr einer therapeutischen Substanz, das das Totvolumen verringert,
eingebaut wenig Raum einnimmt, schnell arbeitet und viele andere
Vorteile bietet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
flachprofiliges Einlassventil für
ein auf einer Kolbenpumpe basierendes Gerät für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz verringert das Totvolumen, nimmt eingebaut wenig Raum ein,
arbeitet schnell und bietet viele andere Vorteile. Das flachprofilige
Einlassventil kontrolliert den Durchfluss einer therapeutischen
Substanz aus einem Vorratsbehälter für die therapeutische
Substanz in eine Kolbenpumpe mit einer im Wesentlichen koplanaren
Ventiloberfläche
und Ventilfeder. Die Kolbenpumpe ist dafür ausgelegt, eine therapeutische
Substanz mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit aus dem Vorratsbehälter für die therapeutische
Substanz durch einen Infusionsanschluss zu pumpen. Elektronik ist
mit der Kolbenpumpe und einer Stromquelle verbunden. Ein Vorratsbehälter für die therapeutische
Substanz versorgt die Kolbenpumpe durch einen Auslass des Vorratsbehälters mit
der therapeutischen Substanz. Viele Ausführungsformen des flachprofiligen
Einlassventils für
ein auf einer Kolbenpumpe basierendes Gerät für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz und Verfahren, um dieses zu betreiben, sind möglich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
die Umgebung einer Ausführungsform
einer implantierbaren Vorrichtung für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz;
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2 zeigt
eine Ausführungsform
einer implantierbaren Vorrichtung für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz mit einem Katheter;
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3 zeigt
eine Ausführungsform
einer implantierbaren Vorrichtung für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz;
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4 zeigt
die implantierbare Vorrichtung für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz aus 3,
bei der ein Teil des Gehäuses
entfernt wurde;
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5 zeigt
eine andere Ausführungsform
einer implantierbaren Vorrichtung für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz, die einen separaten Vorratsbehälter für die therapeutische Substanz
aufweist;
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6 zeigt
die implantierbare Vorrichtung für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz aus 5,
bei der ein Teil des Gehäuses
entfernt wurde;
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7 zeigt
eine Ausführungsform
einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe;
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8 zeigt
eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe
aus 7;
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9 zeigt
eine Explosionsdarstellung eines Pumpenkolbens für eine Ausführungsform einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe
mit drei Spulen;
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10 zeigt
eine isometrische Querschnittsdarstellung eines Pumpenkolbens für eine Ausführungsform
einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe mit drei Spulen;
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11 zeigt
eine Querschnittsdarstellung eines Pumpenkolbens für eine Ausführungsform
einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe mit drei Spulen;
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12 zeigt
eine isometrische Darstellung eines Endes eines Pumpenkolbens und
eine erste Ausführungsform
eines flachprofiligen Einlassventils;
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13a-13b zeigen eine zweite Ausführungsform
eines flachprofiligen Einlassventils;
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14a-14b zeigen eine dritte Ausführungsform
eines flachprofiligen Einlassventils;
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15a-15b zeigen eine vierte Ausführungsform
eines flachprofiligen Einlassventils;
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16 zeigt
das Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Vorrichtung
für die
Zufuhr einer therapeutischen Substanz mit einer Solenoid-Pumpe,
die eine Ausfüh rungsform
eines flachprofiligen Einlassventils aufweist; und
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17 zeigt
das Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Ausführungsform
eines flachprofiligen Einlassventils für eine Vorrichtung für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
die Umgebung einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung, die
als eine implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz bekannt ist, auch bekannt als eine
Wirkstoffpumpe, die eine Ausführungsform
einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe aufweist. Die Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz kann in einer großen Vielzahl von Behandlungsmethoden,
wie beispielsweise gegen Schmerz, Spastizität, Krebs und viele andere Krankheitszustände eingesetzt
werden. Die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz wird üblicherweise durch einen Klinikarzt,
wie beispielsweise einen Chirurgen, in einem chirurgischen Eingriff
unter sterilen Bedingungen implantiert, der unter Lokalanästhesie,
Regionalanästhesie
oder Vollnarkose durchgeführt
wird. Bevor die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz implantiert wird, wird üblicherweise ein
Katheter 32 implantiert, dessen distales Ende sich an der
Stelle 34 befindet, an der die therapeutische Substanz
zugeführt
werden soll, und dessen proximales Ende durch einen Tunnel zu der
Stelle geführt
wird, an der die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz implantiert werden soll. Der Katheter 32 und
die Stelle 34, an der die therapeutische Substanz zugeführt wird,
können
während
der Infusion einen Rückstaudruck
erzeugen, der als Gegendruck an der Infusionsstelle bekannt ist,
den die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz überwinden
muss, um die therapeutische Substanz 36 an der Infusionsstelle
zuzuführen.
Die implantierbare Vorrich tung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz wird im Allgemeinen subkutan etwa 2,5 Zentimeter (1,0 Zoll)
unter der Haut eingepflanzt, wo es genügend subkutanes Gewebe gibt, um
das implantierte System abzustützen.
Sobald die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz dem Patienten unter der Haut implantiert
worden ist, kann der Einschnitt zugenäht werden und die implantierbare
Vorrichtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz kann ihren Betrieb aufnehmen.
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Die
implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz bewirkt, dass einem Patienten 38 eine therapeutische
Substanz 36 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit infundiert wird.
Die therapeutische Substanz 36 ist ein Produkt oder eine
Substanz, das bzw. die eine therapeutische Wirkung haben soll, wie
beispielsweise pharmazeutische Zusammensetzungen, genetisches Material,
Biologika und andere Substanzen. Pharmazeutische Zusammensetzungen
sind chemische Formulierungen, die eine therapeutische Wirkung haben
sollen wie intrathekale krampflösende
Mittel, Schmerzmittel, chemotherapeutische Mittel und dergleichen. Pharmazeutische
Zusammensetzungen werden häufig
so zusammengestellt, dass sie in einem implantierten Umfeld funktionieren
und haben charakteristische Eigenschaften wie Stabilität bei Körpertemperatur,
um die therapeutischen Eigenschaften zu erhalten, eine Konzentration,
die die Häufigkeit
des Nachfüllens
verringert und dergleichen mehr. Genetisches Material sind Substanzen,
die eine direkte oder indirekte gentherapeutische Wirkung haben
sollen, wie beispielsweise Genvektoren, Gen-Regelelemente, Strukturelemente
von Genen, DNA und dergleichen mehr. Biologika sind Substanzen,
die lebende Materie sind oder von lebender Materie abgeleitet sind,
die eine therapeutische Wirkung haben sollen, wie beispielsweise
Stammzellen, Plättchen,
Hormone, biologisch hergestellte Chemikalien und dergleichen mehr.
Andere Substanzen sind Substanzen, die eine therapeutische Wirkung
haben sollen, aber nicht leicht eingestuft werden können, wie
beispielsweise physiologische Kochsalzlösung, Kontrastmittel und dergleichen
mehr.
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Die
therapeutische Substanz 36 kann bei manchen Ausführungsformen
der implantierbaren Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen Substanz
nachgefüllt
werden, indem man eine an eine mit einer therapeutischen Substanz 36 gefüllte Spritze
angeschlossene nicht stanzende Nadel durch die Haut des Patienten
in ein Septum 40 auf der implantierbaren Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz einführt, um die implantierte Vorrichtung
zu befüllen.
Wenn die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz ersetzt werden muss, aus Gründen wie
beispielsweise Erschöpfung
der Batterien oder aus anderen Gründen, wird ein Einschnitt nahe
der implantierten Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz gemacht, und die alte Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz wird entfernt, was auch als Explantieren
bekannt ist. Nachdem die alte Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz explantiert worden ist, wird gewöhnlich eine
neue Vorrichtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz implantiert.
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3-6 zeigen
Ansichten von Ausführungsformen
der Vorrichtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz. Eine implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz mit einer Permanentmagnet-Solenoidpumpe umfasst
ein Gehäuse 41,
einen Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz, eine Energiequelle 44, Elektronik 46 und
eine Permanentmagnet-Solenoidpumpe 48. Gewöhnlich sind
die Bestandteile der implantierbaren Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz in einem einzelnen Gehäuse 41 enthalten,
wie in 3 und 4 gezeigt, das aus einem Material
hergestellt ist, das biokompatibel und hermetisch versiegelt ist,
wie beispielsweise Titan, Tantal, rostfreier Stahl, Kunststoff,
Keramik und dergleichen mehr. Die Bestandteile der implantierbaren
Vor richtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz können auch in mehr als einem Gehäuse 41 untergebracht
werden, so wie dies in 5 und 6 gezeigt
ist, wobei die Gehäuse
in geeigneter Weise verbunden werden. Der Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz kann innerhalb des Gehäuses 41 untergebracht
werden oder kann von dem Gehäuse 41 durch
eine Flüssigkeitsleitung
wie beispielsweise einen Schlauch zwischen dem Vorratsbehälter 41 und
dem Gehäuse 41 getrennt
sein. Der Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz ist dafür
ausgelegt, eine therapeutische Substanz 36 zu enthalten
und kann beispielsweise die Gestalt von Metallbälgen, Polymerbeuteln und dergleichen
haben. Der Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz weist einen Vorratsbehälterauslass 52 auf
und kann ein Septum 40 für das Wiederbefüllen des
Vorratsbehälters 42 aufweisen.
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Der
Energiequelle 44 befindet sich in dem Gehäuse 41.
Die Energiequelle 44 wird ausgewählt, um die Solenoidpumpe 48 und
die Elektronik 46 zu betreiben und kann beispielsweise
eine Lithiumionen(Li+)-Batterie, ein Kondensator und dergleichen mehr
sein. Die Elektronik 46 ist mit der Energiequelle 44 verbunden
und schließt üblicherweise
einen Speicher und ein Steuergerät
mit ein. Das Steuergerät kann
ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (Application
Specific Integrated Circuit, ASIC) sein, eine Gatteranordnung sein
oder kann einen Mikroprozessor mit einschließen. Die Elektronik 46 ist dafür ausgelegt,
die Infusionsgeschwindigkeit der Solenoidpumpe 48 zu steuern
und kann konfiguriert werden, um viele andere Funktionen wie Patientenwarnungen
und dergleichen zu betreiben. Die Elektronik 46 kann auch
Telemetrieschaltungen mit einschließen, die dafür ausgelegt
sind, Informationen zu empfangen und zu senden, wenn die implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr
einer therapeutischen Substanz implantiert ist, um die Programmierung
der Infusionsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Die Solenoidpumpe 48 ist
mit der Elektronik 46 verbunden und mit dem Auslass 52 des
Vorratsbehälters
für die thera peutische
Substanz gekoppelt, und dafür
ausgelegt, eine therapeutische Substanz 36 aus dem Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch einen Infusionsauslass 54 zu
pumpen.
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7-11 zeigen
eine Ausführungsform der
Solenoidpumpe mit drei Spulen. Die Permanentmagnet-Solenoidpumpe 48 enthält einen
Pumpenzylinder 56, einen Pumpenkolben 58, ein
Vorspannelement 60, ein Einlassventil 62, ein
Auslassventil 64, einen Permanentmagneten 66,
eine erste Spule 68, und eine zweite Spule 70.
Die Solenoidpumpe 48 ist mit der Elektronik 46,
mit dem Auslass 52 des Vorratsbehälters für eine therapeutische Substanz
und mit dem Infusionsauslass 54 verbunden. Die Solenoidpumpe 48 ist
dafür ausgelegt,
eine therapeutische Substanz 36 aus dem Vorratsbehälter 42 mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch einen Infusionsauslass 54 zu
pumpen.
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Der
Pumpenzylinder 56 weist ein Einlassgehäuse 72, ein Auslassgehäuse 74,
einen Einlass 76 für
eine therapeutische Substanz und einen Infusionsauslass 54 auf.
Das Einlassgehäuse 72 führt den Pumpenzylinder 56 zu
dem Einlass 76 für
eine therapeutische Substanz. Das Auslassgehäuse 74 führt den
Pumpenzylinder 56 zum Infusionsauslass 54. Der
Einlass 76 für
eine therapeutische Substanz ist mit dem Auslass 52 des
Vorratsbehälters
für eine
therapeutische Substanz verbunden und mit dem Einlassgehäuse 72 auf
dem Pumpenzylinder 56 verbunden. Einige Ausführungsformen
können
eine Kolbendichtung 78 einschließen, die zwischen den Pumpenzylinder 56 und
den Pumpenkolben 58 angebracht ist, um den Strom einer
therapeutischen Substanz 36 zwischen dem Pumpenkolben 58 und
den Pumpenzylinder 56 zu verringern und andere Funktionen
zur Verfügung
zu stellen. Die Kolbendichtung 78 kann dafür ausgelegt
werden, als Führung
für das
Vorspannelement 60 zu dienen und den Pumpenkolben 58 am
Ende des Rückzugs
des Pumpenkolbens 58 für
den Ansaugtakt abzufedern. Die Kolbendichtung 78 wird aus
einem elastischen Material mit guten Dichtungseigenschaften hergestellt,
wie beispielsweise synthetischem Gummi, PTFE, Silikon und dergleichen
mehr.
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Der
Pumpenkolben 58 ist innerhalb des Pumpenzylinders 56 beweglich
und weist ein Kolbeneinlassende 80, ein Kolbenauslassende 82 und
einen Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben auf. Der Pumpenkolben 58 bildet eine Einlasskammer 86 zwischen dem
Pumpenkolben 58 und dem Einlassgehäuse 72 und eine Pumpkammer 88 zwischen
dem Pumpenkolben 58 und dem Auslassgehäuse 74. Die Einlasskammer 86 enthält die therapeutische
Substanz 36, die gefördert
wird, wenn sich der Pumpenkolben 58 zurückzieht. Die Pumpkammer 88 enthält die therapeutische
Substanz 36, die gefördert
wird, wenn der Pumpenkolben 58 ausgefahren wird. Der Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben ist dafür
ausgelegt, den Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Einlasskammer 86 und der Pumpkammer 88 zu
ermöglichen,
der durch das Einlassventil 62 gesteuert wird. Der Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben kann eine große
Vielzahl von Formen annehmen, wie beispielsweise die eines zentralen
Flüssigkeitswegs,
eines seitlichen Flüssigkeitswegs,
eines teilweise zentralen und teilweise seitlichen Flüssigkeitswegs
und dergleichen mehr.
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Das
Vorspannelement 60 ist in der Einlasskammer 86 des
Pumpenzylinders zwischen den Pumpenkolben 58 und dem Einlassgehäuse 72 angeordnet.
Das Vorspannelement 60 übt
eine Kraft auf den Pumpenkolben 58 auf, um eine therapeutische Substanz 36 durch
den Infusionsauslass 54 auszustoßen. In einigen Ausführungsformen übt das Vorspannelement 60 im
Wesentlichen die einzige Kraft auf den Pumpenkolben 58 auf,
um eine therapeutische Substanz 36 durch den Infusionsauslass 54 auszustoßen. Das
Vorspannelement 60 stellt auch die Kraft zur Verfügung, um
den Pumpenkolben 58 in einer ausgefahrenen Position zu
halten, bis er zurückgezogen
wird, um das Einlassventil 62 gegen das Auslassgehäuse 74 abzudichten,
um einen zusätzlichen
bzw. redundanten Schutz gegen einen unbeabsichtigten Fluss einer
therapeutischen Substanz 36 zum Patienten 38 zur
Verfügung
zu stellen. Das Vorspann element 60 kann eines oder mehrere
aus einer großen
Vielzahl von Vorspannstrukturen sein, die ausgewählt werden, um die gewünschte Vorspannkraft
auf den Pumpenkolben 58 zur Verfügung zu stellen. Die gewünschte Kraft
des Vorspannelements 60 in einer bestimmten Ausführungsform
ist die Kraft, die erforderlich ist, um alle Reibungsverluste während des
Ausstoßtakts
des Pumpenkolbens 58 zu überwinden, um einen Druck zu
erzeugen, der das Auslassventil 64 öffnet, und um Druckverluste
zwischen dem Infusionsauslass 54 und der Infusionsstelle 34 zu überwinden,
die sich am distalen Ende des Katheters 32 befinden kann.
Einige spezifische Ausführungsformen
des Vorspannelements 60 schließen eine Feder, eine Schraubenfeder
und dergleichen mehr ein.
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Das
Einlassventil 62 ist auf dem Auslassende 82 des
Pumpenkolbens angeordnet. Das Einlassventil 62 kann eine
Vielzahl von Einlassventilen 62 sein, wie beispielsweise
ein Klappenventil, ein Klappenventil mit ringförmigem Sitz, ein Kugelventil,
ein Blattventil, ein Schnabelventil, ein Tellerventil und dergleichen
mehr sein. Das Einlassventil 62 wird in der ausführlichen
Beschreibung später
ausführlicher besprochen,
insbesondere bei 12-17. Das Auslassventil 64 ist
im Auslassgehäuse 74 angeordnet
und mit dem Infusionsauslass 54 verbunden. Das Auslassventil 64 verbessert
die Sicherheit der Solenoidpumpe 48, indem es im Wesentlichen
einen unbeabsichtigten Fluss einer therapeutischer Substanz 36 verhindert,
wenn der Druck im Vorratsbehälter 42 größer ist
als der Druck an der Infusionsstelle 34. Das Auslassventil 64 verbessert
die Genauigkeit der Solenoidpumpe 48, indem es einen genügenden Gegendruck
aufrecht erhält,
um das Einlassventil 62 während des Ausstoßes der
therapeutischen Substanz 36 durch den Infusionsauslass 54 geschlossen zu
halten, so dass keine zusätzliche
therapeutische Substanz 36 infundiert wird, wenn der Druck
im Vorratsbehälter 42 größer ist
als der Druck an der Infusionsstelle 34. Das Auslassventil 64 kann
eine Vielzahl von Auslassventilen 64 sein, wie beispielsweise
ein Klappenventil, ein Kugelventil, ein Blattventil, ein Schnabelventil,
ein Tellerventil und dergleichen mehr sein.
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Einige
Ausführungsformen
der Solenoidpumpe 48 können
ein Antikavitationsventil 90 aufweisen, das sich im Flüssigkeitsaustausch
mit dem Einlass 76 für
eine therapeutische Substanz befindet. Das Antikavitationsventil 90 verhindert
im Wesentlichen, dass die therapeutische Substanz 36 in
der Einlasskammer 86 während
des Zurückziehens
des Pumpenkolbens 58 durch den Einlass 76 für eine therapeutische
Substanz zurückfließt. Da die
therapeutische Substanz 36 nicht zurückfließen kann, erhöht sich
der Druck in der Einlasskammer 86, wenn sich der Pumpenkolben 58 zurückzieht,
wodurch die therapeutische Substanz 36 veranlasst wird,
durch den Flüssigkeitsweg 84 des
Kolbens zu fließen,
ohne dass dadurch der Druck in der Pumpkammer 88 so weit
abgesenkt wird, dass gelöste
Gase aus der Lösung
entweichen. Auch wird dadurch, dass ein Rückfluss der therapeutischen
Substanz 36 durch den Einlass 76 für die therapeutische
Substanz während des
Zurückziehens
des Pumpenkolbens 58 im Wesentlichen verhindert wird, die
Leistungsfähigkeit
der Kolbenpumpe 58 verbessert, weil Leckströme der therapeutischen
Substanz 36 minimiert werden. Das Antikavitationsventil 90 kann
eine große
Vielzahl von Antikavitationsventilen 90 sein, wie beispielsweise ein
Klappenventil, ein Klappenventil mit ringförmigem Sitz, ein Kugelventil,
ein Blattventil, ein Schnabelventil, ein Tellerventil und dergleichen
mehr. Zusätzlich dazu,
dass er die therapeutische Substanz 36 fördert, die
das Einlassventil 62, das Auslassventil 64 und das
Antikavitationsventil 90 betätigt, weist der Pumpenkolben 58 auch
einen Permanentmagneten 66 auf.
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Der
Permanentmagnet 66 ist mindestens ein erster Permanentmagnet 66,
der einen ersten Pol 92 und einen zweiten Pol 94 aufweist.
Der Permanentmagnet 66 wird von dem Pumpenkolben 58 getragen und
wird durch die Magnetfelder, die durch die Spulen 67, die
mindestens die erste Spule 68 und mindestens die zweite
Spule 70 umfassen, erzeugt werden, beeinflusst.
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Wenn
die erste Spule 68 und die zweite Spule 70 unter
Strom gesetzt werden, produzieren die Spulen 67 eine elektromagnetische
Axialkraft, die auf den Permanentmagneten 66 einwirkt und
dadurch den Pumpenkolben 58 in Bewegung versetzt. In einigen
Ausführungsformen
kann es mehr als einen Permanentmagneten 66 geben, wie
beispielsweise einen ersten Permanentmagneten 66, einen
zweiten Permanentmagneten, einen dritten Permanentmagneten und so
weiter. Auch kann es in einigen Ausführungsformen mehr als eine
erste Spule 68 und eine zweite Spule 70 geben,
wie beispielsweise eine dritte Spule 71 und so weiter.
Wenn man mehr als einen Permanentmagneten 66 verwendet,
werden gleiche Pole benachbart angeordnet. Der Permanentmagnet 66 wird
aus einem hartmagnetischen ferromagnetischen Material hergestellt,
wie beispielsweise aus Samarium-Cobalt, Neodym, Keramik, Alnico
und dergleichen. Da das Material des Permanentmagneten 66 gewöhnlich nicht
mit der therapeutischen Substanz verträglich oder biokompatibel ist,
ist der Permanentmagnet 66 gewöhnlich von der therapeutischen
Substanz 36 durch den Flüssigkeitsweg 84 im Kolben
getrennt, und der Pumpenkolben 58 ist durch das Einlassende 80 des
Kolbens und das Auslassende 82 des Kolbens abgedichtet.
Die erste Spule 68 und die zweite Spule 70 sind
in Funktionsbeziehung zum Permanentmagneten 66 angeordnet.
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Wenn
der Pumpenkolben 58 vollständig in Richtung auf das Einlassgehäuse 72 verschoben
ist, wird das maximale Volumen der Pumpkammer 88 erzeugt.
Die Pumpkammer 88 weist ein Volumen der Pumpkammer 88 auf,
das einen Hubraum und ein Totvolumen umfasst. Der Hubraum liegt
im Bereich von etwa 0,5 Mikrolitern bis etwa 5,0 Mikrolitern. Die Summe
eines Öffnungsdrucks
des Einlassventils 62 und des Öffnungsdrucks des Auslassventils 64 übersteigt
den maximalen Druck im Vorratsbehälter 42 vermindert
um den Druck an der Infusionsstelle 34, um einen freien
Fluss einer therapeutischen Substanz 36 zum Patienten 38 im
Wesentlichen zu verhindern. Das Totvolumen ist kleiner als die Hälfte des Hubraums
im Bereich von etwa 0,25 Mikrolitern bis etwa 2,5 Mikrolitern.
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Das
im Vergleich zum Hubraum kleine Totvolumen der Solenoidpumpe 48 verbessert
die Fähigkeit
der Solenoidpumpe 48, Luft weiterzuleiten bzw. abzuführen, auf
Grund des niedrigen Vakuumdrucks, der gewöhnlich in der Pumpkammer 88 erzeugt
wird. Die Öffnungsdrücke des
Einlassventils 62 und des Auslassventils 64 werden
so gewählt,
dass eine unbeabsichtigte Infusion auch unter extremen Betriebsbedingungen
verhindert wird. Eine unbeabsichtigte Infusion wird im Wesentlichen
dadurch verhindert, dass man den Öffnungsdruck des Einlassventils 62 und
den Öffnungsdruck
des Auslassventils 64 so wählt, dass die Summe dieser
Drücke
größer ist
als der maximale Druckunterschied zwischen dem Vorratsbehälter 42 und
der Infusionsstelle 34. Zum Beispiel wird eine unbeabsichtigte
Infusion verhindert, wenn der Druck im Vorratsbehälter 42 hoch
ist und der Umgebungsdruck (gewöhnlich
derselbe wie der Druck an der Infusionsstelle 34) niedrig
ist, was vorkommen kann, wenn der Vorratsbehälter 42 voll ist und
der Patient 38 einer hohen Temperatur in großer Höhe ausgesetzt
ist.
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Die
Fähigkeit
der Solenoidpumpe 48, Luft weiterzuleiten bzw. abzuführen und
präzise
zu funktionieren ist eine Funktion des Kompressionsverhältnisses
der Solenoidpumpe 48, des Drucks im Auslass 52 des
Vorratsbehälters,
des Drucks im Infusionsauslass 54 und des Berstdrucks (Öffnungsdrucks)
des Auslassventils 64. Es ist offensichtlich, dass der
Druck in der Pumpkammer 88 sich verringern wird und der
Druck in der Einlasskammer 86 sich erhöhen wird, wenn sich der Pumpenkolben 58 zurückzieht.
Damit die therapeutische Substanz 36 in die Pumpkammer 88 fließen kann,
wenn Luftblasen vorhanden sind, muss der Druck in der Pumpkammer 88 während des
Hubs des Pumpenkolbens 58 deutlich kleiner werden als der
Druck in der Einlasskammer 86. Damit die therapeutische
Substanz 36 aus der Pumpkammer 88 heraus fließen kann,
muss der Ausstoßdruck
größer sein
als der Druck im Infusionsauslass 54. Durch Auswahl des
geeigneten Berstdrucks (Öffnungsdrucks)
des Auslassventils 64 kann die Ge fahr einer unbeabsichtigten
Infusion im Wesentlichen beseitigt werden.
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12-15b zeigen einige der vielen möglichen Ausführungsformen
des Einlassventils 62. Das Einlassventil 62 umfasst
einen Ventilkörper 100, eine
Ventilfeder 102 und eine Ventiloberfläche 104. Die Ventilfeder 102 und
die Ventiloberfläche 104 sind im
Wesentlichen koplanar, wenn die Ventilfeder 102 in einer
ungespannten Position nicht unter Last steht. Das Einlassventil 62 ist
dafür ausgelegt,
so angebracht zu werden, dass ein Flüssigkeitsaustausch mit dem
Auslass 52 des Vorratsbehälters erfolgen kann, um den
Fluss einer therapeutischen Substanz 36 in die Kolbenpumpe 48 zu
steuern. In einigen Ausführungsformen
kann der Ventilkörper 100 des
Einlassventils mit Schweißpunkten
an dem Pumpenkolben 58 befestigt sein. Die Gestaltungen
des Einlassventils 62 sind dafür ausgelegt, ein Totvolumen
des Einlassventils 62 von weniger als etwa 0,5 Mikroliter
zu erzeugen. Das kleine Totvolumen verbessert die Fähigkeit
der Kolbenpumpe 48, Luft weiterzuleiten bzw. abzuführen. Das
Einlassventil 62 arbeitet, ohne eine separate Feder zu
benötigen,
um das Totvolumen zu verringern und um Einfachheit, leichte Herstellbarkeit und
Zuverlässigkeit
zu erreichen. Das Einlassventil 62 hat einen niedrigen Öffnungsdruck
von kleiner als etwa 6895 Pascal für einen schnellen Betrieb.
In einigen Ausführungsformen
kann, wenn die Kolbenpumpe 48 voll betätigt ist, das Einlassventil 62 durch
Kontakt des Einlassventils 62 mit dem Auslassgehäuse 74 mechanisch
geschlossen gehalten werden, um eine unbeabsichtigte Infusion der
therapeutischen Substanz 36 im Wesentlichen zu verhindern.
Diese Anordnung dient als Sicherheitsmechanismus, um eine unbeabsichtigte
Infusion einer therapeutischen Substanz 36 im Wesentlichen
zu verhindern. Das Auslassgehäuse 74 kann
mit einer Elastomeroberfläche 106 (11)
ausgerüstet
werden, mit der das Einlassventil 62 in Kontakt kommt,
um die Dichtung zwischen dem Einlassventil 62 und dem Auslassgehäuse 74 zu
verbessern. Das Einlassventil 62 kann als Mittel zur Zuflusskontrolle
betrach tet werden, das dafür
ausgelegt ist, den Fluss einer therapeutischen Substanz 36 von
dem Auslass 52 des Vorratsbehälters in eine Pumpkammer 88 zu
kontrollieren. Eine große
Vielzahl von Bauformen des Einlassventils 62 kann eingesetzt
werden, wie beispielsweise ein Klappenventil, ein Metallfolien-Klappenventil
und dergleichen mehr.
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Die
Ventilfeder 102 kann eine monofilare Feder sein, wie dies
in 15a-15b gezeigt ist, Federn mit
mehreren Strängen
wie beispielsweise eine bifilare Feder, die in 13a-14b gezeigt ist, und dergleichen
mehr. Die Ventilfeder 102 kann dünner als die Ventiloberfläche ausgelegt
sein, um die Flexibilität
der Ventilfeder 102 im Vergleich zur Ventiloberfläche 104 zu
erhöhen.
Die Ventilfeder 102 dient als ein Mittel zum Schließen des
Ventils. Die Ventiloberfläche 104 kann
mit Kunststoff beschichtet werden, beispielsweise mit einer im Bereich
von etwa 10 bis 15 Mikrometer dicken Schicht, um die Dichtwirkung
zu verbessern. Die Ventiloberfläche 104 dient als
Mittel zur Flusskontrolle, um den Fluss einer therapeutischen Substanz 36 in
die Pumpkammer 88 zu kontrollieren.
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Betrieb
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1-11 zeigen
eine Vielzahl von Ansichten, die das Verständnis des Betriebs der Ausführungsform
der implantierbaren Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz unterstützen können. Im
Allgemeinen beginnen die Ausführungsformen
der implantierbaren Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz ihren Betrieb, indem die Elektronik 46, die dafür programmiert
ist, die Permanentmagnet-Solenoidpumpe 48 zu betreiben,
eine therapeutische Substanz 36 mit einer vorgegebenen
Geschwindigkeit zuführen
lässt.
Die therapeutische Substanz 36 wird aus einem Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz an einen Einlass 76 für eine therapeutische Substanz
gefördert.
Die Solenoidpumpe 48 funktioniert im Allgemeinen, indem
sie einen Pumpenkolben 58 zurückzieht und dann den Pumpenkolben 58 ausfährt, während sie
Ventile bedient, um eine therapeutische Substanz 36 mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch einen Infusionsauslass 54 zu
fördern.
Dieser Vorgang wird eine vorbestimmte Anzahl von Malen in vorbestimmten
Zeitabständen
wiederholt, um die therapeutische Substanz 36 mit der vorgegebenen
Geschwindigkeit zu verabreichen. Zum Beispiel würde eine Solenoidpumpe 48 mit
einem Hubraum von 2,0 Mikrolitern gewöhnlich in einem Bereich von
einem Maximum von etwa 10 Zyklen pro Sekunde (Hz), um eine Infusionsgeschwindigkeit
von 1,2 Millilitern pro Minute zu erzielen, bis zu einem Minimum
von etwa 1,0 Zyklen pro Stunde, um eine Infusionsgeschwindigkeit
von etwa 48 Mikrolitern pro Tag zu erzielen, betrieben werden.
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Das
Zurückziehen
des Pumpenkolbens 58 wird eingeleitet, wenn eine erste
Spule 68 für
Stromfluss in eine erste Richtung unter Strom gesetzt wird und eine
zweite Spule 70 für
Stromfluss in eine entgegengesetzte Richtung unter Strom gesetzt
wird, um eine elektromagnetische Axialkraft zu erzeugen. Der Pumpenkolben 58 wird
zurückgezogen,
wenn die elektromagnetische Axialkraft auf einen Permanentmagneten 66 wirkt,
der von dem Pumpenkolben 58 getragen wird. Während sich
der Pumpenkolben 58 zurückzieht,
wird ein Einlassventil 62 geöffnet und ein Vorspannelement 60 wird
gespannt. Eine Pumpkammer 88 wird durch das Einlassventil 62 mit
einer therapeutischen Substanz 36 gefüllt, während der Pumpenkolben 58 zurückgezogen
wird. Bei einer Ausführungsform,
die eine Kolbendichtung 78 aufweist, kann während des
Rückzugs
des Pumpenkolbens 58 die Kolbendichtung 78 auch
dafür eingerichtet
werden, den Schlag zu dämpfen,
der auftritt, wenn der Pumpenkolben 58 seine vollständig zurückgezogene
Position erreicht. Indem sie diesen Schlag dämpft, kann die Kolbendichtung 78 manche
Abnutzung und Geräusche
verringern, die auftreten, wenn der Pumpenkolben 58 seine
vollständig
zurückgezogene
Position erreicht. Bei den Ausführungsformen, die
ein Antikavitationsventil 90 aufweisen, verhindert das
Antikavitationsventil 90, dass die therapeutische Substanz 36 aus
der Einlasskammer 86 zurück in den Vorratsbehälter 42 für eine therapeutische
Substanz fließt,
wenn sich der Pumpenkolben 58 zurückzieht. Das Antikavitationsventil 90 hilft
dabei, während
des Zurückziehens
des Pumpenkolbens 58 höhere
Drücke
in der Pumpenkammer 88 aufrecht zu erhalten, was es einfacher
macht, Luftblasen weiterzuleiten bzw. abzuführen.
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Unter
der Voraussetzung, dass ein Antikavitationsventil 90 vorhanden
ist und sowohl die Einlasskammer 86 als auch die Pumpkammer 88 mit
einer therapeutischen Substanz 36 gefüllt sind, wird während des
Zurückziehens
des Pumpenkolbens 58 auf Grund der Inkompressibilität von Flüssigkeiten
der Druck in der Einlasskammer 86 schnell ansteigen, was
dazu führt,
dass die therapeutische Substanz 36 durch den Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben in die Pumpkammer 88 fließt, ohne dass sich dadurch
der Druck in der Pumpkammer 88 auf ein Niveau verringert,
bei dem Gase aus der Lösung
austreten würden.
Nachdem der Pumpenkolben 58 zurückgezogen wurde, wird der Betrieb
der Solenoidpumpe 48 fortgesetzt, wenn der Pumpenkolben 58 ausgefahren
wird.
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Das
Ausfahren des Pumpenkolbens wird eingeleitet, wenn der Stromfluss
durch die erste Spule 68 für Stromfluss in die erste Richtung
abgeschaltet wird, und der Stromfluss durch die zweite Spule 70 für Stromfluss
in die entgegengesetzte Richtung abgeschaltet wird, um die elektromagnetische
Axialkraft zusammenbrechen zu lassen. Während die elektromagnetische
Axialkraft zusammenbricht, wird das Vorspannelement 60 entspannt,
und der Pumpenkolben 58 wird durch das Vorspannelement 60 ausgefahren,
wodurch der Pumpenkolben 58 in Richtung des Auslassgehäuses 74 bewegt
wird. Während der
Pumpenkolben 58 ausgefahren wird, öffnet der Druck, der in der
Pumpkammer 88 erzeugt wird, das Auslassventil 64.
Das geöffnete
Auslassventil 64 ermöglicht
den Ausstoß eines
Hubvolumens durch den Infusionsauslass 54, während der
Pumpenkolben 58 ausgefahren wird. Die therapeutische Substanz 36, die
durch den Infusionsauslass 54 gefördert wird, wird mit einer
vorgegebenen Geschwindigkeit zugeführt. In eini gen Ausführungsformen
verhindert die Kolbendichtung 78 während des Ausfahrens des Pumpenkolbens
im Wesentlichen, dass die therapeutische Substanz 36 um
den Pumpenkolben 58 herum zurück in die Einlasskammer 86 fließt. Die
vorher besprochenen Elemente der Ausführungsform des Verfahrens werden
in einer allgemeinen Reihenfolge dargestellt, die nur dann beschränkend sein
soll, wenn ein bestimmtes Element in einer bestimmten Weise eine
Reihenfolge aufweisen muss, damit die gesamte Ausführungsform
des Verfahrens durchführbar
ist. Das Ausfahren eines Pumpenkolbens kann mathematisch dargestellt
werden.
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Während des
Ausfahrens des Kolbens für den
Ausstoß der
therapeutischen Substanz 36 verringert sich das Volumen
der Pumpkammer 88 und das Volumen der Einlasskammer 86 erhöht sich.
Es kann angenommen werden, dass ein Antikavitationsventil 90 vorhanden
ist, sich keine Luft in der Pumpkammer 88 befindet, und
da Flüssigkeiten
wesentlich nicht zusammendrückbar
sind, abnimmt, wenn der Pumpenkolben 58 ausgefahren wird.
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16 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens für den Betrieb eines flachprofiligen
Einlassventils 62 in einer Kolbenpumpe 48 für eine implantierbare
Vorrichtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz. Das Verfahren beginnt
mit dem Zurückziehen 108 des
Pumpenkolbens 58 durch Einwirkung einer elektromagnetischen
Axialkraft auf den Pumpenkolben 58. Während sich der Pumpenkolben 58 zurückzieht, öffnet 110 sich
das Einlassventil 62, wenn eine im Wesentlichen koplanare
Ventiloberfläche 104 sich
von dem Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben wegbewegt. Die Pumpkammer 88 beginnt, sich mit einer
therapeutischen Substanz 36 zu füllen 112, die aus
einem Vorratsbehälter 42 durch
das geöffnete Einlassventil 62 fließt. Sobald
die Pumpkammer 88 im Wesentlichen mit der therapeutischen
Substanz 36 gefüllt
ist, wird der Pumpenkolben 58 durch Verändern der auf den Pumpenkolben 58 einwirkenden elektromagnetischen
Axialkraft ausgefahren 114. Die elektromagnetische Kraft
kann durch Unterbrechung des Stromflusses durch die Spulen 67 im
Wesentlichen beseitigt werden, so dass ein Vorspannelement 60 den
Pumpenkolben 58 ausfahren 114 kann, oder die elektromagnetische
Kraft kann umgekehrt werden, um den Pumpenkolben 58 auszufahren 114.
Sobald das Ausfahren des Pumpenkolbens 58 beginnt, schließt 116 sich
das Einlassventil 62 und das Einlassventil 62 kehrt
zurück 104 zu
einer im Wesentlichen koplanaren Ventiloberfläche, die sich an den Flüssigkeitsweg 84 im
Kolben anschließt.
Nachdem das Einlassventil 62 geschlossen 116 ist
und während
der Pumpenkolben 18 ausgefahren 114 wird, wird
ein Hubvolumen durch einen Infusionsauslass 54 ausgestoßen 118.
Der Betrieb des Einlassventils 62 erleichtert die Weiterleitung
bzw. das Abführen von
Luft, die sich in der Pumpkammer 88 befindet, durch den
Infusionsauslass 54. In einigen Ausführungsformen kann das Einlassventil 62 in
einer geschlossenen Position gehalten werden, wenn der Pumpenkolben 58 vollständig ausgefahren
ist, um eine unbeabsichtigte Infusion einer therapeutischen Substanz 36 im
Wesentlichen zu verhindern.
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17 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens für den Betrieb eines flachprofiligen
Einlassventils 62 in einer Kolbenpumpe 48 für eine implantierbare
Vorrichtung 30 für
die Zufuhr einer therapeutischen Substanz. Das Verfahren beginnt,
wenn auf eine Ventiloberfläche 104 ein
hydrostatischer Druck aufgebracht 120 wird, der größer ist
als der Freigabedruck des Einlassventils 62. Der hydrostatische Druck übt eine
Kraft aus 122 auf eine Ventilfeder 102, die koplanar
mit der Ventiloberfläche 104 ist,
um die Ventilfeder 102 zu verbiegen. Das Einlassventil 62 wird
geöffnet 124,
indem die Ventiloberfläche 104 durch
das Biegen der Ventilfeder 102 von einem Ventilsitz wegbewegt
wird. Wenn der hydrostatische Druck auf die Ventiloberfläche 104 verringert 126 wird,
verringert 128 sich auch die Kraft auf die Ventiloberfläche. Wenn
die Kraft sich verringert 128 auf einen Wert unterhalb
des Freigabedrucks des Einlassventils 62, schließt 130 sich
das Einlassventil 62, indem die Ventiloberfläche 104 zu
dem Ventilsitz zurückgeführt wird, während die
Ventilfeder 102 in ihre Ruhestellung koplanar mit der Ventiloberfläche 104 zurückkehrt.
In einigen Ausführungsformen
kann das Einlassventil 62 in einer geschlossenen Position
gehalten werden, wenn der Pumpenkolben 58 vollständig ausgefahren
ist, um eine unbeabsichtigte Infusion einer therapeutischen Substanz 36 im
Wesentlichen zu verhindern.
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Somit
werden Ausführungsformen
des flachprofiligen Einlassventils 62 für eine auf einer Kolbenpumpe 48 basierende
implantierbare Vorrichtung 30 für die Zufuhr einer therapeutischen
Substanz offenbart, die das Totvolumen verringern, eingebaut wenig Platz
beanspruchen, schnell arbeiten und viele andere Verbesserungen bieten.
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Erfindung mit
anderen als den offenbarten Ausführungsformen
ausgeführt werden
kann. Die offenbarten Ausführungsformen werden
zum Zweck der Verdeutlichung und nicht der Beschränkung dargestellt,
und die vorliegende Erfindung wird nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt.