DE102014000238A1

DE102014000238A1 - Implantierbarer Bausatz aus Glukosesensor und Insulinpumpe im Sinne eines "Closed-Loop-Systems"

Info

Publication number: DE102014000238A1
Application number: DE102014000238.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-07-30

Abstract

Angemeldet wird ein implantierbarer Bausatz aus Glukosesensor und Insulinpumpe im Sinne eines „Closed-Loop-Systems”, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein mehrlumiger (36, 37, 38) zentraler Venenkatheter (1), der in eine große Körpervene (3) eines menschlichen und/oder tierischen venösen Kreislaufs ligiert (63) und mittels seiner endständigen (32) Messkammer (4) und mindestens eines Mikroprozessors (5) o. dgl. geeignet ist, über eine semipermeable Membran (6) amperometrisch o. dgl. kontinuierlich die aktuelle Plasma-Blutzuckerkonzentration zu bestimmen (12, 42) und je nach Wert mittels eines programmierten Algorithmus aus einem bedarfsadaptiert befüllbaren Insulindepot (11) Insulin (41) mit optimierter Galenik bzw. Konzentration mittels des zentralen Venenkatheters (1) in die Blutbahn (3) freizugeben (38, 39), dass weiterhin mindestens ein Lithium-Ionen-Akkumulator (7) geeignet ist, den Bausatz mit Strom zu versorgen und seinerseits induktiv (29, 17) bedarfsadaptiert und/oder über mindestens ein körperfunktionsgesteuertes Piezoelement (10) aufgeladen zu werden.

Description

Der Versuch, einen über mehrere Jahre funktionierenden Glukosesensor zu schaffen, reicht nunmehr trotz intensiver Bemühungen nahezu fünf Jahrzehnte zurück.
Dabei darf nicht vergessen werden, dass insbesondere im Bereich der transkutanen Glukosemessung erstaunliche Fortschritte erzielt wurden, die mit den modernen Möglichkeiten der Insulinapplikation durch sog. Insulinpumpen mit ausgereiftem Algorithmus die Krankheit „Diabetes mellitus” weitgehend beherrschbar machen.
Der Preis indes ist nachwievor hoch und fordert von den Patienten ein gehöriges Maß an Selbstdisziplin durch die zahlreichen täglich notwendigen Blutzuckermessungen.
Es soll auch nicht verschwiegen werden, dass es naturgemäß zahlreiche Ansätze einer dauerhaften nichtinvasiven Blutzuckermessung gibt, wenngleich nach dem gegenwärtigen Stand der Technik das gewünschte Ziel noch immer in weiter Ferne liegt.
Dies zu verbessern ist ein Anliegen der vorliegenden Anmeldung, die auf die jahrzehntelange Erfahrung mit sog. Portsystemen zurückgreift und durch den Ansatz, den Blutzucker aus dem fließenden Blut zu gewinnen und das errechnete Insulindepot ins fließende Blut abzugeben, den Portsystemen in modifizierter Ausgestaltung ein neue physiologischere Aufgabe zuweist, indem auch industriell gefertigtes Insulin wie alle Hormone in die Blutbahn ausgeschüttet wird.
In bevorzugter Ausgestaltung wird der dabei bevorzugte Mehrfachport (hier zumeist ein Doppelport) unter dem Leistenband am Os pubis fixiert und bevorzugt über Magnetventile mit mindestens einem Vorratsdepot für Insulin und mindestens einem Vorratsdepot für die Reaktions- und/oder Spüllösung aus gelöster Glukoseoxidase, Peroxidase, Pufferlösung und/oder dgl. nebst einem Auffangdepot für „verbrauchte” Reaktions- und/oder Spüllösung verbunden, Depots, die letztlich mit einem mehrlumigen zentralen Venenkatheter konnektiert sind, der bevorzugt über die am Eintritt in die Vena femoralis ligierte Vena saphena magna bis in die Vena iliaca externa vorgeschoben wird, wobei die „verbrauchte” Reaktions- und/oder Spüllösung im Rahmen der Aspiration mittels modifizierter Hubernadel über die entsprechende Portkammer ein zusätzliches Ventil passiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die zugehörigen Depots für Insulin, die Reaktions- und/oder Spüllösung und ggf. Glukagon gestapelt und bevorzugt verkapselt an optimierter Stelle im kleinen Becken befestigt und jeweils über einen separaten Zu- und/oder Ablauf mit der jeweiligen Portkammer verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet die Blutzuckermessung amperometrisch nach der Formel: C₆H₁₂O₆ + O₂ → C₆H₁₀O₆ + H₂O₂ durch das Enzym Glukoseoxidase (GOD) und in einem zweiten Schritt: H₂O₂ → H₂ + O₂ + 2e^– durch Wasserstoffperoxidase statt. Die freiwerdenden Elektronen werden bei angelegter Spannung verstärkt als Strom gemessen und über mindestens einen bevorzugten Mikroprozessor durch den einprogrammierten Algorithmus in die vorherrschende Blutzuckerkonzentration umgerechnet. Der kybernetische Abgleich zwischen „Ist” und „Soll” führt zur Freisetzung von Insulin in den ebenfalls errechneten IE.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet die chemische Umwandlung der Glukose in Gluconolacton bzw. mit H₂O in Gluconsäure, H₂, O₂ und e^– zwischen den Elektroden der Messkammer statt, die selbst wiederum das Ende des zentralen Venenkatheters darstellt und gefenstert mit einer semipermeablen Membran nur den ungehinderten Durchtritt von Glukose und vergleichbar großer oder kleinerer Moleküle (O₂, Gluconolacton bzw. Gluconsäure, ...) zulässt bzw. größere Moleküle (Enzyme wie Glukoseoxidase, Peroxidase und andere Polypeptide o. dgl.) in beide Richtungen zurückhält.
Durch das kontinuierliche Flottieren dieser niedermolekularen Bestandteile in und aus der Messkammer nebst der gesteuerten Spülung ist somit eine kontinuierliche, ja analoge Blutzuckermessung möglich und mithin in gleicher Weise die ggf. notwendige Freigabe von Insulin in entsprechender Menge (IE).
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erforderliche elektrische Feld durch mindestens einen bioinert verkapselten Lithium-Ionen-Akkumulator aufgebaut, der überwiegend induktiv transkutan über mindestens eine Induktionsspule mit bevorzugt weichmagnetischem Kern regenerierbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist angedacht, Körperfunktionen zu nutzen, um den/die Lithium-Ionen-Akkumulator/en mit optimaler Kapazität arbeiten zu lassen, wobei es vorstellbar ist, z. B. benachbarte Arterien (hier die Arteria femoralis elastisch zu umschlingen, um den Arterienpuls über eine bevorzugt bioinerte oder bioinert umkapselte Piezofolie aus bevorzugt Polyvinylidenefuorid (PVDF oder PVF₂) in elektrische Spannung und über einen Kondensator in elektrische Ladungen zu wandeln, die den/die bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator/en im ständigen Pulsrhythmus aufladen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zur Freigabe bzw. zum Transport von Insulin und/oder der bevorzugten Reaktions- und/oder Spüllösung elastische bioinerte und/oder bioinert verkapselte Vorratsdepots bevorzugt mit aktivierten Zugfedern entsprechender Kennwerte im befüllten Zustand verwendet, deren jeweiliger Inhalt (Insulin, Reaktions- und/oder Spüllösung, ggf. Glukagon) bevorzugt über redundant angeordnete Magnetventile freigegeben wird und die drucksensorgesteuert bei Füllbedarf diesen bevorzugt über mindestens ein Vibrationssignal melden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Vorratsdepots bevorzugt nahe dem Mehrfachport und bevorzugt kosmetisch unauffällig (bevorzugt im kleinen Becken am dorsalen Os pubis) durch Nähte fixiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bevorzugt die Depots für Insulin bzw. für die Reaktions- und/oder Spüllösung über mindestens einen Servomotor bevorzugt über den Vortrieb bzw. Rückzug jeweils eines Kolbens in einem Zylinder o. dgl. mit entsprechenden Steuerventilen, wenngleich zu Lasten eines höheren Stromverbrauchs und kosmetischer Probleme, befüll- und/oder entleerbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Portkammern durch Portmembranen mit der Eigenschaft eines jeweils zugeordneten elektrischen Widerstandes derart gestaltet, dass mittels einer modifizierten Hubernadel über die weitergeleitete unterschiedliche elektrische Stromstärke auf die Portkammer zu schließen ist, in der sich die Spitze der modifizierten Hubernadel gerade befindet, wodurch über einen bevorzugten Servomotor die einzelnen Vorratsdepots sicher befüllbar sind. Im Übrigen ist dies eine wohl unabdingbare Sicherheitsanforderung.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform entfällt eine gesonderte Portkammer für „verbrauchte” Reaktions- und/oder Spüllösung, indem für die Zufuhr frischer und für die Entfernung „verbrauchter” Reaktions- und/oder Spüllösung nur eine Portkammer genutzt wird, indem über einen Drucksensor im Auffangdepot für die „verbrauchte” Reaktions- und/oder Spüllösung durch Aspiration über die modifizierte Hubernadel ein Druckabfall erkennbar ist, der mit entsprechender Ventilsteuerung mittels einer spritzenkörperadaptierten Aufnahme geeignet ist, deren Servomotor mit umgekehrter Drehrichtung in den Saugmodus zu versetzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine zusätzliche Portkammer geeignet, ein weiteres Vorratsdepot für Glukagon anzusprechen, um eine drohende Hypoglykämie zu kupieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der gesamte Bausatz aus bioinertem Material bzw. alle anderen Bausatzkomponenten sind mit biokompatiblen Materialien versiegelt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Induktionsspule zum Laden des/der bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator/s/en geeignet und des Weiteren, um mikroprozessorgesteuert induktiv Informationen über den bevorzugten Blutzuckerspiegel ggf. zeitfunktional an ein externes Lesegerät zu übertragen, um von extern insbesondere die Funktion des/der Mikroprozessor/s/en zu überwachen und/oder diese/n von extern umzuprogrammieren bzw. den Ladezustand des/der bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator/s/en zu erkennen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das verwendete Insulin geeignet, entsprechend galenisch aufbereitet die optimale Konzentration für die Erfordernisse des Bausatzes aufzuweisen, so dass im optimalen Falle bevorzugt jeweils gleichzeitig die entsprechenden Vorratsdepots gefüllt bzw. entleert werden.
Der Bausatz wird nun anhand der Ansprüche 1–20 und der 1–6 näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 in schematisierter Schnitt-Darstellung anhand eines bevorzugten Ports als Teil eines Mehrfachportsystems in Verbindung mit einem Vorratsdepot mit integrierter Zugfeder den bevorzugten Gesamtbausatz nebst einer bevorzugten spritzenkörperadaptierten Aufnahme mit Servomotor,
2 in schematisierter Darstellung die bevorzugt verwendete Depotanordnung mit ihrer ventilgesteuerten Verbindung zum Mehrfachport bzw. zum zentralen mehrlumigen Venenkatheter,
3 in schematisierter Schnittdarstellung eine modifizierte Hubernadel im Detail,
4 in schematisierter Darstellung eine Arterie mit einer elastisch umschlingenden Piezofolie nebst Kondensator,
5 in schematisierter Darstellung einen Schnitt durch den bevorzugt verwendeten zentralen Venenkatheter,
6 in schematisierter Schnittdarstellung die bevorzugte Messkammer.
1 zeigt in schematisierter Schnitt-Darstellung anhand eines bevorzugten Ports (53) als Teil eines Mehrfachportsystems (2) in Verbindung (24) mit einem Vorratsdepot (12) mit integrierter Zugfeder (27) den bevorzugten Gesamtbausatz nebst einer bevorzugten spritzenkörperadaptierten Aufnahme (22) mit Servomotor (46). Diese (22) umgreift den Spritzenkörper (21), der mit Führung (44) sicher in Aufnahmebereich (45) der spritzenkörperadaptierten Aufnahme (22) eingreift, deren bevorzugte Antriebsspindel (57) den Kolben (55) des Spritzenkörpers (21) vorangetrieben und damit hier über Spritzenkonus (43) mit seinen Strombeaufschlagungsbereichen (33, 33'), kontaktiert durch die Kontaktfortsätze (50, 50') von Servomotor (46), die Reaktions- und oder Spüllösung (42) mittels der modifizierten Hubernadel (19) über das Einlassventil (14''') und Zulauf (24) gegen die Federkraft von Zugfeder (27) bis zu deren Anschlag in Vorratsdepot (12) gepresst hat. Die modifizierte Hubernadel (19) hat dabei die Widerstands-Portmembran (15) durchstoßen und befindet sich mit ihrem Spitzenbereich (56) mit Austrittsöffnung (61) in Portkammer (9). Erkennbar sind zudem die beiden Leiterbahnen (47, 47') ihres (19) Kanülenschaftes (48), die sich in die modifizierte Spritzenkonusaufnahme (20) als unterbrochene (49, 49') Leiterbereiche (18, 18') fortsetzen und über die Kontaktfortsätze (50, 50') mittels der leitenden Widerstands-Portmembran (15) über den bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator (7) den Stromkreis schließen, wodurch letztlich Servomotor (46) in Funktion versetzt wird. Angedeutet ist erkennbar, dass der symbolisierte Lithium-Ionen-Akkumulator (7) über Induktionsspule (29) mit bevorzugtem weichmagnetischem Kern (17) zumindest partiell bevorzugt auf der Bodenfläche (28) von Mehrfachport (2) angeordnet geeignet ist, über ein gesondertes Ladegerät induktiv transkutan (30) aufgeladen zu werden. Auf die zusätzliche Auflademöglichkeit durch Piezoelement (10) wird mit 4 hingewiesen.
2 zeigt in schematisierter Darstellung die bevorzugt verwendete Depotanordnung (11, 12, 13, ...) mit ihren ventilgesteuerten (14'''', 14''', 14'') Verbindungen zum Mehrfachport (2, 53, 54, 15, 16, 9, 8,...) bzw. zum zentralen mehrlumigen Venenkatheter (1).
Letzterer (1) ist bevorzugt über den Stumpf der Vena saphena magna über die Vena femoralis in die Vena iliaca externa vorgeschoben und trägt endständig (32) die Blutzucker-Messkammer (4). Diese ist bevorzugt fenestriert (34) und über eine semipermeable Membran (6) rundum abgeschlossen, die (6) den ungehinderten Durchtritt von Glukose und lediglich vergleichbar großer oder kleinerer Moleküle (O₂, Gluconolacton bzw. Gluconsäure, ...) zulässt bzw. größere Moleküle (Enzyme wie Glukoseoxidase, Peroxidase und andere Polypeptide o. dgl.) in beide Richtungen zurückhält. Im Hinblick auf den mehrlumigen Venenkatheter (1) zeigt 2, wie hinsichtlich Insulin (41) dieses über Port (54) mit seiner Widerstands-Portmembran (16) optional über Ventil (14'''') in Vorratsdepot (11) gelangt (23) und mittels Führungslumen (58) über Ventil (14) in Lumen (38) geleitet (27) und mit dessen bevorzugt seitlicher Perforationsöffnung (39), gesteuert über Mikroprozessor (5) (siehe 6), in die Blutbahn über eine ligierte (63) Vene (3) freigegeben wird. Ebenfalls lässt 2 erkennen, wie über Ventil (14') und Führungslumen (59) die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) aus Vorratsdepot (12) über Lumen (36) im zentralen Venenkatheter (1) der Messkammer (4) zugeführt (27) und „verbraucht” (42') über Lumen (37) und Führungslumen (60) dem Auffangdepot (13) zugeleitet wird.
Erwähnenswert ist die Tatsache, dass ein Drucksensor in Auffangdepot (13) geeignet ist, durch Aspiration über die modifizierte Hubernadel (19) einen Druckabfall anzuzeigen, der gesteuert (5) geeignet ist, Ventil (14'') bei geschlossenen Ventilen (14', 14''') zur Aspiration (25) des „verbrauchten” Mediums (42') aus Auffangdepot (13) über die spritzenkörperadaptierte Aufnahme (22) zu öffnen, wobei der nun umgepolte bevorzugte Servomotor (46) geeignet ist, in den Saugmodus versetzt zu werden, während im Füllvorgang der Vorratsdepots (11, 12) deren Austritts- und/oder Verbindungsventil/e (14, 14', 14'') bei geöffnetem Füllventil (14''') für das Vorratsdepot (12) unter Verzicht eines Füllventils (14'''') für das Insulindepot (11) geschlossen sind. Im Übrigen sind alle genannten Ventile (14, 14', 14'', 14''', 14'''') als bevorzugte Magnetventile anzusehen. Und letztlich ist darauf hinzuweisen, dass alle implantierten Bausatzelemente eine bioinerte Oberfläche besitzen oder bioinert ummantelt (26) sind.
3 zeigt in schematisierter Schnittdarstellung eine modifizierte Hubernadel (19) im Detail. Wir erkennen Kanülenschaft (48) mit Kanülenspitzenbereich (56) und Austrittsöffnung (61). Gegenüberliegend ist der bevorzugt nicht leitend gemachte Kanülenschaft (48) und die modifizierte Spritzenkonusaufnahme (20) mit Leiterbahnen (47, 47') versehen, die sich unterbrochen (49, 49') in die Leiterbereiche (18, 18') fortsetzen. In der Figur sind die Leiterbereiche (47, 47', 18, 18') fett hervorgehoben zur Darstellung gebracht.
4 zeigt in schematisierter Darstellung eine Arterie (51) mit einer elastisch umschlingenden (62) Piezofolie (10) nebst Kondensator (52, 40). Der elastische Bereich (62) aus bioinertem Material geht zu beiden Seiten in die vor- und rückseitig metallisierte Piezofolie (10) aus bevorzugt Polyvinylidenefluorid (PVDF oder PVF₂) über, die bei jeder Pulswelle der Arterie (51) einen Spannungsimpuls und über den nachgeschalteten Kondensator (52) mit Dielektrikum (40) elektrische Ladungen auf dessen Platten (52) erzeugt, die geeignet sind, in nicht dargestellter Weise den/die bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator/en (7) zusätzlich zur bereits dargestellten Induktion (29, 17) wieder aufzuladen.
5 zeigt in schematisierter Darstellung einen Schnitt durch den bevorzugt verwendeten zentralen Venenkatheter (1). Wir erkennen neben den Lumina (36, 37, 38) die angeschnittenen Leiterbahnen (31, 31') für die Messkammer (4).
6 zeigt in schematisierter Schnittdarstellung die bevorzugte Messkammer (4). Die Leiterbahnen (31, 31') der Elektroden (35, 35') führen zu Mikroprozessor (5), der unter anderem auch der Blutzuckermessung dient. Der zu messende Blutzucker findet physiologisch im strömenden Blut (3, ...) nach den oben beschriebenen Formeln statt und soll an dieser Stelle nicht wiederholt werden. Hier ist lediglich anzumerken, dass die eigentliche Messkammer (4) am Ende (32) des zentralen Venenkatheters (1) angeordnet ist, fenestriert (34) gestaltet und mit einer semipermeablen Membran allseits umhüllt ist. Über deren Wirkungsweise wurde ebenfalls bereits geschrieben. In die Messkammer selbst treten die Lumina (36, 37) ein, setzen die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) frei bzw. tauschen sie im „verbrauchten” Zustand (42') gegen neue aus. Die gemäß dem Chemismus frei werdenden Elektronen werden über die Elektroden (35, 35') und die Leiterbahnen (31, 31') dem Mikroprozessor (5) zur Auswertung der aktuellen Blutzuckerkonzentration zugeleitet. Von dort wird auch über die Menge freizusetzenden (38, 39) Insulins (41) entschieden.
Bezugszeichenliste

1: zentraler Venenkatheter
2: Mehrfachport
3: Körpervene
4: Messkammer
5: Mikroprozessor
6: semipermeable Membran
7: Lithium-Ionen-Akkumulator
8: Portkammer
9: Portkammer
10: Piezoelement/Piezofolie
11: Vorratsdepot
12: Vorratsdepot
13: Auffangdepot
14: Magnetventile
15: Widerstands-Portmembran
16: Widerstands-Portmembran
17: weichmagnetischer Kern
18: Leiterbereiche
19: modifizierte Hubernadel
20: Spritzenkonusaufnahme
21: Spritzenkörper
22: spritzenkörperadaptierte Aufnahme
23: Zulauf
24: Zulauf
25: Ablauf
26: bioinerte Ummantelung
27: Zugfeder
28: Bodenfläche (2)
29: Induktionsspule
30: Haut
31: Leiterbahnen
32: Ende des zentralen Venenkatheters
33: Strombeaufschlagungsbereiche
34: Fenestrierung
35: Elektroden
36: Lumen
37: Lumen
38: Lumen
39: Perforationsöffnung
40: Dielektrikum
41: Insulin
42: Reaktions- und/oder Spüllösung
43: Spritzenkonus
44: Führung
45: Aufnahmebereich
46: Servomotor
47: Leiterbahnen (19)
48: Kanülenschaft (19)
49: Leiterbereichsunterbrechungen
50: Kontaktfortsätze
51: Arterie
52: Kondensator
53: Port
54: Port
55: Spritzenkolben
56: Spitzenbereich (19)
57: Antriebsspindel (46)
58: Führungslumen
59: Führungslumen
60: Führungslumen
61: Austrittsöffnung (19)
62: elastischer Bereich
63: Ligatur
Ω: Widerstandssymbol

Claims

Implantierbarer Bausatz aus Glukosesensor und Insulinpumpe im Sinne eines „Closed-Loop-Systems”, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrlumiger (36, 37, 38) zentraler Venenkatheter (1) in eine große Körpervene (3) eines menschlichen und/oder tierischen venösen Kreislaufs ligiert (63) und mittels seiner endständigen (32) Messkammer (4) und mindestens eines Mikroprozessors (5) o. dgl. geeignet ist, über eine semipermeable Membran (6) amperometrisch o. dgl. kontinuierlich die aktuelle Plasma-Blutzuckerkonzentration zu bestimmen (12, 42) und je nach Wert mittels eines programmierten Algorithmus aus einem bedarfsadaptiert befüllbaren Insulindepot (11) Insulin (41) mit optimierter Galenik bzw. Konzentration mittels des zentralen Venenkatheters (1) in die Blutbahn (3) freizugeben (38, 39), dass weiterhin mindestens ein Lithium-Ionen Akkumulator (7) geeignet ist, den Bausatz mit Strom zu versorgen und seinerseits induktiv (29, 17) bedarfsadaptiert und/oder über mindestens ein körperfunktionsgesteuertes Piezoelement (10) aufgeladen zu werden.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt jede Portkammer (8, 9) eines bevorzugten Mehrfachports (2) über einen jeweils separaten Zu- und Ablauf (8, 23) bzw. (9, 24, 25, ...) mit mindestens einem Vorratsdepot (11) für Insulin (41) und mindestens einem Vorratsdepot (12) für die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) aus gelöster Glukoseoxidase, Peroxidase, Pufferlösung und/oder dgl. nebst Auffangdepot (13) verbunden ist, von denen die Depots (11, 12) beim konsekutiven und bevorzugt gleichzeitigen Nachfüllvorgang geeignet sind, bevorzugt federgespannt (27) unter definierten Ausgangsruck gesetzt ((14''''), 14''') und ventilgesteuert (14, 14') programmiert (5) betätigt zu werden, während Ventil (14'') des Auffangdepots (13) zur Aspiration (25) „verbrauchter” Reaktions- und/oder Spüllösung (42') über Portkammer (9) geeignet ist, gegensinnig (geschlossen) zu den Ventilen (14', 14''') von Vorratsdepot (12) geöffnet zu werden.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bevorzugte Vorratsdepot (12) mit Auffangdepot (13) bevorzugt über Ventil (14') über die Lumen (36, 37) des mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheters (1) verbunden ist, während Ventil (14''') geeignet ist, bei geschlossenen Ventilen (14', 14'') zur Füllung von Depot (12) geöffnet zu werden.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorzugten Widerstands-Portmembranen (15, 16) bevorzugt individuell unterscheidbare elektrische Widerstände (Ω) aufweisen, die es über eine bevorzugte modifizierte Hubernadel (19) o. dgl. gestatten, mittels gegeneinander isolierter Leiterbahnen (47, 47') des Kanülenschaftes (48) und zweier unterbrochener (49, 49') Leiterbereiche (18, 18') ihrer (19) Spritzenkonusaufnahme (20) nach Überbrückung (15, 16) durch getrennt leitende zirkuläre Kontaktbereiche (33, 33') des Spritzenkonus (43) eines bevorzugt substratabhängigen Spritzenkörpers (21) über eine bevorzugt spritzenkörperadaptierte Aufnahme (22) bzw. nach Strombeaufschlagung (33, 33') mit geeigneten Kontaktfortsätzen (50, 50') auf die jeweilige Portkammer (8, 9) zu schließen und den bevorzugten Servomotor (46) nach erfolgter Punktion (19) sicher zu aktivieren.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige spritzenkörperadaptierte Aufnahme (22) bevorzugt einen Drucksensor aufweist, der geeignet ist, auf den Fülldruck der jeweiligen Depots (11, 12, 13) zu schließen.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorzugten Depots (11, 12, 13) bevorzugt gestapelt angeordnet und mit ihrem jeweils separaten Zu- und Ablauf (23, 24, 25, ...) bevorzugt aus bioinertem Material bestehen und/oder bioinert ummantelt (26) sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Depots (11, 12, 13) bevorzugt aus Kunststoffen mit elastischen Eigenschaften und bevorzugt integrierten Zugfedern (27) mit entsprechenden Kennwerten gefertigt (11, 12) sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass alternativ bevorzugt die Depots für Insulin (41) bzw. für die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) über mindestens einen Servomotor bevorzugt über den Vortrieb bzw. Rückzug jeweils eines Kolbens in einem Zylinder o. dgl. mit entsprechenden Steuerventilen, wenngleich zu Lasten eines höheren Stromverbrauchs und kosmetischer Probleme, befüll- und/oder entleerbar sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachport (2) bevorzugt über dem Bereich seiner Bodenfläche (28) mindestens eine bevorzugt zirkulär um den Mehrfachport (2) positionierte Induktionsspule (29) mit bevorzugt weichmagnetischem Kern (17) aufweist, die geeignet ist, einen bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator (7) in jeweils erforderlichen Zeitintervallen über die Haut (30) mittels eines geeigneten Ladegerätes induktiv aufzuladen, wobei die Induktionsspule (29) zudem geeignet ist, mikroprozessorgesteuert induktiv Informationen über den bevorzugten Blutzuckerspiegel ggf. zeitfunktional an ein externes Lesegerät ebenso wie den Ladezustand des Lithium-Ionen-Akkumulators (7) zu übertragen, und dass im Umkehrschluss ein geeignetes Ladegerät geeignet ist, den/die Mikroprozessor/en (5) bei Bedarf induktiv (29, 17, ...) umzuprogrammieren.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein bevorzugtes bioinertes oder bioinert ummanteltes (26) Piezoelement (10) wie z. B. mindestens eine beidseits metallisierte Piezofolie aus bevorzugt Polyvinylidenefluorid (PVDF oder PVF₂) geeignet ist, mittels eines bevorzugten elastomeren Kunststoffs mit mindestens einer geeigneten Arterie (51) partiell ringförmig so in Kontakt zu treten, dass bevorzugt mittels mindestens eines Kondensators (52) und/oder dgl. der pulsschlagabhängig erzeugte permanente Spannungsimpuls geeignet ist, mit optimierter Kondensatorladung (Fläche der Piezofolie/n) den/die bevorzugten Lithium-Ionen-Akkumulator/en (7) zusätzlich zur Induktion (29, 17, ...) oder für sich alleine auf optimalem Kapazitätsniveau zu halten.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mikroprozessor (5) o. dgl. geeignet ist, den aktuellen Blutzucker aus dem flottierenden Plasmafluss (6) in und aus der Messkammer (4) zu bestimmen, timergesteuert mit dem Algorithmus abzugleichen, die korrekte Insulinfreigabe über Ventil (14) aus Vorratsdepot (11) freizugeben (38, 39) und in ebenfalls algorithmusabhängigen Zeitzyklen die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) aus gelöster Glukoseoxidase, Peroxidase, Pufferlösung und/oder dgl. über Vorratsdepot (12) mittels Ventil (14') durch den mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheter (1) in Messkammer (4) zu leiten (36) und über denselben mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheter (1) als „verbrauchte” Reaktions- und/oder Spüllösung (42') in das Auffangdepot (13) zurückzuführen (37).
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (4) mittels Leiterbahnen (31, 31', ...) im und/oder um den mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheter (1) sowie im weiteren Verlauf mit dem/den Mikroprozessor/en (5) o. dgl. zur Blutzuckerbestimmung verbunden ist, der/die (5) je nach Messergebnis geeignet ist/sind, mittels Ventil (14) über Vorratsdepot (11) Insulin (41) bevorzugt direkt in die Blutbahn freizugeben (39).
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (4) bevorzugt am Ende (32) des mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheters (1) angeordnet ist, diesen (1) endständig verschließt, über eine semipermeable Membran (6) geeignet ist, bevorzugt gefenstert (34) den ungehinderten Durchtritt von Glukose und vergleichbar großer oder kleinerer Moleküle (O₂, Gluconolacton bzw. Gluconsäure, ...) zuzulassen bzw. größere Moleküle (Enzyme wie Glukoseoxidase, Peroxidase und andere Polypeptide o. dgl.) in beide Richtungen zurückzuhalten, dass weiterhin bevorzugt zwei Elektroden (35, 35') in Verbindung mit den Leiterbahnen (31, 31', ...) geeignet sind, die reaktiv entstehende Spannung durch freiwerdende Elektronen abzugreifen, um verstärkt (Transistor/en nebst passiven elektronischen Bauelementen (Kondensator/en, Dioden, ...) über mindestens einen Mikroprozessor (5) o. dgl. den aktuellen Blutzuckerwert auszuwerten bzw. die Insulinfreigabe (11, 14, 38, 39) zu steuern, dass bevorzugt Lumen (36) geeignet ist, die Reaktions- und/oder Spüllösung (42) aus gelöster Glukoseoxidase, Peroxidase, Pufferlösung und/oder dgl. über Depot (12) freizugeben (14') und bevorzugt über mindestens ein weiteres Lumen (37) in das Auffangdepot (13) weiterzuleiten (42'), während das bevorratete (11) Insulin (41) geeignet ist, bevorzugt über sein zuständiges Lumen (38) mit bevorzugt seitlicher Austrittsöffnung (39) in errechneter Menge (5) direkt in die Blutbahn ausgeschüttet zu werden, wobei die Lumina (36, 37, 38) mit optimiertem Durchmesser bevorzugt symmetrisch und gegen Kinking gesichert im mehrlumigen (36, 37, 38) zentralen Venenkatheter (1) angeordnet sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt ebenfalls die Vorratsdepots (11, 12) mit Drucksensoren versehen und geeignet sind, die Öffnungszeit (Δt) der Ventile (14, 14') in Relation zum Druckabfall (–Δp) der Vorratsdepots (11, 12) zu setzen (Δt ~ 1/–Δp → Δt·(–Δp) = c_11/12), dass darüber hinaus mindestens eine bevorzugte Vibrationsmembran o. dgl. geeignet ist, dem Patienten eine Nachfüllnotwendigkeit des jeweiligen Depots (11, 12) bevorzugt repetitiv anzukündigen.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ventile (14, 14', 14'', 14''', ...) bevorzugt redundant als bevorzugte Magnetventile (40) vorliegen und geeignet sind, jeweils über getrennte prozessorinterne Schaltkreise angesprochen zu werden.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass alle verwendeten Materialien oder Vorrichtungskomponenten aus biokompatiblen Materialien bestehen und/oder mit biokompatiblen Materialien sicher ummantelt sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass in Erweiterung zu Anspruch 3. bevorzugt die Depots (11, 12, 13) nur mit einer individuellen spritzenkörperadaptierten Aufnahme (22) mit getrennt leitendem (33, 33') Spritzenkonus (43) des eingebrachten Spritzenkörpers (21) befüll- bzw. entleerbar sind, indem bevorzugt jedem Spritzenkörper (21) für das jeweilige Substrat (41, 42, ...) im Außenbereich eine individuelle Führung (44) zugeordnet ist, die nur im Zusammenspiel mit dem korrekten spritzenkörperadaptierten Aufnahmebereich (45) von (22) geeignet ist, diese (22) ausschließlich bei korrekter Lage der bevorzugten modifizierten Hubernadel(spitze) (19) o. dgl. in der jeweiligen Portkammer (8, 9) über einen integrierten bevorzugten Servomotor (46) in den Pumpmodus zu versetzen.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor in Auffangdepot (13) geeignet ist, durch Aspiration über die modifizierte Hubernadel (19) einen Druckabfall anzuzeigen, der gesteuert (5) geeignet ist, Ventil (14'') bei geschlossenen Ventilen (14', 14''') zur Aspiration des „verbrauchten” Mediums (42') aus Auffangdepot (13) mittels der spritzenkörperadaptierten Aufnahme (22) zu öffnen, wobei der umgepolte bevorzugte Servomotor (46) geeignet ist, in den Saugmodus versetzt zu werden, während im Füllvorgang der Vorratsdepots (11, 12) deren Austritts- und/oder Verbindungsventil/e (14, 14', 14'') bei geöffnetem Füllventil (14''') unter Verzicht eines Füllventils (14'''') für das Insulindepot (11) geschlossen sind.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–18, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Portkammer und ein weiteres Depot bei gleicher Gestaltung des Gesamtbausatzes geeignet sind, bei einer registrierten (4, 5) Hypoglykämie Glukagon in programmierter therapeutischer Dosis über ein geeignetes Ventil freizusetzen.
Closes-Loop-System zur blutzuckeradaptierten Insulinapplikation nach mindestens einem der Ansprüche 1–19, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Insulin (41) geeignet ist, entsprechend galenisch aufbereitet die zweckdienliche Konzentration für eine optimale Blutzuckereinstellung aufzuweisen.