CN107427628B - 改进的防干化膜 - Google Patents

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Abstract

一种静脉内输送系统，可以具有容纳液体的液体源、管道和防干化膜，防干化膜定位成使得从液体源流动到管道的液体通过防干化膜。防干化膜可以具有液体通过其流动的多个孔，并且可以由阻止空气通过孔的亲水材料形成。静脉内输送系统还可以具有提升防干化膜的泡点的泡点提升部件。在一些实施例中，泡点提升部件可以是高表面能的涂层或添加剂。

Description

改进的防干化膜
技术领域
本发明总体涉及用于静脉内(“IV”)输送的系统和方法，通过该系统和方法可以将流体直接施用到患者。更具体地，本发明涉及防干化(ARD)膜，其可以被包括在静脉内输送系统内，以限制空气流入静脉内输送系统的管道。根据本发明的静脉内输送系统在本文中广泛地用来描述用于将流体输送到患者的部件，这些部件用于动脉、静脉内、血管内、腹膜和/或非血管内的流体施用。当然，本领域技术人员可以使用静脉内输送系统将流体施用到患者体内的其它部位。
背景技术
将流体施用到患者的血液流中的一种常见方法是通过静脉内输送系统。在许多常见的实施方案中，静脉内输送系统可以包括液体源(例如，液体袋)、用于确定来自液体袋的流体的流量的滴液室、用于提供液体袋和患者之间的连接的管道以及静脉内接入单元(例如，可以定位在患者静脉内的导管)。静脉内输送系统还可以包括Y型连接器，其允许对静脉内输送系统进行级联(piggyback)并且允许从注射器将药物施用到静脉内输送系统的管道中。
通常良好的实践是从接入患者的血液流的静脉内输送系统中去除空气。虽然这种问题在接入动脉血时是至关重要的，但在接入静脉侧时这同样是个问题。具体地，如果在接收流体的静脉内施用的同时允许气泡进入患者的血液流，则气泡可能形成空气栓塞并对患者造成严重伤害。
通常，在大多数成年人中，右心房和左心房彼此完全隔开，使得血液和气泡从右心房移动到右心室，然后到达肺，在肺处气泡可以被安全地排出。然后，无气泡的血液返回到左心房，在左心房处血液移动到左心室，然后输送到整个身体。
然而，在婴儿和一小部分成年人口中，右心房和左心房并不完全隔开。因此，气泡可以直接从右心房移动到左心房，然后分散到整个身体。结果，这些气泡可能引起中风、组织损伤和/或死亡。因此，重要的是防止气泡进入患者的血液流。
尽管在对用于流体的静脉内施用的静脉内输送系统进行灌注的同时去除气泡是重要的，但是气泡的完全去除会是耗时的过程。该过程还可能由于无意地接触静脉内输送系统的无菌端而导致静脉内输送系统的污染。通常，当静脉内输送系统被灌注时，夹具被关闭以防止流体从滴液室移动通过管道。静脉内输送系统然后可以附接到IV袋或瓶。一旦附接，通常由透明柔性塑料制成的滴液室可以被挤压以将流体从IV袋或瓶中抽出并使其进入滴液室。当打开夹具时，可以允许滴液室填充约1/3至1/2满，以允许流体通过管道流动到静脉内输送系统的端部。
然而，该初始过程通常在管道中捕获必须被去除的空气。例如，通过静脉内输送系统的管道的流体的流动可能是湍流的，并且当流体和管道之间的边界层被剪切时，可以将空气捕获在管道内。离开滴液室的流量可能高于进入滴液室的流体流量。当空气从滴液室吸入管道时，这可能导致气泡梯(bubble ladder)形成。
另外，当流体的液滴冲击滴液室内的流体池的表面时，可能会产生气泡。这些气泡可以被从滴液室拉入IV套件的管道中。在儿科应用(滴液孔可能较小，这可能导致增加的湍流)中，该问题可能会加剧。
为了从静脉内输送系统中去除气泡，可以允许来自IV袋或瓶的流体流过管道，同时助理敲击管道以促进气泡离开静脉内输送系统的端部。当允许流体流出静脉内输送系统以从管道中去除气泡时，可以允许流体流入废物篮或其它容器中。在此过程中，管道的端部可能与废物篮接触或被助理接触，从而被污染。这种去除气泡的过程的另一个缺点是其需要注意力和时间，这些注意力和时间本可能被用于执行可能对患者有价值的其它任务。
另一种去除气泡的方法是直接从静脉内输送系统中去除气泡。更具体地，如果静脉内输送系统包括Y型连接器，则可以通过注射器在Y型连接器处去除气泡。该方法仍然需要额外的时间和注意力，并且还可能带来待输送的液体被污染的风险。
为了解决从静脉内输送系统中去除气泡的困难，各种现有技术的静脉内输送系统已经使用了膜，用于在流体流过静脉内输送系统时从流体中过滤空气。例如，通常膜可以安置在滴液室的底部，使得流出滴液室的流体必须通过膜。膜可以构造成允许流体的通过，同时阻挡空气的通过。以这种方式，防止气泡进入通向患者的管道。类似地，膜可以被包括在将管道联接到导管的连接器中，以阻挡管道中存在的任何空气进入患者的脉管系统。
在这些现有技术的静脉内输送系统设计中使用空气过滤膜已经是有益的。然而，即使使用这些膜，仍然存在各种缺点。例如，如果允许流体袋排空，则静脉内输送系统内的所有流体将通过静脉内输送系统并进入到患者，使得静脉内输送系统充满空气。一旦发生这种情况，在新的流体袋可以被施用之前，静脉内输送系统将必须被重新灌注以从静脉内输送系统中去除空气。为了避免对静脉内输送系统进行重新灌注，临床医生因此在流体袋正在排空时将必须在场，以确保在滴液室排空之前可以更换流体袋。
此外，如果临床医生没有注意到空气已经进入管道，则当连接新的流体袋时，他或她可能没有对静脉内输送系统进行重新灌注。一旦新的流体袋被施用，这可能导致空气进入到患者。此外，如果膜不能支撑足够长的流体柱，则膜的空气过滤能力可能被进入膜下游的管道的持续流体流压制。
发明内容
本发明的实施例总体涉及一种具有泡点提升部件的静脉内输送系统，泡点提升部件增强了防干化膜的操作。静脉内输送系统可以具有容纳待输送到患者的液体的液体源、容纳防干化膜的滴液单元、管道和泡点提升部件。管道可以具有可连接到液体源的第一端以及可连接到排气帽和/或静脉内输送单元的第二端。
防干化膜可以由亲水材料形成，并且可以具有增加防干化膜的泡点的粗糙表面。防干化膜可以具有多个孔，所述多个孔允许液体流过防干化膜，同时阻止空气通过防干化膜。孔可以相对小，例如有效直径小于约3微米。此外，防干化膜可以具有相对小的厚度，例如小于约90微米。
泡点提升部件可以包括高表面能添加剂，其在防干化膜的制造过程中被添加到防干化膜的基材中以增加防干化膜的表面能。另外或替代地，泡点提升部件可以包括在形成防干化膜之后施加到防干化膜的外部的高表面能涂层。另外或替代地，泡点提升部件可以是应用到将流过防干化膜的液体以冷却该液体的冷却装置，从而提升防干化膜的泡点。
防干化膜的几何形状与泡点提升部件的操作的组合可能倾向于限制液体流过防干化膜。为了补偿这一点并确保防干化膜提供足够的液体流量，防干化膜可以具有非平面形状，其有效地增加了液体能够通过其流动的防干化膜的表面积。这种非平面形状可以包括但不限于管状形状、圆顶形状和/或折叠或打褶形状。折叠形状可以包括防干化膜的两个相邻表面之间的至少一个折叠部，其中，折叠部在相邻表面之间限定锐角。
根据一种方法，可以通过首先将静脉内输送系统的各种部件连接在一起来使用静脉内输送系统。这可能需要将液体源、滴液单元和管道连接在一起。静脉内输送系统然后可以借助重力将来自液体源的液体通过管道供给到排气帽来进行灌注。响应于对静脉内输送系统的灌注，排气帽可以将空气排出静脉内输送系统。然后，静脉内接入单元可以连接到管道的第二端并用于将液体输送到患者。
例如，由于液体源中液体的耗尽，向患者的液体流动可以停止。然后，可以在防干化膜下方、在滴液单元的下部以及在管道中第一端附近形成液柱。泡点提升部件可以用于将防干化膜的泡点提升到足以使防干化膜能够支撑液柱而不允许大量空气进入液柱的水平。
本发明的这些和其它特征和优点可以并入本发明的某些实施例中，并且将从以下描述和所附权利要求中变得更充分显明，或者可以通过如下文阐述的本发明的实践来了解。本发明不要求将本文所述的所有有利特征和所有优点并入本发明的每个实施例。
附图说明
为了使得获得本发明的上述和其它特征和优点的方式容易理解，上面简要描述的本发明的更具体的描述将通过参考附图所示的本发明的具体实施例来进行。这些附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不被认为是限制本发明的范围。
图1是根据一个实施例的静脉内输送系统的正视立视图；
图2是管道的一部分的示图，其大体示出了维持在管道内的流体柱；
图3是示出根据一个实施例的使用静脉内输送系统的方法的流程图；
图4是图1的液体源的正视立视图，液体源具有呈冷却装置形式的泡点提升部件；
图5A和5B分别是根据一个实施例的防干化膜的平面图和正视立视图；
图5C和5D分别是根据另一个实施例的防干化膜的平面图和正视立视图；
图6是根据一个实施例的滴液单元的正视立视剖视图；
图7是根据一个替代实施例的滴液单元的正视立视剖视图；
图8是根据另一替代实施例的滴液单元的正视立视剖视图；
图9是根据又一替代实施例的滴液单元的正视立视剖视图；
图10A和10B分别是根据另一替代实施例的在防干化膜成形之前和之后的滴液单元的正视立视剖视图；以及
图11A和11B分别是根据另一替代实施例的滴液单元在没有显著的液体流和在具有引入以灌注或使用静脉内输送系统的液体流的情况下的正视立视剖视图。
具体实施方式
通过参考附图可以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功能相似的元件。将容易理解，如本文的附图中总体描述和示出的本发明的部件可以以各种各样的不同配置进行布置和设计。因此，如附图所示的以下更详细的描述并不旨在限制所要求保护的本发明的范围，而是仅代表本发明的当前优选实施例。
此外，为了清楚起见，附图可以示出简化或局部视图，并且附图中的元件的尺寸可能被夸大或不成比例。另外，除非上下文另有明确规定，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指称。因此，例如，提及终端包括提及一个或多个终端。另外，在参考元件(例如，元件a、b、c)的列表的情况下，这种参考旨在包括所列出的元件自身中的任何一个、少于所有列出的元件的任意组合和/或所有列出的元件的组合。
术语“基本上”意味着所记载的特征、参数或值不需要被精确地实现，而是可以在不排除特征所旨在提供的效果的程度上发生偏差或变化，包括例如本领域技术人员所公知的公差、测量误差、测量精度限制以及其它因素。
如本文所使用的，术语“近端”、“顶部”、“上部”或“向上”指的是装置在其正常操作下使用时，装置上最靠近使用装置的临床医生并且距离对于其使用装置的患者最远的位置。相反地，术语“远端”、“底部”、“下部”或“向下”指的是装置在其正常操作下使用时，装置上距离使用装置的临床医师最远并且最靠近对于其使用装置的患者的位置。
如本文所使用的，术语“内”或“向内”指的是在正常使用期间相对于装置的朝向装置内部的位置。相反，如本文所使用的，术语“外”或“向外”指的是在正常使用期间相对于装置的朝向装置外部的位置。
参考图1，正视立视图示出了根据一个实施例的静脉内输送系统100。如图所示，静脉内输送系统100可以具有多个部件，这些部件可以包括液体源102、滴液单元104、管道106、保持单元108、排气帽110和静脉内接入单元112。这些部件在图1中示出的方式仅仅是示例性的；本领域技术人员将认识到，存在各种各样的静脉内输送系统。因此，利用与所示部件不同的部件，静脉内输送系统100的各种部件可以被省略、替换和/或补充。
液体源102可以具有容纳待输送到患者静脉内的液体122的容器。液体源102可以例如具有袋20，袋可以由半透明的柔性聚合物等形成。因此袋120可以具有袋状构型。袋120可以被成形以容纳液体122。
滴液单元104可以设计成以测量的速率从袋120接收液体122，例如作为以可预测的一致的速率发生的一系列液滴。滴液单元104可以定位在袋120下方，以便借助重力供给来接收液体122。滴液单元104可以具有从液体源102接收液体122的接收装置130、确定液体122被滴液单元104接收的速率的滴液结构132以及液体122被收集在其中的滴液室134。防干化膜可以定位在滴液室134内，以在液体122停止流入管道106之后能够在管道106内保持相当长度的流体柱，而不允许大量的空气通过防干化膜136流入管道106。
管道106可以是标准医疗级管道。管道106可以由柔性的半透明材料(例如，硅橡胶)形成。管道106可以具有第一端140和第二端142。第一端140可以联接到滴液单元104，并且第二端142可以联接到排气帽110，使得液体122从滴液单元104通过管道106流动到排气帽110。
保持单元108可以用于保持静脉内输送系统100的各种其它部件。如图所示，保持单元108可以具有主体150和延伸部152。通常，管道106可以在第一端140附近连接到主体150并且在第二端142附近连接到延伸部152。除了保持单元108之外或代替保持单元，可以使用各种支架、托架和/或其它特征。
排气帽110可以联接到管道106的第二端142。排气帽110可以具有排气部(例如，基本上可透过空气而不是液体122的疏水膜)。因此，排气帽110内的空气可以从静脉内输送系统100排出，而从静脉内输送系统100泄漏的液体122有限。
静脉内接入单元112可以用于将液体122供应到患者的血管系统。静脉内接入单元112可以具有第一端170和接入端172。第一端170可以代替排气帽110连接到管道106的第二端142。因此，当静脉内输送系统100被充分灌注时，静脉内接入单元112可以代替排气帽110连接到管道106的第二端142。在替代实施例(未示出)中，可以使用诸如Y型适配器的各种连接器来将静脉内接入单元112的第一端170连接到管道106，而不用将排气帽110从管道106的第二端142上拆卸。
通过将部件(除了静脉内接入单元112)连接在一起(如图1所示)然后允许液体122重力供给通过滴液单元104和管道106而进入排气帽110，可以对静脉内输送系统100进行灌注。根据需要，滴液单元104可以被挤压或以其它方式加压，以加速液体122流过管道106。
当液体122流过管道106时，空气可能被夹带在液体122中。该空气可以与液体122的柱一起从管道106的第一端140朝向管道106的第二端142移动。该夹带的空气可能在管道106的第二端142附近聚集成气泡。排气帽110可以设计成接收液体122，以允许这样的气泡从静脉内输送系统100通过排气帽110排出。
一旦液体122停止流入液体122(例如，由于液体源102中的液体122的耗尽)，防干化膜136可以用于限制空气运动到管道106中。防干化膜136可以具有多个孔138，每个孔具有的尺寸导致在防干化膜136下方形成液体122的弯液面(meniscus)。每个弯液面可以通过毛细管作用而有助于管道106中的液体122的柱的支撑。防干化膜136可以设计成在允许空气进入柱之前有助于对具有相当长度的液体122的柱的支撑。可以支撑的柱越长，静脉内输送系统100将在不同的操作条件下更强健。
为了增强液体122的可以被防干化膜136支撑的柱的长度，静脉内输送系统100还可以包括泡点提升部件。这在图1中未示出；然而，将结合以下附图来示出和描述各种泡点提升部件。通常，“泡点提升部件”可以是静脉内输送系统的增加防干化膜的泡点的任何特征。“泡点”是开始在处于气体压力下的湿的过滤体的下游观察到连续的气泡流的压力。提升防干化膜136的泡点将增加滴液结构132的可以由防干化膜136支撑的柱的长度，而又不会有大量空气进入柱中。将结合图2示出和描述一些相关原理。
参考图2，管壁210的一部分的图200大体示出了在管壁210内维持的液体220的柱。图2的管壁210代表限定液体/气体界面的任何结构，例如膜的单个孔(例如，图1的防干化膜的孔138之一)。管壁210(或孔138)可以具有半径r，如图所示。待支撑在管壁210内的液体220的柱可以具有高度h，也如图所示。
如图所示，弯液面240可以存在于液体220和液体220上游的空气230之间的边界处。管壁210可以由亲水材料形成；因此，弯液面240可以在弯液面240与管壁210相遇的端部处向上弯曲。因此，弯液面240可以相对于管壁210形成接触角θ。由弯液面240相对于管壁210施加的表面张力平行于弯液面240与液体220的接触角，因此由附图标记为γ的矢量表示。液体122的可以被支撑的柱的高度h可以通过以下等式获得：
Figure GDA0002389944500000091
其中，ρ是液体122的密度，g是重力常数。
从上述的等式可以看出，可以通过增加γ和/或减小θ来增加h。这些可以可选地通过根据本公开的各种方式来实现。在一些实施例中，通过增加管壁210的材料的表面能，可以增加γ，并且可以降低θ。再次参考图1的实施例，这可能需要增加滴液单元104内的防干化膜136的表面能。
增加防干化膜136的表面能可以例如通过将涂层或添加剂施加到防干化膜136来实现。涂层或添加剂可以包括具有比用于形成防干化膜136的基材的表面能高的表面能的材料。在添加剂的情况下，可以在防干化膜136的制造过程中施加高表面能添加剂，例如在形成最终形状的防干化膜136之前，通过将添加剂与形成防干化膜136的基材混合。可以使用各种已知的混合方法，并且可以可选地涉及使用化学结合。在涂层的情况下，在已经形成防干化膜136之后，可以将高表面能涂层施加到防干化膜136的外部。这可以通过使用任何已知的涂覆方法进行。
使用高表面能添加剂或涂层仅代表增加防干化膜136的泡点的许多可能方法中的一些。随后将描述其它实施例。将结合图3示出和描述使用静脉内输送系统100的通用方法。
参考图3，流程图示出了根据一个实施例的准备静脉内输送系统以便于使用的方法300。将参照图1的静脉内输送系统100描述方法300。然而，本领域技术人员将认识到，方法300可以用不同的静脉内输送系统进行。类似地，静脉内输送系统100可以通过使用不同于图3的方法来准备以便于使用。
方法300可以通过步骤320开始310，其中，除了静脉内接入单元112，静脉内输送系统100的各种部件连接在一起。静脉内输送系统100的一些部件(例如，管道106和排气帽110)可以在它们已经连接在一起的状态下被包装、销售和/或提供给最终用户。步骤320可以仅包括静脉内输送系统100的尚未连接在一起的部件的互连。
在步骤330中，静脉内输送系统100可以被灌注。如前所述，这可以通过简单地允许液体122借助重力通过管道106流动到排气帽110或者通过挤压或以其它方式加压滴液单元104来完成。
在步骤340中，液体122可以例如通过使用静脉内接入单元112输送到患者。在步骤350中，液体122的输送可以停止。这可能是由于液体源102内的液体122耗尽和/或临床医生采取各种措施来停止液体122流过静脉内输送系统100(例如，液体源102从静脉内输送系统100的其余部分拆卸)而发生。
在步骤360中，液体122的柱可以在防干化膜136下方形成。这可能在液体122的残留量(例如，来自滴液室134的高于防干化膜136的那部分)通过防干化膜136并进入管道106时发生。期望的是防止空气进入柱中，使得静脉内输送系统100可以用于进一步将液体122(或不同的液体)输送到患者，而不需要通过对静脉内输送系统100重新灌注来重复步骤330。
因此，在步骤370中，泡点提升部件可以用于基本上防止空气通过防干化膜136进入液体122的柱中。在本公开中，短语“基本上防止空气的通过”和“阻止空气的通过”涉及将进入柱中的空气限制在足够安全的水平以允许通过进一步使用静脉内输送系统将液柱输送到患者的系统和方法。方法300然后可以结束390。
如前所述，在本公开的范围内可以使用许多不同类型的泡点提升部件。除了提升防干化膜136的表面能之外，其它泡点提升部件可以包括设计成改变防干化膜136和/或液体122的其它性质的部件。在一些实施例中，可以增加防干化膜136的表面粗糙度，以减少防干化膜136和液体122之间的表观接触角θ(根据Wenzel等式)。在其它实施例中，可以增强防干化膜136的清洁度和/或均匀性。在其它实施例中，可以降低液体122的温度。根据本公开的泡点提升部件可以设计成除了增加防干化膜136的表面能之外或代替增加防干化膜的表面能而实现这些目的中的任何目的。冷却液体122的泡点提升部件的一个示例将结合图4示出和描述。
参考图4，正视立视图示出了图1的液体源102，其具有呈冷却装置400形式的泡点提升部件。冷却装置400可以定位在液体源102上或附近，并且可以从液体122吸收热量。因此，冷却装置400可以是被冷却的液体、固体或气体的容器，例如冰袋等。另外或替代地，冷却装置400可以使用制冷循环来从液体122持续地接收热量。例如，冷却装置400可以包括通过管路互连的压缩机、膨胀阀、蒸发器和/或冷凝器。任何已知类型的制冷剂都可以通过管路循环以将来自液体源102内的液体122的热量持续地输送到热沉(例如，环境空气)。
冷却装置400可以通过加强液体122与防干化膜136的粘附来增强防干化膜136阻止湿气通过的能力。这可以通过对液体122冷却(这增加了表面张力γ)来进行。
另外或替代地，防干化膜136的孔138可以制得相对小。在一些实施例中，防干化膜136的孔138可以具有小于3微米的尺寸(即，在圆形孔的情况下，小于3微米的直径)。此外，孔138可以各自具有小于2.5微米、小于2微米、或甚至小于1.5微米的尺寸。此外，防干化膜136可以具有相对小的厚度。在一些实施例中，防干化膜136可以具有小于90微米的厚度。此外，防干化膜136可以具有小于75微米、小于60微米、或甚至小于45微米的厚度。
这样的小的孔尺寸可能倾向于限制液体122通过防干化膜136的流量。因此，期望的是通过增加防干化膜136的表面积来补偿。具体地，在随后将示出和描述的各种实施例中，至少在液体122流过防干化膜期间，防干化膜可以具有非平面形状。这种非平面形状可以包括但不限于圆顶形状、折叠或褶皱形状、圆柱形形状及其组合。
参考图5A和5B，分别示出了根据一个实施例的防干化膜500的平面图和正视立视图。如图所示，防干化膜500可以具有限定大致管状形状的管状壁510。大致管状形状可以在给定成形因子内提供更大的表面积。在一些示例中，防干化膜500可以平行于液体122的流动定向，使得防干化膜500装配在具有相对紧凑的横截面积的空间内。
参考图5C和5D，分别示出了根据另一实施例的防干化膜550的平面图和正视立视图。如图所示，防干化膜550可以具有管状壁510，其限定大体上类似于图5A和5B的防干化膜500的大致管状形状。然而，除了大致管状形状之外，管状壁560可以具有进一步增大管状壁560的表面积的多个折叠部570。折叠部570中的每一个可以在第一膜表面580和第二膜表面590之间提供相交部，该相交部可以可选地以锐角595形成。如同防干化膜500，防干化膜550可以平行于液体122的流动定向，使得防干化膜550装配在具有相对紧凑的横截面积的空间内。
防干化膜500和防干化膜550可以具有如同图1的防干化膜136的孔138的孔。防干化膜500和防干化膜550仅仅是可以用于构建根据本公开的防干化膜的非平面形状的示例。这种非平面膜可以被支撑并用于静脉内输送系统的各种部件。在一些示例中，这种非平面防干化膜可以定位在滴液单元(例如，图1的滴液单元104)内。图6-11示出了可以替代地用于容纳非平面防干化膜的各种不同滴液单元构造。
参考图6，正视立视剖视图示出了根据一个实施例的滴液单元604。滴液单元604可以具有如同图1的滴液结构132。滴液单元604可以具有外部壁620，其大体限定用于容纳液体122的滴液室634。外部壁620可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分622以及定位在周边部分622下方并设计成连接到管道106的第一端140的管接口624。外部壁620可以具有定位成限定周边部分622和管接口624之间的边界的搁台(shelf)626。
图6的滴液单元604可以容纳具有大致管状形状的防干化膜636，其可以具有与图5A和5B的防干化膜500和/或图5C和5D的防干化膜550类似的构造。防干化膜636可以被保持在盒640中，盒可以与外部壁620单独形成并被安装以安置在外部壁620的搁台626上。盒640可以具有外壁642，外壁具有沿其长度纵向延伸的多个槽644。外壁642可以具有基本上不透液体122的实心基部646。替代地，实心基部646可以用如同防干化膜636的防干化膜(未示出)代替，但是具有带有大致圆形周边的形状(例如，大致圆形或圆顶形状)。
盒640还可以具有内壁652，内壁具有沿其长度纵向延伸的多个槽654。内壁652可以具有基本上不透液体122的实心基部656。替代地，如同实心基部646，实心基部656可以用如同防干化膜636的防干化膜(未示出)代替，但是具有带有大致圆形周边的形状(例如，大致圆形或圆顶形状)。
在图6所示的构造中，液体122可以流过盒640，以经由管接口624到达管道106。液体122的流动可以如箭头670所示。液体122可以从滴液室634向下流过盒640的顶部以到达盒640的内部。然后，液体122可以流过内壁652的槽654以到达防干化膜636。然后，液体122可以通过防干化膜636，并通过外壁642的槽644离开盒640。
防干化膜636可以操作以捕获盒640内部中的任何空气，而不是允许其进入管接口624。相反，在液体122已经通过防干化膜636之后，液体122可以继续向下移动到管接口624中，然后进入管道106。
在替代实施例中，代替将防干化膜设置在滴液单元中的盒内，可以使用两件式滴液单元。滴液单元的一个构件可以通过容纳防干化膜来有效地作为盒。将结合图7示出和描述这种实施例的一个示例。
参考图7，正视立视剖视图示出了根据一个替代实施例的滴液单元704。滴液单元704可以具有如同图1的滴液结构132。滴液单元704可以具有外部壁720，其大体限定用于容纳液体122的滴液室734。外部壁720可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分722以及定位在周边部分722底部处的搁台726。搁台726可以限定开口，盒740可以定位在该开口中。盒740可以容纳具有大致管状形状的防干化膜736，其可以具有与图5A和5B的防干化膜500和/或图5C和5D的防干化膜550类似的构造。
盒740可以设计成落入由搁台726限定的开口中，以便用作滴液单元704的与外部壁720配合的第二构件。盒740可以具有外壁742，其可以保持防干化膜736。外壁742可以具有沿其长度纵向延伸的多个槽744。外壁742可以具有基本上不透液体122的实心顶部746。替代地，实心顶部746可以用如同防干化膜736的防干化膜(未示出)代替，但是具有带有大致圆形周边的形状(例如，大致圆形或圆顶形状)。盒740还可以具有设计成连接到管道106的第一端140的管接口748。
在图7所示的构造中，液体122可以流过盒740，以经由管接口748到达管道106。液体122的流动可以如箭头770所示。液体122可以从滴液室734向下流过盒740的槽744以到达防干化膜736。然后，液体122可以通过防干化膜736并进入盒740的内部。然后，液体122可以通过管接口748流出盒740以到达管道106的第一端140。
在另外的替代实施例中，防干化膜可以被保持在滴液单元内而不需要盒。在这种情况下，防干化膜可以通过滴液室内部上的各种特征被直接保持。将结合图8示出和描述一个这样的实施例。
参考图8，正视立视剖视图示出了根据另一替代实施例的滴液单元804。滴液单元804可以具有滴液结构832，其将例如呈液滴的形式的液体122输送到滴液单元804的内部。滴液单元804可以具有外部壁820，其大体限定用于容纳液体122的滴液室834。外部壁820可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分822以及定位在周边部分822底部并通过底部部分826连接到周边部分822的管接口824。
滴液室834可以容纳具有大致管状形状的防干化膜836，其可以具有与图5A和5B的防干化膜500和/或图5C和5D的防干化膜550类似的构造。防干化膜836可以直接由限定滴液室834的部件保持。例如，防干化膜836可以在其下端处由外部壁820的底部部分826保持，并且在其上端处由滴液结构832保持。滴液结构832可以具有保持防干化膜836的上端的呈管状套环等形式的顶部膜保持部842。类似地，底部部分826可以具有保持防干化膜836的下端的呈管状套环等形式的底部膜保持部844。
根据需要，如图所示，顶部膜保持部842可以从滴液单元804的中心轴线偏移，使得滴液结构832可以构造成在中心轴线附近输送液体122。在替代实施例(未示出)中，滴液结构832可以构造成在偏离中心轴线的位置处输送液体122，那么顶部膜保持部842可以沿着中心轴线与底部膜保持部844对准。替代地，顶部膜保持部842和底部膜保持部844可以彼此对准，但是都可以从中心轴线移位。这样的替代构造可以将防干化膜836定位成与滴液单元804的中心轴线平行，而不是以图8中所示的倾斜角度定位。
在这些构造中的任何构造中，如在图8所示的构造中，液体122可以从滴液室834流过防干化膜836以到达防干化膜836的内部。从防干化膜836的内部，液体122可以向下流动并经由管接口824流出滴液单元804。然后，液体122可以进入管道106的第一端140。液体122的这种运动由图8中的箭头870表示。
在另外的替代实施例中，盒可以再次用于保持防干化膜，但是这样的盒可以被固定到滴液单元的滴液室内部内的元件。将结合图9示出和描述这种构造的一个示例。
参考图9，正视立视剖视图示出了根据另一替代实施例的滴液单元904。滴液单元904可以具有如同图1的滴液结构132。滴液单元904可以具有外部壁920，其大体限定用于容纳液体122的滴液室934。外部壁920可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分922以及定位在周边部分922下方并设计成连接到管道106的第一端140的管接口924。外部壁920可以具有定位成限定周边部分922和管接口924之间的连接部的底部部分926。底部部分926可以被成形为限定保持结构928。
图9的滴液单元904可以容纳具有大致管状形状的防干化膜936，其可以具有与图5A和5B的防干化膜500和/或图5C和5D的防干化膜550类似的构造。防干化膜936可以被保持在盒940中，盒可以与外部壁920单独形成并被安装以安置在外部壁920的底部部分926上。盒940可以具有外壁942，外壁具有沿其长度纵向延伸的多个槽944。外壁942可以具有基本上不透液体122的实心顶部946。替代地，实心顶部946可以用如同防干化膜936的防干化膜(未示出)代替，但是具有带有大致圆形周边的形状(例如，大致圆形或圆顶形状)。
盒940还可以具有底部部分948，其具有与外部壁920的底部部分926的保持结构928相配合的保持结构950。在图9的示例性实施例中，保持结构928和保持结构950都具有可以简单地装配在一起的截头圆锥形状，从而允许盒940可拆卸地对准(registered)在外部壁920的底部部分926上。根据需要，可以使用各种附接方法(例如，焊接、RF焊接、化学粘合、粘接剂粘合、应用一个或多个机械紧固件和/或其它方法)来将盒940固定到底部部分926。
在图9所示的构造中，液体122可以流过盒940，以经由管接口924到达管道106。液体122的流动可以如箭头970所示。液体122可以从滴液室934流过防干化膜936并通过外壁942的槽944进入盒940。从盒940的内部，液体122可以向下流入外壁942，然后进入管道106的第一端140。
在另外的替代实施例中，防干化膜可以具有不是管状形状的非平面形状。在一些实施例中，防干化膜可以具有通过防干化膜的变形而形成的形状。例如，防干化膜最初可以是平面构型，但是可以通过应用一个或多个制造工艺而变形，以呈现圆顶形状或其它非平面形状。将结合图10A和10B来示出和描述这种实施例的一个示例。
参考图10A和10B，正视立视剖视图分别示出了在防干化膜1036成形之前和之后根据又一替代实施例的具有防干化膜1036的滴液单元1004。滴液单元1004可以具有如同图1的滴液结构132。滴液单元1004可以具有外部壁1020，其大体限定用于容纳液体122的滴液室1034。外部壁1020可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分1022以及定位在周边部分1022下方并设计成连接到管道106的第一端140的管接口1024。外部壁1020可以具有定位成限定周边部分1022和管接口1024之间的连接部的搁台1026。多个支座(standoff)1042可以定位在搁台1026的下方和内部。
具体参考图10A，防干化膜1036最初可以具有大致平面的圆形形状，如图所示。可以使用制造工艺来通过将防干化膜1036从其平面形状拉伸成非平面形状以增加防干化膜1036的表面积。防干化膜1036可以可选地通过对在滴液室1034内就位的防干化膜1036应用制造工艺而原位变形。可以对防干化膜1036应用各种工艺(例如，冲压、热成形等)，以将其拉伸成如图10B所示的构型。
现在参考图10B，示出了在应用制造工艺以对其拉伸之后的防干化膜1036。如图所示，防干化膜1036可以具有轮廓受到支座1042的限制的大致圆顶构型。支座1042可以有助于确保防干化膜1036与靠近防干化膜1036的管接口1024充分间隔开以使液体122能够相对自由地流过管接口1024，并确保防干化膜1036的绝大部分表面积不被外部壁1020的任何部分阻隔。
防干化膜1036可以具有如同图1的防干化膜136的孔138的孔(未示出)。根据需要，防干化膜1036可以最初形成有这样的孔，所述孔比防干化膜1036在其最终拉伸形式中要存在的孔更小。因此，在图10A的构造中，防干化膜1036可以具有比所需的孔更小的孔。然后，随着应用制造工艺以拉伸防干化膜1036，孔还可以被拉伸到所需尺寸。因此，在图10B中，防干化膜1036可以具有所需尺寸的孔。值得注意的是，这种拉伸可以将孔拉伸成与它们最初形成的形状不同的形状。例如，最初形成为圆形横截面形状的孔可以被拉伸成具有椭圆形(elliptical)和/或卵形(oval)形状，或者孔形状的弯曲度可以增加。
在一些实施例中，防干化膜可以通过液体122流过防干化膜或者液柱的重量而不是通过制造工艺来拉伸。将结合图11A和11B来示出和描述这种实施例的一个示例。
参考图11A和11B，正视立视剖视图分别示出了根据又一替代实施例的在没有显著的液体流和在具有引入以灌注或使用静脉内输送系统的液体流的情况下的滴液单元1104。滴液单元1104可以具有如同图1的滴液结构132。滴液单元1104可以具有外部壁1120，其大体限定用于容纳液体122的滴液室1134。外部壁1120可以具有大致管状和/或截头圆锥形状的周边部分1122以及定位在周边部分1122下方并设计成连接到管道106的第一端140的管接口1124。外部壁1120可以具有定位成限定周边部分1122和管接口1124之间的连接部的搁台1126。
具体参考图11A，在没有液体122显著流过防干化膜1136的情况下，防干化膜1136最初具有大致平面的圆形形状，如图所示。防干化膜1136可以具有相对低的厚度，其允许防干化膜1136响应于跨防干化膜1136施加的压力梯度而相对容易地拉伸。当液体122开始流过防干化膜1136时，将存在这种压力梯度。因此，当液体122流动时，如在静脉内输送系统100的灌注期间和/或使用静脉内输送系统100将液体122输送到患者期间，防干化膜1136可以被拉伸并膨胀到限定在管接口1124内的腔体中，腔体的尺寸可以设置成容纳防干化膜1136。根据需要，可以可选地使用如同图10A和10B的支座1042的支座(未示出)。
现在参考图11B，示出了在液体122显著地流过防干化膜1136期间的防干化膜1136。如图所示，防干化膜1136可以具有大致圆顶构型。防干化膜1136的变形可能是极端的。在一些实施例中，可以选择防干化膜1136的材料和几何形状，使得防干化膜1136的变形保持在形成防干化膜1136的材料的弹性极限内。替代地，防干化膜1136可以制成使得在液体122流过防干化膜1136期间发生塑性变形。
防干化膜1136可以具有如同图1的防干化膜136的孔138的孔(未示出)。根据需要，防干化膜1136可以在图11A的大体未拉伸的构型中具有比在液体122流过防干化膜1136期间存在于防干化膜1136中的孔更小的孔。一旦液体122停止流过防干化膜1136，一些压力梯度可能仍然存在。因此，防干化膜1136可以保持在图11B的构型中，或者保持在图11A和11B之间的构型中，这反映了减小的压力梯度的存在。防干化膜1136的孔的尺寸可以设置成使得孔拉伸到将防干化膜1136的泡点提升到当液体122不再流动但仍然存在一些压力梯度时限制气流进入液体122的位于防干化膜1136下方的柱所需的水平所需的尺寸。
本发明可以以其它具体形式实施，而不脱离如本文中广泛描述并在下面要求保护的本发明的结构、方法或其它基本特征。在所有方面中，所描述的实施例仅被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述来表示。在权利要求的等同形式的含义和范围内的所有变化将被包括在其范围内。

Claims (14)

1.一种静脉内输送系统，包括：
容纳液体的液体源；
管道，包括：
第一端，能够连接到液体源以从液体源接收液体；和
第二端，能够连接到将液体输送到患者的静脉内接入单元；
防干化膜，定位成使得从液体源流动到管道的液体通过防干化膜，其中，防干化膜包括液体通过其流动的多个孔，其中，防干化膜由构造成阻止空气通过所述多个孔的亲水材料形成；以及
泡点提升部件，构造成提升防干化膜的泡点，其中，泡点提升部件包括液体冷却单元，液体冷却单元在液体接触防干化膜之前冷却液体，以提升防干化膜的泡点。
2.根据权利要求1所述的静脉内输送系统，其中，防干化膜由具有膜表面能的膜材料形成，其中，泡点提升部件包括施加到防干化膜的涂层，其中，涂层由涂层材料形成，涂层材料包括比膜表面能高的涂层表面能。
3.根据权利要求1所述的静脉内输送系统，其中，防干化膜主要由具有膜表面能的膜材料形成，其中，泡点提升部件包括在形成防干化膜之前添加到膜材料中的添加剂，其中，添加剂由添加剂材料形成，添加剂材料包括比膜表面能高的添加剂表面能。
4.根据权利要求1所述的静脉内输送系统，其中，防干化膜由亲水材料形成，其中，防干化膜包括增加防干化膜的润湿性的粗糙表面光洁度。
5.根据权利要求1所述的静脉内输送系统，其中，在液体通过防干化膜朝向管道流动期间，防干化膜包括非平面形状。
6.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，非平面形状包括圆顶形状。
7.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，非平面形状包括至少一个折叠部，所述至少一个折叠部限定防干化膜的两个相邻表面之间的角度。
8.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，非平面形状包括大致管状形状。
9.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，防干化膜包括通过应用配置成将防干化膜拉伸成非平面形状的制造工艺而已经塑性变形的膜材料。
10.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，在液体不以任何特定方向流过防干化膜的状态下，防干化膜处于第一构型，在第一构型中，防干化膜具有第一表面积；其中，在液体通过防干化膜朝向管道流动期间或当支撑流体柱时，防干化膜处于第二构型，在第二构型中，防干化膜包括非平面形状，非平面形状具有显著大于第一表面积的第二表面积。
11.根据权利要求5所述的静脉内输送系统，其中，孔的有效尺寸小于3微米。
12.根据权利要求11所述的静脉内输送系统，其中，防干化膜包括小于90微米的厚度。
13.根据权利要求1所述的静脉内输送系统，还包括：
能够连接到液体源以接收液体的滴液单元，其中，滴液单元还能够连接到管道的第一端以将液体输送到管道，滴液单元包括滴液室，液体借助重力供给而流入滴液室；
其中，防干化膜定位在滴液室内，使得液体在进入管道的第一端之前通过防干化膜。
14.一种静脉内输送系统，包括：
容纳液体的液体源；
管道，包括：
第一端，能够连接到液体源以从液体源接收液体；和
第二端，能够连接到将液体输送到患者的静脉内接入单元；
包括滴液室的滴液单元，滴液室从液体源接收液体并将液体输送到管道的第一端，其中，滴液单元还包括由亲水材料形成并定位在滴液室内的防干化膜；以及
泡点提升部件，构造成提升防干化膜的泡点，其中，泡点提升部件包括液体冷却单元，液体冷却单元在液体接触防干化膜之前冷却液体，以提升防干化膜的泡点；
其中，防干化膜具有小于90微米的厚度，防干化膜包括从由以下形状构成的组中选择的至少一种非平面形状：
圆顶形状；
包括至少一个折叠部的折叠形状，所述至少一个折叠部限定防干化膜的两个相邻表面之间的锐角；和
大致管状形状；
其中，防干化膜包括液体通过其流动的多个孔，每个孔的尺寸小于3微米；并且
其中，防干化膜由具有膜表面能的膜材料形成，其中，泡点提升部件包括从由以下部件构成的组中选择：
施加到防干化膜的涂层，其中，涂层由涂层材料形成，涂层材料包括比膜表面能高的涂层表面能；和
在形成防干化膜之前添加到膜材料中的添加剂，其中，添加剂由添加剂材料形成，添加剂材料包括比膜表面能高的添加剂表面能。
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