CN105555352B - 液体涂敷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体涂敷器。该涂敷器(100)包括具有铰链(132)、夹持件(134)和底座(136)的杆件(130)，杆件(130)与适于接收液体填充的安瓿的中空主体一体形成。底座与安瓿相邻定位，并且当杆件被压下时挤压安瓿。

Description

液体涂敷器

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月20日提交的美国临时专利申请61/880,472的优先权，其公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用于将液体施涂到表面的液体涂敷器，例如外科准备涂敷器。具体地，本公开涉及具有适于挤压安瓿和释放涂敷器内的液体的杆件的液体涂敷器。

发明内容

简而言之，在一个方面，本公开提供用于将液体施涂到表面的液体涂敷器。总体上，涂敷器包括细长的中空主体，该细长的中空主体包括限定内部室的壁，该内部室具有封闭端和开口端；其中该壁包括柄部区和挤压区，并且其中挤压区中的壁的厚度与柄部区中的壁的厚度的比率小于1。由易碎材料形成的第一安瓿靠近挤压区位于内部室中，并且包含液体。杆件与中空主体是一体的并且包括铰链、夹持件和底座，铰链从附接到中空主体的第一位置突出至第二位置，夹持件从第二位置延伸至第三位置，底座邻近挤压区与壁成一整体。杆件包括第一构架、第二构架和撑杆，第一构架从第三位置延伸至底座，第二构架从第二位置延伸至底座，撑杆连接铰链和第二构架。第一构架的宽度从靠近第三位置的第一宽度渐缩至靠近底座的第二宽度；其中第二宽度与第一宽度的比率小于1。

在一些实施例中，第二构架的宽度从靠近第二位置的第三宽度渐缩至靠近底座的第四宽度；其中第四宽度与第三宽度的比率小于1。在一些实施例中，撑杆基本上平行于细长的中空主体的长轴。

本公开以上发明内容并非旨在描述本发明的每个实施例。本发明的一个或多个实施例的细节还在下面的说明书中给出。根据本说明书和权利要求书，本发明的其它特征、目标和优点将显而易见。

附图说明

图1示出根据本公开的一些实施例的一个示例性液体涂敷器的侧视图。

图2示出图1的示例性液体涂敷器的横截面。

图3示出对应于图1的示例性液体涂敷器的杆件的一个示例性杆件的侧视图。

图4a示出图3的示例性杆件在挤压之前的横截面。

图4b示出图3的示例性杆件在挤压之后的横截面。

图5示出图3的示例性杆件的端视图。

图6a示出根据本公开的一些实施例的另一个示例性杆件。

图6b示出根据本公开的一些实施例的另一个示例性杆件。

具体实施方式

为进行手术对患者皮肤的消毒准备工作通常包括用消毒皂溶液洗擦感染区域3-10分钟，然后施涂水溶性消毒涂料溶液。这些溶液已通过附接到叶片或用夹钳夹着的饱和海绵施涂。这些海绵通常通过浸泡在盛有溶液的敞口盘中饱和。这些技术虽然廉价但却麻烦，并且无法控制溶液不慎滴入不期望的区域中。

另选地，已经开发出装置以试图阻止与这些技术相关联的溶液滴落，并且减少施涂消毒溶液所需的时间。例如，已经开发出液体涂敷器，该液体涂敷器将液体保持在易碎安瓿内并且需要另外的元件挤压安瓿以及释放液体。然而，现有涂敷器通常构造复杂并且使用困难或麻烦。

例如，一些液体涂敷器使用多部分设计。通过分开制造杆件和中空主体，不同材料可用于实现期望的结果。例如，通常中空主体由柔性的、低模量材料诸如低密度聚乙烯形成。相比之下，杆件通常由更刚性的、更高模量的材料诸如高密度聚乙烯或聚碳酸酯形成。通过此类选择，施加到杆件的力将足够压缩中空主体并且在杆件自身显著变形之前使安瓿碎裂。然而，此类两部分结构的制造更复杂。

其它液体涂敷器使用一部分设计。在这里，杆件与中空主体一体形成。杆件包括铰链、夹持件和底座。如果设计得当，则夹持件在被压下时将围绕铰链旋转，从而导致底座使中空主体压缩并使安瓿碎裂释放液体。此类涂敷器的一体设计构造较为简单；然而，仅单种材料可用于整个构造。在此类现有技术的涂敷器中，已经选择刚性的、高模量的材料以确保施加到杆件的力将足够压缩中空主体并在杆件自身显著变形之前使安瓿碎裂。该要求已经导致这样的设计：包括使用笨拙且更低效的非圆柱形中空主体设计。即便具有此类修改，这些涂敷器可能也难以操作。

根据本公开的一个实施例的示例性液体涂敷器在图1中示出。液体涂敷器100包括细长的中空主体110，中空主体110包括壁160。壁160限定具有封闭端172和开口端174的室170。封闭端172可通过任何多种已知方式密封，以抑制或阻止包含在室内的液体通过封闭端逸出。例如，可以是压配合式、螺纹连接式或其它方式附接的顶盖118可密封室，从而形成封闭端172。

开口端174允许流体从中空主体流出并且被施涂到期望的位置。在一些实施例中，垫178可附接到开口端，以控制流体的流速和分布。垫178可由任何合适的、多孔的物质形成，包括例如海绵、织造材料和非织造材料、筛网、网片以及它们的组合。包括例如聚酯聚氨酯和聚酯聚醚开孔泡沫的多种已知材料可用于构造垫。

在一些实施例中，诸如图1示出的实施例，开口端174终止于凸缘177，凸缘177提供垫178的配合表面。此外，凸缘177可包括特征结构诸如肋状物、孔和通道以有助于流的控制和分布。垫可通过包括例如粘合剂和超声焊接的已知方法附接到凸缘。

安瓿180位于室170内。一般来讲，安瓿由易碎材料例如玻璃形成。此类材料相对易碎并且在被压缩时将碎裂。这与在被压缩时将变形、但必须被刺穿以释放内部的液体的相对柔性的材料形成对比。在一些实施例中，可包括在易碎材料中提供局部薄弱区域的划线或其它特征结构，以控制破裂和/或减小使安瓿破裂所需的力。

安瓿的大小和形状被选择成与内部室的尺寸和期望的液体体积相容。例如，对于用于小的外科手术的准备工作，安瓿中的液体量通常应当足够覆盖例如10平方厘米或更大的面积。对于较大的外科手术，安瓿中的液体量可能需要足够覆盖至少大体型患者的躯干，例如，至少约500-600平方厘米。

安瓿180包含将被分配的液体。一般来讲，如本领域的普通技术人员所理解的，任何液体都可包含在安瓿内，其中液体的选择影响用于构造安瓿和涂敷器的其它部分的材料的选择。在一些实施例中，涂敷器尤其可用于在室温下分配所具有的粘度小于约10,000cps的流体，最优选地小于约500cps。

在一些实施例中，安瓿可包含消毒准备液。合适的消毒准备液的实例包括美国专利4,584,192和美国专利4,542,012中所述的那些实例。其它可用的流体包括消毒准备液，例如，碘载体皮肤酊剂，诸如可从3M公司商购获得的“Duraprep^TM外科溶液”。在一些实施例中，安瓿可用包含抗微生物剂诸如碘、碘络合物(例如，碘伏)、氯己定、氯己定盐(例如，二葡萄糖酸氯已定和二醋酸氯已定)或它们的组合的组合物填充。其它示例性的抗微生物剂包括C2-C5低级烷基醇、甘油和丙二醇的脂肪酸单酯、包含(C12-C22)疏水物和季铵基团的聚合物、聚季胺(例如，聚六亚甲基双胍)、季铵硅烷、银、银盐(诸如氯化银)、氧化银和磺胺嘧啶银、甲基、乙基、丙基和丁基对羟基苯甲酸酯、奥替尼啶、过氧化物(例如，过氧化氢和过氧化苯甲酰)等以及它们的组合。

液体涂敷器100还包括杆件130，杆件130包括铰链132、夹持件134和底座136。铰链132从与中空主体110成一整体的第一位置142延伸至第二位置144。夹持件134将杆件从第二位置144延长至第三位置146。构架151和155将铰链132和夹持件134连接至底座136。第一构架151从第三位置146延伸至底座136。相似地，第二构架155从第二位置144延伸至底座136。

杆件130还包括撑杆157，撑杆157连接铰链132与第二构架155。撑杆157与铰链132成一整体，在第一位置142和第二位置144之间的一位置处与铰链132相交。在一些实施例中，撑杆157在第一位置142和第二位置144之间的大约中途与铰链132相交，例如，在一些实施例中，基于铰链的长度，撑杆157在铰链132的中点的+/-20％内或甚至在中点的+/-10％内与铰链132相交。

撑杆157还与第二构架155成一整体，在底座136和第二位置144之间与第二构架155相交。在一些实施例中，撑杆157在底座136和第二位置144之间的大约中途的位置与第二构架155相交，例如，在一些实施例中，基于第二构架的长度，撑杆157在第二构架155的中点的+/-20％内或甚至在中点的+/-10％内与第二构架155相交。

适于在一些实施例中使用的另外的特征结构在图2中示出，图2示出图1的示例性涂敷器100的横截面。例如，压配合到中空主体110上的顶盖118包括任选的插针119，插针119与安瓿180的端部相符，从而保持在适当的位置。壁160包括任选的肋状物161，肋状物161突出至室170中，从而有助于安瓿180的放置和保持。中空主体160还可包括任选的止挡件175。在一些实施例中，当安瓿被插入室中时，安瓿紧靠止挡件坐置，从而帮助相对于杆件定位安瓿。虽然未示出，但在一些实施例中，筛网或其它过滤装置可位于开口端174附近，从而阻止挤压的安瓿的碎片到达垫178。

中空主体110包括柄部116，在使用过程中可以用手握住柄部116。在这里，壁160具有第一厚度T1。在与底座136相邻定位的挤压区114中，壁160具有第二厚度T2，第二厚度T2小于第一厚度T1。中空主体110可包括任选的台阶111，台阶111在柄部116和挤压区114之间过渡。

一般来讲，第一厚度T1被选择成提供期望的机械完整性并且可取决于诸如材料选择和涂敷器设计的已知因素。例如，对于给定材料，当在正常使用过程中握住柄部时，壁应当具有足够的厚度以阻止挤压安瓿。此外，厚度应当足够阻止破碎的安瓿的碎片穿过壁。一般来讲，第一厚度T1为至少1mm，例如至少2mm。在一些实施例中，厚度T1不大于5mm，例如不大于4mm。

一般来讲，第二厚度T2被选择成减小使挤压区114中的壁变形所需的力。由于涂敷器通常是用单手操作的，因此夹持件由拇指压下。假如潜在操作员的拇指力度的范围大，则可以期望使压下夹持件、压缩壁和使安瓿碎裂所需的力最小化。然而，第二厚度还应当足够使非预期挤压最小化或阻止非预期挤压以及保留破碎的安瓿的任何碎片。一般来讲，T2与T1的比率小于1。在一些实施例中，T2与T1的比率不大于0.9、不大于0.7或甚至不大于0.5。在一些实施例中，T2与T1的比率为至少0.2，在一些实施例中，比率为至少0.4。

一般来讲，挤压区114的长度应当比底座136的长度更长。在一些实施例中，挤压区从柄部116延伸至在开口端174附近或在开口端174处的位置。在一些实施例中，挤压区114可在止挡件175处结束。

在一些实施例中，挤压区可在涂敷器的整个圆周延伸。然而，在一些实施例中，不能使中空主体的整个圆周的壁变薄。例如，在一些实施例中，支撑区115中的壁可比挤压区114中的壁更厚。在一些实施例中，支撑区115中的壁可具有第三厚度T3，第三厚度T3大于第一厚度T1。在一些实施例中，T3与T1的比率为至少1.1，例如至少1.2或甚至至少1.3。一般来讲，挤压区的圆周宽度应当大于底座的宽度。在一些实施例中，挤压区从底座延伸至少+/-30度，在一些实施例中，延伸至少+/-60度或甚至+/-90度。一般来讲，支撑区应当涵盖中空主体的剩余的圆周。

示例性杆件130的较大视图在图3中示出。铰链132在第一位置142处连接至中空主体110并与中空主体110是一体的。铰链以一定角度从中空主体延伸，从而在对应于第二构架155的位置的第二位置144处终止。夹持件134使杆件从第二位置144延长至第三位置146，第三位置146在远离中空主体的距离H处。底座136连接至中空主体110并与中空主体110是一体的。第一构架151从第三位置146延伸至底座136，从而与壁160形成角度A。撑杆157连接铰链132和第二构架155。

虽然杆件的设计具有一些柔性，但本发明人已经发现对于易用性和功能性重要的某些尺寸。图4a示出图3的杆件的横截面，示出该杆件在挤压安瓿180之前的位置。图4b示出图3的杆件的横截面，示出该杆件在挤压安瓿180之后产生碎片171的位置。角度A和高度H应当被选择成使得当夹持件134被压下时，底座136的行进足够压缩挤压区114中的壁160并且在夹持件134接触柄部区116中的壁160之前使安瓿180碎裂。通过增大角度A，可以在不需要不实用长度的夹持件的情况下实现足够的距离H。在一些实施例中，角度A大于30度，例如大于40度。然而，如果角度A太陡，则可能难以致动杆件。在一些实施例中，角度A不大于60度，例如不大于50度。

因为底座(因此夹持件)必须能够行进足够的距离以便挤压安瓿，所以距离H将一定程度地取决于室和安瓿的直径。在一些实施例中，H大于室的直径的0.5倍，例如为室的直径的至少1倍，或甚至为室的直径的至少1.5倍。在一些实施例中，高度H为至少10mm，例如至少20mm。在一些实施例中，高度H不大于40mm，例如不大于30mm。

当夹持件134用所施加的力F1压下时，杆件130作为第二角度的杆件操作，从而在底座136处施加挤压力F2。通过长度L1和L2的适当选择，挤压力F2可相对于所施加的力F1提高。L1是铰链132连接至壁的第一位置142和底座136的中心之间的距离。L2是从第一位置142到第三位置146的距离，第三位置146在夹持件134的端部处。一般来讲，F2与F1的比率和L2与L1的比率成比例。在一些实施例中，L2与L1的比率为至少1.5，例如至少1.8。在一些实施例中，L2与L1的比率不大于3，例如不大于2.5。

为了集中挤压力和减小使安瓿180破碎所需的所施加的力，可能期望减小底座136的大小。然而，如果底座136的面积太小，则杆件130在被压缩时可能弯曲到侧面，从而阻碍操作。通过使用刚性的、高模量材料，这个问题在现有技术构造中已经减少。然而，当使用柔性的、较低模量的材料时，需要另选的方法。

参考图1和3，撑杆157协助使杆件稳定。在一些实施例中，撑杆157基本上平行于细长的中空主体110的长轴。例如，在一些实施例中，撑杆157的长轴和细长的中空主体110的长轴与平行相差在+/-20度内，例如与平行相差在+/-10度或甚至在+/-5度内。

在一些实施例中，构架151和155可在底座处的公共位置处合并。另选地，如图3所示，在一些实施例中，构架中的每个可在空间上隔开的位置处连接至底座136，从而进一步为杆件提供稳定性。

根据本公开的一些实施例的杆件130的端视图在图5中示出。夹持件134的顶部在夹持件134终止于第三位置146处时具有第一宽度W1。一般来讲，选择夹持件134的顶表面、包括其宽度，以提供舒适和稳定的基座，形成施加力来挤压安瓿。一般来讲，可选择大小，以对应于人类拇指的宽度的预期范围。在一些实施例中，宽度W1为至少5mm，例如至少10mm。在一些实施例中，宽度W1不大于25mm，例如不大于20mm。

在一些实施例中，为了进一步集中施加到底座136上的力，第一构架151可以是渐缩的。即，第一构架151的宽度可从构架连接至夹持件处的第一宽度W1减小到构架连接至底座136处的第二宽度W2。一般来讲，W2与W1的比率小于1，例如小于0.8、小于0.5或甚至小于0.4。因为底座越窄，越可能发生不期望的侧向弯曲，所以底座136处的最小期望宽度将受到杆件的期望稳定性的影响。在一些实施例中，宽度W2为至少2mm，例如至少3mm。在一些实施例中，宽度W2不大于8mm，例如不大于4mm。

在一些实施例中，第二构架的宽度随着第二构架接近底座也是渐缩的。例如，在一些实施例中，第二构架从靠近第二位置的第三宽度渐缩至靠近底座的第四宽度；其中第四宽度与第三宽度的比率小于1。

底座136的长度连同其宽度一起确定施加以挤压安瓿的压力，对于施加的每单位的力，较小底座产生较大压力。然而，如同宽度一样，机械稳健性和杆件稳定性影响最小底座长度。然而，添加将铰链连接至第二构架的撑杆提供足够的另外的稳定性，使得可使用较小的底座大小而没有关于先前设计所指出的不稳定性。具体地，撑杆帮助防止杆件在施加力时侧向弯曲，尽管使用了较小的底座。因为较小的底座，所施加的力可集中到较小的挤压区域上，从而导致较低的挤压安瓿所需的所施加的力。

在一些实施例中，底座的长度为至少1mm，例如至少2mm。在一些实施例中，底座的长度不大于10mm，例如不大于5mm或甚至不大于3mm。在一些实施例中，底座的面积(长度乘宽度)不大于20平方毫米，例如不大于10平方毫米。在一些实施例中，底座的面积为至少5平方毫米，例如至少8平方毫米。

一般来讲，本公开的杆件包括铰链、夹持件、第一构架和第二构架以及撑杆。图6a和6b所示，在一些实施例中，杆件可包括另外的特征结构。例如，参考图6a，液体涂敷器200包括杆件230，杆件230包括铰链232、夹持件234和底座236。铰链232从与中空主体210成一整体的第一位置242延伸至第二位置244。夹持件234将杆件从第二位置244延长至第三位置246。构架251和255将铰链232和夹持件234连接至底座236。第一构架251从第三位置246延伸至底座236。相似地，第二构架255从第二位置244延伸至底座236。撑杆257连接铰链232和第二构架255。

杆件230还包括第三构架253，第三构架253位于第一构架251和第二构架255之间。第三构架253从底座236延伸至第四位置248，第四位置248位于第二位置244和第三位置246之间。在一些实施例中，第三构架在挤压操作过程中向杆件提供另外的稳定性。在一些实施例中，第三构架有助于将挤压力集中到底座上。

杆件中可包括另外的构架。例如，参考图6b，液体涂敷器300包括杆件330，杆件330包括铰链332、夹持件334和底座336。铰链332从与中空主体310成一整体的第一位置342延伸至第二位置344。夹持件334将杆件从第二位置344延长至第三位置346。构架351和355将铰链332和夹持件334连接至底座336。第一构架351从第三位置346延伸至底座336。相似地，第二构架355从第二位置344延伸至底座336。撑杆357连接铰链332和第二构架355。在一些实施例中，杆件330包括一个或多个另外的构架，例如构架352。此类另外的构架的位置和角度可基于期望改进、诸如稳定性和力集中度来选择。

多种垫是已知的，包括海绵和织物。一般来讲，此类垫的形状呈圆柱形或矩形，并具有基本上光滑的表面，即尽管表面可具有与所选材料相关联的一些小比例的粗糙度，但涂敷器的厚度不存在大比例的变化。全部此类涂敷器适于在本公开的各种实施例中使用。然而，在一些实施例中，本发明人已经发现波状垫在对表面均匀施涂液体方面可提供另外的益处。

根据本公开的液体涂敷器由线性低密度聚乙烯模塑而成。这些一体结构所需的挤压力与可商购获得的涂敷器的挤压力进行比较。

涂敷器放置在可调式块中，并且在水平位置中与杆件的夹持部分保持45度角。销竖直地安装在Instron^TM测试机中，使得当头部降低时，销将接触夹持件的最外侧区。在涂敷器固定地保持在适当的位置的情况下，以每秒50毫米降低销，并且记录挤压涂敷器内的玻璃安瓿所需的力。

首先，测试商品。购自明尼苏达州圣保罗的3M公司的8635DuraPrep^TM是具有中空主体和单独杆件的两部分构造，中空主体由线性低密度聚乙烯形成，单独杆件由刚性聚碳酸酯形成。基于十四次测试，这个商品的平均所施加的力为48+/-8牛顿。商业经验指示这个力是合格力。

制造如图1和3中所示的根据本公开的实施例的两种涂敷器。这些实例由线性低密度聚乙烯制造(弯曲模量为317MPa)。对于两个实例1和2，底座沿着涂敷器的长度延伸2.5mm。对于实例1，底座的宽度为6.4mm，导致16平方毫米的底座面积。对于实例2，底座的宽度减小到3.8mm，导致9.5平方毫米的底座面积。基于对每个实例的十五次测试，对于实例1，平均所施加的力为53+/-9牛顿，对于实例2，平均所施加的力为46+/-8牛顿。

一般来讲，本公开的涂敷器可通过已知方法制成。在一些实施例中，可使用注塑。多种材料可用于形成涂敷器。在一些实施例中，可使用由低弯曲模量材料诸如低密度聚乙烯形成的涂敷器。例如，在一些实施例中，可使用所具有的弯曲模量不大于500MPa、例如不大于400MPa、或甚至不大于350MPa的材料。

在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本发明的各种修改和更改对于本领域的技术人员将变得显而易见。

Claims (6)

1.一种用于将液体施涂到表面的液体涂敷器，所述涂敷器包括：

细长的中空主体，所述细长的中空主体包括限定内部室的壁，所述内部室具有封闭端和开口端；其中所述壁包括柄部区和挤压区，并且其中所述挤压区中的所述壁的厚度与所述柄部区中的所述壁的厚度的比率小于1；

第一安瓿，所述第一安瓿由易碎材料形成，所述第一安瓿靠近所述挤压区位于所述内部室中，并且包含所述液体；

杆件，所述杆件与所述中空主体是一体的，并且包括铰链、夹持件和底座，所述铰链从附接到所述中空主体的第一位置突出至第二位置，所述夹持件从所述第二位置延伸至第三位置，并且所述底座邻近所述挤压区与所述壁成一整体；

其中所述杆件包括第一构架、第二构架和撑杆，所述第一构架从所述第三位置延伸至所述底座，所述第二构架从所述第二位置延伸至所述底座，所述撑杆从所述铰链延伸至所述第二构架；

其中所述第一构架的宽度从靠近所述第三位置的第一宽度渐缩至靠近所述底座的第二宽度；其中所述第二宽度与所述第一宽度的比率小于1。

2.根据权利要求1所述的液体涂敷器，所述第二构架的宽度从靠近所述第二位置的第三宽度渐缩至靠近所述底座的第四宽度；其中所述第四宽度与所述第三宽度的比率小于1。

3.根据权利要求1所述的液体涂敷器，其中所述撑杆的长轴和所述细长的中空主体的长轴与平行相差在+/-20度内。

4.根据权利要求1所述的液体涂敷器，其中基于所述铰链的长度，所述撑杆在所述铰链的中点的+/-20％内与所述铰链相交，并且其中基于所述第二构架的长度，所述撑杆在所述第二构架的中点的+/-20％内与所述第二构架相交。

5.根据权利要求1所述的液体涂敷器，其中所述涂敷器由弯曲模量不大于500MPa的材料形成。

6.根据权利要求1所述的液体涂敷器，还包括连接至所述中空主体的开口端的垫。