Компоненты для медицинских контуров

Компоненты для медицинских контуров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРИОРИТЕТ

По данной заявке на патент на изобретение испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США No. 61/289,089, озаглавленной "Components for Medical Circuits" и поданной 22 декабря 2009, все содержание которой включено в настоящий документ в качестве ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изложение относится, в общем смысле, к компонентам для медицинских контуров, и, в частности, к компонентам для медицинских контуров, подающих увлажненные газы пациенту и/или удаляющих увлажненные газы от пациента, например, как при создании положительного давления в дыхательных путях (PAP), как в респираторе, при анестезии, как в вентиляторе и в системах инсуффляции.

Описание уровня техники

При медицинском применении различные компоненты транспортируют газы, имеющие высокие уровни относительной влажности, к пациентам и от пациентов. Конденсация может представлять собой проблему, когда имеющие высокую влажность газы приходят во взаимодействие со стенками компонента при низкой температуре. Однако конденсация зависит от множества факторов, включающих в себя не только профиль температуры в компоненте, но также и расход газа, геометрию компонента и собственную способность пропускать пар материала, используемого для формирования компонента, которая представляет собой способность материала переносить водяной пар, при этом, по существу, не перенося объемный поток жидкой воды и объемный поток газа.

Например, в PAP-системах (системы вентиляции, которые обеспечивают пациентов дыхательными газами при положительном давлении) используются дыхательные трубки для доставки и отвода вдыхаемых и выдыхаемых газов. В данном применении и других связанных с дыханием применениях, таких как вспомогательное дыхание, газы, вдыхаемые пациентом, обычно доставляются через трубку для вдоха при влажности, близкой к насыщению. Дыхательные газы, выдыхаемые пациентом, проходят через дыхательную трубку для выдоха и обычно имеют полное насыщение. Конденсат может образовываться на внутренних стенках компонента дыхательного контура в течение вдоха пациента, и значительные уровни конденсата могут образовываться в течение выдоха пациента. Такая конденсация является особенно вредоносной, когда она происходит в непосредственной близости от пациента. Например, подвижный конденсат, формирующийся в дыхательной трубке (для вдоха или выдоха), может вдыхаться пациентом или доставляться в процессе вдоха, и может привести к приступу кашля или другому дискомфорту.

В качестве другого примера, системы инсуффляции также доставляют и удаляют увлажненные газы. Во время лапароскопической хирургии с инсуффляцией может быть желательным, чтобы инсуффлируемый газ (обычно CO₂) увлажнялся до прохождения через брюшную полость. Это может помочь предотвратить «высушивание» внутренних органов пациента, и может снизить продолжительность периода восстановления после хирургического вмешательства. Даже когда используется сухой газ для инсуффляции, газ может стать насыщенным при впитывании им влаги из полости тела пациента. Влага в газах имеет тенденцию к конденсации на стенках выпускной части или трубки системы инсуффляции. Водяной пар также может конденсироваться на других компонентах системы инсуффляции, такой как фильтры. Любой пар, конденсирующийся вследствие влажности на фильтре и при прохождении через патрубки (впускные или выпускные), является крайне нежелательным. Например, вода, которая сконденсировалась на стенках, может привести к насыщению фильтра и его блокированию. Это потенциально может привести к увеличению обратного давления и препятствует выполнению удаления дыма системой. Кроме того, жидкая вода в отведениях может перетечь в другое подсоединенное оборудование, что является нежелательным.

Были предприняты попытки по снижению отрицательного воздействия конденсации путем внедрения в стенки трубок сильно «паропроницаемых» материалов, то есть, материалов, которые являются высокопроницаемыми для водяного пара и, по существу, непроницаемыми для жидкой воды и объемного потока газов. Однако это потребовало мембран с очень тонкими стенками с целью достижения проницаемости, достаточно высокой для предотвращения или снижения конденсации. В результате трубки, имеющие приемлемую проницаемость, имели настолько тонкие стенки, что они требовали значительных мер укрепления. Такие меры по укреплению увеличивают время, стоимость и сложность производственного процесса. Соответственно, остается потребность в паропроницаемых, но крепких компонентах для медицинских контуров для доставки увлажненных газов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем документе в различных вариантах осуществления приведено изложение материалов и способов для создания паропроницаемых компонентов медицинских контуров, таких как компоненты для инсуффляции, анестезии или дыхательных контуров. Данные паропроницаемые компоненты включают в себя паропроницаемые вспененные материалы, которые являются проницаемыми для водяного пара и, по существу, непроницаемыми для жидкой воды и объемного потока газов. Изложенные материалы и способы могут быть встроены в ряд компонентов, включая трубки, Y-образные соединители, крепления катетеров и интерфейсы пациента.

Изложен компонент медицинского контура для использования с увлажненным газом. По меньшей мере, в одном варианте осуществления компонент может включать в себя стенку, определяющую внутреннее пространство, и при этом, по меньшей мере, часть указанной стенки состоит из паропроницаемого вспененного материала, сконфигурированного с тем, чтобы допускать передачу водяного пара, но, по существу, предотвращать передачу жидкой воды.

В различных вариантах осуществления указанный выше компонент обладает одним, несколькими или всеми приведенными ниже свойствами. Коэффициент диффузии паропроницаемого вспененного материала должен составлять, по меньшей мере, 3×10^-7 см²/с. Толщина стенки может находиться в диапазоне от 0,1 мм до 3,0 мм. Паропроницаемый вспененный материал может содержать смесь полимеров. Паропроницаемый вспененный материал может содержать термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. Паропроницаемый вспененный материал может содержать сополиэфирный термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. Паропроницаемый вспененный материал может быть достаточно жестким, с тем чтобы вспененный материал мог сгибаться вокруг металлического цилиндра диаметром 25 мм без перегибов или разрушений, в соответствии с тестом на повышение сопротивления потоку при сгибе согласно ISO 5367:2000(E). Проницаемость P компонента в г-мм/м²/день должна составлять, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день при измерении в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%). Модуль упругости компонента может находиться в диапазоне от 30 до 1000 МПа. Проницаемость P может удовлетворять формуле:

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного полимера в МПа, и M находится в диапазоне от 30 до 1000 МПа.

Кроме того, в различных вариантах осуществления компонент по любому или по всем предыдущим вариантам осуществления обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Вспененный материал может содержать пустоты. Вспененный материал может иметь долю пустот, превышающую 25%. Вспененный материал может иметь средний размер пустот в поперечном направлении, меньший чем 30% от толщины стенки. Вспененный материал может содержать пустоты, которые сплющены вдоль продольной оси стенки. По меньшей мере, 80% пустот могут иметь соотношение продольной длины и поперечной высоты, превышающее 2:1. По меньшей мере, 10% пустот может быть соединено друг с другом.

В некоторых вариантах осуществления компонент по любому или по всем предшествующим вариантам осуществления может образовывать стенку трубки или стенку маски. Если вспененный материал образует стенку трубки, то трубка может представлять собой, например, экструдированную трубку, гофрированную трубку или экструдированную гофрированную трубку. Любая из приведенных выше трубок может представлять собой трубку для использования в системе инсуффляции.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления компонент может содержать стенку, определяющую пространство, при этом, по меньшей мере, часть стенки состоит из вспененного материала, который является проницаемым для водяного пара и, по существу, непроницаемым для жидкой воды, при этом проницаемость P вспененного материала, измеренная в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%) в г-мм/м²/день составляет, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день и удовлетворяет формуле:

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного материала в МПа, и M находится в диапазоне от 30 до 1000 МПа.

В различных вариантах осуществления, указанный выше компонент обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. P может составлять, по меньшей мере, 70 г-мм/м²/день. M может находиться в диапазоне от 30 до 800 МПа. Толщина стенки может находиться в диапазоне от 0,1 мм до 3,0 мм. Вспененный материал может иметь долю пустот, превышающую 25%. Вспененный материал может содержать пустоты. Вспененный материал может иметь средний размер пустот в поперечном направлении, меньший чем 30% от толщины стенки. По меньшей мере, некоторые пустоты могут быть сплющены вдоль продольной оси стенки. По меньшей мере, 80% пустот могут иметь соотношение продольной длины и поперечной высоты, превышающее 2:1. По меньшей мере, 10% пустот может быть соединено друг с другом. Паропроницаемый вспененный материал может содержать термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. Паропроницаемый вспененный материал может содержать сополиэфирный термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом.

В некоторых вариантах осуществления компонент по любому или по всем предшествующим вариантам осуществления может образовывать стенку трубки или стенку маски пациента. Если вспененный материал образует стенку трубки, то трубка может представлять собой, например, экструдированную трубку, гофрированную трубку или экструдированную гофрированную трубку. Любая из приведенных выше трубок может представлять собой трубку для использования в системе инсуффляции.

Также излагается способ производства компонента медицинского контура. По меньшей мере, в одном варианте осуществления способ включает в себя смешивание суперконцентрата вспенивающего агента (смеси полимера-носителя и активного вспенивающего агента) с полимерным основным материалом и формирование сжиженной смеси, позволяющей области вспенивающего агента испускать газовые пузырьки в область основного материала сжиженной смеси, а также позволяющей блокировать испускание газовых пузырьков и обрабатывать смесь с целью формирования проницаемого для водяного пара компонента.

В различных вариантах осуществления указанный выше способ обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Может быть выбран вспенивающий агент и/или полимерный основной материал, и смесь может быть обработана с целью формирования проницаемого для водяного пара компонента, включающего в себя твердый полимер и пустоты, распределенные внутри твердого полимера. Проницаемость P компонента в г-мм/м²/день может составлять, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день или, по меньшей мере, 70 г-мм/м²/день, при измерении в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%). Модуль упругости компонента может находиться в диапазоне от 30 до 1000 МПа. P может удовлетворять формуле:

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного полимера в МПа, и M находится в диапазоне от 30 до 1000 МПа, или в диапазоне от 30 до 800 МПа. Толщина стенки может находиться в диапазоне от 0,1 мм до 3,0 мм.

Кроме того, в различных вариантах осуществления, способ по любому или по всем предыдущим вариантам осуществления обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Вспененный материал может содержать пустоты. Вспененный материал может иметь долю пустот, превышающую 25%. Вспененный материал может иметь средний размер пустот в поперечном направлении, меньший чем 30% от толщины стенки. Вспененный материал может содержать пустоты, которые сплющены вдоль продольной оси стенки. По меньшей мере, 80% пустот могут иметь соотношение продольной длины и поперечной высоты, превышающее 2:1. По меньшей мере, 10% пустот может быть соединено друг с другом. Паропроницаемый вспененный материал может содержать термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. Паропроницаемый вспененный материал может содержать сополиэфирный термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом.

В некоторых вариантах осуществления способ по любому или всем предыдущим вариантам осуществления может включать в себя формирование трубки из проницаемого для водяного пара компонента или формирование маски из проницаемого для водяного пара компонента. Если способ включает в себя формирование трубки из проницаемого для водяного пара компонента, то действие по обработке смеси может включать в себя экструдирование смеси в трубочную форму. Обработка смеси также может включать в себя совместное экструдирование ребер жесткости на поверхности трубочной формы. Ребра могут быть расположены на внутренней поверхности трубочной формы или на внешней поверхности трубочной формы, или на внутренней и внешней поверхности трубочной формы. В частности, ребра могут быть расположены по окружности вокруг трубочной формы, например, могут быть расположены по окружности вокруг внутренней поверхности трубочной формы. Обычно ребра могут быть продольно сплющены вдоль длины трубочной формы. Обработка смеси также может включать в себя гофрирование экструдированной трубочной формы. Если экструдированная трубочная форма гофрируется, то трубочная форма может содержать ребра, или они могут быть исключены.

Описана трубка для доставки увлажненного газа к пациенту и от пациента. По меньшей мере, в одном варианте осуществления трубка включает в себя входное и выходное отверстия, а также экструдированный гофрированный канал из вспененного полимера, который является проницаемым для водяного пара и, по существу, непроницаемым для жидкой воды и объемного потока газа, при этом канал из вспененного полимера конфигурируется для обеспечения потока увлажненного газа от входного отверстия к выходному отверстию в пределах пространства, ограниченного каналом. Трубка может дополнительно включать в себя множество ребер жесткости. Ребра могут быть расположены на внутренней поверхности трубочной формы или на внешней поверхности трубочной формы, или на внутренней и внешней поверхности трубочной формы. В частности, ребра могут быть расположены по окружности вокруг трубочной формы, например, могут быть расположены по окружности вокруг внутренней поверхности трубочной формы. Обычно ребра могут быть продольно выровнены вдоль длины трубочной формы между входным отверстием и выходным отверстием.

В различных вариантах осуществления указанные выше трубки, с описанными выше ребрами или без них, обладают одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Канал из вспененного полимера может содержать твердый термопластичный эластомерный материал и ячеечные пустоты, распределенные внутри твердого материала. Канал из вспененного полимера может иметь внутреннюю поверхность, смежную с ограничиваемым пространством; и внутренний объем, смежный с внутренней поверхностью, в котором, по меньшей мере, некоторые ячеечные пустоты соединены с другими ячеечными пустотами, посредством чего формируются открытые ячеечные дорожки, способствующие движению водяного пара по каналу. По меньшей мере, 10% или, по меньшей мере, 20% ячеечных пустот могут быть соединены с другими ячеечными пустотами. Внутренний объем может иметь долю частот, превышающую 25%. Средний размер пустот в поперечном направлении может составлять менее 30% от толщины стенки или менее 10% от толщины стенки. По меньшей мере, некоторые пустоты могут быть сплющены вдоль продольной оси канала. Сплющивание может быть выражено как имеющее соотношение сторон продольной длины к поперечной высоте, составляющее более чем 2:1 или более чем 3:1. По меньшей мере, 80% пустот может иметь сплющивание.

Кроме того, в различных вариантах осуществления трубка по любому или по всем предшествующим вариантам осуществления обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Канал из вспененного полимера может иметь толщину стенки от 0,1 мм до 3,0 мм. Проницаемость P компонента, измеренная в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%) в г-мм/м²/день может составлять, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день. Модуль упругости компонента может находиться в диапазоне от 30 до 1000 МПа. P может удовлетворять формуле

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного материала в МПа, и M находится в диапазоне от 30 до 1000 МПа. Канал из вспененного материала может быть достаточно жестким, с тем чтобы канал из вспененного материала мог сгибаться вокруг металлического цилиндра диаметром 25 мм без перегибов или разрушений, в соответствии с тестом на повышение сопротивления потоку при сгибе согласно ISO 5367:2000(E).

По меньшей мере, в одном варианте осуществления трубка включает в себя входное и выходное отверстия, а также канал из вспененного полимера, который является проницаемым для водяного пара и, по существу, непроницаемым для жидкой воды и объемного потока газа, при этом канал из вспененного полимера обеспечивает возможность прохождения потока увлажненного газа от входного отверстия к выходному отверстию в пределах пространства, ограниченного каналом, и при этом канал из вспененного полимера содержит твердый термопластичный эластомерный материал и ячеечные пустоты, распределенные внутри твердого материала. Канал из вспененного полимера может иметь внутреннюю поверхность, смежную с ограничиваемым пространством; и внутренний объем, смежный с внутренней поверхностью. По меньшей мере, некоторые ячеечные пустоты внутреннего объема могут быть соединены с другими ячеечными пустотами, посредством чего формируются открытые ячеечные дорожки, способствующие движению водяного пара по каналу.

В различных вариантах осуществления, указанные выше трубки обладают одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Канал из вспененного полимера может иметь коэффициент диффузии, превышающий 3×10^-7 см²/с. Канал может быть экструдированным. Канал может быть гофрированным. Трубка может дополнительно включать в себя множество ребер жесткости. Ребра могут быть расположены на внутренней поверхности трубочной формы или на внешней поверхности трубочной формы, или на внутренней и внешней поверхности трубочной формы. В частности, ребра могут быть расположены по окружности вокруг трубочной формы, например, могут быть расположены по окружности вокруг внутренней поверхности трубочной формы. Обычно ребра могут быть продольно выровнены вдоль длины трубочной формы между входным отверстием и выходным отверстием. Трубка может включать в себя нагревательный провод. Нагревательный провод может быть продольно выровнен вдоль длины канала из вспененного полимера между входным отверстием и выходным отверстием.

Кроме того, в различных вариантах осуществления трубка по любому или по всем предшествующим вариантам осуществления обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. По меньшей мере, 10% или, по меньшей мере, 20% ячеечных пустот во внутреннем объеме могут быть соединены с другими ячеечными пустотами. Внутренний объем может иметь долю частот, превышающую 25%. По меньшей мере, некоторые пустоты могут быть сплющены вдоль продольной оси канала. Сплющивание может быть выражено как имеющее соотношение сторон продольной длины к поперечной высоте, составляющее более чем 2:1 или более чем 3:1. По меньшей мере, 80% пустот может иметь сплющивание. Средний размер пустот во внутреннем объеме в поперечном направлении может составлять менее 30% или менее 10% от толщины стенки канала из вспененного полимера. Канал из вспененного полимера может иметь толщину стенки от 0,1 мм до 3,0 мм. Проницаемость P трубки, измеренная в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%) в г-мм/м²/день, может составлять, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день. Модуль упругости трубки может находиться в диапазоне от 30 до 1000 МПа. P может удовлетворять формуле

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного материала в МПа. Канал из вспененного полимера может дополнительно иметь внешнюю оболочку, смежную с внутренним объемом, в которой ячеечные пустоты представляют собой закрытую ячейку. Толщина оболочки может составлять от 5 до 10% толщины стенки, например, от 10 до 50 мкм.

Также изложен способ производства трубки, подходящей для доставки увлажненного газа к пациенту и от пациента. По меньшей мере, в одном варианте осуществления способ включает в себя смешивание вспенивающего агента с основным материалом с целью формирования экструдата, при этом основной материал содержит один или более термопластичных эластомеров; приложение давления к экструдату с использованием экструдера с целью формирования полой трубки; доставку полой трубки в форму гофропресса; выдерживание полой трубки в форме гофропресса с целью охлаждения; и удаление охлажденной полой трубки из гофропресса, посредством чего формируется гофрированная проницаемая для водяного пара трубка.

В различных вариантах осуществления указанный выше способ обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Трубка может иметь толщину стенки от 0,1 мм до 3,0 мм. Гофрированная трубка может включать в себя твердый термопластичный эластомер и пустоты, образованные газовыми пузырьками, испускаемыми вспенивающим агентом. Максимальный размер диаметра пустот в поперечном направлении может составлять менее чем одну треть от минимальной толщины стенки. Доля частот гофрированной трубки может составлять более 25%. Основной материал может иметь коэффициент диффузии, превышающий 0,75×10^-7 см²/с. Основной материал может иметь модуль упругости на растяжение, превышающий 15 МПа.

Также изложен способ доставки увлажненного газа к пациенту или от пациента. По меньшей мере, в одном варианте осуществления способ включает в себя предоставление компонента медицинского контура, включающего в себя стенку, образованную паропроницаемым вспененным материалом, подсоединение компонента медицинского контура к пациенту и передачу увлаженного газа через компонент медицинского контура, при этом компонент медицинского контура допускает прохождение водяного пара через стенку компонента, но, по существу, предотвращает прохождение жидкой воды и объемного потока газа через стенку компонента.

В различных вариантах осуществления указанный выше способ обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Коэффициент диффузии паропроницаемого вспененного материала может составлять, по меньшей мере, 3×10^-7 см²/с. Толщина стенки может находиться в диапазоне от 0,1 мм до 3,0 мм. Паропроницаемый вспененный материал может содержать термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. В частности, паропроницаемый вспененный материал может содержать сополиэфирный термопластичный эластомер с полиэфирным мягким сегментом. Паропроницаемый вспененный материал может быть достаточно жестким, с тем чтобы вспененный материал мог сгибаться вокруг металлического цилиндра диаметром 25 мм без перегибов или разрушений, в соответствии с тестом на повышение сопротивления потоку при сгибе согласно ISO 5367:2000(E). Проницаемость P компонента, измеренная в соответствии с процедурой A ASTM E96 (с применением метода осушения при температуре 23°C и относительной влажности 90%) в г-мм/м²/день, может составлять, по меньшей мере, 60 г-мм/м²/день. Модуль упругости компонента может находиться в диапазоне от 30 до 1000 МПа. P может удовлетворять формуле

P>exp{0,019[ln(M)]²-0,7 ln(M)+6,5},

где M представляет собой модуль упругости вспененного материала в МПа, и M находится в диапазоне от 30 до 1000 МПа.

Кроме того, в различных вариантах осуществления способ по любому или по всем предшествующим вариантам осуществления обладает одним, некоторыми или всеми приведенными ниже свойствами. Вспененный материал может содержать пустоты. По меньшей мере, 10% пустот может быть соединено с друг с другом. Вспененный материал может иметь долю частот, превышающую 25%. Вспененный материал может иметь средний размер пустот в поперечном направлении, составляющий менее 30% от толщины стенки. По меньшей мере, некоторые пустоты могут быть сплющены вдоль продольной оси компонента. Сплющивание может быть выражено как имеющее соотношение сторон продольной длины к поперечной высоте, составляющее более чем 2:1 или более чем 3:1. По меньшей мере, 80% пустот может иметь сплющивание.

В определенных вариантах осуществления передача увлаженного газа через компонент медицинского контура может включать в себя передачу увлажненного газа через трубку, содержащую паропроницаемый вспененный материал, или передачу увлажненного газа через маску, содержащую паропроницаемый вспененный материал, или передачу увлажненного газа через трубку для инсуффляции, содержащую паропроницаемый вспененный материал.

Изобретение включает в себя все приведенные выше варианты осуществления и также предполагает конструкции из приведенных ниже примеров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Типовые варианты осуществления, которые реализуют различные характеристики излагаемых систем и способов, ниже будут описаны со ссылками на чертежи. Чертежи и соответствующие описания представлены для иллюстрации вариантов осуществления и не ограничивают объем изложения.

Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию медицинского контура, включающего в себя паропроницаемые компоненты.

Фиг. 2 представляет собой график в логарифмическом масштабе по обеим осям проницаемости в зависимости от модуля Юнга для нескольких ранее известных паропроницаемых материалов, используемых в компонентах медицинских контуров; и фиг. 2B представляет собой график в логарифмическом масштабе по обеим осям проницаемости в зависимости от модуля Юнга для ранее известных материалов и для паропроницаемых материалов из вспененных полимеров в соответствии с вариантами осуществления, обсуждаемыми в настоящем документе.

Фиг. 3 представляет собой график относительной диффузивности в зависимости от доли пустот в паропроницаемых материалах из вспененных полимеров в соответствии с вариантами осуществления, обсуждаемыми в настоящем документе.

Фиг. 4A-4D представляют собой микрофотографии типовой вспененной гофрированной трубки; Фиг. 4E и 4F представляют собой микрофотографии другой типовой вспененной гофрированной трубки; Фиг. 4G и 4H представляют собой микрофотографии типовой вспененной экструдированной ленты; фиг. 4I и 4J представляют собой микрофотографии другой типовой вспененной экструдированной ленты; Фиг. 4K представляет собой микрофотографию невспененной экструдированной ленты, сформированной из смеси полимеров; Фиг. 4L и 4M представляют собой микрофотографии вспененной экструдированной ленты, сформированной из смеси полимеров; и Фиг. 4N и 4O представляют собой микрофотографии невспененной экструдированной ленты.

Фиг. 5 представляет собой схематическую иллюстрацию компонента для медицинского контура, включающего в себя паропроницаемый материал из вспененного полимера.

Фиг. 6A представляет собой вид сбоку трубочного компонента, включающего в себя паропроницаемый материал из вспененного полимера; и Фиг. 6B представляет собой разрез трубочного компонента с Фиг. 6A.

Фиг. 7A представляет собой вид спереди в перспективе трубочного компонента, включающего в себя встроенные ребра жесткости, при этом компонент частично гофрирован; Фиг. 7B представляет собой вид спереди в перспективе трубочного компонента, являющегося полностью гофрированным.

Фиг. 8A представляет собой фотографию спереди в перспективе альтернативной конфигурации гофрированного трубочного компонента, включающего в себя ребра; Фиг. 8B представляет собой фотографию спереди в перспективе трубочного компонента Фиг. 8A; и Фиг. 8C представляет собой блок гофропресса, подходящий для формования трубочного компонента с фиг. 8A и 8B.

Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию паропроницаемого контура в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 10 представляет собой схематическую иллюстрацию компонента, включающего в себя коаксиальную трубку, в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 11A представляет собой вид сбоку интерфейса пациента типа «маска» в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления; и Фиг. 11B представляет собой вид спереди в перспективе интерфейса пациента с фиг. 11A.

Фиг. 12 представляет собой вид спереди в перспективе пациента с надетым интерфейсом типа «носовая полая игла» в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 13 представляет собой схематическую иллюстрацию крепления катетера в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 14 представляет собой схематическую иллюстрацию системы инсуффляции с увлажнением в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления, включающую в себя входное и выходное отведения.

Фиг. 15 представляет собой схематическую иллюстрацию способа производства компонента в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 16A и 16B представляют собой микрофотографии, демонстрирующие экструдированный вспененный полимер, имеющий слой внешней оболочки.

Фиг. 17 представляет собой блок-схему, показывающую способ производства компонента в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления.

Фиг. 18 представляет собой график идеальной кривой сорбции/десорбции с постоянной диффузивностью.

Фиг. 19 представляет собой график репрезентативных экспериментальных кривых десорбции.

Фиг. 20 представляет собой график экспериментальной кривой десорбции в сравнении с рассчитанной кривой десорбции.

На всех чертежах цифровые обозначения повторно используются для указания соответствия между обозначаемыми (или аналогичными) элементами. Кроме того, первая цифра каждого цифрового обозначения указывает фигуру, на которой элемент появляется впервые.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В приведенном ниже подробном описании излагаются новые материалы и способы для формирования паропроницаемых компонентов медицинских контуров, таких как компоненты медицинских контуров для «паропроницаемой» инсуффляции, анестезии или дыхательных контуров. Как объяснялось выше, эти паропроницаемые компоненты являются проницаемыми для водяного пара и, по существу, непроницаемыми для жидкой воды и объемного потока газов. Излагаемые материалы и способы могут быть внедрены во множество компонентов, включая трубки (например, трубки для вдоха и выдоха и другие трубки между различными элементами дыхательного контура, такими как вентиляторы, увлажнители, фильтры, водосборники, линии отбора проб, соединители, анализаторы газа и т.п.), Y-образные соединители, крепления катетеров и интерфейсы пациента (например, маски для покрытия носа и лица, носовые маски, полые иглы, носовые подушки и т.д.), в различных медицинских контурах. Медицинский контур - это термин, имеющий широкое значение, и должен рассматриваться как имеющий обычное и традиционное значение для специалиста в данной области техники (то есть, не должен ограничиваться специальным или конкретным значением). Таким образом, предполагается, что «медицинский контур» включает в себя открытые контуры, такие как определенные CPAP-системы, которые могут включать в себя единственную трубку для вдоха между вентилятором/воздуходувом и интерфейсом пациента, а также закрытые контуры.

Дыхательный контур, включающий в себя паропроницаемые компоненты

В целях обеспечения более полного понимания изложения, сначала обратимся к фиг. 1, на которой показан дыхательный контур в соответствии, по меньшей мере, с одним из вариантов осуществления, который включает в себя один или более паропроницаемых компонентов. Такая дыхательная система может представлять собой непрерывную, переменную или двухуровневую систему создания положительного давления в дыхательных путях (PAP), или другую форму респираторной терапии. В типовом дыхательном контуре пациент 101 получает увлажненный газ через паропроницаемую трубку 103 для вдоха. Трубка - это термин, имеющий широкое значение, и должен рассматриваться как имеющий обычное и традиционное значение для специалиста в данной области техники (то есть, не должен ограничиваться специальным или конкретным значением), при этом он включает в себя, без ограничения, нецилиндрические каналы. Трубка для вдоха представляет собой трубку, которая сконфигурирована для доставки увлажненных дыхательных газов пациенту. Паропроницаемые трубки подробнее обсуждаются ниже.

Увлажненные газы могут транспортироваться в контур с фиг. 1 следующим образом. Сухие газы проходят от вентилятора/воздуходува 105 к увлажнителю 107, который увлажняет сухие газы. Увлажнитель 107 соединен с впускным отверстием 109 (концом для приема увлажненных газов) трубки 103 для вдоха через порт 111, посредством чего осуществляется подача увлажненных газов в трубку 103 для вдоха. Газы протекают через трубку 103 для вдоха к выпускному отверстию 113 (концу для выброса увлажненных газов), и затем - к пациенту 101 через интерфейс 115 пациента, соединенный с выпускным отверстием 113. Трубка 117 для выдоха также соединена с интерфейсом 115 пациента. Трубка для выдоха представляет собой трубку, которая сконфигурирована для отведения выдыхаемых увлажненных газов от пациента. В данном случае трубка 117 для выдоха возвращает выдыхаемые увлажненные газы от интерфейса 115 пациента к вентилятору/воздуходуву 105.

В данном примере, сухие газы входят в вентилятор/воздуходув 105 через отверстие 119. Вентилятор 121 может улучшать течение газа в вентилятор/воздуходув путем прогона воздуха или других газов через отверстие 119. Вентилятор 121 может представлять собой, например, вентилятор с переменной скоростью, при этом электронный контроллер 123 контролирует скорость вентилятора. В частности, функционирование электронного контролера 123 может управляться главным электронным контроллером 125 в ответ на входные данные от главного контролера 125 и настроенного пользователем заранее через наборный диск 127 определенного требуемого значения (предустановленного значения) давления или скорости вентилятора.

Увлажнитель 107 включает в себя камеру 129 увлажнения, содержащую некоторый объем 130 воды или другой подходящей увлажняющей жидкости. Предпочтительно, камера 129 увлажнения может удаляться из увлажнителя 107 после использования. Возможность удаления позволяет легче осуществлять стерилизацию или утилизацию камеры 129 увлажнения. Однако часть увлажнителя 107, являющаяся камерой 129 увлажнения, может представлять собой автономную установку. Корпус камеры 129 увлажнения может быть сделан из непроводящего стекла или пластика. Но камера 129 увлажнения также может содержать и проводящие компоненты. Например, камера 129 увлажнения может включать в себя теплопроводящее основание (например, алюминиевое основание), контактирующее или связанное с нагревательной пластиной 131 на увлажнителе 107.

Увлажнитель 107 так