Устройство для безыгольных инъекций

Авторы патента:

Предлагаемая полезная модель относится к безыгольному инъектору, посредством которого доза лекарственного средства разгоняется до скорости, достаточной для пробивания кожного покрова человека, растения или животного, проходящего курс лечения, в результате чего лекарственное средство вводится в ткани объекта. Полезная модель позволяет повысить безопасность и снизить стоимость, износ и негативное влияние на окружающую среду безыгольного инъектора. Это достигается тем, что в качестве толкателя для лекарственного препарата используется детонация газовой смеси водорода с кислородом либо воздухом при повышенном начальном давлении, при этом детонационная волна действует на лекарственный препарат через упругую промежуточную мембрану.

Безыгольные инъекторы применяют в качестве альтернативы инъекторам игольного типа, предназначенным для введения в ткани тела лекарств, вакцин, средств местной анестезии и других жидкостей. Лекарственное средство выпускается с высокой скоростью в виде струи, которая сначала пробивает кожный покров, а затем проникает в ткани тела пациента. Другим вариантом является прижатие выходного сопла к кожному покрову и подача лекарственного средства под очень высоким давлением через кожный покров.

Такие инъекторы обладают рядом преимуществ: так как отверстие от струи меньше, чем от иглы, пациент испытывает меньшую боль, чем при подкожных вливаниях, осуществляемых инъекторами игольного типа; количество лекарственного средства, попадающего в капилляры, часто повышается, поскольку распределение лекарственного средства в тканях тела является более широким, чем достигаемое с помощью игольного инъектора, который вносит лекарственное средство в виде шарика у кончика иглы; меньше вероятность заражения другого пациента; легче делать инъекцию животным, со стороны которых часто отсутствует сотрудничество, поскольку отсутствует риск поломки или изгиба иглы, а инъекция осуществляется быстрее, чем игольным инъектором; отсутствует проблема удаления игл; уменьшен риск так называемой колотой травмы.

Управляемые вручную инъекторы развивают давление в лекарственном средстве около 100 бар. В процессе работы выходное сопловое отверстие помещают на небольшое расстояние (около 10 мм) от кожного покрова и струя с высокой скоростью ударяет и затем пробивает кожный покров (режим свободной струи). Принцип действия основан на использовании части кинетической энергии для пробивания кожного покрова, потому что если форсунку плотно прижать (контактный режим) и привести инъектор в действие, давление жидкости возрастет, но кинетической энергией она обладать не будет и не сможет пробить кожу.

Инъекторы с приводом развивают более высокое давление - обычно 600 бар и более, которое является достаточным, чтобы пробить кожный покров, даже если выходное сопловое отверстие плотно прижато к коже (контактный режим). Основной задачей всех этих устройств является воздействие лекарственным средством с силой, достаточно большой, чтобы пробить кожный покров, но при этом значение имеет не столько номинальное рабочее давление, сколько скорость возрастания силы, и немногие известные инъекторы могут обеспечить достижение достаточно большой скорости роста давления для надежных и стабильных инъекций.

Чтобы получить необходимое для инъекции давление в известных устройствах обычно применяются пружинный поршневой, пневматический нагнетатель, либо порошкообразные взрывчатые вещества (см. патент RU 2241412, кл. A61D - 75/00, А61М 5/30, патент RU 2237496, кл. А61М 5/30).

Недостатком устройств-аналогов является то, что пружинные поршневые и пневматические нагнетатели обеспечивают малую скорость роста давления и имеют малый ресурс работы. Применение и хранение порошкообразных взрывчатых веществ ограничено нормами пожаровзрывобезопасности работ, а также в процессе работы выделяются токсичные и канцерогенные продукты горения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство по патенту RU 2237496, кл. А61М 5/30 под названием «БЕЗЫГОЛЬНЫЙ ШПРИЦ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО ЗАРЯДА» (прототип). В качестве нагнетателя в нем используется пиротехнический газовый генератор на основе пиротехнического заряда. Недостатками прототипа является, то что:

1. Применение и хранение порошкообразных взрывчатых веществ ограничено нормами пожаровзрывобезопасности работ.

2. В процессе работы выделяются токсичные и канцерогенные продукты горения.

3. Устройство после однократного применения требует технически сложной процедуры перезарядки пиротехнического газового генератора.

Предлагаемая полезная модель решает тех. задачу снижения требований пожаровзрывобезопасности, устранения токсичных и канцерогенных выбросов и перезарядки за счет того, что нагнетатель выполнен в виде газового генератора, перепад давления в котором создается за счет детонации газовой смеси водорода с кислородом либо воздухом при повышенном начальном давлении.

Поставленная техническая задача решается тем, что нагнетатель выполнен в виде газового генератора, перепад давления в котором создается за счет детонации газовой смеси водорода с кислородом либо воздухом при повышенном начальном давлении.

Детонация водородо-кислородной и водородо-воздушной смесей характеризуется тем, что бегущая детонационная волна обеспечивает увеличение давления в 20 раз по сравнению с начальным и скорость нарастания давления свыше 600 атм/мкс в условиях указанного процесса.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, состоит в снижении требований пожаровзрывобезопасности, устранении токсичных и канцерогенных выбросов и упрощении процедуры перезарядки.

Сущность предложенной полезной модели поясняется схемой, показанной на фиг.1. Устройство для безыгольных инъекций состоит из детонационной камеры 1, инициатора детонации 2 и упругой мембраны 3.

Работа устройства для безыгольных инъекций происходит следующим образом:

Детонационная камера 1 наполняется водородом и кислородом либо воздухом до необходимого давления. Инициатор детонации 2 создает детонационную волну. Детонационная волна толкает упругую мембрану 3. Мембрана ускоряет навеску препарата 4. Пары воды, образовавшиеся в процессе детонации выпускаются через выхлопное отверстие. После этого цикл работы устройства повторяется.

Использование предложенного устройства приводит к следующему:

1. Препарат доставляется в ткани живого организма на требуемую глубину.

2. Исключается возможность образования токсичных и канцерогенных выбросов.

3. Обеспечивается возможность длительной бесперебойной работы устройства при различных навесках препарата в широком диапазоне глубин проникновения в ткани.

Безыгольный инъектор, имеющий в своем составе исполнительный блок, устройство для дозировки препарата и упругую разделительную мембрану, приводящую струю препарата в движение, отличающийся тем, что исполнительный блок включает в себя газогенератор, содержащий смесь газов водорода и кислорода либо воздуха при повышенном начальном давлении и узел инициирования детонации.