CN105343971A - 用于医疗回路的组件 - Google Patents

Abstract

公开了可呼吸的医疗回路组件和形成这些组件的材料与方法。这些组件掺入了可呼吸的发泡材料，所述发泡材料对水蒸气可渗透但对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可掺入到各种组件内，其中包括管道，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面，且适合于在各种医疗回路，其中包括充气，麻醉和呼吸回路中使用。

Description

用于医疗回路的组件

本申请是申请日2010年12月22号，申请号为201080063062.7，发明题目为“用于医疗回路的组件”的分案申请。

优先权

本申请要求2009年12月22日提交的标题为“ComponentsforMedicalCircuits”的美国临时专利申请No.61/289,089的优先权，其全部内容在此通过参考引入。

背景技术

本发明的公开内容一般地涉及用于医疗回路的组件，和特别地涉及提供增湿的气体和/或从患者中，例如在正压通气道(PAP)，呼吸器，麻醉机，通风设备和吹气系统中除去增湿的气体的医疗回路的组件。

相关现有技术的说明

在医疗应用中，各种组件传输具有高含量相对湿度的气体出入患者。当高湿度气体与组件壁在较低温度下接触时，冷凝，或“冲落(rainout)”可能是个问题。然而，冷凝依赖于许多因素，其中包括不仅组件上的温度曲线，而且气体流速，组件的几何形状和形成组件所使用的材料固有的“可呼吸性”(它是材料透过水蒸气，同时显著抗液体水的本体流动和气体本体流动的能力)。

例如，PAP系统(在正压下，提供患者呼吸气体的通风系统)使用呼吸管道以供传输和除去吸入和呼出的气体。在这些应用中，和在其他呼吸应用，例如辅助呼吸中，患者吸入的气体通常在接近饱和的湿度下传输通过吸气管道。患者呼出的气体流经呼气的呼吸管道且通常完全饱和。在患者吸气过程中，在呼吸回路组件的内壁上可形成冷凝物，和在患者呼气过程中可形成显著的冷凝物水平。这种冷凝物当它紧密地接近患者时尤其是有害的。例如，在呼吸管道(或者吸气或者呼气)内移动冷凝物的形成可被患者呼吸或者吸入，并可导致咳嗽或其他不适。

作为另一实例，吹气系统也可传输和除去增湿气体。在采用吹气的腹腔镜检查的外科手术过程中，可能期望吹入的气体(通常CO₂)在流入到腹腔内之前增湿。这可防止患者内部器官“风干(dryingout)”，且可降低从外科手术中恢复所需的时间量。甚至当使用干燥的吹气气体时，气体可变得饱和，因为它从患者体腔内吸收湿气。气体内的湿气倾向于在排放管柱壁或吹气系统的管道上冷凝析出。水蒸气也可在吹气系统的其他组件，例如过滤器上冷凝。在过滤器上冷凝的任何蒸汽和来自湿气的沿着管柱(入口和出口)的径流是非常不理想的。例如，在壁上冷凝的水可饱和过滤器并引起它堵塞。这会潜在地引起反压增加并阻碍系统清除烟尘的能力。此外，在管柱内的液体水可进入到其他相连的设备内，这是不理想的。

尝试通过掺入高度“可呼吸”的材料，亦即对水蒸气高度可渗透且对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透的材料到管壁内，减少冷凝的副作用。然而，这要求极薄的膜壁，以便实现足够高到防止或减少冷凝的可呼吸性。结果，只有可接受的可呼吸性管道的壁厚如此薄，使得管道需要显著增强的措施。这些增强措施增加制造工艺的时间，成本和复杂度。因此，仍需要可呼吸、但结实的用于医疗回路以供传输增湿气体的组件。

发明概述

此处在各种实施方案中公开了形成可呼吸医疗回路组件，例如可呼吸吹气、麻醉或呼吸回路组件的材料与方法。这些可呼吸组件掺入可呼吸的发泡材料，所述发泡材料对水蒸气可渗透和对液体水与气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可掺入到各种组件内，其中包括管道，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面(interfaces)。

公开了与增湿气体一起使用的医疗回路组件。在至少一个实施方案中，组件可包括在其内限定空间的壁，和其中至少一部分所述壁是允许水蒸气透过，但基本上防止液体水透过而构造的可呼吸发泡材料。

在各种实施方案中，前述组件具有一个，一些或所有的下述性能。可呼吸发泡材料的扩散系数可以是至少3x10^-7cm²/s。壁的厚度可以是0.1mm-3.0mm。可呼吸发泡材料可包括聚合物的共混物。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可以足够坚硬，以便发泡材料可绕直径25mm的金属圆柱体弯曲且没有纽结(kinking)或坍塌，这根据ISO5367:2000(E)在弯曲情况下流动阻力增加的测试来定义。组件的可渗透性P(g-mm/m²/天)可以是至少60g-mm/m²/天，当根据ASTME96的程序A测量时(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。可渗透性P满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30-1000MPa。

另外，在各种实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的组件具有一个，一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙，发泡材料的孔隙分数可大于25％。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30％的壁厚。发泡材料可包括沿着壁的纵轴变扁的孔隙。至少80％孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2:1。至少10％的孔隙可以互连。

在一些实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的组件可形成管道壁或面具(mask)壁。若泡沫材料形成管道壁，则管道可以是例如，挤出管道，波纹管道，或挤出、波纹管道。任何这些前述管道可以是在吹气系统中使用的管道。

在至少一些实施方案中，组件可包括限定空间的壁，其中至少一部分壁是对水蒸气可渗透和对液体水基本上不可渗透的泡沫材料，其中根据ASTME96的程序A测量的泡沫材料的可渗透性P(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)(单位g-mm/m²/天)为至少60g-mm/m²/天且满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡材料的弹性模量(MPa)且M介于30-1000MPa。

在各种实施方案中，前述组件具有一个，一些或所有下述性能。P可以是至少70g-mm/m²/天。M可以是30-800MPa。壁厚可以是0.1mm-3.0mm。发泡材料的孔隙分数可以大于25％。发泡材料可具有孔隙。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30％的壁厚。至少一些孔隙可沿着壁的纵轴变扁。至少80％孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2:1。至少10％的孔隙可以互连。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。

在一些实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的组件可形成管道的壁或者患者面具的壁。若发泡材料形成管道的壁，则管道可以是例如挤出管道，波纹管道，或挤出、波纹管道。任何这些前述管道可以是在吹气系统中使用的管道。

还公开了制造医疗回路组件的方法。在至少一些实施方案中，该方法包括混合发泡剂母料(一种载体聚合物和活性发泡剂的混合物)到聚合物基体材料内，且形成液化的混合物，允许发泡剂部分释放气泡到液化混合物的基础材料部分内，和捕获(arresting)释放的气泡，并加工混合物，形成水蒸气可渗透的组件。

在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。可选择发泡剂和/或聚合物基础材料并可加工混合物，形成含固体聚合物和在整个固体聚合物当中分配的孔隙的水蒸气可渗透的组件。组件的可渗透性P(单位g-mm/m²/天)可以是至少60g-mm/m²/天或至少70g-mm/m²/天，这根据ASTME96的程序A测量(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。可渗透性P满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30-1000MPa，或者介于30-800MPa。壁厚可以是0.1mm-3.0mm。

另外，在各种实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的方法具有一个，一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙。发泡材料的孔隙分数可以大于25％。平均孔隙尺寸在横向上可以小于30％的壁厚。发泡材料可包括沿着壁的纵轴变扁的孔隙。至少80％孔隙的纵向长度与横向高度的纵横比可以大于2:1。至少10％的孔隙可以互连。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。

在一些实施方案中,根据任何或所有前述实施方案的方法可包括将水蒸气可渗透的组分形成为管道，或者将水蒸气可渗透组分形成为面具。若该方法包括将组分形成为管道，则加工混合物的作用可包括挤出混合物成管道形状。加工混合物也可包括在管道形状的表面上共挤出多个增强肋条。肋条可以布局在管道形状的内表面上，或者管道形状的外表面上，或者管道形状的内和外表面上。特别地，肋条可在管道形状的四周周围布局，例如在管道形状的内表面周围圆周排列。肋条通常可以沿着管道形状的长度纵向校准。加工混合物也可包括对挤出的管道形状压制波纹。若对挤出的管道形状压制波纹，则管道形状可包括肋条或可省去肋条。

还公开了传输增湿气体出入患者的管道。在至少一个实施方案中，管道包括入口和出口，以及挤出、波纹、泡沫-聚合物导管，它对水蒸气可渗透且对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透，其中发泡-聚合物导管被构造为能使增湿气体在导管密闭的空间内从入口流动到出口。管道可进一步包括多个增强肋条。肋条可在管道形状的内表面上，或者在管道形状的外表面上，或者在管道形状的内和外表面上布局。特别地，肋条可以在管道形状的周边布局，例如在管道形状的内表面周围处四周布局。肋条通常可沿着入口和出口之间的管道形状的长度纵向成行。

在各种实施方案中，有或无以上所述肋条的下述管道具有一个，一些或所有下述性能。发泡-聚合物导管可包括固体热塑性弹性体材料和在整个固体材料当中分配的泡孔孔隙。发泡-聚合物导管可具有与密闭空间相邻的内表面；和与内表面相邻的内部体积(其中至少一些泡孔孔隙与其他泡孔孔隙相连，于是形成促进水蒸气经导管移动的开孔路径)。至少10％或至少20％泡孔孔隙可与其他泡孔孔隙相连。内部体积的孔隙分数可以大于25％。平均孔隙尺寸在横向上可以小于30％的壁厚或者小于10％的壁厚。至少一些孔隙可沿着导管的纵轴变扁。平坦可表示为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1或大于3:1。至少的80％孔隙可以变扁。

另外，在各种实施方案中，根据任何或所有前述实施方案的管具有一个，一些或所有的下述性能。发泡-聚合物导管的壁厚可以是0.1mm-3.0mm。组件的可渗透性P(g-mm/m²/天)可以是至少60g-mm/m²/天，这根据ASTME96的程序A测量(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。P可满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30-1000MPa。发泡聚合物导管可以足够坚硬，使得发泡的聚合物导管可绕直径25mm的金属圆柱体弯曲且没有纽结或坍塌，这根据ISO5367:2000(E)在弯曲情况下测定流动阻力增加来定义。

在至少一些实施方案中，管道包括入口和出口以及对水蒸气可渗透但对液体水与气体的总体流动不可渗透的发泡聚合物导管，以便发泡聚合物导管能在被导管密闭的空间内使增湿气体从入口流动到出口，其中发泡聚合物导管包括固体热塑性弹性体材料和在固体材料当中分布的泡孔孔隙。发泡聚合物导管可具有与密闭空间相邻的内表面；和与内表面相邻的内部体积。在内部体积内的至少一些泡孔孔隙可与其他泡孔孔隙相连，从而形成促进水蒸气经导管移动的开孔路径。

在各种实施方案中，前述管道具有一个，一些或所有下述性能。发泡聚合物导管的扩散系数大于3x10^-7cm²/s。可挤塑该导管，可使导管起波状。该管道可进一步包括多个增强肋条。可在管道形状的内表面上，或者在管道形状的外表面上，或者在管道形状的内与外表面上排列肋条。特别地，可围绕管道形状的四周排列肋条，例如围绕管道形状的内表面四周排列。可通常沿着管道形状的长度在入口和出口之间纵向排列肋条。该管道可包括加热管线。该管线通常可沿着发泡聚合物导管的长度在入口和出口之间纵向成行。

另外，在各种实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的管道具有一个，一些或所有的下述性能。在内部体积内的至少10％或至少20％的泡孔孔隙与其他泡孔孔隙相连。内部体积的孔隙分数可以大于25％。可沿着导管的纵轴使至少一些孔隙变扁。变扁可表达为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1，或者大于3:1。至少80％的孔隙可变扁。内部体积在横向上的平均孔隙大小可以小于发泡聚合物导管壁厚的30％或者小于10％。发泡聚合物导管的壁厚可以是0.1mm-3.0mm。管道的可渗透性P(g-mm/m²/天)可以是至少60g-mm/m²/天，这根据ASTME96的程序A测量(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)。管道的弹性模量可以是30-1000MPa。P可满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)。发泡聚合物的导管可进一步具有与内部体积相邻的外部表层，其中泡孔孔隙是闭孔。表层厚度可以是壁厚的5-10％，例如10-50微米。

还公开了传输增湿气体出入患者的管道的制造方法。在至少一些实施方案中，该方法包括混合发泡剂到基础材料内，形成挤出物，该基础材料包括一种或多种热塑性弹性体；使用挤出机，施加压力到挤出物上，形成中空管道；传输中空管道到波纹压制机(corrugator)模具上，允许中空管道在波纹压制机模具内冷却；和从波纹压制机中取出冷却的中空管道，从而形成水蒸气可渗透的波纹管道。

在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。管道的壁厚可以是0.1mm-3.0mm。波纹管道可包括固体热塑性弹性体和通过发泡剂释放的气泡形成的孔隙。横向上最大孔隙大小的直径可以小于最小壁厚的1/3。波纹管道的孔隙分数可以大于25％。基础材料的扩散系数可以大于0.75x10^-7cm²/s。基础材料的拉伸膜量可以大于15MPa。

还公开了传输增湿气体出入患者的方法。在至少一些实施方案中，该方法包括提供含由可呼吸的发泡材料形成的壁的医疗回路组件，连接医疗回路组件到患者上，和借助医疗回路组件传输增湿气体，其中医疗回路组件允许水蒸气流经组件壁，但基本上防止液体水和气体的总体流动透过组件壁。

在各种实施方案中，前述方法具有一个，一些或所有下述性能。可呼吸发泡材料的扩散系数可以是至少3x10^-7cm²/s。壁厚可以是0.1mm-3.0mm。可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。特别地，可呼吸发泡材料可包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。可呼吸发泡材料可以足够坚硬，以便发泡材料可绕直径25mm的圆柱体弯曲且没有纽结或坍塌，这根据ISO5367:2000(E)在弯曲情况下测定流动阻力增加来定义。组件的可渗透性P(g-mm/m²/天)可以是至少60g-mm/m²/天，当根据ASTME96的程序A测量时(使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)。组件的弹性模量可以是30-1000MPa。可渗透性P满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量(MPa)和M介于30-1000MPa。

另外，在各种实施方案中，根据任何一个或所有前述实施方案的方法具有一个，一些或所有下述性能。发泡材料可包括孔隙。至少10％的孔隙可以互连。发泡材料的孔隙分数可以大于25％。发泡材料的平均孔隙尺寸在横向上可以小于30％的壁厚。至少一些孔隙可沿着组件的纵轴变扁。至少一些孔隙可沿着组件的纵轴变扁。变扁可表达为纵向长度与横向高度的纵横比大于2:1或大于3:1。至少80％的孔隙可变扁。

在一些实施方案中,借助医疗回路组件传输增湿气体包括将增湿气体传输经过含可呼吸发泡材料的管道，或者将增湿气体借助含可呼吸发泡材料的面具传输，或者将增湿气体借助含可呼吸的发泡材料的吹气管道传输。

本发明包括所有前述实施方案且还考虑下述实施例的结构(constructions)。

附图简述

现在参考附图，描述实施所公开体系和方法的各种特征的实施方案。提供附图和所附说明，阐述实施方案，但不限制本发明的范围。

图1是掺入可呼吸组件的医疗回路的示意图。

图2A是对于在医疗回路中的组件所使用的数种事先已知的可呼吸材料来说，可渗透性vs杨氏模量的log/log图；图2B是对于事先已知的材料来说，和对于根据本发明讨论的实施方案的可呼吸发泡聚合物材料来说，可渗透性vs杨氏模量的log/log图。

图3是在根据本发明讨论的实施方案的可呼吸发泡聚合物材料中，相对扩散率vs孔隙分数的图。

图4A-4D是例举的发泡、波纹管道的显微图；图4E和4F是另一例举的发泡、波纹管道的显微图；图4G和4H是例举的发泡、挤塑长条的显微图；图4I和4J是另一例举的发泡、挤塑长条的显微图；图4K是非发泡的、由聚合物混合物形成的挤塑长条的显微图；图4L和4M是由聚合物共混物形成的发泡的挤塑长条的显微图；和图4N和4O是非发泡的挤塑聚合物长条的显微图。

图5是掺入可呼吸的发泡聚合物材料的医疗回路用组件的示意图。

图6A是掺入可呼吸的发泡聚合物材料的管状组件的侧面平面视图；和图6B是图6A的管道组件的截面视图。

图7A是掺入一体的增强肋条的管状组件的正面透视图，该组件部分起波状；图7B是完全起波状的管状组件的正面透视图。

图8A是掺入肋条的波纹、管状组件的替代结构的正面透视照片；图8B是图8A的管状组件的正面剖视照片；和图8C是适合于形成图8A和8B的管状组件的波纹压制机块(block)。

图9是根据至少一个实施方案的呼吸回路的示意图。

图10是根据至少一个实施方案的含共轴管道的组件的示意图。

图11A是根据至少一个实施方案的面具-型患者接触界面的侧面平面视图；和图11B是图11A的患者接触界面的正面剖视图。

图12是根据至少一个实施方案的穿戴护鼻套管类型(nasal-cannula-type)的患者接触界面的患者的正面剖视图。

图13是根据至少一个实施方案的导管接合器的示意图。

图14是根据至少一个实施方案的含入口和排气支管(limb)的增湿吹气系统的示意图。

图15是根据至少一个实施方案的制造组件的方法的示意图。

图16A和16B是显示具有外部表层的挤塑发泡聚合物的显微图。

图17是显示根据至少一个实施方案的制造组件的方法的流程图。

图18是具有恒定扩散率的理想吸附/解吸曲线的图表。

图19是代表性实验解吸曲线的图表。

图20是实验vs计算的解吸曲线的图表。

在全部附图当中，再次使用参考数字表示被提到(或类似)元件之间的类似性。另外，每一参考数字的第一个数字表示其中该元件首次出现时的附图。

详细说明

下述详细说明公开了形成可呼吸医疗回路组件，例如可呼吸的吹气、麻醉或呼吸回路组件的新材料与方法。如上所述，这些可呼吸组件对水蒸气可渗透但对液体水和气体的总体流动基本上不可渗透。所公开的材料与方法可引入到各种组件内，其中包括在各种医疗回路内的管道(例如，吸气的呼吸管道和呼气的呼吸管道和在呼吸回路的各种元件，例如通风设备，增湿器，过滤器，水捕获器，样本管线，连接器，和气体分析仪等之间的其他管道系统)，Y-连接器，导管接合器，和患者接触界面(例如，覆盖鼻子和脸部的面具，鼻罩，套管，鼻枕等)。医疗回路是广义的术语，且对于本领域的技术人员来说，以它的本领域普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)。因此，医疗回路是指包括开放回路，例如一些CPAP系统，它可包括在通风设备/鼓风机和患者接触界面之间的单一的吸气呼吸管道，以及密闭回路。

含可呼吸组件的呼吸回路

为了更加详细的理解的本发明公开内容，首先参考图1，它示出了根据至少一个实施方案的呼吸回路，所述呼吸回路包括一个或多个可呼吸组件。这一呼吸系统可以是连续，可变，或者分两级(bi-level)的正压通气道(PAP)系统或其他形式的呼吸治疗。在例举的呼吸回路中，患者101借助可呼吸的呼吸管道103接受增湿气体。管道是广义术语且对于本领域的技术人员来说，以它的普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)，并且没有限制地包括非圆柱形通路。吸气管道是被构造为传输增湿呼吸气体给患者的管道。以下更加详细地公开了可呼吸管道。

如下所述，可在图1的回路中传输增湿气体。干燥气体从通风设备/鼓风机105流动到使干燥气体增湿的增湿器107。增湿器107与吸气管道103的入口109(接受增湿气体的末端)经由端口111相连，从而供应增湿气体到吸气管道103中。气体流经吸气管道103到达出口113(排出增湿气体的末端)，然后经与出口113相连的患者接触界面115到达患者101。呼气管道117还与患者接触界面115相连。呼气管道是被构造为使呼出的增湿气体移动远离患者的管道。此处，呼气管道117将呼出的增湿气体从患者接触界面115返回到通风设备/鼓风机105中。

在这一实例中，干燥气体经通风孔119进入到通风设备/鼓风机105内。电扇121可通过吸引空气或其他气体经过通风孔，改进气体流入到通风设备/鼓风机内。电扇121还可例如是变速风扇，其中电子控制器123控制电扇速度。特别地，可通过对来自主控制器(mastercontroller)125的输入响应的电子主控制器125，和用户设定的压力或风扇速度的预定的所要求的数值(预定值)，经由刻度盘127控制电子控制器123的功能.

增湿器107包括含有一定体积水130或其他合适的增湿液体的增湿腔室129。优选地，增湿腔室129可在使用之后从增湿器107中取下。可移动性允许增湿腔室129更加容易灭菌或处置。然而，增湿器107中的增湿腔室129部分可以是整体结构。增湿腔室129的主体可由非传导的玻璃或塑料材料形成。但增湿腔室129也可包括传导组件，例如增湿腔室129可包括在增湿器107上接触加热板131或者与之关联的高度导热的基础材料(例如，铝基础材料)。

增湿器107也可包括电子控制器。在这一实例中，增湿器107包括电子，模拟或数字主控制器125。优选地，主控制器125是执行在相关存储器内储存的计算机软件命令的微处理器基控制器。作为例如对经由刻度盘133，用户设定的湿度或温度值的输入，和其他输入的应答，主控制器125测定何时(或者到何种程度)给予加热板131电压，以加热在增湿腔室129内的水130。

可引入任何合适的患者接触界面115。患者接触界面是一个广义的术语，且对于本领域的技术人员来说，以它的普通和常规含义给出(亦即，不打算将其限制到特别或专门的含义上)，并且没有限制地包括面具(例如，脸部面具和鼻罩)，套管和鼻枕。患者接触界面通常定义在使用中，接受温热的潮湿呼吸气体时的气体空间，因此具有冲落(rainout)的风险。由于患者接触界面115与患者101紧密相邻，因此这是非常不理想的。为了解决冲落的风险，温度探针135可与患者接触界面115处附近的吸气管道103相连，或者与患者接触界面115相连。温度探针135监控患者接触界面115附近或其上的温度。可使用与温度探针连通的加热管线(未示出)，调节患者接触界面115和/或吸气管道103内的温度，以提高吸气管道103和/或患者接触界面115内的温度高于饱和温度。除了(或者作为替代方案)温度探针和加热管线以外，患者接触界面115也可包括可呼吸的接触面，正如以下相对于图11A，11B和12更加详细地描述的。

在图1中，呼出的增湿气体从患者接触界面115经由呼气管道117返回到通风设备/鼓风机105中。呼气管道117优选包括如下所述的可呼吸的发泡材料。然而，呼气管道117也可以是本领域事先已知的医疗管道。在任何一种情况下，呼气管道117可具有以上相对于吸气管道103所述的温度探针和/加热管线，与之一体化，以降低冲落的风险。此外，呼气管道117不需要将呼出的气体返回到通风设备/鼓风机105中。或者，呼出的增湿气体可直接流动到周围环境中或者流动到其他附属设备，例如空气涤气器/过滤器(未示出)中。在一些实施方案中，一起省去呼气管道。

形成可呼吸组件用发泡聚合物

如上相对于图1所述，医疗回路，例如呼吸回路可利用可呼吸组件，例如管道或患者接触界面。所需的可呼吸性防止在这些组件中冲落。材料可呼吸性的一种措施是可渗透性(用g-mm/m²/天表达)。可呼吸性的另一措施是水在材料内的扩散率(扩散系数，以cm²/sec测量)。在类似的试验条件下，例如在类似的温度下，给定材料的可渗透性和扩散率直接彼此成正比。已知可呼吸的热塑性弹性体材料(根据ISO18064:2003(E的TPE，在此通过参考全文引入)尤其适合于形成这些可呼吸组件。然而，这些已知材料易坏(flimsy)且要求显著增强，以使得它们可用。

发现可通过发泡聚合物材料，其中包括事先已知的可呼吸聚合物，当它们形成到组件内时，出人意料地改进可呼吸性与强度之间的关系。通过掺入高度可呼吸的发泡材料，可制造兼有高弯曲劲度和高的可呼吸性的组件。类似地，由本发明所述的发泡材料形成的组件也可具有相对高的抗粉碎性和抗弯曲(buckling)。结果，在没有额外增强的情况下，可制造具有充足“本体(bulk)”性能(例如，厚度，材料，材料共混，弹性模量，可呼吸性，和/或本体劲度)的管道，以满足ISO5367:2000(E)标准的要求(亦即，增加流动阻力的试验)，且还具有随后更加详细地定义的充足的可呼吸性。ISO5367:2000(E)在此通过参考全文引入。例如，已发现，可呼吸的热塑性弹性体(TPE)材料，例如VT3108尤其适合于发泡和形成本发明各种实施方案的组件。对于这一材料来说，可通过形成该材料，当将它形成为产品或组件时，显著地改进可呼吸性与强度之间的关系。

因此，一些实施方案包括实现形成可呼吸组件可使用的特定发泡聚合物，以便与事先已知的可呼吸材料相比，该组件具有得到显著改进的结合的杨氏模量(劲度)和可渗透性(可呼吸性)性能。此处作为例举的实例，公开了这些新的发泡聚合物和形成发泡聚合物的技术与掺入这种发泡聚合物的医疗回路组件。由于它们具有高的可渗透性，因此，这些发泡聚合物允许水蒸气快速地扩散通过它们。通过将水蒸气从组件内的增湿气体传输到周围的环境空气中或者在组件另一侧上的其他干燥器气体中，这会减少在组件内的冷凝物累积。然而，由这些发泡聚合物形成的组件还是坚硬、自支持、抗粉碎或半硬质的，且甚至可以不要求额外的增强。发泡聚合物可用于形成医疗回路组件，这是因为发泡聚合物允许从气体中透过水蒸气，但防止透过液体水。它们还对气体的总体流动基本上不可渗透，使得它们可用于形成传输增湿气体的组件。

一般地，根据至少一个实施方案的发泡聚合物是可呼吸的发泡热塑性聚合物。优选地，可呼吸的热塑性聚合物是发泡的热塑性弹性体(或根据ISO18064:2003(E)定义的TPE)，例如(1)共聚酯热塑性弹性体(例如它是具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体，或者根据ISO18064:2003(E)定义的其他TPC或TPC-ET材料)，或(2)聚醚嵌段酰胺(例如它是具有聚醚软链段的聚酰胺热塑性弹性体，或者根据ISO18064:2003(E)定义的其他TPA-ET材料)，或者(3)热塑性聚氨酯(根据ISO18064:2003(E)定义的TPU材料)，或者(4)发泡聚合物共混物，例如TPE/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT,例如，500FP)共混物。若可呼吸的热塑性聚合物是发泡的TPE/PBT共混物，则该共混物优选包括以重量计，80％-99％(或约80％-99％)TPE，和以重量计，20％-1％(或约20％-1％)重量的PBT。

在任何一个上述实施方案中，发泡材料的孔隙分数可以大于25％(或约25％)，例如25-60％(或约25-60％)，或30-50％(或约30-50％)。在至少一些实施方案中，上述发泡材料中不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过500μm。

图2A示出了对于本领域事先已知的可呼吸材料来说，可渗透性vs杨氏模量的文献值的log/log图。该数值在模量和可渗透性这两个方面在六个数量级内变化。

图2B针对根据此处公开的各种实施方案，标记为#1-#4和#6的例举的发泡聚合物的实例，增加了图2A的数据点。发现，对于所有事先已知的材料来说，结合的可渗透性和模量没有超过线201，所述线201代表下式：

ln(P)＝0.019(ln(M))²-0.7ln(M)+6.5

其中P代表根据ASTME96程序A(在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法)测量的材料的可渗透性(g·mm/m²/天)，和M代表材料的杨氏模量(MPa)。ASTME96在此通过参考全文引入。

在图2B中，对于用点#1-#4,#6，和#8表示的发泡聚合物材料来说，可渗透性P满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

因此，这些发泡聚合物具有事先未知的结合的可呼吸性和劲度的水平。

可选择发泡聚合物的可渗透性和模量，在掺入发泡聚合物的组件内提供改进的劲度和/或可呼吸性。优选地，该材料应当足够坚硬，不容易粉碎或者纽结，或者随压力改变体积。例如，可呼吸的发泡聚合物应当足够坚硬，以便该发泡聚合物可绕直径25mm的金属圆柱体弯曲且没有纽结或坍塌，这根据ISO5367:2000(E)在弯曲情况下流动阻力增加的试验来定义。因此，在至少一些实施方案中模量M大于30MPa(或约30MPa)。在图2B中，以线203形式表示线M＝30MPa。然而，可期望限制组件的劲度，以使得该组件比较容易处理或者改进患者的舒适度。因此，在一些实施方案中，模量M可限制到小于1000MPa(或约1000MPa)。以线205形式表示线M＝1000MPa。也可期望限制模量M到小于800MPa(或约800MPa)，或小于500MPa(或约500MPa)。

另外，可期望选择可呼吸性足够高，以防止在各种普通使用和医疗组件中冷凝。发现，发泡聚合物的扩散率是孔隙体积分数的函数。这阐述于表1中，表1概述了在每一相对湿度(RH)下，固体VT3108(D₀)在特定的孔隙分数(D)下的扩散率除以在相同RH下的扩散率之比。图3示出了表1中的数据图。

表1

相对扩散率值D/D₀

点#	样品名称	孔隙分数	RH＝100	RH＝97	RH＝92	RH＝84	RH＝75	RH＝69
										FmdAd1	0.168	1.18	1.09	1.19	1.17
1	AB-14.2	0.337	2.25	2.26	2.27
									2	MB 27 4％	0.41	2.61	2.68	2.73	2.64	3.21
3	FIIA-2	0.466	4.28	4.11	3.45	2.95
									4	FIIA-5	0.53	6.60	7.13	7.79
4	FIIA-5	0.53	7.08	5.90
									7	FIIA-1	0	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
	批次15wt	0.56		7.19
										批次15wt	0.56		7.44	6.83	6.36	6.98
	批次15f	0.55	4.97	5.37	6.02	5.99	6.06
										MB 276％	0.52	5.60	5.19	5.52	6.17	6.95
	MB 41.4	0.462	3.91	3.59	3.74	4.06
										MB 22.1	0.241		1.65	1.66	1.56

因此，对于发泡聚合物来说，可选择合适的可渗透性和/或孔隙分数水平，以定义合适的可呼吸性。在一些实施方案中，可渗透性P大于60g-mm/m²/天(或约60g-mm/m²/天)，这根据ASTME96程序A来测量。60g-mm/m²/天的可渗透性代表与固体VT3108相比，增加66％。以线207形式表示线P＝60g-mm/m²/天。在一些实施方案中，也可期望选择可渗透性P大于70MPag-mm/m²/天(或约70g-mm/m²/天)。

可关联可渗透性与相应的孔隙分数。60g-mm/m²/天的可渗透性是固体VT3108的可渗透性数值的1.66倍。已知可渗透性与扩散率直接成比例，因此可寻求相应的孔隙分数，其中根据图3，扩散率之比大于1.66。根据图3，相应的孔隙分数大于25％。因此，在一些实施方案中，孔隙分数大于25％(或约25％)。在一些实施方案中，也可期望选择孔隙分数大于30％(或约30％)。30％的孔隙分数相当于70g-mm/m²/天(或约70g-mm/m²/天)的可渗透性，如上所述。

也可期望限制发泡聚合物内的孔隙分数，防止液体水经孔隙渗漏。若发泡聚合物不具有外部表层结构(以下将更加详细地讨论)，则可期望孔隙分数小于45％(或约45％)。若发泡聚合物具有外部表层结构，则小于60％(或约60％)的孔隙分数可能是合适的。已发现，对于发泡的VT3108来说，25％-60％(或约25％-60％)的孔隙分数适合于形成此处所述的医疗回路用组件。例如，30％的孔隙分数(或约30％)可改进ArnitelVT3108的可呼吸性高达2倍。可通过如下所述增加组件的厚度，抵消相对适中的模量下降，同时仍然维持类似的可呼吸性。已发现，发泡的VT3108的30-50％(或约30-50％)的孔隙分数尤其非常适合于形成这些组件。要理解，前述仅仅是合适的孔隙分数百分数和相应材料性能的实例。

如上所述，材料可呼吸性的另一措施是水在材料内的扩散率(扩散系数，以cm²/s为单位测量)。在类似的试验条件下，对于特定的基础材料来说，可渗透性和扩散率彼此直接成比例。在各种实施方案中，发泡聚合物的扩散系数大于3x10^-7cm²/s(或约3x10^-7cm²/s)，和更优选大于6x10^-7cm²/s(或约6x10^-7cm²/s)。例如，经计算，在47％的孔隙分数下，直径0.1625cm的发泡VT3108棒的扩散系数等于(或大致等于)7.6xx10^-7cm²/s。作为另一实例，在13％的孔隙分数下，经计算，厚度为0.0505cm的发泡VT3108膜的扩散系数等于(或大致等于)3.3xx10^-7cm²/s。

图2B中，样品#1-#4包括发泡的VT3108。可看出，这些材料，和尤其样品#4，在53％的孔隙分数下，就其结合的可渗透性和模量来说，性能好于任何其他事先已知的材料。对于样品#4来说，在97％RH下，发泡工艺导致可渗透性平均增加几乎6.5倍，同时仍然具有纯VT3108的模量的30％。

在图2B中，点#1代表命名为“AB14.2a”的样品的数据。AB14.2a是外径为24.5cm的发泡的波纹VT3108成人(adult)管道。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4A-4D显示和表2中概述)，孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随湿度的变化(概述于表1中)。

点#2代表命名为“MB274％”的样品的数据。MB274％是外径为15.46cm的发泡的波纹VT3108婴儿(infant)管道。由基础聚合物(VT3108)和4％(或约4％)重量的发泡剂母料(包括聚乙烯和20wt％ClariantBIH-10E)的混合物挤塑该管道。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4E和4F所示和表2中概述)，孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随湿度的变化(概述于表1中)。

点#3代表命名为“FIIA-2”的样品的数据。FIIA-2是VT3108的发泡的挤塑长条。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4G和4H所示和表2中概述)，孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随湿度的变化(概述于表1中)。还测量尺寸随水含量的变化。确定可通过下述等式，描述长度随水含量的变化：

$\mathrm{\Δ}\frac{X}{X_0}=0.3683\left(W\%\right)-0.1626{\left(W\%\right)}^2$

其中

W％是每克干燥聚合物吸收的水(g)

X是所测量的尺寸，和

X₀是在W％＝0下所测量的尺寸。

点#4代表命名为“FIIA-5”的样品的数据。FIIA-5是VT3108的发泡的挤塑长条。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4I和4J所示和表2中概述)，孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随湿度的变化(概述于表1中)。还测量尺寸随水含量的变化。测定到可通过下述等式，描述长度随水含量的变化(ΔX/X₀)：

$\mathrm{\Δ}\frac{X}{X_0}=0.3674\left(W\%\right)-0.3012{\left(W\%\right)}^2$

点#5代表命名为“80/20ARNITEL/PBT”的样品的数据。80/20ARNITEL/PBT是由80/20wt％VT3108和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的共混物制造的聚合物的挤塑长条。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4K所示和表2中概述)，平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和RH＝100下的扩散率(概述于表1中)。

点#6代表命名为“发泡的80/20ARNITEL/PBT”的样品的数据。发泡的80/20ARNITEL/PBT是由80/20wt％VT3108和PBT制造的聚合物的发泡、挤塑的长条。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4L和4M所示和表2中概述)，孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和RH＝100下的扩散率(概述于表1中)。

点#7代表命名为“FIIA-1”的样品的数据。FIIA-1是固体Arnitel3108的挤塑长条。在这一样品上收集的实验数据包括显微照片(图4N和4O所示和表2中概述)，平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随RH的变化(概述于表1中)。还测量尺寸随水含量的变化。观察到所有三个尺寸(长度，宽度和厚度)随水含量的变化几乎相同(即，各向同性膨胀)并用下述等式描述：

$\mathrm{\Δ}\frac{X}{X_0}=0.4123\left(W\%\right)-0.1410{\left(W\%\right)}^2$

使用这一关系式，计算在水解吸实验中，样品厚度随时间的变化。

最后，点#8代表命名为“TPU/缩醛fmd10％”的样品的数据。TPU-缩醛fmd10％是58245(一种TPU)和缩醛的发泡共混物的挤塑长条。在这一样品上收集的实验数据包括孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率(表4中所示)。

图2B中还示出了标记为“FmdAd1”的点。FmdAd1是外径为24.5cm的发泡的波纹VT3108成人管道。在这一样品上收集的实验数据包括孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率随RH的变化(概述于表1中)。

以下描述在图2A或2B中未画出的额外的未发泡和发泡聚合物材料。

“批次15wts,”“批次15f,”“MB270％,”“MB276％,”“MB22.1,”“MB32.1,”和“MB41.4”是外径为15.46cm的发泡的波纹VT3108婴儿管道。在这些样品上收集的实验数据包括孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，和扩散率随RH的变化(概述于表1中)。对于MB32.1来说，还测量长度随水含量的变化。发现通过下述等式描述该变化：

$\mathrm{\Δ}\frac{X}{X_0}=0.4614\left(W\%\right)-0.1742{\left(W\%\right)}^2$

“TPU,ESTANE58245”是壁厚为0.048cm的未发泡的波纹TPU(58245)管道。在这一样品上收集的实验数据包括孔隙分数和平均样品厚度(表3所示)，模量(表4所示)和扩散率(表4中所示)。

表2

显微照片概述

显微照片表明，发泡聚合物样品(样品#1-#4和#6)包括在固体聚合物内部的泡孔或孔隙。所需地，这些孔隙在横向上的尺寸小于发泡聚合物厚度的30％(或约30％)，例如小于总厚度的10％(或约10％)。

显微照片还表明，在图2B中，对于落在线201和207以上的一些发泡聚合物样品(P>60g-mm/m²/天)(亦即，样品#1-#4)来说，孔隙基本上变扁，没有球形。孔隙的平坦形状本身同样又引起孔隙之间的聚合物变扁。发现聚合物的变扁形状改进含发泡聚合物的组件的机械性能。认为在纵向上具有较长长度的连续聚合物会增加这一方向上的模量。因此，至少一个实施方案包括下述的实现：发泡聚合物可有利地具有沿着纵轴变扁的至少一些孔隙，例如至少80％或约80％。这一平坦度的纵横比(长度与高度之比)所需地为至少2:1(或约2:1)或至少3:1(或约3:1)，例如2:1-7:1(或约2:1-7:1)，或3:1-7:1(或约3:1-7:1)。

还观察到，对于这些样品来说，孔隙没有彼此隔离。许多孔隙连接或相连在一起。也就是说，发泡聚合物具有“开孔”。这些发泡聚合物的开孔结构改进可呼吸性，因为它允许水蒸气在轴向(或横向)和纵向上行进较大的距离，且不必穿过固体聚合物。所需地，在发泡聚合物内至少10％(或约10％)的孔隙互连。在一些实施方案中，至少20％(或约20％)的孔隙连接到其他孔隙上。

表3

孔隙分数和平均厚度的概述

点#	样品名称	孔隙分数，％	平均厚度，cm
					FmdAd1	16.8	0.507
1	AB 14.2a	33.7	0.0487
				2	MB27 4％	41.0	0.0628
3	FIIA-2	46.6	0.173
				4	FIIA-5	53.0	0.198
5	80/20 ARNITEL/PBT	0.0	0.1807
				6	发泡的80/20 ARNITEL/PBT	20.0	0.1647
7	FIIA-1	0.0	0.124
				8	发泡的TPU/缩醛10％	15.0-20.0	0.139
	TPU,ESTANE 58245	0.0	0.048
					批次15wts	56.0	0.0799
	批次15f	56.0	0.0799

	MB27 0％	0.0	0.0256
					MB27 6％	52.0	0.0941
	MB22.1	24.1	0.0575
					MB32.1	33.2	0.0448
	MB41.4	46.2	0.0829

表4

模量，扩散率和渗透率的概述

在表4中，使用下述关系式，计算-基样品的可渗透性数据：

其中P_sample代表样品的可渗透性，P_{ARNITELVT3108}代表VT3108的可渗透性，D_sample代表样品的扩散率，和D_{ARNITELVT3108}代表VT3108的扩散率。类似地，使用下述关系式，计算TPU-基样品的可渗透性数据：

P_ESTANE58245和D_ESTANE58248分别代表58245的可渗透性和扩散率。因子0.7反映共混样品较低的含水量。

另一合适的发泡聚合物材料是聚醚基热塑性聚氨酯(TPU)，它具有良好的可呼吸性和抗撕裂性。然而，TPU的劲度差(杨氏模量低)。通过混合该材料与其他聚合物，对改进该材料的劲度进行了许多研究。然而，已发现，尽管共混TPU与其他聚合物可有效地增加劲度，但共混聚合物的可呼吸性严重下降。

在测试之后，确定了大大地改进机械劲度且没有降低可呼吸性到不可接受水平的共混物。共混物的实例是以上所述的共聚酯TPE/PBT的共混物。另一共混物实例包括TPU和聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC-ABS，例如以形式销售)。TPU:的合适的重量比为70:30(或约70:30)。使用直径19mm的单螺杆挤出机进行的试验表明，与单独的TPU相比，该共混物的拉伸强度显示出劲度方面的突出改进(14倍或约14倍)，同时水蒸气渗透率显示出仅仅可呼吸性轻微下降(30％或约30％)。通过使TPU-聚合物共混物发泡，可如上所述实现可呼吸性vs劲度的进一步改进。

如上所述，根据至少一个实施方案的再一共混物实例包括TPU(58245)和缩醛，一种可呼吸性和吸水率非常低的化合物。由重量比为70:30(或约70:30)的58245和缩醛，生成发泡长条(孔隙分数为15-20％或约15-20％)。平均样品厚度为0.139cm。在100％RH下共混物吸水率为0.38g水/g干燥聚合物(38％)。根据解吸曲线，测量样品的扩散率并发现在23℃下为6.59x10^-6cm²/s。样品的模量为34MPa，可渗透性为151g-mm/m²/天。

比较这些结果与对照实例，所述对照实例包括未发泡的TPU(58245)。挤塑壁厚为0.048cm和在100％RH下的吸水率为0.53g水/g干燥聚合物(53％)的波纹管道。根据解吸曲线，测量非发泡样品的扩散率并发现在23℃下为2.41x10^-7cm²/s。模量为18MPa。这一聚合物的可渗透性为80g-mm/m²/天。

含发泡聚合物的组件

要理解，以上所述的发泡的可呼吸材料本身产生许多医疗组件，其中高度可呼吸但自支持的半硬质材料是有利的。因此，以上所述的可呼吸的发泡材料的所有细节可应用到这些组件上。以下仅仅是发泡的可呼吸材料提供以前不可能的新优点的一些组件的实例。控制孔隙分数，厚度，和孔隙大小允许宽范围地定制(customisation)所形成的组件的本体性能。

一般地，组件包括限定在其内的空间的壁，和其中至少一部分所述壁是以上所述的可呼吸的发泡材料，它允许从该空间内透过水蒸气，但防止液体水透过。优选地，壁还对该空间内气体的总体流动，其中包括呼吸气体，麻醉气体，吹气的气体和/或烟雾不可渗透。

由于壁具有可呼吸性，因此，壁形成从气体空间到壁另一侧上的区域中水蒸气的路径。在一些实施方案中，从气体空间经所述可呼吸的发泡材料到环境空气存在水蒸气通路。该通路可以是直接通路，且壁直接暴露于环境空气下。或者，该通路是间接的，而该通路穿过气体空间和环境空气之间的一个或多个其他壁。在其他结构中，在所述壁的另一侧上可存在第二气体空间(称为吹扫气体空间)替代环境空气。这一吹扫气体空间本身可间接排放到环境空气中。在这一情况下，水蒸气的通路从该气体空间行走到吹扫气体空间。

在任何一个上述实施方案中，整个密闭的壁可由发泡材料形成。在至少一些实施方案中，壁的至少一个区域的厚度为0.1-3.0mm(或约0.1-3.0mm)，例如0.1-1.5mm(或约0.1-1.5mm)。例如，壁的至少一个区域的厚度可以是0.7-1.0mm(或约0.7-1.0mm)或0.7-3.0mm(或约0.7-3.0mm)。

在任何一个上述实施方案中,壁可包括至少两个区域。第一区域是含基本上闭孔发泡材料的层的外表层，而第二区域是与外层相邻且介于外层和气体空间之间的内层。表层厚度可以是壁厚度的5-10％(或约5-10％)，例如为10-50μm(或约10-50μm)。第一区域和第二区域每一个均具有孔隙。在一些实施方案中，第一区域内不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过100μm。第二区域内的孔隙大于第一区域内的孔隙。例如，在一些实施方案中，发泡材料中所述第二区域中不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过700μm。

在任何一个上述实施方案中，壁也可包括使壁变硬的至少一个增强肋条，或者至少一个区域，其中壁局部增厚，以使壁变硬。

组件可以是患者接触界面；或者管道，例如在呼吸回路中使用的呼吸管道；或者管道和至少一部分患者接触界面；或者在呼吸回路中使用的导管(也就是说，在其四周不需要密闭的一部分管道)；或者面具(其中包括面具框架和沿着面具框架的四周延伸的封条，其中面具框架包括壁且显著大部分的壁由可呼吸发泡材料形成)；或者吹气系统的组件，例如在吹气系统的排气臂(exhaustarm)的至少一部分中使用的管道或导管。

接下来参考图5，它示出了根据至少一个实施方案的组件501。形成具有壁503的组件501，所述壁限定定在一侧上的气体空间505。壁503包括如上所述的可呼吸的发泡聚合物。正如虚线507所表示的，壁可以或者可以没有限定完全密闭的气体空间505。当在使用中时，可基本上密闭气体空间，以便壁503限定在壁503的一侧上的气体空间505且空间505含有潮湿气体。

在壁503的另一侧上是第二气体空间509。在至少一些实施方案中，第二气体空间509是环境空气。组件501的壁503是允许水蒸气透过但基本上防止液体水和呼吸气体的总体流动透过的可呼吸的发泡材料。为了使可呼吸发泡材料允许在空间505内干燥气体，壁503的外表面暴露于环境空气下或者第二气体空间509内的干燥的吹扫气体下。在这一结构中，可通过透过水蒸气通过壁503进入第二气体空间509(它可以是例如环境空气)，干燥在气体空间505内具有高相对湿度的气体。在气体空间505内的气体的干燥可用于生产和/或防止当用相对温热或潮湿的气体/空气/呼吸气体填充时在气体空间505内发生冲落。

在一个实例中，组件501可以是患者接触界面，例如呼吸面具，和气体空间505可以通过壁503至少部分限定，和通过患者的脸部(未示出)基本上密闭空间505。在这一实例中，患者的脸部用虚线507表示。在另一实施方案中，组件501可以是呼吸管道(吸入或呼出)。以下更加详细地讨论患者接触界面和呼吸管道。

可呼吸管道

在辅助呼吸中，尤其在医疗应用中，供应具有相对高湿度水平的气体并通过尺寸相对受限，典型地直径范围为10-25mm(或约10-25mm)(覆盖新生儿和成人应用二者)的挠性呼吸管道返回。这一呼吸管道理想地非常轻，抗纽结或收缩(pinching)，且挠性确保对于患者来说最大的性能和舒适水平。呼吸管道的重量轻非常重要，以降低因管道重量而施加到患者接触界面上的任何力。类似地，呼吸管道必须是挠性的且能容易弯曲，以实现高水平的患者舒适度，而舒适度本身又可改进患者的顺从性。然而，极轻和挠性的组件通常不耐用(weak)且易于过度纽结。发现，含以上所述的发泡聚合物的管道可抗纽结和收缩，但轻且挠性足以改进患者的舒适度。

由于管道是一类组件，因此以上所述的组件的细节可应用到此处讨论的管道上。一般地，医疗回路管道包括入口(以供接受增湿气体)，出口(以供排出增湿气体)，和限定在所述入口和所述出口之间的至少一个气体通路的密闭壁，其中至少一部分所述密闭壁是允许水蒸气透过但基本上防止液体水和呼吸气体的总体流动透过的可呼吸的发泡材料。在至少一些实施方案中，管道是挤塑的波纹管道。医疗回路管道可用作呼吸管道或导管，或吹气系统的支管用的管道或导管。例如，管道可以分别是呼出的呼吸管道或呼气导管。管道也可以是患者接触界面的一部分。

管道可具有挠性。也就是说，管道可绕直径25mm的棒弯曲且没有纽结或坍塌。更特别地，管道具有通过了根据ISO5367:2000(E)，通过增加流动阻力试验所定义的挠性。

在任何一个上述实施方案中，管道的长度可以是1-2m(或约1-2m)，例如管道的长度可以是1.5m(或约1.5m)，管道的平均直径可以是10-25mm(或约10-25mm)。在至少一些实施方案中，管道的壁厚是0.1-1.2mm(或约0.1-1.2mm)，例如0.6mm-1.0mm(或约0.6-1.0mm)。优选地，管道包括在其总长度的显著大部分上可呼吸的密闭壁。例如，在至少一些实施方案中，管道长度的至少80％包括可呼吸的密闭壁。可呼吸壁优选紧邻管道的入口端定位以供接受增湿气体。例如，对于长度1.5m(或约1.5m)的管道来说，至少1.2m(或约1.2m)的管道包括紧邻入口端开始的可呼吸壁。

由于其可呼吸性，因此壁形成从气体空间到壁另一侧上的区域的水蒸气通路。在一些实施方案中，存在从气体空间经所述可呼吸发泡材料到环境空气的水蒸气通路。该通路可以是直接的通路，壁直接暴露于环境空气下。例如，在至少一些实施方案中，管道是呼吸管道且在所述入口处通过第一连接器和在所述出口处通过第二连接器终止。在所述入口连接器和所述出口连接器之间的长度上提供仅仅一个气体通路。

或者，通路是间接的，和通路流经介于气体空间和环境空气之间的一个或多个其他壁。在其他结构中，在所述壁的另一侧上可存在第二气体空间(称为吹扫气体空间)，而不是环境空气。这一吹扫气体空间本身又可间接排放到环境空气中。在这一情况下，水蒸气通路从气体空间行进到吹扫气体空间。例如，管道可以是共轴的呼吸管道。在共轴的呼吸管道中，气体空间是吸入支管或呼出支管，和第二气体空间是另一个所述吸入支管或呼出支管。在所述吸入支管的入口和所述吸入支管的出口之间提供一个气体通路，且在所述呼出支管的入口和所述呼出支管的出口之间提供一个气体通路。在一个实施方案中，气体空间是所述吸入支管，和所述第二气体空间是所述呼出支管。或者，气体空间可以是呼出支管，且第二气体空间是吸入支管。

如上结合组件的说明所述，在任何一个实施方案中，壁可包括至少两个区域。第一区域是含基本上闭孔发泡材料的层的外表层，和第二区域是与外层相邻且介于外层和气体空间之间的内层。表层厚度可以是壁厚度的5-10％(或约5-10％)，例如为10-50μm(或约10-50μm)。第一区域和第二区域每一个均具有孔隙。在一些实施方案中，第一区域内不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过100μm。第二区域内的孔隙大于第一区域内的孔隙。例如，在一些实施方案中，发泡材料中所述第二区域中不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过700μm。

此外，在任何一个上述实施方案中,管道可包括在密闭壁周围排列的多个增强肋条。这些肋条可与管道共挤出，以便通常与管道的纵轴一起排列。优选地，存在3-8个增强肋条，和更特别地，存在3-5个增强肋条。

除了上述以外，为了降低或消除管道内形成的冷凝物，同时维持在使用中在流经管道的气体内基本上均匀的温度，可在管道通路内或者在管道壁内提供加热器，例如电阻加热器线材。

在特别的实施方案中，管道的长度为1.525m(或约1.525m)，重量为54g(或约54g)，孔隙分数为35％(或约35％)，气动顺应性(pneumaticcompliance)为0.23mL/cmH₂O/m(或约0.23mL/cmH₂O/m)，和可渗透性为85g-mm/m²/天(或约85g-mm/m²/天)。由95％(或约95％)VT3108以及5％(或约5％)含聚乙烯和20％(或约20％)重量ClariantBIH-10E的发泡剂母料，形成管道。

接下来参考图6A和6B，它们示出了根据至少一个实施方案的可呼吸管道601。图6A示出了管道601的侧视图，而图6B示出了沿着与图2A相同的侧视图，管道601的截面。在图6A和6B这两个附图中，以线603—603形式表示水平轴。图6B中以壁605形式示出的管道壁是以上所述的可呼吸发泡材料。对于典型尺寸—直径为12-20mm(或约12-20mm)的呼吸管道来说，分别对于新生儿和成人应用和1-2m(或约1-2m)的长度来说，壁605的厚度可以是100-1500μm(或约100-1500μm)。然而，壁605的厚度可以是高达3mm(或约3mm)且仍然给予良好的可呼吸性。

使管道601起波状(也就是说，管道具有脊状或沟槽表面)。以下相对于图15，更加详细地讨论形成波纹管道的方法。然而，在一些实施方案中，管道具有光滑的表面。

接下来参考图7A和7B，它们示出了根据至少一个实施方案的可呼吸管道701。再者，由根据此处任何一个实例所述的发泡的可呼吸材料制造管道701。管道可进一步包括可与管道共挤出的多个增强肋条703。通过挤出机模头，确定肋条703的形式，且当它离开模头时，通过温度和压力，控制尺寸和发泡水平。

可由与管道701相同的发泡聚合物，形成肋条703。或者，可由与该管道不同的材料，制造肋条703。这可通过共挤出实现。如图7A所示，管道701可与肋条703原地挤塑，然后使之起波状，形成图7B所示的“点状(dotted)”结构。在一些实施方案中，管道包括3-8个增强肋条，例如3-5个增强肋条。这种另外增强的管道可在与医疗回路有关的本说明书中所述的一个或多个管道组件中寻找独立的应用。

接下来参考图8A和8B，它们示出了根据至少一个实施方案的有肋条的可呼吸管道801的替代结构。在图8B中，凸起的肋条803在管道801内部的背脊之间的空间内是可视的。图8C示出了适合于形成图8A和8B所示的管道的波纹压制机。块料(block)包括在背脊部分807之间的凸起部分805，当管道从波纹压制机中取出时，所述背脊部分807将形成凸起的肋条。要理解，可使用仍然其他增强方法，增补(supplement)管道，以便仍然进一步改进其性能特征(例如，顺从性，拉拔强度，在弯曲时的抗流动性和抗压碎性)。这些方法可以或者可以不与管道形成方法一体化。

接下来参考图9，它示出了根据至少一个实施方案的另一例举的医疗回路。该回路包括含以上所述的可呼吸发泡聚合物的两个可呼吸管道，亦即吸入管道103和呼出管道117。吸入管道和呼出管道117的性能类似于以上相对于图1所述的管道。吸入管道103具有与增湿器115连通的入口109，和经其提供增湿气体给患者101的出口113。呼出管道117也具有接受从患者呼出的增湿气体的入口109，和出口113。以上相对于图1所述，呼出管道117的出口113可排放呼出的气体到大气中，到通风设备/鼓风机单元115中，到空气涤气器/过滤器(未示出)中，或者到任何其他合适的位置中。

如上相对于图1所述，加热线材901可置于吸入管道103和/或呼出管道117内，以减少因升温到高于饱和温度导致的管道内冲落的风险。

在这一实例中，呼出管道117包括与其他组件相连的连接器(此处，Y-连接器903)。例如，构造Y-连接器903与吸入管道103和患者接触界面(未示出)相连。当然，图9的实施方案仅仅是例举的结构。根据至少一个实施方案的组件包括可呼吸的发泡聚合物管道。该组件可进一步包括合适的连接器。优选地，连接器还包括可呼吸的发泡聚合物。

接下来参考图10，它示出了根据至少一个实施方案的共轴管道1001。在这一实例中，在患者101和通风设备1005之间提供共轴管道1001。呼出的气体和吸入的气体各自在内部管道1007或介于内部管道1007和外部管道1011之间的空间1009之一内流动。要理解，外部管道1011可以不必精确地与内部管道1007一起对准。相反，“共轴”是指位于另一管道内的管道。在使用中，水蒸气，而不是液体水透过发泡的可呼吸管道壁，正如以下所述。

由于传热原因，内部管道1007携带在空间1013内的吸入气体，而呼出气体被携带在介于内部管道1007和外部管道1011之间的空间1009内。用箭头表示这一气体流的结构。

使用此处所述的可呼吸的发泡材料，形成内部管道1007。因此，在呼出的气流空间1009内的湿气可穿过发泡的可呼吸材料，使吸气流体空间1013内的吸入流体增湿。在采用该实例中所示的逆流布局的气体流体情况下，可呼吸材料提供吸入流体的显著被动增湿。

在采用共轴管道1001的情况下，通风设备1005可能没有意识到内部管道1007内的泄漏。这种泄漏可使患者101巡回不足(shortcircuit)，这意味着患者101没有被供应充足的氧气。可通过在共轴管道1001的患者端，放置传感器，检测这种巡回不足。这种传感器可位于患者端的连接器1015内。接近于通风设备1005的巡回不足将导致患者101连续再-呼吸接近于患者101的空气体积。这会导致接近于患者101的吸入流体空间1013内的二氧化碳浓度升高，所述二氧化碳浓度可直接通过二氧化碳传感器来检测。这一传感器可包括目前可商购的任何一种这样的传感器。或者，可通过监控患者端连接器1015处的气体温度，检测这一再-呼吸，其中温度上升到高于预定水平表明正在发生再呼吸。

除了上述方案降低或消除在内部管道1007或者外部管道1011任何一个内形成冷凝物，并维持流经共轴管道1001的气体流内基本上均匀的温度以外，可在置于气体空间1009或1013内的内部管道1007或者外部管道1011任何一个内，或者在内部管道1007内或者在外部管道1011壁本身内提供加热器，例如电阻加热器线材。

在其中不期望被动增湿的共轴管道1001的替代实施方案中，发泡的可呼吸壁可以是外部管道1011的外壁。在这一布局中，外部管道1011与环境空气接触，和可呼吸壁允许来自相对潮湿的呼出气体中的水蒸气与环境空气交换。结果，可管理和/或防止冲落。

呼吸面具

在呼吸器件的领域中，存在覆盖患者鼻子和/或嘴部的公知的各种呼吸面具，以便围绕患者脸部的鼻子和/或口腔区域提供连续密封，使得可在面具内在正压下提供气体以供患者消耗。这种面具的使用范围是从高纬度的呼吸(例如，航空应用)到采矿和消防应用，到各种医疗诊断和治疗应用。

这一面具的一种应用是在呼吸的增湿治疗中。这一系统通常由通风设备，增湿器，呼吸回路和患者接触界面，例如面具或鼻套管组成。在这一形式的治疗中，给患者供应潮湿的空气，且潮湿空气和周围环境之间的温差结果是，潮湿空气可冷凝并形成水滴。在其中治疗延长(多至数天)的情况下，这些液滴可在面具内形成水池(waterpool)，这可妨碍治疗，增加患者不利地吸入水的风险并引起患者不舒适和/或窒息。

这种呼吸面具的一个必不可少的条件是，它们对患者脸部提供有效的密封，防止供应的气体泄漏。通常在现有技术的面具结构中，在许多情况下，仅仅在患者非常不舒适的情况下，实现良好的面具与脸部的密封。在那些应用，特别是医疗应用(该应用要求患者连续穿戴这一面具数小时或者可能甚至数天)中，这一问题最重要。在这一情况下，患者耐受不了面具长的持续时间，因此实现不了最佳的治疗或诊断目标，或者在很大的难度和显著的患者不舒适情况下，才会实现。

以下描述了在呼吸治疗的递送中的各种改进。特别地，公开了患者接触界面，它对患者来说穿戴舒适，且在此处所述的发泡的可呼吸材料制成的患者接触界面的主体内，包括至少部分水蒸气可渗透(可呼吸)的区域。大部分面具主体(或整个面具主体)可由发泡的可呼吸材料制成，从而利用独特的强度性能和高的可呼吸性。

接下来参考图11A和11B，它们示出了根据至少一个实施方案的呼吸面具1101。要理解，可通常在呼吸护理中或者与通风设备一起使用这一患者接触界面，但以下参考在增湿的正压通气道(PAP)系统中的使用，描述它们。还要理解，下述说明可应用到鼻面具，口腔面具，口鼻面具、鼻弹簧和全脸面具上，这是因为该材料形成为具有高的可呼吸性的自支持、半硬质结构的能力导致的，而不是限制于现有技术的非常薄的膜结构上。

面具1101包括具有入口1105的中空主体1103以供与吸气的呼吸管道相连。面具1101位于患者101的面部上且头盔(headgear)1109在患者101的头部背面周围固定。在中空主体1103上来自头盔1109的约束力确保在面具衬垫1111上充足的压缩力，以便对患者101的脸部提供有效的密封。许多咬合夹子与主体相连以供固定滑动元件，连接面具1101到头盔1109上。呼出的气体可通过面具1101内的阀门(未示出)排出，进一步的呼出导管(未示出)，或任何其他这种方法是本领域已知的。

中空主体1103由此处所述的发泡聚合物材料建造。这一材料提供面具1101必不可少的刚硬度(rigidity)以及高的可呼吸性。以前提供具有可呼吸区域的面具1101的尝试要求使用薄的膜，以便实现充分高的可呼吸性。这些膜必须通过额外的增强材料，例如结实的面具框架支持且还需要受到保护避免损坏。通常在面具框架的剪裁(cutout)区域内支持可呼吸膜的区域。然而，在采用此处所述的自支持的可呼吸发泡聚合物的情况下，大部分面具1101(或整个面具1101)可由发泡聚合物制成，从而利用独特的强度性能和高的可呼吸性。结果是可以完全(和高度)可呼吸的自支持的半硬质面具1101。

或者，中空主体1103可具有从正面切割出(cutout)的大的区域，以便中空主体1103基本上由具有外部四周的框架组成。由此处所述的发泡的自支持可呼吸材料制成的插件可置于切割出的区域内并粘结，以便防止或降低在延长的增湿治疗过程中面具1101内部水滴的形成，从而允许湿气逃逸到周围环境中。存在许多技术作为连接可呼吸结构到中空主体1103上的方式，所述技术可包括胶合，超声焊接技术，over-molding共挤出，或在发泡的可呼吸插件和中空主体1103之间快速紧密地(snap-tight)连接。

要理解，也可提供例如由发泡的可呼吸材料制成的面具额外的增强结构，进一步定制组件的弯曲性能。例如，可添加肋条到面具的内部和/或外部表面上。也可利用壁厚的局部变化，变硬/削弱一些区域，以改进患者脸部特征的适配性和/或提供甚至更大可呼吸性的区域。特别地，这类增强可以是非常有用的，以微调组件的弯曲性能，尤其在其中预期不同负载图案的方向上。在采用以前使用的非常薄的可呼吸膜情况下，这些优点是不可能或者不容易的。

鼻套管

接下来参考图12，该图示出了根据至少一个实施方案的鼻套管1202的患者接触界面。鼻套管1201包括套管主体1203和短的传输管道1205。可在套管主体1203和/或短的传输管道1205中使用此处所述的发泡的可呼吸聚合物，以管理和/或防止在这些组件的气体空间内发生冲落。同样如前所述，也可在吸入的呼吸管道601中找到应用。

导管接合器

可呼吸的发泡聚合物可应用到其上的再一医疗回路组件是导管接合器。导管接合器在患者的接触面组件，例如嘴部零件(piece)，鼻面具或气管内管道与呼吸回路的二元支管或呼吸管道之间相连。与呼吸回路的二元支管相连通常借助Y-连接器。在患者吸气和呼气循环中，呼吸回路的二元支管各自具有不同的作用：一个充当吸气导管和一个充当呼气导管。导管接合器起到双重作用：输送吸气和呼出的气体二者。因此，导管接合器可具有显著的缺点。呼出的空气体积保持在呼气和吸气之间的导管接合器内。因此，一些空气被患者再呼吸。尽管不是不可接受的，但通常不期望再呼吸，且在可能存在显著的再呼吸的情况下，可要求氧气供应水平增长。

在很好地管理的通风系统中，被患者吸入的气体在湿度接近饱和水平且接近于体温，通常温度33-37℃(或约33-37℃)的条件下输送。可通过正好在其中气体进入导管接合器的点以上的吸气呼吸管道中的加热器维持这一温度。患者呼出的气体完全饱和地返回，且当它们流经导管接合器时进行进一步冷却。因此，尽管在患者吸气过程中，在内壁上很少形成冷凝物，但在患者呼气的过程中会形成显著的冷凝物水平。在导管接合器内部出现的冷凝物或冲落尤其有害，因为它接近于患者。患者呼吸或吸入的移动冷凝物可导致咳嗽突然发作或者其他不适。

接下来参考图13，它示出了根据至少一个实施方案的导管接合器1301。导管接合器1301在通风设备端引入Y-连接器1303。内部管道1305与外部管道1307共轴延伸。在其患者端处，通过内部管道连接器1309支持内部管道1305，所述内部管道连接器1309本身又借助来自患者端的连接器1313的支持支柱1311得到支持。在其另一端通过第二内部管道连接器1315，支持内部管道1305，所述第二内部管道连接器1315形成通风设备端的Y-连接器1303的一部分。

第二内部管道连接器1315与吸气的呼吸管道连接器1317连通。外部管道1307具有由此处所述的发泡的可呼吸材料制成的至少一部分壁。在一些实施方案中，外部管道1307完全由发泡的可呼吸材料形成。

因此，在使用中，导管接合器1301具有如箭头1319所示进入导管接合器1301内的吸入流体。吸入流体流经内部管道1305，经患者端连接器1313离开患者，如箭头1319所示。当患者呼气时，不管辅助还是其他情况下，呼出的气体流经患者端连接器1313并进入到围绕内部管道1305的空间，如箭头1321所示。这些气体沿着外部管道1307的壁内部通过，如箭头1321所示，并经Y-连接器1303的呼气呼吸管道连接器1323出来，如箭头1325所示。在流经内部管道1305和外部管道1307之间的空间内的导管接合器1301中，水蒸气可流经水蒸气可渗透的发泡外部管道1307。在一些实施方案中，整个外部管道1307是可呼吸的。按照这一方式，当它们流经导管接合器1301到达呼气的呼吸管道连接器1323时，尽管呼出的气体可经历一定的温降，但通过水蒸气流经外部管道1307的可呼吸的发泡材料，与这一温降联合的(handinhand)是湿度下降。因此，呼出的气流的相对饱和度下降，从而还降低了冲落。由发泡的可呼吸材料制成的管道壁可具有0.1-3mm(或约0.1-3.0mm)的壁厚，且足够刚硬，以便是自支持或半硬质的，同时仍然维持高的可呼吸性。

掺入此处所述的可呼吸的发泡聚合物的导管接合器1301包括流经导管接合器1301的吸气和呼气气流的明显分支，从而显著减少再呼吸。甚至当那些气体的温度下降时，通过降低呼出气体的湿度，还减少了冲落。

吹气或烟雾评价系统的组件

腹腔镜检查外科手术，也称为最小侵入性外科手术(MIS)，或锁眼外科手术，是现代外科手术技术，其中与常规外科程序中需要的较大切口相比，通过小的切口(通常0.5-1.5cm)，进行在腹腔内的操作。腹腔镜检查外科手术包括在腹腔或骨盆腔内的操作。

在具有吹气操作的腹腔镜检查外科手术过程中，也可期望吹出的气体(通常CO₂)在流入到腹腔内之前增湿。这可辅助防止患者的内部器官“风干”，且可减少从外科手术中恢复所需的时间量。甚至当使用干燥的吹气气体时，气体可变得饱和，因为它从患者的体腔中吸收湿气。在气体内的湿气倾向于在吹气系统的排放支管或导管的壁上冷凝析出。水蒸气也可在吹气系统的其他组件，例如过滤器上冷凝。在过滤器上冷凝的任何蒸汽和沿着支管(入口或排气)来自湿气的流泻(run-off)是非常不理想的。例如，在壁上冷凝的水可饱和过滤器并引起它堵塞。这会潜在地引起反压增加并阻碍系统清除烟雾的能力。此外，在支管内的液体水可流入到其他相连的设备中，这是不理想的。

在腹部外科手术中，例如，腹部通常用二氧化碳气体充气，以产生操作和观察空间。所使用的气体通常是CO₂，CO₂对于人体来说是常见的，且可被组织吸收并通过呼吸系统除去。它还是不可燃的，这是重要的，因为通常在腹腔镜检查程序中使用电外科学器件。在腹腔镜检查外科手术中常见的实践是使用干燥气体。然而，还期望CO₂或其他吹入的气体在进入到腹腔内之前增湿。这可辅助防止患者的内部器官“风干”，且可降低从外科手术中恢复所需的时间量。吹气系统通常包括增湿器腔室，它在其内保持一些水。增湿器通常包括加热板，所述加热板加热水，产生水蒸气，所述水蒸气被传输到进入的气体内，增湿气体。该气体与水蒸气一起被传输出增湿器。

外科手术程序频繁地涉及电外科学或电烙术或者愈加地使用激光。使用这些器件倾向于在操作空间内产生外科烟雾，这是由于组织烧灼所致。利用排放臂或支管的烟雾抽空系统常常用于从外科手术位点处除去烟雾，使得外科医生可看见他或她正在做的事情，如此，在外科手术之后，这一潜在地有害物质没有保留在体腔内。排放臂或支管的一端连接到或插入到第二切口(或有时相同的切口)内。典型的烟雾抽空系统通常包括在该端的套管针和套管，以辅助插入到操作位点内。烟雾经排放支管离开充气的腹部区域。排放支管可连接到腹腔镜检查仪器的一端，以便在接近于其中发生电烙术的位点处提供抽空。通常气体和来自体腔的烟雾经过滤器过滤，除去粒状物，之后它们被排放到大气中。也可另外设计过滤器，以从外科手术烟雾中除去化学品和任何有害的微生物。

接下来参考图14，它示出了根据至少一个实施方案的吹气系统1401。吹气系统1401包括吹入器1403，它产生压力高于大气压的吹气气体物流以供传输到患者1405的腹部或者腹膜腔内。该气体流入到增湿器1407内，所述增湿器1407包括加热器底座(base)1409和增湿器腔室1411，其中腔室1411在使用中与加热器底座1409接触，以便加热器底座1409提供腔室1411热量。在增湿器1407中，吹气气体流经腔室1411，使得它们被增湿到合适的湿度水平。

系统1401包括传送导管1413，它在增湿器腔室1411和患者1405的腹膜腔或外科手术位点之间相连。导管1413具有第一端和第二端，其中第一端与增湿器腔室1411的出口相连并接受来自腔室1411的增湿气体。导管1413的第二端置于患者1405的外科手术位点或腹膜腔内，和增湿的吹气气体从腔室1411行进经过导管1413并进入到外科手术位点内，以充气并膨胀外科手术位点或腹膜腔。该系统还包括控制器(未示出)，所述控制器通过控制供应到加热器底座1409上的功率，调节供应到气体中的湿气量。也可使用控制器，监控增湿器腔室1411内的水。示出了导出(leadingout)患者1405体腔的烟雾抽空系统1415。

烟雾抽空系统1415可与以上所述的吹气系统1401联合使用或者可与其他合适的吹气系统一起使用。烟雾抽空系统1415包括排放或排气支管1417，排放组件1419和过滤器1421。排放支管1417在过滤器1421和排放组件1419之间相连，所述排放组件1419在使用中位于患者1405的外科手术位点或腹膜腔内或者与之相邻。排放支管1417是具有两个开放端：操作位点端和出口端的自支持管道(也就是说，该管道能支持其自重且没有坍塌)

由吹气系统1401供应的气体已经在进入到患者1405的体腔内的点处被增湿。由于体腔已经湿润和潮湿，因此，气体没有倾向于在体内丧失湿气，若它们还没有处于饱和点的话，则可充分地饱和，。如果气体在进入体腔内时是干燥的，则当它们流经体腔时，它们倾向于从内部器官上方的体腔内潮湿的氛围中吸收湿气从而被增湿。

当这些饱和气体流出患者1405的体腔时，它们沿着排放支管1417的冷却器壁(它通常为1m(或约1m)的长度)流动。气体内的湿气倾向于在排放支管1417，排放组件1419和/或过滤器1421的壁上从气体中冷凝析出。在过滤器1421上冷凝和沿着排放支管1417从湿气中泄流的蒸汽在壁上冷凝，可使过滤器1421饱和并引起它堵塞。这会潜在地引起反压增加并妨碍系统清除烟雾的能力。

在过滤器1421内的冷凝湿气可引起过滤器1421部分或完全堵塞，从而导致反压增加并且由于堵塞导致过滤器的效率降低。这是不利的，因为增加的反压妨碍系统有效地清除外科手术烟雾的能力。在外科手术体腔内或者在抽空系统的导管内，残留在操作位点处的外科手术烟雾对患者可能有害，这是因为外科手术烟雾包含数种潜在的毒素，所述毒素可夹带在患者1405的外科手术体腔或组织内。外科医生的视觉可能受到妨碍或者阻碍，因为外科手术烟雾残留在操作位点处且没有被抽空，从而潜在地导致对于外科医生来说危险的操作环境。冷凝可部分堵塞过滤器1421，从而导致从外科手术烟雾中过滤毒素减少。这可导致逃逸到手术室内的潜在的有害的物质，例如臭气，外科手术烟雾，死细胞物质，等等。这些种类的物质可能对健康有害，且可导致开业医生和患者的许多健康问题。

至少一个实施方案包括下述的实现：使用具有可呼吸壁的排放支管1417或者含可呼吸材料的支管的壁将辅助减轻这一问题。特别地，此处所述的发泡的可呼吸材料特别适合于形成吹气系统中这类排放支管1417导管，这是相对于前面所述的发泡材料，组件和呼吸管道所述的性能导致的。来自排出气体中的一定量的湿气流经排放支管1417的壁，之后到达过滤器1421，因此在气体内存在较少的湿气从气体中冷凝析出，并堵塞过滤器1421。因此，排放支管1417优选由此处所述的可呼吸的发泡材料制造。以下制造呼吸管道所详述的方法可直接应用到吹气系统的管道，其中包括入口或排气(烟雾抽空)的支管上。

制造方法

接下来参考图15，它示出了根据至少一个实施方案，制造适合于传输增湿气体的可呼吸组件，诸如管道，例如图2A和图2B或者此处讨论的任何其他管道的例举方法。

一般地，制造组件的方法涉及混合发泡剂到聚合物基础材料内，并形成液化的混合物。允许发泡剂释放气泡到液化混合物的基础材料部分内。然后，阻留释放的气泡，并硬化该混合物，形成所需的组件。以上讨论了最终组件的所需性能。

在至少一些实施方案中，制造组件，例如呼吸管道所使用的方法涉及挤出熔融挤出物1501到波纹压制机1503内，形成所需的组件，例如管道1505。在一些实施方案中，用于挤出物的聚合物基础材料的扩散系数大于0.75x10^-7cm²/s(或约0.75x10^-7cm²/s)。基础材料可具有下述劲度性能：(a)拉伸模量大于15MPa(或约15MPa)，这对于聚氨酯-热塑性-弹性体-基基础材料(或根据ISO18064:2003(E)定义的TPU-基基础材料)来说可以是所需的；或(b)拉伸模量大于100MPa(或约100MPa)，这对于共聚酯-热塑性-弹性体-基基础材料(或根据ISO18064:2003(E)定义的TPU-基基础材料)，例如-基基础材料来说是所需的。这些前述性能仅仅是例举。基础材料不需要具有这些性能以产生具有所需可呼吸性和劲度的发泡材料，和例举的模量值没有特别地限制到TPU和TPC-基基础材料上。

发现挤出机，例如配有直径30mm螺杆和12mm圆形模头且具有0.5mm间隙的Welex挤出机适合于快速地生产低成本的管道。在离开挤出机模头1507之后，熔融管道1501可在一系列的旋转模具或者波纹压制机1503上的块料(block)之间流过。发现波纹压制机，例如由制造和供应的那些是合适的。这形成波纹管1505。

以上所述的方法仅仅是例举。形成含此处所述的发泡材料的组件的替代方法也是合适的。例如，制造可呼吸组件的另一方法涉及挤出发泡材料的长条，在心轴上缠绕发泡的长条，和用珠粒(例如，发泡材料的珠粒)密封缠绕长条的接缝。

可按照数种方式进行挤出工艺过程中的发泡，其中包括物理发泡和化学发泡。

在物理发泡中，发泡剂是惰性气体(例如，CO₂或N₂)，它在足够高到将惰性气体溶解在熔融聚合物内的流速和压力下注入到挤出机机筒内。例如，压力大于100bar(或约100bar)和流速低至聚合物流速的1％(或约1％)可以是合适的。优选地，成核剂也引入到聚合物内，以便产生泡沫气泡膨胀的位点。这一方法的实例包括使用Sulzer的商业单元，在挤出机机筒的一端注入惰性气体，并在离开模头之前，采用静态混合芯，混合该气体。

化学发泡涉及添加当加热时诱导化学分解反应(吸热或放热)，从而释放气体的化学品。在挤出工艺过程中，该气体溶解在聚合物熔体内，这是因为在熔体内的压力高于气体的临界增溶压力。当遇到压降时，例如在离开模头时(或就在它之后)，气体从溶液中出来。发泡剂充当增塑剂，从而降低熔体的粘度。粘度下降意味着对于给定的温度，剪切速度和模头几何形状来说，熔体压力下降。因此，应当通过保持挤出机内的压力在临界增溶压力以上，仔细确保气体没有过早发泡。可通过控制模头处的剪切速度和/或熔体的温度，维持这一压力。

在使管道起波状之前，适合于在挤出机内使材料发泡的例举方法涉及添加用量为0.3-1.5％(或约0.3-1.5％)重量的化学发泡剂到基础聚合物(例如VT3108)中。这可通过下述步骤来实现：通过直接混合发泡剂粉末(例如，CT671或等价物)与基础聚合物或者通过首先混合发泡剂“母料”(也就是说，载体聚合物，例如聚乙烯和活性发泡剂(例如，BIH-10E或等价物)的混合物，其中载体聚合物与活性发泡剂的重量比为80/20％或约80/20％)，之后将该混合物喂入到挤出机机筒的进料区内。在第一种情况下，发泡剂粉末是发泡剂。在第二种情况下，发泡剂母料是发泡剂。CT671的分解温度为160℃，和增溶压力为60bar。VT3108的熔体温度为185℃。因此，在这一挤出实例中，加工温度可下降10-20℃(或约10-20℃)，以防止压力下降到低于临界值，这是因为下降的熔体温度增加粘度。

设定剪切速度(借助挤出机速度)足够高，以确保压力高于临界压力以及确保发泡剂充分地与熔融聚合物混合。一旦聚合物离开模头，则开始发生发泡，且可看到气泡成核，并膨胀，直到聚合物冷却到其中气泡膨胀力低于熔融聚合物变形所要求的力时的点(例如，低于聚合物的熔融温度或者低于发泡剂的活化温度，此时发泡反应开始/终止)。当聚合物进入到波纹压制机内并在波纹压制机块料上模塑时开始冷却。这些块料本身通过波纹压制机的供水和形成的真空冷却。

一旦发泡，则组件由贯穿组件壁厚度具有数千个发泡的泡孔孔隙的波纹管组成。已发现，对于典型的呼吸管道组件来说，横向上直径不超过约700μm(95％置信度水平)的孔隙尺寸直径可产生所需的产品。然而，有利的是，横向上直径小于700μm的孔隙尺寸将防止孔隙完全延伸贯穿管道的厚度并产生泄漏路径。例如，在一些实施方案中，横向上孔隙直径可以不超过约500μm(95％置信度水平)。还发现，横向上直径为75-300μm(或约75-300μm)的孔隙大小产生医疗回路用的高质量产品。横向上孔隙的最大直径取决于组件的最小壁厚。例如，横向上最大孔隙尺寸可以限制到小于最小壁厚的一半(或约一半)。然而，横向上最大孔隙直径可以小于最小壁厚的1/3(或约1/3)，小于30％(或约30％)，或甚至小于1/4(或约1/4)。

如上所述，当材料冷却时，发泡的气泡终止生长。已发现，快速冷却导致贯穿壁厚形成两个区域。图16A和16B示出了根据至少一个实施方案的包含两个区域的挤出的发泡材料。第一区域1601,100μm厚(或约100μm厚)，在接触波纹压制机模具/块料的表面上形成闭孔发泡材料的外部“表层”。在这一区域中，平均和最大孔隙尺寸较小且表层不那么可能形成贯穿壁的泄漏路径。在剩余的第二区域1603中，材料较慢地冷却，较大的孔隙可导致开孔。因此，至少一个实施方案包括实现下述：期望在该材料离开模头时引发发泡之后，快速地冷却该材料。

作为起波状工艺的一部分，一旦它与波纹压制机块料(在其中型材形状被加工情况下，为金属块料)接触，则冷却管道。通过使用冷却剂，例如水，维持波纹压制机块料温度到低值，例如15℃(或约15℃)，来实现快速冷却。也可通过改变挤出机出口处(和在接触块料之前)熔体温度到接近于聚合物熔点的温度，以便熔融塑料快速地硬化，从而实现快速冷却。这可在挤出机和波纹压制机之间的气隙来实现，所述冷却可采用冷却气体和/或空气射流或液体浴，例如水浴来加强。也可通过增加块料内的真空压力来实现快速冷却，以便聚合物被非常快速地“吸收(sucked)”到金属形状内，并因此冷却，之后气泡具有时间充分地膨胀。在各种实施方案中，可单独或结合使用一种或多种这些技术，实现快速冷却。

表层的形成不仅取决于快速冷却。表层的形成还取决于材料的组成(例如发泡的程度)，挤出机的速度，熔体温度和压力，在冷却之前的间隙，水温和浴的长度，和最后退却(hauloff)的速度(从挤出机中牵拉所形成的管道的机构)。快速冷却主要取决于退却速度，间隙和水温。

所得表层厚度可以是壁厚的5-10％(或约5-10％)，例如为10-50μm(或约10-50μm)。第一区域和第二区域各自具有孔隙。在一些实施方案中，第一区域中不大于5％(或约5％)的孔隙的直径超过100μm。第二区域内的孔隙大于第一区域内的孔隙。例如，在一些实施方案中，发泡材料中所述第二区域不大于5％(或约5％)的孔隙直径超过700μm。

接下来参考图17，它描述了根据至少一个实施方案制造管道的例举方法。在例举的方法中，发泡剂首先混合到基础材料内，形成挤出物，如方框1701中所示。基础材料包括扩散系数大于0.75x10^-7cm²/s(或约0.75x10^-7cm²/s)和拉伸模量大于约15MPa的一种或多种可呼吸的热塑性弹性体。然后，使用挤出机，施加压力到挤出物上，形成中空的管道，如方框1703中所示。将中空管道递送到波纹压制机模具，如方框1705所示。允许中空管道在波纹压制机模具内冷却，从而允许挤出物中的发泡剂部分释放气泡，如方框1707中所示。最后，从波纹压制机中取出冷却的中空管道，如方框1709中所示，从而形成含固体热塑性弹性体和由气泡形成的孔隙的管道。在这一实例中，所得管道的壁厚为0.1-3.0mm(或约0.1-3.0mm)。最大孔隙尺寸小于最小壁厚的1/3(或约1/3)，和波纹管的孔隙分数大于25％(或约25％)。

测量方法

以上提到性能，其中包括模量，孔隙分数，质量(mass)，直径，厚度和扩散率。以下提供测量这些性能的优选方法。在室温(23℃或约23℃)下进行所有测量。

A.模量

进行拉伸测量，以确定在恒定延伸下发泡的波纹管的力/应变关系。据测定，对于高达10％延伸率来说，这一关系典型地为线性。使用配有500N负载池的Instron装置进行这一实验，并使用200mm长的波纹管样品作为试样。

执行2D轴对称的有限元(finiteelement)(数学)模型，从实验中求得材料的杨氏模量。根据波纹管的测量值构造这一模型中的几何形状。该模型包括线性弹性(Hookean)材料行为以供分析模量(E)。证明在小的延伸条件下，在该模型中使用线性弹性材料是合理的。从一端约束(constrain)该模型并采用恒定负载，从另一端牵拉，以模拟在Instron装置上观察到的类似行为。由该模型求得在不同模量(E)下的延伸值，并比较该模型的数据与根据下述等式在Instron实验中的那些数据：

其中

F代表力

L代表样品长度，和

ε代表延伸率。

选择该模量作为匹配在模型与实验之间的这一等式的数值。使用具有已知模量的波纹管，进行确认实验，该结果与数学模型很好地一致。

B.孔隙分数测量

如下所述，在方程式1中定义了发泡聚合物样品的孔隙分数(φ_v)：

${\mathrm{\φ}}_v=1-\[\frac{\mathrm{\ρ}\left(S\right)}{\mathrm{\ρ}\left(P\right)}\]---\left(1\right)$

其中ρ(S)是发泡聚合物样品的密度，和ρ(P)是相应的未发泡聚合物的密度。测量ρ(S)的两种例举方法是以下所述的浮力法和排水量(displacement)方法。

浮力法涉及测量在空气中悬浮的样品的质量(M₁)，然后测量在已知低密度的流体，例如庚烷内悬浮的样品的质量(M₂)。可如下所述，根据方程式2，计算发泡聚合物样品的密度：

$\mathrm{\ρ}\left(S\right)=\frac{M_1{\mathrm{\ρ}}_F}{M_1-M_2}---\left(2\right)$

其中ρ_F代表悬浮流体的密度。浮力法适合于较小的样品，当样品的密度高于悬浮流体的密度时。例如，若庚烷用作悬浮流体时，这一方法适合于孔隙分数小于45％的发泡样品。

排水量方法涉及通过测量它排开的液体量，计算样品的体积。使用数码高度仪，测量在倒空的渐变圆柱体上的标记高度。这提供高度与体积之间的校正关系。将液体置于圆柱体内，并测量凹形弯月面的底部或者到达凸形弯月面的顶部，从而测定在圆柱体内液体的高度。这得到起始体积(V₁)。然后，将已知干重的发泡聚合物样品(M₁)置于该液体内，并再次测定圆柱体内液体的高度。这得到最终的体积(V₂)。可如下所述根据方程式3，计算发泡聚合物样品的密度。

$\mathrm{\ρ}\left(S\right)=\frac{M_1}{V_2-V_1}---\left(3\right)$

尽管排水量方法要求较大的样品，以得到充足的精度，但它确实允许测量较低密度的样品，这是因为样品可浸在水中并保持在原位。

C.质量

使用由ShinkoDenshiCo.制造的VibraAJ-420CE音叉微量天平(Plant#504068)，获得所有质量。

D.厚度与直径

可按照下述方式，获得样品厚度和/或直径。

对于管状样品来说，可使用Mitutoyo数码测径器(ModelCD-8CSX)，测量直径。可在多个点处测量样品直径，并将这些测量值的简单平均作为样品直径。

对于薄膜样品来说，可使用Mitutoyo游标测微计D(0-25mm)RHNEOMODELSHOP，在许多点处获得厚度。再者，可将简单平均值视为样品厚度。

为了测量波纹管样品的厚度，可将管道切割成多个部分，并沿着剖面，在各位置处使用数码测径器，进行许多次测量。可计算面积-加权(area-weighted)的平均厚度。在替代方案中，也可使用校正的显微镜，例如MeijuTechnoMicroscope，测量波纹管状样品的厚度。该方法涉及沿着管道的长度，在圆周周围的不同位置处进行峰值和低谷厚度的多次测量(典型地大于90次)。这通过切割该管道成两半，但沿着覆盖45个波纹/螺旋轮次的螺旋状路径来实现。

E.扩散率

聚合物体系依赖于时间的水吸收和解吸是水在聚合物内扩散率的函数，CrankJ.Themathematicsofdiffusion.第2版，Oxford:ClarendonPress；1975给出了可如何分析实验数据，得到水在聚合物内的扩散系数的详细说明。Crank的第46-49,60,61,和72-75页在此通过参考引入。

根据Crank，当扩散系数D恒定时，根据方程式4，定义在厚度2l的样品内水的解吸/吸收。

$\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\∞}\right)}=1-\underset{n}{\Σ}{A}_n\exp (-{\mathrm{\β}}_n^{2}Dt)---\left(4\right)$

其中：

代表分数质量损失或质量增益；

M(t)＝m(t)-m(0),克

M(∞)＝m(∞)-m(0),克

m(0)代表在时间＝0时的质量，克

m(t)代表在时间＝t时的质量，克

m(∞)代表在非常长的时间处样品的质量，克

n代表在无限求和中的第n项

$A_n=\frac{8}{{(2n+1)}^2{\mathrm{\π}}^2}---\left(5\right)$

${\mathrm{\β}}_n=\frac{(2n+1)\mathrm{\π}}{2l}---\left(6\right)$

D代表扩散系数，cm²/s

t代表时间，秒，和

2l代表样品的厚度，cm。

在方程式4中，对于>0.4的数值来说，n＝1(也就是说，具有A₁和β₁)的主导指数(leadingexponential)成为主项。

通过使用Laplace变换式，通过求解扩散方程式，获得对于来说的替代表示法。Crank给出了结果并通过以下的方程式7再现：

$\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\∞}\right)}=2\sqrt{\frac{Dt}{l^2}}\{\sqrt{\frac{1}{\mathrm{\π}}}+2\underset{n}{\Σ}{(-1)}^{n}ierfc\left({\mathrm{\γ}}_n\right)\}---\left(7\right)$

其中

${\mathrm{\γ}}_n=\frac{nl}{\sqrt{Dt}}$

$ierfc\left(x\right)=\[\frac{\exp (-x^2)}{\sqrt{\mathrm{\π}}}\]-xerfc\left(x\right),$ 和

erfc(x)代表的余误差函数(complementaryerrorfunction)x。

在较短的时间处，对于<0.4的数值来说，仅仅在波形括号{-}内的项最显著地贡献。方程式7表明的点vs为直线，且斜率等于

图18示出了具有恒定扩散系数D＝3.0x10^-7cm²/s和l＝0.075cm的理想化吸收/解吸曲线。如图19所示，实际的实验曲线看起来不同于理想化曲线。与理想化曲线相比，实验曲线中的分数质量变化滞后于时间，且总的实验曲线具有S形的形状。当水从膜中解吸受到在膜表面处的蒸发速度限制时，获得S形的形状。这在数学上通过在材料表面处在方程式8中的边界状况来论述。

$-D\frac{\&part;C}{\&part;x}=\mathrm{\&alpha;}(C_0-C_s)---\left(8\right)$

其中

C₀表示与外部环境处于平衡时膜中的浓度，g/cm³

C_s代表正好在表面内部的水浓度，g/cm³,和

α代表与在表面处的蒸发速度有关的常数，cm/s。

在蒸发下，可根据方程式9，表达与方程式1的类似结果。

$\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\&infin;}\right)}=1-\underset{n}{\&Sigma;}{A}_n\exp \left(\frac{-{\mathrm{\&beta;}}_n^{2}Dt}{l^2}\right)---\left(9\right)$

其中

$A_n=\frac{2L^2}{{\mathrm{\&beta;}}_n^2({\mathrm{\&beta;}}_n^2+L^2+L)}$

$L=\frac{l\mathrm{\&alpha;}}{D}---\left(10\right)$

和β_n是方程式L＝β_ntan(β_n)(11)的解。

再者，在较长的时间处，当>0.4时，方程式9受具有A₁和β₁的主导(n＝1)指数控制。当α和因此L变得较大时，A_n和β_n减少为方程式5和6的定义值。

由于方程式9中，β，L和D之间存在强烈的关联(coupling)，因此，可期望还从较短时间处的数据推导出D。在理想的扩散情况下，通过使用方程式7，观察在短时间下的实验数据，求得扩散系数D。Crank没有示出具有方程式8给出的边界状况的针对方程式7的相应方程式。因此，通过项n＝2推导出Laplace变换解。对于<0.4的数值来说，方程式12提供实际结果的非常接近的近似值。

在短的时间处，较高幂指数项小且可忽略。

使用上述推导，如下所述提供计算扩散率的例举方法：

1.收集随时间(s)变化，在(分数质量损失或质量增益)上的实验数据。对于解吸实验来说，这通过首先在控制的RH下，平衡已知干重的样品与水蒸气，然后在各时间处测量样品的重量，其中包括其起始值m(0)。进行测量，直到重量不再变化，m(∞)。在样品上以10-30L/min(或约10-30L/min)的速度，吹动干燥的空气通过样品，进行所有测量，以减少蒸发对实验观察的影响。

2.计算在每一时间下的水(g)/g干燥聚合物(W％)。由这样数据和其他实验值，计算在每一时间处的l(t)值，其中2l(t)代表样品的厚度(cm)。

3.选择L和D的起始值(或第一估计值)。

4.根据方程式13，确定由以上方程式12推导的函数G(t)：

$G\left(t\right)=\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\&infin;}\right)}+\frac{1}{L}\{1-(\exp \&lsqb;L\sqrt{{\left(Dt/l\left(t\right)\right)}^2}\&rsqb;)(erfc\&lsqb;L\sqrt{Dt/l\left(t\right)})\}---\left(13\right)$

5.利用L和D的起始估计值，计算G(t)值。

6.用G(t)对作图，并根据头四个数据点的斜率，使用方程式14计算D的比较值：

$G\left(t\right)=\frac{2}{l\left(t\right)}\sqrt{\frac{Dt}{\mathrm{\&pi;}}}---\left(14\right)$

7.利用步骤3中L的起始值，重复步骤5和6，直到D会聚于一点。这定义了D和L作为随后步骤的输入参数。

8.利用来自步骤3的L值，根据方程式11，计算β_n(n＝1...6)的头6个根值。

9.在每一时间t处，根据实验计算下式的数值：

$ln\&lsqb;1-\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\&infin;}\right)}\&rsqb;---\left(15\right)$

根据方程式9，在较长的时间处，方程式15相当于以下给出的方程式16的关系式：

$ln\&lsqb;1-\frac{M\left(t\right)}{M\left(\mathrm{\&infin;}\right)}\&rsqb;=ln\left(A_1\right)-\&lsqb;\frac{{\mathrm{\&beta;}}_1^{2}Dt}{l{\left(t\right)}^2}\&rsqb;---\left(16\right)$

10.因此，接下来用根据方程式15计算的数值对作图。

11.在其中的范围内，根据这一曲线的斜率和根据步骤8中计算的β₁值，可利用方程式16计算新的D值。

12.调节步骤3中的L值，并重复步骤4-11，直到步骤11的D值和步骤7的D值是相同的数值。这定义了满足方程式9和方程式12二者的L和D的独特值。

13.记录D,L,A₁,和对于来说n＝1...6的β_n的数值。利用方程式9，计算连续曲线，并针对拟合值，计算并记录R²。图20示出了在婴儿-大小的发泡聚合物管道上前述计算方法的结果。该管道包括52％孔隙分数下的样品MB-276％，其流速为16.7L/min,RH＝100％,D＝1.228x10^-6cm²/s，和L＝3.5697。曲线拟合的R²为0.9998。

本发明的前述说明包括其优选形式。可在没有脱离本发明范围的情况下，对其作出修改。对于本发明涉及的领域的技术人员来说，在没有脱离所附权利要求定义的本发明范围的情况下，结构的许多变化和本发明广泛不同的实施方案与应用呈现在我们面前。此处的公开内容和说明纯粹是例举且在任何意义上绝不打算限制。

Claims (24)

1.制造医疗回路组件的方法，该方法包括：

将发泡剂混合到聚合物基础材料内，并形成液化的混合物；

允许发泡剂部分释放气泡到液化混合物的基础材料部分内；和

阻留释放的气泡，并加工该混合物，形成水蒸气可渗透的组件，

其中选择发泡剂和聚合物基础材料，并加工该混合物，形成含固体聚合物和在整个固体聚合物当中分布的孔隙的水蒸气可渗透的组件，其中组件的渗透率P，单位g-mm/m²/天，为至少60g-mm/m²/天，这根据ASTME96的程序A测量，使用在23℃的温度和90％的相对湿度下的干燥方法，且满足下式：

P>exp{0.019[ln(M)]²-0.7ln(M)+6.5}

其中M代表发泡聚合物的弹性模量，单位MPa，和M介于30-1000MPa之间。

2.权利要求1的方法，其中所述发泡剂是注射到聚合物基础材料的惰性气体。

3.权利要求1的方法，其中所述发泡剂是加入到聚合物基础材料的化学品，当加热时其诱导化学分解反应。

4.权利要求3的方法，其中所述化学降解反应是吸热反应。

5.权利要求3的方法，其中所述化学降解反应是放热反应。

6.权利要求1-5任何一项的方法，其中P为至少70g-mm/m²/天。

7.权利要求1-5任何一项的方法，其中M介于30-800MPa之间。

8.权利要求1-5任何一项的方法，其中壁厚为0.1mm-3.0mm。

9.权利要求1-5任何一项的方法，其中发泡材料的孔隙分数大于25％。

10.权利要求1-5任何一项的方法，其中发泡材料在横向上的平均孔隙尺寸小于壁厚的30％。

11.权利要求1-5任何一项的方法，其中发泡材料包括沿着壁的纵轴变扁的孔隙，和其中至少80％的孔隙的纵向长度与横向高度之比的纵横比大于2:1。

12.权利要求1-5任何一项的方法，其中发泡材料包括孔隙，且至少10％的孔隙互连。

13.权利要求1-5任何一项的方法，其中可呼吸的发泡材料包括具有聚醚软链段的热塑性弹性体。

14.权利要求1-5任何一项的方法，其中可呼吸的发泡材料包括具有聚醚软链段的共聚酯热塑性弹性体。

15.权利要求1-5任何一项的方法，它包括将水蒸气可渗透的组件形成为管道。

16.权利要求15的方法，其中加工混合物包括将该混合物挤塑成管道形状。

17.权利要求16的方法，其中加工混合物包括共挤塑绕管道形状的内表面四周排列的多个增强肋条，以便多个肋条通常沿着管道形状的长度纵向对齐。

18.权利要求15的方法，其中加工混合物包括使挤塑的管道形状起波状。

19.权利要求1-5任何一项的方法，包括将水蒸气可渗透的组件形成为面具。

20.权利要求1-5任何一项的方法，其中捕获气泡的释放包括冷却所述混合物。

21.权利要求20的方法，其中冷却所述混合物包括快速冷却所述混合物以形成贯穿壁厚的第一区域和第二区域，其中所述第一区域形成平均和最大孔隙尺寸较小的表层，这种尺寸不太可能形成贯穿所述壁的泄漏路径，所述第二区域具有较大的孔隙，形成开孔。

22.权利要求21的方法，其中所述第一区域占壁厚的5-10％之间。

23.权利要求21的方法，其中第一区域中不超过大约5％的孔隙超过100μm直径。

24.权利要求21的方法，其中第二区域中不超过5％的孔隙具有超过700μm的直径。