DE102020210986A1

DE102020210986A1 - Infusions- oder Transfusionsbesteck und System umfassend ein Infusions- oder Transfusionsbesteck

Info

Publication number: DE102020210986A1
Application number: DE102020210986.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Katerkamp
Original assignee: B Braun Melsungen AG
Current assignee: B Braun Melsungen AG
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US20230321343A1; EP4204038A1; WO2022043522A1

Abstract

Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) für die Verabreichung einer Flüssigkeit aus einem Behälter (101, 201) unter Verwendung einer Pumpe (301). Das Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) weist eine Verzweigung (302) auf. Über die Verzweigung (302) ist eine Fluidverbindung zwischen einer ersten Zuleitung (102), einer zweiten Zuleitung (202) und einer Ableitung (303) bereitgestellt. Die erste Zuleitung (102) weist eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) mit einem Durchbruchsdruck pMemauf. Zumindest die zweite Zuleitung (202) weist ein Rückschlagventil (207) auf. Das Rückschlagventil (207) ist für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geöffnet, wenn die Druckdifferenz am Rückschlagventil größer als ein Schwellenwert, wobei der Schwellenwert kleiner als der Durchbruchsdruck der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran (106) ist.

Description

Zu therapeutischen Zwecken werden in der Human- und Veterinärmedizin Infusionen und Transfusionen durchgeführt. Infusionen und Transfusionen dienen der Verabreichung von Flüssigkeiten an einen Patienten. Beispielsweise können Infusionen der Verabreichung von flüssigen Arzneimitteln (Wirkstofflösungen etc.) dienen.
Unter einem Infusions- oder Transfusionsbesteck wird ein Produkt verstanden, mit dem die Verabreichung einer medizinischen Infusion oder die Durchführung einer medizinischen Transfusion oder die Durchführung einer vergleichbaren Verabreichung einer Flüssigkeit vorgenommen werden kann. Für ein Infusions- oder Transfusionsbesteck sind beispielsweise auch die Begriffe „Infusionsbesteck“, „Infusions- oder Transfusionssystem“, „Infusionssystem“, „Infusions- oder Transfusionsset“ oder „Infusionsset“ üblich, wobei bei Verwendung der Begriffe „Infusionsbesteck“, „Infusionssystem“ und „Infusionsset“ nicht ausgeschlossen werden soll, dass mit dem so bezeichneten Produkt beispielsweise auch eine Transfusion durchgeführt werden kann.
Ein Infusions- oder Transfusionsbesteck weist in der Regel eine als Schlauch ausgebildete Leitung und häufig eine Tropfkammer auf. Das Infusions- oder Transfusionsbesteck kann optional weitere Komponenten umfassen, beispielsweise einen Durchflussregler zur Kontrolle der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit wie etwa eine Rollenklemme. Die im Rahmen einer Infusion oder Transfusion zu verabreichende Flüssigkeit wird in einem Behälter bereitgestellt. Bei dem Behälter kann es sich beispielsweise um eine Infusionsflasche, einen Infusionsbeutel, eine Blutkonserve etc. handeln.
Wenn eine Tropfkammer vorhanden ist, wird diese in der Regel über einen Behälteranschluss mit dem Behälter verbunden, sodass die Flüssigkeit aus dem Behälter in die Tropfkammer gelangen kann. Der Eingang der Tropfkammer ist als Tropfenformer ausgebildet, der bewirkt, dass die Flüssigkeit aus dem Behälter in Form von Tropfen normierter Größe in die Tropfkammer eintritt. Bei dem Behälteranschluss kann es sich beispielsweise um eine Stechvorrichtung wie etwa einen hohlen Dorn handeln, mit dem ein den Behälter verschließendes Septum durchstochen werden kann und der in seinem Inneren typischerweise mehrere Kanäle aufweist. Eine derartige Stechvorrichtung wird allgemein als „Spike“ bezeichnet. Es sind daneben weitere Systeme bekannt, um die Tropfkammer mit dem Behälter zu verbinden, beispielsweise Kupplungssysteme, welche es nicht zulassen, dass die Tropfkammer und der Behälter, nachdem diese miteinander verbunden worden sind, wieder getrennt werden können. Die Tropfkammer steht in Fluidverbindung mit einem Ende des Schlauchs, sodass Flüssigkeit aus der Tropfkammer in den Schlauch eintreten kann. Wenn auf die Verwendung einer Tropfkammer verzichtet wird, ist der Schlauch unmittelbar mit dem Behälter oder einem geeigneten Behälteranschluss verbunden. Der Schlauch weist am anderen Ende einen Anschluss für einen Patientenzugang (z.B. Venenkanüle oder Venenkatheter) auf. Der Anschluss für den Patientenzugang wird nachfolgend als „Patientenanschluss“ bezeichnet. Der Patientenzugang kann optional auch als Teil des Infusions- oder Transfusionsbestecks betrachtet werden.
Eine Tropfkammer stellt, wie beschrieben, die Verbindung zwischen em Schlauch und dem Behälter her. Häufig sind Vorrichtungen, die die Belüftung des Systems gewährleisten, in die Tropfkammer integriert. Dazu weist die Tropfkammer beispielsweise eine Belüftungsvorrichtung mit einem manuell zu bedienenden oder einem automatischen Belüftungsventil und einem zum Inneren der Tropfkammer offenen Belüftungskanal auf. Im Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen der Belüftungsvorrichtung auf Basis verschiedener Ventiltypen sowie mit und ohne Belüftungsfilter bekannt, beispielsweise manuelle Belüftungsvorrichtungen, die über eine manuell zu betätigende Klappe als Belüftungsventil verfügen, sowie automatische Belüftungsventile, die ein Rückschlagventil als Belüftungsventil aufweisen. Alternativ ist die manuelle oder automatische Belüftungsvorrichtung nicht in eine Tropfkammer integriert sondern an einer anderen geeigneten Position des Fluidsystems angeordnet. Vorliegende Erfindung ist mit manuellen und automatischen Belüftungsvorrichtungen kompatibel. Insbesondere wenn der Behälter, in dem die zu verabreichende Flüssigkeit vorgelegt wird, kollabierbar ist, kann auf die Verwendung einer Tropfkammer bzw. einer Belüftungsvorrichtung auch verzichtet werden, weil es dann nicht erforderlich ist, für den Druckausgleich Luft in das System einströmen zu lassen.
Neben der Technik der Schwerkraftinfusion oder Schwerkrafttransfusion, bei der die Flüssigkeit ausschließlich durch die Wirkung der Schwerkraft vom Behälter zum Patientenzugang gefördert wird, hat sich die Technik der Pumpeninfusion oder Pumpentransfusion etabliert. Bei der Pumpeninfusion oder Pumpentransfusion erfolgt das Fördern der Flüssigkeit unter Verwendung einer Pumpe. Durch die Verwendung einer Pumpe lässt sich das Verabreichen der Flüssigkeit besser kontrollieren. Als Pumpe kann beispielsweise eine peristaltische Pumpe verwendet werden, welche mit einem Bereich des Schlauchs in Eingriff steht und diesen periodisch verformt, um eine peristaltische Pumpbewegung zu erzeugen. Derartige peristaltische Pumpen sind vorteilhaft, weil keine Bauteile der Pumpe mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, sodass durch die Verwendung der Pumpe keine Kontaminationsgefahr besteht. Ferner sind peristaltische Pumpen einfach handzuhaben. Insbesondere ist es einfach, einen Schlauch mit der Pumpe zu verbinden und diese Verbindung nach Beendigung der Infusion wieder zu lösen. Peristaltische Infusions- oder Transfusionspumpen weisen dazu in der Regel ein Gehäuse mit einem offenen Kanal oder Schlitz auf, in den der Schlauch eingebracht wird.
Im Zuge der Verabreichung einer Infusion oder Transfusion muss verhindert werden, dass größere Mengen Luft in den Körper des Patienten gelangen. Luft, die in die Blutbahn eintritt, kann beispielsweise eine lebensbedrohliche Luftembolie verursachen. Um den Lufteintritt in den Körper des Patienten zu verhindern, ist es beispielsweise erforderlich, den Schlauch vor Beginn der Verabreichung der Flüssigkeit an den Patienten mit der Flüssigkeit zu füllen. Dieser Vorbereitungsschritt wird häufig als „Priming“ oder „Primen“ bezeichnet.
Um den Lufteintritt in den Körper des Patienten zu verhindern, muss ferner sichergestellt werden, dass die Infusion oder Transfusion beendet wird, sobald die zu verabreichende Flüssigkeit aufgebraucht ist. Um die rechtzeitige Beendigung der Infusion oder Transfusion zu erleichtern, verfügen manche der am Markt erhältlichen Infusions- oder Transfusionsbestecke über eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran. Diese flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran ist im Fluidkanal, durch den die Flüssigkeit vom Behälter zum Patientenzugang gelangt, angeordnet. Beispielsweise kann die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran am Boden der Tropfkammer, d.h. im Bereich ihres Ausgangs, angeordnet sein. Sie kann aber auch an einer anderen Stelle des Schlauchs angeordnet sein. Wenn die Flüssigkeit soweit verbraucht ist, dass sich im Bereich des Fluidsystems zwischen der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran und dem Behälter im Wesentlichen keine Flüssigkeit mehr befindet, baut sich an der flüssigkeitsrückhaltenden Membran ein Widerstand gegen das weitere Fließen der Flüssigkeit auf. Das heißt, die flüssigkeitsrückhaltende Membran hat die Funktion einer Membran, die dem Abfließen der in dem Schlauch unterhalb der flüssigkeitsrückhaltenden Membran befindliche Flüssigkeitssäule einen Widerstand entgegensetzt und die Flüssigkeit in diesem Sinn zurückhält.
Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran hat die Funktion, den Durchtritt von Fluid zu verhindern, wenn sich oberhalb der Membran keine Flüssigkeit oder lediglich ein niedriger Flüssigkeitsstand befindet. Auf diese Weise wird der Durchtritt von Luft durch die Membran verhindert, sodass sichergestellt wird, dass keine Luft in die Blutbahn des Patienten gelangt.
Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Membran einen porösen Aufbau hat und die durch die Membran hindurchfließende Flüssigkeit durch die Poren bzw. durch die von den Poren gebildeten Kanäle fließt. Die Funktion einer derartigen Membran wird entsprechend einer Theorie folgendermaßen erklärt, wobei vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, dass die flüssigkeitsrückhaltende Membran entsprechend dieser Theorie funktioniert: Wenn sich oberhalb der Membran zumindest eine gewisse Menge an Flüssigkeit befindet bzw. Flüssigkeit von oben auf die Membran getropft wird, stellt das Gewicht dieser Flüssigkeit nach der Theorie einen ausreichenden Druck bereit, um das Fließen der Flüssigkeit durch die Poren oder Kanäle zu ermöglichen, bzw. steht Flüssigkeit bereit, die in die Poren oder Kanäle nachfließen kann, sodass der nachfolgend beschriebene Kapillareffekt nicht zum Tragen kommt. Wenn sich oberhalb der Membran keine Flüssigkeit oder ein lediglich geringfügiger Flüssigkeitsüberstand befindet, wird die Flüssigkeit infolge von Kapillarkräften in den Poren bzw. Kanälen gehalten und ein Fließen von Luft durch die Poren bzw. Kanäle hindurch kann verhindert werden. Man kann sich die dann vorliegende Situation so vorstellen, dass die Flüssigkeit in den Poren bzw. Kanälen einen Meniskus ausbildet und nicht weiterfließt. Dieser Kapillareffekt wird auch als „capillary stop flow“ bezeichnet. Flüssigkeitsrückhaltende Membranen, die diesen Kapillareffekt ausnutzen und gegebenenfalls auch solche Membranen, die möglicherweise mittels eines anderen Effekts eine analoge Funktion haben, werden als Luftstopp-Membranen Membranen bezeichnet. Bevorzugt umfasst die Membran ein hydrophiles Material, weil der Kapillareffekt dann für die in der Regel wasserbasierte Flüssigkeit, die dem Patienten zu verabreichen ist, stärker ausgeprägt ist als im Fall eines nicht hydrophilen Materials.
Die Druckdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite der Membran, ab der Luft in die Membran eindringen kann, um die durch den beschriebenen Kapillareffekt in den Poren bzw. Kanälen gehaltene Flüssigkeit zu verdrängen, wird als Durchbruchsdruck bezeichnet. Für den Durchbruchsdruck wird auch die Bezeichnung „bubble point pressure“ verwendet. Im Betrieb befindet sich im Fall eines konventionellen Infusionsbestecks im Schlauch unterhalb der Membran eine Flüssigkeitssäule, die auf die Membran infolge der Schwerkraft einen von der Länge der Flüssigkeitssäule abhängigen Unterdruck erzeugt. Der Durchbruchsdruck muss den durch die Flüssigkeitssäule erzeugten Unterdruck übersteigen, um ein Abfließen der Flüssigkeitssäule und ein Eindringen von Luft in den Schlauch zu verhindern. Die Dimensionen der Membran sowie ihre Materialität und Struktur werden für die Schwerkraftinfusion so ausgewählt und an die Infusionsflüssigkeit und die Länge des Schlauchs angepasst, dass der Durchbruchsdruck ausreichend ist, damit die Membran das Abfließen der Flüssigkeitssäule verhindern kann. Beispielsweise beträgt der Durchbruchsdruck bei einigen im Handel erhältlichen Infusionsbestecken mit einer Schlauchlänge von ca. 150 cm typischerweise mindestens 200 mbar (20 kPa). 200 mbar entsprechen einer Wassersäule von 200 cm. Da die Schlauchlänge und damit die Flüssigkeitssäule kürzer sind, wird bei der Schwerkraftinfusion das Fließen automatisch gestoppt, sobald die der Behälter bzw. die Tropfkammer leer ist. Bei Verwendung einer Infusionspumpe wird beispielsweise die Pumpe automatisch ausgeschaltet, sobald die Druckdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite der Membran einen vorbestimmten Wert aufweist, der geringer als der Durchbruchsdruck ist. Beispielsweise kann die Pumpe so eingestellt sein, dass sie bei einem Druckabfall von 17 kPa (entsprechend einem Druck im Schlauch von -17 kPa gegenüber dem während der Infusion ansonsten herrschenden Druck) abschaltet.
Im Zuge einer Schwerkraftinfusion oder -transfusion kann der beschriebene Kapillareffekt dazu ausgenutzt werden, dass das Fließen von Flüssigkeit stoppt, sobald der Behälter bzw. die Tropfkammer leer ist. Im Zuge einer Pumpeninfusion oder Pumpentransfusion kann dieser Effekt in ähnlicher Weise ausgenutzt werden, indem die Pumpe so ausgelegt ist, dass ein Alarmsignal abgesetzt und/oder das Fördern von Flüssigkeit eingestellt wird, sobald der Behälter bzw. die Tropfkammer leer ist. Üblicherweise verfügen die verwendeten Pumpen über eine Druckmesseinrichtung, die den Druck der Flüssigkeit im pumpenzulaufseitigen Bereich des Schlauchs erfassen kann. Unter dem pumpenzulaufseitigen Bereich des Schlauchs wird der Bereich des Schlauchs, der sich stromaufwärts der Pumpe befindet, verstanden. Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran ist bevorzugt stromaufwärts der Pumpe angeordnet. Unter dem pumpenzulaufseitigen Bereich des Schlauchs wird in diesem Fall daher der Bereich zwischen der Pumpe und der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran verstanden. Wenn der Behälter bzw. die Tropfkammer leer ist, sinkt der Druck der Flüssigkeit im pumpenzulaufseitigen Bereich des Schlauchs. Eine Steuereinrichtung, die Signale von der Druckmesseinrichtung empfängt, ist eingerichtet, bei festgestellter Beendigung der Infusion oder Transfusion ein akustisches und/oder optisches Alarmsignal abzusetzen und/oder die Pumpe auszuschalten.
Häufig werden einem Patienten nacheinander mehrere Infusionen oder Transfusionen verabreicht, beispielsweise weil dem Patienten nacheinander verschiedene Wirkstofflösungen per Infusion zu verabreichen sind oder weil dem Patienten eine Flüssigkeitsmenge zu verabreichen ist, die das Fassungsvermögen eines typischen Behälters für Infusionsflüssigkeiten oder Transfusionsblut überschreitet. Das Verabreichen mehrerer Infusionen oder Transfusionen nacheinander wird auch als „sequentielle Infusion“ oder „sequentielle Transfusion“ bezeichnet. Um einem Patienten nacheinander mehrere Infusionen oder Transfusionen zu verabreichen, wird zunächst eine erste Infusion oder Transfusion verabreicht. Wenn die erste Infusion oder Transfusion beendet ist, wird durch das medizinische Personal eine weitere Infusion begonnen. Diese Vorgehensweise wird wiederholt, wenn mehr als zwei Infusionen zu verabreichen sind. Das heißt, wenn eine Infusion beendet ist und gegebenenfalls von der Pumpe ein entsprechendes Alarmsignal abgesetzt worden ist und/oder die Pumpe automatisch ausgeschaltet worden ist, ist es erforderlich, dass medizinisches Personal weitere Schritte setzt. Somit ist die Durchführung sequentieller Infusionen für das medizinische Personal zeit- und arbeitsintensiv.
Ausgehend von der obengenannten Situation besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Infusions- oder Transfusionsbesteck sowie ein verbessertes System umfassend ein derartiges Infusions- oder Transfusionsbesteck bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Infusions- oder Transfusionsbesteck gemäß Anspruch 1 und ein ein System gemäß 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen. Dabei können die in Unteransprüchen und nachfolgender Beschreibung des Gegenstands zu einem unabhängigen Anspruch angeführten Merkmale auch zur vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstands zu einem anderen Anspruch verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Infusions- oder Transfusionsbesteck handelt es sich um ein Infusions- oder Transfusionsbesteck für die Verabreichung einer Flüssigkeit aus einem Behälter unter Verwendung einer Pumpe. Das Infusions- oder Transfusionsbesteck weist eine Verzweigung auf, wobei über die Verzweigung eine Fluidverbindung zwischen jeweils einem Ende einer ersten Zuleitung, einer zweiten Zuleitung und einer Ableitung bereitgestellt ist. Die erste Zuleitung ist ausgelegt, an ihrem der Verzweigung abgewandten Ende mit dem Behälter verbunden zu werden. Zumindest die erste Zuleitung weist eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran auf. Zumindest die zweite Zuleitung weist ein Rückschlagventil auf. Dieses Rückschlagventil ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung geschlossen. Dieses Rückschlagventil ist dazu eingerichtet, auch für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung geschlossen zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - pz zwischen einem in der zweiten Zuleitung auf der der Verzweigung abgewandten Seite des Rückschlagventils vorliegenden Druck p_A und einem in der zweiten Zuleitung auf der der Verzweigung zugewandten Seite des Rückschlagventils vorliegenden Druck pz kleiner als ein Schwellenwert p_R ist, d.h. wenn Δp = p_A - p_z < p_R. Dieses Rückschlagventil ist ferner dazu eingerichtet, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung geöffnet zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - pz zwischen dem in der zweiten Zuleitung auf der der Verzweigung abgewandten Seite des Rückschlagventils vorliegenden Druck p_A und dem in der zweiten Zuleitung auf der der Verzweigung zugewandten Seite des Rückschlagventils vorliegenden Druck pz größer als der Schwellenwert p_R ist d.h. wenn Δp = p_A - p_Z > p_R.. p_R ist dabei kleiner als der Durchbruchsdruck p_Mem der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran.
Bevorzugt wird über die Verzweigung eine Fluidverbindung zwischen jeweils einem Ende der ersten Zuleitung, der zweiten Zuleitung und der Ableitung bereitgestellt, indem die Verzweigung als separates Bauteil, beispielsweise als Y-Port, ausgebildet ist und die erste Zuleitung, die zweite Zuleitung und die Ableitung über jeweils eines ihrer Enden so an die Verzweigung angeschlossen sind, dass über die Verzweigung eine Fluidverbindung zwischen der ersten Zuleitung, der zweiten Zuleitung und der Ableitung bereitgestellt ist. Alternativ kann die zweite Zuleitung beispielsweise auch an einer Verbindungsstelle mit einer Leitung verbunden oder einstückig mit dieser gebildet sein, sodass diese Leitung stromaufwärts der zweiten Zuleitung (in Fließrichtung beim Verabreichen einer Flüssigkeit an einen Patienten) die erste Zuleitung und stromabwärts der zweiten Zuleitung die Ableitung bildet. Die Verbindungsstelle stellt dann die Verzweigung dar.
Wenn in dieser Patentanmeldung davon die Rede ist, dass ein Rückschlagventil für einen Fluiddurchtritt in einer bestimmten Richtung geschlossen ist, bedeutet dies, dass das Rückschlagventil den Fluss eines Fluids in dieser Richtung absperrt und somit kein Fluid oder zumindest keine maßgebliche Fluidmenge durch das Rückschlagventil fließen kann. Wenn in dieser Patentanmeldung davon die Rede ist, dass ein Rückschlagventil für einen Fluiddurchtritt in einer bestimmten Richtung geöffnet ist, bedeutet dies, dass das Rückschlagventil den Fluss eines Fluids in dieser Richtung nicht absperrt und somit Fluid durch das Rückschlagventil fließen kann. Insbesondere kann das Fluid dann ungehindert durch das Rückschlagventil fließen. Unter einem Fluid werden Gase, Flüssigkeiten und Mischungen daraus verstanden.
Das Rückschlagventil hat erfindungsgemäß die Funktion, den Durchtritt von Fluid durch das Rückschlagventil und damit durch die zweite Zuleitung nur unter einer bestimmten Voraussetzung (Δp > p_R) in einer Fließrichtung zuzulassen und den Durchtritt von Fluid ansonsten zu verhindern. Verhindert wird der Durchtritt von Fluid, wenn die genannte Voraussetzung nicht erfüllt ist und insbesondere in der dieser Fließrichtung entgegengesetzten Richtung. Die Fließrichtung ist die Richtung vom Rückschlagventil zur Verzweigung oder anders ausgedrückt die Richtung zum Patientenanschluss. In anderen Worten kann die Funktion des Rückschlagventils folgendermaßen beschrieben werden: Wenn Fluid gegen die Fließrichtung durch das Rückschlagventil fließen möchte, d.h. wenn pz größer als p_A und Δp damit negativ ist, erlaubt das Rückschlagventil das Fließen des Fluids nicht. Wenn p_A nur soviel größer als pz ist, dass Δp kleiner als p_R ist, erlaubt das Rückschlagventil das Fließen des Fluids, das in Fließrichtung fließen den vorbestimmten bestimmten Schwellenwert p_R überschreitet, kann Fluid durch das Rückschlagventil und damit durch die zweite Zuleitung fließen. Der Schwellenwert p_R entspricht somit dem Ventilöffnungsdruck des Rückschlagventils.
Auch die zweite Zuleitung und gegebenenfalls weitere optionale Zuleitungen können jeweils eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran aufweisen. Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran der ersten Zuleitung weist einen Durchbruchsdruck p_Mem auf. Die Durchbruchsdrucke der optionalen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembranen der zweiten, dritten, ... n-ten Zuleitungen werden als p_Mem ⁽²⁾, p_Mem ⁽³⁾, ..., p_Mem ⁽ⁿ⁾ bezeichnet. Mit dem Begriff „n-te“ ist die Ordinalzahl zur natürlichen Zahl n gemeint.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Verzweigung als Y-Port ausgebildet. Ein Y-Port ist ein Rohrelement mit drei miteinander in Fluidverbindung stehenden Anschlüssen. Die drei Anschlüsse müssen nicht symmetrisch angeordnet sein.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die erste Zuleitung ausgelegt, an ihrem der Verzweigung abgewandten Ende mit einem ersten Behälter verbunden zu werden, sodass Fluid aus dem ersten Behälter in die erste Zuleitung fließen kann. Ferner ist die zweite Zuleitung ausgelegt, an ihrem der Verzweigung abgewandten Ende mit einem zweiten Behälter verbunden zu werden, sodass Fluid aus dem zweiten Behälter in die zweite Zuleitung fließen kann. Auf diese Weise kann mittels des Infusions- oder Transfusionsbestecks eine sequentielle Infusion oder Transfusion in besonders vorteilhafter Weise durchgeführt werden, bei der einem Patienten zunächst Flüssigkeit als erste Flüssigkeit aus dem ersten Behälter und danach eine weitere Flüssigkeit als zweite Flüssigkeit aus dem zweitem Behälter unter Verwendung der Pumpe verabreicht wird. Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, einem Patienten mehrere Flüssigkeiten hintereinander zu verabreichen, ohne dass nach Beendigung der Verabreichung der einen Flüssigkeit zur Verabreichung der anderen Flüssigkeit eine Tätigkeit seitens des medizinischen Personals erforderlich ist. Dies führt nicht nur zu einer Zeit- und Kostenersparnis, sondern reduziert auch die Gefahr von Fehlern seitens des medizinischen Personals.
Falls die erste bzw. zweite Zuleitung als Schlauchleitung ausgebildet ist, handelt es sich bei dem jeweiligen der Verzweigung abgewandten Ende um das jeweils freie Schlauchende.
Mit einem entsprechend ausgebildeten Infusions- oder Transfusionsbesteck mit mehr als zwei Zuleitungen ist in analoger die sequentielle Verabreichung von mehr als zwei Flüssigkeiten möglich, worauf nachfolgend im Detail eingegangen wird.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Schwellenwert p_R so vorbestimmt, dass er größer oder gleich einem vorbestimmten Minimalschwellenwert p_Rmin und/oder kleiner oder gleich einem vorbestimmten Maximalschwellenwert p_Rmax ist. p_Rmin und p_Rmax sind so gewählt, dass eine sichere Verwendung des Infusions- und Transfusionsbestecks möglich ist, bei der unerwünschtes Fließen von Fluid zuverlässig verhindert wird. Insbesondere sollte verhindert werden, dass Luft durch die fluidrückhaltende Filtermembran dringt. Typischerweise liegt der Durchbruchsdruck p_Mem der fluidrückhaltenden Filtermembran zwischen 200 mbar und 3000 mbar. Für solche Werte von p_Mem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass p_R höchstens 190 mbar, bevorzugt höchstens 175 mbar, mehr bevorzugt höchstens 150 mbar beträgt und p_Rmax somit 190 mbar, bevorzugt 175 mbar, mehr bevorzugt 150 mbar beträgt. Sollte eine fluidrückhaltende Filtermembran mit einem kleinen p_Mem-Wert verwendet werden, ist p_Rmax entsprechend zu reduzieren, sodass p_Rmax bevorzugt um 10 mbar, mehr bevorzugt um 25 mbar, noch mehr bevorzugt um 50 mbar kleiner als p_Mem ist.
Wenn das Ende der zweiten Zuleitung höher angeordnet ist als das Ende der ersten Zuleitung, kann sich ein entsprechender Beitrag zu den Druckverhältnissen im Fluidsystem ergeben. Ferner können Druckschwankungen beispielsweise durch Bewegen oder Verformen des Infusions- oder Transfusionsbestecks einen Beitrag zu den Druckverhältnissen im Fluidsystem ergeben. Es sollte möglichst vermieden werden, dass solche Beiträge zu den Druckverhältnissen dazu führen, dass Flüssigkeit ungewollt durch das Rückschlagventil der zweiten Zuleitung fließt, beispielsweise dann, wenn noch durch die erste Zuleitung fließende Flüssigkeit an den Patienten verabreicht wird. Es hat sich insbesondere vor diesem Hintergrund als vorteilhaft erwiesen, dass p_R mindestens 25 mbar, bevorzugt mindestens 35 mbar, mehr bevorzugt mindestens 50 mbar beträgt und p_Rmin somit 25 mbar, bevorzugt 35 mbar, mehr bevorzugt 50 mbar beträgt.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung weist auch die erste Zuleitung ein Rückschlagventil auf. Dieses Rückschlagventil ist zwischen der Verzweigung und der flüssigkeitsrückhaltenden Membran angeordnet. Dieses Rückschlagventil ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung geschlossen. Dieses Rückschlagventil bietet insbesondere den Vorteil, dass beim und nach dem Priming des Infusions- oder Transfusionsbestecks ein ungewolltes Zurückfließen der Flüssigkeit in Richtung des Behälters verhindert werden kann.
Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass das Infusions- oder Transfusionsbesteck mehr als zwei Zuleitungen umfasst, d.h. dass neben der ersten Zuleitung und der zweiten Zuleitung eine dritte Zuleitung und gegebenenfalls weitere Zuleitungen vorhanden sind.
Wenn eine dritte Zuleitung vorhanden ist, weist die zweite Zuleitung eine der zweiten Zuleitung zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran auf. Die dritte Zuleitung weist ein der dritten Zuleitung zugewiesenes Rückschlagventil auf und kann optional eine der dritten Zuleitung zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran aufweisen. Wenn zusätzlich eine vierte Zuleitung vorhanden ist, weist auch die dritte Zuleitung eine der dritten Zuleitung zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran auf. Die vierte Zuleitung weist ein der vierten Zuleitung zugewiesenes Rückschlagventil auf und kann optional eine der vierten Zuleitung zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran aufweisen. Allgemein weisen die erste, zweite, ..., (n_max-1)-te Zuleitung eine ihnen jeweils zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran auf, wenn insgesamt nmax Zuleitungen vorhanden sind. Allgemein weisen die zweite, ..., (nmax)-te Zuleitung ein ihnen jeweils zugewiesenes Rückschlagventil auf, wenn insgesamt nmax Zuleitungen vorhanden sind. n_max ist eine natürliche Zahl und bezeichnet die Anzahl der Zuleitungen.
Die dritte und jede weitere Zuleitung, die als n-te Zuleitung bezeichnet wird, kann beispielsweise von der Verzweigung abzweigen. Sie kann aber auch an einer Stelle der (n-1)-ten Zuleitung abzweigen, die stromabwärts der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran der (n-1)-ten Zuleitung liegt. n ist dabei ein Index, der von 1 bis nmax läuft und die einzelnen Zuleitungen bezeichnet. So kann beispielsweise die dritte Zuleitung von der Verzweigung abzweigen. Sie kann aber auch an einer Stelle der zweiten Zuleitung abzweigen, die zwischen der Verzweigung und der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran der zweiten Zuleitung liegt.
Δp⁽ⁿ⁾ = p_A ⁽ⁿ⁾ - p_z ⁽ⁿ⁾ (n = 2, 3, ..., n_max) bezeichnet die Druckdifferenz zwischen einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung abgewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_A ⁽ⁿ⁾ und einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung zugewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_z ⁽ⁿ⁾. Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere bei der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, in denen nur zwei Zuleitungen vorhanden sind, der Index „2“ bei Δp⁽ⁿ⁾ p_A ⁽ⁿ⁾, p_Z ⁽ⁿ⁾ der Einfachheit halber weggelassen werden kann, d.h. Δp = Δp⁽²⁾, p_A = p_A ⁽²⁾, p_Z = p_Z ⁽²⁾.
Mit Ausdrücken wie „n = 2, 3, ..., nmax“ wird angegeben, welche Werte der Index durchläuft. Mit dem Ausdruck „n = 2, 3, ..., nmax“ ist beispielsweise zum Ausdruck gebracht, dass der Index n die Werte aller natürlichen Zahlen von 2 (inklusive) bis nmax durchläuft. Wenn nmax beispielsweise 2 ist, bedeutet der Ausdruck, dass n nur den Wert 2 annehmen kann. Wenn nmax beispielsweise 5 ist, bedeutet der Ausdruck, dass n die Werte 2, 3, 4 und 5 annimmt.
p_Mem ⁽ⁿ⁾ (n = 1, 2, ..., m_max-1) bezeichnet den Durchbruchsdruck der der n-ten Zuleitung zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran. Wenn auch die n_max-te Zuleitung eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran aufweist, kann deren Durchbruchsdruck ebenfalls als p_Mem ⁽ⁿ⁾ bezeichnet werden.
Das der n-ten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil (n = 2, 3, ..., nmax) ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung stets geschlossen. Das der n-ten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil (n = 2, 3, ..., nmax) ist dazu eingerichtet, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung geschlossen zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽ⁿ⁾ kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert p_R ⁽ⁿ⁾ ist. Das der n-ten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil (n = 2, 3, ..., nmax) ist ferner dazu eingerichtet, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung geöffnet zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽ⁿ⁾ größer als der Schwellenwert p_R ⁽ⁿ⁾ ist.
Die Schwellenwerte p_R ⁽ⁿ⁾ (n = 2, 3, ..., nmax) sind so vorbestimmt, dass p_R ⁽ⁿ⁾ größer als p_R ^(n-1) ist, d.h. p_R ⁽³⁾ ist größer als p_R ⁽²⁾ etc. Die Schwellenwerte p_R ⁽ⁿ⁾ (n = 2, 3, ..., nmax) sind ferner so vorbestimmt, dass p_R ⁽ⁿ⁾ kleiner als alle p_Mem ⁽ⁿ⁾ (n = 1, 2, ..., nmax) ist. Es gilt dabei die Ungleichung p_Rmin ≤ p_R ⁽ⁿ⁾ ≤ p_Rmax für n = nmax und damit für alle Werte, die der Index n durchläuft.
Aus obenstehender Beschreibung wird deutlich, dass der Fall nmax ≥ 3 eine homologe Fortsetzung des weiter oben beschriebenen Falls eines Infusions- oder Transfusionsbestecks mit lediglich einer ersten Zuleitung und einer zweiten Zuleitung (nmax = 2) ist, und in beiden Fällen dasselbe erfindungsgemäße Konzept verwirklicht wird.
Das erfindungsgemäße System ist ein System umfassend ein erfindungsgemäßes Infusions- oder Transfusionsbesteck und eine Pumpe zum Fördern von Flüssigkeit durch die Zuleitungen und die Ableitung.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Pumpe eine peristaltische Pumpe, insbesondere eine peristaltische Pumpe, die in Eingriff mit einem Abschnitt einer Außenwand der Ableitung steht oder dazu ausgebildet ist, in Eingriff mit einem Abschnitt einer Außenwand der Ableitung gebracht zu werden. Die peristaltische Pumpe kann, wenn sie mit einem Abschnitt der Außenwand der Ableitung in Eingriff steht, die Ableitung peristaltisch verformen und auf diese Weise Flüssigkeit durch das Infusions- oder Transfusionsbesteck zum Patientenzugang pumpen.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst das System ferner eine Steuereinrichtung und eine Druckmesseinrichtung zum Erfassen eines Messwerts entsprechend einem pumpenzulaufseitigen Druck der geförderten Flüssigkeit. Die Druckmesseinrichtung kann beispielsweise in die Pumpe integriert sein bzw. an der Pumpenzulaufseite der Pumpe im selben Gehäuse wie die Pumpe angeordnet sein. Als „Pumpenzulaufseite“ wird die stromaufwärts gelegene Seite der Pumpe bezeichnet, d.h. die Seite, von der Flüssigkeit zur Pumpe strömt. Im Betrieb ist dies die Seite, die der Seite in Richtung des Patientenzugangs gegenüberliegt. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Alarmsignal abzusetzen, wenn der pumpenzulaufseitige Druck einen Schwellenwert p_Alarm unterschreitet. Das heißt, die Steuereinrichtung setzt dann ein Steuersignal an einen Alarmgeber, beispielsweise einen optischen und/oder akustischen Signalgeber, ab. Der Signalgeber kann in die Steuereinrichtung integriert sein. Die Steuereinrichtung kann alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet sein, das Fördern von Flüssigkeit einzustellen, wenn der pumpenzulaufseitige Druck den Schwellenwert p_Alarm unterschreitet. Das heißt, die Steuereinrichtung setzt dann ein Steuersignal an die Pumpe ab, das Pumpen einzustellen.
Bevorzugt ist der Schwellenwert p_Alarm so gewählt, dass kein Wert Δp⁽ⁿ⁾ (n = 2, 3, ..., nmax) einen Durchbruchsdruck p_Mem ⁽ⁿ⁾ (n = 1, 3, ..., nmax) überschreitet, wenn der pumpenzulaufseitige Druck den Schwellenwert p_Alarm unterschreitet, sodass ein Alarm abgesetzt und/oder das Fördern von Flüssigkeit eingestellt wird, bevor die im Fluidsystem herrschenden Druckverhältnisse einen Durchbruch einer flüssigkeitsrückhaltenden Membran, d.h. den unerwünschten Durchtritt von Luft durch die flüssigkeitsrückhaltende Membran, verursachen.
Weitere Merkmale, Zweckmäßigkeiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von exemplarischen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnungsfigur beschrieben.
1 zeigt ein Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie eine Pumpe 301 und zwei Gefäße 101, 201.
Das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 dient der Verabreichung von Flüssigkeit zunächst aus dem Behälter 101 unter Verwendung einer Pumpe 301, d.h. die Pumpe 301 fördert die Flüssigkeit durch das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 zum Patientenanschluss 100. Der Patientenanschluss 100 stellt einen Anschluss für einen Patientenzugang bereit. Der Patientenzugang ist in 1 nicht dargestellt. Bei dem Patientenzugang kann es sich beispielsweise um eine Venenkanüle, einen Venenkatheter etc. handeln. Der Patientenzugang kann optional auch als Teil des Infusions- oder Transfusionsbestecks betrachtet werden.
Das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 umfasst ein Leitungssystem, durch das Flüssigkeit zum Patientenanschluss 100 gefördert werden kann.
Das Leitungssystem umfasst bevorzugt Schlauchleitungen.
Das Leitungssystem weist eine Verzweigung 302 auf, d.h. ein Element, durch das mehrere Leitungen miteinander so verbunden sind, dass eine Fluidverbindung zwischen allen Leitungen besteht. Über die Verzweigung 302 ist daher eine Fluidverbindung zwischen der ersten Zuleitung 102, der zweiten Zuleitung 202, optional weiteren Zuleitungen und der Ableitung 303 bereitgestellt.
An die Verzweigung 302 sind eine erste Zuleitung 102, eine zweite Zuleitung 202 und eine Ableitung 303 über jeweils eines ihrer Enden 103, 203, 304 angeschlossen. In alternativen, nicht in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen sind mehr als drei Leitungen an die Verzweigung 302 angeschlossen, beispielsweise neben der ersten Zuleitung 102 und der zweiten Zuleitung 202 noch eine dritte Zuleitung.
Die Begriffe „Zuleitung“ und „Ableitung“ bringen zum Ausdruck, dass beim Verabreichen einer Flüssigkeit an einen Patienten, d.h. beim Fließen der Flüssigkeit durch das Infusions- oder Transfusionsbesteck zum Patientenanschluss, die Flüssigkeit durch eine Zuleitung von einem Behälter zur Verzweigung und durch eine Ableitung von der Verzweigung zum Patientenanschluss fließt.
Bei der Verzweigung 302 handelt es sich im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Y-Port, d.h. ein Y-förmiges Rohrelement, bevorzugt aus Kunststoff, an das die Zuleitungen 102, 202 und die Ableitung 303 angeschlossen sind. Das Anschließen kann beispielsweise durch eine Steck-, Klebe- oder Schweißverbindung erfolgt sein. In alternativen Ausführungsbeispielen mit zwei Zuleitungen und einer Ableitung ist die Verzweigung ein T-förmiges Rohrelement. In wieder anderen Ausführungsbeispielen, wird die Verzweigung nicht durch ein separates Element gebildet, sondern ist beispielsweise dadurch gebildet, dass die zweite Zuleitung direkt von einer Leitung abgezweigt ist, indem die zweite Zuleitung an einer Verbindungsstelle mit der Leitung verbunden oder einstückig mit dieser gebildet ist. Diese Leitung bildet dann stromaufwärts der zweiten Zuleitung (in Fließrichtung beim Verabreichen einer Flüssigkeit an einen Patienten) die erste Zuleitung und stromabwärts der zweiten Zuleitung die Ableitung. Die Verbindungsstelle stellt dann die Verzweigung dar.
In Ausführungsbeispielen, in denen mehr als drei Leitungen an die Verzweigung angeschlossen sind, ist die Verzweigung entsprechend ausgebildet, beispielsweise als kreuzförmiges Rohrelement oder als Rohrelement mit zwei von einem Rohr spitzwinkelig abgehenden Rohren im Fall von drei Zuleitungen. Auch in Ausführungsbeispielen, in denen mehr als drei Leitungen an die Verzweigung angeschlossen sind, ist es möglich, dass die Verzweigung nicht durch ein separates Element gebildet wird, sondern beispielsweise im Fall von drei Zuleitungen die zweite und dritte Zuleitung mit einer Leitung verbunden oder einstückig mit dieser gebildet sind, sodass diese Leitung stromaufwärts der zweiten bzw. dritten Zuleitung die erste Zuleitung und stromabwärts der zweiten bzw. dritten Zuleitung die Ableitung bildet.
Die erste Zuleitung 102 kann an ihrem der Verzweigung 302 abgewandten Ende 105 mit einem Behälter 101 verbunden werden. Der Behälter 101 beinhaltet eine dem Patienten zu verabreichende Flüssigkeit.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Zuleitung 102 eine Schlauchleitung mit zwei Enden, von denen ein Ende 103 mit der Verzweigung 302 verbunden ist und von denen das andere Ende mit dem Ausgang 110 einer Tropfkammer 108 verbunden ist. Durch den Ausgang 110 kann die Flüssigkeit aus der Tropfkammer 108 in die Schlauchleitung fließen. Die Tropfkammer weist ferner einen Eingang 109 auf, welcher als Tropfenformer ausgebildet ist, welcher die Flüssigkeit aus dem Behälter 101 tropfenweise in die Tropfkammer 108 eintreten lässt. Die Tropfkammer 108 weist im Bereich ihres Eingangs einen Behälteranschluss 105 auf. Mittels des Behälteranschlusses 105 kann die erste Zuleitung 102 mit dem Behälter 101 verbunden werden, sodass die Flüssigkeit aus dem Behälter 101 in die erste Zuleitung 102 fließen kann. Bei dem Behälteranschluss 105 kann es sich beispielsweise um eine Stechvorrichtung wie etwa einen hohlen Dorn handeln, mit dem ein den Behälter verschließendes Septum durchstochen werden kann und der in seinem Inneren typischerweise mehrere Kanäle aufweist. Eine derartige Stechvorrichtung wird allgemein als „Spike“ bezeichnet. Es sind daneben weitere Systeme bekannt, um die Tropfkammer 108 mit dem Behälter zu verbinden, beispielsweise Kupplungssysteme, welche es nicht zulassen, dass die Tropfkammer und der Behälter, nachdem diese miteinander verbunden worden sind, wieder getrennt werden können.
Die Tropfkammer 108 und der Behälteranschluss 105 werden als Teil der ersten Zuleitung 102 aufgefasst. Der Behälteranschluss 105 bildet demnach das der Verzeigung 302 abgewandte Ende der ersten Zuleitung 102.
Im Bereich des Ausgangs 110 der Tropfkammer 108 ist eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 angeordnet. Ein Fluid, das durch die erste Zuleitung 102 hindurchfließet, muss durch die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 fließen.
Bevorzugt handelt es sich bei der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 um eine poröse und insbesondere hydrophile Membran, bevorzugt handelt es sich um eine Luftstopp-Membran.
Die flüssigkeitsrückhaltende Eigenschaft der Filtermembran wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Membran einen porösen Aufbau hat und die durch die Membran hindurchfließende Flüssigkeit durch die Poren bzw. durch die von den Poren gebildeten Kanäle fließt, wobei der obenstehend beschriebene Kapillareffekt („capillary stop flow“) auftritt.
In weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die erste Zuleitung 102 abschnittsweise oder insgesamt statt einer Schlauchleitung eine Rohrleitung.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 alternativ an einer anderen Stelle der ersten Zuleitung 102 angeordnet sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann zusätzlich zur flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 im Bereich des Ausgangs 110 der Tropfkammer an einer anderen Stelle der ersten Zuleitung 102 zusätzlich eine weitere flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 angeordnet sein.
In alternative Ausführungsbeispielen wird auf die Tropfkammer der ersten Zuleitung 102 verzichtet. Die Leitung der ersten Zuleitung 102, bei der es sich insbesondere um eine Schlauchleitung handelt, ist dann direkt ohne Zwischenschaltung einer Tropfkammer mit dem Behälter zu verbinden, beispielsweise mittels eines Spikes oder eines geeigneten Kupplungssystems. In diesem Fall ist die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 an einer geeigneten Stelle der ersten Zuleitung 102 angeordnet. Auch in diesem Fall muss ein Fluid, das durch die erste Zuleitung 102 hindurchfließt, durch die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 fließen.
Eine Tropfkammer stellt, wie beschrieben, die Verbindung zwischen Leitung und dem Behälter her. In der Regel sind Vorrichtungen, die die Belüftung des Systems gewährleisten, in die Tropfkammer integriert. Dazu weist die Tropfkammer üblicherweise eine Belüftungsvorrichtung mit einem manuell zu bedienenden oder einem automatischen Belüftungsventil und einem zum Inneren der Tropfkammer offenen Belüftungskanal auf. Eine Belüftungsvorrichtung ist in 1 nicht gezeigt. Im Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen der Belüftungsvorrichtung auf Basis verschiedener Ventiltypen sowie mit und ohne Belüftungsfilter bekannt, beispielsweise manuelle Belüftungsvorrichtungen, die über eine manuell zu betätigende Klappe als Belüftungsventil verfügen, sowie automatische Belüftungsventile, die ein Rückschlagventil als Belüftungsventil aufweisen. Alternativ ist die manuelle oder automatische Belüftungsvorrichtung nicht in eine Tropfkammer integriert sondern an einer anderen geeigneten Position des Systems angeordnet. Vorliegende Erfindung ist mit manuellen und automatischen Belüftungsvorrichtungen kompatibel aber nicht auf das Vorhandensein einer Belüftungsvorrichtung beschränkt.
Insbesondere wenn der Behälter, in dem die zu verabreichende Flüssigkeit vorgelegt wird, kollabierbar ist, kann auf die Verwendung einer Tropfkammer bzw. einer Belüftungsvorrichtung auch verzichtet werden, weil es dann nicht erforderlich ist, für den Druckausgleich Luft in das System einströmen zu lassen.
Der Durchbruchsdruck der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran der ersten Zuleitung 102 wird als p_Mem oder synonym als p_Mem ⁽¹⁾ bezeichnet.
Die zweite Zuleitung 202 umfasst optional eine Tropfkammer 208. In Bezug auf die Details dieser optionalen Tropfkammer 208 wird auf die obenstehende Beschreibung der optionalen Tropfkammer 108 der ersten Zuleitung 102 verwiesen.
Die zweite Zuleitung 202 umfasst ferner einen optionalen Behälteranschluss 205 zum Verbinden der zweiten Zuleitung 202 mit einem weiteren Behälter 201 (zweiter Behälter 201). In Bezug auf die Details dieses optionalen Behälteranschlusses 205 wird auf die obenstehende Beschreibung des Behälteranschlusses 105 der ersten Zuleitung 102 verwiesen.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die zweite Zuleitung 202 optional eine der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 auf. Diese ist beispielsweise im Bereich des Ausgangs 210 der Tropfkammer 208 der zweiten Zuleitung 202 angeordnet, sofern die zweite Zuleitung 202 eine Tropfkammer 208 aufweist. Unabhängig von ihrer Anordnung fließt ein Fluid, das durch die zweite Zuleitung 202 hindurchfließet, durch die der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206, falls die zweite Zuleitung eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 aufweist. Die zweite Zuleitung 202 weist insbesondere dann eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 auf, wenn neben der ersten Zuleitung 102 und der zweiten Zuleitung 202 noch mindestens eine weitere Zuleitung vorhanden ist.
Die zweite Zuleitung 202 weist ein Rückschlagventil 207 auf.
Im Betrieb befindet sich Fluid in der zweiten Zuleitung 202. So befindet sich etwa nach dem Priming des Infusions- oder Transfusionsbestecks Flüssigkeit in der zweiten Zuleitung 202.
Der dann in der zweiten Zuleitung 202 auf der der Verzweigung 302 abgewandten Seite 208 des Rückschlagventils 207 vorliegende Druck wird als p_A bezeichnet. Die der Verzweigung 302 abgewandte Seite 208 des Rückschlagventils 207 ist die in Richtung eines Flüssigkeitsflusses durch die zweite Zuleitung 202 zum Patientenanschluss 100 gesehen stromaufwärts des Rückschlagventils 207 gelegene Seite des Rückschlagventils 207. In anderen Worten entspricht die der Verzweigung 302 abgewandte Seite 208 des Rückschlagventils 207 dem Eingang des Rückschlagventils 207 für einen Flüssigkeitsfluss durch die zweite Zuleitung 202 zum Patientenanschluss 100.
Der dann in der zweiten Zuleitung 202 auf der der Verzweigung 302 zugewandten Seite 209 des Rückschlagventils 207 vorliegende Druck wird als pz bezeichnet. Die der Verzweigung 302 zugewandte Seite 209 des Rückschlagventils 207 ist die in Richtung eines Flüssigkeitsflusses durch die zweite Zuleitung 202 zum Patientenanschluss 100 gesehen stromabwärts des Rückschlagventils 207 gelegene Seite des Rückschlagventils 207. In anderen Worten entspricht die der Verzweigung 302 zugewandte Seite 209 des Rückschlagventils 207 dem Ausgang des Rückschlagventils 207 für einen Flüssigkeitsfluss durch die zweite Zuleitung 202 zum Patientenanschluss 100.
Das Rückschlagventil 207 ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung 302 geschlossen. Das heißt, das Rückschlagventil 207 verhindert ein Zurückfließen von Flüssigkeit durch die zweite Zuleitung 202. Unter einem Zurückfließen wird ein Fließen in einer Richtung, die der Fließrichtung der Flüssigkeit beim Verabreichen an den Patienten entgegengesetzt ist, verstanden.
Das Rückschlagventil 207 ist ferner für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung 302 geschlossen, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - p_Z kleiner als ein Schwellenwert p_R ist.
Das Rückschlagventil 207 ist ferner für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung 302 geöffnet, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - p_Z größer als der Schwellenwert p_R ist.
Der Schwellenwert p_R entspricht somit dem Ventilöffnungsdruck, d.h. der zum Öffnen des Ventils erforderlichen Druckdifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangsseite des Ventils.
Der Schwellenwert p_R ist beispielsweise so eingestellt, dass er 50 mbar kleiner als der Durchbruchsdruck p_Mem der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 der ersten Zuleitung 102 ist. Die Einstellung des Schwellenwerts p_R erfolgt beispielsweise bei der Herstellung des Rückschlagventils 207, d.h. das Rückschlagventil 207 ist so hergestellt, dass es den vorbestimmten Schwellenwert p_R aufweist. Es ist auch möglich, dass der Ventilöffnungsdruck veränderbar ist und ab Werk oder vom Anwender auf einen geeigneten Schwellenwert p_R eingestellt worden ist.
p_R und p_Mem sind so aufeinander abgestimmt, dass p_R kleiner als der Durchbruchsdruck p_Mem ist.
Das Rückschlagventil 207 ist dazu eingerichtet, den Durchtritt von Fluid durch das Rückschlagventil und damit durch die zweite Zuleitung 202 nur unter einer bestimmten Voraussetzung (Δp > p_R) in einer Fließrichtung zuzulassen und den Durchtritt von Fluid ansonsten zu verhindern. Verhindert wird der Durchtritt von Fluid, wenn die genannte Voraussetzung nicht erfüllt ist, und insbesondere in der dieser Fließrichtung entgegengesetzten Richtung. Die Fließrichtung ist die Richtung vom Rückschlagventil zur Verzweigung.
Die erste Zuleitung 102 kann optional ebenfalls ein Rückschlagventil 107 aufweisen. Dieses der ersten Zuleitung 102 zugewiesene Rückschlagventil 107 ist zwischen der Verzweigung 302 und der flüssigkeitsrückhaltenden Membran 106 angeordnet. Dieses Rückschlagventil 107 ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung 302 geschlossen. Dieses Rückschlagventil 107 bietet insbesondere den Vorteil, dass beim und nach dem Priming des Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 ein ungewolltes Zurückfließen der Flüssigkeit durch die erste Zuleitung 102 in Richtung des Behälters 101 verhindert werden kann.
Der Betrieb des Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. eines erfindungsgemäßen Systems mit dem Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend für eine bevorzugte Verwendungsweise im Rahmen der sequentiellen Infusion zweier Flüssigkeiten beschrieben.
Vor Verabreichung der Flüssigkeiten an den Patienten wird das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 dem Priming unterzogen. Dazu werden die Enden 105, 205 der Zuleitungen 102, 202 bzw. die diese Enden bildenden Behälteranschlüsse 105, 205 mit einem ersten Behälter 101, der die erste zu verabreichende Flüssigkeit beinhaltet, bzw. mit einem zweiten Behälter 201, der die zweite Flüssigkeit, die nach der ersten Flüssigkeit zu verabreichen ist, beinhaltet, verbunden. Sodann wird das Leitungssystem mit Flüssigkeit gefüllt, bevorzugt die erste Zuleitung 102 und die Ableitung 303 mit der ersten Flüssigkeit und die zweite Zuleitung 202 mit der zweiten Flüssigkeit. Vor oder nach dem Priming wird der Patientenzugang (in 1 nicht dargestellt) mit dem Patientenanschluss 100 verbunden. Nach dem Priming beginnt die Pumpe 301, die aus dem ersten Behälter 101 in die erste Zuleitung 102 gelangende Flüssigkeit durch die Verzweigung 302, die Ableitung 303 und den Patientenanschluss in den Patientenzugang zu pumpen, über den sie in den Körper des Patienten gelangt.
Dabei ist die die Druckdifferenz Δp = p_A - p_Z kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert p_R. Um dies sicherzustellen, sollte das zweite Gefäß 202 nicht wesentlich höher angeordnet sein als das erste Gefäß 101, da die Höhendifferenz sonst einen störenden Beitrag zur Druckdifferenz Δp liefern könnte.
Das Rückschlagventil 207 ist, da Δp kleiner als p_R ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung 302 geschlossen. Daher kann keine Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß 201 durch die zweite Zuleitung 202 fließen und weiter über die Verzweigung 302 und die Ableitung 303 zum Patientenanschluss 100 gelangen.
Es gelten somit, solange Flüssigkeit durch die erste Zuleitung 102 fließt, folgende Ungleichungen: $Δ p < p_{R} < p_{Rmax} < p_{Mem},$
oder, mit den entsprechenden Indices, die für den Fall zweier Zuleitungen nicht erforderlich sind, geschrieben: $Δ p^{(2)} < p_{R}^{(2)} < p_{Rmax} < p_{Mem}^{(1)} .$
Wenn die Flüssigkeit des ersten Gefäßes 101 aufgebraucht ist, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der ersten Zuleitung 102 ab, bis der Flüssigkeitsspiegel die der ersten Zuleitung zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 erreicht, die beispielsweise am Boden einer Tropfkammer 108 der ersten Zuleitung 102 angeordnet ist. Infolge der obenstehend beschriebenen Funktion und den obenstehend beschriebenen Eigenschaften der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 kann die Flüssigkeit nicht weiter durch die erste Zuleitung 102 fließen und es kann auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die der ersten Zuleitung 102 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 fließen. Es kommt zu einem Druckabfall im Fluidsystem stromabwärts der der ersten Zuleitung 102 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106. Daher sinkt pz ab. Dadurch wird Δp = p_A - p_Z größer. Sobald Δp den Schwellenwert p_R überschritten hat, öffnet das der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene Rückschlagventil 207 und die Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter 201 kann durch die zweite Zuleitung 202, das Rückschlagventil 207, die Verzweigung 302 und die Ableitung 303 zum Patientenanschluss 100 fließen. Aufgrund der Funktion und Eigenschaften der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 können weiterhin keine Flüssigkeit und auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die erste Zuleitung 102 fließen. Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 schließt daher die erste Zuleitung 102 ab.
Es gelten, wenn Flüssigkeit durch die zweite Zuleitung 202 fließt, folgende Ungleichungen: $p_{R} < Δ p < p_{Mem},$
oder, mit den entsprechenden Indices, die für den Fall zweier Zuleitungen nicht erforderlich sind, geschrieben $p_{R}^{(2)} < Δ p^{(2)} < p_{Mem}^{(1)} .$
Wenn auch die Flüssigkeit des zweiten Gefäßes 201 aufgebraucht ist, ist die sequentielle Infusion beendet. Wenn die zweite Zuleitung 202 ebenfalls über eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 verfügt, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der zweiten Zuleitung 202 ab, bis der Flüssigkeitsspiegel die der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 erreicht, die beispielsweise am Boden einer Tropfkammer 208 angeordnet ist. Infolge der obenstehend beschriebenen Funktion und den obenstehend beschriebenen Eigenschaften der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 206 kann die Flüssigkeit nicht weiter durch die zweite Zuleitung 202 fließen und es kann auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 fließen. Es kommt zu einem Druckabfall im Fluidsystem stromabwärts der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 206, Δp steigt infolgedessen an.
Das der obenstehend beschriebenen Verabreichung einer sequentiellen Infusion oder Transfusion von zwei Flüssigkeiten aus einem ersten Behälter 201 und einem zweiten Behälter 201 mittels des erfindungsgemäßen Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 zugrundeliegende Konzept kann folgendermaßen zusammengefasst werden: Die Anordnung aus dem Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 und den Behältern 101, 201 umfasst zwei Fluidsysteme, nämlich ein primäres System und ein sekundäres System. Beide Teilsysteme haben die Funktion eines konventionellen Infusions- oder Transfusionsbestecks und dienen jeweils der Verabreichung einer Flüssigkeit. Das Primärsystem umfasst den ersten Behälter 101, die erste Zuleitung 102, die Verbindung 302, die Ableitung 303 und den Patientenanschluss 100. Das Primärsystem dient der Verabreichung der Flüssigkeit aus dem ersten Behälter 101. Das Sekundärsystem umfasst den zweiten Behälter 201, die zweite Zuleitung 202, die Verbindung 302, die Ableitung 303 und den Patientenanschluss 100. Das Sekundärsystem dient der Verabreichung der Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter 201. Das Primärsystem wird automatisch deaktiviert und das Sekundärsystem automatisch aktiviert, wenn der erste Behälter 101 leer geworden ist.
Optional weist die zweite Zuleitung 202 ein Element 402 auf, welches eine analoge Funktion wie die Verzweigung 302 hat, wenn an das Element 402 eine dritte Zuleitung 502 mit einem der dritten Zuleitung 502 zugewiesenen Rückschlagventil angeschlossen ist und eine der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 vorgesehen ist. Das Element 402 ist zwischen dem der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen Rückschlagventil 207 und der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 206 angeordnet. Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem die dritte Zuleitung 502 an das Element 402 angeschlossen ist, hat eine analoge Funktion wie das dritte Ausführungsbeispiel, bei dem eine dritte Zuleitung 502 an die Verzweigung 302 angeschlossen ist.
Die zweite Zuleitung 202 kann optional ein weiteres Rückschlagventil 217 zwischen dem Element 402 und der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Membran 206 aufweisen. Dieses weitere Rückschlagventil 217 ist für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung zu der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Membran 206 geschlossen. Dieses weitere Rückschlagventil 217 bietet insbesondere den Vorteil, dass beim und nach dem Priming des Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 ein ungewolltes Zurückfließen der Flüssigkeit durch die zweite Zuleitung 202 in Richtung des Behälters 201 verhindert werden kann.
Anstelle des Anschlusses der dritten Zuleitung 502 mittels des Elements 402 kann die dritte Zuleitung 502 auch direkt von der zweiten Zuleitung abgezweigt sein.
Analog zum Anschluss einer dritten Zuleitung 502 an die zweite Zuleitung 202 mittels des Elements 402 kann an die dritte Zuleitung 502 eine vierte Zuleitung angeschlossen sein oder von der dritten Zuleitung 502 eine vierte Zuleitung direkt abgezweigt sein. In analoger Weise können weitere Zuleitungen an die Zuleitung mit der jeweils um eins niedrigeren Ordnungsnummer angeschlossen oder von dieser direkt abgezweigt sein.
Der Betrieb des Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer dritten Zuleitung 502, die an die zweite Zuleitung 202 angeschlossen oder von dieser direkt abgezweigt ist und des Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit drei Zuleitungen 102, 202, 502, die allesamt mit der Verzweigung 302 verbunden sind, sowie eines erfindungsgemäßen Systems mit dem Infusions- oder Transfusionsbestecks 1 gemäß einem dieser Ausführungsbeispiele mit drei Zuleitungen 102, 202, 502 wird nachfolgend für eine bevorzugte Verwendungsweise im Rahmen der sequentiellen Infusion dreier Flüssigkeiten beschrieben.
Diese Verwendungsweise findet in analoger Weise im Rahmen der sequentiellen Infusion von mehr als drei Flüssigkeiten statt, wobei dann ein Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 mit einer der Zahl der Flüssigkeiten entsprechenden Zahl an Zuleitungen (nmax) zum Einsatz kommt. Der Fall nmax > 3 wird daher nicht gesondert beschrieben.
Vor Verabreichung der Flüssigkeiten an den Patienten wird das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 dem Priming unterzogen. Dazu werden die Enden der drei Zuleitungen bzw. die diese Enden bildenden Behälteranschlüsse mit einem ersten Behälter 101, der die erste zu verabreichende Flüssigkeit beinhaltet, einem zweiten Behälter 201, der die zweite Flüssigkeit, die nach der ersten Flüssigkeit zu verabreichen ist, beinhaltet, bzw. mit einem dritten Behälter (in 1 nicht dargestellt), der die dritte Flüssigkeit, die nach der zweiten Flüssigkeit zu verabreichen ist, verbunden. Sodann wird das Leitungssystem mit Flüssigkeit gefüllt, bevorzugt die erste Zuleitung 102 und die Ableitung 303 mit der ersten Flüssigkeit, die zweite Zuleitung 202 mit der zweiten Flüssigkeit und die dritte Zuleitung 502 mit der dritten Flüssigkeit. Vor oder nach dem Priming wird der Patientenzugang (in 1 nicht dargestellt) mit dem Patientenanschluss 100 verbunden. Nach dem Priming beginnt die Pumpe 301, die aus dem ersten Behälter 101 in die erste Zuleitung 102 gelangende Flüssigkeit durch die Verzweigung 302, die Ableitung 303 und den Patientenanschluss in den Patientenzugang zu pumpen, über den sie in den Körper des Patienten gelangt.
Dabei ist die die Druckdifferenz Δp⁽²⁾ = p_A ⁽²⁾ - p_Z ⁽²⁾ (synonym Δp = p_A - p_Z) kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert p_R ⁽²⁾.
Das der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene Rückschlagventil 207 ist, da Δp⁽²⁾ kleiner als p_R ⁽²⁾ ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung 302 geschlossen. Daher kann keine Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß 201 durch die zweite Zuleitung 202 fließen und weiter über die Verzweigung 302 und die Ableitung 303 zum Patientenanschluss 100 gelangen.
p_Mem ⁽¹⁾ und p_Mem ⁽²⁾ können gleich oder voneinander verschieden sein. Der Einfachheit halber wird angenommen, dass p_Mem ⁽¹⁾ und p_Mem ⁽²⁾ gleich sind
(p_Mem ⁽¹⁾ = p_Mem ⁽²⁾ = p_Mem). Wenn p_Mem ⁽¹⁾ und p_Mem ⁽²⁾ nicht gleich sind, ist in nachfolgende Ungleichungen der kleinere der beiden Werte anstatt p_Mem einzusetzen.
Es gelten, solange Flüssigkeit durch die erste Zuleitung 102 fließt, folgende Ungleichungen: $Δ p^{(2)} < p_{R}^{(2)} < p_{R}^{(3)} < p_{Rmax} < p_{Mem} .$
Wenn die Flüssigkeit des ersten Gefäßes 101 aufgebraucht ist, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der ersten Zuleitung 102 ab, bis der Flüssigkeitsspiegel die der ersten Zuleitung 102 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 erreicht, die beispielsweise am Boden einer Tropfkammer 108 der ersten Zuleitung 102 angeordnet ist. Infolge der obenstehend beschriebenen Funktion und den obenstehend beschriebenen Eigenschaften der der ersten Zuleitung 102 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 kann die Flüssigkeit nicht weiter durch die erste Zuleitung 102 fließen und es kann auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die der ersten Zuleitung 102 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 fließen. Es kommt zu einem Druckabfall im Fluidsystem stromabwärts der der ersten Zuleitung 102 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106. Daher sinkt p_Z ⁽²⁾ ab. Dadurch wird Δp⁽²⁾ = P_A ⁽²⁾ - p_Z ⁽²⁾ größer. Sobald Δp⁽²⁾ den Schwellenwert p_R ⁽²⁾ überschritten hat, öffnet das der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene Rückschlagventil 207 und die Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter 201 kann durch die zweite Zuleitung 202, das Rückschlagventil 207, die Verzweigung 302 und die Ableitung 303 zum Patientenanschluss 100 fließen. Aufgrund der Funktion und Eigenschaften der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 106 können weiterhin keine Flüssigkeit und auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die erste Zuleitung 102 fließen. Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 schließt daher die erste Zuleitung 102 ab.
Es gelten, wenn Flüssigkeit durch die zweite Zuleitung 202 fließt, folgende Ungleichungen: $p_{R}^{(2)} < Δ p^{(2)} < p_{R}^{(3)} < p_{Rmax} < p_{Mem} .$
Wenn die Flüssigkeit des zweiten Gefäßes 201 aufgebraucht ist, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der zweiten Zuleitung 202 ab, bis der Flüssigkeitsspiegel die der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 106 erreicht, die beispielsweise am Boden einer Tropfkammer 208 der zweiten Zuleitung 202 angeordnet ist. Infolge der obenstehend beschriebenen Funktion und den obenstehend beschriebenen Eigenschaften der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 206 kann die Flüssigkeit nicht weiter durch die zweite Zuleitung 202 fließen und es kann auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die der zweiten Zuleitung 202 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran 206 fließen. Es kommt zu einem Druckabfall im Fluidsystem stromabwärts der der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran 206. Daher sinkt p_Z ⁽³⁾ ab. Dadurch wird Δp⁽³⁾ = p_A ⁽³⁾ - p_Z ⁽³⁾ größer. Sobald Δp⁽³⁾ den Schwellenwert p_R ⁽³⁾ überschritten hat, öffnet das der dritten Zuleitung 502 zugewiesene Rückschlagventil (in 1 nicht dargestellt) und die Flüssigkeit aus dem dritten Behälter (in 1 nicht dargestellt) kann durch die dritte Zuleitung 502, das der dritten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil, die Verzweigung 302 und die Ableitung 303 zum Patientenanschluss 100 fließen. Aufgrund der Funktion und Eigenschaften der der ersten Zuleitung 102 und der zweiten Zuleitung 202 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembranen 106, 206 können weiterhin keine Flüssigkeit und auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die erste Zuleitung 102 und die zweite Zuleitung 202 fließen. Die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembranen 106, 206 schließen daher die erste Zuleitung 102 bzw. die zweite Zuleitung ab.
Es gelten, wenn Flüssigkeit durch die dritte Zuleitung 502 fließt, folgende Ungleichungen: $p_{R}^{(2)} < p_{R}^{(3)} < Δ p^{(3)} < p_{Mem} .$
Wenn auch die Flüssigkeit des dritten Gefäßes aufgebraucht ist, ist die sequentielle Infusion beendet. Wenn die dritte Zuleitung 502 ebenfalls über eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran verfügt, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der dritten Zuleitung 502 ab, bis der Flüssigkeitsspiegel die der dritten Zuleitung 502 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran erreicht, die beispielsweise am Boden einer Tropfkammer (in 1 nicht dargestellt) der dritten Zuleitung 502 angeordnet ist. Infolge der obenstehend beschriebenen Funktion und den obenstehend beschriebenen Eigenschaften der der dritten Zuleitung 502 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran kann die Flüssigkeit nicht weiter durch die dritte Zuleitung 502 fließen und es kann auch kein Gas, d.h. keine Luft, durch die der dritten Zuleitung 502 zugewiesene flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran fließen. Es kommt zu einem Druckabfall im Fluidsystem stromabwärts der der dritten Zuleitung 502 zugewiesenen flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran, Δp⁽³⁾ steigt infolgedessen an.
Das Infusions- oder Transfusionsbesteck 1 kann optional weitere Komponenten umfassen, beispielsweise einen oder mehrere Durchflussregler 600, 700 zum Absperren der Ableitung und/oder der Zuleitungen und/oder zur Kontrolle der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit. Zwei optionale Durchflussregler 600, 700 sind in 1 beispielhaft als Rollenklemmen dargestellt.

Claims

Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) für die Verabreichung einer Flüssigkeit aus einem Behälter (101, 201) unter Verwendung einer Pumpe (301), wobei das Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) eine Verzweigung (302) aufweist, wobei über die Verzweigung (302) eine Fluidverbindung zwischen jeweils einem Ende einer ersten Zuleitung (102), einer zweiten Zuleitung (202) und einer Ableitung (303) bereitgestellt ist, wobei die erste Zuleitung (102) ausgelegt ist, an ihrem der Verzweigung (302) abgewandten Ende (105) mit dem Behälter (101) verbunden zu werden, wobei zumindest die erste Zuleitung (102) eine flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) mit einem Durchbruchsdruck p_Mem aufweist, wobei zumindest die zweite Zuleitung (202) ein Rückschlagventil (207) aufweist, wobei das Rückschlagventil (207) für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung (302) geschlossen ist, wobei das Rückschlagventil (207) dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geschlossen zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - p_Z zwischen einem in der zweiten Zuleitung (202) auf der der Verzweigung (302) abgewandten Seite (208) des Rückschlagventils (207) vorliegenden Druck p_A und einem in der zweiten Zuleitung (202) auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite (209) des Rückschlagventils (207) vorliegenden Druck pz kleiner als ein Schwellenwert p_R ist, wobei das Rückschlagventil (207) dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geöffnet zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp = p_A - pz zwischen dem in der zweiten Zuleitung (202) auf der der Verzweigung (302) abgewandten Seite (208) des Rückschlagventils (207) vorliegenden Druck p_A und dem in der zweiten Zuleitung (202) auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite (209) des Rückschlagventils (207) vorliegenden Druck pz größer als der Schwellenwert p_R ist, und wobei p_R kleiner ist als der Durchbruchsdruck p_Mem der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran (106).
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß vorstehendem Anspruch, wobei die Verzweigung (302) als Y-Port ausgebildet ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche für die sequentielle Verabreichung zunächst der Flüssigkeit als erster Flüssigkeit aus dem Behälter (101) als erstem Behälter (101) und danach einer weiteren Flüssigkeit als zweiter Flüssigkeit aus einem weiteren Behälter (201) als zweitem Behälter (201) unter Verwendung der Pumpe (301), wobei die erste Zuleitung (102) ausgebildet ist, an ihrem der Verzweigung (302) abgewandten Ende (105) mit dem ersten Behälter (101) verbunden zu werden, und wobei die zweite Zuleitung (202) ausgebildet ist, an ihrem der Verzweigung (302) abgewandten Ende (205) mit dem zweiten Behälter (201) verbunden zu werden.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schwellenwert p_R so vorbestimmt ist, dass er größer oder gleich einem vorbestimmten Minimalschwellenwert p_Rmin ist und/oder wobei der Schwellenwert p_R so vorbestimmt ist, dass er kleiner oder gleich einem vorbestimmten Maximalschwellenwert p_Rmax ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß vorstehendem Anspruch, wobei der Minimalschwellenwert p_Rmin so bestimmt ist, dass er mindestens 25 mbar, bevorzugt mindestens 35 mbar, mehr bevorzugt mindestens 50 mbar beträgt, und/oder wobei der Maximalschwellenwert p_Rmax so bestimmt ist, dass er höchstens 190 mbar, bevorzugt höchstens 175 mbar, mehr bevorzugt höchstens 150 mbar beträgt. und/oder wobei der Maximalschwellenwert p_Rmax so bestimmt ist, dass er um mindestens 10 mbar, bevorzugt um mindestens 25 mbar, mehr bevorzugt um mindestens 50 mbar kleiner als p_Mem ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Zuleitung (102) eine Tropfkammer (108) aufweist, welche einen Eingang (109) aufweist, durch den die Flüssigkeit bzw. die erste Flüssigkeit aus dem Behälter (101) bzw. dem ersten Behälter (101) in Form von Tropfen eintreten kann, und welche einen Ausgang (110) aufweist, durch den die Flüssigkeit bzw. die erste Flüssigkeit in die übrige erste Zuleitung (102) fließen kann, wobei die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) bevorzugt zwischen Eingang (109) und Ausgang (110) angeordnet ist, wobei die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) mehr bevorzugt im Bereich des Ausgangs (110) angeordnet ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Zuleitung (202) eine - gegebenenfalls weitere - Tropfkammer (208) aufweist, welche einen Eingang (209) aufweist, durch den die zweite Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter (201) in Form von Tropfen eintreten kann, und welche einen Ausgang (210) aufweist, durch den die zweite Flüssigkeit in die übrige zweite Zuleitung (202) fließen kann, wobei optional eine weitere flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (206) zwischen Eingang (209) und Ausgang (210) der Tropfkammer (208) der zweiten Zuleitung (202), bevorzugt im Bereich des Ausgangs (210), angeordnet ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) der ersten Zuleitung (102) eine Luftstopp-Membran ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (106) der ersten Zuleitung (102) eine hydrophile und/oder eine poröse Membran ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Zuleitung (102) zwischen der Verzweigung und der flüssigkeitsrückhaltenden Membran (106) ein Rückschlagventil (107) aufweist, wobei das Rückschlagventil (107) der ersten Zuleitung (102) für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung geschlossen ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Zuleitung (202) eine weitere flüssigkeitsrückhaltende Filtermembran (206) mit einem Durchbruchsdruck p_Mem ⁽²⁾ aufweist, wobei von der Verzweigung (302) oder einer Position der ersten Zuleitung (102) oder zweiten Zuleitung (202) zwischen der Verzweigung (302) und der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran (106, 206) der jeweiligen Zuleitung (102, 202) eine dritte Zuleitung (502) abzweigt, wobei die dritte Zuleitung (502) ein weiteres Rückschlagventil aufweist, wobei das Rückschlagventil der dritten Zuleitung (502) für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung (302) geschlossen ist, wobei das Rückschlagventil der dritten Zuleitung (502) dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geschlossen zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽³⁾ = p_A ⁽³⁾ - p_Z ⁽³⁾ zwischen einem in der dritten Zuleitung (502) auf der der Verzweigung (302) abgewandten Seite des Rückschlagventils der dritten Zuleitung (502) vorliegenden Druck p_A ⁽³⁾ und einem in der dritten Zuleitung (502) auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite des Rückschlagventils der dritten Zuleitung (502) vorliegenden Druck p_Z ⁽³⁾ kleiner als ein Schwellenwert p_R ⁽³⁾ ist, und wobei das Rückschlagventil der dritten Zuleitung (502) dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geöffnet zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽³⁾ = p_A ⁽³⁾ - p_Z ⁽³⁾ zwischen einem in der dritten Zuleitung (502) auf der der Verzweigung abgewandten Seite des Rückschlagventils der dritten Zuleitung (502) vorliegenden Druck p_A ⁽³⁾ und einem in der dritten Zuleitung (502) auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite des Rückschlagventils der dritten Zuleitung (502) vorliegenden Druck p_Z ⁽³⁾ größer als der Schwellenwert p_R ⁽³⁾ ist, wobei der Schwellenwert p_R ⁽³⁾ so vorbestimmt ist, dass er größer als der Schwellenwert p_R ist, und wobei p_R ⁽³⁾ kleiner als der Durchbruchsdruck p_Mem der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran (106) der ersten Zuleitung (102) und kleiner als der Durchbruchsdruck p_Mem ⁽²⁾ der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembran (206) der zweiten Zuleitung (202) ist.
Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß vorstehendem Anspruch, wobei von der Verzweigung (302) oder Positionen der Zuleitungen (102, 202, 502) zwischen der Verzweigung (302) und den flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembranen (106, 206, 406) neben der ersten, zweiten und dritten Zuleitung (102, 202, 502) mindestens eine weitere Zuleitung als n-te Zuleitung abzweigt, wobei n eine natürliche Zahl bezeichnet, die von einschließlich 4 bis zu einem vorbestimmten, der Gesamtzahl der Zuleitungen entsprechenden Maximum nmax läuft, wobei die n-te Zuleitung ein weiteres, der n-ten Zuleitung zugewiesenes Rückschlagventil aufweist, wobei das der n-ten weiteren Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil für einen Durchtritt eines Fluids in der Richtung von der Verzweigung geschlossen ist, wobei das der n-ten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geschlossen zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽ⁿ⁾ = p_A ⁽ⁿ⁾ - p_Z ⁽ⁿ⁾ zwischen einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung (302) abgewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_A ⁽ⁿ⁾ und einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_Z ⁽ⁿ⁾ kleiner als ein Schwellenwert p_R ⁽ⁿ⁾ ist, und wobei das der n-ten Zuleitung zugewiesene Rückschlagventil dazu eingerichtet ist, für einen Fluiddurchtritt in der Richtung zu der Verzweigung (302) geöffnet zu sein, wenn die Druckdifferenz Δp⁽ⁿ⁾ = p_A ⁽ⁿ⁾ - p_Z ⁽ⁿ⁾ zwischen einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung (302) abgewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_A ⁽ⁿ⁾ und einem in der n-ten Zuleitung auf der der Verzweigung (302) zugewandten Seite des der n-ten Zuleitung zugewiesenen Rückschlagventils vorliegenden Druck p_Z ⁽ⁿ⁾ größer als der Schwellenwert p_R ⁽ⁿ⁾ ist, und wobei der Schwellenwert p_R ⁽ⁿ⁾ so vobestimmt ist, dass er größer als der Schwellenwert p_R ^(n-1) ist. wobei p_R ⁽ⁿ⁾ kleiner ist als der Durchbruchsdruck p_Mem, p_Mem ⁽²⁾ , ..., p_Mem ^(n-1) der flüssigkeitsrückhaltenden Filtermembranen der ersten bis (n-1)-ten Zuleitung.
System umfassend ein Infusions- oder Transfusionsbesteck (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und eine Pumpe (301) zum Fördern von Flüssigkeit durch die Zuleitungen (102, 202, 403) und die Ableitung (303), wobei die Pumpe (301) bevorzugt eine peristaltische Pumpe ist, wobei die Pumpe (301) mehr bevorzugt in Eingriff mit einem Abschnitt einer Außenwand der Ableitung (303) steht oder ausgebildet ist, mit einer Außenwand der Ableitung (303) in Eingriff zu bringen ist.
System gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei das System ferner eine Druckmesseinrichtung zum Erfassen eines Messwerts entsprechend einem pumpenzulaufseitigen Druck der geförderten Flüssigkeit umfasst, wobei bevorzugt das System eingerichtet ist, ein Alarmsignal abzusetzen und/oder das Fördern von Flüssigkeit durch die Pumpe einzustellen, wenn der pumpenzulaufseitige Druck einen Schwellenwert p_Alarm unterschreitet, wobei weiter bevorzugt der Schwellenwert p_Alarm so gewählt ist, dass kein Wert Δp⁽ⁿ⁾ (n = 2, 3, ..., n_max) einen Durchbruchsdruck p_Mem ⁽ⁿ⁾ (n = 1, 3, ..., nmax) überschreitet, wenn der pumpenzulaufseitige Druck den Schwellenwert p_Alarm.