DE3213638A1

DE3213638A1 - Vorrichtung und verfahren zur transplantation von knochenmark

Info

Publication number: DE3213638A1
Application number: DE19823213638
Authority: DE
Inventors: John H. Englewood Col. Altshuler; Dean T. Parker Col. Farrish
Original assignee: Applied Medical Devices Inc
Current assignee: Applied Medical Devices Inc
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1983-10-13
Also published as: US4481946A; FR2524802A1; GB2118044A; GB2118044B

Description

Vorrichtung zur Transplantation von Knochenmark

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Knochenmark-Transplantation.

Bei bestimmten medizinischen Behandlungen, z. B. einigen Arten der Chemotherapie, wird gesundes Knochenmark aus einem Patienten vor der Behandlung entfernt, die sonst das Knochenmark schädigen oder zerstören könnte, und nach der Behandlung wieder infundiert. Bei anderen Therapien wird gesundes Knochenmark von einem Spender in einen Patienten infundiert, dem die notwendigen Knochenmark-Zellen fehlen oder die er nicht mehr produzieren kann.

In beiden Fällen nach dem bekannten Stand der Technik dauern diese Transplantationen längere Zeit, weil regelmäßig eine Nadel fünfzehn bis siebzig Mal an verschiedenen Stellen eingestochen werden muß, um ausreichende Mengen Knochenmark zu entnehmen. Außerdem kann das Leeren der Knochenmark-Höhle ein Ausdehnen der Nervenstrang-Rezeptoren verursachen, was bei Patienten erhebliche Schmerzen hervorruft. Ein anderes Problem besteht darin, daß ein großes Volumen Sinus-Blut mit den Knochenmark-Zellen angesammelt wird und, da die Knochenmark-Höhle klein

ist, muß gewöhnlich beim Austausch oder bei der Transfusion des Knochenmarks und des Bluts das angesammelte Material in eine Vene injiziert werden, wobei man sich darauf verlassen muß, daß die Knochenmark-Zellen ihren Weg zurück in das Knochenmark des Patienten finden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur schnellen und relativ schmerzlosen Entfernung von Knochenmark sowie zum Austausch von Knochenmark direkt in der Knochenmark-Höhle zu schaffen.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Vorrichtung mehrere Rohre, die von einer Pumpe zu zwei Nadeln und auch zu einer Quelle intravenöser Lösung und einem Sammelbeutel geführt sind. Die Pumpe beaufschlagt gleichzeitig mit Unter- und Überdruck die einzelnen Nadeln, so daß die eine Nadel Knochenmark absaugt, das dann in den Sammelbeutel geleitet wird, während die andere Nadel die intravenöse Lösung in die Knochenmark-Höhle verdrängt, so daß dieser wieder aufgefüllt wird, damit sich die Nervenstrang-Rezeptoren nicht ausdehnen. Zum Austauschen oder Transplantieren des Knochenmarks ist die Vorrichtung so ausgelegt, daß das angesammelte Knochenmark durch eine der Nadeln direkt in die Höhle ausgestoßen wird.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel können beide Nadeln Knochenmark entweder gleichzeitig oder abwechselnd absaugen. Da diese Nadeln an verschiedenen Knochenmark-Orten eingesetzt werden können, wird dadurch die Menge des gesammelten Knochenmarks beträchtlich erhöht.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 eine Draufsicht einer Einmal-Einheit

b gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt 3-3 von Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt 4-4 von Fig. 1;

Fig. 5 eine Draufsicht des Gehäuses gemäß

der Erfindung; 15

Fig. 6 einen Querschnitt des Gehäuses von

Fig. 5;

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Bedienungs-

felds der Vorrichtung;

Fig. 8 einen Querschnitt einer anderen Pum

pe für die Vorrichtung; und

Fig. 9 das Schaltbild der elektrischen

Steueranordnung für die Vorrichtung.

Aufbau

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 10 (das am deutlichsten in Fig. 5 und 6 gezeigt ist) und eine Einmal-Einheit 12 (die am deutlichsten in Fig. 1 und 2 gezeigt ist) .

Gemäß Fig. 5 und 6 besitzt das Gehäuse 10 einen flachen Behälter 14 zur Aufnahme der Einheit 12, wobei der

Behälter 14 eine transparente Bodenplatte 15 mit einer darunter montierten Lampe 16 aufweist. Die Platte 15 besitzt eine flache Nut 30, die sich über die Breite des Behälters 14 erstreckt. Die Nut 30, die Schwalbenschwanz-Seiten 31 hat, hält einen Schieber 3 2 mit einem äußeren Handgriff 40 mit Fingeröffnungen 41 an einem Ende. Der Schieber 32 besitzt eine Platte 34 mit zwei Haltern 35 und 35', die gegeneinander versetzt sind. Der Halter 35 erstreckt sich von der Platte 34 nach oben und besitzt zwei Wandabschnitte 36 und 37, die durch eine Aussparung 38 beabstandet sind. Der Wandabschnitt 37 besteht aus Vollmaterial, während der Wandabschnitt 36 eine Rinne aufweist. Der Halter 35' ist identisch dem Halter 35, jeder fluchtet mit einem schmalen Schlitz 39 bzw. 39' in der Platte 34.

Das Gehäuse 10 besitzt einen lösbaren Deckel 20, unter dem fünf Magnet-Steuerventile V1 bis V5 montiert sind. Jedes Magnetventil V1 bis V5 ist jeweils einem von gestreckten Kanälen G1 bis G5 zugeordnet, die Schläuche aufnehmen (nicht gezeigt). Ebenfalls unterhalb des Deckels 20 enthält das Gehäuse 10 eine Netzteil- und Leiterplatten-Anordnung 24 (schematisch gezeigt in F i g . 9 ) sowie einen Transformator 22. Ein Stauraum 4 2 ist unterhalb des Behälters 14 vorgesehen. Das Gehäuse 10 besitzt auch Handgriffe 26 an jedem Ende.

Gemäß Fig. 1 und 2 besitzt die Einmal-Einheit 12, die in das Gehäuse 10 eingepaßt ist, einen Trog 50 mit Seitenwänden 50 und 53, deren Oberseite mit dem Gehäuse-Deckel 20 fluchtet, wenn die Einheit 12 eingebaut ist. Ansätze 56 sind beabstandet am Umfang des Trogs und in der Mitte des Trogs 50 vorgesehen, um (nicht gezeigt) Befestigungsschrauben aufzunehmen, die einen (ebenfalls nicht gezeigten) transparenten Kunststoff-Deckel über der Einheit 12 haltern.

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Wie am bestens aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind drei Positionierblöcke 54, die jeweils eine Folge von drei hochstehenden Positionierstiften 55 besitzen, an verschiedenen Stellen des Trogs vorgesehen. Mehrere Positionierstifte 58 springen auch vom Boden des Trogs 50 nach oben, um eng anliegend zwei Spritzen 60 und 61 zu sichern, die sich in entgegengesetzter Richtung auf dem Trog 50 gegenüberliegen. Die Spritze 61 hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit einem vorderen verjüngten Ende 63, das an ein Rohr 64 angeschlossen ist. Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses ist durch einen Flansch 65 begrenzt. Innen besitzt die Spritze 61 einen Kolben 67 mit einem aufgeweiteten Kopf Der Kolben hat einen X-Querschnitt, und der Abschnitt 68 veränderlicher Länge außerhalb des Spritzen-Gehäuses ist von einem Handgriff 69 begrenzt. Die Spritze 60 hat einen identischen Aufbau (und zwar mit einem Kolben 66). Die Spritzen können Becton-Dickinson "Monoject"-20 cm³-Spritzen sein.

Eine rechteckige öffnung 70 befindet sich im Boden des Trogs 50 hinter dem Flansch 65 der Spritze 61. Eine ähnliche öffnung ist hinter dem Flansch der Spritze 60 vorgesehen. Wenn die Einheit 12 eingebaut ist, erstreckt sich der Handgriff 69 des Kolbens 67 der Spritze 61 durch die öffnung 70 hindurch in die Nut 68 im Halter 35 am Schieber 32. Die Wandabschnitte 36 und 37 halten den Spritzenhandgriff 69 ortsfest. Ähnlich ist der Handgriff der Spritze durch den Halter 35' gehalten. Wegen der Beabstandung der Halter 3 5 und 35' wird der Kolben der Spritze 60 ausgefahren, wenn der Kolben 67 der Spritze 61 eingefahren wird.

Der X-Querschnitt des verlängerten Abschnitts 68 des Kolbens 67 ist von einem V-förmigen Stift 74 getragen, vgl. Fig. 3 , der sich vom Trog 50 am Ende der öffnung 70 erstreckt, die am nächsten zur Spritze liegt. Der Halte-Stift 74 verhindert eine unbeabsichtigte Drehung des KoI-

bens 67 bei dessen Ein- und Ausfahren. Gemäß Fig. besitzt die Spritze 60 einen identischen Stift 74.

Der Trog 50 hat fünf Zu- bzw. Ableitungs-Rohre L1 bis L5 aus Kunststoff. Die Rohre L1 und L2 sind an einer ersten Verbindungsstelle 75 zu einer geraeinsamen Leitung 76 vereinigt, die·ihrerseits an einer zweiten Verbindungsstelle 78 an das Rohr L3 angeschlossen ist. Eine Leitung 80 ist ebenfalls mit der zweiten Verbindungsstelle 78 verbunden, und die Leitung 80 ist auch durch eine Manschette 82 mit dem Rohr 64 der Spritze 61 verbunden. Die Verbindungsstellen 75 und 78 sind durch die Positionierstifte 55 der Positionierblöcke 54 gehaltert. Die Rohre L4 und L5 sind an einer dritten Verbindungsstelle 84 an eine Leitung 86 angeschlossen, die durch eine Manschette 88 am Rohr am anderen Ende der Spritze 60 gesichert ist. Positionierrippen 90 richten die Rohre L1 bis L5 in den rohraufnehmenden Nuten G1 bis G5 des Gehäuse-Deckels 20 aus, wenn die Einheit eingebaut ist. Andere Rippen 9 2 positionieren das Rohr L3 und die Leitungen 80 und 86 auf dem Trog 50.

Wenn die Einheit 14 eingebaut ist, werden die Rohre L1 bis L5 entsprechend in die Nuten G1 bis G5 im Gehäuse-Deckel 20 eingesetzt. Jedes Magnetventil V1 bis V5, das den Nuten G1 bis G5 zugeordnet ist, steuert die Strömung durch das betreffende Rohr (LI bis L5) in seiner Nut durch eine Armatur 94, die einen beweglichen Stift 96 trägt, der nach oben durch einen Schlitz 97 (nur für das Magnetventil V3 bezeichnet) im Deckel 20 nach oben springt. Wie ebenfalls für das Ventil V3 gezeigt ist, ist ein Block 98 mit einer Oberseite 100, die einen ortsfesten Stift 102 besitzt, unterhalb der Nut G3 angeordnet, so daß der Stift 102 sich ebenfalls im Schlitz 97, gegenüber dem beweglichen Stift 96, befindet. Bei Erregung des Magnetventils V3 bewegt sich der bewegliche Stift 96 zum ortsfesten Stift 102, wie für das Magnetventil V5 gezeigt ist, so daß das Rohr

L5 dazwischen abgeklemmt wird.

Für den äußeren Anschluß der Rohre L1 bis L5 ist das Rohr L1 an eine intravenöse Tropfkammer 106 und eine (nicht ge- ?,eigte) Quelle intravenöser Lösung angeschlossen. Das Rohr L2 besitzt einen Dornanschluß 107 für einen (nicht gezeigten) Sammelbeutel. Der Sammelbeutel kann der Beutel Nr. 4R6308 der Fa. Travenol Labs in Deerfiled, Illinois (V.St. A.) sein. Die Rohre L3 und L4 enden in lösbaren Luer-Lock-Rohrverbindungsstücken 108 und 109 zum Anschluß an Absaugbzw. Infusions-Nadeln (nicht gezeigt). Die Leitung L5 ist mit einer zweiten intravenösen Tropfkammer 110 sowie einer weiteren Quelle intravenöser Lösung (nicht gezeigt) verbunden.

Die Magnetventile V1 bis V5 werden durch die Schaltung 150 von Fig. 9 gesteuert. Gemäß Fig. 9 ist eine Stromquelle 140 über einen Transformator 142 und eine Brücken-Schaltung 143 an eine Kühleinheit 144 angeschlossen. Die Stromversorgung 140 ist mit der Leuchtstofflampe 16 und über eine Leitung 145 von der Kühleinheit 144 mit einer Magnetventil-Steuerschaltung 150 verbunden. Von Hand betätigbare Tasten des Bedienungsfelds sind als Schalter 142 gezeigt, die in Schließstellung die Stromversorgung mit einer Steuerschaltung 154 für jedes Magnetventil verbinden. Jede Steuerschaltung 154 ist ausgangsseitig an eine Transistor-Schaltung 155 angeschlossen, die ihrerseits zu einer Magnet-Betätigungsschaltung für jedes Ventil geführt ist.

Betrieb

Im Betrieb sind die Rohre L3 und L4 mit herkömmlichen Saug- und Infusions-Nadeln verbunden, während die Rohre L1 und L5 mit Quellen intravenöser Lösung verbunden sind. Die verwendete intravenöse Lösung kann eine Kochsalz- oder Elektrolyt-

Lösung von 4 Einheiten Heparin/cm³ sein. Zu Beginn wird aus den Rohren L1 bis L5 jegliche Luft entfernt. Gemäß Fig. 7 wird eine "ANLASSEN !"-Taste des Bedienungsfelds 23 von Fig. 7 gedrückt, die die Ventile Vl und V4 (zu den Quellen intravenöser Lösung) öffnet und die Ventile V2, V3 und V5 (zu den Nadeln und zum Sammelbeutel) schließt. Lampen 1 bis 5 am Bedienungsfeld zeigen an, welche Ventile offen sind. Der Schieber 3 2 wird hin- und hergefahren, so daß die Spritzen 60 und 61 die intravenöse Flüssigkeit in die Rohre ansaugen, allerdings nicht gleichzeitig, da jeweils nur eine Spritze einen Unterdruck er^w zeugt, wenn der Schieber in einer Richtung bewegt wird.

Die Taste "ANLASSEN 2" wird anschließend gedrückt, wodurch die Stellung aller Ventile umgesteuert wird, und der Schieber 32 wird erneut hin- und hergefahren. Dadurch wird die Flüssigkeit in die vorher geschlossenen Rohre zu den Nadeln und zum Sammelbeutel gedrückt. Dieser Ablauf wird wiederholt, bis keine Luftblasen mehr in den Leitungen auftreten.

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Die Knochenmark-Höhle, gewöhnlich der Hüftbeinkamm (die iliakale Crista), wird mit 2000 Einheiten Heparin anti-coaguliert. Die Taste "KLEMMEN" wird dann gedrückt, um Lecks vor dem eigentlichen Einsetzen der wirklichen Knochenmark-Nadeln in den Patienten zu beseitigen. Die Taste "KLEMMEN" bewirkt ein Schließen der Ventile V2 bis V5 (zum Sammelbeutel und zu den Nadeln). Die Nadeln werden dann in den Patienten an der gewünschten Stelle eingesetzt. Als nächster Schritt wird die Taste "ANLASSEN-ABSAUGEN" gedrückt, die die Ventile Vl und V5 offenhält und die übrigen Ventile schließt. Der Schieber 32 wird dann teilweise herausgezogen, so daß intravenöse Lösung aus der Tropfkammer 106 in die Rohre eintritt. Die Taste "ABSAUGEN" wird dann gedrückt, so daß die Ventile V3 und V4 (zu den Nadeln) ge-Öffnet und die andere Ventile geschlossen werden. Der Schieber 32 wird dann vollständig zurückgezogen. Der durch

die Spritze 61 erzeugte Unterdruck zieht einen Strom von Knochenmark und Sinus-Blut in das Rohr L3. Gleichzeitig drückt die Spritze 60 intravenöse Lösung aus der Leitung L4 in die Knochenmark-Höhle, um eine Reizung von Nervenbahnen-Rezeptoren zu vermeiden. Nachdem die Spritze 61 •jefüllt worden ist, wird die Taste "SAMMELN" gedrückt, die die Ventile V2 (zum Sammelbeutel) und V5 öffnet sowie die Ventile V1, V3 und V4 schließt. Der Schieber 32 wird dann eingeschoben, um den Kolben der Spritze 61 einzudrücken sowie das Gemisch von Knochenmark, Sinus-Blut und intravenöser Lösung durch die Leitung L2 in den Sammelbeutel zu drücken. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis sich eine ausreichende Menge Knochenmark angesammelt hat, und zwar mit der Spritze als Pumpe wirkend.

Andere Ausführungsbeispiele

Eine abgewandelte Spritzen-Pumpe ist in Fig. 8 gezeigt. Die abgewandelte Spritze besitzt einen äußeren Zylinder 120 mit einem ersten Durchlaß 121 an einem Ende und einem zweiten Durchlaß 122 im Mantel an seinem entgegengesetzten Ende. Ein O-Dichtring 124 belegt die Endfläche eines Verschlusses 126, der den Zylinder 120 abdichtet. Eine mittige Bohrung 127 im Verschluß 126 haltert einen eng eingepaßten Kolben 128. Der Kolben 128 besitzt einen äußeren Handgriff 130 und einen Kolbenkopf 131, der den Innenraum des Zylinders in eine vordere Kammer 133 und eine hintere Kammer 134 unterteilt. Die vordere Kammer 133 steht in Leitungsverbindung mit dem End-Durchlaß 121, die hintere Kammer 134 dagegen in Leitungsverbindung mit dem Mantel-Durchlaß 122.

Eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 128 erzeugt einen überdruck an einem Durchlaß und einen Unterdruck am anderen. Entsprechend kann die abgewandelte Spritze anstelle der beiden Spritzen des bevorzugten Ausführungsbeispiels ein-

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gesetzt werden, indem das Rohr 86 an den einen Durchlaß und das Rohr 80 an den anderen Durchlaß angeschlossen und der Handgriff 130 an einem Schieber-Halter befestigt wird. Die Vorrichtung wird dann wie oben beschrieben betrieben. 5

Um möglichst schnell Knochenmark anzusammeln, wird vorzugsweise von beiden Nadeln (die gewöhnlich an verschiedenen Stellen eingestochen werden) Knochenmark abgesaugt. Dies erfolgt auf zwei Arten. Nach der ersten Art wird die Spritze 60 gewendet, so daß sie in dieselbe Richtung wie die Spritze 61 zeigt, und die Lage des Halters am Schieber 32 entsprechend geändert, um den Handgriff der Spritze 60 wie vorher aufzunehmen. Wenn also der Schieber 32 herausgezogen wird, saugen beide Spritzen Knochenmark ab, so daß sie gleichzeitig etwa doppelt so viel wie vorher ansammeln. Das Knochenmark wird dann in die Sammelbeutel geleitet, wobei ein neuer Beutel mit den Leitungen verbunden ist, die der Spritze 60 zugeordnet sind. Wahlweise können die Spritzen wie in Fig. 1 belassen werden, wobei Knochenmark bei abwechselnden Bewegungen des Schiebers 32 nach innen bzw. nach außen angesaugt wird. Ein neuer Sammelbeutel oder ein Anschluß an den alten Beutel würde bei dieser Abwandlung ebenso vorgesehen werden. Infolgedessen wird Knochenmark schnell angesammelt.

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Claims

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PATENTANWALT* & RECHTSANWALT

D₁PL-PHYS. DR.JUR. U. HEID RICH ^{3 2} ' ^{3 B3}

•ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEY

5. Juli 1982

Franziskanerstr. 30 D-8000 MÜNCHEN

Tel. (089)448 5040 Telex 5 213 7IOcptod

10. April 1982

APPLIED MEDICAL-DE Mark-Transplantation

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Knochenmark-Transplantation,
gekennzeichnet durch

- eine Pumpeinheit,

- die mit einer Knochenmark-Sammeleinrichtung und einer Knochenmark-Aufbewahrungseinrichtung verbunden ist, und

- eine Pump-Steuereinrichtung

- zum Betätigen der Pumpeinheit, um wahlweise Knochenmark über die Knochenmark-Sammeleinrichtung abzusaugen und wahlweise das angesammelte Knochenmark in die Aufbewahrungseinrichtung zu leiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Knochenmark-Sammeleinrichtung

- mindestens ein Absaug-Rohr (L3, L4) besitzt,

- das an mindestens eine Absaug-Nadel angeschlossen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die Knochenmark-Sammeleinrichtung

- zwei Rohre (L3, L4) besitzt,

- die an zwei Absaug-Nadeln angeschlossen sind,

- die für ein Absaugen von Knochenmark entweder gleichzeitig oder abwechselnd ausgelegt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch - eine Quelle intravenöser Lösung,

- die an die Pumpeinheit angeschlossen ist,

- damit intravenöse Lösung von der Quelle in die Knochenmark-Höhle infundiert wird, aus der die

Knochenmark-Sammeleinrichtung das Knochenmark abzieht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, - daß die Quelle intravenöser Lösung besitzt:

- ein Infusions-Rohr und

- eine Infusions-Nadel,

- wobei die Infusions-Nadel in dieselbe allgemeine Knochenmark-Höhle wie die Knochenmark-Sammeleinrichtung einführbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Pumpeinheit

- intravenöse Lösung an den Knochenmark-Ort durch Be-L^; aufschlagung mit überdruck über die Infusions-Nadel drückt,

- während gleichzeitig Knochenmark durch Beaufschlagung mit Unterdruck über die Knochenmark-Sammelein-" richtung abgesaugt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch

- eine Ventil-Einheit (V1 - V5),

- die an ein Absaug-Rohr derart angeschlossen ist,daß,

- wenn die Ventil-Einheit sich in einer Stellung befindet, die Pumpeinheit Knochenmark in das Absaug-Rohr absaugt, und,

- wenn die Ventil-Einheit sich in einer anderen

Stellung befindet, die Pumpeinheit das abgesaugte

Knochenmark in die Aufbewahrungseinrichtung drückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Pumpeinheit

- eine erste Kammer und eine zweite Kammer besitzt, die
- mit dem Absaug-Rohr bzw.

- dem Infusions-Rohr verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Pump-Steuereinrichtung

- einen beweglichen Schieber (32) besitzt,

5 - der eine Kolbeneinheit für die erste und die

zweite Kammer hin- und herbewegt, - wobei die Größe der einen Kammer zunimmt, während die Größe der anderen Kammer abnimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Pumpeinheit

- eine einzige Spritzen-Pumpe besitzt 15 (Fig. 8) .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, 20 - daß die Pumpeinheit

- eine erste (60) und eine zweite (61) Spritze besitzt, die

- die erste Kammer bzw.

- die zweite Kammer aufweist 25 (Fig. 1).