ES2847941T3 - Sistema de microagujas y procedimiento para su fabricación - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un sistema de microagujas (10), - en donde a partir de una placa (21) se fabrica una rejilla (41) con una pluralidad de nodos de rejilla (42) cada uno definido por tres perforaciones (22) y con cuñas de rejilla (51); y - en cada perforación (22) desde al menos tres direcciones diferentes sobresalen cuñas de rejilla (51) con puntas en forma de aguja (56); y - para la fabricación de las aberturas (31) mediante un punzón (72) se doblan al menos todas estas cuñas (51) de rejilla que sobresalen de una perforación (22) y sus puntas en forma de aguja (56) se alinean perpendicularmente al plano de la rejilla (41).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de microagujas y procedimiento para su fabricación
La presente invención hace referencia a un procedimiento para la fabricación de un sistema de microagujas; en donde a partir de una placa se fabrica una rejilla con una pluralidad de nodos de rejilla, cada uno definido por tres perforaciones y con cuñas de rejilla, así como, un sistema de microagujas con una placa y con una pluralidad de aberturas delimitadas circunferencialmente por una rejilla; en donde en cada abertura está dispuesta al menos una cuña de rejilla con una punta en forma de aguja que sobresale de la rejilla y está orientada al menos aproximadamente normal con respecto al plano de la rejilla de red; en donde cada cuña de la rejilla comprende una zona de flexión con una línea de flexión orientada en paralelo al plano de la rejilla; y en donde el número de las puntas en forma de aguja corresponde al menos tres veces al número de aberturas.
Según el documento US 2003/0199810 A1, para la fabricación de un sistema de microagujas se utiliza un material elastomérico cargado con un gran punzón en la, que dobla una punta por perforación. Antes del mecanizado, todas las puntas apuntan en la misma dirección. Cuando se presenta una carga transversal durante la aplicación, las agujas pueden romperse. El sistema de microagujas se vuelve inutilizable. Esto se aplica de forma análoga a los documentos US 2007/161964 A1, WO 2008/067290 A2 y WO 2012/100002 A1.
Según los documentos DE 697 30 971 T2, US 6537 264 B1 y WO 2005/016440 A1, se pueden disponer agujas desplazadas entre sí en lados opuestos de una perforación. También en esta realización, una carga transversal puede provocar un desperfecto en el sistema de microagujas.
Según el documento US 2013/0158482 A1, varias agujas están dispuestas en un anillo común; en donde el anillo tiene el grosor de una sola aguja.
La presente invención se basa en el problema de aumentar la fiabilidad operativa de un sistema de microagujas. Este problema se resuelve con las características de la reivindicación principal. Para ello, las cuñas de rejilla con puntas en forma de aguja sobresalen en cada perforación desde al menos tres direcciones diferentes durante la fabricación. Para la fabricación de las aberturas, mediante un punzón se doblan al menos todas las cuñas de rejilla que sobresalen de una perforación y sus puntas en forma de aguja se alinean perpendicularmente al plano de la rejilla.
El sistema de microagujas fabricado de esta manera está construido de tal modo que en cada abertura están dispuestas al menos dos cuñas de rejilla, cuyas líneas de flexión no están orientadas paralelas entre sí. Además, tres de estas aberturas definen respectivamente un nodo de rejilla.
Otros detalles de la invención resultan de las reivindicaciones relacionadas y de las siguientes descripciones de los ejemplos de realización representados esquemáticamente.
Figura 1: vista en planta sobre una placa.
Figura 2: corte longitudinal parcial de la Figura 1.
Figura 3: detalle de la Figura 2.
Figura 4: placa con perforaciones.
Figura 5: perspectiva dimétrica de la Figura 4.
Figura 6: detalle de la Figura 4.
Figura 7: Variante de la Figura 6.
Figura 8: segunda variante de la Figura 6.
Figura 9: tercera variante de la Figura 6.
Figura 10: fabricación de las aberturas.
Figura 11: vista en planta de un sistema de estampación.
Figura 12: vista en planta de un sistema de matriz.
Figura 13: punzón con placa deformada.
Figura 14: perspectiva dimétrica de una placa tras la deformación.
La Figura 1 muestra una vista en planta y la Figura 2 muestra una sección longitudinal de un sistema de microagujas (10). Este tipo de sistemas de microagujas (10) se utilizan para introducir un ingrediente activo desde un depósito de ingrediente activo (no mostrado aquí) a través de la piel en el cuerpo de un paciente.
El depósito de ingrediente activa está dispuesto sobre un portador de ingrediente activo (11). Este portador de ingrediente activo (11) comprende una placa (21) que comprende una rejilla de banda (41), un gran número de aberturas (31) y un gran número de agujas (55). En el ejemplo de realización, en la placa (21) están dispuestas más de 30 aberturas (31). Cada abertura (31) está delimitada por ocho agujas (55). Cada aguja (55) presenta una punta (56). En el ejemplo de realización representado, las aberturas (31) presentan un contorno cerrado. Por ejemplo, en su forma básica, las aberturas tienen la forma de un octágono cuyas esquinas (32) están dispuestas entre las agujas individuales (55). La forma básica también puede consistir en un triángulo regular o irregular, un cuadrado, un hexágono, etc. También es concebible una realización de la forma básica como un círculo, una elipse, un óvalo, etc. En la realización representada, la placa (21) presenta una longitud de 20 milímetros y un ancho de 20 milímetros. Las esquinas están redondeadas con un radio de esquina de cinco milímetros. El grosor de la placa (21) es de 0,1 milímetros. En este ejemplo de realización, la placa está fabricada de un material austenítico, resistente al óxido y a los ácidos. Esto es, por ejemplo, X5CrNi18-10 con el número de material 1.4301.
En la placa (21) representada en la Figura 1 están dispuestas 67 aberturas (31). En este ejemplo de realización, la suma de las superficies de la sección transversal de todas las aberturas (31) alcanza el 40% de la superficie de la base de la placa (21). La suma de las superficies de la sección transversal de todas las aberturas (31) es, por tanto, superior al 30% de la superficie de la base de la placa (21).
Las aberturas (31) están rodeadas por la rejilla (41). Tres aberturas (31) respectivamente definen un nodo de rejilla (42). En cada nodo de rejilla (42), tres nervaduras (43) están conectadas entre sí en forma de T.
La rejilla (41) se encuentra en un plano desde el cual las cuñas de rejilla (51) sobresalen normales a dicho plano. En la representación de la Figura 2, las cuñas sobresalen hacia abajo. Cada cuña de rejilla (51) comprende una zona de flexión (52) conectada a la rejilla (41) y una aguja (55), véase la Figura 3. Las puntas (56) de las agujas individuales (55) son simétricas al plano longitudinal central de las cuñas de rejilla (51) orientado en la dirección del grosor de la placa a través del eje central (33) de la abertura (31). El grosor de la cuña de rejilla individual (51) corresponde al grosor de la placa (21). La zona de flexión (52) presenta un radio de curvatura constante que, por ejemplo, corresponde al grosor de la cuña de rejilla (51). Las cuñas de rejilla (51) sobresalen así de la rejilla (41) en al menos un 80% de su longitud. En el ejemplo de realización, las agujas (55) sobresalen de la rejilla (41) al menos 0,6 milímetros.
En una abertura (31) están dispuestas al menos tres cuñas de rejilla (51). En el presente ejemplo de realización, cada una de las aberturas (31) está delimitada por el mismo número de cuñas de rejilla (51). Las líneas de flexión (53) de al menos dos cuñas de rejilla (51) apuntan en diferentes direcciones. Estas dos líneas de flexión tienen una intersección. En el ejemplo de realización, las líneas rectas de flexión de dos zonas de flexión (52) presentan respectivamente la misma dirección.
La fabricación del sistema de microagujas (10) está representado en las Figuras 4-6 y en las Figuras 10-14. El material base es, por ejemplo, una placa plana (21) de grosor constante fabricada con el material mencionado anteriormente. En el ejemplo de realización, la placa presenta una base cuadrada con esquinas redondeadas. La placa (21) también puede estar diseñada redonda, angular, de forma elíptica, etc.
En esta chapa se realizan las primeras aberturas (22). Esto se realiza mediante punzonado, corte por láser, corrosión, etc. Las perforaciones individuales (22) están, dispuestas, por ejemplo, tal como se muestra en las Figuras 4 y 5, en filas adyacentes entre sí. Las filas individuales están desplazadas entre sí por media división. Las líneas centrales (23) de tres perforaciones adyacentes (22) conforman respectivamente una cuña con un triángulo equilátero como base. Aquí, la distancia central entre dos perforaciones adyacentes (22) entre sí es un 15% mayor que el diámetro de la circunferencia de una perforación individual (22).
La Figura 6 muestra el detalle de una perforación (22). La misma comprende un área central (24) y, por ejemplo, ocho secciones de perforación que se ensanchan hacia el exterior (25), dispuestas radialmente con respecto a la línea central. Cada una de estas secciones de perforación (25) es simétrica a una línea radial de la perforación (22); en donde cada una de dichas radiales corta una esquina exterior (26) de la perforación (22).
Por ejemplo, después de la perforación, de la pieza en bruto original (21) quedan las rejillas (41) y entre las secciones de perforación (25) permanecen las cuñas de la rejilla (51). Las cuñas de rejilla (51), que son triangulares en la vista en planta de la Figura 6, están dispuestas entre las esquinas (26) de la perforación (22) y sobresalen de la rejilla (41) con una longitud de, por ejemplo, 0,75 milímetros. El ancho de la cuña de rejilla individual (51) alcanza 0,3 milímetros en esta vista en planta. En la vista en planta, en este ejemplo de realización, la superficie de todas las cuñas de rejilla (51) es el 34% de la superficie de la forma básica de la perforación (22) determinada por las esquinas (26). La superficie de todas las cuñas de rejilla (51) se encuentra entre el 25% y el 50% de la forma básica, aquí, por ejemplo, octogonal de la perforación (22). Debido a esta relación de tamaño, no existe riesgo de daño de las cuñas de rejilla (51) en la fabricación de las perforaciones (22).
Las perforaciones individuales (22) están dispuestas entre sí de tal manera que las cuñas de rejilla (51) no estén alineadas entre sí. En la vista en planta de la Figura 4, las secciones de perforación en las columnas individuales están alineadas entre sí. Una cuña de rejilla (51) está dispuesta adyacente a una sección de perforación (25) en columnas adyacentes.
Las Figuras 7-9 muestran variantes de la forma de las perforaciones (22). En la Figura 7, la forma básica de la perforación (22) presenta diez esquinas (26). Esta forma básica que incluye las cuñas de rejilla (51) es simétrica con respecto un plano longitudinal central de la perforación (22). También en este ejemplo de realización, la cuña de rejilla individual (51) está dispuesta entre dos esquinas (26) de la perforación (22). En lugar de las esquinas (26), también se pueden disponer arcos entre las cuñas de la rejilla (51).
La perforación (22) representada en la Figura 8 presenta dos lados longitudinales opuestos entre sí (27, 28). En un lado longitudinal (27) está dispuesta una sola cuña de la rejilla (51). Para ello, en el otro lado longitudinal (28) dos cuñas de la rejilla (51) se encuentran desplazadas.
La Figura 9 muestra una perforación con seis cuñas de rejilla (51). En esta vista en planta, dos cuñas de rejilla (51) apuntan respectivamente a un punto común en el plano longitudinal central vertical. En lugar de las esquinas (26), están dispuestos elementos arqueados (29) entre las cuñas de rejilla individuales (51).
El tablero (21) con las perforaciones (22) se coloca, por ejemplo, en una prensa de doblado, véase la Figura 10. La prensa de doblado comprende un sistema de matriz (61) y un sistema de estampación (71). El sistema de matriz (61), según la Figura 12, comprende en el ejemplo de realización una pluralidad de entalladuras (62). El número de entalladuras (62) corresponde al número de perforaciones (22) en la tabla (21). La superficie de la sección transversal de la entalladura individual (62) es octogonal. La entalladura (62) presenta un redondeo (63) en sus bordes superiores, véase también la Figura 10. Este redondeo (63) presenta un radio, por ejemplo, de 0,2 milímetros. La sección transversal interior de la entalladura (62) es más pequeña alrededor de los redondeos (63) que la sección transversal de la forma básica de la perforación (22).
El sistema de estampación (71) comprende una pluralidad de punzones (72), véase la Figura 11. Estos punzones (72), que son similares en el ejemplo de realización, presentan una superficie de sección transversal octagonal en el ejemplo de realización. El ancho de la llave, por ejemplo, por el doble grosor de la placa (21) más estrecha que la correspondiente dimensión de la entalladura (62) del sistema de matriz (61). La punta (73) del punzón individual (72) está diseñada en forma de pirámide trunca. El ángulo de la punta es, por ejemplo, de 30 grados.
En la prensa de doblado, el sistema de estampado (71) se mueve hacia el sistema de matriz (61). La placa (21) se mantiene en su posición, por ejemplo, mediante sujetadores. Los punzones (72) entran en contacto con las cuñas de rejilla (51) y se sumergen en las matrices (62). Las cuñas de la rejilla (51) están dobladas a lo largo de los redondeos (63) de la respectiva matriz (62). La deformación se puede realizar en frío o en caliente. La respectiva zona de flexión (52) presenta una línea de flexión recta (53). Todas las líneas de flexión (53) se encuentran en un plano común que es paralelo al plano del lado superior (44) de la rejilla (41). Las líneas de flexión (53) de las cuñas de rejilla (51) presentan, por tanto, cuatro direcciones diferentes. Dado que ninguna zona adyacente se deforma debido a la disposición y alineación de las perforaciones (22), la rejilla (41) conserva su resistencia estática. No existe riesgo de que las cuñas se doblen (51). Tanto para realizar las perforaciones (22) como para uniformar se pueden utilizar herramientas geométricamente simples. Por ejemplo, sólo se utiliza un único punzón (72) para cada perforación (22). Mediante este punzón (72), se fabrican todas las agujas (55), por ejemplo, ocho, a partir de las cuñas de la rejilla (51) en un único movimiento de punzón.
Cuando los punzones (72) se sumergen más en las matrices (62), las cuñas de la rejilla (51) se deforman aún más hasta que sobresalen perpendicularmente al plano de la rejilla (41). Las puntas (56) de las cuñas de la rejilla (51) apuntan ahora en la dirección opuesta al plano de la rejilla (41). Esto está representado en la Figura 13. Dependiendo del proceso de deformación, el punzón (72) se puede mantener en esta posición durante un intervalo de tiempo predeterminado o las cuñas de rejilla (51) se pueden estirar ligeramente.
Las cuñas de rejilla (51) conforman ahora las agujas (55) que, en la representación de la Figura 14, rodean las aberturas (31) y sobresalen hacia abajo. Por ejemplo, las agujas (55) sobresalen del entramado de la rejilla (41) con una longitud de 0,6 milímetros. En el ejemplo de realización de la Figura 14, en base a las dimensiones mencionadas anteriormente, se disponen 1,2 agujas por milímetro cuadrado de superficie de la tabla. En un sistema de microagujas (10) que se fabrica a partir de la placa (21) según las Figuras 4 y 5, se disponen 1,4 agujas (55) por milímetro cuadrado de superficie de la placa. En referencia a la superficie de las aberturas (31), los ejemplos de realización presentan al menos tres agujas (55) y puntas (56) por milímetro cuadrado de la sección transversal de la abertura. La superficie total de las aberturas (31) alcanza, por ejemplo, más del 30% de la superficie de la base de la placa (21).
Para utilizar el sistema de microagujas (10), el mismo se coloca sobre la piel del paciente con el depósito de ingrediente activo instalado y se presiona. Aquí, el usuario introduce esencialmente una fuerza orientada en la dirección de las agujas (55). Las agujas (55) superan la resistencia de las capas superiores de la piel y la penetran.
Por ejemplo, la resistencia de la piel y/o una aplicación oblicua de fuerza por parte del usuario pueden provocar fuerzas cortantes sobre las agujas (55).
Debido a las diferentes direcciones de las líneas de flexión (53) de las agujas individuales (55), no existe ningún riesgo de que las agujas (55) se doblen o flexionen cuando se utiliza el sistema de microagujas (10) descrito. Todas las agujas (55) penetran así en la piel del paciente.
Después de la aplicación del sistema de microagujas (10), la sustancia activa penetra a través de las aberturas (31) en la piel estirada entre las microagujas (55). El caudal volumétrico del ingrediente activo es mayor cuanto mayor es la relación entre la superficie total de las aberturas (31) y la superficie base de la placa (21). Por ejemplo, el caudal volumétrico aumenta proporcionalmente con una relación ascendente. Debido a la disposición de las agujas (55) a lo largo de contornos cerrados, con el mismo número de agujas (55), la superficie de la rejilla (41) se puede seleccionar para que sea pequeña en relación con la superficie total de las aberturas (31). El factor puede ser, por ejemplo, menor a 2,5.
Sólo se requieren dos operaciones para la fabricación del sistema de microagujas (10). En ambas operaciones, cada una de las herramientas realiza un movimiento de elevación único. De este modo, el sistema de microagujas (10) se puede fabricar de forma rápida y sencilla. Por tanto, el mismo resulta adecuado para la fabricación en serie.
También es concebible combinar entre sí las diferentes formas de realización mencionadas.
Lista de símbolos de referencia:
10 Sistema de microagujas
11 Portador de ingrediente activo
21 Placa
22 Perforaciones
23 Líneas centrales
24 Zona central
25 Sección de perforación
26 Esquina
27 Lado longitudinal
28 Lado longitudinal
29 Elementos de arco
31 Aberturas
32 Esquinas
33 Eje central
41 Rejilla
42 Nodos de rejilla
43 Nervaduras
44 Lado superior
51 Cuña de rejilla
52 Zonas de flexión
Líneas de flexión
Agujas, microagujas
Puntas, puntas en forma de agujas
Sistema de matriz Entalladuras, matrices Redondeo
Sistema de estampación Punzón
Punta de punzón
Dirección de elevación
Bordes longitudinales Superficie de punzón
Claims (7)
1. Procedimiento para la fabricación de un sistema de microagujas (10),
- en donde a partir de una placa (21) se fabrica una rejilla (41) con una pluralidad de nodos de rejilla (42) cada uno definido por tres perforaciones (22) y con cuñas de rejilla (51); y
- en cada perforación (22) desde al menos tres direcciones diferentes sobresalen cuñas de rejilla (51) con puntas en forma de aguja (56); y
- para la fabricación de las aberturas (31) mediante un punzón (72) se doblan al menos todas estas cuñas (51) de rejilla que sobresalen de una perforación (22) y sus puntas en forma de aguja (56) se alinean perpendicularmente al plano de la rejilla (41).
2. Procedimiento para la fabricación de un sistema de microagujas (10) según la reivindicación 1, caracterizado por que
el punzón (72) presenta bordes longitudinales (75) orientados en su dirección de elevación (74); en donde dos bordes longitudinales (75) delimitan respectivamente una superficie plana del punzón (76).
3. Procedimiento para la fabricación de un sistema de microagujas (10) según la reivindicación 1, caracterizado por que
la placa (21) que presenta las perforaciones (22) descansa sobre un sistema de matriz (61) con al menos una entalladura (62) con sección transversal poligonal.
4. Sistema de microagujas (10) con una placa (21) y con una pluralidad de aberturas (31) delimitadas circunferencialmente por una rejilla (41);
en donde en cada abertura (31) está dispuesta al menos una cuña de la rejilla (51) con una punta en forma de aguja (56) que sobresale de la rejilla (41) y está orientada al menos aproximadamente normal con respecto al plano de la rejilla (41);
en donde cada cuña de la rejilla (51) comprende una zona de flexión (52) con una línea de flexión (53) orientada en paralelo al plano de la rejilla (41); y
en donde el número de puntas en forma de aguja (56) corresponde al menos tres veces al número de aberturas (31); y en donde
- en cada abertura (31) están dispuestas al menos dos cuñas de rejilla (51) cuyas líneas de flexión (53) no están orientadas paralelas entre sí y
- en la rejilla (41) tres de estas aberturas (31) definen respectivamente un nodo de rejilla (42).
5. Sistema de microagujas (10) según la reivindicación 4,
caracterizado por que
la superficie de sección transversal total de las aberturas (31) alcanza al menos el 30% de la superficie de la base de la placa.
6. Sistema de microagujas (10) según la reivindicación 4,
caracterizado por que
las líneas de flexión (53) de dos cuñas de rejilla adyacentes (51) se cruzan exactamente en un punto.
7. Sistema de microagujas (10) según la reivindicación 4,
caracterizado por que
todas las puntas (56) con forma de aguja son partes de agujas (55) que presentan al menos aproximadamente la misma longitud.
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