用于与注射器一起使用的吹塑成形针管的制作方法
【专利说明】用于与注射器一起使用的吹塑成形针管
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年11月I日提交的标题为“用于与注射器一起使用的吹塑成形针管(Blow-Molded Syringe For Use With An Injector)”的美国临时申请号61/898,592的优先权。该申请的披露内容通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
[0003]本披露总体涉及用于与注射器一起使用的一次性针管并且涉及其制造方法，并且更具体地涉及使用吹塑成形工艺的针管和制造方法。
【背景技术】
[0004]在许多医疗程序(诸如药物递送)中，令人希望的是将流体注入患者内。同样地，将用于成像程序中的众多类型的造影介质(通常简称为造影剂)注入患者内以用于许多诊断和治疗程序，一般例如基因疗法、细胞和生物剂递送、以及治疗剂的递送。例如，造影介质用于诊断程序中，诸如X射线程序(包括例如血管造影术、静脉造影术、尿路造影术)、计算机断层摄影术(CT)扫描、磁共振成像(MRI)、以及超声成像。造影介质还用在治疗程序的过程中，包括例如血管成形术和其他介入放射程序。
[0005]已开发了供在诸如血管造影术、计算机断层摄影术(CT)、超声以及NMR/MRI的医疗程序中使用的若干种注射器致动的针管和动力注射器。例如在转让给本申请的受让人的美国专利号5，383，858中披露了前装载针管和注射器系统，该专利的披露内容通过引用结合在此。例如在美国专利号6，652，489中披露了其他前装载针管和注射器系统，该专利的披露内容通过引用结合在此。
[0006]在历史上，难以制造具有所希望的透明光学特性的针管，这些针管展现出足够的强度以用于与前装载、无压力护套注射器一起使用。事实上，取决于应用，通常在使用动力注射器的注射程序中经历在300psi至1200psi范围内的针管压力。典型地，为了实现适合的强度，必须在制造过程中使针管壁增厚(这增加了成本)并且取决于材料可以降低光学特性。然而，在当前用于制造针管的注塑成形实践中，存在对可以实现的壁厚的限制。这种限制可以使得针管设计有比所希望的更低的安全系数。此外，随着壁厚增加，生产成本也增加。例如，壁厚的增加与更长的注射时间、更长的包装时间、更高的压力、更长的冷却时间、以及增加的树脂成本相关联。
[0007]鉴于这些挑战，已提议从吹塑成形工艺中生产针管，以便生产具有更薄的壁和增加的拉伸强度的针管。吹塑成形是由热塑性聚合物材料形成空心制品的方法。吹塑成形工艺涉及使用加压气体(典型地，压缩空气)在模具腔内形成加热制品，从而使加热的热塑性塑料膨胀来符合模具腔的壁。吹塑成形的三种最常见的方法是挤出吹塑(EB)成形、注射吹塑(IB)成形、以及注射-拉伸吹塑(ISB)成形。在EB成形中，将管子或型坯挤到交替打开的半模中并且接着在从模具移除之前吹塑并冷却。在IB成形中，首先注塑成形“预成型”部件。接着将预成型件吹塑成产品的最终形状。注射吹塑成形可以在某些关键区域中提供尺寸精度。在ISB成形工艺中，再一次首先注塑成形预成型件。在随后的吹塑成形过程中，在最佳温度下机械延伸或拉伸该预成型件/型坯，同时径向吹塑成模具内的形状。ISB成形提供双轴拉伸以增强材料特性。在美国专利号7，740，792中披露了使用I SB吹塑成形工艺的针管及其制造方法，该专利于2010年6月22日发布并且由此通过引用以其全部内容结合在此。
[0008]然而，用于医疗应用的针管的吹塑成形的一个潜在缺点在于可能难以控制针管的内径，因为只有针管筒的外壁接触模具。因此，常常难以通过吹塑成形来制造具有所希望的严公差内的内径的针管。另外，如本领域已知的，通过吹塑成形工艺生产的针管与标准注塑成形针管相比可具有不同的结构和密封特征。设计了在此所描述的针管以及制造方法的不同实施例来解决此类问题。
【发明内容】
[0009]根据一个方面，在此提供了一种用于加压注射流体的针管。该针管包括针管筒，该针管筒包含聚合物材料，该聚合物材料已经历通过拉伸吹塑成形并且通过压缩成形具有芯构件的筒的内径的膨胀。在针管筒的某些配置中，拉伸吹塑成形通过针管的喷嘴提供。类似地，在另一个优选和非限制性的实施例中，用于加压注射流体的针管包括针管筒，该针管筒包含聚合物材料，该聚合物材料已经历通过拉伸吹塑成形并且通过围绕芯构件收缩针管筒的内径的膨胀。
[0010]根据另一方面，用于加压注射流体的针管包括柔性针管筒和柱塞，该柱塞被构造成穿过该筒前进以从其中喷出流体。该柱塞的外径大于该针管筒的内径。
[0011]根据另一方面，提供了一种用于压缩由聚合物材料形成的针管的系统。该系统包括加热腔室和压实机，该加热腔室用于将针管加热到高于聚合物材料的玻璃化转变温度，该压实机用于压缩针管以形成一次性结构。
[0012]本披露的另一方面提供了一种用于拉伸吹塑成形针管的预成型件。该预成型件包括:主体，该主体具有远端、近端、以及其间的周向壁并且包含适于拉伸吹塑成形从而形成针管主体的聚合物材料；以及第一开口，该第一开口位于该主体的该远端处以用于插入在拉伸吹塑成形工艺过程中用于拉伸该预成型件的拉伸构件，其中该拉伸吹塑成形预成型件的内壁具有用于可滑动地接纳柱塞的基本均匀的内径。
[0013]该预成型件可包括用于可密封地封闭该第一开口的盖子，该盖子具有基本圆锥形的形状并且包括喷嘴和鲁尔尖端。该盖子可进一步包括至少一个卡销构件，该至少一个卡销构件包围该盖子的外圆周用于与压力护套上的至少一个槽口或狭槽可释放地锁定接合，该压力护套被构造用于附接到医疗注射器上。在不同的实施例中，在拉伸吹塑成形工艺之后可形成位于主体近端处的用于可滑动地接纳柱塞的第二开口。
[0014]在一些实施例中，可形成在主体的内部中具有拉伸构件的主体，其中拉伸构件的直径大于远端开口的直径，并且其中拉伸构件具有用于在拉伸吹塑成形工艺过程中将预成型件的远端形成为基本圆锥形形状的基本圆锥形端部。该拉伸构件可由选自下组的材料形成，该组由第二聚合物材料、复合材料、以及金属材料组成，该第二聚合物材料具有高于预成型件的聚合物材料的玻璃化转变温度。该拉伸构件可进一步包括用于在拉伸吹塑成形工艺过程中将气体注入主体的内部中的管腔和多个端口。可穿过在拉伸吹塑成形工艺之后形成的位于主体近端处的第二开口移除该拉伸构件。可形成该第二开口用于可滑动地接纳柱塞。预成型件的远端的基本圆锥形形状可被构造成配合到包括基本圆锥形远端的压力护套中。
[0015]在一些实施例中，预成型件可包括位于近端处的用于接纳拉伸构件的第二开口，其中该拉伸构件在拉伸吹塑成形工艺过程中穿过该第二开口密封第一开口。预成型件的近端可包括用于与医疗注射器的针管端口上的互补锁定构件可逆接合的至少一个保持构件。通过穿过第二开口插入芯构件来模制壁的内表面的内径。该芯构件可以是可膨胀的芯，该可膨胀的芯包括包围内构件卷绕的柔性片材，其中该柔性片材可在第一压缩状态与第二膨胀状态之间转换。该芯构件可以是可膨胀的芯，该可膨胀的芯包括用于接纳流体的可膨胀的球囊。可通过施加真空或者压力和热量来抵靠芯收缩预成型件的壁，从而包围芯构件模制壁的内表面。该芯构件可从近端到远端渐缩。
[0016]本披露的另一方面提供了一种拉伸吹塑成形针管。该拉伸吹塑成形针管包括:主体，该主体具有远端、近端、以及其间的周向壁;喷嘴，该喷嘴具有鲁尔尖端;至少一个保持构件，该至少一个保持构件用于与医疗注射器的针管端口上的互补锁定构件可逆接合；以及近端开口，该近端开口用于可滑动地接纳包括至少一个径向延伸密封构件的柱塞，其中该柱塞的外径大于该主体的该周向壁的内径，这样使得该至少一个径向延伸密封构件形成与该周向壁的密封接合并且在接合部位处使该周向壁向外偏转。可使该周向壁向外偏转从而接触压力护套的内壁。在该柱塞已穿过后，该周向壁可基本向内偏转到原始内径。
[0017]本披露的另一方面提供了一种用于拉伸吹塑成形用于医疗注射器的针管的方法，该方法包括:对预成型件进行拉伸吹塑成形;并且在拉伸吹塑成形过程中将芯构件插入该预成型件中从而将该预成型件的内径模制成基本均匀的内径，其中该芯构件具有基本等于针管的所希望的该基本均匀的内径的均匀外径。该方法可进一步包括将热量以及压力或真空中的一种施加到该预成型件上，同时插入该芯构件以将该预成型件的内壁压缩到该芯构件的外壁。该芯构件可以是可膨胀的芯构件，并且该方法可进一步包括使该可膨胀的芯构件膨胀以将该预成型件的内壁压缩到该可膨胀的芯构件的外壁。
[0018]考虑下述说明和附图中的附加权利要求后，针管、针管连接接口以及具有针管和/或针管连接接口的系统的上述及其他特征和特点、以及操作方法和相关结构元件的功能及部件组合和制造经济性会显得更加明显，以上各部分为本说明书的组成部分，其中类似参考数字用于指示不同附图中的相应部件。然而，应当明确理解，这些附图仅仅是出于图解和说明的目的。如说明书和权利要求书中使用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文另有清楚规定。
【附图说明】
[0019]本披露的优选实施例的一些优点和特征已在下文概述。这些实施例连同装置的其他潜在实施例当结合如同它们涉及附图的详细说明参照以下附图时对本领域的那些技术人员将变得明显的。
[0020]图1A是根据一个实施例的原理的针管的注塑成形预成型件的示意图；
[0021]图1B是在通过拉伸吹塑成形的膨胀之后的图1A的该预成型件的示意图；
[0022]图1C是包括柱塞的由图1A的该预成型件形成的针管的示意图；
[0023]图1D是用于与图1C的该针管一起使用的压力护套的示意图；
[0024]图2A是根据一个实施例的原理的针管的注塑成形预成型件的示意图；
[0025]图2B是根据另一个实施例的原理的在通过拉伸吹塑成形的膨胀之后的图2A的注塑成形预成型件的示意图；
[0026]图2C是插入在压力护套中的由图2A的该预成型件形成的针管的示意图；
[0027]图3是根据另一个实施例的原理的注塑成形预成型件的示意图；
[0028]图4A是根据另一个实施例的原理的注塑成形预成型件的示意图；
[0029]图4B是在通过拉伸吹塑成形的膨胀之后的图4A的该预成型件的示意图；
[0030]图4C是图4A的该预成型件的示意图，其中内芯构件插在其中；
[0031]图5A是根据另一个实施例的原理的注塑成形预成型件的示意图；
[0032]图5B是图5A的该预成型件的透视图；
[0033]图5C是图5A的该预成型件的端视图；
[0034]图5D是在膨胀状态下的用于与图5A的该预成型件一起使用的可膨胀芯的横截面图；
[0035]图5E是在膨胀状态下的图f5D的该可膨胀芯的透视图；
[0036]图5F是在膨胀状态下的图f5D的该可膨胀芯的端视图；
[0037]图6是根据另一个实施例的原理的注塑成形预成型件的示