通过滴注室成核位点去除微气泡制造技术

提供了一种滴注室，其包括空心体和延伸到空心体的内部中的成核柱。所述成核柱可以形成有或通过处理方法被处理成包括提供用于微气泡的成核和融合的成核位点的微特征或其它表面特性。所述滴注室可以包括位于空心体的底部中的气泡捕集器，并且所述成核柱可以从所述气泡捕集器延伸到所述空心体的内部中。还提供了制造这种滴注室的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过滴注室成核位点去除微气泡相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月14日提交的先前美国临时专利No.62/585,838的第35U.S.C.§119(e)条下的权益，其内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
在血液透析的过程期间，体外血液回路中的缺陷可以允许空气进入血流。为此，血液透析机在静脉滴注室中包括空气检测器、液位检测器和气泡捕集器。微量的空气，例如小于200μm，可以作为微气泡释放到血流中。静脉滴注室中的大多数气泡捕集器在捕集小于50μm的气泡时完全无效。如此小尺寸的微气泡无法被气泡捕集器滤出或捕集，因为使用足够小的滤网进行这种过滤会阻碍血液流动。新的研究表明，微气泡是一个值得关注的问题。如美国国立卫生研究院出版物https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23826686所述，微气泡与血液透析患者的肺部损伤和脑部损害有关。众所周知，气泡捕集器用于从血液中分离气泡，例如，从授予Johnson的美国专利No.3,961,918、授予Milligan的美国专利No.4,334,988、授予Schnell等人的美国专利No.5,980,741、授予Schnell等人的美国专利No.6,010,623、授予Kopperschmidt的美国专利US8,430,834B2、授予Beden等人的美国专利US8,852,135和授予Schneider等人的美国专利US9,316,523B2，其中每一个的内容均通过引用整体并入本文。尽管有许多不同的设计，但仍然需要一种滴注室，该滴注室为微气泡聚集和融合成较大的气泡提供装置，这些较大的气泡可以上升到滴注室中的血液/空气界面或者容易被捕获并阻止进入静脉血液回流管线。
技术实现思路
本专利技术提供了一种滴注室，与传统的滴注室相比，所述滴注室更有效地分离和捕集微气泡。所述滴注室为微气泡聚集和融合成较大的气泡提供位点，这些较大的气泡可以上升到所述室中的血液/空气界面，或者容易被捕获并阻止进入静脉血液回流管线。根据各种实施例，所述滴注室包括具有顶部和底部的空心体、与空心体流体连通的入口、在空心体的底部处与空心体流体连通的出口以及延伸到空心体的内部中的成核柱。所述成核柱具有外表面，并且可以具有多种横截面形状、例如正方形、多边形、圆形、环形、三角形、星形等中的任何一种。所述空心体可以由限定内部的侧壁限定。所述成核柱可以形成有或通过处理方法被处理成包括微特征或其它表面特性，所述微特征或其它表面特性为接触外表面的液体、例如血液中的微气泡的成核和融合提供成核位点。所述成核柱为促进微气泡附着和融合提供了丰富和/或高效的成核位点。滴注室可以没有成核柱，而使内表面替代性地设有丰富和/或高效的成核位点。有关成核位点及其工作方式的信息可以在https://www.quora.com/What-are-nucleation-sites-and-how-do-they-work上找到，该文献通过引用整体并入本文。所述滴注室还可以包括空心体的底部中的气泡捕集器。所述气泡捕集器可以提供流动通道，所述流动通道提供空心体的内部与出口之间的流体连通。成核柱可以从所述气泡捕集器延伸到所述空心体的内部中。滴注室可以用于诸如图1所示的血液透析机中。血液透析机可以包括滴注室10、用于检测滴注室10中的血液的液位的液位检测器12、气泡捕集器14、静脉夹具16和光学气泡检测器18。根据本专利技术，滴注室可以形成有或被处理以提供用于微气泡的附着和融合的成核位点。成核位点是表面上或表面中的允许气泡保持的微观特征或缺陷。图2示出了浸没在液体中的指尖处发生成核的一个示例，其中手指的不规则表面使气泡能够粘附。例如，如图3所示，在静脉滴注室中创建不规则的内表面，通过提供附加的表面积、表面特征和/或表面特性可以用于捕集，即使粘连更多和更小的微气泡。图4在看起来光滑但在流过该表面的水流中捕集空气微气泡的硅表面上进一步证明了该原理。该表面还使捕集的微气泡融合成更大的气泡，然后可以通过气泡捕集器将其滤出。根据各种实施例，通过向气泡捕集器提供附接的成核柱，在静脉滴注室中创建成核柱。气泡捕集器本身可以设有微观上粗糙的表面，如图5所示。下面更详细地描述图5。在图5所示的示例中，血液在回到患者的过程中流入静脉滴注室，在那里，湍流和不规则表面的组合会收集微气泡并使之生长成气泡，气泡的大小会上升到血液/空气界面或容易被过滤出。尽管改进气泡检测器可能很重要，但是解决微气泡本身的问题并阻止它们达到气泡检测器的最终防护措施是消除该问题的甚至更有效的方法。附图说明图1是示出用于捕集血液回路中的空气的静脉模块的照片。图2是示出浸没在液体中的指尖上发生的成核的照片。图3是示出在电子显微镜下的不规则表面上的特征的显微照片。图4A是示出从水流捕集气泡的塑料器皿表面的照片。图4B是图4A所示的塑料器具的放大照片，示出了表面上的气泡如何融合成更大的气泡。图5是滴注室的前视图，该滴注室包括在滴注室的底部中的气泡捕集器、成核柱、进入滴注室的血液管、与滴注室中的顶部空间流体连通并从顶部空间引出的压力传感器管以及通向滴注室的药物端口管。具体实施方式根据各种实施例，提供具有成核柱的滴注室，其具有丰富且高效的成核位点，以促进微气泡附着和融合。成核柱可以由包括塑料、玻璃等的材料形成。成核柱可以形成为延伸到滴注室的内部。成核柱可以安装在滴注室的顶部、底部、侧面或侧壁处或附近。滴注室的内表面、成核柱或两者可以被处理或形成为用于提供成核位点。与在相同条件下但未经处理时的相同材料相比，经处理后的该材料可以具有更多和/或更有效的成核位点。成核柱的表面、所述内表面或两者可以成型为包括或被处理为提供可提供成核位点的表面特征。在表面上形成的表面特征可以是纹理化、图案化、烧结、砂磨、喷砂、蚀刻、多孔、粗糙、有凹坑、发泡、有凹槽、网纹状、条纹状或以其它方式形成，以促进滴注室中的微气泡中的可捕获气泡的成核和融合。成核柱和滴注室侧壁中的每一个的材料可以独立地是透明的、半透明的、不透明的或非透明的，并且滴注室本身可以是透明的、半透明的、不透明的或非透明的。除纹理化之外或作为纹理化的替代，成核柱和/或滴注室侧壁可以在其表面上涂覆有涂层材料，该涂层材料形成具有丰富和高效的成核位点的涂层，即相对于相同表面但没有涂层的情况具有改进的成核效率。这些位点促进微气泡的成核及其融合，以形成足够大的气泡而能上升到血液/空气界面或被滴注室气泡捕集器或气泡陷阱捕获。可以涂覆的特殊材料包括具有包括塑料、烧结材料、纹理材料、玻璃、陶瓷、金属的表面或被涂底漆的表面或预涂覆表面的材料。光滑的表面可以涂覆有以表面特征的形式提供成核位点的涂层。可以在多孔的、光滑的、粗糙的、有凹坑的、发泡的、有凹槽的、网纹状的、有条纹的或以其它方式具有或缺乏图案化或非图案化物理特征的表面上提供可提供丰富和高效的成核位点的涂层。内表面涂层的成核效率取决于许多因素，包括被涂覆的滴注室的材料以及存在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将血液管线中的空气与血液分离开的滴注室，所述滴注室包括：/n具有顶部和底部的空心体；/n与空心体流体连通的入口；/n在空心体的底部处与空心体流体连通的出口；以及/n具有外表面的成核柱，/n其中，所述空心体由侧壁限定并具有内部，所述侧壁具有内表面，所述成核柱延伸到所述内部中，所述成核柱已经形成有或通过处理方法被处理成形成位于外表面中或外表面上的微特征，所述微特征为接触外表面的液体中的微气泡的成核和融合提供了成核位点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171114 US 62/585,8381.一种用于将血液管线中的空气与血液分离开的滴注室，所述滴注室包括：
具有顶部和底部的空心体；
与空心体流体连通的入口；
在空心体的底部处与空心体流体连通的出口；以及
具有外表面的成核柱，
其中，所述空心体由侧壁限定并具有内部，所述侧壁具有内表面，所述成核柱延伸到所述内部中，所述成核柱已经形成有或通过处理方法被处理成形成位于外表面中或外表面上的微特征，所述微特征为接触外表面的液体中的微气泡的成核和融合提供了成核位点。


2.根据权利要求1所述的滴注室，其中，所述成核柱包括一种材料，外表面处的微特征的数量大于在相同材料的但尚未形成有、未通过所述处理方法被处理以提供微特征的表面处的微特征的数量。


3.根据权利要求1所述的滴注室，其中，所述滴注室还包括位于所述空心体的底部中的气泡捕集器，所述气泡捕集器提供流动通道，所述流动通道提供所述空心体的内部与所述出口之间的流体连通。


4.根据权利要求3所述的滴注室，其中，所述成核柱从所述气泡捕集器延伸到所述空心体的内部中。


5.根据权利要求1所述的滴注室，其中，所述处理方法包括涂层处理，并且所述成核柱的外表面包括涂层。


6.根据权利要求1所述的滴注室，其中，所述处理方法包括以下中的至少一项：对所述外表面进行机加工、对所述外表面进行化学蚀刻或将涂层施涂到所述外表面。


7.根据权利要求6所述的滴注室，其中，所述处理方法包括将涂层施涂到所述外表面，并且所述涂层包括微粒。


8.一种用于将血液管线中的空气与血液分离开的滴注室，所述滴注室包括：
具有顶部和底部的空心体；
与空心体流体连通的入口；以及
在空心体的底部处与空心体流体连通的出口，
其中，所述空心体由侧壁限定，所述侧壁包括一种材料并具有内表面，所述内表面已经通过处理方法被处理以在所述内表面中或所述内表面上形成微特征，所述内表面处的微特征的数量大于在相同材料的但尚未通过所述处理方法被处理的表面处的微特征的数量，并且所述微特征为接触所述内表面的液体中的微气泡的成核和融合提供成核位点。


9.根据权利要求8所述的滴注室，其中，所述滴注室还包括位于所述空心体的底部中的气泡捕集器，所述气泡捕集器提供流动通道，所述流动通道提供所述空心体的内部与所述出口之间的流体连通。


10.根据权利要求9所述的滴注室，其中，所述滴注室还包括从所述气泡捕集器延伸到所述空心体的内部中的成核柱。


11.根据权利要求8所述的滴注室，其中，所述滴注室还包括位于所述空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·尤兹，M·J·科尔恩科维奇，C·韦弗，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US