專利名稱：用于輸送流體的泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流體輸送裝置。
背景技術：
彈性泵廣泛用在醫療機構中以將流體和藥物輸送至患者。在一些泵中，將流體存儲在由硅或其它橡膠聚合物制成的儲藥器或囊狀件中。該囊狀件在沿著型芯的間隔開恒定距離的位置處附接于固定長度的中央支承型芯。當被填充時，該囊狀件膨脹并且該囊狀件的增大的表面積存儲在流體上施加壓力的能量，從而驅使流體流出該囊狀件。流體的流速通常由諸如玻璃毛細管或一段PVC管形件之類的限流孔限制。參照圖1，用于標準彈性泵的典型的流動曲線18 (S卩，流速對時間)示出了來自泵的流體的流速在流體輸送期間并不是恒定的。流動始于流速中的強初始峰值20，繼之以具有較低流速的波谷形階段21，并結束于弱第二峰值22。盡管可將這種曲線的波谷和波峰平均以提供足夠大的流速，但在一些情況下，例如用于輸送有毒藥物或當需要小治療劑量時，初始峰值會導致用藥過量或其它不希望出現的情形。初始峰值20由強力產生，該強力由膨脹的囊狀件施加在流體上。為緩和流速中的初始峰值，可在開始流體輸送之前將填充泵擱置等待時期，以允許囊狀件喪失其一些彈性，由此減小施加在囊狀件中的流體上的力。波谷形階段21由兩種現象的組合所造成。隨著流體離開囊狀件，該囊狀件收縮并且存儲在囊狀件中的能量減少。由此，由囊狀件施加在流體上的壓力降低，從而導致流速降低。然而，與此同時，囊狀件的物理收縮導致囊狀件的壁增厚，這導致囊狀件在流體上施加更大的壓力。起初，第一效應是顯著的。隨著囊狀件傾空，后一效應逐漸變得更為顯著并且將其自身表現為在流體輸送的結尾處的第二峰值22。如是囊狀件的壁的厚度是不均勻的，則在接收流體時該囊狀件將在較薄的區域中更為快速地膨脹，由此進一步加強厚度差。該效應使膨脹的囊狀件具有不對稱的形狀，這進而導致不均勻的流速和在相同的泵之間流速上的可變性。為了對抗該效應，通常將囊狀件封裝在限制其不對稱膨脹的外罩中，例如剛性罩或柔性而不可膨脹的罩。在一些泵中，囊狀件由橡膠聚合物和硅酮形成，該橡膠聚合物將力施加在該囊狀件中的流體上，該硅酮防止流體與橡膠聚合物相接觸的襯在囊狀件的內側上。
實用新型內容在一般方面中，一種用于輸送流體的泵包括:型芯，該型芯構造成沿著泵的軸線縱向地延伸；限制器，該限制器構造成將型芯的縱向延伸限制到預定的最大長度；以及可膨脹的囊狀件，該可膨脹的囊狀件在至少一個位置中附接于支承型芯并且構造成接收流體。實施方式可包括以下方面中的一個或更多個。泵包括罩，該罩封裝囊狀件和支承型芯的至少一部分。罩的尺寸和形狀使得當囊狀件充滿流體時，該囊狀件具有基本上與罩的尺寸和形狀無關的尺寸和位置。該罩的尺寸和大小被設定成使得當囊狀件充滿流體時，囊狀件的外表面與罩的內表面之間存在間隙。囊狀件基本上由硅酮形成。囊狀件附接于型芯的位置基于囊狀件在充滿流體時的體積與從泵輸送的流體的預期流速中的至少一個進行選擇。該型芯包括第一構件和第二構件，該第一構件和第二構件構造成相對于彼此縱向地滑動。泵包括用于連接第一構件和第二構件的連接件。限制器包括定位在溝槽中的滾珠。溝槽的長度基于型芯的預定的最大長度而確定。支承型芯構造成當流體進入囊狀件時縱向地擴張，并且構造成當流體離開囊狀件時縱向地回縮。泵構造成以大致恒定的流速輸送流體。在另一方面中，一種用于從泵輸送流體的方法包括將流體接收到囊狀件中和從泵輸送流體。將流體接收到囊狀件中包括:使支承型芯沿著泵的軸線縱向地延伸，以及使囊狀件膨脹。支承型芯的延伸被限制器限制到預定的最大長度。從泵輸送流體包括:使囊狀件收縮，以及使支承型芯沿著泵的縱向軸線回縮。實施方式可包括以下方面中的一個或更多個。從泵輸送流體包括以基本上恒定的流速輸送流體。使支承型芯擴張包括使支承型芯的第一構件相對于支承型芯的第二構件縱向地滑動。使囊狀件膨脹包括使囊狀件膨脹到基本上與封裝囊狀件的罩的尺寸和形狀無關的形狀和位置。囊狀件基本上由硅酮形成。如上所述的泵具有多個優點。特別地，當填充囊狀件或從泵輸送流體時，泵的滑動型芯為泵提供額外的運動度。這種額外的運動度影響流體輸送的流動曲線，從而使得泵能夠以在流速中減小的初始峰值乃至沒有初始峰值而輸送流體。此外，即使囊狀件的壁厚存在微小的差異，滑動型芯也使得囊狀件能夠在被填充時基本上對稱地膨脹。囊狀件的主要為硅酮的組分進一步有利于囊狀件的對稱膨脹。作為這種對稱膨脹的結果，囊狀件在內部對流體施加均勻的壓力，從而使得在流體輸送期間實現恒定的流速成為可能。這樣，在從泵輸送流體的大部分輸送期間，維持了相對恒定的流速。囊狀件的對稱膨脹也有助于在從泵輸送流體的開始時減低或消除流速中的峰值。只要泵已經被充滿流體，就能夠獲得始終如一的流速；不需要等待時期以緩和由囊狀件施加在該囊狀件內部的流體上的壓力。此外，降低了裝置之間由于囊狀件的膨脹而產生的可變性，并由此使施加至容納在囊狀件中的流體的壓力在相同的裝置之間是始終如一的。
圖1示出了用于標準彈性泵和滑動型芯泵的流速曲線。圖2A示出了具有基本空的囊狀件的滑動型芯泵。圖2B示出了具有基本滿的囊狀件的滑動型芯泵。圖3是滑動型芯泵的一部分的展開圖。圖4A是滑動型芯泵的一部分的側視展開圖。圖4B是滑動型芯泵的一部分的俯視截面展開圖。圖4C是滑動型芯泵的一部分的側視截面展開圖。
具體實施方式
參照圖2A，滑動型芯泵30將諸如抗生素、疼痛緩解藥品、化療藥劑或其它藥物之類的流體輸送至患者。泵30包括承載囊狀件4和外罩34的大致圓筒形的支承型芯32。流體存儲在囊狀件4內，該囊狀件4在流體上施加壓力，從而迫使流體經過流體輸送管路10流出泵。聯接至流體輸送管路10的端部的患者連接器13 (例如，魯爾轉接器)有助于將流體輸送至患者。在一些實施方式中，流體輸送管路10聯接至諸如空氣收集器和殺菌劑過濾器9或微孔限流管形件12之類的其它部件，該微孔限流管形件12可以例如是玻璃毛細管或一段PVC管形件。連接至流體輸送管路10的夾具11啟動或停止流體從泵30的流動。參照圖2A和圖3，支承型芯32結合可動的或可伸縮的部件，該可動的或可伸縮的部件包括第一滑動型芯構件I和第二滑動型芯構件3。滑動型芯構件I和3通過束套狀連接件2保持在一起。在另一實施方式中，第一滑動型芯構件I插入到第二滑動型芯構件3中的環形腔中。囊狀件4在基于囊狀件的所需要的填充體積而選擇的兩個位置8a和Sb處被固定至支承型芯32。第一滑動型芯構件I和第二滑動型芯構件3是可沿著泵30的軸線8相對于彼此縱向地延伸的。滑動型芯構件I和3的延伸將囊狀件4的縱向且同心的延伸引導成橢圓形狀。滑動型芯構件I和3的該相對運動導致位置8a和Sb的相對移位，位置8a和Sb間隔開可變的距離Sc。在將流體正引入到囊狀件4中的同時，距離Sc隨著囊狀件4膨脹和支承型芯32伸長而增大。在正從囊狀件4輸送流體的同時，距離Sc隨著囊狀件4收縮和支承型芯32回縮而減小。圖2A示出了處于其起始位置中的支承型芯32，囊狀件4中具有少量的流體。參照圖2B，隨著將流體引入到囊狀件4中以及滑動型芯構件I相對于滑動型芯構件3縱向地延伸，囊狀件4膨脹成氣球狀的形狀。滑動型芯構件I和3沿著軸線8的相對縱向運動由滾珠5限制，該滾珠5通常由玻璃或醫用級聚合物制成。滾珠5位于滑動型芯構件I和3中的切口 6和/或溝槽或槽道7中。支承型芯32的延伸的極限由切口 6和溝槽7的長度確定。在圖4A和圖4B中所示的實施方式中，利用了兩個切口 6a和6b以及兩個溝槽7a和7b。通常，滾珠5、切口 6以及溝槽7的數量根據支承型芯32的尺寸以及位置8a與Sb之間的所需要的相對位移而改變。在其它實施方式中，滑動型芯構件I和3的縱向運動被止擋件和引導組件所限制，或被允許滑動型芯構件I和3沿著軸線8的自由運動的同時還為該運動提供預定的端點或界限的任何其它的設計所限制。囊狀件4由使得空氣能夠被截留在該囊狀件內以通過可滲透膜緩慢散逸的柔性膜形成。在一些實施方式中，囊狀件4由自排氣的材料制成。囊狀件4的材料還可與藥類化合物相容。例如，囊狀件4由硅酮或其它橡膠聚合物制成。在一些實施方式中，囊狀件4主要由硅酮制成。再次參照圖2B，罩34保護囊狀件4 (例如，防止其被刺破、磨損、或受污)并提供用于印刷可變制造數據和諸如批號、填充容積、流速、和流動歷時之類的裝置標識的表面區域。罩34形成為在囊狀件4的填充狀態和其未填充狀態下封裝該囊狀件4，而并不隨著囊狀件4膨脹和收縮而使囊狀件的大體形狀變形或以其它方式影響該囊狀件相對于支承型芯32的位置。就是說，隨著囊狀件4被填充流體，該囊狀件呈現出與罩34的尺寸和形狀無關的形狀和位置。在一個示例中，罩34真空地形成以在罩的內表面38與處于其充滿狀態下的囊狀件4的外表面36之間具有氣隙35。罩34在位置40a和40b處緊固(例如，利用未示出的松緊帶)至支承型芯32。由于罩34被固定至支承型芯32并且與滑動型芯構件I和3 一起協力地移動，因此隨著囊狀件4膨脹，罩34的端部延伸縱向地彼此遠離。罩34可以是例如由PVC制成的軟罩。在其它示例中，硬質剛性罩保護囊狀件4。該硬質剛性罩可完全或部分地封裝處于其完全膨脹狀態下的囊狀件4，而并不隨著囊狀件4膨脹和收縮而使該囊狀件的大體形狀變形或以其它方式影響該囊狀件相對于支承型芯32的位置。參照圖4C，泵30包括處于支承型芯32的開口端44處的填充口 42，流體通過該填充口 42引入到囊狀件4中。填充口 42與大多數的注射器以及其它標準填充裝置相容。填充口 42上的單向抗虹吸閥46在填充期間和填充之后防止流體從囊狀件4中泄漏。翻蓋組件48附接于支承型芯32以覆蓋填充口 42。在支承型芯32的相對端49處，輸出端口 50連接于流體輸送管路10。兩個流動路徑52和54在支承型芯32內延伸。流動路徑52將填充口 42與囊狀件4的內部聯接，而流動路徑54將囊狀件4的內部與輸出端口 50聯接。在填充該囊狀件時或在從泵輸送流體時，支承型芯32的包括滑動型芯構件I和3的構造賦予泵30額外的運動度。再次參照圖1，該額外的運動度將流動曲線24給予滑動型芯泵30。當最初從泵輸送流體時，囊狀件4收縮并且滑動型芯構件I和3縱向地向內移動。滑動型芯構件I和3的運動使得囊狀件4能夠在容納于該囊狀件4中的流體上施加較小的壓力。減小的力導致在流體輸送之初的最小的初始峰值26。一旦滑動型芯構件I和3已經回縮到其原始位置(即，當滑動型芯構件I和3相接觸時或當距離8c處于最小值時)，囊狀件4就繼續收縮并且排出流體，但不存在支承型芯32的進一步回縮。這里，流速進入可與從不具有滑動型芯的泵輸送期間獲得的流速相比較的階段28。通過以與囊狀件4的尺寸、壁厚、幾何形狀、以及彈性相關的方式調整距離Sc，對于滑動型芯泵30而言，可獲得近似平坦的流速曲線。在一些實施方式中，多種流體輸送的模式均是適用的，這些模式包括連續流動、帶有團注效應的連續流動、團流以及可變流動。該囊狀件可以基本上由硅酮形成。一種用于從泵輸送流體的方法可以包括將流體接收到囊狀件中以及從泵輸送流體。將流體接收到囊狀件中包括:使支承型芯沿著泵的軸線縱向地擴張；使囊狀件膨脹；支承型芯的擴張被限制器限制到預定的最大長度。從泵輸送流體包括:使囊狀件收縮；以及使支承型芯沿著泵的縱向軸線回縮。從泵輸送流體可以包括以基本上恒定的流速輸送流體。使支承型芯延伸可以包括使支承型芯的第一構件相對于支承型芯的第二構件縱向地滑動。使囊狀件膨脹可以包括使囊狀件膨脹到基本上與封裝囊狀件的罩的尺寸和形狀無關的形狀和位置。該囊狀件可以基本上由硅酮形成。上述描述旨在說明而并非限制由所附權利要求的范圍所限定的本實用新型的范圍。這些和其它實施方式都處于所附權利要求的范圍內。
權利要求1.一種用于輸送流體的泵，包括: 型芯，所述型芯構造成沿著所述泵的軸線縱向地延伸； 限制器，所述限制器構造成將所述型芯的縱向延伸限制到預定的最大長度；以及 可膨脹的囊狀件，所述可膨脹的囊狀件在至少一個位置中附接至所述支承型芯并且構造成接收流體。
2.根據權利要求1所述的用于輸送流體的泵，還包括罩，所述罩封裝所述囊狀件以及所述支承型芯的至少一部分。
3.根據權利要求2所述的用于輸送流體的泵，其中，所述罩的尺寸和形狀使得當所述囊狀件充滿流體時，所述囊狀件具有基本上與所述罩的所述尺寸和所述形狀無關的尺寸和位置。
4.根據權利要求2所述的用于輸送流體的泵，其中，所述罩的尺寸和大小被限定成使得當所述囊狀件充滿流體時，所述囊狀件的外表面與所述罩的內表面之間存在間隙。
5.根據權利要求1所述的用于輸送流體的泵，其中，所述囊狀件附接于所述型芯的位置基于所述囊狀件在充滿流體時的體積和從所述泵輸送的流體的預期流速中的至少一個進行選擇。
6.根據權利要求1所述的用于輸送流體的泵，其中，所述型芯包括第一構件和第二構件，所述第一構件和所述第二構件構造成相對于彼此縱向地滑動。
7.根據權利要求6所述的用于輸送流體的泵，還包括用于連接所述第一構件和所述第二構件的連接件。
8.根據權利要求1所示的用于輸送流體的泵，其中，所述限制器包括定位在溝槽中的滾珠。
9.根據權利要求8所述的用于輸送流體的泵，其中，所述溝槽的長度基于所述型芯的所述預定的最大長度來確定。
10.根據權利要求1所述的用于輸送流體的泵，其中，所述支承型芯構造成當流體進入所述囊狀件時縱向地擴張，并且構造成當流體離開所述囊狀件時縱向地回縮。
11.根據權利要求1所述的用于輸送流體的泵，其中，所述泵構造成以大致恒定的流速輸送流體。
專利摘要一種用于輸送流體的泵，包括型芯、限制器和可膨脹囊狀件。型芯構造成沿著泵的軸線縱向地延伸。限制器構造成將型芯的縱向延伸限制到預定最大長度。可膨脹囊狀件在至少一個位置中附接到支承型芯并且構造成接收流體。
文檔編號F04B43/08GK203009246SQ20122047168
公開日2013年6月19日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者弗雷迪·恩·輝·李 申請人:B·布勞恩梅爾松根股份有限公司