РУЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЗАЛЬНО-БОЛЮСНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА

ЗАЯВЛЕНИЕ ОБ УСТАНОВЛЕНИИ ПРИОРИТЕТА

Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 13/360485, поданной 27 января 2012 г., которая испрашивает преимущество находящейся на совместном рассмотрении предварительной заявки на патент США № 61/444121, поданной 17 февраля 2011 г., которые в полном объеме включены в настоящий документ путем ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к пригодным для ношения инфузионным устройствам, в частности к таким устройствам, которые позволяют пациенту самостоятельно вводить жидкие лекарственные средства удобным и безопасным способом. Более конкретно, настоящее изобретение относится к такому пригодному для ношения устройству, которое обеспечивает как болюсную, так и базальную доставку лекарственного средства и управление и эксплуатация которого осуществляется полностью вручную. Одним жидким лекарственным средством, которое пациенты часто вводят самостоятельно, является инсулин, и для простоты описания в настоящем документе в качестве иллюстрации по существу использовано введение инсулина, однако изобретение не должно быть ограничено таким применением, приведенным в качестве примера.

Традиционно введение инсулина осуществляется с помощью шприца. В последнее время для этой цели также применяются устройства типа ручек с иглами. Оба способа введения инсулина требуют, чтобы пациенты самостоятельно прокалывали кожу при каждой инъекции инсулина, зачастую много раз в день. Кроме того, при каждом применении на устройство необходимо устанавливать новую чистую иглу, которую после каждого применения необходимо утилизировать, что создает дополнительную проблему, связанную с необходимостью иметь при себе одноразовые иглы каждый раз, когда пациенту требуется ввести инсулин, а также с безопасной утилизацией игл после каждого применения. Следовательно, такие традиционные способы введения инсулина являются достаточно сильной помехой в жизни и быту для пациентов, которым пришлось освоить и использовать их.

Недавно в качестве альтернативного способа введения инсулина были разработаны инсулиновые помпы, соединенные системой трубок с инфузионным набором, который крепится на коже пациента. Управление такими помпами может осуществляться с помощью программируемой дистанционной электронной системы, в которой для связи между устройством управления и электроникой, управляющей работой помпы, используется радиосвязь ближнего действия. Несмотря на то что применение таких устройств может предполагать меньшее количество проколов кожи иглами, их производство является дорогостоящим. Также они сложны в эксплуатации, а при ношении они являются громоздкими и вызывают неудобство. Дополнительно затраты на такие устройства могут в несколько раз превышать ежедневные расходы на использование традиционных средств для инъекций, таких как шприц или шприц-ручка для инсулина.

Для того чтобы научиться управлять и, следовательно, применять такие устройства, необходимо значительное количество времени. При программировании устройств требуется предельная осторожность, так как по существу в помпах содержится объем инсулина, достаточный на несколько дней. Ошибки программирования или общей эксплуатации помп могут привести к доставке в организм человека избыточного количества инсулина и повлечь за собой очень опасные и даже фатальные последствия.

Кроме того, многие пациенты с неохотой носят устройство с помпой, поскольку они чувствуют себя неловко с социальной точки зрения. Устройства по существу достаточно заметны и могут иметь размер пейджера. К чувству неловкости добавляются необходимость крепления устройства поверх одежды пациентов и обязательное наличие катетера, представляющего собой систему трубок, проходящих от устройства к инфузионному набору, расположенному на теле пациента. Помимо того что устройство является заметным и, вероятно, обременительным для пациента, его ношение также может стать серьезной помехой для различных видов физической деятельности, например плавания, купания, занятий спортом, а также многих других видов, связанных с необходимостью обнажения отдельных участков тела пациента, например при приеме солнечных ванн.

В связи с вышеизложенным было предложено более экономичное и простое устройство, в котором инъекционная система незаметно крепится непосредственно к коже пациента. Один пример такого устройства подробно описан в заявке на патент США № 12/147283, поданной 26 июня 2008 г. и озаглавленной «ОДНОРАЗОВОЕ ИНФУЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВНЫМ КЛАПАННЫМ МЕХАНИЗМОМ БЕЗОПАСНОСТИ». Эта заявка принадлежит правообладателю настоящей заявки и в полном объеме включена в настоящий документ путем ссылки. Такое устройство может крепиться к телу пациента под одеждой и доставлять инсулин в организм пациента путем ручного нагнетания малых доз инсулина из дистального конца временно вставленной канюли, которая является частью помпы. Устройство может иметь достаточно небольшой размер и при ношении под одеждой оставаться совершенно незаметным в большинстве социальных ситуаций. Тем не менее, в нем может содержаться достаточное количество инсулина, которого пациенту хватит на несколько дней. Устройство может быть окрашено таким образом, чтобы имитировать естественный цвет кожи пациента и оставаться незаметным в случаях, когда кожный покров пациента обнажен. Таким образом, пациент может незаметно носить с собой запас инсулина на несколько дней и удобно вводить его малыми дозами через лишь один прокол иглой. Другое описание устройств этого типа содержится в находящейся на совместном рассмотрении заявке, серийный номер 11/906130, поданной 28 сентября 2007 г. и озаглавленной «ОДНОРАЗОВОЕ ИНФУЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО С СИСТЕМОЙ ДВОЙНОГО КЛАПАНА». Эта заявка принадлежит правообладателю настоящей заявки и в полном объеме включена в настоящий документ путем ссылки.

Как видно из вышесказанного, пригодные для ношения устройства для доставки инсулина имеют или механическую, или электронную конфигурацию. Механические устройства не содержат аккумуляторов, и необходимая энергия создается пациентом путем нажатия на кнопки устройства, прикрепленного к небольшому шприцу. Доступные в настоящее время механические или ручные устройства обеспечивают достаточно эффективное введение болюсного (прандиального) инсулина. Однако пациент должен ежедневно вводить одну или более доз инсулина длительного действия, чтобы обеспечить базальную подачу инсулина. Следовательно, существует потребность в комбинации как базальной, так и болюсной доставки инсулина с помощью одной ручной инсулиновой помпы, чтобы упростить дозирование препарата, облегчить боль и способствовать лучшему соблюдению схемы терапии. Настоящее изобретение учитывает эти и другие аспекты.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой инфузионное устройство с полностью ручным управлением, которое обеспечивает как базальную, так и болюсную доставку жидкого лекарственного средства в организм пациента. Устройство включает в себя главный резервуар, в котором хранится жидкое лекарственное средство, выпускной патрубок для доставки жидкого лекарственного средства в организм пациента и базальный дозатор, который обеспечивает по существу постоянный поток жидкого лекарственного средства к выпускному патрубку. Устройство дополнительно включает в себя активируемую вручную болюсную помпу, которая при активации доставляет болюсную дозу жидкого лекарственного средства из главного резервуара к выпускному патрубку, а также систему базальной доставки лекарственного средства, которая доставляет объем жидкого лекарственного средства из главного резервуара к базальному дозатору при каждой активации болюсной помпы.

Устройство может дополнительно включать в себя перепускной канал для текучей среды от системы базальной доставки лекарственного средства к главному резервуару для возможности поддержания базального дозатора в заполненном состоянии.

Болюсная помпа может включать в себя поршневой насос. Система базальной доставки лекарственного средства также может включать в себя поршневой насос, и устройство может дополнительно включать в себя общий привод, который вручную приводит в действие вместе болюсный поршневой насос и поршневой насос системы базальной доставки лекарственного средства.

Болюсный поршневой насос и поршневой насос системы базальной доставки лекарственного средства могут иметь обратный ход. Болюсный поршневой насос и поршневой насос системы базальной доставки лекарственного средства могут быть повторно заполнены жидким лекарственным средством, поступающим из главного резервуара, при обратных ходах.

Болюсный поршневой насос и поршневой насос системы базальной доставки лекарственного средства могут иметь общий поршень и поршневую камеру. Система базальной доставки лекарственного средства может повторно заполняться по мере того, как болюсная доза жидкого лекарственного средства доставляется к выпускному патрубку, а болюсная помпа может повторно заполняться по мере того, как система базальной доставки лекарственного средства доставляет объем жидкого лекарственного средства к базальному дозатору.

Устройство может дополнительно включать в себя золотниковый клапан, который, находясь в первом положении, создает первые прямоточные каналы для повторного заполнения системы базальной доставки лекарственного средства и доставки болюсной дозы к выпускному патрубку и, находясь во втором положении, создает вторые прямоточные каналы для повторного заполнения болюсной помпы и доставки объема жидкого лекарственного средства к базальному дозатору. Находясь во втором положении, золотниковый клапан может создавать дополнительный канал потока от базального дозатора к резервуару для обеспечения перепуска для поддержания базального дозатора в заполненном состоянии.

Базальный дозатор может иметь предел заполнения, а система базальной доставки лекарственного средства может заполнять базальный дозатор до его предела заполнения при каждой активации болюсной помпы. В данном варианте осуществления система базальной доставки лекарственного средства может включать в себя канал для текучей среды, проходящий от главного резервуара к базальному дозатору. Канал для текучей среды может включать в себя одноходовой клапан.

В другом варианте осуществления базальный дозатор включает в себя резервуар и при каждой активации болюсной помпы обеспечивается поступление жидкого лекарственного средства из главного резервуара и заполнение резервуара базального дозатора.

В некоторых вариантах осуществления базальный дозатор включает в себя подающую камеру, имеющую объем, достаточный для того, чтобы дозатор обеспечивал по существу постоянный поток жидкого лекарственного средства к выпускному патрубку в течение продолжительного периода времени.

Настоящее изобретение дополнительно представляет инфузионное устройство с полностью ручным управлением, которое обеспечивает возможность как базальной, так и болюсной доставки жидкого лекарственного средства в организм пациента. Устройство включает в себя главный резервуар, в котором хранится жидкое лекарственное средство, выпускной патрубок для доставки жидкого лекарственного средства в организм пациента, базальный дозатор для обеспечения по существу постоянного потока жидкого лекарственного средства к выпускному патрубку и активируемую вручную болюсную помпу, которая при активации обеспечивает доставку болюсной дозы жидкого лекарственного средства из главного резервуара к выпускному патрубку, причем базальный дозатор доставляет по существу постоянный поток жидкого лекарственного средства к выпускному патрубку под воздействием энергии, аккумулированной непосредственно в результате и исключительно благодаря ручной активации болюсной помпы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Элементы настоящего изобретения, которые считаются инновационными, подробно описаны в приложенных пунктах формулы. Настоящее изобретения вместе с его дополнительными элементами и преимуществами можно лучше всего понять, изучив представленное ниже описание во взаимосвязи с приложенными рисунками, на некоторых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение пригодного для ношения инфузионного устройства для базально-болюсной доставки, которое является вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 2. представлен подробный вид в разрезе поршневого насоса, который можно использовать как для доставки болюсных доз, так и для заполнения базального дозатора лекарственным средством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 3 представлено более подробное изображение вида в разрезе системы базальной доставки лекарственного средства, изображенной на Фиг. 1.

На Фиг. 4 представлен альтернативный вариант осуществления системы базальной доставки лекарственного средства.

На Фиг. 4A представлен вид в горизонтальной проекции пружины Бельвиля, используемой в варианте осуществления, изображенном на Фиг. 4.

На Фиг. 5 представлено схематическое изображение пригодного для ношения инфузионного устройства для базально-болюсной доставки в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 6 представлено устройство, изображенное на Фиг. 5, с расположенным в нем золотниковым клапаном в первом положении, который создает первые прямоточные каналы для повторного заполнения системы базальной доставки лекарственного средства и доставки болюсной дозы к выпускному патрубку.

На Фиг. 7 представлено устройство, изображенное на Фиг. 5, с расположенным в нем золотниковым клапаном во втором положении, который создает вторые прямоточные каналы для повторного заполнения болюсной помпы и доставки объема жидкого лекарственного средства к базальному дозатору.

На Фиг. 8 представлено схематическое изображение пригодного для ношения инфузионного устройства для базально-болюсной доставки в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрен дополнительный клапан, позволяющий базальному дозатору лекарственного средства быстро заполняться лекарственным средством.

На Фиг. 9 представлено устройство, изображенное на Фиг. 8, в котором базальный дозатор лекарственного средства заполняется лекарственным средством.

На Фиг. 10 представлено устройство, аналогичное устройству, изображенному на Фиг. 5–7, в котором базальный дозатор лекарственного средства заполняется лекарственным средством и в котором устройство дополнительно включает в себя защиту от переполнения.

На Фиг. 11 представлено другое устройство, аналогичное устройству, изображенному на Фиг. 5–7, с защитой от переполнения.

На Фиг. 12 представлен вид сбоку в разрезе другого устройства, представляющего собой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором базальный дозатор является быстрозаполняемым.

На Фиг. 13 представлено схематическое изображение другого устройства, представляющего собой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором базальный дозатор является быстрозаполняемым.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение пригодного для ношения инфузионного устройства для базально-болюсной доставки 10, которое является вариантом осуществления настоящего изобретения. По существу устройство 10 включает в себя главный резервуар 12, выпускной патрубок 14, болюсную помпу 16, базальный дозатор 18 и систему базальной доставки лекарственного средства 20. Выпускной патрубок 14 соединен по текучей среде с канюлей 22, которая проходит под кожу 24 пациента, чтобы обеспечить доставку лекарственного средства, такого как инсулин, в организм пациента. В то время как устройство 10 и другие устройства, представляющие собой варианты осуществления настоящего изобретения, можно схематически проиллюстрировать в настоящем документе, устройство может быть создано физически с помощью методик и структуры, полностью описанных в вышеуказанной заявке на патент США № 12/147283, поданной 26 июля 2008 г. и озаглавленной «ОДНОРАЗОВОЕ ИНФУЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО С РЕЗЕРВНЫМ КЛАПАННЫМ МЕХАНИЗМОМ БЕЗОПАСНОСТИ». Эта заявка принадлежит правообладателю настоящей заявки и в полном объеме включена в настоящий документ путем ссылки.

Болюсная помпа 16 представляет собой поршневой насос, включающий камеру 30 и поршень 32, который выталкивает лекарственное средство из камеры 30 к выпускному патрубку 14 через одноходовой клапан 34 для доставки болюсной дозы лекарственного средства в организм пациента. По мере того как поршень 32 возвращается в исходное положение с помощью пружины 36, камера 30 повторно заполняется лекарственным средством, поступающим из резервуара 12 через одноходовой клапан 38.

Система базальной подачи лекарственного средства 20 также представляет собой поршневой насос. Она включает в себя камеру 40 и поршень 42. Поршень 42 выталкивает лекарственное средство из камеры 40 к базальному дозатору 18 через одноходовой клапан 44. По мере того как поршень 42 возвращается в исходное положение с помощью пружины 46, камера 40 повторно заполняется лекарственным средством, поступающим из резервуара 12 через одноходовой клапан 48.

Система базальной доставки лекарственного средства 20 и болюсная помпа 16 имеют общий привод 50. Таким образом, каждый раз, когда в результате нажатия на привод 50 в организм пациента доставляется болюсная доза лекарственного средства, объем лекарственного средства также перемещается в базальный дозатор 18.

Базальный дозатор 18, более подробно представленный на Фиг. 3, также является поршневым насосом. Он имеет камеру 60 и поршень 62. Кроме того, базальный дозатор включает в себя пружину 64, под воздействием которой поршень 62 входит в камеру 60 с по существу постоянной скоростью для обеспечения базальной терапии для пациента через гидравлический ограничитель 66.

Поршневой насос болюсной дозы 16 может быть установлен, например, для доставки 2 или 3 единиц лекарственного средства. Поршневой насос системы базальной доставки лекарственного средства 20, который при нажатии на кнопку привода 50 работает одновременно с поршневым насосом 16, может содержать фиксированный, например меньший, объем лекарственного средства, определяемый относительными диаметрами каждой из камер 30 и 40. Давление, производимое маленьким поршнем 42, может быть очень высоким, поэтому он легко преодолевает натяжение пружины 64 по мере того, как камера дозатора 60 принимает лекарственное средство. Такая базальная доза инсулина, предназначенная для доставки в организм пациента, хранится в камере 60 на протяжении длительного периода времени, то есть в течение нескольких часов.

В то время как при компрессионном ходе привода 50 доза в поршневом насосе 20 хранится в резервуаре 60, болюсная доза в поршневом насосе 16 подается через обратный клапан 34 к выпускному патрубку 14 и канюле 22 и поступает непосредственно в организм пациента. Период времени, в течение которого происходит доставка базальной дозы, регулируется давлением внутри камеры 60, превышающим давление окружающей среды, а также гидравлическим ограничителем 66, расположенным между камерой 60 системы базальной доставки лекарственного средства и канюлей 22. Таким образом, каждый раз, когда пациенту доставляется болюсная доза инсулина, фиксированный объем инсулина повторно поступает в камеру 60 системы базальной доставки лекарственного средства. Поскольку соотношение потребности в базальном и болюсном инсулине у пациентов является стандартным, диаметры поршней 42 и 32 можно выбрать из множества доступных размеров, что позволит обеспечить доставку базального и болюсного инсулина в надлежащем соотношении. Диаметр и длина гидравлического ограничителя 66 наряду с силой сжатия пружины 64 будут определять временные характеристики доставки базальной дозы. В данной области техники такие ограничители 66 изготавливают путем микролазерной пробивки отверстий или использования пористых металлов.

Преимущество данного варианта осуществления настоящего изобретения заключается в том, что один резервуар 12 для инсулина (как правило, быстродействующего) можно использовать для доставки в организм пациента как болюсной, так и базальной доз инсулина в результате одной манипуляции с кнопкой привода устройства. В процессе реализации механизма болюсного введения дополнительных инъекций инсулина длительного действия не требуется. Кроме того, отсутствует необходимость в сложном электронном устройстве для обеспечения базального потока. Если для обеспечения базальной потребности требуется больший объем хода, два поршневых насоса 16 и 20 можно поменять местами и использовать больший из них для заполнения резервуара базальной системы.

На Фиг. 2 представлен альтернативный вариант поршневого насоса 70, который можно использовать как для доставки болюсных доз, так и для заполнения базального дозатора лекарственным средством в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Поршневой насос 70 занимает меньший объем в устройстве.

Поршневой насос 70 включает в себя поршневой цилиндр 72 и поршень 74. Болюсное введение лекарственного средства осуществляется по мере того, как поршень 74 смещается в цилиндр. Длина хода поршня 74, умноженная на площадь, заданную диаметром 33, определяет болюсную дозу, подаваемую за один ход поршня 74, когда пациент нажимает на кнопку привода 76. Базальная доза, подаваемая за один ход поршня, определяется обратным ходом поршня (равным прямому ходу поршня), умноженным на площадь, заданную диаметром 33, минус площадь, заданную диаметром 21. Обратный ход поршня выполняется за счет восстановленной энергии пружины 78. При использовании такого альтернативного варианта осуществления противодавление в базальной камере, определяемое пружиной 78, должно быть выше давления, необходимого для преодоления силы сжатия пружины 64 в камере 60 базального дозатора лекарственного средства. Кольцевой уплотнитель 80 обеспечивает уплотнение между поршнем 74 и внутренней стенкой поршневого цилиндра 72. В любой точке, требующей уплотнения, в данном или любом другом варианте осуществления, описанном в настоящем документе, можно использовать один или более кольцевых уплотнителей для обеспечения надежности уплотнения.

Альтернативный вариант системы базальной доставки лекарственного средства представлен на Фиг. 4 и 4A. В ней инсулин хранится между жесткой поверхностью 92 и гибкой мембраной 94 резервуара 96 базального дозатора лекарственного средства. Пружина Бельвиля 98, также изображенная на Фиг. 4A, используется для создания более постоянного давления внутри резервуара 96. Это обеспечивает более равномерную скорость потока базальной дозы инсулина.

На Фиг. 5 представлено пригодное для ношения инфузионное устройство для базально-болюсной доставки в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном варианте осуществления 100 представлен золотниковый клапан 102, позволяющий создавать желательные каналы потока в устройстве. По существу устройство 100 включает в себя золотниковый клапан 102, главный резервуар 104, базальный дозатор 106, активируемый вручную поршневой насос 108 и систему базальной доставки лекарственного средства 110. Золотниковый клапан содержит кольцевые уплотнители 112, которые образуют множество клапанов 114, 116 и 118.

Базальный дозатор 106 подобен базальному дозатору 18, изображенному на Фиг. 1. Соответственно, он имеет камеру 120 и поршень 122. Также базальный дозатор 106 включает в себя пружину 124, которая выталкивает поршень 122 в камеру 120 с по существу постоянной скоростью для обеспечения базальной терапии для пациента через гидравлический ограничитель 126.

Поршневой насос 108 включает в себя поршень 130. Камера 132 применяется для доставки болюсных доз. Камера 134, которая образует часть системы базальной доставки лекарственного средства 110, обеспечивает заполнение базального дозатора 106 инсулином во время обратного хода поршня 130.

На Фиг. 6 представлено устройство, изображенное на Фиг. 5, с золотниковым клапаном 102 в первом положении, который создает первые прямоточные каналы для повторного заполнения системы базальной доставки лекарственного средства 110 и доставки болюсной дозы к выпускному патрубку 140. Золотниковый клапан 102 включает в себя кнопку привода 142, которая нажата в первое положение, как показано на Фиг. 6. При нажатой кнопке привода 142 привод поршня 136 может быть вжат, преодолевая сопротивление пружины 138. При нажатии на привод 136 происходит перемещение поршня 130 в камеру 132 и выталкивание содержащегося в ней лекарственного средства по каналу, указанному стрелками 146, через клапан 116 и выпускной патрубок 140. Такое перемещение поршня также вызывает поступление лекарственного средства из резервуара 104 в камеру 134 системы базальной доставки лекарственного средства 110 через клапан 114 по каналу, указанному стрелками 148.

На Фиг. 7 представлено устройство 100, изображенное на Фиг. 5, с расположенным в нем золотниковым клапаном 102 во втором положении, который создает вторые прямоточные каналы для повторного заполнения болюсной помпы 108 и доставки объема жидкого лекарственного средства из системы базальной доставки лекарственного средства 110 в базальный дозатор 106. В нем под действием пружины 143 привод селективного клапана 142 и клапан 102 вернулись во второе, или исходное, положение. Таким образом, когда поршень 130 под воздействием пружины 138 возвращается в исходное положение, лекарственное средство поступает из резервуара 104 по каналу, указанному стрелками 150, в камеру 132 болюсного поршневого насоса 108 через клапан 116. В то же время лекарственное средство в камере 134 системы базальной доставки лекарственного средства 110 под воздействием поршня 130 подается по каналу, указанному стрелками 152, через клапан 118 и поступает в камеру 120 базального дозатора 106. По завершении этого действия лекарственное средство может свободно течь со скоростью базальной подачи из дозатора 106 в выпускной патрубок 140 через гидравлический ограничитель 126.

Как следует из вышесказанного, управление, активация и питание устройства 100 осуществляются полностью вручную. При каждой базальной доставке объем лекарственного средства также поступает в базальный дозатор 106, что позволяет поддерживать базальную терапию. Давление в камере резервуара 120 обеспечивает доставку в организм пациента базальной дозы с низкой скоростью через гидравлический дроссель 126, выпускной патрубок 140 и канюлю 22. Таким образом, болюсное дозирование способствует повторному заполнению базального резервуара и благодаря фиксированным и относительным объемам камер 132 и 134 обеспечивает правильное соотношение базального и болюсного инсулина.

В ночное время, когда болюсная доставка инсулина не осуществляется, пациенту потребуется достаточное количество базального инсулина на время сна и до следующего болюсного введения (как правило, дозы на завтрак). Этого можно добиться различными способами. Например, на Фиг. 8 представлено схематическое изображение пригодного для ношения инфузионного устройства для базально-болюсной доставки 160 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, который удовлетворяет указанную потребность и в котором предусмотрен дополнительный золотниковый клапан 168, позволяющий базальному дозатору лекарственного средства быстро заполняться лекарственным средством. На Фиг. 9 представлено устройство 160, изображенное на Фиг. 8, в котором базальный дозатор лекарственного средства заполняется лекарственным средством. Поскольку устройство 160 идентично устройству 100, изображенному на Фиг. 5–7 (за исключением случаев, когда в настоящем документе указано иное), предыдущее описание Фиг. 5–7 повторяется и здесь. Кроме того, повторяются одинаковые номера позиций для одинаковых элементов.

В исходном положении, представленном на Фиг. 8, золотниковый клапан 168 направляет болюсную дозу инсулина к выпускному патрубку 140 и канюле 22 по каналу, указанному стрелками 164. На Фиг. 9 изображен золотниковый клапан 168 в нажатом и удерживаемом положении. Затем, когда нажимают на привод 136, лекарственное средство в камере 132 подается по каналу, показанному стрелками 166, из камеры 132 через клапан 116 золотникового клапана 102, а также через золотниковый клапан 168 в камеру 120 базального дозатора 106. Это обеспечивает поступление в камеру базального дозатора 120 достаточного количества лекарственного средства, которого хватит на длительное время, например на период от восьми до десяти часов или на подачу в течение ночи. Чтобы заполнить камеру базального дозатора 120, выполнить указанное действие можно перед сном или при первом прикреплении устройства к телу пациента.

Альтернативный способ, обеспечивающий достаточную подачу базального инсулина, заключается в том, чтобы базальный резервуар оставался полностью заполненным при меньшем количестве активаций кнопки, чем, как правило, необходимо для болюсной доставки. Это достигается в каждом случае введения болюсной дозы за счет того, что базальная доза заполнения гораздо больше болюсной дозы. На Фиг. 10 представлено устройство 180, аналогичное устройству 100, изображенному на Фиг. 5–7, в котором происходит заполнение базального дозатора лекарственного средства и в котором устройство дополнительно включает в себя защиту от переполнения. Поскольку устройство 180 идентично устройству 100, изображенному на Фиг. 5–7 (за исключением случаев, когда указано иное), предыдущее описание Фиг. 5–7 в настоящем документе повторяется. Кроме того, в настоящем документе повторяются одинаковые номера позиций для одинаковых элементов.

На Фиг. 10 представлен способ, позволяющий с помощью обходного канала 184 образовывать траекторию потока, обозначенную стрелками 182, из камеры базального дозатора 120 к резервуару. Траектория потока 184 может обеспечить обратный канал к резервуару 104 каждый раз, когда камера 120 базального дозатора 106 заполнена. Это обеспечивает возможность контроля максимального объема инсулина, хранящегося в базальном резервуаре, а также постоянное наличие достаточного запаса базального инсулина в любое время исключительно за счет стандартного введения болюсной дозы. В таком режиме объем поршневой камеры 134 можно увеличить для изменения соотношения относительных объемов камер 132 и 134.

На Фиг. 11 представлено другое устройство 200, аналогичное устройству 100, изображенному на Фиг. 5–7, с защитой от переполнения. И снова, поскольку устройство 200 идентично устройству 100, изображенному на Фиг. 5–7 (за исключением случаев, когда указано иное), предыдущее описание Фиг. 5–7 в настоящем документе повторяется. Кроме того, в настоящем документе повторяются одинаковые номера позиций для одинаковых элементов. В этом устройстве в отличие от устройства 100, изображенного на Фиг. 5–7, устройство 200 включает в себя предохранительный клапан 202, срабатывающий при пиковом давлении. При заполнении камеры 120, когда под воздействием поршня 130 лекарственное средство из камеры 134 выталкивается в камеру 120, давление в ней повышается и открывает предохранительный клапан 202. Избыток лекарственного средства возвращается в резервуар для хранения 104 по траектории потока, указанной стрелками 204, через предохранительный клапан 202. Также это гарантирует наличие в камере 120 базального дозатора 106 достаточного количества лекарственного средства, которого хватит на базальную доставку в течение длительного времени, например на период от восьми до десяти часов или на всю ночь.

На Фиг. 12 представлен вид сбоку в разрезе другого устройства 220, представляющего собой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором базальный дозатор является быстрозаполняемым. Быстрое заполнение достигается за счет подъема камеры 222, осуществляемого либо вручную, как показано на рисунке, либо в комбинации с активацией болюсной дозы. Когда это происходит, упор 224 поднимает диафрагму 230, создавая отрицательное давление в базальном резервуаре 232. В результате обратный клапан 233 открывается, а резервуар быстро заполняется. Когда камера 222 опускается, пружина 231 воздействует на камеру 222 с силой, превышающей силу пружины 215. Это приводит к повышению давления в резервуаре 232 до величины, определяемой силой пружины 215 и площадью поверхности диафрагмы 230, и вызывает по существу постоянный поток лекарственного средства через ограничитель 211.

На Фиг. 13 представлено схематическое изображение другого устройства 240, представляющего собой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором базальный дозатор является быстрозаполняемым. Как показано на Фиг. 13, устройство 240 включает в себя резервуар 252, болюсный поршневой насос 254, базальный дозатор лекарственного средства 290, выпускной патрубок 280 и канюлю 260. Устройство дополнительно включает в себя золотниковый клапан 251, включающий в себя поршень 271 и образующий первый клапан 262, сформированный кольцевыми уплотнителями 263 и 265, и второй клапан 264, сформированный кольцевыми уплотнителями 267 и 269. Канал для потока жидкости 282, сформированный кольцевыми уплотнителями 265 и 267, находится между клапанами 262 и 264. Хотя кольцевые уплотнители применяются в этом варианте осуществления для образования уплотнений, в других типах конструкции клапанов наилучшим образом можно использовать формы уплотнителей, отличные от кольцевых, не отклоняясь от настоящего изобретения. Жидкостный канал 270 проходит между клапанами 262 и 264. Жидкостный канал 272 обеспечивает сообщение по текучей среде между резервуаром 252 и золотниковым клапаном 251, а жидкостный канал 274 обеспечивает сообщение по текучей среде между золотниковым клапаном 251 и насосом 254. Жидкостный канал 276 обеспечивает сообщение по текучей среде между золотниковым клапаном 261 и выпускным патрубком 280 устройства. Выпускной патрубок 280 размещен с возможностью сообщения с канюлей 260.

Также можно отметить, что кнопки привода 246 и 248 подпружинены пружинами 266 и 268. Пружины служат для возврата кнопок привода в их исходные положения после введения дозы.

Насос 254 устройства 240 содержит поршневой насос. Насос 254 включает в себя поршень насоса 256 и насосную камеру 258. Кнопка управления приводом 248 непосредственно соединена с поршнем насоса 256 и является его продолжением.

Базальный дозатор 290 представляет собой поршневой насос и включает поршень 292, поршневую камеру 294 и пружину 296. Поршневая камера 294 образует резервуар для базального дозатора 290. С помощью канала 300 и ограничителя потока 330 он соединен по текучей среде с выпускным патрубком 280. Также с помощью каналов 302 и 304 и одноходового обратного клапана 306 он соединен с золотниковым клапаном 251.

Поршень 292 имеет удлиненный конец 310, который включает в себя паз 312. Передаточный механизм 320 вращается вокруг точки вращения 322 и соединен с кнопкой привода 248 на одном конце 324 и с удлиненным концом 310 поршня 292, находясь в пазу 312 на другом конце 326. Однако конец 326 свободно скользит в пазу 312.

В процессе эксплуатации, когда золотниковый клапан 251 находится в положении, изображенном на Фиг. 13, пружина 268 возвращает кнопку привода 248 и поршень 256 в их исходные положения. В результате этого лекарственное средство поступает из резервуара 252 в камеру 258, чтобы подготовить устройство 240 к следующей болюсной доставке.

При следующей болюсной доставке золотниковый клапан 251 сначала закрывается, благодаря чему через канал 282 осуществляется сообщение поршневой камеры 258 с каналом 276 и выпускным патрубком 280. Также в результате этого резервуар 252 изолируется от канала 282, канала 276 и выпускного патрубка 280, но при этом сообщается по текучей среде с каналом 304 через клапан 262.

Затем при нажатии на кнопку привода 248 поршень 256 выталкивает лекарственное средство в камеру 258 через канал 274, канал 282, канал 276 и в выпускной патрубок 280 для доставки в канюлю 260. При нажатии на кнопку привода для доставки болюсной дозы также происходит вращение передаточного механизма 320 вокруг точки вращения 322. В результате этого конец 326 передаточного механизма 320 проталкивает поршень 292, преодолевая сопротивление пружины 296. В свою очередь это приводит к тому, что объем камеры 294 увеличивается, вызывая приток лекарственного средства из резервуара 252 в камеру 294 через каналы 272, 304 и 302, клапан 262 золотникового клапана 251 и одноходовой клапан 306. Следовательно, каждый раз, когда при нажатии на привод 248 осуществляется доставка болюсной дозы, камера 294 базального дозатора заполняется до предела. Предпочтительно, чтобы емкость камеры 294 была достаточной для непрерывной базальной доставки с помощью базального дозатора 290 в течение десяти часов подряд.

Базальная доставка обеспечивается пружиной 296, которая заставляет поршень 292 перемещаться с по существу постоянной скоростью. В результате этого лекарственное средство из камеры 294 поступает с по существу постоянной скоростью через канал 300 и ограничитель потока 330 в выпускной патрубок 280 и канюлю 260. Паз 312 в удлиненном конце поршня 310 позволяет пружине 296 выталкивать поршень 292 в камеру 294.

Таким образом, на основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что варианты осуществления настоящего изобретения представляют устройство для доставки быстродействующего инсулина, которое удовлетворяет потребности пациента как в базальном, так и в болюсном инсулине и которое функционирует только с помощью механического действия приводов болюсной помпы. Как правило, в течение 24-часового периода времени соотношение количества используемого пациентами базального инсулина и болюсного инсулина, необходимого при приеме пищи, является приблизительно постоянным. В результате этого из большого многообразия «размеров» можно выбрать устройство с определенной скоростью потока базальной дозы. В вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, предусмотрена по существу постоянная скорость потока доставляемого инсулина, позволяющая обеспечить потребность в базальной дозе. В вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, устройства имеют полностью ручное управление и не требуют внешних источников энергии. Вся нагнетательная энергия исходит от пальцев пациента. В течение дня или периода активного функционирования устройства с поршневым насосом доставляют болюсные дозы и одновременно закачивают базальные дозы (в заданном соотношении с болюсными дозами) в подпружиненный резервуар. Давление нагнетания, создаваемое небольшими цилиндрами в некоторых вариантах осуществления, является очень высоким, поэтому базальная доза легко загружается, преодолевая сопротивление пружины подпружиненного резервуара с базальным дозатором. Болюсная доза лекарственного средства доставляется непосредственно в канюлю, однако в устройстве хранится базальное лекарственное средство для дозируемой доставки на протяжении периода времени через ту же канюлю. Сила сжатия пружины в системе базального введения обеспечивает доставку базальной дозы в канюлю через ограничитель потока (с высоким гидравлическим сопротивлением). Сопротивление ограничителя потока выбирают таким образом, чтобы скорость базального потока при доставке была по существу постоянной. Каждая болюсная доза приводит к заполнению подпружиненного базального насоса. В базальном резервуаре можно использовать специальные пружины, известные как пружины Бельвиля, которые поддерживает по существу постоянную упругость и полученную скорость потока.

Поскольку в период сна пациенту не требуются болюсные дозы, в некоторых вариантах осуществления предусмотрены средства для заполнения подпружиненного базального насоса (резервуара) таким объемом лекарственного средства, которого будет достаточно на всю ночь. В некоторых вариантах осуществления это достигается путем нажатия и удержания третьей кнопки устройства, которая направляет болюсный поршень таким образом, чтобы лекарственное средство нагнеталось также и в базальный резервуар. Благодаря этому перед сном или в любое другое время можно быстро набрать базальную дозу. В других вариантах осуществления больший объем базальной дозы доставляется в подпружиненный резервуар при каждом ходе болюсного насоса так, что каждая болюсная доза снова заполняет базальный резервуар. Такие варианты осуществления гарантируют, что вечером в устройстве будет всегда содержаться достаточное количество лекарственного средства для базальной доставки на протяжении ночи.

Несмотря на то что в настоящем документе описаны и показаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, в них могут быть внесены модификации, поэтому приложенные пункты формулы изобретения включают все такие изменения и модификации, которые соответствуют сущности и объему настоящего изобретения, как определено в пунктах формулы.