CN105792875B - 一个制备和输送用于低温疗法的无气泡医用冰浆的方法和仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个用于制备和输送无菌、无气泡、和高含冰量的医用冰浆的方法和系统，用于诱导低温治疗。本方法能够制备和输送医用冰浆进入患者的皮下、血管内、腹膜内、胃肠道和肺，通过内部和外部的降温来诱导低温。本方法能够制备和输送生理盐水型的医用冰浆或其它与人体组织相容的相变型冰浆。冰浆是在气密和可自我形变的容器内，通过粉碎、平滑、和搅拌冰泥形成，然后无气泡的冰浆通过输送软管和注射端口被注射入患者。这个新颖的方法和系统又简单又易于使用，而且可以长期贮存、随时使用、和输送无气泡的冰浆。

Description

一个制备和输送用于低温疗法的无气泡医用冰浆的方法和 仪器

技术领域

本发明涉及一种用来制备无菌、无气泡医疗冰浆的方法，用以在患者身上诱导低温疗法。更具体地说，本发明涉及一种改进的方法和设备用于制备、储存及通过细直径的导管输送无菌医疗冰浆进入患者的血管或身体来诱导低温疗法，而且不会输进气泡于患者血管内。

背景技术

在手术室、急诊室、或重症监护室里的医疗过程中降低患者的体温，采用低温疗法是对患者有益的。尽管现在已有一些冷却装置和方法被用于诱导低温治疗，但是还缺少一个快速和有效的冷却技术，能在最佳治疗的窗口时间内把患者体温降到理想温度。

最近，冰浆被应用于医学领域作为一种新的降温方法。它能快速并可控得冷却一个特定器官或者一组器官，在大多数情况下，能够把多个目标器官或全身降温到各自的最佳保护温度。

用医用冰浆来诱导低温疗法是本领域众所周知的技术。用血管注射的方法注入盐水冷冻成的冰浆，可以迅速冷却器官以减少器官代谢需求，并在缺氧期间增加细胞存活的机会。不同的装置被发明用来制备和输送医用冰浆。

例如，2002年7月2日颁发的美国专利号6547811，由兰斯·拜克(LanceB.Becker),特里·范登侯克(Terry Vanden-Hoek),和肯尼斯·凯萨(Kenneth E.Kasza)，发明了题为“一种导入低温疗法的方法”公开了制备相变颗粒状的冰浆的设备和方法，用于对患者的内部和外部降温来诱导低温疗法，把盐水或其他与人体组织相容的能相变的溶液冷冻成冰浆，通过皮下、血管内、腹膜内、胃肠道、和肺进行降温，全氟化碳或其他与人体组织相容的冰浆也可用于通过肺冷却。利用相变材料冰浆改进了已有的外部冷却方法(如用冷却帽和躯干上裹冰毯)。美国专利号7389653B2中肯尼斯·凯萨(Kenneth E.Kasza)等公开了一种用于为医疗冷冻使用的无菌冰浆的生产装置。该装置包括一个可用来容纳一定量体积的盐水溶液、或含有降凝剂的其他溶液的容器，在容器中有一个柔性结晶膜。当结晶膜被冷却到低于盐水的结冰温度时，容器内的盐水在膜上形成冰晶。一个往复运动的导流板反复扭曲结晶膜，让结晶膜上形成的冰晶脱离。

在2009年2月6日提交，并于2013年8月13日发表的美国专利(8505315)中，肯尼斯·凯萨(Kenneth E.Kasza)等公开了一种用于在医用降温中在制备无菌冰浆的装置。该冰浆的制备设备包括：一个内盛无菌盐水和无菌冰块的搅拌器，一个粉碎刀片，一个与搅拌器盖子连一起的机械搅动装置，冰浆输送导管，一个管式泵，和一个电力变压器用于控制搅拌器的搅拌速度。

发明内容

本发明的主要是提供了一种改进的方法和设备，用于制备、存储、和输送无菌医疗冰泥和冰浆。用这种方法和设备制备和输送的无菌医疗冰浆没有前述发明的负作用，而且克服了它们的缺点。

例如，美国专利8505315中使用搅拌器。该专利给出的无菌冰浆制造方法是把盐溶液和纯冰块或碎冰倒入搅拌器中，用搅拌器把冰浆原料搅碎到一定大小的冰粒。用搅拌器制造冰浆的一个技术难题是在峰值负载条件下启动马达，当搅拌机中盛满冰块和盐溶液时需要很大的电机功率来驱动马达粉碎冰块。另外，搅拌器刀片粉碎冰块或碎冰时会产生大量的热量而熔化冰晶，使含冰量迅速减少。此外，这种方法受限于用开放式的容器搅拌会把大量的空气搅入医疗冰浆中。当搅拌器粉碎冰块后并把医用冰浆送入输送导管时，冰浆周围的空气会被搅入医用冰浆中。混入医用冰浆中的空气在医用冰浆输送系统中形成气泡。这些气泡会在注射医用冰浆的时候进入患者的血管，而导致患者动脉气体栓塞。此外，这个搅拌系统还需要附加一个机械搅动装置以增强混合效果，进一步使系统复杂化。因此，本领域需要一种简单的方法和装置，可以有效地制备和传输无菌、无气体的医疗冰浆。

发明的优点

优点

下面是本发明的一个简化总结，用以帮助理解本创新的一些特征。这个总结不是详尽的概述，也不是旨在确立关键/重要部件或描绘其范围。这个总结唯一的目的是以简化形式描述一些概念，作为后面提供的更详细描述的一个前奏。

总的说来，本技术与制备精细无菌医用冰浆相关，包括：用有效和快速的方法和设备制备不含气泡的医用冰浆，然后通过细的医用导管输送给患者。

本发明所述的方法和系统的特征包括：一个气密可变形容器，其中盛有提前制备好的无菌的冰浆原料，一个搅拌器可用来粉碎、平滑、及混合冰浆原料以形成冰浆，一个出口加上冰浆输送管，一个输送管式泵，一个连接到泵管输出端的特殊设计过的冰浆注射头，用来把冰浆从可变形容器中泵出。一个电力变压器用来控制搅拌器粉碎、平滑、和混合的速度和时长及输送过程。校准过的管式泵，可以设定冰浆的输送流速以及记录冰浆的流量，使患者达到预定的保护冷却温度。

本发明的一个特征是使用了分子间联系弱的部分冻结的冰泥来制备医用冰浆，而不是像现有技术中用固体或大块的纯冰，因此在粉碎过程中产生较少的热，浪费在融化冰上，且消耗更少的功率，因此一个小型电源和电动马达就足够，这有利于系统的小型化。

本发明的一个特征是系统使用刚性比较小的而不是刚性的容器。使用可形变的气密容器来防止空气被搅入冰浆，对于往血管中输送冰浆很重要。容器会随着冰浆被泵出而产生收缩。收缩的容器壁把冰浆推向搅拌装置和出口的方向，从而比现有技术减少了一个附加的机械搅拌器。

此外，在一个可变形的气密容器中使用提前制备好的冰浆，可以减少把原料从一个制备容器转到另一个搅拌容器来输送的过程。在同一容器中制备、存储和输送冰浆，无需额外的转移过程，从而保持其无菌性。另外，对原料的准备过程也进行了改进，用无菌冰泥来制备无菌医用冰浆，能够使无菌冰浆被快速和可靠的输送。

本发明的一个特征是在气密的可变形容器内制备冰泥，并且在同一容器内用恰当的条件进行长期存储，比如一周左右，然后在患者使用前被转换成冰浆。冰泥的长期存储保证了实际应用中能大规模生产冰浆。

本发明的一个特征是：凡是和冰泥或冰浆有直接接触的各部件都可以是一次性的，以减少重新消毒的需求。

本发明的其它目的对熟悉本领域的人是显而易见的。下面所描述的本发明的实现方法，只是简单地通过举例来说明一些适合实施本发明的方式。当然，本发明还有其它不同的实现方法，并且所描述的一些明显的特征能够被改变，这些不同都不超出本发明的范围。因而，附图和描述都是说明性的而不是限制性的。

附图说明

这里详细地描述了几种实现方法的例子，其中相同的参考标号指代相同或类似的组件。请参考以下附图，其中：

图1是可收缩容器，混合装置，和驱动器的侧视图。

图2是可收缩容器和它的存储盖子的侧视图。

图3是可收缩容器固定到混合装置并且和泵连接的装置侧视图。

图4A是一种混合装置的实现方法的侧视图。

图4B是另一种混合装置的实现方法的侧视图。

图5是一个集成的制备和输送系统的示意图。

图6是一个冰浆原料的产生装置的实现方法的透视图。

图7是另一个冰浆原料的产生装置的实现方法的透视图。

具体实施方式

本权利要求的内容将参考附图来描述。出于解释的目的，在以下描述中阐述了许多具体的细节以便于彻底理解被要求保护的权利要求。权利要求的内容有可能是显而易见的，然而，权利要求的内容可以在具体实现上包含或不包含任何这些细节的组合，这些都不超出本发明和权利要求的范畴。

在文献中，冰泥和冰浆都被定义为小冰晶和液态水的混合物。冰泥和冰浆可以互换使用而不产生歧义。但在本申请中，冰浆不同于冰泥，其主要优点在于冰浆能够被泵输送通过小尺寸的导管，例如，直径7-French尺寸(～2.33毫米)的导管。在本发明中，‘冰浆原料’用来指冰泥和冰浆这两者，它们在本发明中被加进到发明的仪器，作为被泵出冰浆的原料。

医疗冰浆的制备和输送由两大步骤组成，每个步骤可有多种变化。第1步：把冰浆原料装进一个有开口的可自我收缩的气密容器。该容器和其盛有的冰浆原料在使用之前可在合适的存储温度下(如-1.0℃)存储数天。在储存时，容器的开口用盖子密封。第2步：在输送医疗冰浆进入患者体内之前，去掉储存盖。将一个装有搅拌器和一个出口端的混合装置，通过容器开口与自我收缩容器联接起来。如果联接过程中有空气进入到容器中，可以把出口端朝上挤压使气泡从出口端排出。出口端上连接一个软管，软管的另一端直接或通过一个接口连接到一个医用端口/导管，把冰浆输送到患者体内。容器内冰浆原料在搅拌器混合搅拌的过程中，冰粒之间的微弱的连接断裂后成为细腻平滑的冰浆。因此，冰浆原料被转换成能泵送过小尺寸导管的冰浆。然后不含气泡的冰浆经由出口端及软管被泵出，并由医疗端口/导管进入患者。

为了制备无菌冰浆，以下部件应该保持无菌性：冰浆原料，容器的内表面，软管，导管，和混合装置。如果使用蠕动泵，泵自身的元件不需要是无菌的。

有很多方法来完成制备冰浆原料过程的第一步。其中一种方法涉及先在可收缩的气密容器中填充液体溶液，该容器在冷却设备中缓慢旋转，在一部分水(如<70％)冷冻成冰之后停止冷冻过程。容器充满液体后，要盖上可拆卸的盖子。液体溶液是由水、一种或几种降低冰点的化合物、以及零个或多于零个的其它类型的化学物和/或成分(如血浆)组成的混合物。容器在旋转时形成顶部和底部的对流，所以溶液混合均匀，温度一致。当混合物的温度低于冰点时，在容器内均匀发生相变(水冷冻成冰核)。对流有利于保持溶液混合，并且促使温度均匀分布。冰被持续冷冻成柔软的树枝状结晶，其冰颗粒之间的连接很容易断裂。经过进一步的混合和平滑后，冰浆原料中不存在大颗粒或是边缘锋利的冰粒。在操作过程中，可自我收缩容器可以填充到最大容量的一部分，收缩的容器壁可以避免空气进入容器。也可以用混合装置来代替容器盖在冻结及存储过程中密封容器，以减少操作步骤。

在旋转过程中当液体在软性容器内流动时，部分填充的容器和气密性进一步推动软性容器壁的变形。容器壁的变形可作为一个额外的混合功能来：1)均匀地混合容器内的冰和液体的混合物，2)刮去冷冻在容器内壁上的树枝状的薄冰，3)防止大颗粒冰晶的形成，和3)粉碎大颗粒组成的冰晶矩阵及促进形成和维持均匀混合的小冰泥混合物(与粗糙相反)。

还可以使用在美国专利7874167中公开的方法作为制备冰浆原料的替代方法，把盐水或其他化学溶液填充进可自我收缩气密容器后，用盖子密封容器口。

另一种方法是用美国专利号5402644公布的方法或美国专利号8505315公布的方法来制备冰浆，然后作为冰浆原料转移到气密自我收缩容器中，进行无气泡输送。

参考图1，显示了本发明的实现方法中的一个。此系统使用了一个容器100和一个混合装置280。该容器100含有一个可以盛冰浆原料的可收缩袋110。可收缩容器100有一个悬挂部件120，用户可以用它把收缩容器100悬挂在挂钩上。可收缩容器100的一端有一个容器颈部130。容器颈部130有一个开口140。容器颈部130有一圈外螺纹135，通过它可以把容器100连接并固定到混合装置280上。容器颈部130可由刚性材料制成。

混合装置280有一个容器连接附件260用来和容器100连接。容器连接附件260有一圈内螺纹270，它和颈部外螺纹135耦合，它们之间也可以增加一个橡胶垫、硅胶垫或O形垫圈(未显示)，来进一步确保容器100和容器连接附件260之间能密封。在容器连接附件260的侧壁上有一个出口端200。混合设备中包含一个搅拌器230。搅拌器230有一个顶端带有多个搅拌突起220的长转轴。一个驱动器250用来驱动搅拌器230，并通过一个控制方法245来控制。用户通过控制方法245来操作驱动器250。当驱动器250被启动后，搅拌器230围绕它的纵轴旋转。用户还可以通过控制方法245来控制搅拌器230的旋转速度。搅拌器230绕旋转轴旋转，它上面的搅拌突起220也随着旋转。搅拌器230有多种用途：把大的冰粒粉碎和平滑成微小的颗粒，并且在输送过程中用恒速或变速混合冰粒和液体。控制方法245是能让用户来启动驱动器250和控制它的使用速度的任何结构或方法。例如，控制方法245可以是一个或多个旋钮，一个或多个开关，一个或多个按钮，一个触摸屏，或是这些元件的任意组合，或者仅仅是一个电源开/关。熟悉本领域的人能意识到可以通过容器100的开口140取出冰浆直接使用。

参考图2，容器100在与混合装置280连接之前可能储存一段时间。为确保冰浆原料不从容器100中漏出，容器颈部130上会盖有一个容器盖150。在生产冰浆原料的过程中，容器盖150会盖在容器颈部130上。容器盖150可以另加橡胶或硅胶衬垫、或O形垫圈(未画出)，以进一步确保容器100和容器盖150之间的密封。在图中所示的实现方法中，容器盖150上的内螺纹155与外颈部螺纹135是互相耦合的。

把容器100与混合装置280或容器盖150固定在一起的方法可以是任何已知的方式或其他实现方法。图示只显示了其中一种固定方法，另外还可以把容器100与混合装置280或容器盖150通过夹具固定，或用其它连接方法把容器100与混合装置280或容器盖150密封在一起。

参考图3，显示了容器100和混合装置280的连接，及整个系统的使用。容器100与混合装置280通过容器颈部130和容器连接附件260来固定。本实现方法中显示的外颈部螺纹135(见图1)被拧到内部附件螺纹270上(见图1)，以可拆卸的方式将容器100固定到混合装置280上。容器颈部130和容器附件260形成气密连接，防止医疗冰浆从容器100中泄漏并阻止空气进入到容器中。容器连接附件260内可以用橡胶或硅胶衬垫或O形垫圈(图中未画出)进一步确保容器100和混合装置280之间的密封。当容器100与混合装置280固定在一起的时候，搅拌器230通过口开口140探进容器100内与容器100中的冰浆原料接触。

盛有冰浆原料的容器100与混合装置280固定到一起。先启动搅拌器230搅拌很短的一段时间，例如20秒，等聚集在一起的大的冰颗粒被打碎搅散成小颗粒后，才开始用泵400把冰浆从出口端200泵出，并继续通过软管300。医用冰浆被导管泵400从容器100中泵出，通过软管300和一个注射口600输送给患者。该软管300和注射口600之间可以选择接一个连接接头500。

拿掉冻结和储存过程中使用的容器盖150后，混合装置280被安装到容器100上，把出口端200插进软管300，软管300通过泵400，该泵通过注射口600把医用冰浆泵出来用在特定的医疗应用上。泵400是本领域技术人员熟知的任何泵，例如蠕动泵。注射口600可以是各种导管或医疗端口，它在不同的医疗医用上被直接或经连接接头500间接地连接到软管300的另一端。冰浆原料，容器100内部，混合装置280，软管300，管子连接接口500和注射口600等与冰浆有直接接触的，必须是消毒过的，用以制备无菌冰浆。一个驱动器250将带动搅拌器230(图1所示)把冰浆原料粉碎，平滑，和混匀。

如图4A所示，可以用一个保护网210来保护可收缩容器内袋110以避免它被搅拌器230切割或划伤。在本实现方法中，混合装置280中围绕该搅拌器230装有一个保护网210。保护网210防止搅拌突起220接触到可收缩容器100的内袋110。如果不使用保护网210，容器颈部130的低端(与容器颈部130连接的地方)也可以由刚性材料制做，以防止内袋由于空气压力而收缩时被切割。

如图4B所示，混合装置280有其它实现方式。在这个实现方法中，轴搅拌器230被加长，可以容纳多套搅拌突起220。搅拌突起220可以做成平坦的叶片(如图所示)或球体(未示出)用来粉碎、平滑、搅拌可收缩内袋110中的冰浆原料。搅拌器230可以做成任何长度或形状，只要它能沿一个纵向轴旋转来搅拌医用冰浆。搅拌器230上的搅拌突起220可具有任何数量和处于任何位置。搅拌突起220的形状可以是任何形状，只要它能够把医用冰浆打碎并混合。每个刀片可具有不同的形状和设计用来实现不同的功能，如切割、混合、和循环。搅拌器230和搅拌突起220可由任何材料制成，包括但不限于金属或塑料，例如不锈钢、聚乙烯或聚苯乙烯。可以用保护方法，如一个保护网，来防止内袋被搅拌突起切割。

图5是一个实现方法的示意图，驱动器250和泵400被集成在一起。搅拌装置280被连接到驱动器250上，由电源254提供能量。电源254可以是外部电源或内部电源。驱动器250和泵400是由一个微控制器(MCU)252控制，它可以是由任何类型的中央处理单元。微控制器252从控制方式245接受驱动器250和泵400的设置。用户可以通过从控制方式245，控制医疗冰浆的制备及输送。微控制器252可以通过一个显示屏幕256上显示信息。显示屏幕256可以显示信息，例如冰浆状态、通过混合装置280泵出的冰浆产量、和泵的速度设置。

显示屏256还可以显示驱动器250的转速或设置。微控制器252控制驱动器250。该驱动器250驱动搅拌器230旋转。在一些实现方法中，驱动器250可能会驱动搅拌器230交替以顺时针和逆时针方向旋转。该驱动器250也可以驱动搅拌器230，在一个纵向方向上移动。这种方式下，搅拌器230还可以更深的进入容器100然后退回，进行进出运动。这种运动可以伴随搅拌器230旋转。搅拌器230由一个电机轴连接235连接到驱动器250。搅拌器230可以永久地或可拆卸地连接到混合装置280上。在一种实现方法中，搅拌器230可以卸下来并用另一个搅拌器230替代。混合装置280和驱动器250的外部还可以有以下的功能，如分别有一对相互匹配的凹陷和凸起以防止两者之间的相对转动。

现在将描述的系统的使用。第一，别处制备的已知容量的冰浆原料经开口140转移到柔性和自我收缩容器100中。或者冰浆原料可以直接在容器100内制备，把充有一定量盐水的容器，盖上容器盖150后放在一个冷却装置中。在泵送和传输之前，容器盖150被替换成混合装置280。具有和容器盖150相同匹配螺纹的混合装置280，被拧到开口140上，以密封容器，防止空气进入和避免液体漏出。如果容器中有空气，可以把出口端200朝上并把空气从出口端200挤出。除去空气后，一个软管300被连接到出口端。该软管300可通过任何已知的方法来夹住来防止空气进入可收缩容器100，比如利用蠕动泵的滚轮。

混合装置280包含一个由驱动器250驱动的搅拌器230，用来混合/搅动液体和冰的混合物。搅拌器230被用来打破冰颗粒之间的较弱的连接，以便在操作过程中形成精细颗粒和用来平滑冰颗粒的锋利边缘和粗糙的表面。通过混合速度或功率及混合的时长的设定，进一步使冰粒悬浮在冰浆混合液中。冰浆的流动性取决于含冰量，冰颗粒的尺寸和形状，以及混合液的均匀混合的程度。一个软管300，比如硅胶输送管，一端连接到出口端200，另一端通过连接接口500(可选)连接到插入到患者体内的注射口600。泵400通过上述部件把冰浆从容器100输送到患者，在输送过程中搅拌器230持续混合和搅动的冰浆混合物。

由于可收缩内袋110，容器100是柔性的，可自我收缩的。当冰浆被泵出时，上述可收缩内袋的袋壁收缩(由于空气压强)，从而把冰浆颗粒和液体推向出口端200，同时推动冰浆进入由于搅拌器230旋转而形成的涡流。容器100的密封能防止空气从容器100外部进入冰浆，避免在血管内使用冰浆时产生气体栓塞，同时还促使容器100收缩来推动冰浆进入涡流。防止空气进入容器100还促使冰颗粒之间的缝隙被液体被充满，以促进该混合物流动。

对本领域有了解的人会认识到，别的部件的选择和安装也可用来完成不产生气体栓塞的冰浆输送。下面只是举例说明，并不意味着限制本发明的范围。搅拌器230进入容器100时可以和轴线形成各种倾角，以确保冰颗粒和液体的充分混合，并防止在容器100内的形成没有混合均匀地冰浆区域。容器100的轴向可以不在上下方向。出口端200可位于容器100上，而不一定是位于容器附件260上。

对本领域有了解的人能认识到，混合装置280可以位于其它地方而不必位于容器的底部，比如它可以位于容器100的顶端。顶部或底部的位置是相对于重力的方向而言。在本实现方法中的混合装置280可以被固定在墙上或在医疗推车上，使容器连接部分260朝下。然后容器100从下方固定到容器连接部分260。冰浆从位于顶部的出口端200泵出。因为冰浆中的冰颗粒的密度比水低，所以冰粒会漂浮在冰浆混合物的上部。从顶部泵出冰浆能增加输出的含冰量，但也许会需要一个挤压设备把容器内的冰浆向上推动。

一个挤压设备可用在容器100的器壁上。该挤压设备可以是一对辊筒，一对和空气泵连接的挤压垫或膨胀充气套环。该挤压装置可以向容器内袋110中的冰浆提供附加的搅动和混合效果。挤压设备可以耦合在一起做相对或相反的运动，从而挤压和混合冰浆原料。

对本领域有了解的人能认识到，混合装置280也可以位于容器100的侧壁。这个位置是相对于重力的方向。

对本领域有了解的人能认识到，上述实现方法的一些替代方案通常是不互相排它的，在某些情况下，可以在部件中使用两个或更多个变化。同样地，本公开描述不限于上述为了增加对本公开内容的理解所列的特定的例子或特别的实现方法。此外，权利要求的范围会涵盖熟知领域的人众所周知的对部件的变化、修改、以及替换。

冰浆原料在容器100与混合装置280连接之前制备好。冰浆原料可以用任何方式用任何已知的过程生产。参考图6显示了一种新型的冰浆原料的生产装置。该生产装置有一个旋转部件710用来固定容器100(为了简化附图省略了容器颈部)。生产过程中，旋转部件710可以用来固定一个或多个容器100。本实现方法中展示的旋转部件710是一个圆柱形线筐。旋转部件710有一个开口715，以允许用户添加和移出容器100。旋转部件710的一端接到旋转轴720上。旋转轴720与马达730连接，马达提供动力驱动旋转构件710旋转。旋转轴720的一端被连接到支撑部件740。在另一端，马达730连接到另一个支撑部件740。

容器100经由开口715被直接放置在旋转构件710里。开口715在接纳或取出容器100时打开，在生产和存储冰浆原料的过程中关闭。当旋转部件710旋转时，容器100在旋转部件710中自由旋转翻滚。对本领域有了解的人能够想到旋转构件710可以是线筐或网筐，或有大量孔洞的容器。

为了生产冰浆原料，上述设备被放置在一个冷却装置中(未示出)。该冷却装置有一个门(未示出)，可以打开来接纳或移出旋转构件710，关闭后保持空气温度使容器100冷却。容器100中填充有水，和至少一种类型的降低冰点的化学物如氯化钠，以及零个或多于零个其它类型的化学物质和/或组分(例如，血浆或血液替代品)的混合物。旋转部件710旋转时，容器100中的溶液冷却成冰液混合物。旋转部件710围绕通过冷却设备侧壁上的孔的轴线720进行水平旋转。一个电动机730可置于冷却装置外部或内部，通过给轴720输送转动能量来使旋转部件710旋转。熟悉本领域的人能想到，冷却装置(未示)可以是一系列的制冷系统包括但不限于常见的压缩机类或固体帕尔帖(Peltier)类的制冷系统。

制冷系统(未示出)的目的是来冷却围绕容器100的空气使其低于混合物的冰点。制冷设备可以增加一个或多个部件，如用风扇(未画出)来循环冷却的空气，以增加容器100的冷却速度及促使冷却设备中的空气温度均匀分布。

可收缩容器100的旋转提供了内部混合物形成顶部和底部循环，将混合物充分混合，并且消除温度梯度。当混合物的温度低于冻结温度，初始相变(水冷冻成冰微核)均匀发生在可收缩容器100内。循环保持溶液混合，并促使溶液温度均匀分布。因此，冰核随机分布在整个液体。冰持续冻结成柔软的树状结晶，其间的连接很容易断裂，而且断裂后没有大的颗粒或锐利边缘。

在操作过程中，如果使用一个可收缩变形的容器100，该容器100只填充最大容量的一部分。当液体在特意只填充部分容量的可收缩袋中旋转流动时，可以促使可收缩袋110的形变。可收缩袋110的变形充当了外部混合装置，以便将混合物混合均匀。这种形变提供了一种周期性的扭曲用来刮去冻结在可收缩袋110内表面上的薄层树状冰结晶，并且打碎其中较大的晶格，从而促使精细冰浆混合物的产生和维持。

可收缩袋110的变形充当外部混合装置用来：1)均匀地混合容器100内的混合物，2)刮去冻结在可收缩袋110内表面上的薄层树状冰结晶，3)防止形成大的冰晶，以及4)打碎较大的晶格和促进和保持精细的冰浆混合物(而不是粗大的)。

可收缩容器100可以具有外袋，用来保护操作期间内部容器的外表面的无菌性。这样就不必要保持冷却设备和旋转构件710的无菌性。

制冷设备控制其内部空气温度在指定的范围内，以产生和维持冰泥/冰浆等冰和液体的混合物。它的温度控制系统设定初始的温度远低于冰点，以加速冰泥或冰浆液的初始冷冻过程，当混合物达到一定的含冰量后，改成不同的维持温度用于存储冰浆。维持温度设定在相同或高于混合物的温度。制冷系统中空气的温度在目标温度上下波动(用两个温度控制波动范围，形成锯齿形的温度分布)。

参考图7显示了另一个实现方法中的冰浆原料的生产装置。在本实现方法中，旋转部件710被改装成容纳支承架750。本实现方法中旋转轴720连接到旋转构件710的一端。旋转轴720另一端连接到马达730，它给旋转构件710输送旋转动力和运动。在本实现方法中的马达730可以放置在冷却设备内(未示出)或放置冷却设备的外侧(未画出)。

旋转部件710可以设计成能容纳一个或多个支撑框架750，用于固定收缩容器100。支撑框架750可以固定一个容器，或固定更多的容器。

每个容器100由一个或多个的连接点760连接到支撑框架750上。每个支撑框架750可以用任何方式固定到旋转部件710上。在图中的实现方法中，支撑框架750滑入若干位于旋转部件710上的某个槽中来固定支撑框架750。了解本领域的人能想到通过例如夹具，夹子或粘扣带(Velcro)等将容器100固定在支撑框架750上。容器100经由容器100边缘上的连接点760连接到支撑框架750上。了解本领域的人能想到其它的选择和部件组合把容器100紧固到支撑框架750。以下是别的的实现方法的一些例子。支架可750接纳多个容器。容器100可以有外袋，以保护内部容器的外表面的无菌性，因此连接点760位于外袋上。连接点760可以位于容器的外缘/拐角或外袋的本体上。位于外缘或拐角的连接点760可通过为了解本领域的人所熟知的技术，例如夹具、夹子或粘扣带(Velcro)固定到支撑框架750上。支撑框架750，及容器100，可以用了解本领域的人所熟知的技术紧固在旋转部件710上。

容器100悬挂在旋转构件710上以防止在低温中受冲击和产生大的变形。这个特性有利于长期储存，防止容器100由于材料疲劳引起破裂泄漏。

其余的仪器结构和操作步骤与之前两个实现方法相似，例如，温度控制，容器，和它的盛装物。在冷冻和存储冰浆时，马达730驱动旋转部件710绕旋转轴720旋转，同时带动支撑框架750旋转。由此来带动容器100旋转。容器100可以用相对较慢的速度(～60转每分)旋转。然而，也可以在一个很宽的转速区间旋转。旋转速度取决于如何平衡均匀混合/搅拌混合物和可收缩袋110在长期存储期连续地变形引起的材料疲劳这两者。

了解本领域的人能想到用其它的选择和组件组合来实现容器100的旋转。下面只是一些例子，并不意在限制本发明的范围。马达730可以位于冷却单元的内部(未画出)。马达730可以直接地或由链条，皮带，齿轮(组)驱动旋转构件710。支撑框架750可以布置成有一定的角度。支撑框架750可布置成环绕旋转轴720公转，而不是自转。旋转部件710和支撑框架750可以被耦合成一个部件，以接纳容器100。

了解本领域的人会想到上述的一些替代实现方法通常是不相互排斥的，在某些情况下，更进一步的实现方法可以采取两个或多个上述变化。同样地，本公开内容不限于文中提到的用以增加对发明的理解的特定的实现方法或是部件。此外，权利要求的范围会涵盖本文描述的部件和对于本领域技术人员众所周知的变化、修改、和替换。

以上所描述的内容包括所要求的受保护的权利要求的实现方法。当然，它是不可能描述所有要求保护的权利的每个可想到的组合组件或方法，但是了解本领域的人可认识到，许多进一步的组合和置换是可能的。因此，所要求保护的权利要求旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内的所有此类改变，修改和变化。此外，术语“包括”用在对权利要求的范围进行详细描述时，这样的术语相当于不排它的包容。

优先权

本申请要求使用2个美国临时专利案的优先权利，申请号是61/862131，申请日为2013年8月5日；以及61/862139，申请日为2013年8月5日，本文列出了这两个美国临时专利申请案的权益。

Claims (13)

1.一种用于制备和输送医用冰浆的系统，包括：

气密可变形容器(100)，该容器具有开口(140)，通过这个开口，冰浆原材料能够进入所述气密可变形容器(100)的内腔中；

搅拌装置(280)，该搅拌装置包含搅拌器(230)；

驱动装置(250)，用于驱动所述搅拌器(230)；

出口(200)；

冰浆输送管(300)；

泵(400)；以及

注射口(600)；

其中，所述出口(200)与所述冰浆输送管(300)、所述泵(400)和所述注射口(600)固定在一起，所述泵(400)把冰浆从所述出口(200)通过所述冰浆输送管(300)输送到所述注射口(600)；

其中，所述气密可变形容器(100)的开口(140)与所述搅拌装置(280)以可拆卸的方式连接在一起形成密封，连接好后搅拌装置(280)上的搅拌器(230)通过所述开口(140)探进所述气密可变形容器(100)中，从而与所述冰浆原材料接触；

其中，所述驱动装置(250)以恒速或变速驱动所述搅拌器来粉碎、平滑、混合所述冰浆原材料以形成冰浆；

在使用中，所述气密可变形容器(100)的器壁收缩且迫使所述冰浆原材料的冰粒间的空隙被液体填充，增加流动性以便于所述冰浆原材料被粉碎和平滑。

2.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所使用的冰浆原材料的化学成分是水，一种或多种降低冰点的化合物，以及零种或多于零种的其它化学物质。

3.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述出口(200)位于所述可变形容器(100)，或位于所述搅拌装置(280)。

4.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述可变形容器(100)是柔性的、半柔性的、或部分刚性部分柔性的。

5.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述泵(400)是蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述搅拌器搅拌器(230)具有绕旋转轴旋转的多个突起，所述旋转轴与垂直方向可形成任意夹角。

7.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述搅拌装置(280)可附接有围绕所述搅拌器(230)的防护网(210)。

8.根据权利要求1所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述系统进一步包括外置机械装置，用于在所述可变形容器(100)上施加机械力，从而进一步研磨和搅动冰浆。

9.根据权利要求8所述的用于制备和输送医用冰浆的系统，其特征在于，所述外置机械装置是一对滚筒，连接在气泵上的挤压垫或膨胀充气式套环，或者超声装置。

10.一种使用权利要求1至9中任一项所述的系统来制备和输送无气泡医用冰浆的方法，所述方法包括以下步骤：

a.准备盛有冰浆原材料的气密可变形容器(100)，

b.连接所述可变形容器(100)与搅拌装置(280)以形成密封，其中，所述搅拌装置的搅拌器(230)通过所述可变形容器(100)的开口(140)进入内腔，接触所述冰浆原材料；

c.通过出口(200)挤出所述可变形容器(100)中的空气；

d.用驱动装置(250)驱动所述搅拌器(230)在所述可变形容器(100)中搅拌、研磨、混合，使冰浆原料成为冰浆；

e.把所述冰浆通过所述出口(200)、冰浆输送管(300)和注射口(600)从所述可变形容器(100)里泵出。

11.根据权利要求10所述的制备和输送无气泡医用冰浆的方法，其特征在于，所述冰浆原材料的化学成分是水，一种或多种降低冰点的化合物，和零种或多于零种的其它化学物质。

12.根据权利要求10所述的制备和输送无气泡医用冰浆的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

通过所述开口(140)或出口(200)向所述可变形容器(100)加入由水，一种或多种降低冰点的化合物、和零种或多于零种的其它化学物质组成的混合液体；

密封容纳有所述混合液体的可变形容器(100)；

把所述可变形容器(100)放入制冷设备中；

在冷冻过程中，转动和翻滚所述可变形容器，直至所述混合液体变成冰浆原材料。

13.根据权利要求12所述的制备和输送无气泡医用冰浆的方法，其特征在于，使用所述制冷设备的方法包括：

控制所述制冷设备的内部温度的波动范围，直至使所述混合液体变成冰浆原材料；

控制所述制冷设备的内部温度波动范围使其适用于储存冻好的冰浆原材料。