CN107206154A - 具有空气阻挡膜的静脉输注装置 - Google Patents

Abstract

一种静脉输注装置，其能够包括空气阻挡膜和一个或者多个其它部件，所述其它部件包括零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、气泡移除部件、抗菌涂层、抗菌插入件、或者抗菌过滤器、或者精密流量控制器。空气阻挡膜能够应用在静脉输注装置中，以便即使在液体袋排空之后也能将静脉输注装置内的液柱保持在膜的下游。通过将液柱保持在膜的下游，可防止空气进入到将静脉输注装置连接到血管接入装置的管道中。由于该原因，一旦液体袋被排空，便能够将新的液体袋联接到静脉输注装置而无需重新灌注静脉输注装置。因此，临床医生不需要在液体袋排空时就位来确保空气没有进入管道中。

Description

具有空气阻挡膜的静脉输注装置

技术领域

本发明整体涉及一种用于将液体输注给患者的管道装置，所述管道装置通常称作静脉输注(“IV”)装置。更加特别地，本发明涉及一种包括空气阻挡膜的静脉输注装置，以便即使在液体袋已经排空之后也将液柱保持静脉输注装置中。根据本发明的静脉输注装置在此广义地使用，以描述用于向动脉、静脉内、血管内、腹膜和非血管输注液体的管道装置。当然，本领域中的技术人员可以使用静脉输注装置将液体输注给患者身体中的其它部位。

背景技术

将液体输注到患者血流中的一个常用方法是通过静脉输注装置。静脉输注装置是这样的设备，其通常包括：用于连接到液体袋的连接件；滴注室，所述滴注室用于确定流自液体袋的液体的流率；管道，其用于提供液体袋和患者之间的连接；和用于附接到导管的连接件，所述导管可以定位在患者静脉内。静脉输注装置还可以包括Y型连接件，所述Y型连接件允许背负式装运静脉输注装置并且用于将药物从注射器输注到静脉输注装置的管道中。

通常一个良好的做法是从通入患者血流中的静脉输注装置移除空气。尽管在进入动脉血时这至关重要，但是当进入静脉端时这也值得关注。具体地，如果在接收静脉输注的液体时允许气泡进入到患者的血流中，则气泡能够形成空气栓塞并且给患者造成严重伤害。

一般来说，在大部分成年人中，右心房和左心房彼此完全分离，使得血液和气泡从右心房移动到右心室然后进入到肺中，在肺中，气泡可以被安全地排出。无气泡的血液然后返回到左心房，在所述左心房处，血液移动到左心室然后被送往全身。

然而，在婴幼儿和小部分成年人中，右心房和左心房没有完全分离。结果，气泡能够直接从右心房移动到左心房，然后被分散到全身。结果，这些气泡可引发中风、组织受损和/或死亡。因此，重要的是防止气泡进入患者血流中。

尽管在灌注用于静脉输注液体的静脉输注装置时移除气泡是重要的，但是完全移除气泡可以是一个耗时的过程。该过程还可以因意外碰触静脉输注装置的无菌端部而导致静脉输注装置的污染。通常，当静脉输注装置被灌注时，夹子被关闭以防止液体从滴注室移动通过管道。然后，静脉输注装置附接到输液袋或者瓶。一旦被附接，则滴注室(其通常由透明挠性塑料制成)可以被挤压，以将液体从输液袋或者瓶抽出并进入到滴注室中。在打开夹子以允许液体通过管子流到静脉输注装置的端部时，允许滴注室填充装满量的大约1/3至1/2。

然而，该初始过程通常会将空气捕获在管道中，所述空气必须被移除。例如，通过静脉输注装置的管道的液体流可能是湍流并且能够由于在液体和管道之间的边界层剪切而将空气捕获在管中。流出滴注室的流率可以高于进入滴注室的液体的流率。这能够导致在将空气从滴注室抽吸到管道中时形成气泡阶梯。

另外，随着液滴撞击滴注室内的一池液体的表面，可以产生气泡。这些气泡能够从滴注室进入到静脉输注装置的管道中。该问题可以在儿科应用中加重，在儿科应用中，滴注孔口可能更小，这可以导致产生增加的湍流。

为了从静脉输注装置中移除气泡，允许来自输液袋或者瓶的液体在护理人员轻敲管道以促使气泡离开静脉输注装置的端部的同时流经管道。因为允许液体流出静脉输注装置以从管道清除气泡，所以通常允许液体流入到垃圾桶或者其它接收器中。在这个程序期间，管道的端部可能接触垃圾桶或者被护理人员所碰触并且因此而被污染。这种去除气泡的过程所存在的其它缺陷是，需要投入本可以用于执行对患者来说可以非常宝贵的其它任务的注意力和时间。

另一个去除气泡的方法是从静脉输注装置直接移除气泡。更加具体地，如果静脉输注装置包括Y型连接件，则可以通过注射器在Y型连接件处移除气泡。

为了解决从静脉输注装置移除气泡的困难，各种现有技术的静脉输注装置设计均采用了膜，以为了当液体流经静脉输注装置时从液体过滤空气。例如，通常，膜可以放置在滴注室的底部中，使得流动离开滴注室的液体必须通过膜。该膜能够构造成允许液体通过而防止空气通过。以这种方式，防止气泡进入到通向患者的管道中。类似地，膜能够包含在将管道联接到导管的连接件中，以防止存在于管道中的任何空气进入到患者的血管中。

在这些现有技术的静脉输注装置设计中使用空气过滤膜是有益的。然而，即使使用这些膜，仍然存在各种缺陷。例如，如果允许液体袋排空，则静脉输注装置中的所有液体均将通过静脉输注装置并进入到患者体内，留下充满空气的静脉输注装置。一旦发生这种情况，则将必须重新灌注静脉输注装置，以在能够输注新液体袋之前从静脉输注装置移除空气。为了避免必须重新灌注静脉输注装置，临床医生因此必须在液体袋为空时就位，以确保能够在滴注室排空之前更换液体袋。

而且，如果临床医生没有注意到空气进入到管道中，则他或者她可能在连接新的液体袋时没有重新灌注静脉输注装置。这可以导致在新的液体袋输注时使得空气进入患者体内。

发明内容

本发明的实施例整体涉及一种包括空气阻挡膜的静脉输注装置，所述空气阻挡膜即使在液体袋已被排空之后将静脉输注装置内的液柱保持在空气阻挡膜的下游。通过将液柱保持在膜的下游，空气被防止进入到将静脉输注装置联接(例如，经由导管)到患者的管道中。由于该原因，一旦液体袋被排空，则能够将新的液体袋联接到静脉输注装置，而不需要重新灌注静脉输注装置。因此，当使用根据本发明的实施例的静脉输注装置时，在液体袋排空时不需要临床医生就位来确保空气没有进入管道中。

根据本发明的实施例的空气阻挡膜能够构造成具有泡点压力，所述泡点压力足以在液体袋输注完之后膜暴露于空气时阻止空气通过该膜。因为空气阻挡膜阻止空气通过，所以空气阻挡膜形成密封件，以在膜的下游保持静脉输注装置内的负压。通过保持该压力，由于液体和膜孔之间的表面张力，膜下游的液体将保持在静脉输注装置内。

膜能够定位在静脉输注装置内的不同位置中，包括例如定位在滴注室内、刺针内、或者定位在滴注室下方或者上方的单独部件内。膜能够由亲水性多孔材料形成，所述亲水性多孔材料的孔径和截面面积选择成提供足够的流率，而同时还提供足够的泡点压力以保持液柱。膜的最优孔径和截面面积能够基于膜在静脉输注装置中的位置而发生变化。

包括空气阻挡膜的静脉输注装置还能够包括各种其它部件，所述各种其它部件结合空气阻挡膜发挥功能，以提高静脉输注装置的效率。例如，静脉输注装置能够包括空气阻挡膜和零死区鲁尔接口通路装置。通过使用零死区鲁尔接口通路装置最小化了空气将被捕获在空气阻挡膜下游的可能性，否则这能够抑制空气阻挡膜支撑或者保持液柱的能力并且增加空气被推入到患者体内的可能性。使用零死区鲁尔接口通路装置还最小化了临床医生需要从静脉输注装置中消除空气所需的步骤数量。

具有空气阻挡膜的静脉输注装置还可以包括通气帽或其它节流装置，以控制静脉输注装置的灌注速率。还能够包括气泡移除装置，以使得气泡与液体分离。静脉输注装置的部件能够由透明材料形成，以允许临床医生核实已经从静脉输注装置移除了空气。

具有空气阻挡膜的静脉输注装置还可以包含抗菌部件。例如，静脉输注装置的定位在空气阻挡膜下方的部件能够包括抗菌涂层或者包含抗菌插入件。通过将抗菌涂层或者抗菌插入件定位在空气阻挡膜下方，抗菌涂层或者抗菌插入件将与液柱接触(所述液柱可能保持停滞直到空的液体袋被替换为止)，从而最小化了液柱内的微生物生长的可能性。作为附加方案或者替代方案，抗菌过滤件可以包含在静脉输注装置内，以阻止微生物通过。

具有空气阻挡膜的静脉输注装置还可以包含精密流量控制器，以用于控制通过静脉输注装置的液体流量。精密流量控制器能够允许临床医生快速以及准确地设置通过静脉输注装置的液体速率，而同时不会与空气阻挡膜的保持液柱的能力发生干涉。

在一个实施例中，本发明实施为一种静脉输注装置，所述静脉输注装置包括：滴注室；刺针，所述刺针用于将滴注室流体联接到液体袋；管道，所述管道用于将滴注室联接到血管接入装置；空气阻挡膜，所述空气阻挡膜在静脉输注装置内的液面到达空气阻挡膜之后将静脉输注装置内的液柱保持在空气阻挡膜的下方。静脉输注装置还能够包括零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、气泡移除部件、抗菌涂层、抗菌插入件或者抗菌过滤件、或者精密流量控制器中的一个或者多个。

本发明的这些和其它特征以及优势可以包含到本发明的特定实施例中、并且从以下描述和所附权利要求中而将变得更加显而易见，或者可以如下文所述通过实践本发明而被知悉。本发明不要求在此描述的所有优势特征和所有优势均包含到本发明的每个实施例中。

附图说明

为了易于理解获得本发明的上述和其它特征以及优势的方式，将参照附图中示出的本发明的具体实施例来给出在上文简要描述的本发明的更加具体的描述。这些附图仅仅示出了本发明的典型实施例并且因此不视为限制本发明的范围。

图1是在滴注室内包括空气阻挡膜的静脉输注装置的第一实施例的透视图；

图1A是当静脉输注装置联接到包含液体的液体袋时的图1的静脉输注装置的截面图；

图1B是当静脉输注装置联接到排空的液体袋时的图1的静脉输注装置的截面图；

图2是在刺针内包括空气阻挡膜的静脉输注装置的第二实施例的透视图；

图2A是当静脉输注装置联接到包含液体的液体袋时的图2的静脉输注装置的截面图；

图2B是当静脉输注装置联接到排空的液体袋时的图2的静脉输注装置的截面图；

图3是包含单独的膜壳体的静脉输注装置的第三实施例的透视图，所述单独的膜壳体包括空气阻挡膜；

图3A是当静脉输注装置联接到包含液体的液体袋时的图3的静脉输注装置的截面图；

图3B是当静脉输注装置联接到排空的液体袋时的图3的静脉输注装置的截面图；

图4是包括单独的膜壳体的替代实施例的图3的静脉输注装置的截面图；

图5是一静脉输注装置的透视图，所述静脉输注装置包括空气阻挡膜、零死区鲁尔接口通路装置、和具有气泡移除膜的通气帽；

图6A是包括空气阻挡膜和抗菌插入件的静脉输注装置的一部分的截面图；

图6B是包括空气阻挡膜和抗菌涂层的静脉输注装置的一部分的截面图；和

图7是包括空气阻挡膜和精密流量控制器的静脉输注装置的透视图。

具体实施方式

能够通过参照附图理解本发明的当前优选实施例，其中，相同的附图标记表示相同或者功能类似的元件。易于理解的是，如在此概述和在附图中示出的本发明的部件能够以各种不同构造布置和设计。因此，如在附图中呈现的以下更加详细的描述并不旨在限制本发明所要求保护的范围而仅仅表示本发明的当前优选实施例。

而且，附图可以示出简化或者局部的视图，并且附图中的元件的尺寸为了清晰起见能够放大或者不按比例绘制。另外，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数形式，除非另外地明确说明。因此，例如，引用的“终端”包括引用“一个或者多个终端”。另外，在引用一系列元件(例如，元件a、b、c)的情况中，这种引用表示自身包含所列举元件中的任意一个、小于所列举元件的全部的任何组合、和/或所列举元件的全部的组合。

术语“基本”表示不必准确地实现所记载的特征、参数或者值，而是在不妨碍旨在提供的特征的效果的前提下可以在数量上产生误差或者变化，所述误差或者变化包括例如公差、测量误差、测量准确度限制、或者本领域中的技术人员已知的其它因素。

当在此使用时，术语“近侧”、“顶”、“上”或者“向上”指的是在以装置正常操作状态使用装置时，装置上的最靠近使用该装置的临床医生而与该装置被用于其上的患者相距最远的位置。相反，术语“远侧”、“底”、“下”或者“向下”指的是在以装置正常操作状态使用装置时，装置上的与使用该装置的临床医生相距最远而与该装置被用于其上的患者距离最近的位置。

当在此使用时，术语“内”或者“向内”指的是在正常使用期间相对于装置朝向装置内部的位置。相反，当在此使用时，术语“外”或者“向外”指的是在正常使用期间相对于装置朝向装置外部的位置。

现在参照图1，示出了静脉输注装置100的第一实施例，所述静脉输注装置包括空气阻挡膜。静脉输注装置100包括：滴注室101；刺针102，其用于将静脉输注装置100联接到液体袋或者其它液体容器；管道103，其用于将液体从滴注室101运送到患者；和联接件104，其用于将管道103联接到诸如导管的静脉内装置。通常，刺针102将联接到液体袋，所述液体袋位于患者上方，以允许重力牵引液体通过静脉输注装置。然而，刺针102还可以联接到采用泵分配液体的液体袋。刺针102形成液体通路102a，以允许液体从液体袋流入到滴注室101中。滴注室101包括远侧开口101a，液体从滴注室101流动通过所述远侧开口101a并且进入到管道103中。联接件104通常能够是公鲁尔接口连接件，尽管能够采用任何适当的连接件。

尽管未示出，但是静脉输注装置100(和在本说明书中描述的其它静脉输注装置)能够包括通常应用在静脉输注装置上的其它部件，所述其它部件包括：夹子，其用于密封或约束管道103；流量控制器(而非夹子)，其用于控制流经管道103的流率、自动校平特征件；零死区连接件；止回阀；气泡和/或颗粒过滤器等。

静脉输注装置100包括空气阻挡膜105，所述空气阻挡膜105定位在滴注室101内。空气阻挡膜105能够定位在滴注室101的底部处或者附近，以确保在使用静脉输注装置输注液体期间该空气阻挡膜定位在液面下方。空气阻挡膜105能够由亲水性多孔材料形成，所述空气阻挡膜横跨滴注室101的液体路径，以防止液体绕过空气阻挡膜。空气阻挡膜105能够以任何适当的方式(包括使用超声附接方法)联接到滴注室101的内侧表面。

因为空气阻挡膜由亲水性多孔材料形成，所以空气阻挡膜105将在液体进入到滴注室101之后快速湿润，由此致使液体快速流入到管道103中。像这样，包括空气阻挡膜105不会显著减缓灌注过程。

在输注液体期间，能够以与现有技术的静脉输注装置类似的方式使用静脉输注装置100。例如，图1A示出了当刺针102已经联接到液体袋106以为了将液体输注到患者体内时的静脉输注装置100的截面图。如图所示，在刺针102插入到液体袋106中的条件下，液体110流动通过液体通路102a并且进入到滴注室101中，在所述滴注室101处形成一池液体110。液体110通过空气阻挡膜105，经过远侧开口101a进入到管道103中。在正常操作期间(即，在液体110保持在液体袋106内时)，液体110在滴注室101内的液面因液体110滴注到滴注室101中的速率等于液体110离开连接件104进入到患者体内的速率而保持基本恒定。如将在下文进一步描述的那样，空气阻挡膜105的参数能够构造成确保液体110通过空气阻挡膜105的流率足够用于经由静脉输注装置100输注液体。

现在参照图1B，示出了在从液体袋106排空液体110之后的静脉输注装置100。在液体袋106排空的条件下，滴注室101内的液体110的液面将继续从图1A中示出的液面下降。在不包括空气阻挡膜105的现有技术设计中，液体将继续流出管道103，直到液体完全进入到患者体内为止，从而需要重新灌注静脉输注装置。然而，通过采用空气阻挡膜105，一旦液体110的液面已经到达空气阻挡膜105，则液体110将如图1B所示停止流动，从而将液柱保持在空气阻挡膜105的下方。空气阻挡膜105能够保持该液柱，直到刺针102能够联接到新的液体袋为止，在所述刺针102联接到新的液体袋时，液体将再次流入到滴注室101中。当联接到新的液体袋时，不需要重新灌注静脉输注装置，因为管道103已经被灌注了(即，充满液体)。

为了致使液柱被保持在空气阻挡膜105下方，空气阻挡膜105能够构造成具有泡点压力，所述泡点压力大于液柱的压头或者由使得移动的液柱快速减速所产生的压力。泡点压力是通常表示推动空气通过膜所需的压力量(或者压差)的技术术语。出于说明的目的，泡点压力能够视为在空气阻挡膜105的顶表面处的压力量，需要所述压力量以致使气泡穿过空气阻挡膜105的顶表面至底表面。

因为空气阻挡膜105由亲水性多孔材料形成，所以即使在液体110的液面已经到达空气阻挡膜105之后，液体也将保持在膜的孔中。主要由于毛细作用，空气阻挡膜105上方的空气将被阻止通过空气阻挡膜105的孔。因为空气不能通过空气阻挡膜105，所以一旦液体110到达空气阻挡膜105的顶表面，则液体110将停止流出管道103，从而如图1B所示保持液柱。液柱能够保持一足够长的时间量(例如，直到空气阻挡膜105内的液体蒸发，空气通过管道、连接件等泄露，或者管道103被充分干扰以释放其保持的液体中的一些为止)，从而允许临床医生具有足够长的时间量来更换液体袋106。结果，静脉输注装置100能够连续用于输注多个液体袋而不需要重新灌注。假设时常使用静脉输注装置高达5天，则使用空气阻挡膜105能够显著减轻临床医生的工作负担。

现在参照图2，示出了包括空气阻挡膜的静脉输注装置200的第二实施例。静脉输注装置200与静脉输注装置100类似，除了静脉输注装置200包括定位在刺针202的室202a中的空气阻挡膜205之外。出于本说明的目的，假如空气阻挡膜定位在滴注室上方的室中，则刺针能够被诠释为包括空气阻挡膜。

与静脉输注装置100相同，静脉输注装置200包括：滴注室202，其联接到刺针202；管道203，其联接到滴注室202；和联接件204，所述联接件204构造成将管道203连接到血管接入装置。刺针202包括远侧开口202b，液体通过远侧开口202b滴注进入到滴注室201中。类似地，滴注室201包括远侧开口201a，液体通过远侧开口201a进入到管道203中。

图2A和图2B提供了在刺针202联接到液体袋206时的静脉输注装置200的截面图。在图2A中，液体袋206仍然包含液体210并且因此液体210存在于室202a中的空气阻挡膜205的上方和下方、存在于滴注室201中并存在于管道203中。

相反，在图2B中，液体袋206被排空。结果，室202a内的液体210的液面下降，直到到达空气阻挡膜205的顶表面为止。此时，因为上文描述的原因，空气将被阻止通过空气阻挡膜205，结果液体210将在空气阻挡膜205下方保持于室202a内。因为液体210保持在室202a内，所以存在于滴注室201内的压力将保持基本恒定，从而防止液体210流动通过管道203。结果，液柱将保持在管道203内和滴注室201内。因为空气阻挡膜205将液柱保持在管道203内，所以能够在不必重新灌注静脉输注装置200的条件下更换液体袋206。

空气阻挡膜105/205的具体构造能够基于静脉输注装置100/200的尺寸和预期用途而发生变化。例如，空气阻挡膜105/205能够构造成具有泡点压力，所述泡点压力将足以保持等于管道103/203的长度的液柱。在优选实施例中，空气阻挡膜105/205的泡点压力能够为大约5.0psig，在不同温度条件下使用各种注入液获得期望的泡点压力的条件下，足以保持高达3.5米的静态液柱和大约1.5米的动态液柱(例如，当流经管道的液体减速时)，空气阻挡膜105/205能够构造成具有适当的孔径。

另外，空气阻挡膜105/205能够构造成具有这样的截面面积，所述截面面积足以提供所需的跨膜流率。例如，因为空气阻挡膜105定位在内径一般小于0.75英寸(这等价于2.85cm²的面积)的滴注室101内，所以空气阻挡膜105能够构造成提供至少30mL/min/cm²/bar的跨膜流率。利用这种构造，空气阻挡膜105将允许液体110以大约0.5L/hr的速率流动通过静脉输注装置100，这对于特定门诊和非快速输液的情况来说是足够的。当然，面积或者跨膜流率能够根据需要变化，以获得0.5L/hr的速率。

与图2、2A和2B所示相反，在一些实施例中，刺针202能够构造成包括这样的部分，所述部分具有足够的尺寸，以允许室202a具有大约0.75英寸的内径。在该情况中，空气阻挡膜205能够构造成具有与上述参数相同的参数，以允许大约0.5L/hr的流率。

在优选实施例中，空气阻挡膜105/205能够是聚醚砜膜，所述聚醚砜膜具有大约5μm的有效孔径、产生大约5.0psig的泡点压力、大约2000mL/min/cm²/bar的跨膜流率、和大约1.27cm²的截面面积(所述截面面积对应于0.5英寸直径的滴注室)。利用这些参数，空气阻挡膜105/205将允许大于6L/hr的流率而同时保持3.5米的静态液柱(例如，当液体110/210已经静止时)和至少1.5米的动态液柱(例如，当使移动的液体110/120趋于静止时)。

现在参照图3，示出了包括空气阻挡膜的静脉输注装置300的第三实施例。静脉输注装置300包括滴注室301和刺针302，所述刺针302包括液体通路302a，液体从液体袋通过所述液体通路流入到滴注室301中。静脉输注装置300还包括膜壳体320，空气阻挡膜305定位在所述膜壳体320内。管道303a将滴注室301联接到膜壳体320，而管道303b从膜壳体320的远侧开口延伸并且包括用于将管303b联接到血管接入装置的联接件304。膜壳体320还包括通气孔321，在灌注静脉输注装置300期间空气通过所述通气孔321排出。通气孔321能够包括亲水性膜或者其它过滤器，所述亲水性膜或者其它过滤器允许空气通过但是不允许液体通过。通气孔321能够优选地构造成允许静脉输注装置300在小于15秒的时间内被灌注好。在一些实施例中，膜壳体310能够构造成直接联接到滴注室301，使得不需要管道303a。

图3A提供了当刺针302联接到液体袋306时的静脉输注装置300的截面图。与静脉输注装置100和200相同，当联接到液体袋306并且被灌注时，在滴注室301内形成一池液体310。在这种状态中，液体310基本填充管道303b、膜壳体320和管道303a。只要液体袋306包含液体310，则该池液体310就将基本保持滴注室301内的液面高度。

相反，一旦液体袋306被排空，则滴注室301内的一池液体310的液面将下降，直到液面到达膜壳体320内的空气阻挡膜305的顶表面为止。在该位置处，由于上文描述的原因，空气将被阻止通过空气阻挡膜305，结果液体310将在空气阻挡膜305的下方保持在膜壳体320内。因为液体310保持在膜壳体320内，所以液柱将保持位于管道303b内和膜壳体320内。因此，能够在不重新灌注静脉输注装置300的条件下更换液体袋306。

采用单独的膜壳体320的一个益处是膜壳体320的尺寸能够大于滴注室301的尺寸，这继而允许空气阻挡膜305具有更大的截面面积。更大的截面面积允许空气阻挡膜305提供更大的跨膜流率而同时又不必减小孔径，从而降低膜的泡点压力。

另一方面，采用单独的膜壳体320的另一个益处为其允许空气阻挡膜305定位成更靠近患者(即，更靠近管道303b的远端)，使得能够减小所需的液柱高度。换言之，膜壳体320能够在滴注室301下方间隔开高达2英尺，使得管道303b的长度不大于4英尺。在这种构造中，能够减小空气阻挡膜305的泡点压力，原因在于其仅仅需要保持更短的液柱。更低的泡点压力膜继而允许更高的跨膜流率，从而最小化了提供0.5L/hr的液体速率所需的截面面积。优选地，膜壳体320将在滴注室301下方间隔开不大于2英尺的距离，原因在于灌注静脉输注装置300所需的时间取决于静脉输注装置的内部容积并且因此取决于管道303a的长度。

在优选实施例中，空气阻挡膜305能够是聚醚砜膜，所述聚醚砜膜具有大约3至5μm的有效孔径、大约5.0psig或者更大的泡点压力、大约2000mL/min/cm²/bar的跨膜流率、和大约60cm²的截面面积(所述截面面积对应于3.5英寸直径的膜壳体)。利用这些参数，空气阻挡膜305将允许流率显著大于6.0L/hr。

图4示出了静脉输注装置300的变形方案，其中，替代膜壳体320而使用了膜壳体420。膜壳体420与膜壳体320的不同之处在于：空气阻挡膜405竖直定向而非水平定向。膜壳体420还包括与通气孔321类似的通气孔421。

尽管附图中未示出，但是单独的膜壳体320/420能够应用在静脉输注器中，所述静脉输注器采用了远程刺针。换言之，膜壳体320/420能够定位在滴注室和远程刺针之间。在该实施例中，空气阻挡膜305/405能够以与图2B所示的方式类似的方式保持液柱。

膜壳体320/420能够构造为两件式部件。膜305/405能够放置在两个零件之间并且两个零件能够以任何适当的方式(例如，超声焊接、热熔、激光焊接等)粘合，以形成围绕膜305/405的密封。而且，当膜壳体320/420由两个零件形成时，膜壳体320/420能够优选地构造成具有圆形形状，使得在联接两个零件时不需要对准。然而，膜壳体320/420能够是任何形状，包括正方形和矩形。

在静脉输注装置100/200/300没有构造成自动灌注的实施例中，空气阻挡膜105/205/305/405能够构造成具有大于一秒的润湿时间，以确保在灌注期间适当地冲洗管道103/203/303a/303d(以及任何连接的部件)。这确保了在灌注期间挤压滴注室多次的情况下空气也不会被引入到膜下方的管道中。空气阻挡膜105/205/305/405能够构造成具有不大于60秒的润湿时间，以便不会与灌注静脉输注装置100/200/300所需的时间发生干涉。

在上述实施例中的任意一个中，空气阻挡膜能够包括在PVC静脉输注装置中、不含DEHP的静脉输注装置中、或者不含PVC的静脉输注装置中。空气阻挡膜还可以包括在重力供给或者泵可兼容的静脉输注装置中。空气阻挡膜还可以包括在用于输注有害药物或者光敏药物的静脉输注装置中。刺针102、202或者302中的任意一个均能够是提供20滴/毫升的大滴注刺针或者提供60滴/毫升的小滴注刺针。

在上述实施例中的任意一个中，能够用提供空气阻挡功能以保持液柱的其它部件来替换空气阻挡膜。例如，能够采用具有或者没有偏压弹簧的止回阀、球阀或者针和座部设计。利用这些替代方案中的每一个，各部件能够构造成提供如上所述的适当的泡点压力和流率。

根据本发明的一个或者多个实施例的静脉输注装置能够包括一个或者多个其它部件，以在使用空气阻挡膜保持液柱时提高静脉输注装置的效率。这些其它部件包括零死区鲁尔接口通路装置、通气帽或者其它用于控制静脉输注装置的灌注速率的节流装置速率、从液体分离气泡的气泡移除部件、抗菌插入件、涂层或者抑制微生物在液柱内生长的过滤器、或者用于控制流动通过管道的液体速率的精密流量控制器。

图5示出了静脉输注装置500，所述静脉输注装置500包括与提高静脉输注装置的效率的各种其它部件组合的空气阻挡膜，所述其它部件包括零死区鲁尔接口通路装置501、通气帽502、和气泡移除膜503。静脉输注装置500还包括静脉输注装置100的部件中的每一个，包括滴注室101、刺针102、管103和联接件104。替代地，静脉输注装置500能够包括静脉输注装置200或者静脉输注装置300的部件。换言之，零死区鲁尔接口通路装置501、通气帽502和气泡移除膜503中的一个或者多个能够被包括在还包括空气阻挡膜的任何静脉输注装置中。

如上所述，空气阻挡膜通过保持液柱而在液体袋即使被排空之后也能防止空气进入到静脉输注装置的管道中。通过使用零死区鲁尔接口通路装置防止空气在灌注静脉输注装置期间或者之后被捕获在管道内。例如，如果管道103包括不是零死区装置的鲁尔接口通路装置(例如，y型或者t型适配器)，则空气可能被捕获在鲁尔接口通路装置的分支内。该被捕获的空气能够移动到液体流中并且进入到患者体内，从而使空气阻挡膜的目的失败。而且，被捕获的空气能够向上游朝向空气阻挡膜移动，在所述空气阻挡膜处，所述空气能够干扰膜的保持液柱的能力。因此，根据本发明的一个或者多个实施例，零死区鲁尔接口通路装置能够与静脉输注装置的管道串联联接，以便最小化空气将被捕获的可能性。

因为空气阻挡膜的效率取决于在空气阻挡膜的下游存在的空气，所以根据本发明的一个或者多个实施例的静脉输注装置能够包括通气帽，以控制静脉输注装置的灌注速率，使得空气在空气阻挡膜下方从静脉输注装置充分地移除。例如，静脉输注装置500包括联接到联接件104地通气帽502通气帽。通气帽502能够包括远侧开口，所述远侧开口的尺寸设计成在灌注过程期间控制流经通气帽的液体速率。通过控制灌注速率，能够防止空气通过空气阻挡膜105。

在一些实施例中，静脉输注装置能够包括气泡移除部件，例如，气泡移除膜503。气泡移除膜503能够是亲水性材料，所述亲水性材料允许空气通过但是不允许液体通过。气泡移除膜503因此能够允许存在于管道103内的任何空气逃逸出。尽管图5示出了气泡移除膜503定位在通气帽502内，但是气泡移除膜能够包含到静脉输注装置500的定位在空气阻挡膜502下游的任何部分中，包含到管道103、零死区鲁尔接口通路装置501、联接件104或者其它部件内。在管道103的远端处包括气泡移除部件的一个益处为：确保液体在离开静脉输注装置之前必须通过/经过气泡移除部件。

在一些实施例中，静脉输注装置的部件中的一些或者所有能够由透明材料形成，以允许临床医生观察空气是否存在于空气阻挡膜下游的液体内。例如，管道103、零死区鲁尔接口通路装置501、联接件104或者通气帽502中的一个或者多个能够由透明材料形成。

当采用包括空气阻挡膜的静脉输注装置时，液柱能够停滞一段时间。因为液柱保持停滞，所以微生物更易于在静脉输注装置内发展生长。为了解决这个可能性，静脉输注装置的定位在空气阻挡膜下方的一个或者多个部件能够由抗菌材料形成、并且能够包括抗菌涂层或者能够包括抗菌插入件。抗菌材料、抗菌涂层、或者抗菌插入件能够构造成将抗菌剂洗脱到液体中，以抑制微生物生长。

图6A提供了抗菌插入件如何能够在空气阻挡膜下游包括在静脉输注装置内的示例。如图所示，抗菌插入件601定位在静脉输注装置100的滴注室101的远侧开口101a内。以这种方式，由空气阻挡膜105保持的液柱将与抗菌插入件601接触。在一些实施例中，类似的抗菌插入件能够定位在管道103、联接件104、通气帽503或者其它部件的一部分内。

图6B提供了抗菌涂层如何能够在空气阻挡膜的下方包括在静脉输注装置内的示例。如图所示，抗菌涂层602在空气阻挡膜305的下方施加到膜壳体320的内表面。以这种方式，由空气阻挡膜305保持的液柱将与抗菌涂层602接触。抗菌涂层602能够构造成将抗菌剂洗脱到液柱中，以抑制微生物在液体内生长。抗菌涂层能够施加到静脉输注装置的定位在空气阻挡膜的下游处的任何外表面。

尽管在附图中没有示出，但是静脉输注装置的部件中的任意一个均能够由抗菌材料形成。例如，能够通过挤压包括一种或者多种抗菌化学物的材料形成管道103/203/303a/303b，所述抗菌化学物将在管道与液体接触时被洗脱掉。

在一些实施例中，能够通过在静脉输注装置内包括抗菌过滤器来提供抗菌益处。例如，孔径为大约0.22μm或者更小的过滤器能够包括在液体通路内，从而防止任何微生物通过。优选地，这种过滤器能够定位在静脉输注装置的管道的远端附近或者远端处。

上述抗菌插入件、抗菌涂层、或者抗菌过滤器中的任意一个均能够包括在在附图中示出或者在此描述的静脉输注装置中的任意一个中。而且，能够结合如上所述的零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、或者气泡移除部件中的任意一个来包括一个或者多个抗菌插入件、抗菌涂层或者抗菌过滤器。

在一些实施例中，包括空气阻挡膜的静脉输注装置还能够包括精密流量控制器。精密流量控制器能够辅助设置液体通过静脉输注装置的流率。在许多静脉输注装置中，辊夹用于控制流率。这些辊夹定位在管道周围并且包括辊，所述辊在滚动时约束管道。

如果辊夹应用在还包括空气阻挡膜的静脉输注装置上时，辊夹能够潜在地防止空气阻挡膜保持液柱。例如，一旦液体袋被排空并且液柱被保持，则闭合辊夹能够在空气阻挡膜下方的管道内产生显著真空。这种真空是辊夹的蠕动泵送行为的结果。换言之，当辊夹向下滚动以约束管道时，在空气阻挡膜和辊夹之间形成室，在所述室内的压力可以至少暂时地减小。如果压力的减小超过了空气阻挡膜的泡点压力，则将允许空气通过空气阻挡膜，从而致使液柱流出管道。

精密流量控制器能够应用在具有空气阻挡膜的静脉输注装置中，以最小化液柱将被干扰的可能性，因此精密流量控制器沿着管道的轴线不使用滚动行为来约束管道。图7提供了精密流量控制器701如何能够包括在静脉输注装置700内的示例。静脉输注装置700包括静脉输注装置300的部件，所述部件包括滴注室301、刺针302、膜壳体320和联接件304。能够使用任何如下类型的精密流量控制器，所述类型的精密流量控制器沿着管道的轴线不压缩管道或者不会产生足以使空气阻挡膜失效的压力，所述类型的精密流量控制器包括弹簧夹以及甚至辊夹，所述弹簧夹和辊夹沿着横向于管道轴线的方向压缩。精密流量控制器还提供了允许临床医生快速设置所需流率的益处。当与由空气阻挡膜提供的益处组合时，这种益处能够极大地降低临床医生的工作负荷。精密流量控制器还能够用于使液体流节流并且控制灌注速率。

精密流量控制器能够应用在附图中示出的或者本文描述的静脉输注装置中的任意一个上。精密流量控制器还能够与如上所述的零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、气泡移除部件或者抗菌插入件、抗菌涂层或者抗菌过滤器中的一个或者多个组合使用。

在不背离如在此概述并且在下文要求保护的本发明的结构、方法或者其它重要特征的前提下可以以其它具体形式实施本发明。所描述的实施例的所有方面均被认为仅仅是阐释性的而非限制性的。因此，由所附权利要求而非由前面的描述来表示本发明的范围。处于权利要求的等效物的意义和范围内的所有变形方案均包含在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种静脉输注装置，包括：

滴注室；

刺针，所述刺针用于将所述滴注室流体联接到液体袋；

管道，所述管道用于将所述滴注室联接到限定液体路径的血管接入装置；

空气阻挡膜，所述空气阻挡膜在所述静脉输注装置内的液面到达所述空气阻挡膜之后将所述静脉输注装置内的液柱保持在所述空气阻挡膜的下方；和

零死区鲁尔接口通路装置。

2.根据权利要求1所述的静脉输注装置，还包括：

流量减小装置，所述流量减小装置联接到所述液体路径，以便控制所述静脉输注装置的灌注速率。

3.根据权利要求1所述的静脉输注装置，还包括：

气泡移除部件，所述气泡移除部件定位在所述空气阻挡膜的下游。

4.根据权利要求3所述的静脉输注装置，其中，所述气泡移除部件包括亲水性膜。

5.根据权利要求1所述的静脉输注装置，其中，所述滴注室、刺针、管道、空气阻挡膜或者零死区鲁尔接口通路装置中的一个或者多个由抗菌材料形成、包括抗菌插入件、或者包括抗菌涂层。

6.根据权利要求1所述的静脉输注装置，还包括：

抗菌过滤器，所述抗菌过滤器具有小于或者等于0.22μm的孔径。

7.根据权利要求1所述的静脉输注装置，还包括：

精密流量控制器，所述精密流量控制器用于控制液体流动通过所述管道的速率。

8.根据权利要求1所述的静脉输注装置，其中，所述空气阻挡膜定位在所述滴注室中。

9.根据权利要求1所述的静脉输注装置，其中，所述空气阻挡膜定位在一室中，所述室形成在所述刺针内或者形成在所述滴注室和刺针之间。

10.根据权利要求1所述的静脉输注装置，还包括：

膜壳体，所述空气阻挡膜定位在所述膜壳体内。

11.根据权利要求10所述的静脉输注装置，其中，所述膜壳体定位在所述滴注室的上游或者下游。

12.根据权利要求10所述的静脉输注装置，其中，所述膜壳体包括通气孔。

13.一种静脉输注装置，包括：

滴注室；

刺针，所述刺针用于将所述滴注室流体联接到液体袋；

管道，所述管道用于将所述滴注室联接到血管接入装置；

空气阻挡膜，所述空气阻挡膜在所述静脉输注装置内的液面到达所述空气阻挡膜之后将所述静脉输注装置内的液柱保持在所述空气阻挡膜的下方；和

抗菌涂层、抗菌插入件、或者抗菌过滤器中的一个或者多个。

14.根据权利要求13所述的静脉输注装置，其中，所述抗菌涂层、抗菌插入件、或者抗菌过滤器中的所述一个或者多个定位在所述空气阻挡膜的下游。

15.根据权利要求13所述的静脉输注装置，其中，所述空气阻挡膜定位在所述滴注室、所述刺针、或者膜壳体中的一个内，或者定位在所述滴注室和刺针之间。

16.根据权利要求13所述的静脉输注装置，还包括：

零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、气泡移除部件、或者精密流量控制器中的一个或者多个。

17.一种静脉输注装置，包括：

滴注室；

刺针，所述刺针用于将所述滴注室流体联接到液体袋；

管道，所述管道用于将所述滴注室联接到血管接入装置；

空气阻挡膜，所述空气阻挡膜在所述静脉输注装置内的液面到达所述空气阻挡膜之后将所述静脉输注装置内的液柱保持在所述空气阻挡膜的下方；和

精密流量控制器，所述精密流量控制器用于控制所述液体和/或空气流动通过所述管道的速率。

18.根据权利要求17所述的静脉输注装置，其中，所述精密流量控制器包括弹簧夹。

19.根据权利要求17所述的静脉输注装置，其中，所述精密流量控制器包括辊夹，所述辊夹沿着横向于所述管道的轴线的方向压缩所述管道。

20.根据权利要求17所述的静脉输注装置，还包括：

零死区鲁尔接口通路装置、通气帽、气泡移除部件、抗菌涂层、抗菌插入件、或者抗菌过滤器中的一个或者多个。