本發(fā)明涉及一種用于泵送體液的可植入泵裝置,其具有帶有活塞底部的沿沖程軸線可沖程運動的活塞、沿沖程軸線與活塞底部相對而置的壁部,并且具有包圍在活塞底部和壁部之間的泵容積,該泵容積形成在入口和出口之間延伸的液體路徑的區(qū)段,其中,活塞的沖程運動引起泵容積的變化,并且因此引起體液在入口和出口之間的泵輸送。
背景技術:
1、這種可植入泵裝置例如從us?9,731,101?b2中已知。已知的可植入泵裝置被設立用于將腦脊液(csf)從大腦的腦室中泵出到患者的身體的適合用于容納液體的其他空腔中。為此目的,將已知的可植入泵裝置例如植入到腹膜和/或心房中,并且借助于適合于此的導管在入口側與心室且在出口側與所述空腔流體導引地連接。已知的可植入泵裝置根據柱塞原理工作并且可以尤其被設計為蠕動泵、螺桿泵、膜片泵或活塞泵?;钊猛ǔ>哂锌蓜拥幕钊?、壁部以及包圍在活塞的活塞底部和壁部之間的泵容積?;钊鄬τ诒诓靠删€性沖程運動。已知地,活塞的沖程運動導致泵容積的變化,其伴隨著入口和出口之間的泵輸送。在通常的活塞泵中,壁部被設計為氣缸。在沖程運動中,活塞帶摩擦地在氣缸的內部中(更準確地:沿其氣缸內壁部)滑動。為了在活塞和氣缸內壁部之間進行密封,通常使用滑動可動地貼靠在氣缸內壁部處的活塞密封環(huán)。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的任務是提供一種開頭提到的類型的可植入泵裝置,其提供相對于現(xiàn)有技術的優(yōu)點。
2、該任務通過以下方式解決,即,活塞具有形狀穩(wěn)定的盤區(qū)段和彈性環(huán)形領區(qū)段,該盤區(qū)段的下側形成活塞底部,其中,環(huán)形領區(qū)段從盤區(qū)段徑向突出,在其內周部處牢固且流體密封地與盤區(qū)段的外周部連接,并且在其外周部處牢固且流體密封地與壁部連接,由此形狀穩(wěn)定的盤區(qū)段借助于彈性環(huán)形領區(qū)段相對于壁部可沖程運動地支撐在所述壁部處并且流體密封地與所述壁部連接。通過根據本發(fā)明的解決方案實現(xiàn)簡單的結構和特別穩(wěn)固的功能。伴隨于此,可以增加可植入泵裝置的使用壽命并降低其故障風險。這導致改善的患者安全性。此外,簡單的結構允許成本降低的生產以及簡化的裝配。上述優(yōu)點通過根據本發(fā)明的活塞的設計及其與壁部的共同作用來實現(xiàn)。根據本發(fā)明的活塞的結構一方面設置形狀穩(wěn)定的盤區(qū)段,并且另一方面設置彈性環(huán)形領區(qū)段。盤區(qū)段主要用作根據柱塞原理工作的可植入泵裝置的柱塞元件。尤其為此目的,盤區(qū)段是形狀穩(wěn)定的。形狀穩(wěn)定性允許傳遞為泵送體液所需的力。環(huán)形領區(qū)段主要用于盤區(qū)段在壁部處的流體密封的密封和可沖程運動的支撐。因此,環(huán)形領區(qū)段獲得特別有利的多重功能。這顯著有助于可植入泵裝置的簡化結構和穩(wěn)固功能。為了將盤區(qū)段支撐在壁部處,環(huán)形領區(qū)段一方面牢固地與盤區(qū)段連接,并且另一方面牢固地與壁部連接。為了盡管分別牢固的連接仍實現(xiàn)活塞的所需的沖程運動,環(huán)形領區(qū)段彈性地構造。因此,環(huán)形領區(qū)段在活塞的沖程運動期間彈性變形。由于環(huán)形領區(qū)段一方面在其內周部處和另一方面在其外周部處的牢固連接,在所述部位處不發(fā)生對于盤區(qū)段或壁部的相對運動。由此避免摩擦損失。為了密封包圍在盤區(qū)段的下側和壁部之間的可變泵容積,上述牢固連接一方面在環(huán)形領區(qū)段的內周部和盤區(qū)段的外周部之間,并且另一方面在環(huán)形領區(qū)段的外周部和壁部之間此外流體密封地構造。由此尤其可以省去單獨的密封元件。牢固且流體密封的連接分別可以被設計為材料配合、形狀配合和/或力配合的連接或者借助于一件式連續(xù)制造來構造。盤區(qū)段的形狀穩(wěn)定特性和環(huán)形領區(qū)段的彈性和/或形狀屈服特性分別經由壁厚的相應的尺寸設計和/或材料選擇來實現(xiàn)。優(yōu)選地,與環(huán)形領區(qū)段相比,盤區(qū)段是厚壁的。優(yōu)選地,與盤區(qū)段相比,環(huán)形領區(qū)段是薄壁的。優(yōu)選地,壁厚之間的差為至少一個數量級、特別優(yōu)選地至少兩個數量級。進一步優(yōu)選地,環(huán)形領區(qū)段的內周部和外周部之間的徑向延伸是環(huán)形領區(qū)段的壁厚的至少3倍、優(yōu)選地至少5倍、特別優(yōu)選地至少10倍。在優(yōu)選設計方案中,環(huán)形領區(qū)段的徑向延伸為2mm至6mm、特別優(yōu)選地3mm。在優(yōu)選設計方案中,盤區(qū)段具有14mm至20mm、特別優(yōu)選地16mm的直徑??芍踩氡醚b置的流體路徑在一端具有入口,并且在另一端具有出口。泵容積形成液體路徑的區(qū)段并且在體液的輸送方向上布置在入口和出口之間。入口和出口經由泵容積彼此流體連接。在一種設計方案中,用于控制泵輸送的控制元件布置在液體路徑中,其優(yōu)選地設計為止回閥。在另一種設計方案中,可植入泵裝置不具有這樣的控制元件。取而代之,相應的控制元件例如遠離可植入泵裝置前置于入口和/或后置于出口,優(yōu)選地在與可植入泵裝置可連接的流體管線系統(tǒng)等中。在一種設計方案中,可植入泵裝置具有與活塞有效連接的致動器以驅動沖程運動。致動器優(yōu)選地傳遞力和/或傳遞運動地與活塞、尤其盤元件有效連接。有效連接可以機械地和/或流體地構造。原則上此外可設想磁性有效連接。在另一種設計方案中,可植入泵裝置不具有這樣的致動器,其中,致動器可以取而代之例如作為單獨的驅動裝置的組成部分與可植入泵裝置可連接。
3、根據本發(fā)明的可植入泵裝置特別有利地適合用于泵送體液、尤其腦脊液。當然,根據本發(fā)明的解決方案同樣適合用于泵送醫(yī)用液體。
4、在本發(fā)明的設計方案中,盤區(qū)段和環(huán)形領區(qū)段一件式地彼此連續(xù)地構造。由于一件式構造,環(huán)形領區(qū)段在其內周部處牢固且流體密封地與盤區(qū)段的外周部連續(xù),并且反之亦然。因此,可以省去單獨的接合連接。這導致進一步簡化的結構并進一步改善穩(wěn)固性。在本發(fā)明的該設計方案中,活塞可以例如制造為車削件、鑄造件或改型件。備選地,增材制造是可設想的。
5、在本發(fā)明的另外的設計方案中,盤區(qū)段和環(huán)形領區(qū)段分別由金屬、優(yōu)選地由鈦制造。發(fā)明人已經認識到由此可以實現(xiàn)特別的優(yōu)點。一方面,由金屬、優(yōu)選地由鈦的制造導致生物相容特性。另一方面,產生在制造技術上的優(yōu)點。這適用于盤區(qū)段和環(huán)形領區(qū)段的多部件和一件式連續(xù)制造。優(yōu)選地,壁部也由金屬、優(yōu)選地由鈦制造。與環(huán)形領區(qū)段的金屬制造相結合,尤其產生在制造技術上的優(yōu)點。例如,由此環(huán)形領區(qū)段的外周部和壁部之間的連接可以利用簡單的手段可靠地牢固且流體密封地構造。
6、在本發(fā)明的另外的設計方案中,環(huán)形領區(qū)段的外周部借助于材料配合的接合連接牢固且流體密封地與壁部接合在一起。在一種設計方案中,材料配合的接合連接是粘合連接。在另一種設計方案中,設置有焊接連接。通過本發(fā)明的該設計方案產生另外的在制造技術上的優(yōu)點。此外,進一步簡化可植入泵裝置的結構,因為可以省去用于將環(huán)形領區(qū)段的外周部與壁部連接的單獨的連接器件。
7、在本發(fā)明的另外的設計方案中,材料配合的接合連接是優(yōu)選地在沒有焊接添加物的情況下制造的焊接連接。在這種情況下,環(huán)形領區(qū)段和壁部優(yōu)選地分別由金屬或可焊接塑料制造。與例如粘合連接相比,焊接連接提供改善的生物相容特性。如果焊接連接在沒有焊接添加物的情況下制造,則這尤其如此。在這種情況下,焊接連接例如是激光焊接、摩擦焊接或電阻焊接。
8、在本發(fā)明的另外的設計方案中,環(huán)形領區(qū)段的壁厚和/或造型如此構造,使得環(huán)形領區(qū)段的由沖程引起的彈性變形引起與沖程運動相反的彈簧力,其中,彈簧力引起或至少支持活塞的完全復位。因此,在該設計方案中,環(huán)形領區(qū)段附加地用作一種用于復位活塞的彈簧元件。由此可以省去用于復位活塞的單獨結構元件。至少這些構件可以不太大地設計尺寸。換句話說,在該設計方案中,環(huán)形領區(qū)段優(yōu)選地用作一種碟形彈簧。
9、在本發(fā)明的另外的設計方案中,環(huán)形領區(qū)段具有平坦造型。因此,環(huán)形領區(qū)段在徑向方向上和/或在周向方向上平坦地延伸。這樣的平坦設計支持簡單制造。此外,通過平坦的造型簡化環(huán)形領區(qū)段的外周部和壁部之間的牢固且流體密封的連接的建立。
10、在本發(fā)明的另外的設計方案中,環(huán)形領區(qū)段具有波狀造型。波形狀在徑向方向上和/或在環(huán)形領區(qū)段的周向方向上構造。環(huán)形領區(qū)段優(yōu)選地具有多個徑向波。換句話說,環(huán)形領區(qū)段在其徑向延伸上設有多個波,所述波在周向方向上連續(xù)地延伸。發(fā)明人已經認識到,波狀造型尤其支持環(huán)形領區(qū)段的符合要求的彈性變形。這支持與環(huán)形領區(qū)段連接的盤區(qū)段的平順且因此充分支撐和/或引導的上下運動。
11、在本發(fā)明的另外的設計方案中,壁部具有另外的彈性環(huán)形領區(qū)段,該另外的彈性環(huán)形領區(qū)段的外周部牢固且流體密封地與活塞的彈性環(huán)形領區(qū)段的外周部連接。該另外的環(huán)形領區(qū)段改善了活塞的環(huán)形領區(qū)段的變形行為。改善的變形行為伴隨著盤區(qū)段的特別平順的可沖程運動性。這支持可植入泵裝置的特別能量高效的運行。優(yōu)選地,另外的環(huán)形領區(qū)段從壁部的與盤區(qū)段相對而置的中心區(qū)段徑向向外突出。在本發(fā)明的該設計方案中,泵容積優(yōu)選地包圍在盤區(qū)段的下側和所述中心區(qū)段之間。盤元件的環(huán)形領區(qū)段和壁部的另外的環(huán)形領區(qū)段在它們的外周部處相疊放置,并且在那里牢固地且流體密封地彼此連接。為此,材料配合、形狀配合和/或力配合的連接是可考慮的。優(yōu)選的是焊接連接。
12、在本發(fā)明的另外的設計方案中,活塞的環(huán)形領區(qū)段和壁部的另外的環(huán)形領區(qū)段關于泵容積的徑向中心縱向平面鏡像對稱地布置和/或構造。一方面,所述鏡像對稱可以提供在制造技術上的優(yōu)點。另一方面,產生兩個環(huán)形領區(qū)段的特別有利的彈性變形行為和因此盤區(qū)段的特別符合要求的可沖程運動性。
13、在本發(fā)明的另外的設計方案中,液體路徑具有第一止回閥和第二止回閥,該第一止回閥布置在入口和泵容積之間,該第二止回閥布置在泵容積和出口之間并且與第一止回閥相反地打開和關閉。第一止回閥也可稱為入口閥。第二止回閥也可稱為出口閥。由結構形式決定地,兩個止回閥實現(xiàn)可植入泵裝置的特別簡單的結構。此外,可以實現(xiàn)體液的泵輸送的特別穩(wěn)健的且因此不易受到干擾的控制。在另外的設計方案中,代替止回閥設置電子控制閥等。
14、在本發(fā)明的另外的設計方案中,第一止回閥和/或第二止回閥集成到壁部中。由此產生不同的結構優(yōu)點。一方面,與集成到活塞中相比,原則上可以設想實現(xiàn)振蕩質量的減少。另一方面,可以更好地利用現(xiàn)有的結構空間。這實現(xiàn)可植入泵裝置的特別緊湊的結構形狀。
15、本發(fā)明所基于的任務還通過以下方式解決,即,液體路徑的在入口和泵容積之間延伸的區(qū)段鄰接到活塞的活塞背側處,該活塞背側沿沖程軸線與活塞底部相對而置,由此活塞背側被壓力加載以體液的入口側壓力。通過根據本發(fā)明的解決方案實現(xiàn)利用極其簡單的手段來補償壓力波動。在從現(xiàn)有技術已知的解決方案中,活塞背側以通常的方式相對于占主導的環(huán)境壓力被封裝。因此,環(huán)境壓力的波動作用到患者的體液上,并且從那里僅作用于活塞底部。在從現(xiàn)有技術已知的可植入泵裝置中,這可能導致活塞的沖程運動的增加的力需求。伴隨于此,產生增加的能量消耗,其由于各種原因是不利的。在根據本發(fā)明的解決方案中,體液的入口側壓力(并且因此間接地環(huán)境壓力)作用于活塞背側。因此,為了泵送體液,僅必須克服泵容積和出口之間占主導的壓差。這導致相對平順的沖程運動并且實現(xiàn)可植入泵裝置的特別能量高效的運行。如果可植入泵裝置根據前述設計方案中的一個實施,則活塞背側是形狀穩(wěn)定的盤區(qū)段的沿沖程軸線與下側相對而置的上側。液體路徑的鄰接到活塞背側和/或盤區(qū)段的上側處的區(qū)段也可稱為補償室。在可植入泵裝置的運行中,體液從入口出發(fā)流過補償室,從那里流入泵容積中,并且從該泵容積進一步在出口的方向上進行輸送。換句話說,在可植入泵裝置的運行中,補償室始終由體液穿流。由此避免停滯液體和伴隨于此的缺點。尤其,抵消活塞背側處的積聚以及產生的成核或其他損害健康的現(xiàn)象。
16、在本發(fā)明的另外的設計方案中,可植入泵裝置具有殼體,該殼體具有第一內部空間和第二內部空間,活塞、壁部和液體路徑布置在該第一內部空間中,該第二內部空間相對于環(huán)境和第一內部空間流體密封地密封并且設立用于容納泵裝置的另外的部件。另外的部件可以是例如用于驅動活塞的沖程運動的致動器和/或用于控制致動器的控制設備。
17、本發(fā)明還涉及一種可植入裝置,其具有根據前述權利要求中任一項所述的泵裝置。在一種設計方案中,可植入裝置是用于在腦微透析中使用的透析裝置,其中,泵裝置被設立用于泵送腦脊液。在另一種設計方案中,可植入裝置用于疼痛治療和/或處理痙攣。