专利名称：医用阀组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从无针注射器接收流体的医用阀组件。
背景技术：
无针注射器用于医疗领域中，以在没有针戳患者或治疗患者的人的意外风险的情形下将流体传送到病人。无针注射器一般包括用于将流体传送到医用阀的鲁尔接口(Iuer)以及与医用阀螺接的螺纹。已经研发出多种医用阀，用于接合无针注射器并且将流体传送到患者的静脉注射管(IV line)。2003年11月25日Pavel T.Miller (下文称作“Miller' 956”)发布的美国专利N0.6，651，956，示出了一种这样的医用阀。Milled 956阀包括:壳体；接收件；以及阀杆，其具有通道和用于打开以接收无针注射器的鲁尔接口的杆狭缝。阀杆具有包括凹口的外壁，其在壳体的内壁与阀杆的外壁之间形成间隙。在操作中，将无针注射器的鲁尔接口插入到阀杆的杆狭缝中，并且将阀杆向外扣接在凹口处的间隙中以为鲁尔接口提供穿入阀杆的通道中的空间。阀杆的扣接运动改变了通道的体积并且需要浪费空间以允许阀杆向外扣接。当将医用阀连接到留置导管时，此医用阀提供了将流体和药物注入到患者的血管系统中的直接通路。然而如果将开放的通路放任不管的话，则该开放的通路还可能导致严重的患者并发症。通常的做法是通过将生理盐水袋悬挂在静脉输液架上来注入流体和药物，并且允许通过连接到医用阀的静脉管使流体的重力流进入到患者体内。如果护理人员不警觉，则在注入全部流体之后空气还可能进入患者体内。由此引起的气泡栓塞可能造成显著的患者发病率或死亡 。可以通过在无针适配器与静脉管之间布置单向阀或止回阀来防止上述情况发生；然而，该解决方案可能是昂贵的，适当的止回阀无法获得，并且另外的连接与断开可能是污染源。此外，止回阀通常防止抽吸血液以便取样来评估病人的状况，由此要求用于此过程的单独阀。这里存在对接收无针注射器的改进的医用阀的持续需求。
发明内容
根据本发明的一个方面，医用阀组件包括壳体、接收件、以及阀杆。阀杆具有用于流体流动的通道并且由诸如硅树脂的弹性材料制成，以便当通过杆狭缝将无针注射器的鲁尔接口插入阀杆时，所述阀杆弹性地变形。阀杆的通道具有沙漏形状以便响应于阀杆的压缩向内凸胀。因为沙漏形状，与具有直的内壁的阀杆相比通道的体积减小，当医用阀组件未被使用时，这可能导致减小来自保持在通道中的流体的感染风险。当将流体快速地注入时(诸如在阀的冲洗期间)，流体通路的内径的减小形成文丘里效应(venturi effect)。此文丘里效应导致对流体通路的内部表面更有效与高效的清洗，由此确保血液被完全地移动。此有效的设计允许最小量的生理盐水冲洗，以在不使用肝素的情况下实现期望的结果，这在新生儿和免疫受抑制的病人中是禁忌的。换句话说，医用阀组件比现有技术的医用阀组件更安全与卫生。根据本发明的另一个方面，阀杆限定减小壁厚的点，或者弱化点，以使阀杆的一部分在弱化点处向内并且向下变形且塌陷到壳体中。当阀杆的此部分扣接并且在无针注射器的鲁尔接口被移除以后，随后返回到其放置空间时，阀杆的通道的体积保持相对恒定。当将无针注射器的鲁尔接口从阀杆移除时，这具有减少流体的抽吸的效果。该医用阀组件允许注入流体以及抽吸血液样本。此外，医用阀设计为通过在流体弯月面(meniscus)达到无针注射器之前使所述流体弯月面停止而防止将空气意外地抽吸到患者体内。由此，该机构改进了病人的安全性并且减小了员工压力，由此允许员工专心于更紧急的问题。根据本发明的另一个方面，医用阀组件包括双向盘阀，该双向盘阀提供在阀杆故障的情形中用于防止放血的安全机构。盘阀从未暴露于阀杆中的穿孔并且仅响应压差。盘阀可以另外地校准，以使来自患者的流体的流量仅响应于比在血管系统中产生的压力更高的压力。根据本发明的另一个方面，因为阀杆在弱化点处向内并且向下塌陷而不是向外膨胀，所以对于对于患者来说，该医用阀组件比现有技术医用阀组件更小并且更舒适。这消除了对壳体的内壁与阀杆的外壁之间的间隙的需要。根据本发明的另一 个方面，阀杆的内杆壁的全部内表面都是平滑与圆形的，即没有内部肋或尖角。当无针注射器断开时，这减小了血液凝结或其它颗粒将被捕获在阀杆内部从而污染阀杆的可能性。根据本发明的又一个方面，阀杆具有与第一壳体端平齐的第一杆端以将阀杆密封到壳体。在多次使用医用阀组件之间，可以快速地且容易地将第一杆端擦拭干净。根据本发明的另一个方面，医用阀的壳体具有提供用于与无针注射器接合的螺纹的壳体外壁。壳体外壁限定肩部以便为无针注射器提供止动点。换句话说，无针注射器仅可以螺接在壳体上直到肩部。肩部防止鲁尔接口插入壳体太远并且还防止无针注射器过度紧固在壳体上(这可能使刚性壳体破裂)。此特征还设计为对鲁尔接口穿入到阀杆的通道(内腔)中进行限制，由此比其它设计移置较少体积。当无针注射器断开时，减小的移置体积既使负压减小也使液体的负位移减小。
当通过参考认为是结合附图的下述详细说明使本发明更好理解的情况下，本发明的其它优点将是容易理解的，其中:图1是医用阀组件的第一示例性实施方式的立体图；图2是医用阀组件的第一示例性实施方式的立体图和分解图；图3是阀杆的立体图；图4是沿着图3中的线4-4所剖切的阀杆的横截面视图；图5是图4的第一杆端的放大视图6a_图6e是本发明的阀第一实施方式的横截面视图并且示出鲁尔接口插入于壳体中；图7是第一示例性实施方式的俯视图，其中阀杆包括线性杆狭缝；图8a是第一示例性实施方式的俯视图，并且示出了用于形成另选杆狭缝的示例性的虚线圆圈；图Sb是第一示例性实施方式的俯视图，并且其中阀杆具有倒-S形状；图9a是第一示例性实施方式的俯视图，并且示出了用于形成不同的另选杆狭缝的不同于图8a的圆圈的不例性 圆圈；图9b是第一示例性实施方式的俯视图，并且其中阀杆具有不同与图Sb的杆狭缝的倒-S形状；图10是医用阀组件的第二示例性实施方式的立体图和分解图；图1la是示例性盘阀的立体图；以及图1lb是沿着图1la中的线B_B所剖切的示例性盘阀的横截面视图。
具体实施例方式参照附图，其中贯穿几个视图相同的附图标记表示相应部件，在图1中大体上示出了用于接收来自无针装置的流体的医用阀组件20的第一示例性实施方式。在下文中无针装置指的是无针注射器22，但是应该理解的是无针装置可以是用于注射和/或喷射流体的任何期望的装置。第一示例性医用阀组件20包括刚性外壳体24 (通常表示为此)，其沿着轴A从开口第一壳体端26延伸到开口第二壳体端28。优选地，壳体24由聚合物材料制成，但是应该理解的是，壳体24可以由任何刚性材料制成。壳体24限定壳体内壁30和壳体外壁32，壳体外壁32限定了邻近第一壳体端26的用于与无针注射器22螺接的螺纹34。壳体外壁32还限定肩部36，该肩部限定了用于无针注射器22或在静脉滴注中使用的其它类似装置的止动点。如将在下面更加详细地讨论的，当无针注射器22在壳体24的螺纹34上螺进预定距离时，无针注射器22将紧靠肩部36以防进一步螺进。这通过防止无针注射器22的鲁尔接口 38插入到医用阀组件20中过远以及通过防止无针注射器22过度紧固在壳体24上(这可能使刚性壳体24破裂)来保护医用阀组件20。第一示例性医用阀组件20还包括通常在图1中示出并且通常在图3中示出的阀杆40。如图6a_图6e中所不，阀杆40布置在壳体24中并且沿着轴A在第一壳体端26与第二壳体端28之间延伸。阀杆40接收无针注射器22的鲁尔接口 38并且当移除阳鲁尔接口 38时防止流体流出壳体24。为做到这点，阀杆40具有与壳体内壁30接合并且密封的外杆壁，以及存在用于使流体传送通过阀杆40的通道44的内杆壁42。阀杆40优选地由弹性材料制成，以便当无针注射器22的阳鲁尔接口 38插入到阀杆40中时弹性变形，以及当将阳鲁尔接口 38从阀杆40移除时返回到松弛的或未压缩的位置。阀杆40优选地由硬度在25-65的范围中的硅树脂材料制成。硅树脂材料也优选地被润滑以减小阀杆40与壳体24之间的摩擦力。在其它选择中，硅树脂可以被预润滑，可以在形成阀杆40的注塑成型过程增加润滑剂，或者在形成阀杆40以后可以将硅树脂喷洒在阀杆40的外侧上。阀杆40具有从壳体内壁30径向向内延伸到闭合第一壳体端26的第一杆端46。当阀杆40处于未压缩状态时,第一杆端46与第一壳体端26平齐以提供可擦拭表面以便在多次使用之间清洗阀杆40。如在下面进一步详细讨论的，第一杆端46还存在通常闭合并且打开以接收无针注射器22的阳鲁尔接口 38的杆狭缝48。当将鲁尔接口 38从通道44取出后，杆狭缝48再次闭合，以防止来自阀杆40的污染物进入或者流体从阀杆40流出。如图7中所示，杆狭缝48可以横跨并且通过第一杆端46直切，或者可以另选地具有倒S形，其中在图Sb和图9b中示出了后者。倒S形杆狭缝148、248的目的是通过使无针注射器22的顺时针旋转(通过将其螺接在外壳体24上)而减轻在狭缝的任一端产生的应力。在杆狭缝48、148、248的端点处的机械应力的减小使撕裂硅树脂的可能性减小，从而延长了阀杆40的寿命，并且在不损坏阀杆40的整体性的情况下增加了医用阀组件20可以被使用的次数。阀杆40还限定邻近第一壳体端26的第一杆部分50、第二杆部分52、以及邻近第二壳体端28的第三杆部分54。如在图4和图5中最佳不出的,在第一杆端46和第一杆部分50的交叉点处，存在用于加强接合点以抵抗扭转和轴向应力的圆角56。此外，阀杆40的内杆壁42的全部边缘都是圆形与平滑的，即没有肋或尖角。这减小了可能污染阀杆40的血液凝结或其它颗粒将被束缚在通道44内的可能性。第一杆部分50具有沿着壳体内壁30从第一杆端46轴向地延伸到第二杆部分52的大体上圆柱形形状。如图4中最佳示出的，内杆壁42从第一杆部分50的内杆壁42上的点58A向内辐射到第三杆部分54的内杆壁42上的点58B。第二杆部分52的内杆壁42的半径凸出到通道44中以使流体传送通过阀杆40，从而使通道呈沙漏形状。由于沙漏的形状，如与具有直的内壁的阀杆40相比通道44的体积减小，这导致减小了当医用阀组件未使用时保持在通道44中的流体的感染风险。第二杆部分52在第一杆部分50与第三杆部分54之间延伸，并且第二杆部分52的外杆壁向外倾斜，相对于第一杆部分50在第二杆部分52中存在较大的壁厚。当将鲁尔接口 38从阀杆40取出时，第二杆部分52的较大壁厚朝向第一壳体端26推动第一杆部分50。同样地，杆壁在第三杆 部分54向外倾斜，以便当将鲁尔接口 38从阀杆40取出时，提供将第二杆部分52推动到其未压缩位置的较大的壁厚。阀杆40限定阀杆40中的壁厚减小点，或者在第一杆部分50与第二杆部分52的内壁的交叉处的弱化点60。如在下面进一步详细说明的，第一杆部分50响应于插入到第一杆端46的杆狭缝48中的鲁尔接口 38在弱化点60处向内与向下变形并且扣接。在示例性阀杆40中，第三杆部分54中的外杆壁限定唇部62和开口区域64。如图6a-图6e所示，当无针注射器22螺接在外壳体24壁的螺纹34上时，在杆狭缝48打开以前，阀杆40变形预定距离以允许将鲁尔接口 38插入到通道44中。在阀杆40的变形过程中，开口区域64的作用是减小阀杆40与内壳体24壁之间的摩擦。由于阀杆40压缩并且变形，因此沿着壳体24的壳体内壁30引导唇部62。阀杆40的第一杆部分50在弱化点60处向内与向下塌陷，然后当移除无针注射器22时朝向第一壳体端26向后推动阀杆40，减小了将任何流体束缚在阀杆40周围从而污染阀杆40的可能性。在第一杆端46中的杆狭缝48的开口为阀杆40的通道44与无针注射器22之间的流体交换提供了通路。第一杆端46的外侧边缘用作鲁尔接口 38周围的密封件以防止阀杆40周围的流体漏出。此外，当阀杆40在弱化点60处向下塌陷时，阀杆40的通道44的体积改变非常小。当在现有技术的医用阀组件中的内室膨胀时，存在将流体吸入的风险，但是通过示例性医用阀组件20此风险被最小化。肩部36 (上述)特别地定位为允许无针注射器22的鲁尔接口 38穿过狭缝48同时使鲁尔接口 38进入通道44最小化。换句话说，肩部36设计为限定鲁尔接口 38的轴向行程。同样地，在拆卸限定期间当移除鲁尔接口 38时发生负位移。医用阀组件20还包括机械地接合壳体24的第二壳体端28的接收件66、166，以便接收通过无针注射器22传输到通道44的流体。图1和图2的示例性实施方式的接收件66是用于将流体从通道44传送到管中的Y-连接件，然而图6a-图6e的接收件166是用于与静脉注射管或任何其它软管匹配并且将流体传输到静脉注射管或任何其它软管中的软管连接器。接收件66、166优选地超声焊接到壳体24，但是也可使用将接收件66、166连接到壳体24的任何其它方法。如图6中所示，阀杆40被压缩并且束缚在壳体24与接收件66,166之间，以形成紧密密封并且防止流体泄露到壳体24与接收件66、166会和的医用阀组件20的外部。如图4中最佳示出的，阀杆40包含定位凹槽68，该定位凹槽与接收件66、166上的定位脊70匹配，由此使阀杆40束缚在壳体24与接收件66、166之间。如图10中所示，第二 示例性医用阀组件20包括阀盘72 (通常表示为此)，其布置在壳体24的第二壳体端28处，用于限制流体流过所述阀盘的流量并且限制从壳体24流出的流体的流量。阀盘72具有面向第一壳体端部26的上游侧76以及面向接收件66、166的下游侧。阀盘72还限定了周向凸肋78和盘狭缝80，周向凸肋78从阀盘72的上游侧76延伸出，盘狭缝80响应于在阀盘72的一侧上的比在阀盘72的另一侧上的更大的流体压力而允许流体流过阀盘72。换句话说，流体中的压力打开并且闭合盘狭缝80以允许流体流过盘狭缝80。如图1la-图1lb所示，阀盘72的上游侧76限定盘狭缝80处的微凹部82，用于相对于将流体从盘的下游侧74传送通过盘所要求的压差来减小将流体从阀盘72的上游侧传送通过阀盘72所要求的压差。换句话说，微凹部82允许流体相对于其它方向更容易沿着一个方向流过盘狭缝80。如图10中所示，当阀盘72与阀杆40结合时，由拆卸鲁尔接口38形成的负压足以致使流体从下游侧74穿过盘狭缝80流动到上游侧76，从而消除了流体在阀盘72的下游侧74上的位移。换句话说，盘与阀杆40的结合形成几乎零位移阀。在另一个实施方式中，阀盘72的弹性特征可以被修改，使得当取出鲁尔接口 38而不打开盘狭缝80时，将朝向外壳体24拉动阀盘72。就在取出鲁尔接口 38时，阀盘72将很快恢复到其静止位置，迫使来自盘阀的下游侧74的下游流体正位移并且移动到鲁尔接口 38的通道44的外部。阀盘72还可以包括用于与阀杆40的定位凹槽68配合的定位脊，以将阀杆40与阀盘72密封在一起。更进一步的，阀盘72可以容易地插入到现有的阀组件中，用于控制流体通过阀组件的流量。尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域中的技术人员将会理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下可以作出多种改变并且可以用等效物替换其元件。此外，在不偏离本发明的基本范围的情况下可以对本发明的教导做出多种修改以适应特定的情况或材料。因此，目的是本发明不限于由预期执行本发明的最佳模式公开的特定实施方式，而且本发明还包括落在所附权利要求的范围内的全部实施方式。
权利要求
1.一种用于接收无针注射器的鲁尔接口的医用阀组件，包括: 刚性外壳体，其沿着轴从开口第一壳体端延伸到开口第二壳体端； 阀杆，其布置在所述壳体中并且从限定狭缝的第一杆端延伸到第二杆端； 所述阀杆具有从所述狭缝延伸到所述第二杆端的用于在其间传送流体的通道； 所述阀杆由弹性材料制成，以便根据来自所述鲁尔接口的压力压缩，并且其中，在所述第一杆端上的所述狭缝打开以响应于所述阀杆被压缩预定距离而接收所述鲁尔接口；以及 其中，所述阀杆的所述通道具有沙漏形状以便响应于所述阀杆的压缩向内膨胀。
2.根据权利要求1所述的医用阀组件，其中，所述外壳体具有外壁，所述外壁具有用于与所述无针注射器螺接的螺纹。
3.根据权利要求2所述的医用阀组件，其中，所述外壁还具有用于限定所述鲁尔接口轴向前进到所述阀杆的所述通道中的肩部。
4.根据权利要求权利要求1所述的医用阀组件，其中，当所述阀杆未压缩时，所述阀杆的所述第一杆端与所述开口第一壳体端大体平齐。
5.根据权利要求1所述的医用阀组件，其中，所述狭缝具有倒-S形。
6.根据权利要求5所述的医用阀组件，其中，所述狭缝平分所述第一杆端的中心。
7.根据权利要求1所述的医用阀组件，其中，所述阀杆还包括具有大体上圆柱形形状的第一杆部分，并且其中，所述第一杆部分响应于来自所述鲁尔接口的压力而向内且向下变形以打开所述狭缝。
8.根据权利要求7所述的医用阀组件，其中，所述阀杆还包括第二杆部分和第三杆部分，所述第三杆部分具有在所述阀杆的压缩过程中用于减小所述第三杆部分与所述阀杆之间的摩擦的开口区域。
9.根据权利要求8所述的医用阀组件，其中，所述阀杆包括限定所述通道的内杆壁，并且其中，所述内杆壁从所述第一杆部分中的点向内辐射到所述第三杆部分中的点以限定所述沙漏形状。
10.根据权利要求9所述的医用阀组件，其中，所述内杆壁中的全部边缘都是圆形的。
11.根据权利要求8所述的医用阀组件，其中，所述第二杆部分具有比所述第一杆部分和所述第三杆部分更大的壁厚，以便响应于被取出的所述鲁尔接口使所述阀膨胀。
12.根据权利要求1所述的医用阀组件，其中，所述阀杆由硬度在25-65的范围内的材料制成。
13.根据权利要求12所述的医用阀组件，其中，所述阀杆由硅树脂制成。
14.根据权利要求13所述的医用阀组件，其中，所述阀杆的所述硅树脂是预润滑的，以便减小所述阀杆与所述外壳体之间的摩擦。
15.根据权利要求1所述的医用阀组件，还包括与所述外壳体的所述第二壳体端接合的接收件，用于从所述通道接收所述流体。
16.根据权利要求15所述的医用阀组件，其中，所述接收件超声地焊接到所述外壳体。
17.根据权利要求15所述的医用阀组件，其中，所述阀杆的所述第二杆端具有定位凹槽，并且其中，所述接收件具有用于与所述定位凹槽配合的定位脊，以使所述阀杆束缚在所述外壳体与所述接收件之间。
18.根据权利要求1所述的医用阀组件，还包括布置在所述第二壳体端处的盘阀，用于限定流体流过所述盘阀的流量以及限定从所述通道流出的流体的流量。
19.根据权利要求18所述的医用阀组件，其中，所述盘阀包括凸肋，所述凸肋具有盘狭缝，所述盘狭缝响应于在所述 盘阀的一侧上的比所述盘阀的另一侧上的更大的流体压力而允许流体流过所述盘阀。
20.根据权利要求18所述的医用阀组件，还包括与所述外壳体的所述第二壳体端接合的接收件，用于从所述通道接收所述流体，并且其中，所述盘阀布置在所述阀杆与所述接收件之间。
全文摘要
一种医用阀组件，其包括刚性外壳体和由弹性材料制成的阀杆。阀杆包括用于传送流体的通道，该通道具有沙漏形状，以当清洗阀杆时形成文丘里效应，从而提高清洗过程的效率。该通道还包括无尖边缘，由此减小了当医用阀组件未使用时将流体束缚在通道内部的风险。更进一步地，当将无针注射器从阀杆移除时，阀杆扩展到未压缩状态，阀杆的顶端与壳体的端部大体平齐以提供用于清洗目的的擦拭表面。
文档编号A61M5/34GK103153375SQ201180049306
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者查尔斯·霍坎森 申请人:查尔斯·霍坎森