CN100536945C - 提供输液装置连接的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种输液装置(100)，包括注射器基体(105)、插管(115)和卡套(120)。所述注射器基体(105)具有延伸通过其中的孔(104)，所述孔(104)具有远端和近端，且所述近端具有内部第一直径。凸缘(135)从所述插管近端沿径向向外延伸。所述插管(115)位于所述孔(104)中，使得所述所述凸缘(135)邻接所述肩部(109)。所述卡套(120)具有插入部分(122)和锥形部分(125)，所述插入部分具有基本等于所述第一直径的外部第二直径，所述锥形部分从所述插入部分(122)延伸。所述卡套(120)位于所述孔(104)中，使得所述插入部分(122)和所述锥形部分(125)的一部分容纳在所述插管近端中且所述凸缘(135)被挤压在所述肩部(109)和所述锥形部分(125)之间，以在所述插管(115)和所述卡套(120)之间界定密封(160)。

Description

提供输液装置连接的方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及一种输液装置。更具体而言，本发明涉及一种例如医疗输液套组的输液装置，其能够抵抗针具的损伤并经更好地装配以在使用中保持密封性。
背景技术
诸如流动性的室外医疗装置的装置可能会通过输液装置将诸如胰岛素或药剂的物质送入病人体内，输液装置可以包括管子、空心针、卡套(ferrule)或插管，或部件的组合。一次性输液装置例如在卡套和插管之间需要连接装置(interface)来保持使用期间的密封性。在一些情况下，在常规系统中，针具可能会刺入或划伤连接装置的部分，这可能会降低密封性。此外，常规系统在使用期间可能无法保持足够的封闭密封性。
有鉴于以上情况，需要一种用于提供改进的输液装置的设备。此外，需要提供一种输液装置，其能够抵抗针具的损伤并经更好装配以保持使用期间的密封性。
发明内容
根据本发明的实施例，披露了用于提供输液装置的系统和方法。
在本发明的至少一个方面中，所述输液装置包括注射器基体、插管和卡套。注射器基体具有贯通其中的孔。所述孔具有远端和近端且包括其间的肩部。所述插管具有远端和近端，所述近端具有内部第一直径。凸缘从插管近端沿径向向外延伸且如此在所述孔中放置所述插管，使得所述凸缘邻接所述肩部。所述卡套具有插入部分和锥形部分，所述插入部分具有基本等于所述第一直径的外部第二直径，所述锥形部分以逐渐增大的直径从所述插入部分延伸。在所述孔中如此放置所述卡套，使得所述插入部分和所述锥形部分的一部分容纳在所述插管近端中且所述凸缘被挤压在所述肩部和所述锥形部分之间以在所述插管和所述卡套之间界定密封。
应当理解，以上一般性描述和以下详细描述都仅仅是示范性的和解释性的，不应被看作对所描述和要求的本发明范围的限制。此外，除了这里列举的之外，还可以提供其他特征和/或变化。例如，可以对本发明实施例进行详细描述中描述的特征的组合和子组合。
附图说明
尽管参考特定实施例展示和描述本发明，但是并非意在将本发明限制在所展示的细节。相反，在权利要求的等同要件的范围之内可以在细节上作出许多修改而不背离本发明。
要着重指出的是，根据通常做法，附图的各种特征并非依照比例。相反，为了清晰起见任意放大或缩小了各种特征的尺寸。附图中包括如下图：
图1为本发明第一实施例的输液装置的截面图；
图2为图1的输液装置的分解图；
图3示出了经部分组装的图2的输液装置；
图4为类似于图1的截面图，示出了部分插入到输液装置中的未对准的插入针；
图5为类似于图1的截面图，示出了插入输液装置中的中心输液针(hub infusion needle)；以及
图6为本发明替代实施例的输液装置的截面图。
具体实施方式
以下的详细描述参考了附图。只要可能的话，就在附图和以下描述中使用相同的附图标记指代相同或相似的部分。尽管此处描述了对当前而言合宜的本发明的实施例和特征，在不背离本发明精神和范围的前提下各种修改、改装或其他实施都是可能的。例如，可以对图示的组件进行替换、增加或修改，且可以通过对所披露的方法之步骤进行替换、重新排序或增加而修改这里描述的示范性方法。因此，以下详细描述不对本发明构成限制。相反，本发明的恰当范围由所附的权利要求界定。
根据本发明的系统和方法提供了一种输液装置，该输液装置能够被连接到病人的皮肤，且可以通过中心输液针等将例如胰岛素注射器的液体药物供应连接到该输液装置。该输液装置包括坚固的连接子组件以保持使用期间的密封性。此外，该连接子组件可以容忍紧的尺寸公差。该连接子组件一般包括卡套和插管。该连接子组件可以放置在注射器基体中。可以配置插管以在注射器基体中自由浮动。卡套可以包括主干、锥形引入部和杯部。可以将卡套配置成包括近端密封。
通过非限制性实例的方式，图1示出了输液装置100，其中实施了本发明的特征和原理。如图1所示，输液装置100一般包括注射器基体或外壳105以及连接子组件101。连接子组件101一般包括插管115和卡套120。输液装置100还可以包括间隔件140和保持件136。
参考图2，将描述输液装置的部件。注射器基体105包括主体102，主体102具有基体表面103，基体表面103配置成用于靠着病人的输液处放置或者放置在病人的输液处附近。注射器基体105可以具有附接到基体表面103的粘合垫(未示出)等。孔104在远端106和近端107之间穿过主体102延伸。注射器基体105可以具有各种构造。例如，本实施例展示了这样的注射器基体105，其经配置用于倾斜插入装置，孔104的中心轴线CA相对于基体表面103以锐角延伸。注射器基体105可以具有其他构造。例如，图6所示的输液装置100’包括注射器主体102’，注射器主体102’具有延伸于近端107’和远端106’之间的孔104’。孔104’具有垂直于基体表面103’延伸的中心轴线CA，以提供径直的输液装置。另外，输液装置100’通常以和此处描述的输液装置100类似的方式工作。
孔104在远端106和近端107之间可以包括不同的直径。例如，本实施例的孔104包括具有最小直径b1的远部108和具有最大直径b4的近部114。在远部108和近部114之间提供分别具有中等直径b2和b3的一对中间部分110和112。在远部108和中间部分110之间界定肩部109。在中间部分110和112之间界定肩部111。在中间部分112和远部114之间界定肩部113。孔104可以具有其他大小设置。此外，尽管本实施例的孔104是圆柱形的，它可以具有其他几何构造。
插管115一般由医疗级的碳氟化合物基聚合物，诸如PTFE(聚四氟乙烯)，或者其他软塑料材料或非塑料材料构造成。本实施例的插管115包括外径为c1、内径为c3的远部116和外径为c2、内径为c4的近部118。插管115为较薄的材料，因此在内、外径c1、c3以及c2、c4之间仅有细微的差异。远部116的直径c1、c3小于近部118的相应直径c2、c4。锥形部分117在远部和近部116和118之间延伸以匹配直径的差异。较窄的远部116在将插管115插入病人体内时引起较小疼痛和不适，而较宽的近部118允许为插入针(图中未示出)提供较宽的接收面积。
插管115还包括从近部118沿径向向外延伸的凸缘135。参考图1和2，配置插管115使之位于注射器基体孔104中，插管远部116、锥形部分117和近部118大体位于远端孔部分108中且凸缘135与肩部109接触。插管远部116从孔104伸出超过基体105的远端106。孔远端部分108的直径b1分别大于插管部分106和108的外径c1和c2，从而在插管远部116和锥形部分117周围界定周边间隙150(见图1)且在插管近部118周围界定周边间隙151(见图1)。下文将会描述间隙150和151的功能。
再次参考图2，卡套120具有远端123和近端126，卡套120一般包括外径为f1的窄插入部分122、外径为f2的扩大近部130和它们之间的锥形部分125。希望卡套120是由不锈钢或模制塑料或聚合物制成的，但不限于此，其可以由各种金属和非金属制造。插入部分122的外径f1基本等于插管近部118的内径c2，使得利用挤压配合能够将插入部分122容纳在插管近部118中，如图3所示。最终组装之后，参见图1，卡套120被插入插管115中，卡套锥形部分125的一部分进入插管近部118中，以下将对此进行更为详细的描述。扩大近部130的外径f2大致等于孔部分112的内径b3，使扩大近部130被挤压配合到孔部分112中。
卡套的扩大近部130具有内径f3和内部轴线长度11。锥形部分125在与扩大近部130的接合处界定了周边接触表面127。接触表面127具有小于直径f3的直径f4。锥形部分125向着接近插入部分122的内径f5逐渐变细。锥形部分125以大约20到30度之间，最好24度的角度θ延伸。尽管图示的锥形部分125具有线性的侧壁，但锥形部分125不限于此。例如，锥形部分125可以具有轴向拱形构造，例如凹弧或凸弧，或者是轴向拱形和轴向线性构造的组合。
配置软弹性体间隔件140使之利用过盈配合位于卡套扩大近部130中。卡套140最好具有在大约30肖氏A和80肖氏A之间的硬度，但不限于此。本实施例中的间隔件140是球形的，具有大于扩大近部内径f3和扩大近部轴向长度11的直径s1。如此一来，当如图1所示把间隔件140放置在卡套扩大近部130中时，间隔件140沿着扩大近部130的内表面挤压并形成初级圆周密封142并沿着周边接触表面127形成次级圆周密封144。初级和次级密封142和144最好提供跨越例如360度的特定接触面积。具有双密封位向通过增加双密封冗余提供了好于常规系统的优点，然而，本发明不限于双密封，可以仅利用沿着扩大近部130的内表面或周边接触表面127的仅仅一个密封而工作。尽管本实施例的间隔件140是球形的，其可以具有其他构造，例如与卡套120的构造互补的筒形或椭圆形，以沿着扩大近部130的内表面和/或周边接触表面127提供挤压接触密封。
此外，尽管本实施例的扩大近部130具有小于间隔件直径s1的轴向长度11，但这不是必需的。相反，例如下文描述的保持件136可以被配置为具有向远端延伸的部分，配置该延伸部分以向着周边接触表面127挤压间隔件140。
本实施例的保持件136具有主体137，孔138贯通主体137。主体137具有等于或稍小于基体孔部分114的内径b4的外径r1，从而可以将保持件136容纳在基体孔104中。在这种构造中，可以将保持件136超声焊接或以其他方式固定到注射器基体105。或者，直径r1可以稍大于直径b4，从而将保持件136挤压配合到基体孔104内。如图1所最佳示出的，在安装位置，保持件136接触并向远端方向挤压间隔件140。保持件136可以在其至少一侧具有锥形入口139，以协助引导针等通过孔138。在本实施例中，锥形入口139提供于保持件136的两侧，使得保持件136大致对称，这可以防止其在制造过程中被反向安装。本发明并没有这样的限制，即锥形入口139可以仅提供于保持件136的入口侧。
将参考图1和图3描述本发明的输液装置100的组装。将卡套插入部分122挤压配合到插管近端118中，其配合程度恰在卡套锥形部分125进入插管115之前。参考图3，将插管115和卡套120的这种整体连接组件101放入注射器基体孔104中，插管远部116、锥形部分117和近部118大致位于远端孔的部分108且凸缘135与肩部109接触。插管远部116延伸到孔104以外，超过基体105的远端106。尽管本实施例在将插管115和卡套120放置在基体孔104中之前包括二者的互连，但这不是必需的。例如，可以将插管115放入基体孔104中，然后将卡套插入部分122插入插管近部118中。
再次参考图1，通过完全将子组件101置于注射器基体105中，在插管115和卡套120之间形成了牢固的密封160。通过沿远端方向推动卡套120将子组件101压入注射器基体孔104中。朝向远端的力使得凸缘135的下侧在注射器基体孔104中接触肩部109。持续施加朝向远端的力使得卡套锥形部分125进入插管近部118中。卡套锥形部分125逐渐增大的直径使得凸缘135沿径向扩展。这一扩展在凸缘135的内表面和凸缘锥形部分125的外表面之间产生了紧密的锥形密封160。如上所述放置间隔件140和保持件136，使保持件136将卡套120保持在沿远端方向超前的位置，由此保持密封160。上述施加在卡套120上的朝向远端的力120可以通过插入保持件136来提供，或者可以通过其他方式提供，例如，通过可撤除的工具，然后使保持件136就位。
这种密封160相对于常规系统的一个优点在于：其通常仅需要凸缘135的非常少的径向扩展来生成紧密的密封。例如，卡套锥形部分122渐进的锥形降低了对卡套120相对凸缘135的轴向运动要求紧公差的需要。因此，可以对配合组件指定宽松的公差，从而减小例如制造不合格产品的风险。
将参考图4和5解释卡套锥形部分122的其他优点。如图4所示，如果被配置为完全穿过插管115并进入病人体内的插针170以偏离的方向通过保持件136和间隔件140插入，即相对于插管115中心线成角度地插入，则针170将接触卡套120的锥形部分125。卡套锥形部分125一般将用于重新引导偏离的插针170通过卡套120的远端123，使得其重新大致与插管115共轴而不会损伤或弄钝插针170的尖端。如上所述选择角度θ使之包括特定值或在20°-30°角度值范围内，最好是24°，促进插针170的前述的重新定向。
参考图5，卡套锥形部分125还为输液中心针175的远端提供了自由空间区域180。通常将中心针175连接到输液管等并配置使之通过间隔件140且保持连接到输液装置100，以提供从输液管到由卡套120和插管115界定的流通路径的通路。自由空间区域180为中心针175的远端176提供了大致开放的区域。自由空间区域180一般防止中心针远端176和卡套120内表面之间接触。没有接触带来的效果是，例如，中心针175与输液装置100之间最小的连接/脱离力。自由空间区域180由周边肩部127界定，周边肩部127保持间隔件140在适当位置并防止其被大致压入卡套锥形部分125中，在常规系统中可能会发生这种情况。
如以上参考图1和2所述的，配置插管115和注射器基底孔远部108，从而在插管远部116和锥形部分117周围界定周边间隙150，在插管近部118周围界定周边间隙151。周边间隙150和151使得插管115被损伤的可能最小化。例如，在组装期间，尽管插管近部118不太可能被插针170接触，但周边间隙151仍为稍稍偏离的连接子组件101提供了空间，以避免将插管115挤压抵靠在注射器基底105的内表面。
此外，在把插针170推送通过卡套120的远端123时，部件可能会对不准，插针170的尖端或边缘可能会接触插管锥形部分117的内表面。如果插管115没有空间从前述偏离转向，插针170的尖端和/或边缘可能会刺穿或显著削弱在插管锥形部分117内表面处或其远端的壁厚，这可能会导致泄漏。根据本发明的实施例，周边间隙150和151允许插管115在注射器基体孔104的中心轴线附近挠曲，于是使得对插管115的损伤或到其中的泄漏的风险最小化。
尽管已经描述了本发明的特定的特征和实施例，通过考虑此处披露的本发明的实施例的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域的技术人员来说将是明显的。此外，可以用任何方式修改所披露的方法的步骤，包括通过重新为步骤排序和/或插入或删除步骤来修改，这种修改不脱离本发明的原理。因此，应当将说明书仅看成示范性的，本发明真正的范围和精神由如下权利要求书和等同要件的完整范围表示。尽管这里参考特定实施例展示和描述了本发明，并非旨在将本发明限制在所示的细节。相反，在权利要求书等同要件的范围内可以在细节上作出各种修改而不脱离本发明。

Claims (32)

1.一种输液装置，包括：
注射器基体，其具有延伸贯通注射器基体的孔，所述孔具有远端和近端并包括在远端和近端之间的肩部；
插管，其具有远端和近端，所述插管近端具有内径，从插管近端沿径向向外延伸有凸缘，所述插管位于所述孔中，使得所述凸缘与所述肩部相邻；以及
卡套，其具有卡套插入部分和卡套锥形部分，所述卡套插入部分具有基本等于所述插管近端内径的外径，所述卡套锥形部分以逐渐增大的外径从所述卡套插入部分延伸，所述卡套位于所述孔中，使得所述卡套锥形部分的一部分以及所述卡套插入部分容纳于所述插管近端中且所述凸缘被挤压在所述肩部和所述卡套锥形部分之间，以界定所述插管和所述卡套之间的密封。
2.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述注射器基体具有基体表面，且所述孔具有与所述基体表面成锐角的中心轴线。
3.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述注射器基体具有基体表面，且所述孔具有与所述基体表面成直角的中心轴线。
4.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述孔包括孔远部，所述孔远部具有内径，且其中所述插管包括在所述孔远部中延伸且具有外径的插管远部，所述插管远部的外径小于所述孔远部的内径，从而在所述插管远部周围形成第一周边间隙。
5.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述孔包括具有内径的孔远部，且其中所述插管包括：
插管远部，其在所述孔远部中延伸且具有外径；
插管近部，其在所述孔远部中延伸且具有外径，所述插管近部的外径大于所述插管远部的外径；以及
插管锥形部分，其在所述插管远部和所述插管近部之间延伸；
其中所述插管远部的外径和所述插管近部的外径小于所述孔远部的内径，从而至少在所述插管远部、所述插管锥形部分和所述插管近部周围形成第一周边间隙。
6.根据权利要求1所述的输液装置，其中除在所述插管凸缘处外，所述插管与所述孔的内表面间隔开。
7.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述卡套包括卡套近端，所述卡套近端从所述卡套锥形部分延伸并具有内表面，所述内表面具有内径。
8.根据权利要求7所述的输液装置，其中在所述卡套锥形部分和所述卡套近端之间的接合处界定有周边接触表面，所述周边接触表面具有小于所述卡套近端内表面直径的内径。
9.根据权利要求8所述的输液装置，还包括弹性体间隔件，其具有大于所述卡套近端内表面直径的外部径向尺寸，其中所述弹性体间隔件被压缩在所述卡套近端中并在所述弹性体间隔件和所述卡套近端内表面之间或者在所述弹性体间隔件和所述周边接触表面之间至少界定有一第一周边密封。
10.根据权利要求9所述的输液装置，其中所述弹性体间隔件还在所述卡套近端内表面和所述周边接触表面中未界定有第一周边密封的另一个表面之间界定有第二密封。
11.根据权利要求9所述的输液装置，其中所述卡套近端具有小于所述弹性体间隔件轴向长度的轴向长度。
12.根据权利要求9所述的输液装置，其中所述弹性体间隔件基本为球形。
13.根据权利要求9所述的输液装置，还包括位于所述孔中与所述弹性体间隔件接触的保持件，以保持所述弹性体间隔件与所述周边接触表面密封配合。
14.根据权利要求9所述的输液装置，其中配置所述周边接触表面，以防止所述弹性体间隔件显著延伸到所述卡套锥形部分中，从而在所述卡套锥形部分中在其内表面和所述弹性体间隔件之间界定自由空间区域。
15.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述卡套锥形部分具有20到30度之间的锥度。
16.根据权利要求15所述的输液装置，其中所述锥度大约为24度。
17.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述卡套锥形部分具有轴向线性构造。
18.根据权利要求1所述的输液装置，其中所述卡套锥形部分具有轴向拱形构造。
19.一种输液装置，包括：
注射器基体，其具有延伸贯通注射器基体的孔，所述孔具有远端和近端；
插管，其位于所述孔中；以及
卡套，位于所述孔中并密封地与所述插管连接，所述卡套具有远部、近部和在远部和近部之间的锥形部分，所述卡套锥形部分和所述卡套近部之间的接合界定了周边接触表面，所述周边接触表面具有小于所述卡套近部内表面内径的内径；以及
弹性体间隔件，其具有大于所述卡套近部的所述内径的外部径向尺寸，弹性体间隔件被挤压在所述卡套近部中并在所述弹性体间隔件和所述卡套近部的所述内表面之间或者在所述弹性体间隔件和所述周边接触表面之间界定有至少一第一周边密封。
20.根据权利要求19所述的输液装置，其中所述弹性体间隔件还在所述卡套近部内表面和所述周边接触表面中未界定有第一周边密封的另一个表面之间界定有第二密封。
21.根据权利要求19所述的输液装置，其中所述卡套近部具有小于所述弹性体间隔件轴向长度的轴向长度。
22.根据权利要求19所述的输液装置，其中所述弹性体间隔件基本为球形。
23.根据权利要求19所述的输液装置，其中保持件位于所述孔中与所述弹性体间隔件接触，以保持所述弹性体间隔件与所述周边接触表面密封配合。
24.根据权利要求19所述的输液装置，其中，配置所述周边接触表面以防止所述弹性体间隔件显著延伸到所述卡套锥形部分中，从而在所述卡套锥形部分中在其内表面和所述弹性体间隔件之间界定自由空间区域。
25.根据权利要求19所述的输液装置，其中所述锥形部分具有轴向线性构造。
26.根据权利要求19所述的输液装置，其中所述锥形部分具有轴向拱形构造。
27.一种组装输液装置的方法，包括：
提供注射器基体，该注射器基体具有延伸通过其中的孔，所述孔具有远端和近端并包括在远端和近端之间的肩部；
在所述孔中放置插管，所述插管具有远端和近端以及从所述插管近端沿径向向外延伸的凸缘，使得所述凸缘邻接所述肩部；
在所述孔中放置卡套，所述卡套具有卡套插入部分和卡套锥形部分，所述卡套插入部分具有基本等于所述插管近端内径的外径，所述卡套锥形部分以逐渐增大的外径从所述卡套插入部分延伸，使得所述卡套插入部分容纳在所述插管近端中；以及
向远端推送所述卡套，使得所述卡套锥形部分的一部分容纳在所述插管近端中且所述凸缘被挤压在所述肩部和所述卡套锥形部分之间，以在所述插管和所述卡套之间界定密封。
28.根据权利要求27所述的方法，其中在将所述插管和所述卡套放入所述孔中之前将所述卡套的插入部分放入所述插管近端中。
29.根据权利要求27所述的方法，其中向远端推送所述卡套包括在所述孔中放置保持件，使得所述保持件接触并推送所述卡套。
30.根据权利要求27所述的方法，其中向远端推送所述卡套包括以能够撤除的工具推送所述卡套并随后在所述孔中放入保持件，以保持所述卡套在推送位置。
31.根据权利要求27所述的方法，还包括：
在卡套近端中挤压弹性体间隔件，所述卡套近端从所述卡套锥形部分延伸并在与锥形表面之间的接合处界定有内表面和周边接触表面，从而所述弹性体间隔件在所述弹性体间隔件和所述卡套近端的内表面之间或者在所述弹性体间隔件和所述周边接触表面之间界定有至少一第一周边密封。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述弹性体间隔件还在所述卡套近端内表面和所述周边接触表面中未界定有第一周边密封的另一个表面之间界定有第二密封。
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