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Title:
INJECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/081009
Kind Code:
A2
Abstract:
An injection device for the needle-less injection of a medium into human or animal tissue, injects the medium for injection in several serial pressurised jets. A chamber (18), containing the injection medium is reduced incrementally. The injection device comprises a base station (1) and a manual device (3) connected to said base station (1).

Inventors:
MATUCHA STEFAN (CH)
Application Number:
PCT/DE2002/001216
Publication Date:
October 17, 2002
Filing Date:
April 04, 2002
Export Citation:
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Assignee:
ROESCH AG MEDIZINTECHNIK (DE)
MATUCHA STEFAN (CH)
International Classes:
A61M5/30; A61M5/20; A61M5/24; A61M5/315; (IPC1-7): A61M5/00
Foreign References:
EP0347190A11989-12-20
US5116313A1992-05-26
US3189029A1965-06-15
US3424154A1969-01-28
Attorney, Agent or Firm:
K�rner, Volkmar (Frankfurter Strasse 34 Bad Nauheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Injektionseinrichtung zur Injektion eines Mediums in Gewebe eines Menschen oder eines Tieres mit einer Kammer zur Aufnahme des zu injizierenden Mediums, mit einem Handgerät, welches eine mit der Kammer verbundenen und zum Aufsetzen auf die Haut vorgesehene Öffnung aufweist, mit einer eine Hydraulikeinrichtung und/oder eine Pneuma- tikeinrichtung zur Verkleinerung des Volumens der Kammer und zur Erzeugung eines aus der Öffnung austretenden Druckstrahls des zu injizierenden Mediums aufweisenden Station, wobei die Station mit dem Handgerät über eine Kräfte der Pneumatikeinrichtung und/oder der Hydraulik- einrichtung übertragenden Leitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung (25) mit der Hydraulikeinrichtung (5,105) und/oder der Pneu- matikeinrichtung (4,104) verbunden ist und dass die elektronische Steuerung (25) zur Ansteuerung der Hydrau- likeinrichtung (5,105) und/oder der Pneumatikeinrichtung (4,104) in vorgesehenen Teilschritten zur Erzeugung von mehreren einzelnen, aufeinanderfolgenden Druckstahlen ausgebildet ist.
2. Injektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung (5,105) und/oder die Pneumatikeinrichtung (4,104) zur Förderung einer für einen einzelnen Druckstrahl vorgesehenen Menge an dem zu injizierenden Medium in die Kammer (18) ausgebildet sind/ist.
3. Injektionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung (5,105) ein das Volumen der Kammer (18) mittelbar oder unmittel- bar begrenzendes Kraftübertragungselement (22) aufweist und dass ein verstellbarer Anschlag (14) zur Begrenzung des Weges eines Geberkolbens (12) eines Geberzylinders (10) der Hydraulikeinrichtung (5,105) ausgebildet ist.
4. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (22) einen Nehmerkolben (23) eines Nehmerzylinders (17) und einen in die Kammer (18) hineinragenden Kolben (21) hat oder an einem das Volumen der Kammer (18) begrenzenden Kolben (21) anliegt.
5. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Kammer (18) hineinragende Kolben (21) einen kleineren Durchmesser aufweist als der Nehmerkolben (23) der Hy- draulikeinrichtung (5).
6. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kam- mer (18) zur Aufnahme des zu injizierenden Mediums in einem über eine Hydraulikleitung (2,102) mit dem Geber- zylinder (10) der Hydraulikeinrichtung (5,105) verbunde- nen Handgerät (3) angeordnet ist.
7. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kam- mer (18) über einen Kanal (33) mit der am freien Ende des Handgeräts (3) angeordneten Öffnung (19) verbunden ist.
8. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ge- berkolben (12) der Hydraulikeinrichtung (5,105) mit ei- nem Nehmerkolben (11) der Pneumatikeinrichtung (4) ver- bunden ist und dass der Durchmesser des Nehmerkolbens (11) der Pneumatikeinrichtung (4) größer ist als der Durchmesser des Geberkolbens (12) der Hydraulikeinrich- tung (5,105).
9. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hy- draulikventil (15) mit der Hydraulikleitung (2,102) und mit einem Vorratsbehälter (16) für Hydraulikfluid verbun- den ist.
10. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikventil (15) zur wechselnden Verbindung des Hand- gerätes (3) oder des Vorratsbehälters (16) mit dem Geber- zylinder (10) ausgebildet ist.
11. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerkolben (11) der Pneumatikeinrichtung (4) mittels eines Pneumatikventils (8) in beide Bewegungsrichtungen mit Druck beaufschlagbar ist.
12. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerkolben (11) der Pneumatikeinrichtung (104) in eine Richtung vorgespannt und mittels eines Pneumatikventils (108) in anderer Richtung mit Druck beaufschlagbar ist.
13. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zu der Öffnung (19) führenden Kanal (33) ein Rück- schlagventil (32) angeordnet ist.
14. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät (3) einen Grundkörper (27) zum Anschluss der Hydraulikleitung (2) und einen mit dem Grundkörper (27) lösbar verbindbaren Kopf (28) mit der Öffnung (19) hat.
15. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (28) einen Dorn (31) zum Durchstoßen einer Schutz- hülle (Gummiverschluss 30) einer das zu injizierende Me- dium enthaltenden Ampulle (29) hat.
16. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (31) eine mit der Öffnung (19) verbundene Hohlnadel ist.
17. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung (5,105) oder die Pneumatikeinrich- tung (4,104) eine Drossel zur Regelung der Geschwindig- keit der Verkleinerung der Kammer (18) aufweist.
18. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikventil (15,115), das Pneumatikventil (8,108), der Vorratsbehälter (16) und der Geberzylinder (10) der Hydraulikeinrichtung (5,105) mit dem Nehmerzylinder (7) der Pneumatikeinrichtung (4,104) in einer Bodenstation (1, 101) angeordnet sind.
19. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät (3) einen Schalter (20) zum Ansteuern des Pneu- matikventils (8,108) und/oder des Hydraulikventils (15, 115) hat.
20. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (25) zur Erfassung der Stellung des Schalters (20) und zur Ansteuerung des Pneumatikven- tils (8,108) und/oder des Hydraulikventils (15,115) in der Bodenstation (1, 101) angeordnet ist.
21. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (25) mit einem Eingabefeld (26) zur Eingabe des vorgesehenen Drucks in der Hydraulikein- richtung (5,105) und/oder der Stellung des Anschlags (14) verbunden ist.
22. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikventil (8,108) eine von den Signalen der elek- tronischen Steuerung abhängige Druckkennlinie hat.
23. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein über ein Gewinde verstellbares Stellelement (Stellring 36) zur Verstellung des Anschlags (14).
24. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von der elektronischen Steuerung (25) angesteuerten Schrittmotor (13) zur Verstellung des Anschlags (14).
25. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorratsbehälter (116) für Hydraulikfluid über eine mit der elektronischen Steuerung (25) verbundene Dosierein- richtung (140) an den übrigen Bereichen der Hydraulikein- richtung (105) angeschlossen ist.
26. Injektionseinrichtung nach zumindest einem der vor- hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (140) eine von einem Schrittmotor (141) angesteuerte Dosierpumpe (142) aufweist.
Description:
Beschreibung Injektionseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Injektionseinrichtung zur Injektion eines Mediums in Gewebe eines Menschen oder eines Tieres mit einer Kammer zur Aufnahme des zu inji- zierenden Mediums, mit einem Handgerät, welches eine mit der Kammer verbundenen und zum Aufsetzen auf die Haut vorgesehene Öffnung aufweist, mit einer eine Hydraulik- einrichtung und/oder eine Pneumatikeinrichtung zur Ver- kleinerung des Volumens der Kammer und zur Erzeugung ei- nes aus der Öffnung austretenden Druckstrahls des zu in- jizierenden Mediums aufweisenden Station, wobei die Sta- tion mit dem Handgerät über eine Kräfte der Pneumatikein- richtung und/oder der Hydraulikeinrichtung übertragenden Leitung verbunden ist.

Eine solche Injektionseinrichtung ist beispielsweise aus der US 3,424,154 bekannt. Hierbei ist die Hydraulikein- richtung an einem Druckluftnetz angeschlossen und mit dem Handgerät verbunden. Die Hydraulikeinrichtung dient damit zur Übertragung von Kräften auf die Kammer, um das zu injizierende Medium aus der Öffnung auszustoßen. Die Hy- draulikeinrichtung weist dabei eine Drossel zur Regelung der Intensität des Hochdruckstrahls auf. Durch diese be- kannte Injektionseinrichtung lassen sich besonders ein- fach verschiedene Arzneimittel oder Anästhetika ohne Ein- satz einer Nadel in das Gewebe injizieren. Nachteilig ist jedoch, dass die Injektionseinrichtung für jede Verabrei- chung des Arzneimittels oder des Anästhetikums erneut nachgefüllt werden muss. Dies führt insbesondere bei der Verabreichung von mehreren kleinen Mengen Anästhetikums im Mundbereich zu einer zeitaufwändigen Verabreichung der gesamten zu injizierenden Menge. Weiterhin ist die Steue- rung der Injektion durch den Hochdruckstrahl nur unzurei- chend, da in Abhängigkeit von den Personen und dem örtli- chen Gewebe eine unterschiedliche Anzahl von Injektionen und unterschiedliche Mengen für jede Injektion erforder- lich sind.

Die US 4,059,107 zeigt ein an eine Hydraulikeinrichtung anschließbares Handstück mit einem Vorratsbehälter für ein Arzneimittel und einem von der Hydraulikeinrichtung gegen die Kraft einer Feder bewegbaren Kolben. Bei einer Ansteuerung der Hydraulikeinrichtung wird der Kolben ge- gen die Kraft der Feder bewegt und das Arzneimittel aus dem Vorratsbehälter in die Kammer umgefüllt. Ein Rück- schlagventil verhindert, dass das Hydraulikfluid zurück- strömt. Beim Auslösen der Injektion lässt sich ein Ventil ansteuern und das Hydraulikfluid ablassen. Hierdurch wir ein die Kammer begrenzender Kolben von der Kraft der Fe- der in die Kammer hineingedrückt, so dass das zu injizie- rende Medium aus der Öffnung als Hochdruckstrahl ausge- stoßen wird. Hierdurch wird ein abwechselndes Laden und Ausstoßens des zu injizierenden Mediums ermöglicht. Nach- teilig ist jedoch, dass die Handhabung der Injektionsein- richtung sehr unkomfortabel ist. Insbesondere lässt sich die Kammer jeweils nur vollständig auffüllen oder entlee- ren. Die Injektion wird in zwei Stufen mit unterschiedli- cher Intensität durchgeführt. Ein Versetzen der Injekti- onseinrichtung zwischen den einzelnen Stufen der Injekti- on auf eine andere Stelle des Gewebes ist mit dieser In- jektionseinrichtung nicht möglich. Die Injektionseinrich- tung kann zudem nicht auf die vorgesehenen Anzahlen der Injektionen und unterschiedlichen Mengen eingestellt wer- den.

Bei einer Injektionseinrichtung nach der WO 98/15307 ist die Kammer von einem Kolben begrenzt. Ein von einer Feder in Richtung des Kolbens vorgespanntes Druckstück wird von einem von Hand betätigbaren Auslöser gehalten. Bei einem Druck auf den Auslöser wird das Druckstück von der Kraft der Feder gegen den Kolben bewegt und die Kammer verklei- nert. Bei auf die Haut aufgesetzter Öffnung gelangt das zu injizierende Medium als Druckstrahl in das subkutane Gewebe des Menschen oder des Tieres. Bei mehreren Injek- tionen muss diese Injektionseinrichtung jedoch jeweils mit der vorgesehenen Menge des zu injizierenden Mediums aufgeladen und gespannt werden.

Man könnte daran denken, die Kammer mit mehreren Anschlä- gen für einen die Kammer verkleinernden Kolben zu verse- hen. Hierdurch ließe sich das zu injizierende Medium in der Positionierung und der Anzahl der Anschläge entspre- chenden Teilstrahlen aus der Öffnung ausstoßen. Ebenfalls könnte ein verstellbarer Anschlag in der Kammer vorgese- hen werden, der sich nach jeder Injektion verstellen lie- ße. Dies führt jedoch zu einer aufwändigen Einstellung der zu injizierenden Teilstrahlen und zudem zu einem gro- ßen die Kammer aufweisenden Bauteil.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Injekti- onseinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestal- ten, dass mit ihr mehrere Teilinjektionen des zu injizie- renden Mediums an unterschiedlichen Stellen des Gewebes besonders komfortabel durchgeführt werden können.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine elektronische Steuerung mit der Hydraulikeinrichtung und/oder der Pneumatikeinrichtung verbunden ist und dass die elektronische Steuerung zur Ansteuerung der Hydrau- likeinrichtung und/oder der Pneumatikeinrichtung in vor- gesehenen Teilschritten zur Erzeugung von mehreren ein- zelnen, aufeinanderfolgenden Druckstahlen ausgebildet ist.

Durch diese Gestaltung lässt sich die Anzahl und die Men- ge der einzelnen Teilinjektionen einfach einstellen. Nach jeder Injektion lässt sich die Kammer mit der Öffnung auf eine andere Stelle des Gewebes aufsetzen und damit bei- spielsweise in der Zahnmedizin ein vorgesehener Bereich des Gewebes mit einem Anästhetikum betäuben. Hierdurch lässt sich die vorgesehene, aus mehreren Teilmengen zu- sammengesetzte Menge des zu injizierenden Mediums beson- ders komfortabel verabreichen. Insbesondere führt eine Anästhesie in der Zahnmedizin dank der Erfindung zu einem besonders geringen Zeitaufwand. Da die elektronische Steuerung auf die Hydraulikeinrichtung oder die Pneuma- tikeinrichtung einwirkt, lässt sich das die Kammer und die Öffnung aufweisende Bauteil besonders kompakt und handlich gestalten.

Die Befüllung der Kammer mit der einem Teilschritt ent- sprechenden Menge an zu injizierendem Medium erfordert gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen konstruktiven Aufwand, wenn die Hydraulikeinrichtung und/oder die Pneumatikeinrichtung zur Förderung einer für einen einzelnen Druckstrahl vor- gesehenen Menge an dem zu injizierenden Medium in die Kammer ausgebildet sind/ist. Hierdurch wirkt die elektro- nische Steuerung auf die Hydraulikeinrichtung oder Pneu- matikeinrichtung zum Laden der Kammer und anschließendem Ausstoßen des zu injizierenden Mediums durch die Öffnung der Kammer. Dieser Vorgang kann entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Teilschritte wiederholt werden. Zudem lässt sich die Menge des bei jedem Teilschritt aus der Öffnung auszustoßenden Mediums über die elektronische Steuerung einstellen.

Die Teilschritte, in denen die Kammer durch die Hydrauli- keinrichtung verkleinert wird, lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beson- ders exakt einstellen, wenn die Hydraulikeinrichtung ein das Volumen der Kammer mittelbar oder unmittelbar begren- zendes Kraftübertragungselement aufweist und wenn ein verstellbarer Anschlag zur Begrenzung des Weges eines Geberkolbens eines Geberzylinders der Hydraulikeinrich- tung ausgebildet ist. Durch diese Gestaltung lässt sich der erzeugte Druckstrahl unmittelbar stoppen, wenn die Bewegung des Geberkolbens von dem Anschlag begrenzt wird.

Das Kraftübertragungselement gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kon- struktiv besonders einfach, wenn das Kraftübertragungs- element einen Nehmerkolben eines Nehmerzylinders und ei- nen in die Kammer hineinragenden Kolben hat oder an einem das Volumen der Kammer begrenzenden Kolben anliegt.

Ein hoher Druck in der Hydraulikeinrichtung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung einfach vermeiden, wenn der in die Kammer hinein- ragende Kolben einen kleineren Durchmesser aufweist als der Nehmerkolben der Hydraulikeinrichtung.

Die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung lässt sich besonders handlich bedienen, wenn die Kammer zur Aufnahme des zu injizierenden Mediums in einem über eine Hydrau- likleitung mit dem Geberzylinder der Hydraulikeinrichtung verbundenen Handgerät angeordnet ist.

Die Kammer könnte beispielsweise wie bei der bekannten Injektionseinrichtung die Öffnung aufweisen und bei- spielsweise mit dem Handgerät verbunden werden. Hierdurch ließen sich die Ampullen der bekannten Injektionseinrich- tung weiterverwenden. Das Handgerät kann jedoch mit han- delsüblichen und damit kostengünstigen Standardampullen für Injektionseinrichtungen mit Nadel betrieben werden, wenn die Kammer über einen Kanal mit der am freien Ende des Handgeräts angeordneten Öffnung verbunden ist. Wei- terhin kann der Kanal abgewinkelt sein, so dass sich auch schwer zugängliche Stellen im Mundbereich erreichen las- sen.

Die Hydraulikeinrichtung könnte beispielsweise einen Druckspeicher und eine elektrisch betriebene Hydraulik- pumpe zur Füllung des Druckspeichers aufweisen. Die er- findungsgemäße Injektionseinrichtung gestaltet sich je- doch besonders kostengünstig, wenn ein Geberkolben der Hydraulikeinrichtung mit einem Nehmerkolben der Pneuma- tikeinrichtung verbunden ist und wenn der Durchmesser des Nehmerkolbens der Pneumatikeinrichtung größer ist als der Durchmesser des Geberkolbens der Hydraulikeinrichtung.

Hierdurch lässt sich über einen an einem Zahnarztstuhl ohnehin vorhandenen Druckluftanschluss mit einem niedri- gen Druck ein vorgesehener hoher Druck in der Hydraulik- einrichtung einfach erzeugen.

Nach jeder Injektion lässt sich gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung der Geberkolben der Hydraulikeinrichtung in seine vorgesehene Position zu dem Anschlag bewegen, wenn ein Hydraulikventil mit der Hydraulikleitung und mit einem Vorratsbehälter für Hy- draulikfluid verbunden ist.

Eine schrittweise Bewegung des Nehmerkolbens der Hydrau- likeinrichtung erfordert gemäß einer anderen vorteilhaf- ten Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn das Hydraulikventil zur wechseln- den Verbindung des Handgerätes oder des Vorratsbehälters mit dem Geberzylinder ausgebildet ist.

Der mit dem Nehmerkolben der Pneumatikeinrichtung verbun- dene Geberkolben der Hydraulikeinrichtung lässt sich nach jedem Druckimpuls einfach wieder in seine Ausgangslage zurückbewegen, wenn der Nehmerkolben der Pneumatikein- richtung mittels eines Pneumatikventils in beide Bewe- gungsrichtungen mit Druck beaufschlagbar ist.

Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Injektionseinrichtung trägt es bei, wenn der Nehmerkolben der Pneumatikeinrichtung in eine Richtung vorgespannt und mittels eines Pneumatikventils in anderer Richtung mit Druck beaufschlagbar ist.

Ein Austreten von zu injizierendem Medium aus der Öff- nung, bevor der vorgesehene Druck in der Kammer aufgebaut ist, lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn in dem zu der Öffnung führenden Kanal ein Rückschlagventil angeord- net ist.

Mit der Haut des Menschen oder des Tieres, sowie mit dem zu injizierenden Medium in Berührung kommende Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil- dung der Erfindung einfach reinigen oder für den Einmal- einsatz gestalten, wenn das Handgerät einen Grundkörper zum Anschluss der Hydraulikleitung und einen mit dem Grundkörper lösbar verbindbaren Kopf mit der Öffnung hat.

Der Kopf kann beispielsweise die bekannte Anpulle von dem in der WO 98/15307 beschriebenen Injektionsgerät oder ein Gehäuse zur Aufnahme einer von der Injektionseinrichtung mit Nadel bekannten Ampulle sein. Selbstverständlich kann der Kopf auch eine nachfüllbare und vor Gebrauch aufzu- ziehende Kammer enthalten.

Verschmutzungen des zu injizierenden Mediums lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung einfach vermeiden, wenn der Kopf einen Dorn zum Durchstoßen einer Schutzhülle einer das zu injizierende Medium enthaltenden Ampulle hat.

Drosselnde Bereiche zwischen der Kammer und der Öffnung lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil- dung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Dorn eine mit der Öffnung verbundene Hohlnadel ist.

In der Kammer und zwischen der Öffnung und der Kammer befindliche Luft lässt sich vor der Injektion gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beson- ders schnell entfernen, wenn die Hydraulikeinrichtung oder die Pneumatikeinrichtung eine Drossel zur Regelung der Geschwindigkeit der Verkleinerung der Kammer auf- weist. Vorzugsweise ist das Pneumatikventil als Drossel ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung gestaltet sich besonders kompakt, wenn das Hydraulikventil, das Pneuma- tikventil, der Vorratsbehälter und der Geberzylinder der Hydraulikeinrichtung mit dem Nehmerzylinder der Pneuma- tikeinrichtung in einer Bodenstation angeordnet sind.

Zur weiteren Vereinfachung der Bedienung der erfindungs- gemäßen Injektionseinrichtung trägt es bei, wenn das Handgerät einen Schalter zum Ansteuern des Pneumatikven- tils und/oder des Hydraulikventils hat.

Die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung hat besonders wenige zu montierende Bauteile, wenn eine elektronische Steuerung zur Erfassung der Stellung des Schalters und zur Ansteuerung des Pneumatikventils und/oder des Hydrau- likventils in der Bodenstation angeordnet ist.

Die Anzahl und die Größe der Teilschritte bei der Verrin- gerung des Volumens sowie der Druck in der Hydraulikein- richtung lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach einstellen, wenn die elektronische Steuerung mit einem Eingabefeld zur Eingabe des vorgesehenen Drucks in der Hydraulikeinrichtung und/oder der Stellung des Anschlags verbunden ist.

Die Einstellung des Drucks des von der erfindungsgemäßen Injektionseinrichtung erzeugten Druckstrahls erfordert einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn das Pneumatikventil eine von den Signalen der elektronischen Steuerung abhängige Druckkennlinie hat.

Die vorgesehenen Teilschritte lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch ein über ein Gewinde verstellbares Stellelement zur Verstellung des Anschlags einfach einstellen. Das Stellelement kann beispielsweise eine Stellschraube oder eine Stellmutter sein. Vorzugsweise ist das Stellelement an einem Druck- wandler zwischen der Hydraulikeinrichtung und der Pneuma- tikeinrichtung angeordnet.

Zur weiteren Vereinfachung der Bedienung der erfindungs- gemäßen Injektionseinrichtung trägt es durch einen von der elektronischen Steuerung angesteuerten Schrittmotor zur Verstellung des Anschlags bei.

Verstellbare Anschläge zur Begrenzung der einzelnen, mit der erfindungsgemäßen Injektionseinrichtung erzeugten Druckstrahlen lassen sich im einfachsten Fall vermeiden, wenn ein Vorratsbehälter für Hydraulikfluid über eine mit der elektronischen Steuerung verbundenen Dosiereinrich- tung an den übrigen Bereichen der Hydraulikeinrichtung angeschlossen ist. Hierdurch wird der Hydraulikeinrich- tung genau die Menge an Hydraulikfluid zugeführt, die für den nächsten Druckstrahl erforderlich ist.

Die Dosiereinrichtung erfordert gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen konstruktiven Aufwand und lässt sich besonders einfach ansteuern, wenn die Dosiereinrichtung eine von einem Schrittmotor angesteuerte Dosierpumpe aufweist.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen In- jektionseinrichtung, Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Handgerät der Injektionseinrichtung aus Figur 1, Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch einen Teilbe- reich eines Druckwandlers mit einem Anschlag Fig. 4 einen Schaltplan einer weiteren Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Injektionseinrich- tung.

Figur 1 zeigt einen Schaltplan und Signalflussplan einer Injektionseinrichtung zur nadellosen Injektion eines Me- diums in das Gewebe eines Menschen oder Tieres. Die In- jektionseinrichtung hat eine Bodenstation 1 und ein mit dieser über eine Hydraulikleitung 2 verbundenes Handgerät 3. Auf der Bodenstation 1 sind eine Pneumatikeinrichtung 4 und eine Hydraulikeinrichtung 5 angeordnet. Die Pneuma- tikeinrichtung 4 hat einen Pneumatikanschluss 6 mit einem, regelbaren Druckregelventil zum Anschluss der Injektions- einrichtung an einem nicht dargestellten Druckluftnetz und einen doppelt wirkenden Nehmerzylinder 7. Die Beauf- schlagung des Nehmerzylinders 7 mit Druckluft wird über ein als 5/3 Wegeventil ausgebildetes Pneumatikventil 8 gesteuert. Von dem Pneumatikventil 8 gelangt Druckluft zu einem Druckwandler 9 mit dem Nehmerzylinder 7 und einem Geberzylinder 10 der Hydraulikeinrichtung 5. In Abhängig- keit von der Stellung des Pneumatikventils 8 lässt sich ein Nehmerkolben 11 im Nehmerzylinder 7 in die vorgesehe- ne Richtung antreiben. Ein Geberkolben 12 der Hydraulik- einrichtung 5 ist einteilig mit dem Nehmerkolben 11 der Pneumatikeinrichtung 4 gefertigt. Die Bewegung des Neh- merkolbens 11 der Pneumatikeinrichtung 4 und damit des Geberkolbens 12 der Hydraulikeinrichtung 5 lässt sich über einen von einem Schrittmotor 13 verschiebbaren An- schlag 14 begrenzen. Der Geberzylinder 10 ist mit einem als 3/2 Wegeventil ausgebildeten Hydraulikventil 15 ver- bunden. Das Hydraulikventil 15 verbindet den Geberzylin- der 10 wahlweise mit dem Handgerät 3 oder mit einem Vor- ratsbehälter 16 für Hydraulikfluid.

Das Handgerät 3 hat einen Nehmerzylinder 17 der Hydrau- likeinrichtung 5 und eine Kammer 18 für ein zu injizie- rendes Medium. An dem freien Ende des Handgerätes 3 ist eine Öffnung 19 angeordnet. Mit diesem Ende wird das Handgerät 3 auf die Haut des Menschen oder des Tieres gedrückt. Bei einer Aktivierung der Injektionseinrich- tung, beispielsweise durch Betätigen eines Schalters 20 wird das Medium aus der Kammer 18 durch die Öffnung 19 in Form eines Druckstrahls ausgestoßen. Die Druckkraft aus der Hydraulikeinrichtung 5 wird von dem Nehmerkolben 11 auf ein einen in die Kammer 18 hineinragenden Kolben 21 aufweisenden Kraftübertragungselement 22 übertragen. Ein Nehmerkolben 23 der Hydraulikeinrichtung 5 hat einen grö- ßeren Durchmesser als der in die Kammer hinein bewegbare Kolben 21.

Durch eine geeignete Wahl der Durchmesser des Kolbens 21 und des Nehmerkolbens 23 der Hydraulikeinrichtung 5 lässt sich bei einer Aktivierung der Injektionseinrichtung bei vorgegebenem Druck in der Hydraulikleitung 2 der Druck in der Kammer 18 festlegen. Der Nehmerkolben 23 der Hydrau- likeinrichtung 5 wird mittels einer Feder 24 in Richtung Geberzylinder 10 vorgespannt. Der Nehmerkolben 11 der Pneumatikeinrichtung 4 hat einen größeren Durchmesser als der Geberkolben 12 der Hydraulikeinrichtung 5. Durch ein geeignetes Verhältnis der Durchmesser lässt sich bei ein- gestelltem Druck hinter dem Anschluss 6 ein vorgesehener Druck in der Hydraulikeinrichtung 5 auswählen.

Das Pneumatikventil 8, der Schrittmotor 13, das Hydrau- likventil 15 und der Schalter 20 sowie das regelbare Druckregelventil im Anschluss 6 sind mit einer elektroni- schen Steuerung 25 verbunden. Die elektronische Steuerung 25 lässt sich über ein Eingabefeld 26 programmieren.

Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Handgerät 3 aus Figur 1 im Längsschnitt. Das Handgerät 3 hat einen Grundkörper 27 und einen mit dem Grundkörper 27 verbunde- nen Kopf 28. Die Verbindung kann beispielsweise einen nicht dargestellten Bajonettverschluss oder ein Gewinde aufweisen. In dem Grundkörper 27 ist eine handelsübliche Ampulle 29 mit einem zu injizierenden Medium eingesetzt.

Die Ampulle 29 hat auf ihrer dem Kolben 21 abgewandten Seite einen Gummiverschluss 30. Das mit dem Nehmerkolben der Hydraulikeinrichtung verbundene Kraftübertragungsele- ment 22 stützt sich an dem Kolben 21 ab. Bei dem zu inji- zierenden Medium kann es sich beispielsweise um ein Anäs- thetikum handeln. Der Gummiverschluss 30 ist in der ein- gezeichneten Stellung von einem als Hohlnadel ausgebilde- ten Dorn 31 durchstoßen. Hierdurch gelangt das zu inji- zierende Medium zu einem in dem Kopf 28 angeordneten Rückschlagventil 32. Das Rückschlagventil 32 öffnet ober- halb eines vorgesehenen Drucks. Hierdurch kann das zu injizierende Medium durch einen Kanal 33 zu der an dem freien Ende des Kopfs 28 angeordneten Öffnung 19 gelan- gen. Der Kopf 28 ist hier abgewinkelt dargestellt.

Selbstverständlich kann der Kopf 28 auch gerade gestaltet sein. Weiterhin kann anstelle der Ampulle auch eine aus der WO 98/15307 bekannte Ampulle verwendet und auf dem Grundkörper 27 aufgesetzt sein.

Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teilbe- reich des aus Geberzylinder 10 der Hydraulikeinrichtung 5 und Nehmerzylinder 7 der Pneumatikeinrichtung 4 gebilde- ten Druckwandlers 9 aus Figur 1. Hierbei ist zu erkennen, dass der Anschlag 14 auf einem Aufschlagbolzen 34 ange- ordnet ist. Der Aufschlagbolzen 34 lässt sich von einem Umlenkbolzen 35 in Richtung des Nehmerkolbens 11 der Pneumatikeinrichtung 4 verschieben. Der Schrittmotor 13 zum Antrieb des Anschlags 14 treibt einen auf dem Druck- wandler 9 angeordneten, mit einer schiefen Ebene an dem Umlenkbolzen 35 anliegenden Stellring 36 an.

Die Ampulle 29 lässt sich in Teilschritten, in denen meh- rere Druckstrahle zeitlich nacheinander an der Öffnung 19 erzeugt werden, entleeren, indem der Nehmerkolben 11 der Pneumatikeinrichtung 4 aus Figur 1 zunächst nach links bis zum Gehäuseanschlag 37 bewegt wird. Dabei wird das Hydraulikventil so geschaltet, dass der Geberzylinder 10 mit dem Vorratsbehälter 16 verbunden ist. Hierdurch strömt Hydraulikfluid aus dem Vorratsbehälter 16 zu dem Geberzylinder 10. Anschließend wird das Hydraulikventil 15 umgeschaltet, so dass der Geberzylinder 10 der Hydrau- likeinrichtung 5 mit dem Nehmerzylinder 17 im Handgerät 3 verbunden ist. Das Pneumatikventil 8 kann nun so geschal- tet werden, dass der Nehmerkolben 11 nach rechts bis zum eingestellten Anschlag 14 verschoben wird. Hierdurch wird der Geberzylinder 10 der Hydraulikeinrichtung 5 ebenfalls nach rechts und damit der Nehmerkolben 23 der Hydraulik- einrichtung 5 in Richtung des Kolbens 21 der Ampulle 29 verschoben. Hierdurch wird ein Druckstrahl an dem zu in- jizierenden Medium aus der Öffnung 19 ausgestoßen. Für die Erzeugung des nächsten Druckstrahls wird das Hydrau- likventil 15 wieder umgeschaltet und der Nehmerkolben 11 der Pneumatikeinrichtung 4 nach links verschoben. Je wei- ter der verschiebbare Anschlag 14 und der feststehende Gehäuseanschlag 37 im Nehmerzylinder 7 der Pneumatikein- richtung 4 auseinanderliegen, umso größer ist die bei jedem Druckstrahl ausgestoßene Menge des zu injizierenden Mediums.

Die Feder 24 dient zur Überwindung der Reibung des Neh- merkolbens 23 der Hydraulikeinrichtung 5, wenn nach Ab- schluss der Injektion die Pneumatikeinrichtung 4 und die Hydraulikeinrichtung 5 umgekehrt wie oben beschrieben angesteuert werden, um das Hydraulikfluid aus dem Nehmer- zylinder 17 abzusaugen.

Figur 4 zeigt einen Schaltplan einer weiteren Ausfüh- rungsform der Injektionseinrichtung. Diese Injektionsein- richtung unterscheidet sich von der aus Figur 1 vor allem dadurch, das ein Pneumatikventil 108 als 3/2 Wegeventil und ein Hydraulikventil 115 als 2/2 Wegeventil ausgebil- det ist. Einander entsprechende Bezugszeichen von Bautei- len der Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 4 sind in Figur 4 um die Zahl 100 erhöht. Gleiche Bauteile der Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Weiterhin hat die Hy- draulikeinrichtung 105 zwei Rückschlagventile 138, 139.

Ein Rückschlagventil 138 ermöglicht ein Strömen von Hy- draulikfluid aus dem Vorratsbehälter 16 in den Geberzy- linder 10. Das andere Rückschlagventil 139 ermöglicht eine Strömung des Hydraulikfluids aus dem Geberzylinder 10 in das Handgerät 3 während der Injektion. Das Rück- schlagventil 139 weist vorzugsweise einen hohen Öffnungs- druck von beispielsweise 5 bis 7 bar auf, während das Rückschlagventil 138 einen geringen Öffnungsdruck hat.

Der Druckwandler 109 hat einen einseitig wirkenden Neh- merzylinder 107 der Pneumatikeinrichtung 104. Der Vor- ratsbehälter 116 für Hydraulikfluid ist als Druckspeicher ausgebildet und über eine Dosiereinrichtung 140 mit den übrigen Bereichen der Hydraulikeinrichtung 105 verbunden.

Die Dosiereinrichtung 140 hat eine von einem Schrittmotor 141 ansteuerbare Dosierpumpe 142. Der Schrittmotor 141 wird von der elektronischen Steuerung 25 angesteuert.

Hierdurch lässt sich die Menge an zwischen dem Druckwand- ler 109 und dem Handgerät 3 strömendem Hydraulikfluid exakt dosieren. Der Anschlag 14 in dem Druckwandler 109 dient daher nur noch als Endanschlag. Im einfachhsten Fall lässt sich auf den in dem Druckwandler 109 angeord- neten und von dem Schrittmotor 13 verstellbaren Anschlag 14 verzichten. Zur Erzeugung eines Druckstrahls wird der Geberkolben 12 nach rechts gegen den Anschlag 14 bewegt.

Anschließend wird zur Vorbereitung der Injektionseinrich- tung für den nächsten Druckstrahl über den Schrittmotor 141 der Dosiereinrichtung 140 bei gleichzeitiger Bewegung des Geberkolbens 12 nach links die dem nächsten Teil- strahl entsprechende Menge an Hydraulikfluid aus dem Vor- ratsbehälter 116 heraus zu dem Druckwandler 109 geför- dert. Das Rückschlagventil 139 ist dabei geschlossen.

Damit kann ohne Verstellung des Anschlags 14 bei der Be- wegung des Geberkolbens 12 nach rechts der nächste Teil- strahl erzeugt werden. Im Übrigen gestaltet sich die Steuerung der Injektionseinrichtung wie zu Figur 1 be- schrieben.

Selbstverständlich lässt sich der in den Figuren 1 und 4 dargestellte Schaltplan der Injektionseinrichtung mit dem aus der US 4,059,107 bekannten Handgerät verbinden. Dabei würde die Feder des Handgerätes durch die Kraft der Hy- draulikeinrichtung gespannt werden und die Kraft für den Hockdruckstrahl von dem Federelement im Handgerät erzeugt werden. Die elektronische Steuerung 25 dient dabei zur Einstellung der Anzahl des Nachladens der die Öffnung aufweisenden Kammer im Handgerät und/oder der Menge, die bei jedem Nachladevorgang in die Kammer gefördert werden soll.