ES2341862T3 - Microbomba de administracion de farmacos liquidos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de bombeo para la administración subcutánea de un medicamento líquido, que presenta un módulo de bombeo (10) que comprende: una carcasa del estator (28) con una cámara (32), un rotor (30) recibido dentro de la cámara de tal manera que puede girar y deslizarse axialmente y que comprende una primera extensión axial (46) y una segunda extensión axial (48), presentando la primera y la segunda extensiones axiales diámetros diferentes y comprendiendo un canal de suministro de líquido (50, 52) cada una y una primera y una segunda juntas de estanqueidad (54, 56), montadas alrededor de la primera y de la segunda extensiones axiales, formando dicho canal de suministro de líquido de cada extensión axial, en conjunción con la correspondiente junta de estanqueidad, una válvula que se abre y se cierra en función del desplazamiento angular y axial del rotor.
Description
Microbomba de administración de fármacos
líquidos.
La presente invención se refiere a un sistema de
bombeo para la administración subcutánea de un producto farmacéutico
líquido para humanos. El producto farmacéutico que se administra
puede ser, en particular, insulina para pacientes diabéticos.
Una propuesta para la terapia intensiva de
insulina es la infusión subcutánea continua de insulina mediante
una bomba de infusión de insulina externa. La bomba portátil está
conectada al paciente por medio de un tubo flexible unido por un
extremo a la bomba y por el otro extremo a un parche con una aguja
para la inyección subcutánea. El parche comprende comúnmente un
adhesivo para adherirse a la piel del paciente. El parche con la
aguja suele estar provisto de una sección corta de un tubo flexible
transparente, a través del cual se administra la insulina al
paciente, que se extiende desde la aguja hasta un conector dispuesto
para conectarse a un conector complementario situado en el extremo
de un tubo flexible que se extiende desde la bomba de insulina.
Esto permite cambiar asiduamente el parche con la aguja, por
ejemplo, cada tres días. La insulina se administra en un cartucho
desechable con una reserva de insulina que puede durar desde tres
días hasta tres semanas, dependiendo de los requisitos de insulina
del paciente. Por lo tanto, el parche con la aguja se cambia más a
menudo que el cartucho de insulina. En cada cambio del parche con la
aguja o del cartucho de insulina, es necesario llenar de insulina
el tubo o la sección del tubo de suministro flexible y eliminar el
aire antes de la inyección subcutánea. Cuando se cambia el cartucho
de insulina, deben tomarse muchas precauciones y debe seguirse un
procedimiento riguroso. Por consiguiente, en los sistemas de bombeo
de insulina existentes, existe el riesgo de manipulación errónea,
particularmente cuando se sustituyen los componentes. El riesgo de
errores se incrementa debido a la necesidad de cambiar el parche a
intervalos diferentes a los necesarios para el cartucho de
insulina.
Se da a conocer un ejemplo de un sistema de
bombeo para utilizar en un dispositivo de dosificación de
medicamento implantable en la patente US nº 4.883.467, en el cual
se describe una bomba alternativa que presenta un émbolo que se
puede desplazar longitudinalmente en una cámara conectada a un
depósito de medicamento. Un espacio anular entre la carcasa de la
cámara y el émbolo permite conducir el medicamento desde una cámara
de entrada situada en un extremo del émbolo hasta una cámara de
bombeo situada en el extremo opuesto del émbolo. El émbolo se
desplaza longitudinalmente por influencia de unas bobinas
electromagnéticas contra una fuerza magnética de polarización, y de
ese modo el líquido de la cámara de bombeo se empuja contra un
elemento de válvula polarizado magnéticamente o mecánicamente de
una cámara de salida, obligando al elemento de válvula a abrirse y a
permitir el flujo del líquido por el canal de salida.
Otro inconveniente de las bombas de insulina
existentes es que, a pesar de su transportabilidad, no son
suficientemente compactas ni ligeras para ser transportadas sin
incomodidades ni molestias. Por otra parte, el tamaño de las bombas
de insulina existentes no permite una fácil colocación de éstas en
la proximidad de del punto de inyección, sino que exige emplear
tubos de suministro flexibles bastante largos, con los
inconvenientes que eso conlleva cuando se toma en consideración la
necesidad de evacuar el aire de los tubos y el alto coste de los
tubos cuando deben ser reemplazados.
Otro inconveniente importante de las bombas de
insulina existentes es que son incapaces de bombear cantidades muy
pequeñas de líquido con suficiente precisión para permitir que la
insulina del cartucho aumente de concentración y, por lo tanto, sea
posible prolongar el intervalo entre cambios de cartuchos o reducir
el tamaño del cartucho. La precisión limitada de las bombas
convencionales es pues un factor limitante sobre la miniaturización
de la bomba y la duración de los intervalos entre cambios de
cartucho. Los factores mencionados también afectan negativamente a
la transportabilidad del dispositivo y al alto riesgo de errores de
manipulación por los pacientes, debido a los largos tubos de
suministro y la necesidad de cambiar diferentes elementos
interconectados, tales como el cartucho, el tubo flexible y el
parche con la aguja. Cada operación de conexión y desconexión
requiere que el paciente siga un procedimiento y tome algunas
precauciones, lo cual está sujeto a un cierto riesgo de
manipulación errónea.
En consideración a lo expuesto anteriormente,
uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un
sistema de bombeo para la administración subcutánea de medicamentos
líquidos, tales como la insulina, que sea fiable, compacto y
seguro.
Resultará ventajoso proporcionar una bomba que
sea fácil de utilizar y en la que se reduzca el riesgo de
manipulación errónea por un paciente o médico.
Resultará ventajoso proporcionar una bomba de
insulina que sea cómoda de transportar y que incremente la
diversidad de actividades que puede llevar a cabo el paciente.
Resultará ventajoso proporcionar una bomba de
insulina de bajo coste.
Los objetivos de la presente invención se han
alcanzado mediante un sistema de bombeo para la administración
subcutánea de medicamentos líquidos según la reivindicación 1.
\newpage
En la presente memoria, se da a conocer un
sistema de bombeo para la administración subcutánea de un
medicamento líquido, que comprende un depósito, un módulo de bombeo
y un módulo de control y comunicación electrónico.
El módulo de bombeo comprende un rotor ubicado
en una cavidad de un elemento de la carcasa del estator, conectado
con el depósito o integrado en este. El par para la rotación del
rotor es proporcionado por unas bobinas de inducción magnética
montadas en una sección del estator que actúa sobre los imanes
permanentes montados en el rotor, y conectadas a un microprocesador
de los medios de control y comunicación electrónicos.
Se instalan unas juntas de estanqueidad
alrededor de una primera y una segunda extensión radial del rotor y
se colocan en unas superficies de apoyo complementarias de la
carcasa del estator. Las juntas de estanqueidad, que pueden
consistir ventajosamente en juntas tóricas simples, están montadas
formando un ángulo oblicuo con respecto a un plano perpendicular al
eje de rotación del rotor. Cada extensión axial del rotor comprende
un canal de suministro de líquido, en forma de ranura. Cuando el
rotor gira, la extremidad de cada ranura pasa de un lado de la
junta de estanqueidad al otro, abriendo y cerrando de ese modo la
comunicación de líquido a través de la junta de estanqueidad. La
ranura de suministro de líquido de cada extensión axial en
conjunción con la correspondiente junta de estanqueidad forma, una
válvula que se abre y cierra en función del desplazamiento angular
y axial del rotor. Debe tenerse en cuenta, que las juntas de
estanqueidad también pueden actuar como cojinetes que sostienen el
elemento del
rotor.
rotor.
Durante un ciclo de rotación de 360º del rotor,
el rotor también ejecuta un desplazamiento axial cuando se abre
respectivamente una u otra válvula de junta de estanqueidad. El
desplazamiento axial del rotor, cuando se abre cualquiera de las
válvulas, genera una acción de bombeo debido a un cambio del volumen
ocupado por el rotor en la cavidad de la carcasa del estator. El
cambio de volumen es causado por la diferencia de diámetro entre
las dos extensiones axiales sostenidas por las juntas de
estanqueidad.
El desplazamiento axial del rotor es impulsado
ventajosamente por una fuerza magnética generada por las bobinas
del motor que producen un componente de fuerza axial y un componente
de fuerza radial. Una característica importante del sistema de
bombeo según la presente invención es la capacidad de bombear una
cantidad muy pequeña de líquido en cada ciclo de rotación. Puesto
que el líquido bombeado en cada ciclo es muy pequeño, la cantidad
de líquido que necesita el paciente puede bombearse haciendo girar
el rotor con un gran número de revoluciones, acción que es fácil de
realizar y controlar. Puede obtenerse de manera ventajosa una
precisión muy elevada de bombeo mediante la calibración individual
en fábrica de la bomba, de conformidad con la cual el número de
giros del rotor que se necesitan para bombear cierta cantidad de
líquido se mide durante el procedimiento de calibración y se
almacena en un transpondedor RFID instalado en el módulo de
bombeo.
Las partes del rotor y el estator de bombeo
pueden fabricarse ventajosamente y principalmente a partir de un
material plástico inyectado compatible con los productos sanitarios.
La carcasa del estator puede estar conectada con el depósito o
fijada completamente al mismo para formar una unidad de suministro
de líquido desechable que se rechaza y se sustituye una vez que se
ha consumido el medicamento líquido del depósito. Las bobinas del
motor y la unidad de control y comunicación electrónica pueden
montarse en una unidad de base, a la cual se fija la unidad de
suministro de líquido con una fijación de tipo desmontable.
El diseño especialmente simple del motor de
bombeo, la reducida cantidad de componentes y la posibilidad de
formar las partes del rotor y el estator en su mayoría a partir de
plásticos médicos inyectados permiten la fabricación de una bomba y
de un depósito desechables de coste particularmente reducido.
Una ventaja de la bomba según la presente
invención es que la mayor parte de la bomba puede instalarse en el
depósito de manera permanente, obviando de ese modo la necesidad de
los usuarios de establecer una conexión entre el depósito del
medicamento líquido y la bomba. Esto elimina el riesgo de
manipulaciones erróneas en esta interconexión.
Una ventaja importante del sistema de bombeo
según la presente invención es que las cantidades de líquido
especialmente pequeñas que pueden bombearse por revolución del rotor
permiten inyectar con mucha precisión pequeñas dosis de líquido.
Esto permite utilizar concentraciones de fármaco más altas que en
los sistemas convencionales y, como consecuencia, reducir los
cartuchos de depósito o aumentar los intervalos entre sustituciones
de cartuchos de depósito. Puesto que el sistema de bombeo según la
presente invención es muy compacto, éste se puede situar en la
proximidad del punto de inyección subcutánea y, por consiguiente, la
bomba se puede conectar directamente con el conector del tubo de
suministro flexible del parche de inyección.
Los medios de control y comunicación
electrónicos pueden comprender ventajosamente un transceptor para
comunicación inalámbrica con una unidad de presentación, que
permite al paciente comprobar y controlar el funcionamiento de la
bomba. Los medios de control y comunicación electrónicos comprenden
además ventajosamente un lector RFID que está instalado en la
unidad de base y se comunica con el transpondedor RFID instalado en
el módulo de bombeo para leer la información de calibración de
fábrica almacenada en el transpondedor. El lector RFID está
conectado a un microprocesador del módulo de control y comunicación
electrónico para facilitar la información de calibración y permitir
un control preciso de la bomba. La información de calibración
comprende, en particular, el número de revoluciones necesarias para
bombear un volumen determinado específico de la bomba. Esta
información puede introducirse ventajosamente en el transpondedor
RFID durante el procedimiento de fabricación de las unidades de
suministro de líquido desechables que comprenden el depósito y el
módulo de bombeo, para asegurar de ese modo una bomba de precisión
particularmente alta.
La capacidad de calibración de alta precisión de
la bomba en una línea de producción en cadena según la presente
invención soslaya el requisito de asegurar con una precisión
sumamente alta que se bombee el volumen de líquido en cada ciclo de
bombeo, requisito que a su vez comportaría el requisito de una
precisión sumamente alta en las tolerancias de fabricación y
montaje de los componentes de bombeo.
Otros objetivos y ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto a partir de las reivindicaciones
y de la siguiente descripción detallada de las formas de realización
de la presente invención, consideradas conjuntamente con los
dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1a es una vista en perspectiva de un
sistema de bombeo según la presente invención;
la figura 1b es una vista en perspectiva de una
unidad de suministro de líquido del sistema de bombeo de la figura
1a, sin unidad de base;
la figura 1c es una vista en perspectiva de un
sistema de bombeo según la presente invención, en la que se
representa el montaje de la unidad de suministro de líquido en la
unidad de base;
la figura 2 es un diagrama de bloques que
ilustra las características funcionales del sistema de bombeo según
la presente invención;
la figura 3a es una vista en sección transversal
de una parte del módulo de bombeo del sistema de bombeo según la
presente invención, con el rotor en una posición axial atrasada;
la figura 3b es una vista similar a la figura 3a
con el rotor en una posición axial avanzada;
la figura 3c es una vista en sección transversal
en perspectiva del módulo de bombeo de las figuras 3a y 3b a punto
de ser instalado en un depósito;
la figura 3d es una vista en perspectiva del
rotor del módulo de bombeo, en la que las partes ocultas se
representan en líneas de puntos;
la figura 4 es una ilustración de una extensión
axial del rotor, en la que se representa la posición abierta y
cerrada del canal de suministro de líquido a través de la junta de
estanqueidad;
la figura 5 es un gráfico que ilustra el volumen
de líquido bombeado en función del desplazamiento angular del rotor
de la bomba;
la figura 6 es una vista en perspectiva de otra
forma de realización de un sistema de bombeo según la presente
invención y
la figura 7 es una vista en sección transversal
parcial de otra variante de módulo de bombeo de un sistema de
bombeo según la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, un
sistema de bombeo para la administración de un fármaco líquido 2
comprende una unidad de base 4 y una unidad de suministro de líquido
desechable 6 que comprende un depósito 8, un módulo de bombeo 10,
un tubo de suministro 12 y un conector 14. El conector 14 está
adaptado para conectarse a un conector complementario de un parche
con una aguja de inyección para la administración subcutánea del
medicamento líquido. El líquido se bombea desde el depósito 8 hasta
el tubo de suministro 12 por medio del módulo de bombeo 10 situado
entre ambos.
La unidad de base 4 comprende una sección de
motor de bombeo 16 con unas bobinas de inducción magnética 18
conectadas a un módulo de control y comunicación electrónico 20. El
módulo de control y comunicación electrónico comprende un
microprocesador para controlar el funcionamiento del motor de bombeo
y comunicarse, por medio de un transceptor de radiofrecuencia (RF)
22 situado en la unidad de base 4, con una unidad de control y
presentación externa 24 que permite controlar y verificar a
distancia el funcionamiento de la bomba. La información transmitida
por el módulo de control y comunicación 20 de la unidad de base 4
podría comprender, por ejemplo, un registro cronológico del
funcionamiento de la bomba (tiempo de funcionamiento y volumen
bombeado) y las señales de alarma que se puedan generar a causa de
un funcionamiento defectuoso. En el transceptor RF, se puede
utilizar la tecnología existente para la transmisión digital
codificada con el propósito de asegurar la ausencia de
interferencias con otros dispositivos RF. Dicha tecnología es muy
fácil de conseguir y no es necesario describirla de forma más
detallada en la presente memoria.
El módulo de control y comunicación electrónico
20 comprende además un lector de identificación por radiofrecuencia
(RFID) 21 que se conecta al microprocesador 20 y se comunica
inalámbricamente con un transpondedor RFID 23 instalado en el
módulo de bombeo. Los transpondedores RFID son unos dispositivos
pasivos conocidos que se utilizan en una serie de aplicaciones
diferentes y comprenden un chip pequeño y una bobina para generar
energía eléctrica para activar el transpondedor del campo de las
RF. Dichos transpondedores ya se utilizan, por ejemplo, como
etiquetas de identificación para mercancías.
En la presente invención, el transpondedor RFID
se instala en el módulo de bombeo, o como alternativa en el
depósito o en otra parte de la unidad de suministro de líquido
desechable 6, y comprende unos datos electrónicos almacenados en la
memoria del chip del transpondedor que facilitan información sobre
la calibración del módulo de bombeo particular. Esta información de
calibración puede introducirse en el transpondedor durante la
producción de la unidad de suministro de líquido, para indicar el
número de revoluciones del rotor necesarias para bombear cierto
volumen de líquido para la unidad de suministro de líquido
particular.
El lector RFID 21, que se instala en la unidad
de base reutilizable 4, lee pues la información de calibración
almacenada en el transpondedor RFID del módulo de bombeo y facilita
esta información al microprocesador 20 que controla el motor de
bombeo. Por consiguiente, es posible determinar con gran precisión y
de una manera fiable y económica la cantidad de líquido que se
bombea.
La unidad de base 4 presenta además unos medios
de soporte y fijación 26, en los que se instala y coloca la unidad
de suministro de líquido 6.
El módulo de bombeo 10 del sistema de suministro
de líquido 6 comprende una carcasa del estator 28 y un rotor
giratorio 30 montado en una cavidad o cámara 32, denominada en lo
sucesivo "cámara del rotor". La carcasa del estator 28
comprende además una parte para instalar el módulo de bombeo en un
extremo abierto 36 del depósito 8. Puede colocarse una cubierta
hermética 38 entre la carcasa del estator 28 y el extremo abierto
36 del depósito para obtener una junta entre ambos e impedir que
escape el líquido contenido en el depósito. La cámara del rotor 32
se comunica con la parte interna del depósito por medio de un canal
de entrada en forma de aguja 42 insertada a través de la cubierta
hermética 38.
Haciendo referencia a la figura 6, en una forma
de realización alternativa, el módulo de bombeo 10 se instala en la
unidad de base 4, y el depósito desechable 8 se ensambla con la
unidad de base, y de ese modo la aguja de entrada 42 del módulo de
bombeo se inserta a través de la cubierta hermética 36 del
depósito.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 3, la
cámara del rotor 32 está interconectada por medio de un canal de
salida 44 con el tubo de suministro flexible 12. El rotor 30
comprende una primera y una segunda extensiones axiales 46, 48 que
presentan una forma generalmente cilíndrica con los diámetros D1 y
D2, respectivamente, siendo el diámetro D2 de la segunda extensión
axial 48 superior al diámetro D1 de la primera extensión axial 46.
Las extensiones axiales 46 y 48 están provistas de unos canales en
forma de ranura 50, 52 que permiten que los canales de entrada y
salida 42, 44, respectivamente, se comuniquen con la cámara del
rotor 32 dependiendo de la posición angular y axial del rotor
30.
El rotor 30 se sujeta al estator 28 por medio de
una primera y una segunda juntas de estanqueidad 54, 56 que actúan,
por un lado, como válvulas y, por el otro, como cojinetes para el
rotor. La primera y la segunda juntas de estanqueidad están
inclinadas con respecto a un plano perpendicular al eje de rotación
del rotor. El ángulo de inclinación \varphi_{1} y
\varphi_{2} de las juntas de estanqueidad puede ser igual o
puede diferir de una a otra y preferentemente se hallará en el
rango comprendido entre 5 y 45 grados con respecto al plano
perpendicular al eje de rotación A. El propósito principal de las
juntas de estanqueidad inclinadas es permitir el flujo del líquido
a través de la junta o impedir el flujo del líquido a través de la
junta en función de la posición angular y axial a del rotor.
Esto se comprenderá mejor haciendo referencia a la figura 4, en la
que se ilustra la función de apertura y cierre de las juntas de
estanqueidad en función de la posición angular de la extensión
axial. Puede observarse que a través de cierto ángulo
\alpha_{1}, el canal de suministro de líquido 50, 52 se dispone
a través de la parte inferior de la junta de estanqueidad inclinada
54, 56, tal como se representa en la figura 4. Por lo tanto, a
través del ángulo \alpha_{1}, la junta deja pasar líquido o,
dicho de otro modo, forma una válvula abierta. La rotación del rotor
determinará finalmente que la extremidad del canal de suministro de
líquido 58 se extienda desde el lado externo de la junta de
estanqueidad 60a hasta el lado interno 60b, interrumpiendo de ese
modo el flujo del líquido a través de la junta o, dicho de otro
modo, cerrando la válvula.
Un movimiento axial del rotor se superpone al
movimiento angular, determinando el primero la posición axial
a de la extremidad del canal 58. El desplazamiento axial del
rotor se genera mediante un componente de fuerza magnética axial
generado por las bobinas del motor 18 (que en esta forma de
realización está situado en la unidad de base 4 y actúa sobre los
imanes permanentes 62 del rotor). Las bobinas 18 y los imanes
permanentes 62 también sirven para generar un componente de fuerza
radial para generar el par necesario para la rotación del rotor. El
desplazamiento axial del rotor se produce cuando una de las juntas
de estanqueidad deja pasar líquido (es decir, cuando la válvula de
estanqueidad está abierta), y entonces la polaridad del componente
de fuerza magnética axial generado por las bobinas del motor 18
sobre el rotor es de tal magnitud que cuando la primera junta de
estanqueidad 50, 54 se abre (deja pasar líquido), el rotor se
polariza axialmente, hacia la segunda junta de estanqueidad 56
(hacia la derecha, como se muestra en la figura 3b). Debe observarse
que cuando la primera válvula de junta de estanqueidad 50, 54 deja
pasar líquido, la otra válvula de junta de estanqueidad 52, 56 se
cierra y viceversa.
En esta forma de realización particular, el
desplazamiento axial del rotor hacia la derecha provoca el
incremento del volumen en la cámara del rotor 32, siendo atraída de
este modo una parte del líquido del depósito a través de la entrada
42 (puesto que la primera válvula de junta de estanqueidad 50, 54
está abierta). La posterior rotación del rotor cierra la primera
válvula de junta de estanqueidad 50, 54, y entonces ambas válvulas
de junta de estanqueidad 50, 54, 52, 56 se cerrarán a través de un
ángulo \beta. El propósito de hacer que ambas válvulas de junta
de estanqueidad se cierren a través de cierto ángulo de transición
\beta es asegurar que ambas válvulas de junta de estanqueidad no
estén nunca abiertas simultáneamente, en particular cuando se
tienen en cuenta ciertas tolerancias de fabricación del rotor, el
estator y las juntas de estanqueidad. Sería inadmisible tener ambas
juntas de estanqueidad abiertas al mismo tiempo, ya que esto
permitiría el flujo directo e incontrolado del líquido desde el
depósito hasta el paciente.
Tomando en consideración la incompresibilidad
del fluido en la cámara del rotor, mientras ambas válvulas de
estanqueidad están cerradas, el desplazamiento axial del rotor no es
posible. En este sentido, resulta ventajoso aplicar una fuerza
magnética al rotor con las bobinas del motor, puesto que la magnitud
de la fuerza está bien controlada y esencialmente no depende de la
posición axial del rotor.
Durante un ciclo de rotación de 360º del rotor
30, la primera válvula de junta de estanqueidad 50, 54 se abrirá a
través de un ángulo \alpha_{1} inferior a 180º, y durante ese
tiempo, el rotor se desplazará axialmente en dirección a la otra
junta de estanqueidad, atrayendo de ese modo parte del fluido hacia
la cámara del rotor 32 y bombeando al mismo tiempo cierto volumen
V_{2} a través de la salida 44.
La segunda válvula de junta de estanqueidad 52,
56 se abre a través de un ángulo \alpha_{2} inferior a 180º,
cuando la primera válvula de junta de estanqueidad 50, 54 se cierra,
mientras que el componente de fuerza magnética axial conduce el
rotor hacia la primera junta de estanqueidad hasta alcanzar la
posición representada en la figura 3a. El movimiento axial del
rotor, que causa la reducción del volumen de la cámara 32, atrae un
volumen V_{1} de fluido desde el canal de salida 44 y lo devuelve
a la parte de la cavidad del canal de salida donde se ubica la
segunda extensión axial 48. Puesto que el volumen V_{1} que se ha
restituido es inferior al volumen V_{2} que se ha extraído
mediante bombeo por la salida, en cada ciclo de 360º del rotor, se
producirá el flujo de un volumen
AV =
V_{2}-V_{1}
hacia el paciente, como se observa
mejor en la figura
5.
\vskip1.000000\baselineskip
El ángulo F (indicado en radianes), a través del
cual se cierran las válvulas de junta de estanqueidad en función de
la posición axial a del canal, la anchura B de la
junta, la anchura axial D de la línea central de la junta de
estanqueidad representada en la figura 4, puede expresarse de la
manera siguiente:
F = 2 \pi (1/2
+ 1/\pi \ ArcSin \ [(2a +
B)/D])
En un ejemplo, los valores de las dimensiones
indicadas para una bomba de insulina fabricada según la presente
invención pueden ser del orden de:
Diámetro externo global del estator del módulo
de bombeo \approx 9 mm
Diámetro del rotor \approx 6 mm
Anchura del rotor \approx 2 mm
AV = 10 - 50,10^{-9} l (nanolitros)
\vskip1.000000\baselineskip
Los valores habituales para los parámetros
B, D y a podrían ser, por ejemplo, los
siguientes:
B \approx 5 -
20
\mu
D \approx 0,2
- 0,5
mm
a \approx 0,1
- 0,2
mm
Diámetro D1 de la primera extensión axial
\approx 0,6 mm
Diámetro D2 de la segunda extensión axial
\approx 0,4 mm
En este caso, \DeltaV \approx
10,10^{-9} l (nanolitros).
\vskip1.000000\baselineskip
Para verificar el correcto funcionamiento de la
bomba, pueden instalarse unos sensores de posición 64, 66 en la
carcasa del estator 28 y la sección del motor 16 de la unidad de
base 4 para determinar, respectivamente, el número de ciclos de
rotación del rotor y la posición axial del rotor. Estos sensores de
posición pueden ser, por ejemplo, sensores de efecto Hall que
detectan la presencia del campo magnético de un imán permanente
integrado en el rotor. Por ejemplo, un imán permanente 68 integrado
en la extensión axial 48 (véase la figura 3d) permitirá al sensor
Hall 66 conocer cuándo el rotor de la cámara 32 se halla en la
posición extremo derecha, representada en la figura 3b. El sensor
de posición angular 64 puede utilizarse para detectar el paso de los
imanes permanentes 62 instalados en el rotor y, por consiguiente,
realizar las funciones de un contador para determinar el número de
ciclos de rotación del rotor.
El rotor 30 puede comprender ventajosamente tres
o más imanes permanentes 62 equitativamente espaciados alrededor de
la periferia del rotor e integrados en el mismo, por ejemplo,
mediante sobremoldeo por inyección de plástico del cuerpo del rotor
alrededor de los imanes. La sección del motor de bombeo 16 en la
unidad de base puede comprender ventajosamente una pluralidad de
bobinas, por ejemplo seis bobinas 18, dispuestas y controladas para
funcionar, en conjunción con los imanes permanentes del rotor, como
un motor paso a paso que puede controlarse fácilmente mediante el
módulo de control y comunicación electrónico.
Haciendo referencia a la figura 7, se representa
una variante del módulo de bombeo 10'. La diferencia principal con
la forma de realización descrita previamente es que la primera y la
segunda extensiones axiales 46', 48' son adyacentes y sobresalen
por el mismo lado del cuerpo del rotor 31. El rotor 30' se sostiene
en las juntas de estanqueidad 54, 56 de tal manera que este puede
girar y deslizarse axialmente y genera una acción de bombeo debido
al cambio de volumen de la cámara 32' situada entre las juntas de
estanqueidad en conjunción con la apertura y el cierre de los
canales 50, 52, esencialmente de la misma manera que en la forma de
realización descrita previamente. Los elementos de esta variante
que son similares a los de la primera forma de realización se
designan con los mismos números.
Claims (17)
1. Sistema de bombeo para la administración
subcutánea de un medicamento líquido, que presenta un módulo de
bombeo (10) que comprende:
una carcasa del estator (28) con una cámara
(32),
un rotor (30) recibido dentro de la cámara de
tal manera que puede girar y deslizarse axialmente y que comprende
una primera extensión axial (46) y una segunda extensión axial (48),
presentando la primera y la segunda extensiones axiales diámetros
diferentes y comprendiendo un canal de suministro de líquido (50,
52) cada una y
una primera y una segunda juntas de estanqueidad
(54, 56), montadas alrededor de la primera y de la segunda
extensiones axiales, formando dicho canal de suministro de líquido
de cada extensión axial, en conjunción con la correspondiente junta
de estanqueidad, una válvula que se abre y se cierra en función del
desplazamiento angular y axial del rotor.
2. Sistema de bombeo según la reivindicación
anterior, en el que la primera y la segunda juntas de estanqueidad
(54, 56) están montadas formando un ángulo oblicuo \varphi_{1} y
\varphi_{2} con respecto a un plano perpendicular al eje de
rotación del rotor.
3. Sistema de bombeo según las reivindicaciones
1 ó 2, en el que las juntas de estanqueidad son juntas tóricas.
4. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que los canales de suministro de
líquido (50) adoptan la forma de ranuras dispuestas axialmente en la
superficie de las extensiones axiales.
5. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que las extensiones axiales
sobresalen de los lados opuestos de un cuerpo del rotor.
6. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el rotor comprende uno o más
imanes permanentes instalados en la proximidad de de la periferia
radial del cuerpo del rotor.
7. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además unas bobinas de
inducción magnética (18) montadas en la parte del estator y que
actúan sobre uno o más imanes permanentes montados en el rotor para
funcionar como un motor paso a paso.
8. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además un sensor de
posición (66) montado en la parte del estator para detectar la
posición axial del rotor, y un sensor de posición (64) para
detectar la posición axial del rotor.
9. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además un depósito (8)
que contiene una dosis del medicamento líquido, estando ensamblado
el módulo de bombeo con el depósito y presentando una entrada (42)
que comunica el líquido con el interior del depósito.
10. Sistema de bombeo según la reivindicación
anterior, en el que el módulo de bombeo está instalado en el
depósito y forma junto con este una unidad de suministro de líquido
desechable (6).
11. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además un módulo de
control y comunicación electrónico (20) conectado a unas bobinas de
inducción magnética para accionar el rotor.
12. Sistema de bombeo según la reivindicación
anterior, en el que el módulo de control y comunicación electrónico
comprende un transceptor RF para la comunicación inalámbrica con una
unidad de presentación y control del usua-
rio.
rio.
13. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el rotor está fabricado
principalmente en un material plástico inyectado.
14. Sistema de bombeo según la reivindicación
anterior, en el que los imanes se integran mediante sobremoldeo en
la parte del cuerpo del rotor.
15. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la carcasa del estator está
fabricada principalmente en un material plástico inyectado.
16. Sistema de bombeo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de bombeo comprende
un transpondedor RFID (23) que se almacena información sobre la
calibración del módulo de bombeo relacionada con el número de
revoluciones del rotor en función del volumen de líquido
bombeado.
\newpage
17. Sistema de bombeo según la reivindicación 11
ó 12, en el que el módulo de control y comunicación electrónico
comprende un lector RFID (21) para la comunicación inalámbrica con
un transpondedor RFID (23) montado en una unidad de suministro de
líquido desechable (6) que comprende el módulo de bombeo (10).
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