[发明专利]具有缸-活塞给药单元和光学活塞位置检测的输注泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于输注泵装置的给药单元、具有这种给药单元的输注泵装置、以及用于操作这种输注泵装置的方法。

背景技术

用于自动释放液体药剂的装置通常用于这样的患者，该患者对于可通过输注来施用的液体药物具有连续的、并且在一天的过程中存在变化的需求。具体应用例如是一些疼痛治疗、癌症治疗和糖尿病治疗，其中使用计算机控制的输注泵装置。这种装置对于移动式治疗来说尤其有用，并且通常被实施成附接到患者躯体上或患者躯体附近。药物容器通常包括足以用于一天或数天的药物供给。液体药剂从药物容器通过输注套管或注射针被供应给到患者的躯体。

移动式输注泵装置典型地是注射器驱动器类型的，例如，如在WO 01/83008 A1中公开并且在图1（a）中示意性地描述的那样。待被施用给患者32的液体药剂被储存在给药单元10的缸14中，所述给药单元包括输注泵装置的液体药剂的整个容器11。通过借助活塞轴18或丝杠轴使得活塞16在缸内单向移位，液体药剂被传输到患者32的躯体。出口25被流体连接26到输注管件28，所述输注管件在其另一端被流体地连接到附接至躯体的输注部位接口30。出于安全原因，通常优选的是定期地更换与液体药剂接触的任何部件，例如输注管件。该容器在大多数情况下是单次使用药筒，该药筒可能以预填充的方式被提供，或者以清空的方式被提供并且由使用者来填充。

在本领域已知这种注射器类型的泵设计的许多缺点。具体地，这种泵装置具有有限的精度，这是因为非常小的体积（典型地，在纳升范围内）从具有毫升范围内的总容积的药筒中被泵出。为了实现液体药剂的精确给药，有必要非常精确地移位该活塞。即使小的偏差也可能导致过量给药或不足给药，并且致动活塞所需的力由于玻璃药筒的壁与活塞的密封件之间的摩擦以及密封件的材料迟滞作用而相对较高。这导致了对所涉及的驱动系统和机械部件以及对泵的控制单元具有严苛的要求。因此，这种输注泵装置是昂贵的。

另一问题是这种输注泵装置的长度的下限。全部液体药剂供给必需被储存在用作泵缸的药筒中。出于精确原因并且为了限制装置厚度，活塞的截面面积必须小于某一极限值，装置厚度公知是对于应用期间的舒适度和自由选择度来说尤其关键的尺寸。于是，该装置的最小总长度实质上由所得到的缸的最小长度给出，这对于提供紧凑的输注泵来说是不利的。具体地，在药剂（例如，胰岛素）的自施用中，使用所讨论的药剂并且借助输注泵来自己施用所述药剂的患者日益着重便利性和自由选择度，这限制了这种装置的可接受尺寸和重量，以便通过衣服从而变得不明显，并且尽可能舒适地被携带。

在另选方法中，在液体药剂容器下游设置有单独的给药单元。由于主容器并不执行附加功能，因此主容器的尺寸可根据输注泵装置的紧凑性来优化。这种给药单元例如可包括具有小尺寸的微活塞泵，所述微活塞泵从较大的主容器（例如，可坍缩的容器）取回液体药剂并且将该液体药剂传输到患者的躯体。这种泵通常是全行程泵，其中膜泵的腔或者活塞泵的缸始终被完全清空。因此，泵的内部容积必须对应于必需被传输的最小的体积增量，该体积增量典型地在纳升范围内。虽然在本领域已知这种给药单元的数种设计，但是这些给药单元都相当复杂、昂贵并且对于大规模制造来说是苛刻的，这是因为这种给药单元集成了许多功能部件（尤其是计量部件和阀），并且常常由在制造和处理中昂贵和/或重要的材料（例如，硅）制成。由于优选的是将与液体药剂接触的全部部件（包括泵）都实现为一次性元件，这些元件在一定时间之后被更换，因此这种泵设计是昂贵的。因此，有利的是，给药单元的所有昂贵部件应当是可重新使用的，同时一次性部件应当能够以较低成本来制造。