[发明专利]用于输液组件的改进的可膨胀的弹性泵

说明书

本申请要求2012年4月25日提交的第61/637963号、2012年3月28日提交的第61/616589号和2012年2月10日提交的第61/597502号美国临时申请的优先权的权益。

技术领域

本发明涉及流体分配装置，特别地涉及改进的用于以受控的速度将静脉注射药物注入病人的输液装置或组件。

背景技术

通常需要在受控的速度下以静脉注射的方式长时间地向病人提供药用活性流体。期望的是当病人处于走动状态时也实现这种注射。以前已经研发了用于实现这个目的一些器械。

现有的器械通常包括形成流体容器的可膨胀的弹性囊、流量控制阀或部件以及用于给病人提供流体的管。当注入流体时，囊壁被迫膨胀，并且提供排出流体的压力。这些现有的器械通常借助于通常要求过大的力的注射器来填充。

现有的器械的另一个缺点是：常见的可膨胀的弹性囊具有随其中的流体的体积较大变化的压力和流速。因此，在输液期间，它们不具有相对稳定的压力和流速。另外，这些常见的囊经常很难到输液结束时充分地分配所有的流体。在囊中有残留的流体是不可取的。

各种材料被用于构造常见的可膨胀的弹性囊。例如，天然橡胶是经常使用的。一些结构需要多层材料。例如，美国专利US4,909,790描述了以管状形式的硅胶用作用于输液目的的压力储液器，该美国专利US4,909,790公开了使用固定在芯轴支撑物上的管状囊并用位于下游的限制器来提供均匀流速的输液器械。在美国专利US7,704,230中可以找到另一个例子，其描述了用于输液系统的由硅胶管制得的压力储液器。这些文件指出许多可能的硅胶组合物、结构尺寸、注入压力、工作压力和填充体积。然而，由在第7,704,230号美国专利公开的硅胶管提供的性能已经被发现是不可接受的，这至少是由于其在输液期内流速和压力存在可变性并且很难到输液结束时充分地分配所有的流体而造成的。

发明内容

上述的问题可以通过本发明，即包含改进的用于输液组件的弹性泵来解决。该泵包括：

(a)包括大致为圆柱形主体的芯轴，该芯轴具有第一端和相对的第二端、一长度、对应于第一半径(R_芯轴)的大致统一的外径、延伸穿过该长度的中心孔、定位在该第一端和第二端之间并且从该外径延伸至该孔以提供流体通道的第一端口、大致位于第一端处与该孔流体连通的注入口以及大致位于第二端处与该孔流体连通的出口；和

(b)关于该芯轴同中心设置的膨胀弹性管，该管定位在该芯轴的第一端和第二端之间并且覆盖该第一端口，该管靠近该管的相应端处被密封地固定在该芯轴上并且具有对应于第二半径(r)的初始内径以便该内径与该芯轴的外径(R_芯轴)大致匹配、具有小于该芯轴长度的长度(L)、具有壁厚(t)以使得

(0.4225x r)＜t≤(0.660x r)。

根据本发明的一个方面，该膨胀管还包含一定体积(v_管)的弹性材料：

V_管＝πL(2rt+t²)。

该弹性材料优选是弹性硅胶。该弹性硅胶优选具有约25A至约35A(如制造商最初告知的)的肖氏硬度(计示硬度)并且在被加工成膨胀管以后具有约30A至40A之间的肖氏硬度。更优选地，该弹性硅胶在被加工成膨胀管以后具有约35A至40A之间的肖氏硬度。根据本发明，向芯轴和膨胀管之间导入一定体积的流体(v_流体)会使得管扩张及增压，以至于泵随后在管压缩时将几乎全部体积的流体经过第一端口排出以基本上达到其初始内径。该流体的体积(v_流体)根据以下方程式确定：

(12.50x v_管)≤v_流体≤(22.16x v_管)

该一定体积的流体通过该注入口在大于0且小于35磅/平方英寸表压(psig)的注入压力下被导入。

本发明还包括基本上如上所述的用于输液组件的弹性泵，其中该泵将几乎全部体积的流体经第一端口排出。