Le pompe mobili per farmaci sono diventate parte integrante della terapia ambulatoriale per molte malattie, come la terapia del dolore, l'oncologia, la nutrizione parenterale o le malattie metaboliche. Offrono mobilità al paziente e quindi una migliore qualità della vita. Allo stesso tempo, i costi della terapia sono ridotti, poiché i pazienti non devono essere assistiti in clinica come ricoverato o ambulatoriale. Tuttavia, vi sono margini di miglioramento nelle pompe per farmaci mobili comunemente utilizzate oggi. I motori a ultrasuoni piezoelettrici di PI (Physik Instrumente) come azionamenti di pompe possono aprire prospettive interessanti qui.

Per le pompe di droga mobili, si deve prima pensare alle pompe a palloncino perché sono leggere, maneggevoli e facili da usare da parte del paziente. Ma funzionano con grandi deviazioni di runtime e le quantità di iniezione sono difficili da documentare. Tuttavia, poiché il paziente "mobile" è di solito al di fuori della clinica, è estremamente importante seguire con precisione il corso della terapia. Il medico ha bisogno di informazioni accurate per un trattamento efficace. Ciò che serve è un sistema di pompaggio che consenta anche una documentazione accurata al di fuori della clinica.

Attualmente, in tali casi, le pompe peristaltiche sono il farmaco di scelta, ma a causa del loro peso elevato e delle dimensioni considerevoli, limitano gravemente il paziente e quindi non sono realmente mobili. Tuttavia, consentono misurazioni precise e volumi di consegna programmabili. A seconda della terapia, non è possibile somministrare quantità maggiori, quantità minori o periodi anche più lunghi. Sono anche possibili infusioni di grande volume, poiché è possibile collegarsi alle pompe di serbatoi di farmaci con capacità diverse. Le pompe peristaltiche sono adatte a vari tipi di farmaci perché forniscono un flusso continuo (velocità basale). Allo stesso modo, tuttavia, possono essere dosate iniezioni speciali (velocità del bolo), che possono essere posizionate in qualsiasi momento. Inoltre, tutti i processi possono essere documentati al fine di valutare il volume dei farmaci erogati e il corso della terapia e, ad esempio, per dimostrarlo contro le compagnie assicurative.

Mobilità e documentazione

Oltre alla mobilità, le pompe peristaltiche combinano tutti i requisiti desiderati. Dovrebbero quindi avere le dimensioni più piccole possibili, essere leggeri e silenziosi, al fine di limitare l'utente il meno possibile nella sua libertà di movimento. Altrettanto importante è il basso consumo di energia per mantenere le batterie lunghe e affidabili, funzionamento a bassa usura per lunghi intervalli di manutenzione. In questo contesto vale la pena dare un'occhiata più da vicino agli azionamenti comunemente usati nelle pompe peristaltiche:

I piccoli motori elettrici spesso tradotti a ingranaggi generano il necessario per il principio di pompaggio di forze o coppie elevate. Ma sono anche lenti. Il tuo microingranaggio meccanico raramente funziona senza gioco e è anche molto suscettibile all'usura. Pertanto, una soluzione del genere non può essere descritta come realmente affidabile, poiché brevi intervalli di manutenzione causano sforzi e costi.

Anche coloro che utilizzano quindi le trasmissioni dirette senza riduttore, purtroppo, devono generalmente avere degli svantaggi. A seconda del design tecnico delle pompe peristaltiche, sono disponibili relativamente poca forza o coppia. È quindi necessario scegliere l'unità più grande, che a sua volta può influire sulle dimensioni della pompa. Inoltre, gli azionamenti diretti sono reattivi, ma non autobloccanti a causa della mancanza di un meccanismo a ingranaggi. Al fine di mantenere stabile la posizione quando la pompa non è in funzione, deve quindi essere eccitata. Con cicli operativi brevi, vale a dire quando la durata del farmaco è breve e i "tempi di non funzionamento" lunghi, ciò avrebbe un effetto devastante sulla durata della batteria. Il motore deve quindi essere bloccato meccanicamente, che è anche associato allo sforzo. Quindi ci sono molte ragioni per cercare una soluzione di azionamento alternativa per le pompe di droga mobili:

Unità compatta per una maggiore mobilità

Le unità a ultrasuoni a base piezoelettrica, ad esempio, possono aprire nuove prospettive qui. Sono molto compatti, resistenti all'usura e autobloccanti. Mantengono quindi la loro posizione anche quando la macchina è spenta, anche in caso di cadute e colpi. Grazie al loro principio funzionale, al loro design piatto e alle loro opzioni di adattamento individuali, possono essere facilmente integrati nelle pompe mobili per farmaci e lavorare praticamente senza rumore.

Il funzionamento dei convertitori piezoelettrici compatti è di facile comprensione: le oscillazioni con frequenze ultrasoniche di un attuatore piezoceramico vengono convertite in movimento lineare lungo un rotore e guidano quindi la parte mobile di una struttura meccanica. Il nucleo dell'unità è un piezoceramico monolitico (lo statore), che è segmentato su un lato da due elettrodi. Opzionalmente, l'elettrodo sinistro o destro è eccitato alle oscillazioni naturali ad alta frequenza dell'elemento piezoceramico nel raggio di alcune centinaia di kilohertz e determina quindi la direzione del movimento. Un elemento di accoppiamento sul piezoceramico è così eccitato da rapidi movimenti lineari. A contatto con il rotore sorgono micro-impulsi che muovono la parte mobile del meccanismo di dosaggio come diapositive o tavola rotante in avanti o indietro. Ogni ciclo di oscillazione sposta la meccanica di alcuni nanometri. Complessivamente, ciò si traduce in un movimento uniforme con portata teoricamente illimitata.

Diverse costruzioni possono essere realizzate

Gli azionamenti sono molto compatti, poiché consistono praticamente solo dell'attuatore piezoelettrico e di un disco mobile montato o di un asse lineare. L'elettronica del driver può essere integrata come un chip e occupa così poco spazio. Dato che ci sono pochi componenti meccanici come gli ingranaggi, la soluzione è anche a bassa usura e affidabile. Il dosaggio è possibile su una vasta gamma di velocità, da pochi gradi a diversi giri al secondo, a seconda del modello, o per soluzioni lineari da meno di 1 a diversi 100 mm / s. Il feedback di posizione per il controllo è disponibile per una documentazione precisa.

La struttura di una tale pompa mobile mobile guidata è la seguente: Il motore è costituito da un anello piezoelettrico. Questo attuatore è così eccitato che viene generata una cosiddetta onda mobile. I sottili anelli di ossido di alluminio sulla parte superiore e inferiore dell'anello piezoelettrico assorbono le vibrazioni. Con l'aiuto dei tre elementi di accoppiamento utilizzati nel rotore, la vibrazione registrata viene trasmessa al rotore precompresso e convertita in un movimento rotatorio. Le unità ad ultrasuoni piezoelettriche a forma di anello spostano qui un disco. Questo è progettato in modo tale che grazie alla speciale geometria sia possibile dosare diverse quantità di farmaci.

Con unità piezoelettriche ad ultrasuoni, ma altre costruzioni sono fattibili. L'attuatore piezoelettrico può anche essere disposto lateralmente, ad esempio, e ruotare un anello, nella grande apertura di cui possono quindi essere disposti ulteriori componenti. Le pompe per farmaci progettate in questo modo sono particolarmente piccole, leggere e silenziose. Inoltre, offrono un elevato grado di flessibilità per quanto riguarda le diverse terapie e dosaggi. Ancora più pazienti saranno in grado di beneficiare di trattamenti non ospedalieri o ambulatoriali in futuro.

Azionamenti piezoelettrici per tecnologia medica