具有静密封的流体泵送装置和元件的制作方法

专利名称：具有静密封的流体泵送装置和元件的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及静密封以及利用静密封的壳体(enclosure)和装置。作为一个特 定实例，本发明涉及利用静密封的流体泵送装置，如心室辅助装置。
背景技术：
在需要两个或更多元件一起的组件的流体泵送装置中，静密封可用于防止在组装 元件之间界面处不希望的流体泄漏或流出。此外，上述流体泵送装置可包括需要维持在一 定压力处或至少没有压力损失的内部区域。静密封可用于防止流体泄漏和压力损失。利用 静密封的流体泵送装置包括心室辅助装置(VAD)，其被用作病人在打开心脏手术期间或其 后的循环支持装置或用作心力衰竭病人的心脏移植的搭桥。其它循环支持装置包括旋转血 泵和轴向血泵。通常，循环支持装置包括包含在适合壳体内一些类型的泵送单元或构造成提供泵 送行为的元件。循环支持装置的泵送单元可以根据已知的外科实践通过附在心脏上的套管 在适当的位置处与病人心脏相连。特别地，在VAD的情况中，泵送单元可包括用于支持或替 换心脏活动性的柔性血囊。血囊能够通过单向输入阀附在输入套管上以及通过单向输出阀 附在输出套管上。适于血囊的壳体能够以接合在一起以便封闭血囊的两半壳的形式进行 设置，进而产生装配好的VAD。密封元件包含在两半壳的界面处，以便使内部(包含血囊) 气密密封于装配好的VAD外部的环境。密封元件通常由可形变的材料构造，而半壳是刚性 的。在将可形变密封材料置于其中的情况下将半壳接合在一起时，半壳对密封元件施加压 力。因此，密封元件被压缩并基本填充在半壳之间的界面处(或与其一致)，进而建立静密 封。在柔性血囊用作泵送单元的情况中，一个半壳可提供构造成用于与空气驱动单元连接 的零件(fitting)。空气驱动单元可被操作从而以脉动(或压力的波动水平)方式将空气 或其它气体提供到壳体内部。响应空气输入的脉动(pulse)，血囊被压缩(例如，萎陷、紧缩 等)，进而通过输出套管泵送血囊内的血残留物。在脉动之间，血囊释放或膨胀以使血能够 从输入套管填充血囊。图1是美国专利No. 7217236中描述的VAD 100的分解透视图，该申请共同被分配 给本申请的受让人并在此整体包含引作参考。VAD 100包括容纳在可重复使用的泵壳112 内一次性(disposable)的泵送单元120。泵送单元120包括一次性的血囊122，其具有分 别连接到一次性的单向进口阀126和出口阀124的进口 132和出口 134。管连接器130和 128分别作为套管(未示出)的接口连接到进口阀1 和出口阀124。泵壳112包括上半 蛤壳(clamshell) 114和下半蛤壳116。当装配在一起时，上半蛤壳114和下半蛤壳116限定了其中存在血囊122的泵腔142。下半蛤壳116具有适于与空气驱动单元(未示出)相 连的空气进口 138。空气驱动单元通过空气进口 138为泵腔142提供空气的脉动流动，进而 使泵腔142中的空气压力在高水平和低水平之间交替。作为反应，血囊122交替收缩和膨 胀使得血沿着从进入管连接器130，到进口阀126，血囊122的内部，出口阀124，最后到输出 管连接器128的流路被泵送。在图1所示的VAD 100中，通过一次性的密封元件118至少部分地形成静态气密 封。密封元件118沿着上半蛤壳114和下半蛤壳116之间的界面进行定位。以另一种方式 说明，密封元件118位于两片式泵壳112的装配平面处，其中上半蛤壳114和下半蛤壳116 的各自装配面相接触。可是，VAD100的构造使得该密封元件118能够一直在装配平面处提 供气密封而没有压力损失挑战(challenging)。VAD 100的构造的特征在于进口和出口流 体线位于与上半蛤壳114和下半蛤壳116表面相同的装配平面上。因此，如图1所示，血囊 122的进口 132和出口 134，进口阀1 和出口阀124，管连接器130和128，以及输入和输 出套管(未示出)都基本位于上半蛤壳114和下半蛤壳116之间的装配平面处。此外，管 连接器130和132彼此紧接地位于VAD 100的相同侧。通常，VAD 100的这种结构可认为是对于多种原因是最佳的。例如，外科医生能够 很容易地目测和记住哪个管连接器130和132分别被用于血流的输入和输出方向。如果套 管初始与错误的管连接器130和132相连，那么外科医生能够容易地转换连接。此外，对装 置的输入和输出在一个位置中是很容易观察到的以便确定血囊122或者阀IM和1 之一 是否已经失败。另外，为了替换血囊122或阀IM和126，VAD 100的装配和拆卸被认为是 通过该构造是有帮助的。装配和拆卸的简易在外科手术过程中是特别重要的。可是，图1 中所说明的构造需要复杂的几何结构，特别是关于VAD 100内部中的各种表面。阀IM和 126和管连接器128和130由圆柱形进口区域146，圆柱形出口区域144，以及相关联的凹 槽，表面，边缘等所容纳。将被气密封的泵腔142与进口区域146和出口区域144处于开放 (open)连通。进口区域146和出口区域144的位置使得在VAD 100的装配平面内存在基 本的裂缝(break)。密封元件118不能充分密封进口区域146和出口区域144。因此，VAD 100内部的气密封部分地依赖将管连接器1 和130紧固在诸如环形肩部137等位置处的 上半蛤壳114和下半蛤壳116上。另外，图1中说明的构造需要上半蛤壳114和下半蛤壳116的装配面是平行的，以 便确保压力均勻地施加于密封元件118。这种平行性限定了 VAD100的设计方案范围并且导 致VAD 100比必须的要更大和更笨重，这在VAD100倾向于在病人体内可植入时是尤其不利 的。另外，血囊122，阀IM和126以及通过管连接器130和132与阀IM和1 相连 的套管都由诸如硅胶的柔性材料构造。因此，这些元件在将元件封闭在上和下半蛤壳114 和116之间以前将元件装配在一起所需的处理和操作过程中是不稳定的。一旦填充流体， 这些元件很容易变形，使得适当的处理和操作更加困难。因此，存在提供一种能够给出改进静密封的流体泵送装置的需要。还存在提供不 需要平行装配面以及更容易组装和拆卸的流体泵送装置的需要。此外，存在改进流体泵送 装置在组装和拆卸过程中稳定性的需求。

发明内容
为了整体或部分地解决前述问题，和/或本领域技术人员已经观察到的其它问 题，本发明公开的内容提供方法、工序、系统、设备、仪器和/或装置，如借助实例在以下阐 述的多种实现方式所描述的。根据一种实现方式，适于流体泵外壳(housing)的静密封结构包括支撑结构，第 一密封元件和第二密封元件。支撑结构限定(circumscribe)泵腔。支撑结构包括第一密 封侧，与第一密封侧相对的第二密封侧，位于第一密封侧上的第一开口，位于第二密封侧上 的第二开口，限定第一开口的第一密封表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密 封侧和第二密封侧之间的流体传送端，穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流 体传送端而形成的流体出口孔。支撑结构提供流体流路，该流体流路经由流体进口孔穿过 流体传送端进入泵腔并经由流体出口孔从泵腔反向穿过流体传送端。第一密封元件设置在 第一密封表面上，并且第二密封元件设置在第二密封表面上。第一密封元件和第二密封元 件被构造以在装配于流体泵外壳内时在支撑结构和流体泵外壳之间形成密封界面。根据另一实现方式，流体泵外壳包括支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第 一外壳部分和第二外壳部分。支撑结构限定泵腔。支撑结构包括第一密封侧，与第一密封侧 相对的第二密封侧，位于第一密封侧处的第一开口，位于第二密封侧处的第二开口，限定第 一开口的第一密封表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密封侧和第二密封侧 之间的流体传送端，穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流体传送端而形成的 流体出口孔。支撑结构提供流体流路，该流体流路经由流体进口孔穿过流体传送端进入泵 腔并经由流体出口孔从泵腔反向穿过流体传送端。第一密封元件设置在第一密封表面上， 并且第二密封元件设置在第二密封表面上。第一外壳部分接触第一密封元件并覆盖第一开 口，并且第二外壳部分接触第二密封元件并覆盖第二开口。支撑结构、第一密封元件、第二 密封元件、第一外壳部分和第二外壳部分合作地流体密封泵腔，使该泵腔隔离于流体泵外 壳外部的环境，并且第一密封元件形成第一外壳部分和支撑结构之间的密封界面，而第二 密封元件形成第二外壳部分和支撑结构之间的密封界面。根据另一实现方式，流体泵包括支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外 壳部分、第二外壳部分和泵单元。支撑结构限定泵腔。支撑结构包括第一密封侧，与第一密 封侧相对的第二密封侧，位于第一密封侧处的第一开口，位于第二密封侧处的第二开口，限 定第一开口的第一密封表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密封侧和第二密 封侧之间的流体传送端，穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流体传送端而形 成的流体出口孔。第一密封元件设置在第一密封表面上，并且第二密封元件设置在第二密 封表面上。第一外壳部分接触第一密封元件并覆盖第一开口，并且第二外壳部分接触第二 密封元件并覆盖第二开口。泵单元设置在泵腔内，并包括与流体进口孔流体连通的泵进口 以及与流体出口孔流体连通的泵出口。支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外壳 部分和第二外壳部分合作地流体密封泵腔和泵单元，使该泵腔和泵单元隔离于流体泵外壳 外部的环境，并且第一密封元件形成第一外壳部分和支撑结构之间的密封界面，而第二密 封元件形成第二外壳部分和支撑结构之间的密封界面。根据另一实现方式，提供一种用于在流体泵外壳内形成静密封的方法。支撑结构 安置在第一外壳部分内使得第一密封元件被插入在支撑结构的第一密封表面和第一外壳部分的第一内表面之间。支撑结构限定泵腔并且第一密封元件限定内部空间和第一外壳部 分的第一内部之间的第一开口。第二外壳部分安置在支撑结构上使得第二密封元件被插入 在支撑结构的第二密封表面和第二外壳部分的第二内表面之间。第二密封表面位于支撑结 构的与第一密封表面相对的侧面上并且限定内部空间和第二外壳部分的第二内部之间的 第二开口。支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外壳部分和第二外壳部分合作地 流体密封泵腔，使该泵腔隔离于流体泵外壳外部的环境。对于本领域技术人员而言，本发明的其它装置、设备、系统、方法、特征和优势根据 以下附图和详细描述的审查将变得清楚。意味着所有这样的附加系统、方法、特征和优势都 包含在该描述中，处于本发明的范围内并且受所附权利要求的保护。


本发明通过参照以下附图能够被更好地理解。附图中的元件对于比例是不重要 的，取代的重点在于说明本发明的原理。在附图中，相同的参考数字在不同的视图中表示相 应的部件。图1是已知的心室辅助装置(VAD)的分解透视图。图2是根据本发明的流体泵的实例的分解透视图。图3是可配有图2中说明的流体泵的静密封结构的实例的透视图。图4是从图3中说明的支撑结构的密封侧观看的平面图。图5是从图3中说明的支撑结构一端观看的正视图。图6是从图3中说明的支撑结构的侧面观看的正视图。图7是图2中说明的流体泵的泵单元实例的透视图，该流体泵安装有图3中说明 的支撑结构。图8是从图7中说明的泵单元和支撑结构的密封侧观看的平面图。图9是从图7中说明的泵单元和支撑结构的流体传送端观看的正视图。图10是图7中说明的泵单元和支撑结构的侧面。图11是说明了安置在外壳部分内的泵单元和支撑结构的平面图。图12是说明了与图11所说明的相同外壳部分、但去除了泵单元和支撑结构的平 面图。图13是可用在图2中所说明的流体泵中的单向阀实例的截面正视图。图14是图13中说明的单向阀的截面透视图。图15说明了用作左心室辅助装置(LVAD)的流体泵的实例。图16说明了用作右心室辅助装置(RVAD)的流体泵的实例。图17说明了用作双心室辅助装置(BIVAD)的两个流体泵的实例。
具体实施例方式图2是根据本发明提供的流体泵200的实例的分解透视图。在所示实例中，泵200 适于用作心室辅助装置(VAD)。然而，根据以下描述将变得清楚，泵200不限于用作VAD而 是可用作另一类型的可植入或不可植入泵。此外，泵200适于用于非医用以及医用目的。泵 200通常包括泵单元202和泵外壳210，其在装配时封闭和气密封泵单元202。泵单元202通常可以是任意的装置，其适于借助泵作用允许一定量流体通过泵进口进入其内部并通过泵 出口排出流体。流体可以是液体、气体、浆、悬浮液等。在VAD的本发明实例中，泵单元202 可以是适于泵送血的柔性囊。外壳210包括围绕泵单元202的刚性支撑结构212 ；第一外 壳部分214 ；和第二外壳部分216。支撑结构212和外壳部分214和216可由任何适合的诸 如各种类型的塑料之类的刚性材料构造，并且可以由任何适合的模制或加工方法制造。在装配泵200过程中，泵单元202以与进口管连接器222和出口管连接器2 流 体连通的方式被放置在支撑结构212中。管连接器222和2M可由任何适合的刚性材料， 如多种类型的塑料和金属(例如，不锈钢、钛等)构造。一种特别的管连接器222或2M作 为进口并且另一管连接器2M或222作为出口的指定是任意的，仅仅是作为实例给出。支 撑结构212随后按照以下描述的方式与第一外壳部分214和第二外壳部分216密封接触地 进行放置。第一外壳部分214和第二外壳部分216随后通过紧固器或任何其它适合的手段 被固定在一起，进而产生完全气密封的泵200。管连接器222和2M直接被固定在支撑结 构212上并且独立于第一外壳部分214和第二外壳部分216。第一外壳部分214和第二外 壳部分216可包括在装配后形成孔以提供管连接器222和2 入口的各自表面2 和228。 无论泵单元202或管连接器222和2M都不需要被密封至这些孔以维持静密封。图3-6说明了用于形成适于泵，如图2中说明的泵200，的静密封的支撑结构212。 具体地，图3是透视图，图4从密封侧观看的平面图，图5是从一端观看的正视图，以及图6 是侧面图。参照图3，支撑结构通常包括第一密封侧302，相对的第二密封侧304，以及第一密 封侧302和第二密封侧304之间的壁306。在本发明的上下文中，壁306可以包括单独的， 连续的壁，或者多于一个的其中相邻壁邻接的壁。在任一情况中，壁306限定尺寸设定以接 收泵单元202(图2)并部分地限定泵200的密封腔的内部空间308。支撑结构212通常包 括流体传送端312，与流体传送端312相对的端314，以及在流体传送端312和相对端314之 间延伸的相对的侧面316和318。支撑结构212还包括位于第一密封侧302处的第一密封 表面322以及位于第二密封侧304处的相对第二密封表面324。第一密封表面322限定第 一开口 326，第二密封表面324限定第二开口 328。每个密封表面322和3 可以具有平坦 或圆形的外形，并可以或不设置成凹槽的形式。更通常地，第一密封表面322被构造以接收 第一密封元件332并且第二密封表面3M被构造以接收第二密封元件334。密封元件332 和334可由任意适当可形变或弹性材料构成。密封元件332和334可被构造为材料的连续 环。在本发明实例中，密封元件332和334包括在流体传送端312和相对端314处的弯曲 部分以及沿着侧面316和318的直线部分。密封元件332和334与支撑结构212 —起形成 静密封结构。在一种实现方式中，支撑结构212和密封元件332和334形成多片式静密封结构。 在该实现方式中，密封元件332和334是初始物理分开的元件，其在将支撑结构212和外壳 部分214和216牢固地装配在一起之前，首先以与各个密封表面322和3M或外壳部分214 和216的对应内表面适当排列(align)或取向接触的方式被放置。在另一实现方式中，在 与外壳部分214和216装配之前，支撑结构212和密封元件332和334初始被设置为一片 式静密封结构。在该实现方式中，密封元件332和334借助任何适当的手段初始附在各个 密封表面322和3M上。作为一个非限定实例，支撑结构212和密封元件332和334都可9以在双注入制造工序中在原处被一起制造。本领域技术人员能够理解，双注入制造工序能 够使不相似的聚合物或不同聚合元件连结在一起。在其它实现方式中，密封元件332和334 借助任意其它适合的手段可连接或粘合至各个密封表面322和324，上述手段不会损害密 封元件332和334的形变性或弹性。继续见图3，进口孔342和出口孔344以与内部空间308开放连通的方式都形成 在支撑结构212的流体传送端312处。这些孔342或344之一作为进口并且另一孔344或 342作为出口的指定是任意的并且仅作为实例给出。进口孔342关于进口轴346取向，流 体沿着上述轴流过流体传送端312进入泵单元202(图2、。进口孔344关于出口轴348取 向，流体沿着该轴从泵单元202流动并流回通过流体传送端312。进口孔342和出口孔344 可够构造和定位使得进口轴346和出口轴348彼此平行并处于相同平面，如所说明的实例 中所示。在另一实现方式中，进口轴346和出口轴348可以是不平行的。还如图3中所示， 进口轴342和出口轴344可被设定尺寸以接收标准尺寸的管连接器222和224(图幻。与 流体传送端312相关连的部分壁306足够高以容纳进口孔342和出口孔344。可是，如图3 中所示和进一步如图6所示，第一密封元件332和第二密封元件334可根据本发明的一些 实现方式是不平行的。在此情况中，支撑结构212沿着侧面316和318的壁306可从流体 传送端312处的高度向下至相对端314处较低高度逐渐变细。图7-10说明了安装有支撑结构212的泵单元202。具体地，图7是透视图，图8是 从密封侧观看的平面图，图9是从流体传送端观看的正视图，而图10是从侧面观看的正视 图。参照图7，泵单元202通常包括结构壳体702，其封闭与泵进口和泵出口流体连通 的泵内部。泵单元202的具体结构可取决于泵200的特殊应用以及将要泵送的流体类型。 在VAD的本发明实例中，泵单元202的壳体702的至少一部分是柔性的，使得泵单元202的 内部空间在壳体702的收缩/膨胀循环之间变化。相应地，泵单元202可与以上结合图1 描述的柔性血囊类似地进行构造。泵单元202的所有或一部分可由诸如硅树脂的柔软弹性 体构造并且泵单元202可具有没有尖角或突出边缘的常规圆外形。上述结构适于防止在泵 送期间对血液组织造成损害。单向进口阀712与泵单元202的进口相连，并且单向出口阀 714与泵单元202的出口相连。进口阀712和出口阀714由此与泵内部流体连通但可从泵 进口和泵出口卸除，以便替换、清洁等。支撑结构212限定的内部空间308(图3)足够大以 容纳进口阀712和出口阀714。进口阀712和出口阀714与泵单元202相对的端部与各个 管连接器222和2 相连。进口阀712和出口阀714可以借助任意适合手段，诸如例如摩 擦配合，攻丝，Luer类型装配等接合至泵单元202和管连接器222和224。管连接器222和2 可以以任意适合的密封方式牢固地安装在进口孔342和出口 孔344(图幻上，这防止流体从内部空间308通过进口孔342和出口孔344泄漏。在一个 实例中，管连接器222和2 可包括螺纹，其与进口孔342和出口孔344内表面上形成的互 补螺纹相匹配。因为取代将两个外壳部分配装在一起，进口孔342和出口孔344穿过一片 式支撑结构212而形成，所以管连接器222和2 很容易地相对于进口孔342和出口孔344 进行密封而没有泄漏的风险。当多种元件如图7所示进行装配时，建立了流体流路，其中流体按照箭头所示进 入输入管连接器222，通过支撑结构212的流体传送端312，流动通过进口阀712并进入泵单元202的内部，从泵内部流出并通过出口阀714，返回通过流体传送端312，以及根据箭头 所示退出输出管连接器224。实际上，输入导管(未示出)可连接于输入管连接器222和适 合的流体源之间，以及输出导管(未示出)可连接于输出管连接器2M和适合的流体目的 地之间。在VAD的情况中，输入和输出导管可以是根据已知的外科手术程序与病人心脏相 连的医用级套管。泵200的多个元件，诸如泵单元202、阀712和714、套管等，可以根据特殊目的，如 提高血兼容性和非增加致血栓性进行制造或处理。例如，上述元件可涂敷有润滑剂，疏水 的，抗菌的和/或抗血栓涂层，包括但不限于PTFE涂层，肝素接合(h印arin-bonded)涂层， 氟化涂层，treclosan和银化合物涂层，抗钙化剂释放涂层等。参照图2、7和8，能够看出泵200的内腔，其包含由支撑结构212限定的内部空间 308 (图3)，并且在支撑结构212插入在这两个外壳部分214和216之间的情况下在第一外 壳部分214与第二外壳部分216的装配时完成。在装配过程中，第一密封元件332适当地相 对于第一外壳部分214的互补内部表面进行安置，并且第二密封元件334适当地相对于第 二外壳部分216的互补内部表面进行安置。支撑结构212和各个第一和第二外壳部分214 和216之间的第一和第二密封元件332和334的压缩和随之发生的形变导致泵200的内部 腔被气密封。与进口和出口流体线(例如，泵送单元202的进口和出口，进口和出口阀712 和714，支撑结构的进口和出口孔342和344，以及管连接器222和224)相关联的元件仍位 于认为在包括需要心室辅助应用的许多实现方式中是有利的位置处，即在被组装在一起用 以封闭泵单元202的两个外壳部分214和216之间。由于所说明的构造，可是，这些元件不 会中断或干扰与外壳部分214和216相关联的装配平面。特别地，管连接器222和2M远 离并完全独立于第一和第二密封元件332和334，其用作泵外壳210的结构元件的装配接 口。此外，如图10进一步所示，根据本发明建立的静密封不需要密封界面是平行的。图9说明了例如通过构造用于允许流体沿单方向流动的每个阀712和714中两个 或更多片状物或小叶片902的使用，进口阀712和出口阀714可被构造为单向阀。以下结 合图13和14描述单向阀的另一实例。图10说明了一种实现方式，其中支撑结构212逐渐变细，使得第一密封元件332 和第二密封元件334以不平行的关系进行定位。在此情况中，泵单元202可从支撑结构212 的第一密封侧302和第二密封侧304突出。第一和第二外壳部分214和216(图幻的内部 轮廓可被构造成恰好足够大以封闭泵单元202，并提供用于气体(例如空气)的一些空间， 该气体被容许进入泵200的内部腔中用于激活泵单元202的泵送作用。因为第一密封元件 332和第二密封元件334不需要是平行的，泵外壳210不需要采取较传统的圆柱或盒状。取 而代之的是泵外壳210能够被形成得更小并占用较少的空间，这在可植入应用中尤其是有 用的。图11是说明安置于外壳部分214(或216)内的泵单元202和支撑结构212的平 面图。外壳部分214和216可提供用于进入管连接器222和224的开口 1102和1104，以及 例如用于有助于套管或其它类型导管与管连接器222和2M连接的环形肩部1106和1108 的特征。可是，管连接器222和2 不需要与这些开口 1102和1104密封连接来形成静密 封。取而代之，在密封元件332和334建立静密封的情况下，管连接器222和2 可牢固地 接合至支撑结构212的进口孔342和出口孔334。
图12是说明与图11中所示相同但去除了泵单元202和支撑结构212的外壳部分 214(或216)的平面图。每个外壳部分214和216可包括构造适于与相应密封元件332或 334完整、均勻接触的内密封表面1202。内密封表面1202可具有平坦或圆形的外形，可以 或不设置成凹槽形式。内密封表面1202可以是连续的表面以确保与密封元件332或334 的均勻接触以及对其施加的压力。同样如图12所示，外壳部分214和216可包括最接近 其对应内密封表面1202的肩部或脊1204或1206以便有助于以对准方式安置刚性支撑结 构212(图11)，这确保了适当的密封界面的建立。也如图12所示，至少一个外壳部分可以 包括出气(例如空气)口 1212和用于连接到气体驱动单元(未示出)的相关配件1214。 如前所述，气体驱动单元或等效装置可以被操作从而以脉动方式将气体注入到泵200的腔 中，以激活泵单元202的泵送作用(图11)。泵200可以很容易地被装配和拆卸。作为装配泵200的一个实例，管连接器222 和2 被固定于支撑结构212的各自进口孔342和出口孔344。进口阀712和出口阀714 随后可以连接到泵单元202的各自进口和出口以及与相应的管连接器222和224。支撑结 构212 (具有安装在此的相关元件)随后可与外壳部分214和216之一的适当内表面1202 相接触地进行放置，其中密封元件332和334之一插入到支撑结构212和外壳部分214或 216之间。其它的外壳部分216或214可随后与支撑结构212的相对密封侧相接触，其中 另一密封元件334或332插入到支撑结构212和外壳部分216或214之间。外壳部分214 和216随后借助任何适合的手段被固定或紧固在一起，进而压缩密封元件332和334并建 立泵200的不透水、有效的静密封。输入和输出套管(或其它类型的导管)可在外壳部分 214和216被固定在支撑结构212之前或之后与相应的管连接器222和2M相连。在一个 或两个外壳部分214和216包括适于增强套管对管连接器的稳固性的特征(例如，用于影 响压接、夹紧或锁定作用的肩部、边缘等)的实现方式中，在将外壳部分214和216固定到 支撑结构212之前，套管可与管连接器222和2M相连。还可以看出，支撑结构212提供有 助于多个元件在组装和拆卸过程中的处理和控制的刚性元件。当进口阀712和出口阀712 连接至泵单元202和管连接器222和224/从其卸除时，以及管连接器222和2 连接至套 管/从其卸除时，支撑结构212可由使用者直接处理。图13是单向阀1300的实例的截面正视图并且图14是截面透视图，该单向阀可以 用作上述的进口和出口阀。可是，应当理解，可为目前描述的实现方式中使用的单向阀提供 多种其它结构。在该实例中，单向阀1300可具有无铰链设计，其中两个或更多的柔性、弹性 片状物或小叶片1302和1304从主要阀体1306的内表面总地朝向彼此延伸。片状物1302 和1304位于单向阀1300的进口端1312和出口端1314之间。片状物1302和1304成形使 得在进口端1312处的流体压力大于出口端1314处的流体压力时，片状物1302和1304远 离彼此弯曲进而流体从进口端1312流到出口端1314。当进口端1312处的流体压力小于 出口端1314处的流体压力时，片状物1302和1304被压缩到一起，进而防止流体从出口端 1314反向朝进口端1312流动。单向阀1300被构造使得片状物1302和1304的打开和关 闭是平缓的，并且能够使流体沿着预定方向和类似于自然心阀作用的方式平稳和连续地流 动。单向阀1300可被构造得没有任何尖锐边缘并且材料可以是柔软弹性体，诸如硅树脂之 类。单向阀1300可通过注入模制或任何其它适合的制造方法形成。诸如图13和14所说 明的单向阀最小化或消除对血细胞的损害风险并由此适合流动的血。
如图13中实例进一步说明的，单向阀1300可包括内环形肩部或表面1322和 1324，其尺寸被设定以邻接进口导管13 和出口导管13 的各个端部。可是，应当理解， 可替换的接合构造是能够实现的。在单向阀1300用作进口阀的情况中，进口导管13 可 代表进口管连接器，出口导管13 可代表泵送单元的进口。在单向阀1300用作出口阀的 情况中，进口导管13 可代表泵单元的出口，出口导管13 可代表出口管连接器。图15-17说明了上述泵200的应用的实例。图15说明了泵200用作左心室辅助 装置(LVAD)。心室(或心房)套管1502连接至泵200的输入管连接器并且外科手术时连 接至病人心脏1504的适当位置，进而为血液从心脏1504输入泵200提供流路。心房套管 1506与泵200的输出管连接器相连并在外科手术时与心脏1504的适当位置相连，进而为血 液从泵200进入心脏1504提供流路。压缩空气管路1508在泵200和气体驱动装置或等效 气体(例如，空气)源1702(图17)之间互连，以便提供气体的脉动流动以如上所述激活泵 200。图16说明了泵200用作右心室辅助装置(RVAD)。图17说明了两个泵200用作双心 室辅助装置(BIVAD)。两个泵200由气体驱动装置1702经由各自的压缩空气管路1708和 1718予以驱动。图15-17说明泵200的离体应用的实例。可是，应当理解，泵200可以用在标准活 体(paracorporeal)实现方式中使用，并且用作系绳植入(tethered implant)。如上所示， 泵200根据本发明进行构造使得其尺寸可关于常规设计的泵减小，进而很大地促进可植入 实现。泵200可用于循环支持应用的广泛变化，所述应用包括短期转移操作支持(例如，几 小时)，急性且心切开术后期支持(例如，直到几个星期)，用于移植的桥(例如三至六个 月)，用于恢复的桥(例如，几年)，以及目的地治疗(例如直到死亡)。更常规地，泵200可 用于适于泵送多种类型流体的多种非医用以及医用的应用。除借助以上实例描述的柔性囊 构造外，其它类型的泵单元可通过使用本发明提供的静密封而获得益处。通常，术语，如“连通”和“与......连通”(例如，第一元件与第二元件连通或处于与第二元件连通)在此用于指示两个或多个元件或部件之间的结构的、功能的、机械的、 电学的、信号的、光学的、磁性的、电磁的、离子的或流体的关系。同样地，一个元件被描述为 与第二元件连通的事实不倾向于排除附加的元件可存在于第一和第二元件之间，和/或可 操作地与第一和第二元件相关联或接合的可能性。应当理解，本发明的多个方面或细节可在不脱离本发明范围的情况下进行改变。 此外，前述描述仅仅用于说明的目的，并且不用于限制的目的，本发明由权利要求所确定。1权利要求
1 一种适于流体泵外壳的静密封结构，包括限定泵腔的支撑结构，该支撑结构包括第一密封侧，与第一密封侧相对的第二密封侧， 位于第一密封侧上的第一开口，位于第二密封侧上的第二开口，限定第一开口的第一密封 表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密封侧和第二密封侧之间的流体传送端， 穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流体传送端而形成的流体出口孔，其中支 撑结构提供流体流路，该流体流路经由流体进口孔穿过流体传送端进入泵腔并经由流体出 口孔从泵腔反向穿过流体传送端；设置在第一密封表面上的第一密封元件；和设置在第二密封表面上的第二密封元件，其中第一密封元件和第二密封元件被构造以在装配于流体泵外壳内时在支撑结构和 流体泵外壳之间形成密封界面。
2.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，第一密封元件平行于第二密封元件。
3.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，第一密封元件与第二密封元件不平行。
4.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体出 口孔关于平行于进口轴的出口轴进行配置。
5.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体出 口孔关于与进口轴不平行的出口轴进行配置。
6.根据权利要求1所述的静密封结构，进一步包括连接至流体进口孔的进口管连接器 和连接至流体出口孔的出口管连接器。
7.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，第一密封元件和第二密封元件的每个都 构造为材料的连续环。
8.根据权利要求1所述的静密封结构，其中，第一密封表面和第二密封表面是连续表
9.一种流体泵外壳，包括限定泵腔的支撑结构，该支撑结构包括第一密封侧，与第一密封侧相对的第二密封侧， 位于第一密封侧处的第一开口，位于第二密封侧处的第二开口，限定第一开口的第一密封 表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密封侧和第二密封侧之间的流体传送端， 穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流体传送端而形成的流体出口孔，其中支 撑结构提供流体流路，该流体流路经由流体进口孔穿过流体传送端进入泵腔并经由流体出 口孔从泵腔反向穿过流体传送端；设置在第一密封表面上的第一密封元件； 设置在第二密封表面上的第二密封元件； 接触第一密封元件并覆盖第一开口的第一外壳部分；和 接触第二密封元件并覆盖第二开口的第二外壳部分，其中支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外壳部分和第二外壳部分合作地流 体密封泵腔，使该泵腔隔离于流体泵外壳外部的环境，并且第一密封元件形成第一外壳部 分和支撑结构之间的密封界面，而第二密封元件形成第二外壳部分和支撑结构之间的密封 界面。
10.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，第一密封元件平行于第二密封元件。
11.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，第一密封元件与第二密封元件不平行。
12.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体 出口孔关于平行于进口轴的出口轴进行配置。
13.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体 出口孔关于与进口轴不平行的出口轴进行配置。
14.根据权利要求9所述的流体泵外壳，进一步包括连接至流体进口孔的进口管连接 器和连接至流体出口孔的出口管连接器。
15.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，第一密封元件和第二密封元件的每个都 构造为材料的连续环。
16.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，第一密封表面和第二密封表面是连续表
17.根据权利要求9所述的流体泵外壳，其中，气体进口形成在第一外壳部分和第二外 壳部分的至少一个中，所述气体进口与泵腔流体连通并构造为连接至气体导管。
18.一种流体泵，包括限定泵腔的支撑结构，该支撑结构包括第一密封侧，与第一密封侧相对的第二密封侧， 位于第一密封侧处的第一开口，位于第二密封侧处的第二开口，限定第一开口的第一密封 表面，限定第二开口的第二密封表面，插入在第一密封侧和第二密封侧之间的流体传送端， 穿过流体传送端而形成的流体进口孔，以及穿过流体传送端而形成的流体出口孔；设置在第一密封表面上的第一密封元件；设置在第二密封表面上的第二密封元件；接触第一密封元件并覆盖第一开口的第一外壳部分；接触第二密封元件并覆盖第二开口的第二外壳部分；和设置在泵腔内的泵单元，该泵单元包括与流体进口孔流体连通的泵进口以及与流体出 口孔流体连通的泵出口，其中支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外壳部分和第二外壳部分合作地流 体密封泵腔和泵单元，使该泵腔和泵单元隔离于流体泵外壳外部的环境，并且第一密封元 件形成第一外壳部分和支撑结构之间的密封界面，而第二密封元件形成第二外壳部分和支 撑结构之间的密封界面。
19.根据权利要求18的流体泵，其中，第一密封元件平行于第二密封元件。
20.根据权利要求18的流体泵，其中，第一密封元件与第二密封元件不平行。
21.根据权利要求18的流体泵，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体出口孔关 于平行于进口轴的出口轴进行配置。
22.根据权利要求18的流体泵，其中，流体进口孔关于进口轴进行配置，流体出口孔关 于与进口轴不平行的出口轴进行配置。
23.根据权利要求18的流体泵，进一步包括连接至流体进口孔的进口管连接器和连接 至流体出口孔的出口管连接器。
24.根据权利要求18的流体泵，其中，第一密封元件和第二密封元件的每个都构造为 材料的连续环。
25.根据权利要求18的流体泵，其中，第一密封表面和第二密封表面是连续表面。
26.根据权利要求18的流体泵，其中，气体进口形成在第一外壳部分和第二外壳部分 的至少一个中，所述气体进口与泵腔流体连通并构造为连接至气体导管。
27.根据权利要求18的流体泵，其中，泵单元的至少一部分是可变形的，以建立流体从 泵进口至泵出口的脉动流动。
28.根据权利要求18的流体泵，进一步包括连接至泵进口的单向进口阀和连接至泵出 口的单向出口阀。
29.根据权利要求观的流体泵，其中，单向进口阀和单向出口阀的每个都被构造为无 铰链阀，所述无铰链阀包括多个在打开位置和关闭位置之间可移动的柔性部分。
30.根据权利要求观的流体泵，进一步包括使流体进口孔和单向进口阀互连的进口管 连接器，和使流体出口孔和单向出口阀互连的出口管连接器。
31.一种用于在流体泵外壳内形成静密封的方法，该方法包括将支撑结构安置在第一外壳部分内使得第一密封元件被插入在支撑结构的第一密封 表面和第一外壳部分的第一内表面之间，支撑结构限定泵腔并且第一密封元件限定内部空 间和第一外壳部分的第一内部之间的第一开口 ；和将第二外壳部分安置在支撑结构上使得第二密封元件被插入在支撑结构的第二密封 表面和第二外壳部分的第二内表面之间，第二密封表面位于支撑结构的与第一密封表面相 对的侧面上并且限定内部空间和第二外壳部分的第二内部之间的第二开口，其中支撑结构、第一密封元件、第二密封元件、第一外壳部分和第二外壳部分合作地流 体密封泵腔，使该泵腔隔离于流体泵外壳外部的环境。
32.根据权利要求31的方法，进一步包括将进口管连接器固定至形成通过支撑结构的 进口孔上，以及将出口管连接器固定至穿过支撑结构而形成的出口孔上，进口孔和出口孔 位于支撑结构的第一开口和第二开口之间。
33.根据权利要求31的方法，进一步包括将泵单元放置在泵腔中使得泵单元的泵进口 与形成通过支撑结构的进口孔流体连通，泵单元的泵出口与穿过支撑结构而形成的出口孔 流体连通，进口孔和出口孔位于支撑结构的第一开口和第二开口之间。
34.根据权利要求33的方法，进一步包括放置与泵进口流体连通的进口阀和与泵出口 流体连通的出口阀，其中进口阀插入在泵进口和进口孔之间，出口阀插入在泵出口和出口 孔之间，以及进口阀和出口阀位于支撑结构的第一开口和第二开口之间。
35.根据权利要求34的方法，进一步包括将输入管连接器固定至进口孔以及将输出管 连接器固定至出口孔，其中输入管连接器经由进口阀与泵进口流体连通，输出管连接器经 由出口阀与泵出口流体连通。
全文摘要
本发明涉及用于容纳泵的静密封结构，包括支撑结构、第一密封元件和第二密封元件。支撑结构限定泵腔，并包括第一密封表面，相对的第二密封表面，以及设置在所述密封表面之间的流体传送端。支撑结构提供流体流路，该流体流路借助于进口孔通过流体传送端进入泵腔并借助于出口孔从泵腔反向通过流体传送端。第一密封元件设置在第一密封表面上，并且第二密封元件设置在第二密封表面上。密封元件被构造以在泵外壳内形成密封界面，从而形成隔离泵腔与流体泵外壳外部的环境的静密封。
文档编号A61M1/10GK102046220SQ20098011984
公开日2011年5月4日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年3月28日
发明者弗朗西斯科·J·托瓦洛佩斯 申请人:维塔尔梅克斯国际股份有限公司